一种用于发动机黑碳排放测试的预处理系统的制作方法

1.本发明涉及发动机检测技术领域，尤其涉及一种用于发动机黑碳排放测试的预处理系统。


背景技术：

2.目前国际海事组织对船舶黑碳排放日益关注，黑碳排放的测量研究也日益重视。黑碳排放量可以通过测量排气管中黑碳的含量而得到。
3.但在船舶发动机燃料燃烧过程中，会产生大量颗粒物，这些颗粒物除了黑碳外，还包括大量的硫酸盐、水、半挥发性有机化合物、挥发性有机化合物和灰分等，直接将发动机尾气放入测试仪器进行检测时，这些成分会对黑碳的测量带来一定偏差。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于发动机黑碳排放测试的预处理系统，能对发动机尾气进行预处理，使最后进入测试仪器的发动机尾气的成分为相对纯净的黑碳，从而消除其他成分对发动机尾气中的黑碳浓度测量产生的影响。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种用于发动机黑碳排放测试的预处理系统，包括反应器、进气管和出气管，反应器包括脱硫吸附器和氧化催化器，脱硫吸附器用于去除发动机尾气中的硫化物，氧化催化器用于去除发动机尾气中的有机化合物，进气管、脱硫吸附器、氧化催化器以及出气管依次连通。
7.可选地，反应器表面包覆有第一高温加热带，第一高温加热带用于给脱硫吸附器和氧化催化器加热。
8.可选地，进气管上包覆有第二高温加热带，第二高温加热带用于给进气管加热。
9.可选地，还包括甲烷储存装置，甲烷储存装置与脱硫吸附器连通，甲烷储存装置内的甲烷用于还原脱硫吸附器中的脱硫剂。
10.可选地，还包括氮气储存装置，氮气储存装置与脱硫吸附器连通，氮气储存装置内的氮气用于防止甲烷与其他成分发生化学反应。
11.可选地，甲烷储存装置和氮气储存装置均通过第一管道与脱硫吸附器连通，第一管道上设置有第一阀。
12.可选地，进气管上设置有第二阀，第一管道第一端与进气管连通，且进气管第一端安装于第二阀与脱硫吸附器之间的进气管上。
13.可选地，还包括稀释器，稀释器设置于出气管上，稀释器用于稀释发动机尾气。
14.可选地，还包括压缩空气装置，压缩空气装置与稀释器连通，压缩空气装置能将压缩空气排入至稀释器内以稀释发动机尾气。
15.可选地，压缩空气装置通过第二管道与稀释器连通，第二管道上设置有第三阀。
16.有益效果：
17.本发明提供的用于发动机黑碳排放测试的预处理系统，发动机尾气经进气管进入脱硫吸附器，并于脱硫吸附器内去除硫化物后进入氧化催化器，发动机尾气于氧化催化器内去除有机化合物后，发动机尾气中的黑碳相对纯净，最后发动机尾气流经出气管被收集后放入测试仪器进行黑碳的浓度测试，该用于发动机黑碳排放测试的预处理系统能有效消除其他成分对发动机尾气中的黑碳浓度测量产生的影响，使发动机尾气中的黑碳浓度测量更加精确。
附图说明
18.图1是本发明提供的用于发动机黑碳排放测试的预处理系统的示意图。
19.图中：
20.100、反应器；110、脱硫吸附器；120、氧化催化器；130、第一高温加热带；
21.210、进气管；211、第二阀；220、第二高温加热带；
22.300、出气管；310、第四阀；
23.410、甲烷储存装置；420、氮气储存装置；430、第一管道；431、第一阀；510、稀释器；520、压缩空气装置；530、第二管道；531、第三阀。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
25.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
28.参照图1所示，本实施例提供了一种用于发动机黑碳排放测试的预处理系统，包括反应器100、进气管210和出气管300，反应器100包括脱硫吸附器110和氧化催化器120，脱硫吸附器110用于去除发动机尾气中的硫化物，氧化催化器120用于去除发动机尾气中的有机化合物，进气管210、脱硫吸附器110、氧化催化器120以及出气管300依次连通。
29.发动机尾气经进气管210进入脱硫吸附器110，并于脱硫吸附器110内去除硫化物后进入氧化催化器120，发动机尾气于氧化催化器120内去除有机化合物后，发动机尾气中的黑碳相对纯净，最后发动机尾气流经出气管300被收集后放入测试仪器进行黑碳的浓度测试，该用于发动机黑碳排放测试的预处理系统能有效消除其他成分对发动机尾气中的黑碳浓度测量产生的影响，使发动机尾气中的黑碳浓度测量更加精确。
30.具体地，脱硫吸附器110中设置有脱硫剂，在脱硫剂的作用下发动机尾气中的硫化物与脱硫剂反应，从而达到去除发动机尾气中硫化物的目的。进一步地，脱硫剂可以为氧化铜，也可以是其他脱硫反应剂，在此不再做详细赘述。
31.具体地，氧化催化器120中安装有贵金属的氧化催化器载体，发动机尾气里的有机化合物被氧化为二氧化碳和水，从而达到去除发动机尾气中有机化合物的目的。此外，氧化催化器120中，贵金属的氧化催化器载体作为催化剂，将发动机尾气中的一氧化碳和碳氢化合物通过氧化反应转化成无害的水和二氧化碳。
32.进一步地，反应器100表面包覆有第一高温加热带130，第一高温加热带130用于给脱硫吸附器110和氧化催化器120加热。在本实施例中，通过第一高温加热带130将脱硫吸附器110和氧化催化器120加热至所需工作温度后，从进气管210往反应器100内输送发动机尾气，进行处理。具体地，脱硫吸附器110和氧化催化器120的工作温度均大于等于400℃。优选地，第一高温加热带130将脱硫吸附器110和氧化催化器120加热至400℃、420℃或450℃。
33.进一步地，进气管210上包覆有第二高温加热带220，第二高温加热带220用于给进气管210加热。在本实施例中，通过第二高温加热带220加热进气管210，对流经进气管210的发动机尾气预热，当发动机尾气流入至脱硫吸附器110内时，能有效使发动机尾气温度快速达到去除发动机尾气中的硫化物的反应温度。具体地，第二高温加热带220能将进气管210加热至100℃-200℃。优选地，第二高温加热带220将进气管210加热至120℃、150℃、180℃或200℃。
34.于本实施例中，该用于发动机黑碳排放测试的预处理系统还包括甲烷储存装置410，甲烷储存装置410与脱硫吸附器110连通，甲烷储存装置410内的甲烷用于还原脱硫吸附器110中的脱硫剂。在本实施例中，当该用于发动机黑碳排放测试的预处理系统处理完发动机尾气后，甲烷储存装置410向脱硫吸附器110中输送甲烷，通过甲烷还原脱硫剂，以备下次使用。
35.进一步地，该用于发动机黑碳排放测试的预处理系统还包括氮气储存装置420，氮气储存装置420与脱硫吸附器110连通，氮气储存装置420内的氮气用于防止甲烷与其他成分发生化学反应。在本实施例中，当该用于发动机黑碳排放测试的预处理系统处理完发动机尾气后，甲烷储存装置410向脱硫吸附器110中输送甲烷的同时，氮气储存装置420向脱硫吸附器110中输送氮气以排除脱硫吸附器110中的其他气体成分，氮气作为平衡气体，不易与其他物质发生化学反应，进而有效防止甲烷与其他成分发生化学反应，避免对脱硫吸附器110造成污染，影响下一次使用。
36.进一步地，甲烷储存装置410和氮气储存装置420均通过第一管道430与脱硫吸附器110连通，第一管道430上设置有第一阀431。具体地，第一管道430的第一端与脱硫吸附器110连通，第二端设置有与甲烷储存装置410连通的接口和与氮气储存装置420连通的接口。在本实施中，甲烷储存装置410和氮气储存装置420均通过第一管道430与脱硫吸附器110连
通，使甲烷从输送到还原脱硫剂的全部过程中，氮气从始至终都在保护甲烷，防止甲烷与其他成分发生化学反应，当该用于发动机黑碳排放测试的预处理系统处理发动机尾气时，第一阀431关闭；当需要还原脱硫吸附器110内的脱硫剂时，第一阀431打开。进一步地，第一阀431可以是电磁阀，也可以是其他开关阀，在此不再做详细赘述。
37.进一步地，进气管210上设置有第二阀211，第一管道430第一端与进气管210连通，且进气管210第一端安装于第二阀211与脱硫吸附器110之间的进气管210上。在本实施例中，当该用于发动机黑碳排放测试的预处理系统处理发动机尾气时，第二阀211打开；当需要还原脱硫吸附器110内的脱硫剂时，第二阀211关闭。进一步地，第二阀211可以是电磁阀，也可以是其他开关阀，在此不再做详细赘述。
38.于本实施例中，该用于发动机黑碳排放测试的预处理系统还包括稀释器510，稀释器510设置于出气管300上，稀释器510用于稀释发动机尾气。在本实施例中，因测试仪器对黑碳浓度的测试需求不同，经反应器100处理后的发动机尾气于出气管300上的稀释器510内进行稀释处理，使处理后的发动机尾气能置入测试浓度需求不同的测试仪器中进行黑碳的浓度测试。
39.进一步地，该用于发动机黑碳排放测试的预处理系统还包括压缩空气装置520，压缩空气装置520与稀释器510连通，压缩空气装置520能将压缩空气输送至稀释器510内以稀释发动机尾气。具体地，稀释器510进气端设置有压缩空气连接口，压缩空气装置520与压缩空气连接口连通，于反应器100处理后的发动机尾气经出气管300流至稀释器510进气端处时，压缩空气装置520将压缩空气输送至压缩空气连接口，进而压缩空气将发动机尾气冲散并稀释，稀释后的发动机尾气于稀释器510内与压缩空气充分混合后，于稀释器510出气端一侧的出气管300进行收集。
40.具体地，压缩空气装置520通过第二管道530与稀释器510连通，第二管道530上设置有第三阀531。具体地，第二管道530与压缩空气连接口连通。在本实施例中，当该用于发动机黑碳排放测试的预处理系统处理发动机尾气时，压缩空气装置520工作，通过控制第三阀531的开度控制压缩空气进入稀释器510的量，以对发动机尾气进行不同浓度的稀释，使稀释后的发动机尾气能置入测试浓度需求相对应的测试仪器中进行黑碳的浓度测试。
41.进一步地，当需要还原脱硫吸附器110内的脱硫剂时，第三阀531关闭，且压缩空气装置520不工作。进一步地，第三阀531可以是电磁阀，也可以是其他开关阀，在此不再做详细赘述。
42.进一步地，出气管300上设置有第四阀310。具体地，第四阀310设置于氧化催化器120与稀释器510之间的出气管300上。在本实施例中，当该用于发动机黑碳排放测试的预处理系统处理发动机尾气或需要还原脱硫吸附器110内的脱硫剂时，第四阀310打开；当该用于发动机黑碳排放测试的预处理系统不工作时，第二阀211和第四阀310均关闭，以防止外界空气进入反应器100内。进一步地，第四阀310可以是电磁阀，也可以是其他开关阀，在此不再做详细赘述。
43.示例性地，当该用于发动机黑碳排放测试的预处理系统处理发动机尾气时，打开第二阀211、和第四阀310且关闭第一阀431，同时通过第一高温加热带130加热脱硫吸附器110和氧化催化器120，通过第二高温加热带220给进气管210加热，当进气管210、脱硫吸附器110和氧化催化器120均达到所需温度后，从进气管210置入发动机尾气，发动机尾气经进
气管210预热后，进入脱硫吸附器110，发动机尾气于脱硫吸附器110内迅速达到去除发动机尾气中的硫化物的反应温度，发动机尾气经脱硫吸附器110去除硫化物后进入氧化催化器120，发动机尾气于氧化催化器120内去除有机化合物后，经出气管300进入稀释器510，于稀释器510的进气端处，调节第三阀531的开度，以使压缩空气装置520将适量的压缩空气经第二管道530置入稀释器510压缩空气连接口，进而使压缩空气冲散并稀释发动机尾气，发动机尾气于稀释器510内与压缩空气充分混合后，于稀释器510出气端一侧的出气管300进行收集，稀释后的发动机尾气置入测试浓度需求相对应的测试仪器中进行黑碳的浓度测试。
44.当该用于发动机黑碳排放测试的预处理系统处理完发动机尾气后，需要还原脱硫吸附器110内的脱硫剂，第一阀431和第四阀310打开，第二阀211和第三阀531关闭，甲烷储存装置410通过第一管道430向脱硫吸附器110内输送甲烷的同时，氮气储存装置420通过第一管道430向脱硫吸附器110内输送氮气，甲烷和氮气于第一管道430内充分混合后进入脱硫吸附器110内还原脱硫剂，以备下次使用。
45.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。