带水喷淋和氨回收系统的氨发动机后处理装置及工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种带水喷淋和氨回收系统的氨发动机后处理装置及工作方法，包括：排气管路系统

【技术实现步骤摘要】
带水喷淋和氨回收系统的氨发动机后处理装置及工作方法


[0001]本专利技术涉及发动机尾气处理领域，具体地，涉及带水喷淋和氨回收系统的氨发动机后处理装置及工作方法
。

技术介绍

[0002]现有柴油机尾气后处理技术方案中，常采用在选择性催化还原器
(SCR)
前喷射尿素和氨等还原剂的方案将尾气中的
NOx
在
SCR
中还原
。
这种技术方案下，需要喷射过量的还原剂将
NOx
还原，此时需要配备额外的氨氧化催化器
(ASC)
对过量的还原剂进行氧化处理，造成浪费的同时也会造成
N2O
等高温室气体效应的副产物生成
。
碳中和背景下，氨燃料发动机得到广泛的关注
。
氨燃料发动机尾气中的未燃氨可以直接作为
SCR
反应所需还原剂，从而免去额外的还原剂储存
、
供给和喷射系统
。
然而，氨燃料燃烧特性较差，导致尾气中的未燃氨较
NOx
过量，仍需氨氧化催化器
(ASC)
对过量的未燃氨进行处理，同样造成燃料的浪费和
N2O
等副产物的生成
。
[0003]目前现有技术中，专利文献
CN114856764A
公开了一种氨燃料发动机的尾气处理系统
、
发动机和船舶，可以应用于尾气处理

。
本专利技术系统通过第一除水装置对发动机排放的尾气进行除水，通过氮氧化合物捕集器将除水后的尾气与氢气进行反应后生成少量的氨气，通过设置的管道收集氮氧化合物捕集器输出的部分尾气，以利用尾气的余热向设置的氨气合成装置提供热量，使氨气合成装置合成氨气，将剩余尾气和氨气输出到设置的换热器，再利用设置的脱硝装置将尾气和氨气还原成氮气和水后，通过设置的液氮换热器分离出不可冷凝的气体并收集氨气，接着通过水箱和第二除水装置排除一氧化二氮和水后，再利用氮气分离装置分离出氮气和氧气，从而实现氨气的收集和废气的回收利用
。
专利文献
CN217206623U
公开了一种用于氢
‑
氨燃料发动机排气的后处理装置，包括排气催化装置和氨气供给装置，排气催化装置用于转化排气中的氨气
NH3
和氮氧化物
NOX
，氨气供给装置用于给排气催化装置内供给氨气
NH3
；排气催化装置包括依次连接的第一
SCR
催化器
、
第一排气管
、
第二
SCR
催化器
、
第二排气管和氨逃逸催化器
ASC
，第一
SCR
催化器的进口与氢
‑
氨燃料发动机的排气管出口连接，氨气供给装置的末端安装在第一排气管上
。
目前现有的尾气处理装置结构复杂，仍需氨氧化催化器
(ASC)
对过量的未燃氨进行处理，也未能解决燃料的浪费和
N2O
等副产物的生成等问题
。
此外，专利文献
CN114856764A
还需额外的氢气供给系统，并未提供对收集到的氨水的处理方案
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种带水喷淋和氨回收系统的氨发动机后处理装置及工作方法
。
[0005]根据本专利技术提供的一种带水喷淋和氨回收系统的氨发动机后处理装置，包括：排气管路系统
、
喷淋水系统
、
换热工质系统
、
氨气回收系统以及排放检测系统；
[0006]选择性催化还原器
、
换热器以及水喷淋室依次连接并后置于所述氨燃料发动机，
构成排气管路系统；
[0007]所述换热器连接氨分离室并构成换热工质系统，所述水喷淋室设置在所述喷淋水系统中，所述氨分离室连接水喷淋室并通过换热工质系统利用发动机尾气余热，所述氨气回收系统连接所述氨分离室，所述排气管路系统上设置所述排放检测系统
。
[0008]优选地，所述排放检测系统的工作方法：
[0009]所述控制器采集所述第一
NOx
传感器和所述第一氨传感器信号获得所述氨燃料发动机中
NOx
和未燃氨的原始排放量，所述控制器采集所述第二
NOx
传感器信号获得经所述选择性催化还原器中
SCR
反应后的
NOx
含量；
[0010]所述控制器采集所述第二氨传感器信号获得经所述选择性催化还原器中
SCR(
选择性催化还原技术，将烟气中的氮氧化物脱除的方法
)
反应和所述换热器中冷凝去水过程后的未燃氨含量；
[0011]所述控制器根据所述第二氨传感器的测量值，实时控制所述水喷淋器的喷射脉宽和喷射压力实现水喷射量的控制；
[0012]所述控制器采集所述第三
NOx
传感器和所述第三氨传感器信号并确认最终排放是否达标
。
[0013]优选地，所述换热器的换热工质出口连接所述氨分离室的换热工质入口，所述氨分离室的换热工质出口连接所述换热器的换热工质入口，所述换热器和所述氨分离室之间形成的换热工质系统内设置循环流动的换热工质
。
[0014]优选地，所述水喷淋室上安装水喷淋器并通过所述水喷淋器对水喷淋室内进行水喷射，所述水喷淋室连接所述氨分离室，所述氨分离室连接所述水喷淋器；
[0015]所述喷淋水系统设置为：所述水喷淋室内的氨水流向所述氨分离室被加热并分离出氨气，所述氨分离室内的水流流向所述水喷淋器并再次对所述水喷淋室内进行水喷射
。
[0016]优选地，所述氨气回收系统由所述氨燃料舱连接所述氨分离室构成
。
[0017]优选地，所述排放检测系统包括：
NOx
传感器
、
氨传感器以及控制器；
[0018]所述
NOx
传感器和所述氨传感器安装在所述排气管路系统上，所述
NOx
传感器和所述氨传感器连接所述控制器
。
[0019]优选地，所述
NOx
传感器包括：第一
NOx
传感器
、
第二
NOx
传感器以及第三
NOx
传感器；
[0020]所述第一
NOx
传感器安装在所述氨燃料发动机和所述选择性催化还原器之间，所述第二
NOx
传感器安装在所述选择性催化还原器和所述换热器之间，所述第三
NOx
传感器安装在所述水喷淋室远离所述氨燃料发动机一端
。
[0021]优选地，所述氨传感器包括：第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种带水喷淋和氨回收系统的氨发动机后处理装置，其特征在于，包括：排气管路系统
、
喷淋水系统
、
换热工质系统
、
氨气回收系统以及排放检测系统；选择性催化还原器
(3)、
换热器
(4)
以及水喷淋室
(6)
依次连接并后置于所述氨燃料发动机
(1)
，构成排气管路系统；所述换热器
(4)
连接氨分离室
(5)
并构成换热工质系统，所述水喷淋室
(6)
设置在所述喷淋水系统中，所述氨分离室
(5)
连接水喷淋室
(6)
并通过换热工质系统利用发动机尾气余热，所述氨气回收系统连接所述氨分离室
(5)
，所述排气管路系统上设置所述排放检测系统
。2.
根据权利要求1所述带水喷淋和氨回收系统的氨发动机后处理装置，其特征在于：所述换热器
(4)
的换热工质出口连接所述氨分离室
(5)
的换热工质入口，所述氨分离室
(5)
的换热工质出口连接所述换热器
(4)
的换热工质入口，所述换热器
(4)
和所述氨分离室
(5)
之间形成的换热工质系统内设置循环流动的换热工质
。3.
根据权利要求1所述带水喷淋和氨回收系统的氨发动机后处理装置，其特征在于：所述水喷淋室
(6)
上安装水喷淋器
(7)
并通过所述水喷淋器
(7)
对水喷淋室
(6)
内进行水喷射，所述水喷淋室
(6)
连接所述氨分离室
(5)
，所述氨分离室
(5)
连接所述水喷淋器
(7)
；所述喷淋水系统设置为：所述水喷淋室
(6)
内的氨水流向所述氨分离室
(5)
被加热，所述氨分离室
(5)
内的水流流向所述水喷淋器
(7)
并再次对所述水喷淋室
(6)
内进行水喷射
。4.
根据权利要求1所述带水喷淋和氨回收系统的氨发动机后处理装置，其特征在于，所述氨气回收系统由所述氨燃料舱
(2)
连接所述氨分离室
(5)
构成
。5.
根据权利要求3所述带水喷淋和氨回收系统的氨发动机后处理装置，其特征在于，所述排放检测系统包括：
NOx
传感器
(8)、
氨传感器
(9)
以及控制器
(10)
；所述
NOx
传感器
(8)
和所述氨传感器
(9)
安装在所述排气管路系统上，所述
NOx
传感器
(8)
和所述氨传感器
(9)
连接所述控制器
(10)。6.
根据权利要求5所述带水喷淋和氨回收系统的氨发动机后处理装置，其特征在于，所述
NOx
传感器
(8)
包括：第一
NOx
传感器
(801)、
第二
NOx
传感器
(802)
以及第三
NOx
传感器
(803)
；所述第一
NOx
传感器
(801)
安装在所述氨燃料发动机
(1)
和所述选择性催化还原器
(3)
之间，所述第二
NOx
传感器
(802)
安装在所述选择性催化还原器
(3)
和所述换热器
(4)
之间，所述第三
NOx
传感器
(803)
安装在所述水喷淋室
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铁，周昕毅，陈润，王欣然，王宁，李世琰，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：