一种铁路工程机械发动机尾气净化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种铁路工程机械发动机尾气净化装置，包括：尾气进气管；混合器，用于氨气和进入系统尾气的混合；选择性催化还原反应器（SCR），用于催化氮氧化物和氨气的反应；催化氧化转化器（DOC），用于完全氧化发动机未完全燃烧的碳氢化合物和一氧化碳；催化型颗粒捕集器（POC），用于捕集较大的颗粒污染物；PLC控制器；所述尾气进气管、混合器、选择性催化还原反应器、催化氧化转化器和催化型颗粒捕集器之间通过法兰连接。本实用新型专利技术的有益效果为：采用SCR+DOC+POC三联尾气后处理装置，可有效减少铁路工程机械发动机氮氧化合物、碳氢化合物、一氧化碳和颗粒物污染物的排放，提高了尾气排放性能。

【技术实现步骤摘要】
一种铁路工程机械发动机尾气净化装置
本技术涉及一种铁路工程机械发动机尾气净化装置，具体而言，涉及一种可以在真实工况下对铁路柴油发动机启动后排出的尾气进行净化处理的装置。
技术介绍
柴油机具有高的热效率和燃油经济性，但柴油的扩散燃烧会存在混合气浓度不均匀的问题，容易产生黑炭，并且高温和富氧燃烧条件也使柴油机的NOx排放浓度升高（郭刚,徐立峰,张少君.汽车尾气净化处理技术[M].北京:机械工业出版社,2018:4）。此外，还会排放一部分的CO和碳氢化合物。如何在保证经济性的基础上重点解决柴油车NOx、CO、碳氢化合物和颗粒物的尾气管排放问题成为近年来柴油机排放控制技术的最主要工作。选择催化氧化还原（Selectivecatalyticoxidation,CR）具有装置简单、脱除效率高等优点，是目前柴油机尾气脱除NOx的主流方法。SCR方法以氨（NH3）为还原剂，通过催化过程将NOx转化成无害的氮气和水。SCR催化剂通常以二氧化钛（TiO2）为载体，以氧化钒（V2O5）为主活性组分，并加入WO3或MoO3等助剂。氧化型催化转化器（DieselOxidationCatalyst，DOC）是在蜂窝陶瓷载体或蜂窝金属载体上涂覆贵金属催化剂（Pt、Pd等），降低柴油机排气中的碳氢化合物、CO和颗粒物中可溶性有机物的化学反应活化能，与氧气反应，转化为二氧化碳和水。催化型颗粒捕集器（ParticleOxidationCatalyst，POC）是在柴油颗粒捕集器（DieselParticulateFilter，DPF）载体上涂覆贵金属催化剂（Pt、Pb、Rh等），可有效降低颗粒物（PM）起燃温度，在柴油机正常工作的250~500℃排气温度范围内就可以实现颗粒捕集器的催化再生（谭丕强,张晓锋,胡志远,等.DOC+CDPF对生物柴油燃烧颗粒排放特性的影响[J].中国环境科学,2015,35(10):2978-2984）。目前最成功的柴油颗粒捕集器是壁流式捕集器，POC是公认的净化柴油机颗粒排放最为有效的方法之一。现有的尾气净化SCR+DOC+POC装置已在柴油发动机车辆上成熟安装应用。但铁路大机柴油发动机尾气净化处理装置还存在各种问题，在隧道等封闭性空间进行作业时，尾气的排放会严重影响作业环境和危害工作人员健康。现有的铁路大机柴油发动机尾气处理装置存在的问题主要是：（1）仅安装氧化型催化转化器和颗粒物捕集器。所述的氧化型催化转化器和颗粒物捕集器只能对尾气中的碳氢化合物、CO、颗粒物、黑烟有一定的消除能力。因未安装选择催化氧化还原装置，不能消除尾气中的氮氧化物。（2）无尾气加热系统。SCR催化剂所需要的温度为250~400℃，DOC+POC催化剂所需要的温度为300℃以上。因铁路大机尾气温度较低，难以满足催化剂所需要的温度。加热系统利用点火装置让燃油燃烧，使尾气温度迅速升高，达到整个装置催化剂所需要的温度。（3）无监控系统。不能及时有效监控装置催化剂活性和背压大小，严重影响铁路大机发动机性能。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种铁路工程机械发动机尾气净化装置，可以克服现有技术的不足之处，在真实工况下对铁路柴油大机尾气进行净化处理。本技术的一种铁路工程机械发动机尾气净化装置，其特征在于，包括：尾气进气管；混合器，用于氨气和进入系统尾气的混合；选择性催化还原反应器（SCR），用于催化氮氧化物和氨气的反应，提高反应效率；催化氧化转化器（DOC），用于完全氧化燃烧发动机未完全燃烧的碳氢化合物和一氧化碳；催化型颗粒捕集器（POC），用于捕集较大的颗粒污染物；PLC控制器；所述尾气进气管、混合器、选择性催化还原反应器、催化氧化转化器和催化型颗粒捕集器之间通过法兰连接。优选地，所述装置还包括尾气加热系统，包括：油箱、油泵和点火器，所述尾气加热系统与尾气进气管连接，用于尾气温度的补偿。优选地，所述装置还包括尿素喷洒系统，包括：尿素溶液箱、尿素溶液气动泵和尿素溶液喷嘴，所述尿素溶液喷洒系统与混合器连接，用于提供尾气处理过程所需的氨气。进一步优选地，所述装置还包括控制监测系统，包括：至少三个温度传感器，分别设置于尾气进气管，选择性催化还原反应器和催化型过滤捕集器上，用于温度的检测；至少一个压力传感器，设置于催化氧化转化器上；至少两个NOx传感器，分别设置于尾气进气管和选择性催化还原反应器上；数据显示器；所述控制监测系统与PLC控制器连接，PLC控制器获得温度传感器、压力传感器和NOx传感器数据，并在数据显示器上在线显示。优选地，选择性催化还原反应器是由不锈钢材料制成的圆柱筒体，里面装有蜂窝状钒基催化剂。进一步优选地，所述尾气进气管的温度为100~400℃。与现有技术相比，本技术的铁路柴油大机尾气净化装置具有以下显著优点：采用三级净化处理技术：第一级为选择性催化还原技术，有效去除尾气中的NOx污染物；第二级为催化氧化燃烧技术，有效氧化碳氢化合物、CO和部分颗粒物；第三级为催化型颗粒过滤捕集技术，有效过滤去除颗粒物。每段反应管的前后部设有传感器连接至在线分析系统（PLC），用于氮氧化物浓度、尾气实时温度和背压值的在线分析。PLC控制器通过NOx传感器和温度传感器反馈信号，准确调解尿素溶液喷洒量，有效去除氮氧化物。设有远程监控系统，可远程实时查看数据和调试参数值。附图说明图1是本技术的一种铁路工程机械发动机尾气净化装置的结构示意图。图中：1-尾气进气管；2-混合器；3-选择性催化还原反应器；4-催化氧化转化器；5-催化型过滤捕集器；6-烟囱；7-PLC控制器；8-数据显示器；9-油箱；10-油泵；11-尿素溶液箱；12-尿素溶液气动泵；13a、13b、13c-温度传感器；14a、14b-NOx传感器；15-点火器；16-尿素溶液喷嘴；17-压力传感器；18-法兰。图2是本技术实施例提供的一种铁路工程机械发动机尾气净化控制系统流程示意图。具体实施方式图1为本技术实施例提供的一种铁路工程机械发动机尾气净化装置的结构示意图。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的一种铁路工程机械发动机尾气净化装置，包括：尾气进气管1；混合器2，用于氨气和进入系统尾气的混合；选择性催化还原反应器3，用于催化氮氧化物和氨气的反应，提高反应效率；催化氧化转化器4，用于完全氧化燃烧发动机未完全燃烧的碳氢化合物和一氧化碳；催化型颗粒捕集器5，是一种富含催化剂的壁流式过滤捕集陶瓷，其结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁路工程机械发动机尾气净化装置，其特征在于，所述装置包括：/n尾气进气管；/n混合器，用于氨气和进入系统尾气的混合；/n选择性催化还原反应器（SCR），用于催化氮氧化物和氨气的反应，提高反应效率；/n催化氧化转化器（DOC），用于完全氧化燃烧发动机未完全燃烧的碳氢化合物和一氧化碳；/n催化型颗粒捕集器（POC），用于捕集较大的颗粒污染物；/nPLC控制器；/n所述尾气进气管、混合器、选择性催化还原反应器、催化氧化转化器和催化型颗粒捕集器之间通过法兰连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁路工程机械发动机尾气净化装置，其特征在于，所述装置包括：
尾气进气管；
混合器，用于氨气和进入系统尾气的混合；
选择性催化还原反应器（SCR），用于催化氮氧化物和氨气的反应，提高反应效率；
催化氧化转化器（DOC），用于完全氧化燃烧发动机未完全燃烧的碳氢化合物和一氧化碳；
催化型颗粒捕集器（POC），用于捕集较大的颗粒污染物；
PLC控制器；
所述尾气进气管、混合器、选择性催化还原反应器、催化氧化转化器和催化型颗粒捕集器之间通过法兰连接。


2.根据权利要求1所述的发动机尾气净化装置，其特征在于，所述装置还包括尾气加热系统，包括：油箱、油泵和点火器，所述尾气加热系统与尾气进气管连接，用于尾气温度的补偿。


3.根据权利要求1所述的发动机尾气净化装置，其特征在于，所述装置还包括尿素喷洒系统，包括：尿素溶液箱、尿素溶液气动泵和尿素溶液喷嘴，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯中举，李明虎，于海波，胡运兴，郑小满，
申请(专利权)人：北京弘燕高新技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11