[发明专利]一种船机尾气SCR净化系统

说明书

本发明公开了一种船机尾气SCR净化系统。包括SCR催化器、尿素喷射系统、控制系统；SCR催化器由混合器和催化器构成，混合器设置于催化器前端用于将发动机尾气与喷射尿素混合，尿素喷射系统由尿素溶液供给系统、尿素溶液喷嘴系统构成，尿素溶液喷嘴系统由多个喷嘴组成，控制系统基于OPEN‑ECU快速控制原型完成信息获取和对尿素喷射系统的喷射控制。本发明采用单个尿素泵结合压力共轨机构实现单路/多路尾管上安装多个喷嘴方案；能够解决现阶段单个喷嘴喷射大量尿素溶液时带来的不匹配问题，以及高压稳定性控制问题，喷嘴孔径大导致喷射尿素液柱雾化效果不佳等问题，避免在排气管壁的结晶现象，采用多个喷嘴能够实现尿素溶液更好的雾化和混合。

技术领域

本发明属于尾气环保处理技术领域，尤其属于发动机尾气排放催化处理技术领域，特别涉及一种船机尾气SCR净化系统及应用控制方法。

背景技术

我国是一个内河航运资源比较丰富的国家。鉴于中国港口和船舶大气污染防治的紧迫形势，为落实《环境保护法》、《大气污染防治法》要求，环境保护部制定船舶发动机排放标准，目的是加强船舶污染物排放控制。为了进一步降低船舶内燃机的炭烟颗粒和氮氧化物的排放，满足日益严格的排放法规的要求，内燃机后处理技术得到了广泛的关注、青睐和应用。

在内燃机后处理系统中，选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油机尾气排放中氮氧化物的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素溶液，把尾气中的氮氧化物还原成氮气和水；以达到降低船舶尾气氮氧化物含量的目的。

现有SCR技术应用于船舶发动机后处理系统存在以下不足：船舶发动机排量较大，导致SCR系统尿素供给量较大，现阶段还没有合适的单个喷嘴来满足和实现尿素的喷射功能，造成尿素需求量与喷嘴不匹配。采用单个喷嘴满足大容量尿素溶液喷射时，其喷射压力和喷嘴孔径必然较大；喷射压力大，对于高压稳定性控制提出了一定技术要求；喷嘴孔径大，会导致喷射出的尿素液柱雾化效果不佳，容易在排气管壁上发生明显的结晶现象。低温SCR催化器处理氮氧化物转化效率不高。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种船机尾气SCR净化系统。本发明目的是提出一种适用于船机尾气净化处理的SCR系统及应用控制方法，旨在提高SCR技术在船机尾气处理领域的可靠性、实用性，解决在船机SCR系统中尿素喷嘴不匹配、低温SCR转化效率低等技术问题。

本发明通过以下技术方案实现：

船机尾气SCR净化系统，包括SCR催化器、尿素喷射系统、控制系统，所述SCR催化器设置于船用发动机尾气排放通道上，其特征在于：

SCR催化器由混合器和催化器构成；混合器设置于催化器前端用于将发动机尾气与喷射尿素混合；催化器为蜂窝结构的载体催化器，包括载体、衬垫、加热夹层、筒体；

尿素喷射系统由尿素溶液供给系统、尿素溶液喷嘴系统构成；其中，尿素溶液喷嘴系统由位于混合器前端、沿排气通道垂直截面均匀间隔布置的多个喷嘴组成，喷嘴喷射方向与尾气流向相向；

控制系统基于OPEN-ECU快速控制原型完成信息获取和对尿素喷射系统的喷射控制。

本发明所述尿素喷射系统由尿素箱、尿素泵、尿素溶液压力共轨机构、尿素溶液管路构成尿素溶液供给系统，尿素箱与尿素泵相连，尿素泵通过尿素溶液管路与尿素溶液压力共轨机构相连，尿素溶液压力共轨机构通过出口分支共轨管路分别与各尿素喷嘴相连。

所述每条出口分支共轨管路均设置加热管路中流过的尿素溶液的加热装置。

所述加热夹层嵌套在催化器的衬垫与筒体之间，催化器筒体外壁还包覆有保温棉。

本发明所述控制系统包括尿素泵控制、信号反馈系统、喷嘴控制、通信模块系统、SCR催化器加热夹层控制、尿素溶液加热及管路加热控制、尿素溶液喷射计量控制。