船舶废气脱硝系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及大气环境保护领域，特别是关于一种船舶废气脱硝系统。
【背景技术】
[0002]根据国际海事组织(頂0)通过的《MARP0L 73/78公约》附则VI中《防止船舶造成空气污染规则》的修正案的要求，船舶废气中的氮氧化物必须经过处理达标之后才能排放。对于低速船用柴油机(转速n〈130rpm)，处理后的氮氧化物含量要小于3.4g/kwh,而对于目前的低速柴油机，仅靠优化柴油机燃烧方式，无法达到该排放要求。因此，船舶柴油机必须配备船舶废气脱硝系统，而选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduct1n, SCR)是目前应用性最强的一种柴油机后处理技术。
[0003]目前，船舶废气脱硝系统只有在进入排放控制区域(Emiss1n Control Area，ECA区域)时才会运行，船舶在非ECA区域运行时，脱硝装置处于停机状态。对于采用SCR技术的船舶来说，由非ECA区域驶往ECA区域时，SCR反应器内的温度较低，无法满足脱硝反应所需的温度；同时由于阀门的密封问题，可能会有部分废气泄露进入SCR反应器，如果SCR反应器长时间处于低温状态，会造成废气中的S03冷凝，形成硫酸，造成反应器腐蚀，因此SCR反应器的预热、保温措施是必须的。然而，传统的脱硝装置采用电加热对SCR反应器进行预热、保温，电量消耗大，电加热设备老化快，效率低。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种船舶废气脱硝系统，在非ECA区域无需采用电加热对反应器进行预热、保温，可降低能耗。
[0005]本实用新型的船舶废气脱硝系统，包括
[0006]废气脱硝管路，该废气脱硝管路通过第一阀门与柴油机的排气端连接；
[0007]废气直排管路，该废气直排管路通过第二阀门与柴油机的排气端连接，该废气直排管路包括废气直排主管路与废气直排支路；
[0008]脱硝反应器，该脱硝反应器包括反应室与废气通道，该反应室连接在该废气脱硝管路中，该废气通道连接在该废气直排支路中；其中，
[0009]该第一阀门开启、第二阀门关闭，废气经该废气脱硝管路在该反应室进行脱硝后排出；该第一阀门关闭、第二阀门开启，一部分废气经该废气直排主管路排出，另一部分废气经该废气直排支路进入该脱硝反应器的废气通道中对该反应室进行保温。
[0010]进一步地，该反应室与该废气通道之间由隔板隔开，该反应室与该废气通道之间互不连通，该反应室与该废气通道分别设有进气口与出气口。
[0011]进一步地，该脱硝反应器中设有至少一个该隔板，该脱硝反应器为圆筒结构，该至少一个隔板在该脱硝反应器的周向上平行该脱硝反应器的轴线设置而形成对应数量的废气通道，每个废气通道均与该废气直排支路连通。
[0012]进一步地，该反应室中设有催化剂层，该催化剂层在该反应室中呈网格状设置。
[0013]进一步地，该柴油机的排气端设有废气集气箱，该废气脱硝管路通过该第一阀门与该废气集气箱连接，该废气直排管路通过该第二阀门与该废气集气箱连接。
[0014]进一步地，该柴油机的进气端设有涡轮增压器，该涡轮增压器包括废气进口端、废气出口端、空气进口端与空气出口端，该空气进口端与该柴油机的扫气箱连接，该空气出口端与该柴油机的进气端连接，该废气进口端与该废气脱硝管路和该废气直排管路连接，该废气出口端与大气连通。
[0015]进一步地，该废气脱硝管路中还设有蒸发器与混合器，该混合器位于该反应室之前，该蒸发器位于该混合器之前，该蒸发器中设有尿素溶液喷枪。
[0016]进一步地，该废气直排支路中设有第三阀门与第四阀门，该废气脱硝管路设有第五阀门，该第三阀门位于该废气通道之前，该第四阀门位于该废气通道之后，该第五阀门位于该反应室之后。
[0017]进一步地，该第四阀门与该废气通道之间设有引风机。
[0018]进一步地，该第一阀门、第二阀门、第三阀门与第五阀门为气动双向阀，该第四阀门为单向阀。
[0019]本实用新型的实施例中，脱硝反应器内分隔形成反应室与废气通道，当船舶在非ECA区域内运行时，可使废气直排管路中的部分废气经废气直排支路进入脱硝反应器中，从而利用废气的高温对脱硝反应器的反应室进行预热、保温，既可以保证当船舶进入ECA区域时，脱硝反应器的温度能够满足脱硝反应所需的温度，提高脱硝效率，同时避免了由于脱硝反应器的温度过低造成的硫酸凝结，减轻设备腐蚀程度。当船舶在ECA区域内运行时，通过相应阀门的开关，使脱硝反应器内废气通道关闭，从而使废气全部进入脱硝反应器的反应室中，脱硝反应正常进行，达到脱硝效果。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型实施例中船舶废气脱硝系统的组成框图。
[0021]图2为本实用新型实施例中脱硝反应器的结构示意图。
[0022]图3为本实用新型另一实施例中脱硝反应器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0024]首先需要说明的是，本说明书中“之前”与“之后”是以废气在管路中的流动方向作为参考方向，“之后”即指位于废气流动方向的下游。
[0025]请参阅图1，本实用新型实施例的船舶废气脱硝系统包括与柴油机12连接的废气集气箱15与涡轮增压器16，连接在废气集气箱15与涡轮增压器16之间的废气脱硝管路11与废气直排管路13，其中，废气直排管路13包括废气直排主管路132与废气直排支路133。本实用新型实施例的船舶废气脱硝系统还包括位于废气脱硝管路11中的第一阀门111、蒸发器113、混合器114及第五阀门112，位于废气直排支路133中的第二阀门131、第三阀门134、第四阀门135及引风机136，以及分别与废气脱硝管路11、废气直排支路133连接的脱硝反应器14。
[0026]具体地，废气集气箱15位于柴油机12的排气端121，废气集气箱15用于收集船舶柴油机12排放出的废气并将废气排出至后续管路中。
[0027]涡轮增压器16位于柴油机12的进气端122，涡轮增压器16用于将高温高压的废气中的能量部分转化到由柴油机12的扫气箱123收集的新鲜空气中，新鲜空气进入船舶柴油机12进行下一轮燃烧。具体地，涡轮增压器16包括废气进口端161、废气出口端162、空气出口端163与空气进口端164，其中，空气进口端164与柴油机12的扫气箱123连接，空气出口端163与柴油机12的进气端122连接，废气进口端161与废气脱硝管路11和废气直排管路13连接，废气出口端162与大气连通。
[0028]脱硝反应器14分别与废气脱硝管路11、废气直排支路133连接，脱硝反应器14包括反应室141与废气通道142，反应室141连接在废气脱硝管路11，反应室141用于对废气进行脱硝处理，废气通道142连接在废气直排支路133，用于废气直排支路133中废气的流通。
[0029]具体地，请结合图2，反应室141与废气通道142之间由隔板145隔开，且反应室141与废气通道142之间相邻而互不连通，反应室141与废气通道142分别设有进气口(图未示)与出气口(图未示)。脱硝反应器14为圆筒结构，隔板145的个数至少为1个，该至少一个隔板145在脱硝反应器14的周向上平行脱硝反应器14的轴线设置而形成对应数量(相同数量)的废气通道142，每个废气通道142均与废气直排支路133连通。在本实施例中，隔板145的个数为1个，隔板145沿脱硝反应器14的轴向设置，隔板145与脱硝反应器14的壳体143的小圆弧段形成废气通道142，隔板145与脱硝反应器14的壳体143的大圆弧段形成反应室141，反应室141中设有用于对废气进行脱硝处理的催化剂层146。在本实用新型的另一实施中，如图3所示，脱硝反应器14设有4个隔板145，4个隔板145沿脱硝反应器14的轴向对称设置而形成4个废气通道142，该4个废气通道142均连通在废气直排支路133中，为实现4个废气通道142之间的连通，可在脱硝反应器14的两个端部设置废气通道142之间的连通通道。可理解地，隔板145的数量与设置方式可根据脱硝反应器14的大小、容量以及所需加热的温度进行调整，并不以此为限。
[0030]请再参阅图1，废气脱硝管路11通过第一阀门111与位于柴油机12的排气端121的废气集气箱15连接，蒸发器113、混合器114与第五阀门112连接在废气脱硝管路11中，第五阀门112位于反应室141与涡轮增压器16之间，混合器114设置在反应室141之前，蒸发器113设置在混合器114之前，蒸发器113中设有尿素溶液喷枪115，其中，尿素溶液喷枪115用于对尿素溶液通过雾化，蒸发器113用来使尿素溶液水解生成氨气，混合器114的作用是将氨气与废气充分混合，混合不充分会导致废气在反应室141内反应不充分，不仅会导致废气处理不达标，同时氨逃逸也会增加。在本实施中，第一阀门111与第五阀门112为气动双向阀门，在本实用新型的另一实施例中，第五阀门112也可采用单向阀。当第一阀门111与第五阀门112开启时，柴油机12产生的废气由废气集气箱15进入废气脱硝管路
11中，废气首先进入蒸发器113，接着，尿素溶液分解生成的氨气与船舶废气一起进入混合器114，在混合器114中充分混合后的气体进入脱硝反应器14的反应室141中，由催化剂层146对废气进行脱硝，使废气中的N0、勵2被还原为N 2和Η 20，最后，脱硝后的废气经第五阀门112进入涡轮增压器16，涡轮增压器16将高温高压的废气中的能量部分转化到由扫气箱123收集的新鲜空气中，新鲜空气进入船舶柴油机12进行下一轮燃烧，处理后的废气经涡轮增压器16的废气出口端1