一种船舶发动机尾气污染物处理装置及污染物处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种船舶发动机尾气污染物处理装置及污染物处理方法，属于船舶发动机尾气处理领域。解决低温条件下现有船舶尾气处理技术中N2O分解效率低且催化剂应力集中的问题。一种船舶发动机尾气污染物处理装置包括尿素供给机构、选择性还原组件、壳体、排气道、等离子电离组件和N2O催化分解催化剂，尿素供给机构的尿素出口端同向设置在壳体的进气通道内，壳体内同轴设置选择性还原组件，排气道与壳体的连通处设有N2O催化分解催化剂，选择性还原组件用于接收壳体进气通道输送来的气体与尿素反应后的气体混合物并将其沿着壳体径向输送到排气道内，等离子电离组件用于电离气体。它主要用于处理船舶发动机尾气。体。它主要用于处理船舶发动机尾气。体。它主要用于处理船舶发动机尾气。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶发动机尾气污染物处理装置及污染物处理方法


[0001]本专利技术属于船舶发动机尾气处理领域，特别是涉及一种船舶发动机尾气污染物处理装置及污染物处理方法。

技术介绍

[0002]船舶发动机在工作过程中会产生大量NO
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以及少量的N2O，船舶发动机的燃烧做功是导致船舶废气中NO
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和N2O产生的主要原因，在高温条件下，船舶发动机进气中的N2在火焰温度下将N2氧化成NO和N2O，船舶尾气中NOx是海洋大气以及沿海城市空气的主要污染物之一。
[0003]N2O则是一种超级温室气体，温室效应是CO2的298倍，在带来温室效应的同时还会破坏地球的臭氧层，二者在对环境造成破坏的同时也会影响到人体健康。国际海事组织IMO一直以来对船舶尾气排放都有严格的限制标准，其中2016年1月1日起MARPOL公约Tier III排放标准正式实施，对船舶发动机NO
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的排放控制提出了更大的挑战，众多研究机构也在船舶NO
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排放控制方面取得了诸多的成果，随着碳中和、碳达峰政策的提出N2O的处理也逐渐受到关注。
[0004]选择性催化还原技术(SCR)技术是目前最有效的脱硝技术，船舶SCR技术是用尿素水溶液产的NH3作为还原剂，在V2O5等SCR催化剂的作用下将船舶尾气中的NO
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还原为N2的技术，在选择性催化还原NO
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的过程中会产生N2O，使得尾气中N2O的含量增加，而N2O的处理技术现在多为直接催化分解，直接催化分解N2O技术是在催化剂的作用下将N2O催化分解为N2和O2的技术。船舶尾气中会含有O2，在催化分解N2O的过程中O2会抢占催化分解N2O催化剂上的活性位点，导致低温时分解效率下降。
[0005]针对现有的船舶尾气中NO
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处理方法所存在的问题，开发出一种在低温条件下能更好处理NO
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和N2O并避免催化剂应力集中的船用脱硝装置具有重要意义。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种船舶发动机尾气污染物处理装置,以解决低温条件下现有船舶尾气处理技术中N2O分解效率低且催化剂应力集中的问题。
[0007]为实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供一种船舶发动机尾气污染物处理装置，包括尿素供给机构、选择性还原组件、壳体、排气道、等离子电离组件和N2O催化分解催化剂，所述尿素供给机构的尿素出口端同向设置在壳体的进气通道内，所述壳体内同轴设置选择性还原组件，所述壳体内壁与选择性还原组件外壁围合而成排气道，所述排气道与壳体的出气通道连通，所述排气道与壳体的连通处设有N2O催化分解催化剂，所述N2O催化分解催化剂与壳体同轴设置，所述选择性还原组件用于接收壳体进气通道输送来的气体与尿素反应后的气体混合物并将其沿着壳体径向输送到排气道内，所述选择性还原组件内壁设置SCR催化剂，所述排气道的末端沿着壳体周向设置多个等离子电离组件，所述等离子电离组件用于电离气体。
[0008]更进一步的，所述壳体为中空回转体，所述壳体包括进气通道、处理通道和出气通道，所述壳体的进气通道和出气通道管径均小于处理通道，所述选择性还原组件设置在处理通道内。
[0009]更进一步的，所述N2O催化分解催化剂为中空筒状，所述N2O催化分解催化剂设置在处理通道向出气通道管径逐渐收窄的过渡区内。
[0010]更进一步的，所述尿素供给机构包括尿素喷射组件、电子控制阀和尿素储存组件，所述尿素储存组件的输出端通过电子控制阀与尿素喷射组件连通，所述尿素喷射组件的尿素出口端同向设置在壳体的进气通道内。
[0011]更进一步的，所述选择性还原组件为回转体。
[0012]更进一步的，所述选择性还原组件还包括第一密封挡板、柱状金属隔离网和第二密封挡板，所述柱状金属隔离网为圆筒状，所述柱状金属隔离网靠近壳体进气通道一侧开口边缘处设置有第一密封挡板，所述第一密封挡板为圆环状，所述第一密封挡板外边缘与壳体内壁相连，所述柱状金属隔离网另一侧开口设有第二密封挡板，所述SCR催化剂设置在柱状金属隔离网内侧网面上。
[0013]更进一步的，所述选择性还原组件还包括防返流板，所述防返流板设置在柱状金属隔离网靠近壳体进气通道一侧的开口处。
[0014]更进一步的，所述等离子电离组件设置有两个。
[0015]更进一步的，所述等离子电离包括弧状外电极和弧状内电极，所述弧状外电极设置在壳体外壁上，所述弧状内电极设置在排气道内。
[0016]根据本专利技术的另一个方面，提供一种船舶发动机尾气污染物处理方法，使用上述一种船舶发动机尾气污染物处理装置，包括以下步骤：
[0017]S1、船舶尾气由壳体进气通道进入的同时尿素供给机构喷射尿素，尿素分解成NH3；
[0018]S2、船舶尾气和NH3进入柱状金属隔离网内与SCR催化剂接触反应后径向进入排气道内；
[0019]S3、排气道内气体运动到等离子电离组件进行电离；
[0020]S4、电离后的气体与N2O催化分解催化剂反应后从壳体出气通道排出。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0022]1、本船舶发动机尾气污染物处理装置将选择性还原组件、等离子电离组件和N2O催化分解催化剂梯级耦合布置，能够在脱除NO
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的同时去除N2O，使得船舶脱硝技术更加完善；
[0023]2、本船舶发动机尾气污染物处理装置，不同于轴向流经催化剂，而是径向流经SCR催化剂，船舶尾气与催化剂层具有更大的接触面积，避免了船舶尾气在壳体进气通道，由于速度、压力的不均匀对催化剂造成的损害，有效强化催化效果并提高了催化剂的寿命；
[0024]3、本船舶发动机尾气污染物处理装置使用等离子电离组件协同脱除N2O，等离子体与N2O催化剂会产生协同作用，降低O2对N2O分解效率的影响，提高低温分解N2O的效率；
[0025]4、两组等离子电离组件分开工作可以在满足排放要求的同时尽可能减少能源浪费。
附图说明
[0026]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0027]图1为本专利技术所述的一种船舶发动机尾气污染物处理装置的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术所述的一种船舶发动机尾气污染物处理装置的气体流动方向示意图。
[0029]尿素喷射组件1；电子控制阀2；尿素储存组件3；第一密封挡板4；防返流板5；壳体6；排气道7；SCR催化剂8；柱状金属隔离网9；弧状外电极10；弧状内电极11；第二密封挡板12；N2O催化分解催化剂13。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶发动机尾气污染物处理装置，其特征在于：包括尿素供给机构、选择性还原组件、壳体(6)、排气道(7)、等离子电离组件和N2O催化分解催化剂(13)，所述尿素供给机构的尿素出口端同向设置在壳体(6)的进气通道内，所述壳体(6)内同轴设置选择性还原组件，所述壳体(6)内壁与选择性还原组件外壁围合而成排气道(7)，所述排气道(7)与壳体(6)的出气通道连通，所述排气道(7)与壳体(6)的连通处设有N2O催化分解催化剂(13)，所述N2O催化分解催化剂(13)与壳体(6)同轴设置，所述选择性还原组件用于接收壳体(6)进气通道输送来的气体与尿素反应后的气体混合物并将其沿着壳体(6)径向输送到排气道(7)内，所述选择性还原组件内壁设置SCR催化剂(8)，所述排气道(7)的末端沿着壳体(6)周向设置多个等离子电离组件，所述等离子电离组件用于电离气体。2.根据权利要求1所述的一种船舶发动机尾气污染物处理装置，其特征在于：所述壳体(6)为中空回转体，所述壳体(6)包括进气通道、处理通道和出气通道，所述壳体(6)的进气通道和出气通道管径均小于处理通道，所述选择性还原组件设置在处理通道内。3.根据权利要求2所述的一种船舶发动机尾气污染物处理装置，其特征在于：所述N2O催化分解催化剂(13)为中空筒状，所述N2O催化分解催化剂(13)设置在处理通道向出气通道管径逐渐收窄的过渡区内。4.根据权利要求1、2或3所述的一种船舶发动机尾气污染物处理装置，其特征在于：所述尿素供给机构包括尿素喷射组件(1)、电子控制阀(2)和尿素储存组件(3)，所述尿素储存组件(3)的输出端通过电子控制阀(2)与尿素喷射组件(1)连通，所述尿素喷射组件(1)的尿素出口端同向设置在壳体(6)的进气通道内。5.根据权利要求4所述的一种船舶发动机尾气污染物处理装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：席鸿远，莫杰，周松，张天鹏，任建军，朱云龙，周洪杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：