一种低速氨发动机脱硝系统及船舶技术方案

本实用新型专利技术公开了一种低速氨发动机脱硝系统及船舶，涉及氨发动机系统技术领域，解决了现有SCR系统占地空间和运营成本大的问题，减少了成本和占地空间，具体方案如下：包括依次连接的氨储罐、控制阀组、低速氨发动机、混合器以及SCR反应器，所述氨储罐同时作为低速氨发动机缸内所需燃料和还原剂的存储装置，所述氨储罐还通过控制阀组持续向混合器内喷入氨气，所述低速氨发动机还与引燃燃料供给单元连接。接。接。

【技术实现步骤摘要】
一种低速氨发动机脱硝系统及船舶


[0001]本技术涉及氨发动机系统
，尤其是一种低速氨发动机脱硝系统及船舶。

技术介绍

[0002]“双碳”背景下低速氨发动机成为目前船舶零碳动力的最优选择，低速氨发动机(200r/min以下)是在低速柴油机的基础上衍生出来的。船用低速柴油机SCR系统的工艺设计流程、产业链供应体系和运行可靠性均已成熟，该系统仍是目前低速氨发动机氮氧化物脱除的重要技术。
[0003]专利技术人发现，目前由尿素罐、混合器和反应器等设备组成的SCR系统占地空间和运营成本较大，同时，SCR催化剂使用量大，需要定期补充，这进一步增加了工作强度以及使用成本。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本技术的目的是提供一种低速氨发动机脱硝系统及船舶，在低速氨发动机活塞下行的膨胀行程内喷入适量氨(NH3)，氨作为还原剂与低速氨发动机缸内的氮氧化物(NOx)发生选择性非催化还原反应(SNCR)，并根据不同负荷条件下SNCR反应脱除NOx能力，通过控制阀组从氨储罐向混合器补充喷射NH3，充分混合后通过SCR反应器发生选择性催化还原反应(SCR)，使低速氨发动机NOx满足排放要求，在不增加任何设备条件下，减少了SCR催化剂用量，缩短了SCR反应器设备以及管路的尺寸，减少了运营成本和占地空间，解决了现有SCR系统占地空间和运营成本大的问题。
[0005]为了实现上述目的，本技术是通过如下的技术方案来实现：
[0006]第一方面，本技术的实施例提供了一种低速氨发动机脱硝系统，包括依次连接的氨储罐、控制阀组、低速氨发动机、混合器以及SCR反应器，所述氨储罐同时作为低速氨发动机缸内所需燃料和还原剂的存储装置，所述氨储罐还通过控制阀组持续向混合器内喷入氨气，所述低速氨发动机还与引燃燃料供给单元连接。
[0007]作为进一步的实现方式，所述控制阀组内置控制逻辑，氨储罐通过控制阀组向低速氨发动机缸内分时喷入氨气。
[0008]作为进一步的实现方式，所述混合器通过管路与低速氨发动机的排气出口连接，混合器内沿其长度方向间隔设有若干扰流机构。
[0009]作为进一步的实现方式，所述扰流机构为筛网结构。
[0010]作为进一步的实现方式，所述SCR反应器通过管路与混合器的排气出口连通。
[0011]作为进一步的实现方式，所述SCR反应器内部沿其长度方向间隔设有多层催化剂。
[0012]作为进一步的实现方式，所述催化剂为铁基催化剂、钒基催化剂、沸石基催化剂中的任意一种。
[0013]作为进一步的实现方式，所述低速氨发动机上设有用于监测活塞位置的位置传感
器和监测缸内温度的温度传感器。
[0014]作为进一步的实现方式，所述引燃燃料单元设有向低速氨发动机缸内喷入引燃燃料的喷嘴，所述喷嘴与引燃燃料储存装置连接。
[0015]第二方面，本技术的另一实施例提供了一种船舶，利用了第一方面所述的一种低速氨发动机脱硝系统，包括PLC控制系统，所述PLC控制系统分别与控制阀组、低速氨发动机上的位移传感器和温度传感器连接。
[0016]上述本技术的有益效果如下：
[0017]1)本技术联合SCR和SNCR技术，在低速氨发动机活塞下行的膨胀行程内喷入氨，氨作为还原剂与低速氨发动机缸内的氮氧化物发生选择性非催化还原反应，并根据不同负荷条件下SNCR反应脱除NOx能力，通过控制阀组从氨储罐向混合器补充喷射NH3，充分混合后通过SCR反应器发生选择性催化还原反应，使低速氨发动机NOx满足排放要求，在不增加任何设备条件下，减少了SCR催化剂用量，缩短了SCR反应器设备以及管路的尺寸，减少了运营成本和占地空间。
[0018]2)本技术联合SNCR和SCR技术不仅可以实现NO
x
减排目标，还可以灵活调节低速氨发动机缸内和混合器内还原剂氨的喷射量，从而优化各处氨增压供给的能量消耗。
[0019]3)本技术在烟气进入SCR反应器内时提前在低速氨发动机的缸内进行了SNCR反应，大大减少了烟气中氮氧化物的含量，从而减少了SCR反应器的催化剂用量，节约了设备投入成本和维护成本，同时缩短了反应器的尺寸，节省了设备占地空间。
[0020]4)本技术混合器内设有筛网状的扰流机构，能够使还原剂NH3与烟气充分混合，SCR反应器具有在较低温度下使还原剂NH3与烟气中剩余氮氧化物发生选择性催化还原反应的能力，有效保证了SCR的充分反应。
附图说明
[0021]构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
[0022]图1是本技术根据一个或多个实施方式的一种低速氨发动机脱硝系统的整体结构示意图；
[0023]图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
[0024]其中，1、氨储罐；2、控制阀组；3、低速氨发动机；4、混合器；5、SCR反应器；6、引燃燃料供给单元。
具体实施方式
[0025]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本技术使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0026]正如
技术介绍
所介绍的，目前由尿素罐、混合器和反应器等设备组成的SCR系统占地空间和运营成本较大，且SCR催化剂使用量大，需要定期补充，工作强度以及使用成本高的问题，为解决上述问题，本技术提供了一种低速氨发动机脱硝系统及船舶。
[0027]实施例1
[0028]本技术的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出了一种低速氨发动机脱硝系统，包括，氨储罐1、控制阀组2、低速氨发动机3、混合器4、SCR反应器5以及引燃燃料供给单元6。
[0029]其中，氨储罐1通过控制阀组2分别与低速氨发动机3、混合器4连接，低速氨发动机3的排气端通过管路与混合器4连接，混合器4的排气端通过管路与SCR反应器5连接。
[0030]低速氨发动机3还与引燃燃料供给单元6连接，引燃燃料单元6设有向低速氨发动机3的缸内喷入引燃燃料的喷嘴，低速氨发动机3缸内的氨燃料可被引燃燃料着火点燃。
[0031]其中，引燃燃料供给单元6中的喷嘴与引燃燃料储存装置连接，引燃燃料储存装置为现有的结构，具体的结构形式这里不做过多的限制。
[0032]可以理解的是，引燃燃料为现有的发动机助燃剂，引燃燃料着火点燃氨燃料，氨燃料在低速氨发动机3缸内与氧化剂充分混合，被引燃燃料的火焰射流点燃，并持续燃烧放热，在活塞下行对外做功过程中，缸内工质温度在氨燃烧结束后不断下降。
[0033]氨储罐1为现有的氨储存罐结构，氨储罐1可同时作为低速氨发动机3缸内所需燃料以及还原剂的存储装置，氨储罐1可通过控制阀组2的控制根据缸内燃料的燃烧温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低速氨发动机脱硝系统，其特征在于，包括依次连接的氨储罐、控制阀组、低速氨发动机、混合器以及SCR反应器，所述氨储罐同时作为低速氨发动机缸内所需燃料和还原剂的存储装置，所述氨储罐还通过控制阀组持续向混合器内喷入氨气，所述低速氨发动机还与引燃燃料供给单元连接。2.根据权利要求1所述的一种低速氨发动机脱硝系统，其特征在于，所述控制阀组内置控制逻辑，氨储罐通过控制阀组向低速氨发动机缸内分时喷入氨气。3.根据权利要求1所述的一种低速氨发动机脱硝系统，其特征在于，所述混合器通过管路与低速氨发动机的排气出口连接，混合器内沿其长度方向间隔设有若干扰流机构。4.根据权利要求3所述的一种低速氨发动机脱硝系统，其特征在于，所述扰流机构为筛网结构。5.根据权利要求1所述的一种低速氨发动机脱硝系统，其特征在于，所述SCR反应器通过管路与混合器的排气出口连通。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：高瑞锋，刘佃涛，祖象欢，张光伟，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团柴油机有限公司，
类型：新型
国别省市：