[发明专利]一种LNG发动机尾气处理装置及LNG发动机

说明书

本发明涉及一种LNG发动机尾气处理装置及LNG发动机，包括阻挡介质管，阻挡介质管内设有内电极，外部设有外电极，内电极和外电极与反应器电源连接，所述外电极包括多个套在阻挡介质管外周且沿阻挡介质管轴线方向设置环状外电极圈，环状外电极圈与内电极之间形成等离子放电区，相邻等离子放电区之间填充CH4‑SCR催化剂以形成交替设置的等离子放电区和催化反应区，采用本发明的尾气处理装置减少了处理成本，且能量利用率高，最终产物的选择性好。

技术领域

本发明涉及LNG发动机技术领域，具体涉及一种LNG发动机尾气处理装置及LNG发动机。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

LNG发动机(液化天然气发动机)一般采用CH4催化氧化(MOC)与NO_X选择性催化还原(SCR)相结合的技术路线，传统MOC的催化还原脱除效率较低，同时MOC中大量使用铂、钯、铑等贵金属催化剂，这使催化剂使用量显著上升，从而面临较高的经济成本，实际上，CH4氧化和NOx还原是互补过程，通过CH4-SCR催化剂直接利用尾气中的CH4作为还原剂将NOx还原成N2的CH4-SCR系统能够解决上述问题，因此成为研究热点，该种系统利用等离子体协同催化反应技术实现，目前的等离子协同催化反应器包括整体式和两段式两种耦合结构形式，发明人发现，现有的整体式耦合形式中，在等离子放电区域内部填充催化剂，应用于LNG发动机时，CH4-SCR催化剂为热催化剂，如果将CH4-SCR催化剂填充在等离子放电区，并不会增强等离子体放电效果，反而会降低等离子反应器放电强度，减少活性物质产生，现有整体式的反应器不适合应用于LNG发动机的尾气处理，而且该种方式化学反应的方向不易控制，产物选择性较低，产生的副产物较多，现有的两段式耦合形式包括等离子反应器和其后方的催化反应器，此种耦合形式不会因CH4-SCR催化剂而影响活性物质的产生，但是由于放电所产生的活性物质寿命较短，活性物质和能量的利用率低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种LNG发动机尾气处理装置，实现了将等离子协同催化技术应用于LNG发动机的尾气处理，且兼具了整体式和分段式等离子协同催化反应器的优势。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种LNG发动机尾气处理装置，包括阻挡介质管，阻挡介质管内设有内电极，外部设有外电极，内电极和外电极与反应器电源连接，所述外电极包括多个套在阻挡介质管外周且沿阻挡介质管轴线方向设置环状外电极圈，环状外电极圈与内电极之间形成等离子放电区，相邻等离子放电区之间填充CH4-SCR催化剂以形成交替设置的等离子放电区和催化反应区。

可选的，所述等离子放电区内部填充有放电增强颗粒；

进一步的，放电增强颗粒的介电常数为10-1000。

可选的，所述阻挡介质管外周包裹有绝缘保温层，环状电极圈嵌在绝缘保温层内部；

进一步的，所述绝缘保温层采用陶瓷纤维棉材料制成。

可选的，所述CH4-SCR催化剂采用Cr-In/H-ZSM-5和/或Ru-In/H-SSZ-13和/或Ce-Ga/H-ZSM-5。

可选的，所述内电极采用与阻挡介质管同轴设置的金属导电杆，相应的，所述阻挡介质管内设有第一支撑块，第一支撑块与内电极的一端固定，内电极的另一端与固定在阻挡介质管内部的第二支撑块固定，第一支撑块和第二支撑块均设有通气孔；

进一步的，所述第一支撑块和第二支撑块采用不锈钢材料制成。

可选的，所述内电极与反应器电源的电压输出线连接，反应器电源的接地输出线与多个环状外电极圈连接。

可选的，所述阻挡介质管采用绝缘材料制成；