船用低压选择性催化还原脱硝系统再生方法及其应用技术方案

一种船用低压选择性催化还原脱硝系统再生方法利用船用发动机增压器前高温废气余热，来进行对SCR系统进行加热升温达到硫酸氢铵的分解温度点，从而实现对SCR系统再生。增压器前高温废气通过废气旁通阀引入SCR反应器内，可根据SCR反应器内部催化剂的体积以及设定的再生温度，调节废气旁通阀开度来改变高温废气的流量。本发明专利技术可省去传统的发动机外部补燃器，显著缩小了SCR系统的占地面积，简化了SCR系统的操作，同时实现充分利用的发动机废气余热利用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
船用低压选择性催化还原脱硝系统再生方法及其应用


[0001]本专利技术属于环境治理、船舶动力等领域，具体涉及一种船用低压选择性催化还原脱硝系统再生方法及其应用。
技术背景
[0002]选择性催化还原脱硝技术是目前最有效的净化船用发动机尾气氮氧化物(NOx)的方法之一。布置在增压器后的低压选择性催化还原脱硝(LP
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SCR)由于机舱布置灵活，目前被应用在Tier III船舶发动机上。但由于增压器后废气温度通常较低，以25％负荷为例，在ISO工况下，船用低速二冲程发动机尾气温度仅有230℃左右，同时由于船用柴油中存在一定的硫含量，随着LP
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SCR系统的不断运行，其不可避免会导致硫酸氢铵(ABS)产生。随着SCR系统的持续运行，ABS会不断积累在SCR反应器内部催化剂的表面，进而导致催化剂失去活性。通过对SCR反应器进行加热，将反应器内部温度升至ABS分解温度点以上，可使沉积的ABS不断分解，利用该方式可实现SCR反应器的再生，从而使其恢复活性。
[0003]目前，行业内包括斗山、现代等公司，目前均是采用外部增加补燃加热系统(主要包括补燃器和风机)，向SCR反应内部输入高温烟气，实现对SCR反应器的再生。该方法需要额外使用燃油并在船上布置燃油供给管路，同时随着SCR反应器体积的增大，燃烧器和风机的功率及体积都不断增大，增加了整套SCR系统的机舱占用面积，这给机舱布置带来一定的困难。另外，燃烧器属于加热设备，其会一定程度上增加船舶NOx污染物的排放。因此，研究开发一种能耗低、占地面积小、操作简易的LP
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SCR系统再生方法，将具有非常实际的应用前景。

技术实现思路

[0004]为克服上述现有技术的不足，本专利技术目的提供一种船用低压选择性催化还原脱硝系统再生方法，通过旁通阀V4和V5实现从发动机排气集管内引入部分高温废气到SCR反应器内，加热SCR反应器至ABS分解温度点，从而实现对SCR系统的再生。能够充分利用废气余热，省去传统的发动机外补燃加热系统，显著减小SCR系统占地面积及操作复杂性。
[0005]本专利技术的技术解决方案如下：
[0006]一种船用低压选择性催化还原脱硝系统再生方法，其特点在于，包括如下步骤：
[0007]①
利用废气阀门系统将船用发动机增压器前的高温废气引入SCR系统；所述的阀门系统由废气旁通阀V4、废气旁通阀V5和废气旁通阀V6构成；
[0008]②
根据SCR系统实际运行时间判断是否达到设定的再生周期，如是，则启动再生模式，即打开废气旁通阀V4和废气旁通阀V5；如否，则关闭再生模式，，即关闭废气旁通阀V5。
[0009]进一步，启动再生模式后，废气旁通阀V4的开度可根据SCR系统内的催化剂体积、设定再生温度以及再生时间来进行实时调节，提高燃料经济性。
[0010]进一步，该系统与发动机控制系统、SCR控制系统进行信号交互。
[0011]进一步，所述的发动机控制系统监测到尾气NOx超标，发出信号指示SCR控制系统
增加尿素喷射量；如果尿素喷射量增加的允许的设定值内，尾气NOx浓度仍然超标，主机控制系统提示需要进行再生，由操作人员手动启动再生模式。
[0012]进一步，启动再生模式时，发动机处于Tier II运行模式。
[0013]进一步，所述的发动机处于Tier II运行模式，燃料选用船用轻油、船用柴油、船用重油、天然气、甲醇、氨、液化石油气中的一种或多种。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0015]1)利用船用发动机增压器前高温废气余热，来进行对SCR系统进行加热升温达到硫酸氢铵的分解温度点，从而实现对SCR系统再生。
[0016]2)增压器前高温废气通过废气旁通阀引入SCR反应器内，可根据SCR反应器内部催化剂的体积以及设定的再生温度，调节废气旁通阀开度来改变高温废气的流量。
[0017]3)省去传统的发动机外部补燃器，显著缩小了SCR系统的占地面积，简化了SCR系统的操作，同时实现发动机废气余热的利用。
附图说明
[0018]图1为本专利技术船用低压选择性催化还原脱硝系统再生方法的工作原理图。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明，但绝不是限制本专利技术的保护范围。
[0020]请参阅图1，图1为本专利技术船用低压选择性催化还原脱硝系统再生方法法的工作原理图。如图所示，船用低压选择性催化还原脱硝系统，包括船用发动机增压器1、SCR反应器2排气集管3、扫气集管4、废气旁通阀V4、废气旁通阀V5、废气旁通阀V6、阀V1、阀V2和阀V3。通过废气旁通阀V4和V5实现从发动机排气集管内引入部分高温废气到SCR反应器内，加热SCR反应器至ABS分解温度点，从而实现对SCR系统的再生。能够充分利用废气余热，省去传统的发动机外补燃加热系统，显著减小SCR系统占地面积及操作复杂性。
[0021]本专利技术船用低压选择性催化还原脱硝系统再生方法，具体步骤如下：
[0022]①
利用废气阀门系统将船用发动机增压器前的高温废气引入SCR系统；所述的阀门系统由废气旁通阀V4、废气旁通阀V5和废气旁通阀V6构成；
[0023]②
根据SCR系统实际运行时间判断是否达到设定的再生周期，如是，则启动再生模式，即打开废气旁通阀V4和废气旁通阀V5，启动再生模式后，发动机处于Tier II运行模式，燃料选用船用轻油、船用柴油、船用重油、天然气、甲醇、氨、液化石油气中的一种或多种。废气旁通阀V4的开度可根据SCR系统内的催化剂体积、设定再生温度以及再生时间来进行实时调节，提高燃料经济性。
[0024]如否，则关闭再生模式，即关闭废气旁通阀V5。
[0025]本专利技术适用于船用低速二冲程发动机以及船用四冲程中、高速发动机。
[0026]本专利技术工作原理如下：
[0027]发动机控制系统监测到SCR出口NOx浓度高于设定最大目标值，系统控制尿素计量喷射系统增加尿素喷射量，来降低NOx。如果增加尿素喷射量至设定最大值，SCR出口NOx浓度仍然未降低至目标值以下，系统会提示需要进行再生。船员接收到再生需求信号时，切换发动机至Tier II模式，并手动启动SCR系统再生模式。发动机系统会控制关闭V6阀，再依次
打开V5和V4阀，V4阀的开度由SCR内部催化剂的体积、再生温度、再生时间以及发动机实际负荷来决定。待再生完毕后，发动机系统控制开启V6阀，再依次关闭V阀和V4阀；
[0028]SCR系统自动记录SCR系统运行时间，待SCR系统运行时间达到系统设定的再生周期时，SCR系统发出再生需求号。船员接收到再生需求信号时，切换发动机至Tier II模式，并手动启动SCR系统再生模式。发动机系统会控制关闭V6阀，再依次打开V5和V4阀，V4阀的开度由SCR内部催化剂的体积、再生温度、再生时间以及发动机实际负荷来决定。待再生完毕本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用低压选择性催化还原脱硝系统再生方法，其特征在于，包括如下步骤：
①
利用废气阀门系统将船用发动机增压器前的高温废气引入SCR系统；所述的阀门系统由废气旁通阀V4、废气旁通阀V5和废气旁通阀V6构成；
②
根据SCR系统实际运行时间判断是否达到设定的再生周期，如是，则启动再生模式，即打开废气旁通阀V4和废气旁通阀V5；如否，则关闭再生模式，，即关闭废气旁通阀V5。2.根据权利要求1所述的用低压选择性催化还原脱硝系统再生方法，其特征在于，启动再生模式后，废气旁通阀V4的开度可根据SCR系统内的催化剂体积、设定再生温度以及再生时间来进行实时调节，提高燃料经济性。3.根据权利要求1所述的用低压选择性催化还原脱硝系统再生方法，其特征在于，该系统与发动机控制系统、SCR控制系统进行信号交互。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨新伟，郭江峰，周伟中，
申请(专利权)人：中船动力集团有限公司，
类型：发明
国别省市：