船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统的制作方法
【专利摘要】船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统，包括置于船舶柴油机尾气排放管内的选择性催化还原脱硝催化器、雾化器和螺旋叶片混合器，雾化器包括雾化喷嘴、雾化本体和喷头套，雾化喷嘴内设压缩空气室、混合孔和液体孔，螺旋叶片混合器由固定在圆筒内侧壁上的螺旋叶片构成，螺旋叶片不到达圆筒中心部位，使圆筒中心部位形成直通孔。本发明的有益效果是，使氨水或尿素水雾化，并与尾气充分混合，同时，为脱硝反应提供所需的氧气，提高脱硝效率。
【专利说明】船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统
【技术领域】
[0001]本发明属于船用柴油机【技术领域】，尤其涉及使用选择性催化还原脱硝系统处理船用柴油机尾气中的氮氧化物的装置。
【背景技术】
[0002]船舶柴油机排放的尾气中含有大量的氮氧化物，现有船舶柴油机尾气是无脱硝处理的排放，因此，对环境造成一定污染。应该进行处理再排放。现有技术中，有研究提出对船舶柴油机尾气进行选择性催化还原(简称SCR)脱硝处理。但尚未见有实际应用。对船舶柴油机尾气进行选择性催化还原反应中需要氧气参与，但船舶柴油机尾气中的含氧量较低，直接进行选择性催化还原脱硝反应，由于氧气不足，会导致反应不够完全。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统，使船舶柴油机尾气在进行脱硝反应前充分与雾化的氨水或尿素水混合，同时提高混合气体的含氧量。
[0004]本发明的技术方案是:船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统，包括置于船舶柴油机尾气排放管内的选择性催化还原脱硝催化器，其特征在于:所述船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统还包括在尾气排放管内置于选择性催化还原脱硝催化器和尾气入口之间的雾化器和螺旋叶片混合器，所述雾化器包括雾化喷嘴、雾化本体和喷头帽，所述雾化本体是具有内管和外管组成的双层管套，所述雾化喷嘴为圆锥体喷嘴，圆锥体内设与圆锥体底面连通的压缩空气室，圆锥体前部侧壁上设有混合孔，混合孔内端与压缩空气室连通，外端开口，圆锥体侧壁内设有液体孔，液体孔后端与圆锥体底面连通，前端与混合孔连通，雾化喷嘴底面和雾化本体前面通过喷头帽密封连接，其中，圆锥体压缩空气室与雾化本体内管前端连通，圆锥体侧壁内液体孔与雾化本体外管前端连通，雾化本体的内管和外管之间密封，雾化本体的内管后端与压缩空气源相连，雾化本体的外管后端与还原剂源连通；所述螺旋叶片混合器置于选择性催化还原脱硝催化器与雾化器之间，螺旋叶片混合器由固定在圆筒内侧壁上的螺旋叶片构成，螺旋叶片不到达圆筒中心部位，使圆筒中心部位形成直通孔。
[0005]本发明所述船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统，其特征在于:所述雾化喷嘴的混合孔有4?10的偶数个，沿圆锥体前部对称分布，两个对称混合孔之间的夹角为120°，液体孔有4?10的偶数个，沿圆锥体对称分布，两个对称液体孔之间的夹角为30°。
[0006]本发明所述船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统，其特征在于:所述雾化喷嘴的混合孔的孔径为I?5mm,液体孔的孔径为0.6?2mm。
[0007]本发明所述船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统，其特征在于:所述混合器的螺旋叶片的螺旋角为45度?60度之间。
[0008]本发明所述船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统，其特征在于:所述还原剂为氨水或尿素水。[0009]本发明的原理是:选择性催化还原脱硝系统中，氨水或尿素水与尾气混合的程度是脱硝效率的决定性因素，氨水或尿素水雾化程度越高，与尾气混合的程度就越高，脱硝效率会越高；同时，选择性催化还原脱硝反应中需要氧气参与。本发明的雾化器利用压缩空气将还原剂(氨水或尿素水)雾化，使还原剂与尾气进行了第一次混合，同时，压缩空气也增加了尾气中的氧含量，有效的提高了脱硝效率，螺旋叶片混合器对尾气和还原剂的混合气体进行第二次混合，使混合更加充分。
[0010]本发明的有益效果是，使氨水或尿素水雾化，并与尾气充分混合，同时，为脱硝反应提供所需的氧气，提高脱硝效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统组成示意图；
[0012]图2是雾化器结构示意图；
[0013]图3是螺旋叶片混合器结构示意图
[0014]图4是螺旋叶片混合器俯视示意图
[0015]图中，1-雾化器；2_螺旋叶片混合器；3_选择性催化还原脱硝催化器；4_雾化喷嘴；5_内管；；6-外管；7_喷头帽；8_密封垫圈；9_压缩空气室；10_混合孔；11_液体孔；12-液管；13压缩空气管。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0017]实施例是雾化喷头具有六个混合孔和六个液体孔的具体实施例。选择性催化还原脱硝催化器3置于尾气排放管内，尾气排放管内在选择性催化还原脱硝催化器3和尾气入口之间还设有雾化器I和螺旋叶片混合器2，雾化器I包括雾化喷嘴4、雾化本体和喷头帽7，雾化本体是具有内管5和外管6组成的双层管套，雾化喷嘴4为圆锥体喷嘴，圆锥体内设与圆锥体底面连通的压缩空气室9，圆锥体前部侧壁上设有六个混合孔10，混合孔10内端与压缩空气室9连通，外端开口，混合孔10沿圆锥体前部对称分布，两个对称混合孔10之间的夹角为120°，混合孔10的孔径为I?5_，圆锥体侧壁内设有六个液体孔11，液体孔11后端与圆锥体底面连通，前端与混合孔10连通，液体孔11沿圆锥体对称分布，两个对称液体孔11之间的夹角为30°，液体孔11的孔径为0.6?2_，雾化喷嘴4底面和雾化本体前面用喷头帽7通过螺纹密封连接，其中，圆锥体压缩空气室9与雾化本体内管5前端连通，圆锥体侧壁内液体孔11与雾化本体外管6前端连通，雾化本体的内管5和外管6之间密封，雾化本体的内管5后端通过压缩空气管13与压缩空气源相连，雾化本体的外管6后端通过液管12与还原剂源连通，还原剂为氨水或尿素水；螺旋叶片混合器2置于选择性催化还原脱硝催化器3与雾化器I之间，螺旋叶片混合器2由固定在圆筒内侧壁上的螺旋叶片构成，螺旋叶片不到达圆筒中心部位，使圆筒中心部位形成直通孔，螺旋叶片的螺旋角为45度?60度之间。
[0018]柴油机尾气进入排放管，经过雾化器I时与氨水或尿素水第一次混合，然后经过螺旋叶片混合器2，通过改变气体流向，达到充分混合的目的，之后经过选择性催化还原脱硝催化器3进行脱硝反应。[0019]还原剂氨水或尿素水由液管12进入雾化器，压缩空气由压缩空气管13进入雾化器，最后到达雾化喷嘴4，在混合孔10中，来自压缩空气室9的压缩空气与来自液体孔11的氨水或尿素水混合雾化。由于两个对称混合孔10之间成120°角，使喷出的氨水或尿素水能与每个部位的尾气混合，两个对称液体管11之间成30°夹角，这样可以使氨水或尿素水顺利流入混合孔10。雾化喷嘴4通过螺旋与内管6固定，通过喷头帽7将雾化喷嘴4与外管6固定，并利用密封垫圈8密封。
[0020]螺旋叶片固定在排放管内壁，中心为直通孔，便于气体流动，减小叶片对尾气的阻力。
【权利要求】
1.船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统，包括置于船舶柴油机尾气排放管内的选择性催化还原脱硝催化器(3)，其特征在于:所述船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统还包括在尾气排放管内置于选择性催化还原脱硝催化器(3)和尾气入口之间的雾化器(I)和螺旋叶片混合器(2)，所述雾化器(I)包括雾化喷嘴(4)、雾化本体和喷头帽(7)，所述雾化本体是具有内管(5)和外管(6)组成的双层管套；所述雾化喷嘴(4)为圆锥体喷嘴，圆锥体内设与圆锥体底面连通的压缩空气室(9)，圆锥体前部侧壁上设有混合孔(10)，混合孔(10 )内端与压缩空气室(9 )连通，外端开口，圆锥体侧壁内设有液体孔(11)，液体孔(11)后端与圆锥体底面连通，前端与混合孔(10)连通，雾化喷嘴(4)底面和雾化本体前面通过喷头帽(7)密封连接，其中，圆锥体压缩空气室(9)与雾化本体内管(5)前端连通，圆锥体侧壁内液体孔(11)与雾化本体外管(6 )前端连通，雾化本体的内管(5 )和外管(6 )之间密封，雾化本体的内管(5)后端与压缩空气源相连，雾化本体的外管(6)后端与还原剂源连通；所述螺旋叶片混合器(2)置于选择性催化还原脱硝催化器(3)与雾化器(I)之间，螺旋叶片混合器(2)由固定在圆筒内侧壁上的螺旋叶片构成，螺旋叶片不到达圆筒中心部位，使圆筒中心部位形成直通孔。
2.根据权利要求1所述船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统，其特征在于:所述雾化喷嘴的混合孔(10)有4?10的偶数个，沿圆锥体前部对称分布，两个对称混合孔(10)之间的夹角为120° ,液体孔(11)有4?10的偶数个,沿圆锥体对称分布,两个对称液体孔(II)之间的夹角为30°。
3.根据权利要求3所述船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统，其特征在于:所述雾化喷嘴的混合孔(10)的孔径为I?5mm,液体孔(11)的孔径为0.6?2mm。
4.根据权利要求1所述船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统，其特征在于:所述螺旋叶片混合器(2)的螺旋叶片的螺旋角为45度?60度之间。
5.根据权利要求1所述船舶柴油机尾气选择性催化还原脱硝系统，其特征在于:所述还原剂为氨水或尿素水。
【文档编号】F01N3/28GK103821598SQ201410109713
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】张洪朋, 刘后祥, 张银东, 孙玉清, 陈海泉 申请人:大连海事大学