分段冷却式三效催化尾气后处理装置及后处理方法制造方法及图纸

技术编号:28411401 阅读:14 留言:0更新日期:2021-05-11 18:16
本发明专利技术涉及一种分段冷却式三效催化尾气后处理装置及后处理方法,包括伴生气供给装置和多组顺次连接的冷却催化装置,每组冷却催化装置包括依次连接的冷却装置、催化器,首端冷却催化装置中冷却装置的首端连接有排气进口管道,末端冷却催化装置中催化器的末端连接有排气出口管道,每组冷却催化装置中的冷却装置分别与所述伴生气供给装置连接。本发明专利技术不仅解决在尾气后处理过程中排气温度较高,同时由于催化反应过程放热导致装置整体温度过高,使得作为催化剂的贵金属成分自身也产生化学变化,使催化器内的有效催化剂成分降低催化作用减弱甚至于损坏催化器的问题;还能够实现整个后处理装置循环冷却水的流量可控,每一组合结构油田伴生气的通入量可控的作用。

【技术实现步骤摘要】
分段冷却式三效催化尾气后处理装置及后处理方法
本专利技术涉及油田伴生气发动机尾气处理
,特别是涉及一种分段冷却式三效催化尾气后处理装置及后处理方法。
技术介绍
目前尾气处理装置主要为三效催化器,高温尾气通过后处理装置时,三效催化器将增强CO、HC和NOx三种气体的活性,促使其进行氧化还原化学反应,其中CO气体在高温下被氧化成为CO2气体;HC化合物在高温下氧化成水和CO2气体;NOx还原成N2和O2,三种有害气体被转化成无害气体,使尾气得以净化。三效催化器的载体部分呈多孔陶瓷结构,其载体本身并不参加催化反应,而是上面覆盖着的一层铂、铑、钯等贵重金属以及稀土涂层。三效催化器是安装在排气系统中最重要的机外净化装置。三效催化器在常温下不具备催化能力,通常其正常工作温度在400-800℃之间,在氧化还原反应过程中会放出大量的热,使得整个装置温度升高,当温度超过1100℃时,载体的催化剂涂层就会烧结坏死,甚至会发生自燃事故。
技术实现思路
本专利技术为解决在尾气后处理过程中排气温度较高,同时由于催化反应过程放热导致装置整体温度过高,使得作为催化剂的贵金属成分自身也产生化学变化,使催化器内的有效催化剂成分降低催化作用减弱甚至于损坏催化器的问题,提供一种分段冷却式三效催化尾气后处理装置及后处理方法。本专利技术提供一种分段冷却式三效催化尾气后处理装置,包括伴生气供给装置和多组顺次连接的冷却催化装置,每组所述冷却催化装置包括依次连接的冷却装置、催化器,首端所述冷却催化装置中冷却装置的首端连接有排气进口管道,末端所述冷却催化装置中催化器的末端连接有排气出口管道,每组所述冷却催化装置中的冷却装置分别与所述伴生气供给装置连接;发动机运转过程中产生的尾气经排气进口管道进入首端冷却催化装置,先进入冷却装置,对尾气进行降温,其次,向冷却装置内通入伴生气,使伴生气与尾气均匀混合后进入催化器,并在催化器内发生催化氧化还原反应,再次,部分完成催化氧化还原反应的尾气与未完成催化氧化还原反应的尾气继续进入下一冷却催化装置,依此重复上述过程,直至进入末端冷却催化装置,待末端冷却催化装置在完成催化氧化还原反应后,尾气经排气出口管道排出。优选的是,所述冷却装置包括冷却主体、冷却水管路,所述冷却主体与催化器连接,所述冷却水管路设于冷却主体内,各所述冷却装置的冷却水管路相互连接,且首端所述冷却装置的冷却水管路上设有进水口,末端所述冷却装置的冷却水管路上设有出水口。在上述任一方案优选的是,相邻所述冷却装置与催化器之间设有第一电动阀门。在上述任一方案优选的是,所述伴生气供给装置包括进气总管、多个进气分支管,每个所述冷却装置分别与所述进气分支管的一端连接,每个所述进气分支管的另一端与所述进气总管连接。在上述任一方案优选的是,所述进气总管上设有蝶阀,每个所述进气分支管上设有第二电动阀门。在上述任一方案优选的是,所述排气进口管道处设有第一温度传感器、第一氧传感器。在上述任一方案优选的是,每个所述催化器的末端设有第二温度传感器、第二氧传感器。在上述任一方案优选的是,每个所述冷却装置的末端设有第三温度传感器。本专利技术还提供一种分段冷却式三效催化尾气后处理装置的后处理方法,包括以下步骤:步骤一,发动机运转过程中产生的尾气排入排气进口管道,ECU预先根据尾气进入排气进口管道的初始温度和初始供给流量,以调节冷却水的初始供给流量以及输送给各催化器的伴生气初始供给流量;步骤二,尾气经排气进口管道进入首端冷却催化装置后,先进入冷却装置,对尾气进行降温,待尾气温度符合所设定温度后,向冷却装置内通入伴生气,使伴生气与尾气均匀混合后进入催化器,并在催化器内发生催化氧化还原反应,待尾气温度度符合所设定温度后,部分完成催化氧化还原反应的尾气与未完成催化氧化还原反应的尾气继续进入下一冷却催化装置,依此重复上述过程,直至进入末端冷却催化装置,待末端冷却催化装置在完成催化氧化还原反应后,尾气的氧气浓度和温度均符合所设定条件后,尾气经排气出口管道排出;其中,根据每组冷却催化装置催化器末端的尾气温度,以调节输送给各催化器的伴生气供给流量,同时,伴生气供给流量控制采用以下形式之一:(1)ECU控制第二电动阀门,使通入每组冷却催化装置的伴生气流量统一控制,以使通入每组冷却催化装置的伴生气流量一致,ECU并根据末端冷却催化装置中催化器末端的实际氧气浓度,来调节通入每组冷却催化装置的伴生气流量;(2)ECU控制第二电动阀门,使通入每组冷却催化装置的伴生气流量单独控制,以使通入每组冷却催化装置的伴生气流量根据该组实际氧气浓度而定。与现有技术相比,本专利技术所具有的优点和有益效果为:1、通过采用分段式催化器装置,分阶段通入油田伴生气参与反应,能够控制每一段装置油田伴生气的通入量,调节每一段催化器发生催化反应处理尾气所占的比例,能够提高催化转化器的效能。2、通过采用分段式水冷,且在每一段催化器前设有冷却装置,能够对排气和各阶段的催化氧化还原反应进行冷却降温,同时结合每一段催化器对催化反应处理尾气比例的调节,控制冷却水循环的流量,能够控制催化器的温度稳定在正常工作温度区间,也能够保证后处理装置整体最高温度低于界限值。综上,通过采用分段式水冷和分段式催化,不仅解决在尾气后处理过程中排气温度较高,同时由于催化反应过程放热导致装置整体温度过高,使得作为催化剂的贵金属成分自身也产生化学变化,使催化器内的有效催化剂成分降低催化作用减弱甚至于损坏催化器的问题;还能够实现整个后处理装置循环冷却水的流量可控,每一组合结构油田伴生气的通入量可控的作用。下面结合附图对本专利技术的分段冷却式三效催化尾气后处理装置及后处理方法作进一步说明。附图说明图1为本专利技术分段冷却式三效催化尾气后处理装置的结构示意图;图2为本专利技术分段冷却式三效催化尾气后处理方法的工作流程图;其中:1、排气进口管道;2、冷却装置;3、催化器;4、冷却水管路;5、进水口;6、出水口;7、进气总管;8、蝶阀;9、进气分支管;10、第二电动阀门;11、排气出口管道;12、ECU;13、第一氧传感器;14、第一温度传感器;15、第三温度传感器;16、第二温度传感器;17、第二氧传感器。具体实施方式如图1-图2所示,本专利技术提供一种分段冷却式三效催化尾气后处理装置,包括伴生气供给装置和多组顺次连接的冷却催化装置,每组冷却催化装置包括依次连接的冷却装置2、催化器3,首端冷却催化装置中,冷却装置2的首端连接有排气进口管道1,末端冷却催化装置中,催化器3的末端连接有排气出口管道11,每组冷却催化装置中的冷却装置2分别与伴生气供给装置连接。发动机运转过程中产生的尾气经排气进口管道1进入首端冷却催化装置,先进入冷却装置2,对尾气进行降温,其次,向冷却装置2内通入伴生气,使伴生气与尾气均匀混合后进入催化器3,并在催化器3内发生催化氧化还原反应,再次,部分完成催化氧化还原反应的尾气与未完成催化氧化还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分段冷却式三效催化尾气后处理装置,其特征在于:包括伴生气供给装置和多组顺次连接的冷却催化装置,每组所述冷却催化装置包括依次连接的冷却装置、催化器,首端所述冷却催化装置中冷却装置的首端连接有排气进口管道,末端所述冷却催化装置中催化器的末端连接有排气出口管道,每组所述冷却催化装置中的冷却装置分别与所述伴生气供给装置连接;/n发动机运转过程中产生的尾气经排气进口管道进入首端冷却催化装置,先进入冷却装置,对尾气进行降温,其次,向冷却装置内通入伴生气,使伴生气与尾气均匀混合后进入催化器,并在催化器内发生催化氧化还原反应,再次,部分完成催化氧化还原反应的尾气与未完成催化氧化还原反应的尾气继续进入下一冷却催化装置,依此重复上述过程,直至进入末端冷却催化装置,待末端冷却催化装置在完成催化氧化还原反应后,尾气经排气出口管道排出。/n

【技术特征摘要】
1.一种分段冷却式三效催化尾气后处理装置,其特征在于:包括伴生气供给装置和多组顺次连接的冷却催化装置,每组所述冷却催化装置包括依次连接的冷却装置、催化器,首端所述冷却催化装置中冷却装置的首端连接有排气进口管道,末端所述冷却催化装置中催化器的末端连接有排气出口管道,每组所述冷却催化装置中的冷却装置分别与所述伴生气供给装置连接;
发动机运转过程中产生的尾气经排气进口管道进入首端冷却催化装置,先进入冷却装置,对尾气进行降温,其次,向冷却装置内通入伴生气,使伴生气与尾气均匀混合后进入催化器,并在催化器内发生催化氧化还原反应,再次,部分完成催化氧化还原反应的尾气与未完成催化氧化还原反应的尾气继续进入下一冷却催化装置,依此重复上述过程,直至进入末端冷却催化装置,待末端冷却催化装置在完成催化氧化还原反应后,尾气经排气出口管道排出。


2.根据权利要求1所述的分段冷却式三效催化尾气后处理装置,其特征在于:所述冷却装置包括冷却主体、冷却水管路,所述冷却主体与催化器连接,所述冷却水管路设于冷却主体内,各所述冷却装置的冷却水管路相互连接,且首端所述冷却装置的冷却水管路上设有进水口,末端所述冷却装置的冷却水管路上设有出水口。


3.根据权利要求1所述的分段冷却式三效催化尾气后处理装置,其特征在于:相邻所述冷却装置与催化器之间设有第一电动阀门。


4.根据权利要求1所述的分段冷却式三效催化尾气后处理装置,其特征在于:所述伴生气供给装置包括进气总管、多个进气分支管,每个所述冷却装置分别与所述进气分支管的一端连接,每个所述进气分支管的另一端与所述进气总管连接。


5.根据权利要求4所述的分段冷却式三效催化尾气后处理装置,其特征在于:所述进气总管上设有蝶阀,每个所述进气分支管上设有第二电动阀门。


6.根据权利要求1所述的分段冷却式三效...

【专利技术属性】
技术研发人员:李巍张新胜尤小虎李文菊马征巢明芳焦天龙
申请(专利权)人:华油国新北京能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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