一种双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统技术方案

本实用新型专利技术属于发动机技术领域，公开了一种双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统，包括涡轮增压器、双燃料发动机以及甲烷催化氧化反应器，涡轮增压器设置有进气通道以及排气通道，双燃料发动机设置有发动机气缸，发动机气缸的进气口与进气通道的出气口连通，甲烷催化氧化反应器的进气口与发动机气缸的出气口连通，甲烷催化氧化反应器的出气口与排气通道的进气口连通。通过将甲烷催化氧化反应器布置在涡轮增压器排气通道的上游，利用涡轮增压器前的烟气进行甲烷催化氧化反应，无需设置加热装置对烟气进行加热，节省成本的同时也避免了烟气热能的浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统
本技术涉及发动机
，尤其涉及一种双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统。
技术介绍
随着内燃机技术的不断发展，人们对内燃机经济性的要求不断提高和国际排放法规的日趋严格，发动机替代燃料的研发已经成为重要课题。天然气燃料与现有燃料相比，它的排放污染较低，更清洁且储量丰富。由于经济效益和环境效益的双重影响，天然气逐渐成为航运业最有前景的替代燃料。天然气是以甲烷(CH4)为主要成分的气体燃料，具有排放低、价格相对低廉、储量丰富和辛烷值高等优势。船用双燃料发动机是以天然气作为燃料的发动机，近年来船舶双燃料发动机所占的市场比例逐渐提高，带来了大量的逃逸甲烷排放。甲烷对全球大气温室效应的影响是二氧化碳的25倍，是第二大温室效应气体，对港口大气和全球海洋环境产生了较大的危害。甲烷分子十分稳定，氧化最低温度要求在600～700℃以上，现有的船舶双燃料发动机经过涡轮增压器后排气温度约为200～250℃，远低于甲烷氧化温度的要求，必须将经过涡轮增压器后的排气进行加热才能够进行氧化反应，增加了后处理成本且造成了双燃料发动机排放烟气热能的浪费。因此，有必要设计一种双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统，以解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统，以解决现有的船舶双燃料发动机经过涡轮增压器后排气温度远低于甲烷氧化温度的要求，必须将经过涡轮增压器后的排气进行加热才能够进行氧化反应，增加了后处理成本且造成了双燃料发动机排放烟气热能的浪费的问题。为达此目的，本技术采用以下技术方案：一种双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统，包括：涡轮增压器，所述涡轮增压器设置有进气通道以及排气通道；双燃料发动机，所述双燃料发动机设置有发动机气缸，所述发动机气缸的进气口与所述进气通道的出气口连通；甲烷催化氧化反应器，所述甲烷催化氧化反应器的进气口与所述发动机气缸的出气口连通，所述甲烷催化氧化反应器的出气口与所述排气通道的进气口连通。作为优选，所述排气通道并联有涡轮旁通阀，所述涡轮旁通阀的一端与所述排气通道的进气口连通，所述涡轮旁通阀的另一端与所述排气通道的出气口连通。作为优选，所述发动机气缸的出气口与所述排气通道的进气口之间连通有反应器旁通阀。作为优选，所述发动机气缸的出气口与所述甲烷催化氧化反应器的进气口之间连通有反应器入口阀，所述甲烷催化氧化反应器的出气口与所述排气通道的进气口连通有反应器出口阀。作为优选，所述反应器入口阀与所述甲烷催化氧化反应器的进气口之间连通有通风管，所述通风管设置有反应器通风阀。作为优选，所述甲烷催化氧化反应器的出气口与所述排气通道的出气口之间连通有反应器泄放阀。作为优选，所述进气通道的出气口与所述发动机气缸的进气口之间连通有扫气集管。作为优选，所述发动机气缸的出气口连通有排气集管，所述排气集管设置有1个进气口以及2个出气口，所述排气集管的进气口与所述发动机气缸的出气口连通，所述排气集管的一个出气口与所述甲烷催化氧化反应器的进气口连通，所述排气集管的另一个出气口与所述排气通道的进气口连通作为优选，所述甲烷催化氧化反应器的进气口设置有加热器。作为优选，所述甲烷催化氧化反应器的进气口设置有第一传感器组件，所述甲烷催化氧化反应器的出气口设置有第二传感器组件，所述第一传感器组件与所述第二传感器组件均连接甲烷状态监测控制系统。本技术的有益效果：本技术提供一种双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统，通过将甲烷催化氧化反应器布置在涡轮增压器排气通道的上游，可利用涡轮增压器前的烟气(温度为300～450℃，压力为1.5～4.5bar,a)进行甲烷催化氧化反应，即发动机气缸燃烧后的烟气将直接进入甲烷催化氧化反应器内进行甲烷的催化氧化反应，无需设置加热装置对烟气进行加热，节省成本的同时也避免了烟气热能的浪费；甲烷催化氧化反应器处理后的气体进入涡轮增压器的排气通道带动涡轮旋转，涡轮通过转轴带动进气通道的叶轮转动，保证了发动机气缸对空气的需求。附图说明图1是本技术提供的双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统的示意图。图中：10、涡轮增压器；101、进气通道；102、排气通道；11、发动机气缸；12、甲烷催化氧化反应器；13、涡轮旁通阀；14、反应器旁通阀；15、反应器入口阀；16、反应器出口阀；17、反应器通风阀；18、反应器泄放阀；19、扫气集管；20、排气集管；21、甲烷状态监测控制系统；211、第一传感器组件；2111、第一温度传感器；2112、第一差压传感器；212、第二传感器组件；2121、甲烷浓度传感器；2122、第二温度传感器；2123、第二差压传感器；2124、压力传感器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。本技术提供一种双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统，包括涡轮增压器10、双燃料发动机以及甲烷催化氧化反应器12，涡轮增压器10设置有进气通道101以及排气通道102，双燃料发动机设置有发动机气缸11，发动机气缸11的进气口与进气通道101的出气口连通，甲烷催化氧化反应器12的进气口与发动机气缸11的出气口连通，甲烷催化氧化反应器12的出气口与排气通道102的进气口连通，空气经过涡轮增压器10的进气通道101进入发动机气缸11内与甲烷进行燃烧，燃烧后产生的烟气由发动机气缸11进入甲烷催化氧化反应器12内进行催本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统，其特征在于，包括：/n涡轮增压器(10)，所述涡轮增压器(10)设置有进气通道(101)以及排气通道(102)；/n双燃料发动机，所述双燃料发动机设置有发动机气缸(11)，所述发动机气缸(11)的进气口与所述进气通道(101)的出气口连通；/n甲烷催化氧化反应器(12)，所述甲烷催化氧化反应器(12)的进气口与所述发动机气缸(11)的出气口连通，所述甲烷催化氧化反应器(12)的出气口与所述排气通道(102)的进气口连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统，其特征在于，包括：
涡轮增压器(10)，所述涡轮增压器(10)设置有进气通道(101)以及排气通道(102)；
双燃料发动机，所述双燃料发动机设置有发动机气缸(11)，所述发动机气缸(11)的进气口与所述进气通道(101)的出气口连通；
甲烷催化氧化反应器(12)，所述甲烷催化氧化反应器(12)的进气口与所述发动机气缸(11)的出气口连通，所述甲烷催化氧化反应器(12)的出气口与所述排气通道(102)的进气口连通。


2.根据权利要求1所述的双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统，其特征在于，所述排气通道(102)并联有涡轮旁通阀(13)，所述涡轮旁通阀(13)的一端与所述排气通道(102)的进气口连通，所述涡轮旁通阀(13)的另一端与所述排气通道(102)的出气口连通。


3.根据权利要求1所述的双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统，其特征在于，所述发动机气缸(11)的出气口与所述排气通道(102)的进气口之间连通有反应器旁通阀(14)。


4.根据权利要求3所述的双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统，其特征在于，所述发动机气缸(11)的出气口与所述甲烷催化氧化反应器(12)的进气口之间连通有反应器入口阀(15)，所述甲烷催化氧化反应器(12)的出气口与所述排气通道(102)的进气口连通有反应器出口阀(16)。


5.根据权利要求4所述的双燃料发动机逃逸甲烷后处理系统，其特征在于，所述反应器入口阀(15)与所述甲烷催...

【专利技术属性】
技术研发人员：田新娜，张荣沛，桂勇，彭梁，
申请(专利权)人：中船动力研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31