柴油机中低温SCR催化剂测试装置制造方法及图纸

一种内燃机技术领域的柴油机中低温SCR催化剂测试装置及测试方法，包括电力测功机、柴油发动机、流量控制阀、NOx传感器、温度传感器、旁通测试排气管、换热器、数据采集控制系统、尿素喷射装置、混合装置、加热装置、排气流量计、测试SCR催化器等，这种新型的SCR催化剂测试装置在发动机台架基础上进行改装，通过控制安装在两路排气管上的流量控制阀、换热器、加热装置、温度传感器、排气流量计，可以在宽范围内对尾气的温度、流量、NOx浓度等参数进行稳定调节。本实用新型专利技术设计合理，结构简单，适用于柴油机SCR催化剂的中低温性能测试。

【技术实现步骤摘要】
柴油机中低温SCR催化剂测试装置
本技术涉及的是一种内燃机
的SCR后处理测试装置和测试方法，具体涉及测试柴油机SCR催化剂中低温性能的测试装置及测试方法。
技术介绍
氮氧化物(NOx)是车用柴油机排放的主要染污物，据统计，城市大气中的NOx约有1/4来自柴油机排放。NOx是形成光化学烟雾的主要因素之一，也是控制环境污染的研究热点。随着近年车用柴油机数量不断增加，各国政府对车用柴油机的排放控制日益严格，仅仅依靠机内净化很难达到未来的排放法规要求，因而需要增加辅助排放装置。选择性催化还原(SelectiveCatalyticReduction.SCR)技术具有安全性高、燃油经济性好、对燃油中硫敏感程度低等优点，被认为是一种可以有效净化NOx，从而达到车用柴油机未来排放要求的方法。在船舶发动机排放控制方面，根据相关法规(如国际海事组织(IMO)的TierIII和国家环保部将发布的《船舶发动机排气污染物排放限值和测量方法(第一、二阶段)》)要求NOx排放量相比TierⅠ阶段降低80％。因此，为了满足排放法规要求，船舶必须采取有效手段降低自身污染物的排放。SCR后处理装置的核心为反应器内部负载的催化剂，但催化剂在运行过程中会出现热老化、磨损、中毒、开裂等，导致后处理装置效率逐渐降低，因此，催化剂转化效率的测试尤为重要。催化剂的转化效率与发动机的排温、NOx浓度和空速等密切相关，目前商业上应用比较广泛的催化剂适用温度在300～450℃，而中低温SCR是指催化剂的适用范围在150～300℃。随着排放法规的日益严格，柴油机SCR催化剂的中低温特性研究逐渐成为热点，尤其对于船用低速柴油机空速小，温度低的特点。但是目前国内对于中低温SCR催化剂的性能研究主要依靠软件进行模拟仿真，缺乏良好的中低温SCR催化剂的测试平台，尤其对于船用低速机SCR的测试装置非常匮乏，严重影响了我国船用低速机SCR后处理装置的研究进程。
技术实现思路
本技术针对上述现有技术的不足，提供了一种柴油机中低温SCR催化剂测试装置及测试方法，采用两路排气管路，即主排气管和旁通测试排气管，来控制测试SCR装置的排气温度和流量；通过自主研发的数据采集控制系统，可以在宽范围内对尾气的温度、流量、NOx浓度等参数进行稳定调节。该装置研发成本低、周期短，加快了SCR后处理装置的研发速度。本技术是通过以下技术方案来实现的，本技术包括电力测功机、柴油发动机、中冷器、空滤器、进气流量计、涡轮增压器、主排气管、进气管、第一NOx传感器、原车SCR装置、主流量控制阀、水冷换热器、第一温度传感器、换热控制阀、直通控制阀、第二温度传感器、第三温度传感器、尿素喷射装置、尿素泵、加热装置、混合腔、第四温度传感器、第五温度传感器、第二NOx传感器、排气流量计、SCR测试装置、旁通测试管、SCR催化剂、数据采集控制系统、直通支管、换热支管，电力测功机与发动机相连，进气管的出气口与涡轮增压器的进气口相连，主排气管的进气口与涡轮增压器的出气口相连，空滤器、进气流量计依次安装在进气管上，中冷器安装在柴油发动机、涡轮增压器之间的管路上，第一NOx传感器、原车SCR装置、主流量控制阀依次安装在主排气管上，直通支管的进气口与涡轮增压器、原车SCR装置之间的主排气管相连接，直通支管的出气口与混合腔的进气口相连接，直通控制阀安装在直通支管上，换热支管的两端分别与直通控制阀两端的直通支管相连接，换热控制阀、第一温度传感器、水冷换热器、第二温度传感器依次安装在换热支管上，混合腔的出气口与旁通测试管的进气口相连接，第三温度传感器和尿素喷射装置依次安装在混合腔前端，尿素泵与尿素喷射装置相连，SCR测试装置、排气流量计依次安装在旁通测试管上，加热装置和第四温度传感器依次安装在SCR测试装置进口处，第五温度传感器和第二NOx传感器依次安装在SCR测试装置出口处，SCR催化剂布置在SCR测试装置内；数据采集控制系统通过线束分别与第一NOx传感器、主流量控制阀、第一温度传感器、换热控制阀、直通控制阀、第二温度传感器、第三温度传感器、尿素泵、加热装置、第四温度传感器、第五温度传感器、第二NOx传感器相连接。进一步地，在本技术中，水冷换热器可以调节测试支路一侧的最低温度为100℃。更进一步地，在本技术中，旁通测试管上装有隔热保温的石棉带，且加热装置的最高加热温度为400℃。更进一步地，在本技术中，混合腔的管径为旁通测试管管径的2倍，且混合腔内部含有混合装置。更进一步地，在本技术中，尿素喷射装置的安装位置距离SCR测试装置入口2m。更进一步地，在本技术中，数据采集控制系统使用二十路数据通道，包括五路温度通道，一路路喷嘴控制通道，一路尿素泵马达控制通道，一路空气电磁阀控制通道，三路流量阀控制通道，三路流量阀位置反馈通道，一路尿素水溶液压力测量通道，一路尿素-空气混合腔喷射压力测量通道，一路尿素水溶液吹扫泄压控制通道，二路NOx浓度测量通道，一路排气流量计测量通道等。更进一步地，在本技术中，SCR测试装置可根据测试催化剂的形状大小来设计改变。更进一步地，在本技术中，自主研发的SCR数据采集控制系统能够有效地控制换热器、加热装置和流量控制阀，且通过排气流量计和温度传感器进行反馈，使其SCR催化剂的温度调节在100～400℃。与现有技术相比，本技术具有如下有益效果为：本技术设计合理，研发周期短，是一可靠的中低温SCR催化剂的测试装置和测试方法；自主研发的SCR数据采集控制系统能够有效地控制换热器、加热装置和流量控制阀，且通过排气流量计和温度传感器进行反馈，可以在宽范围内对尾气的温度、流量、NOx浓度等参数进行稳定调节，尤其适用于中低温SCR催化剂的性能评价。附图说明图1为本技术的结构示意图；其中：1、电力测功机，2、柴油发动机，3、中冷器，4、空气过滤器，5、进气流量计，6、增压器，7、第一NOx传感器，8、原车SCR装置，9、主排气管，10、主流量控制阀，11、水冷换热器，12、第一温度传感器，13、换热控制阀，14、直通控制阀，15、第二温度传感器，16、第三温度传感器，17、尿素喷射装置，18、尿素泵，19、加热装置，20、混合腔，21、第四温度传感器，22、第五温度传感器，23、第二NOx传感器，24、排气流量计，25、SCR测试装置，26、旁通测试管，27、SCR催化剂，28、数据采集控制系统，29、进气管，30、直通支管，31、换热支管。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施例作详细说明，本实施例以本技术技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。实施案例如图1所示，本技术包括电力测功机1、柴油发动机2、中冷器3、空滤器4、进气流量计5、涡轮增压器6、主排气管9、进气管29、第一NOx传感器7、原车SCR装置8、主流量控制阀10、水冷换热器11、第一温度传感器12、换热控制阀13、直通控制阀14、第二温度传感器15、第三温度传感器16、尿素喷射装置17、尿素泵18、加热装置19、混合腔20、第四温度传感器21、第五温度传感器22、第二NOx传感器23、排气流量计24、SCR测试装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柴油机中低温SCR催化剂测试装置，包括电力测功机(1)、柴油发动机(2)、中冷器(3)、空滤器(4)、进气流量计(5)、涡轮增压器(6)、主排气管(9)、进气管(29)，电力测功机(1)与发动机(2)相连，进气管(29)的出气口与涡轮增压器(6)的进气口相连，主排气管(9)的进气口与涡轮增压器(6)的出气口相连，空滤器(4)、进气流量计(5)依次安装在进气管(29)上，中冷器(3)安装在柴油发动机(2)、涡轮增压器(6)之间的管路上，其特征在于，还包括第一NOx传感器(7)、原车SCR装置(8)、主流量控制阀(10)、水冷换热器(11)、第一温度传感器(12)、换热控制阀(13)、直通控制阀(14)、第二温度传感器(15)、第三温度传感器(16)、尿素喷射装置(17)、尿素泵(18)、加热装置(19)、混合腔(20)、第四温度传感器(21)、第五温度传感器(22)、第二NOx传感器(23)、排气流量计(24)、SCR测试装置(25)、旁通测试管(26)、SCR催化剂(27)、数据采集控制系统(28)、直通支管(30)、换热支管(31)，第一NOx传感器(7)、原车SCR装置(8)、主流量控制阀(10)依次安装在主排气管(9)上，直通支管(30)的进气口与涡轮增压器(6)、原车SCR装置(8)之间的主排气管(9)相连接，直通支管(30)的出气口与混合腔(20)的进气口相连接，直通控制阀(14)安装在直通支管(30)上，换热支管(31)的两端分别与直通控制阀(14)两端的直通支管(30)相连接，换热控制阀(13)、第一温度传感器(12)、水冷换热器(11)、第二温度传感器(15)依次安装在换热支管(31)上，混合腔(20)的出气口与旁通测试管(26)的进气口相连接，第三温度传感器(16)和尿素喷射装置(17)依次安装在混合腔(20)前端，尿素泵(18)与尿素喷射装置(17)相连，SCR测试装置(25)、排气流量计(24)依次安装在旁通测试管(26)上，加热装置(19)和第四温度传感器(21)依次安装在SCR测试装置(25)进口处，第五温度传感器(22)和第二NOx传感器(23)依次安装在SCR测试装置(25)出口处，SCR催化剂(27)布置在SCR测试装置(25)内；数据采集控制系统(28)通过线束分别与第一NOx传感器(7)、主流量控制阀(10)、第一温度传感器(12)、换热控制阀(13)、直通控制阀(14)、第二温度传感器(15)、第三温度传感器(16)、尿素泵(18)、加热装置(19)、第四温度传感器(21)、第五温度传感器(22)、第二NOx传感器(23)相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种柴油机中低温SCR催化剂测试装置，包括电力测功机(1)、柴油发动机(2)、中冷器(3)、空滤器(4)、进气流量计(5)、涡轮增压器(6)、主排气管(9)、进气管(29)，电力测功机(1)与发动机(2)相连，进气管(29)的出气口与涡轮增压器(6)的进气口相连，主排气管(9)的进气口与涡轮增压器(6)的出气口相连，空滤器(4)、进气流量计(5)依次安装在进气管(29)上，中冷器(3)安装在柴油发动机(2)、涡轮增压器(6)之间的管路上，其特征在于，还包括第一NOx传感器(7)、原车SCR装置(8)、主流量控制阀(10)、水冷换热器(11)、第一温度传感器(12)、换热控制阀(13)、直通控制阀(14)、第二温度传感器(15)、第三温度传感器(16)、尿素喷射装置(17)、尿素泵(18)、加热装置(19)、混合腔(20)、第四温度传感器(21)、第五温度传感器(22)、第二NOx传感器(23)、排气流量计(24)、SCR测试装置(25)、旁通测试管(26)、SCR催化剂(27)、数据采集控制系统(28)、直通支管(30)、换热支管(31)，第一NOx传感器(7)、原车SCR装置(8)、主流量控制阀(10)依次安装在主排气管(9)上，直通支管(30)的进气口与涡轮增压器(6)、原车SCR装置(8)之间的主排气管(9)相连接，直通支管(30)的出气口与混合腔(20)的进气口相连接，直通控制阀(14)安装在直通支管(30)上，换热支管(31)的两端分别与直通控制阀(14)两端的直通支管(30)相连接，换热控制阀(13)、第一温度传感器(12)、水冷换热器(11)、第二温度传感器(15)依次安装在换热支管(31)上，混合腔(20)的出气口与旁通测试管(26)的进气口相连接，第三温度传感器(16)和尿素喷射装置(17)依次安装在混合腔(20)前端，尿素泵(18)与尿素喷射装置(17)相连，SCR测试装置(25)、排气流量计(24)依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：李熙春，
申请(专利权)人：上海倍绿环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31