一种柴油机SCR尿素废气热管蒸发热解系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种柴油机SCR尿素废气热管蒸发热解系统，包括一端连接船用主机的主机烟气管道，还包括主机烟气管道支管、热管转换器、尿素热蒸发器；主机烟气管道支管依次连接热管转换器、尿素热蒸发器后回到主机烟气管道；热管转换器与船用辅助发电机的出气管道连接。本实用新型专利技术利用船舶上已有的船用辅助发电机，运用热管技术将辅机高温烟气的热能传递到主机引出的烟气中，利用船舶自身热能，对引出的烟气加温。解决在柴油机主机工作温度较低无法满足尿素溶液蒸发和SCR反应的需求的情况下，如何无需额外消耗能源也无需增加过多的设备，即可实现升温，满足尿素溶液蒸发和SCR反应的需求的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种柴油机SCR尿素废气热管蒸发热解系统
本技术涉及热解系统，具体涉及一种柴油机SCR尿素废气热管蒸发热解系统。
技术介绍
随着全球环境的日益恶化和人们环保意识的逐渐加强，船舶造成的大气污染已引起国际社会的广泛关注，国际海事组织（IMO）明确规定2016年起船用柴油机需严格执行TIERIII的排放法规。在氮氧化物后处理技术中，选择性催化还原法（SCR）被公认为最成熟、有效的措施。结合船舶柴油机废气排放控制的现状，将工业中经常使用的SCR应用于船舶柴油机，在不增加现有船舶柴油机燃油消耗率的情况下，降低氮氧化物的排放，从而满足有关排放法规对氮氧化物的限制要求。船用SCR系统的还原剂为40%浓度的尿素溶液，而尿素溶液蒸发成氨气的温度区间为300-600℃，常规中温SCR催化剂的工作温度为300-450℃，中高速柴油机排气温度一般在280-500℃之间，所以对于中、高速柴油机来讲，SCR系统使用40%的尿素溶液作为还原剂可以有效地去除柴油机废气中的NOX。然而，船速低速柴油机，或推进特性的柴油机工作温度要远低于中、高速柴油机，一般的船用低速柴油机的排气温度为170~250℃之间，这时需要对低速柴油机排气进行处理使用常规的SCR系统，无法达到预期的目的。较低的柴油机排气温度使用SCR系统会合使催化剂的中毒，以及尿素溶液的不完全蒸发，从而在管道中生成结晶体，导致整个SCR系统无法长期高效运行。目前常用的解决方案一种是在SCR系统管道上增加一个燃烧器，需要新增加燃油泵单元及配风系统，通过燃烧器燃烧出的高温烟气对尿素溶液进行蒸发产生氨气跟水，另一种是使用电加热装置，将柴油机烟气温度升温达到尿素蒸发所需的最佳温度，这两种方案都需要额外的消耗能源，需要增加过多的设备。
技术实现思路
本技术为解决船速低速柴油机或推进特性的柴油机工作温度较低无法满足尿素溶液蒸发和SCR反应的需求，现有解决方案均需要额外的消耗能源，需要增加过多的设备的问题，提供一种无需额外消耗能源且结构简单的柴油机SCR尿素废气热管蒸发热解系统。本技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种柴油机SCR尿素废气热管蒸发热解系统，包括主机烟气管道，所述主机烟气管道一端连接船用主机，还包括主机烟气管道支管、热管转换器、尿素热蒸发器；所述主机烟气管道支管依次连接热管转换器、尿素热蒸发器后回到主机烟气管道；所述热管转换器与船用辅助发电机的出气管道连接。进一步的，所述热管转换器包括烟气入口、烟气出口、热风入口；所述烟气入口通过主机烟气管道支管与主机烟气管道连接，烟气出口与尿素热蒸发器一端连接，主机烟气从烟气入口进入热管转换器后从烟气出口排出，进入尿素热蒸发器；热风入口与船用辅助发电机的出气管道连接，船用辅助发电机烟气从热风入口进入热管转换器。进一步的，所述尿素热蒸发器上设置温度计。进一步的，还设置有烟气流量控制阀，所述烟气流量控制阀设置在连接主机烟气管道和热管转换器的主机烟气管道支管上。进一步的，所述主机烟气管道另一端通过混合器与SCR反应器连接。进一步的，所述热管转换器还包括冷风出口，与消音器相连。进一步的，所述尿素热蒸发器内设置尿素喷嘴，所述尿素喷嘴通过泵与尿素存储柜相连。本技术的特点为：船用辅助发电机作为船舶电力供应动力单元，为恒速运转的柴油机，排气温度比较高，一般280-500℃，正常带负载的工况下，排气温度均大于300℃，本技术利用船舶上已有的船用辅助发电机，运用热管技术将辅机高温烟气的热能传递到主机引出的烟气中。热管具有的很高的导热性、优良的等温性、热流密度可变性、热流方向酌可逆性、可远距离传热、恒温特性(可控热管)、热二极管与热开关性能、并且由热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小等等一系列优点，船用辅助发电机的高温烟气在热管转换器内部，从热管的一端传递到另一端，对低温侧烟气进行热交换，使烟气达到反应所需温度，实现在柴油机主机工作温度较低无法满足尿素溶液蒸发和SCR反应的需求的情况下，利用船舶自身热能，对引出的烟气加温，满足尿素溶液蒸发和SCR反应的需求，去除烟气中的NOX。该方案结构简单且无需额外消耗能源。附图说明图1为本技术结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、主机烟气管道支管；2、热管转换器；3、尿素热蒸发器；4、船用辅助发电机；5、主机烟气管道；6、混合器；7、SCR反应器；8、消音器；9、泵；10、尿素储存柜；11、船用主机；12、温度计；13、烟气流量控制阀；14、尿素喷嘴。具体实施方式柴油机SCR尿素废气热管蒸发热解系统包括从主机烟气管道5加装的主机烟气管道支管1，主机烟气管道5一端连接船用主机11，该主机烟气管道支管1通过主机烟气管道5从船用主机11中引入足够尿素蒸发用的烟气，从热管转换器烟气入口进入热管转换器2。热管转换器的热风入口与船用辅助发电机4的出气管道连接，利用热管技术，将船用辅助发电机高温烟气的热能传递到主机引出的烟气中，使引出的主机烟气从200℃上升到300-500℃。加热后的烟气从热管转换器烟气出口送到尿素溶液蒸发器3，尿素热蒸发器3内设置尿素喷嘴14，将尿素喷出，利用高温烟气将蒸发器中尿素溶液进行蒸发，生成氨气和水，然后再将蒸发生成的氨气再送回主机的烟气管道5中，与主机排出的烟气汇合，形成达到SCR催化剂工作温度的混合气体。主机烟气管道5通过混合器6与SCR反应器7连接，主机烟气与蒸发后的氨气汇合形成的混合气体经过混合器6进行混合，送入SCR反应器7，从而提高主机SCR系统的脱硝效率，使尿素溶液的还原剂成分得到充分的利用，处理结束，将去除NOX后的烟气排放出去。尿素热蒸发器3设置有温度计12，连接主机烟气管道5和热管转换器2的主机烟气管道支管1上设置有烟气流量控制阀13，可根据尿素热蒸发器3中的烟气温度或反应情况，通过烟气流量控制阀13调节烟气流量的大小。热管转换器2还包括冷风出口，与消音器8相连；尿素热蒸发器3中的尿素喷嘴14通过泵9与尿素存储柜10相连。本技术利用船舶上已有的船用辅助发电机，运用热管技术将辅机高温烟气的热能传递到主机引出的烟气中。实现在柴油机主机工作温度较低的情况下，利用船舶自身热能，对引出的烟气加温，满足尿素溶液蒸发和SCR反应的需求，去除烟气中的NOX。该方案结构简单且无需额外消耗能源。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柴油机SCR尿素废气热管蒸发热解系统，包括主机烟气管道（5），所述主机烟气管道（5）一端连接船用主机（11），其特征在于，还包括主机烟气管道支管（1）、热管转换器（2）、尿素热蒸发器（3）；所述主机烟气管道支管（1）依次连接热管转换器（2）、尿素热蒸发器（3）后回到主机烟气管道（5）；所述热管转换器（2）与船用辅助发电机（4）的出气管道连接。

【技术特征摘要】
1.一种柴油机SCR尿素废气热管蒸发热解系统，包括主机烟气管道（5），所述主机烟气管道（5）一端连接船用主机（11），其特征在于，还包括主机烟气管道支管（1）、热管转换器（2）、尿素热蒸发器（3）；所述主机烟气管道支管（1）依次连接热管转换器（2）、尿素热蒸发器（3）后回到主机烟气管道（5）；所述热管转换器（2）与船用辅助发电机（4）的出气管道连接。2.根据权利要求1所述一种柴油机SCR尿素废气热管蒸发热解系统，其特征在于，所述热管转换器（2）包括烟气入口、烟气出口、热风入口；所述烟气入口通过主机烟气管道支管（1）与主机烟气管道（5）连接，烟气出口与尿素热蒸发器（3）一端连接，主机烟气从烟气入口进入热管转换器（2）后从烟气出口排出，进入尿素热蒸发器（3）；热风入口与船用辅助发电机（4）的出气管道连接，船用辅助发电机烟气从热风入口进入热管转换器（2）。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德荣，郭小炜，徐秋荣，
申请(专利权)人：南通亚泰工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32