本发明涉及一种一种内燃机废气专用一体式单舱加热再生脱硝系统及脱硝方法。
背景技术
柴油机尾气是大气污染物的重要组成部分。其中，燃料油中含有的硫(s)元素在富氧条件下产生的二氧化硫(so2)、石油烃类不完全燃烧所导致的碳烟、颗粒物及高温所产生的氮氧化物(nox)是是pm2.5颗粒物的重要组成成份，也是形成酸雨、雾霾等的主要原因。它的产生机理是：柴油机吸入空气，同时气缸活塞向下运动，压缩空气放热，此时缸内温度上升。当达到燃料油的着火点后，燃料油经喷嘴雾化，喷入缸内，随后燃烧放热，形成缸内高温条件；而燃料油中含有的硫化物，在高温条件下与吸入空气中的氧气(o2)生成so2，同时，空气中的氮气(n2)与燃烧后剩余的o2在高温条件下生成热力型nox。
随着科技的发展及社会的进步，柴油机尾气脱硝已受到越来越多的关注，而选择性催化还原(scr)技术被认为是现阶段最为合理、有效的柴油机脱硝技术。imo第三限排指标执行日期的日渐临近，也对现有的scr脱硝技术提出了更为重大的挑战，尤其是针对内燃机脱硝。这是由于内燃机正常运行过程中，其排放的废气温度仅在160-320℃左右，作为还原剂的氨气(nh3)在低温下容易与废气中的so2反应生成硫酸铵/硫酸氢铵类物种，附着于催化剂表面，堵塞催化剂的活性位点，降低催化活性。目前市场上常见脱硝催化剂不能满足现有条件，而若通过加热烟气的方法，容易导致柴油机输出功率损耗或者运行费用过高。因此，内燃机专用一体化脱硝设备的改造是治理大气污染一项紧迫的任务，对内燃机烟气脱硝技术发明一种运行费用低、可在线检修的脱硝反应器尤为重要，具有极其深远的意义。
现阶段尚未有比较成熟的柴油机scr系统废气加热及吹灰装置，难以安全、有效解决低温下生成的硫酸铵类物种覆盖、堵塞scr催化剂活性位的问题，且目前常见的反应再生装置多为多舱分布型式，结构分散、冗杂，集成度较低，控制繁琐，占地较大，难以适用于安装空间有限的地区。因此设计了一种集成度较高，结构紧凑，安装空间小，简单、易操作的能够安全、有效解决低温下scr催化剂物理失活的一体化脱硝系统及脱硝方法。
技术实现要素：
为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种第速柴油机废气专用一体式单舱加热再生脱硝系统以及采用该系统的脱硝方法，采用该系统在有效去除烟气中nox的同时，能够更好地解决催化剂加热再生和在线检修的问题。
本发明提供一种内燃机废气专用一体式单舱加热再生脱硝系统：其特征在于其包括:脱硝反应器、与内燃机相连的进气总管路、与脱硝反应器连接的出气总管路，所述脱硝反应器分为四个反应器舱室，所述脱硝反应器内部均设有吹灰器以及脱硝催化剂，所述脱硝反应器还设有四个检修门，所述脱硝反应器与进气总管路、出气总管路连接处均设置有压力变送器；所述进气总管路与脱硝反应器之间的设有扇形电动蝶阀、所述进气总管路中部设置有喷氨装置及位于喷氨装置下方的扰流器。
所述一种内燃机废气专用一体式单舱加热再生脱硝系统，其特征在于：所述脱硝反应器的四个反应器舱室分别与第一进气支管路、第二进气支管路、第三进气支管路、第四进气支管路相连通。
所述脱硝反应器位于检修门处还设置第一加热器、第二加热器、第三加热器、第四加热器。
一种内燃机废气专用一体式单舱加热再生脱硝系统的脱硝方法，其包括如下步骤:
s1、正常使用状态下，柴油机废气进入进气总管路中，与喷氨装置喷入的氨气在经过扰流器混合后，平均分配并通过第一进气支管路、第二进气支管路、第三进气支管路进入脱硝反应器中，废气进入脱硝反应器中在催化剂的作用下，nox与nh3反应生成n2从脱硝反应器相连的出气总管路的管道排出；正常工作时，扇形电动蝶阀封闭第四进气支管路；
s2、当脱硝反应器中任意一个反应器舱室的压力变送器检测到脱硝反应器进出口压力大于设定值时，扇形电动蝶阀旋转切换至对应的进气支管路，将对应的反应器舱室封闭，同时，第四支管路中的反应器舱室投入系统运行；
s3、加热器的开启，根据反应器舱室前后安装的压力变送器反馈的压力信号控制第一加热器、第二加热器、第三加热器、第四加热器开启和关闭，当前后压差过大，控制系统判断反应器舱室堵塞的情况下，进气端的扇形电动蝶阀自动转到对应反应器舱室的烟气进口位置，此时该反应器舱室处于被从烟气中隔离的状态，并开启对应的加热器，此时烟气在反应器舱室负压的作用下被加热器加热进入反应器舱室分解硫酸氢氨粘性物质，待脱硝反应器进出口压力恢复稳定值时正常工作状态；
s4、在线检修时，关闭第一加热器、第二加热器、第三加热器、第四加热器，将扇形电动蝶阀切换至需检修的脱硝反应器对应的进气支管位置，并将脱硝反应器内部的吹灰器关闭，反应器舱室冷却到常温后打开所需检修反应器舱室的所有检修门。
本发明具有以下技术效果：
本发明系统中反应器本体与支架采用可移动式连接，主要防止反应器因为烟气温度的变化引起的热应力问题。
本发明系统中各反应器本体之间相互独立，且本体与支架及本体与本体之间采取绝热措施使得每个舱室之间相互独立。
本发明主要具有装置简单灵活，可在线加热再生及检修、操作简单；占地面积小，效率高。
附图说明
图1为本发明内燃机废气专用一体化单舱加热再生脱硝系统的结构整体示意图；
图2为本发明脱硝反应器结构主视图；
图3为本发明脱硝反应器结构俯视图。
具体实施方式
为使本发明所述的系统和方法更加清楚，下面结合具体实施实例做进一步的详细说明,如图1－图3所示，本发明提供一种内燃机废气专用一体式单舱加热再生脱硝系统：其特征在于其包括:脱硝反应器1、与内燃机相连的进气总管路10、与脱硝反应器1连接的出气总管路20，所述脱硝反应器1分为四个反应器舱室，所述脱硝反应器1内部均设有吹灰器2以及脱硝催化剂3，所述脱硝反应器1还设有4个检修门4，所述脱硝反应器1与进气总管路10、出气总管路20连接处均设置有压力变送器30；所述进气总管路10与脱硝反应器1之间的设有扇形电动蝶阀5、所述进气总管路10中部设置有喷氨装置11及位于喷氨装置11下方的扰流器12。
进一步地：所述一种内燃机废气专用一体式单舱加热再生脱硝系统，其特征在于：所述脱硝反应器1的四个反应器舱室分别与第一进气支管路6、第二进气支管路7、第三进气支管路8、第四进气支管路9相连通。
进一步地：所述脱硝反应器1位于检修门4处还设置第一加热器13、第二加热器14、第三加热器15、第四加热器16。
一种内燃机废气专用一体式单舱加热再生脱硝系统的脱硝方法，其包括如下步骤:
s1、正常使用状态下，柴油机废气进入进气总管路10中，与喷氨装置11喷入的氨气在经过扰流器12混合后，平均分配并通过第一进气支管路6、第二进气支管路7、第三进气支管路8进入脱硝反应器1中，废气进入脱硝反应器1中在催化剂3的作用下，nox与nh3反应生成n2从脱硝反应器1相连的出气总管路20的管道排出；正常工作时，扇形电动蝶阀5封闭第四进气支管路；
s2、当脱硝反应器1中任意一个反应器舱室的压力变送器30检测到脱硝反应器1进出口压力大于设定值时，扇形电动蝶阀5旋转切换至对应的进气支管路，将对应的反应器舱室封闭，同时，第四支管路9中的反应器舱室投入系统运行；
s3、加热器的开启，根据反应器舱室前后安装的压力变送器(30)反馈的压力信号控制第一加热器(13)、第二加热器(14)、第三加热器(15)、第四加热器(16)开启和关闭，当前后压差过大，控制系统判断反应器舱室堵塞的情况下，进气端的扇形电动蝶阀(5)自动转到对应反应器舱室的烟气进口位置，此时该反应器舱室处于被从烟气中隔离的状态，并开启对应的加热器，此时烟气在反应器舱室负压的作用下被加热器加热进入反应器舱室分解硫酸氢氨粘性物质，待脱硝反应器(1)进出口压力恢复稳定值时正常工作状态；
s4、在线检修时，关闭第一加热器13、第二加热器14、第三加热器15、第四加热器16，将扇形电动蝶阀5切换至需检修的脱硝反应器1对应的进气支管位置，并将脱硝反应器1内部的吹灰器2关闭，反应器舱室冷却到常温后打开所需检修反应器舱室的所有检修门4。
本系统中独立的反应器舱室数量确定为4舱，根据不同烟气量确定舱室容量，在本系统原则上所做的舱室数量等其他改变均在本发明的专利保护范围内。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。