一种氨发动机设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种氨发动机设备，包括氨供给装置、非氨燃料供给装置、氨发动机、氧化催化装置、选择催化还原装置、尾气检测装置和氨水处理装置。氨供给装置出口连接氨发动机进口、选择催化还原装置进口和氨水处理装置进口；氨发动机进口与非氨燃料供给装置出口以及外界空气相接通，氨发动机出口连接氧化催化装置进口；氧化催化装置进口与外界空气相接通，氧化催化装置出口连接选择催化还原装置进口；尾气检测装置进口连接选择催化还原装置出口，尾气检测装置出口连接氨水处理装置进口。该发动机设备不仅可以减少对化石燃料的过度使用，且降低尾气中温室气体的排放量。对尾气中的污染物进行净化处理，使得尾气中的污染物降至最低值，节能环保。
【专利说明】一种氨发动机设备
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种氨发动机设备。
【背景技术】
[0002] 常见的发动机系统多使用化石燃料，燃烧产物C02的大量排放造成了严重的环境 问题，二氧化碳被认为是加剧温室效应的主要来源。氨-非氨混合燃料发动机系统运行过 程中可显著减少C0 2温室气体的排放。氨-非氨混合燃料发动机系统燃烧产物中NOx含量 会高于单纯化石燃料发动机系统的燃烧产物，排入大气之前需要对尾气进行净化处理。 实用新型内容
[0003] 本实用新型提供了一种氨发动机设备，其克服了【背景技术】的所存在的不足。本实 用新型解决其技术问题的所采用的技术方案是：一种氨发动机设备，其特征在于：它包括： 用于提供氨的氨供给装置（11)、用于提供较氨易于燃烧的非氨燃料的非氨燃料供给装置 (1)、氨发动机（3)、用于对尾气中的C0、HC和順 3进行净化处理的氧化催化装置（5)、用于 对尾气中的N0X进行净化处理的选择催化还原装置￠)、用于检测尾气中N0 X和NH3的含量 的尾气检测装置（7)和用于对尾气中的〇)2和50 2进行净化处理的氨水处理装置（8);
[0004] 氨供给装置（11)之出口连接氨发动机（3)之进口、选择催化还原装置（6)之进口 和氨水处理装置（8)之进口；
[0005] 氨发动机（3)之进口还与非氨燃料供给装置（1)之出口以及外界空气相接通，氨 发动机（3)之出口连接氧化催化装置（5)之进口；
[0006] 氧化催化装置（5)之进口还与外界空气相接通，氧化催化装置（5)之出口连接选 择催化还原装置（6)之进口；
[0007] 尾气检测装置（7)之进口连接选择催化还原装置（6)之出口，尾气检测装置（7) 之出口连接氨水处理装置（8)之进口；
[0008] 尾气从氨水处理装置（8)之出口排出。
[0009] -较佳实施例之中：所述氨供给装置（11)提供的氨为液态氨，另设有用于尾气与 液态氨之间的热量交换以将液态氨转化为气态氨的换热器（4)，换热器（4)具有第一输入 端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，第一输入端连接氨发动机（3)之出口，第一输 出端连接氧化催化装置（5)之进口，第二输入端连接氨供给装置（11)，第二输出端连接氨 发动机（3)之进口。
[0010] -较佳实施例之中：还包括第一氨流量阀（12)、第二氨流量阀（13)和第三氨流量 阀（14)，第一氨流量阀（12)连接于氨供给装置（11)之出口与氨发动机（3)之进口之间，第 二氨流量阀（13)连接于氨供给装置（11)之出口与选择催化还原装置（6)之进口之间，第 三氨流量阀（14)连接于氨供给装置（11)之出口与氨水处理装置（8)之进口之间。
[0011] 一较佳实施例之中：还包括非氨燃料流量阀（2)，它连接于非氨燃料供给装置（1) 之出口与氨发动机（3)之进口之间。
[0012] -较佳实施例之中：还包括第一空气流量阀（10)和第二空气流量阀（9)，第一空 气流量阀（10)设置于氨发动机（3)之进口处，第二空气流量阀（9)设置于氧化催化装置 (5)之进口处。
[0013] 一较佳实施例之中：还包括控制电路（15)，控制电路（15)信号连接第一氨流量阀 (12)、第二氨流量阀（13)、第三氨流量阀（14)、非氨燃料流量阀（2)、第一空气流量阀（10) 和第二空气流量阀（9)，且控制电路（15)信号连接尾气检测装置（7)和氨水处理装置（8)。
[0014] 一较佳实施例之中：非氨燃料供给装置（1)供给的非氨燃料为汽油、柴油、液化气 或者天然气。
[0015] 一较佳实施例之中：所述尾气检测装置（7)包括用于检测N0X2浓度的N0 X传感器 和用于检测NH3之浓度的NH3传感器。
[0016] 一较佳实施例之中：所述氨水处理装置（8)包括用于检测氨水之浓度的氨水传感 器。
[0017] 本技术方案与【背景技术】相比，它具有如下优点：
[0018] 1.该发动机设备米用氨与非氨燃料作为发动机燃料，不仅可以减少对化石燃料的 过度使用，且降低尾气中温室气体的排放量。同时氨作为一种可再生燃料，其获取成本低， 且该发动机设备对尾气中的C0、HC、NH 3、N0x、C02和S02进行净化处理，使得尾气中的污染物 降至最低值，节能环保。
[0019] 2.通过换热器将尾气中的热量传递至液态氨以使液态氨转化为气态氨以进行燃 烧，废热的循环利用，节约能源。
[0020] 3.通过控制电路对氨流量阀、空气流量阀和非氨燃料流量阀的控制，保持整个设 备的稳定运行，如尾气检测装置中N0 X传感器和NH3传感器检测的信号传输至控制电路，控 制电路根据该信号以控制第一氨流量阀、第二氨流量阀和第一空气流量阀之开度；氨水处 理装置之氨水传感器检测的信号传输至控制电路，控制电路根据该信号以控制第三氨流量 阀之开度，保证氨水维持一定的碱性度。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0022] 图1绘示了一较佳实施例的一种氨发动机设备的原理框图。
【具体实施方式】
[0023] 请查阅图1，一种氨发动机设备的一较佳实施例，所述的一种氨发动机设备，它包 括用于提供氨的氨供给装置11、用于提供较氨易于燃烧的非氨燃料的非氨燃料供给装置 1、氨发动机3、控制电路15、用于对尾气中的C0、HC和NH3进行净化处理的氧化催化装置5、 用于对尾气中的N0X进行净化处理的选择催化还原装置6、用于检测尾气中N0X和NH3的含 量的尾气检测装置7和用于对尾气中的C0 2和S02进行净化处理的氨水处理装置8。
[0024] 所述氨供给装置11之出口连接氨发动机3之进口、选择催化还原装置6之进口和 氨水处理装置8之进口。本实施例中，所述氨供给装置11提供的氨为液态氨。
[0025] 所述氨发动机3之进口还与非氨燃料供给装置1之出口以及外界空气相接通，氨 发动机3之出口连接氧化催化装置5之进口。
[0026] 所述氧化催化装置5之进口还与外界空气相接通，氧化催化装置5之出口连接选 择催化还原装置6之进口。
[0027] 所述尾气检测装置7之进口连接选择催化还原装置6之出口，尾气检测装置7之 出口连接氨水处理装置8之进口；所述尾气从氨水处理装置8之出口排出。该尾气检测装 置7和氨水处理装置8均信号连接控制电路15。本实施例中，所述尾气检测装置7包括用 于检测N0 X之浓度的N0X传感器和用于检测NH3之浓度的NH3传感器，N0 X传感器和NH3传感 器均信号连接控制电路15。
[0028] 本实施例中，该发动机设备还包括用于尾气与液态氨之间的热量交换以将液态氨 转化为气态氨的换热器4,换热器4具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出 端，第一输入端连接氨发动机3之出口，第一输出端连接氧化催化装置5之进口，第二输入 端连接氨供给装置11，第二输出端连接氨发动机3之进口。由于氨发动机3全负荷工作状 态时其尾气温度有700摄氏度甚至更高，氨发动机冷、热启动怠速状态时其尾气温度也有 250-350摄氏度，引入该换热器，将发动机尾气中的废热用来加热液态氨，保证液态氨气化 所需的热量，实现废热的有效利用。
[0029] 本实施例中，该发动机设备还包括第一氨流量阀12、第二氨流量阀13和第三氨流 量阀14,第一氨流量阀12连接于氨供给装置11之出口与氨发动机3之进口之间，第二氨流 量阀13连接于氨供给装置11之出口与选择催化还原装置6之进口之间，第三氨流量阀14 连接于氨供给装置11之出口与氨水处理装置8之进口之间，且该三个氨流量阀信号连接控 制电路15。
[0030] 本实施例中，该发动机设备还包括非氨燃料流量阀2,它连接于非氨燃料供给装置 1之出口与氨发动机3之进口之间，它信号连接控制电路15。
[0031] 本实施例中，该发动机设备还包括第一空气流量阀10和第二空气流量阀9,第一 空气流量阀10设置于氨发动机3之进口处，第二空气流量阀9设置于氧化催化装置5之进 口处，该二空气流量阀信号连接控制电路15。
[0032] 尾气检测装置中勵"专感器和NH3传感器检测的信号传输至控制电路15,控制电 路15根据该信号以控制第一氨流量阀12、第二氨流量阀13和第一空气流量阀10之开度， 以保证N0 X和NH3之浓度维持在一定数值范围内。
[0033] 本实施例中，所述氨水处理装置8包括用于检测氨水之浓度的氨水传感器，氨水 传感器信号连接控制电路15。氨水传感器将检测的信号传输至控制电路15,控制电路根据 该信号控制氨水流量阀14之开度以保证氨水之浓度保持在稳定数值，也即，保证氨水维持 一定的碱性度，等使得尾气中C0 2和S02等酸性氧化物被吸收得更加充分。
[0034] 本实施例中，所述非氨燃料供给装置1供给的非氨燃料为汽油、柴油、液化气或者 天然气，或者其他较氨更易燃烧的物质，不以此为限。
[0035] 本实施例中，所述选择催化还原装置6中采用的催化剂可以是具有二氧化钛的多 孔结构，也可以由具有Si、0、A1作为主要成分并且含有Fe离子的沸石构成，也可以是钒催 化剂，该催化剂在氨存在的状态下能够将排气中所含的NOx选择性地还原。
[0036] 本实施例中，所述氧化催化装置5具有多孔结构和载于多孔结构之上的钼、铑和 钮等的贵金属催化剂。
[0037] 以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的 范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新 型涵盖的范围内。
【权利要求】
1. 一种氨发动机设备，其特征在于：它包括：用于提供氨的氨供给装置（11)、用于提供 较氨易于燃烧的非氨燃料的非氨燃料供给装置（1)、氨发动机（3)、用于对尾气中的CO、HC 和NH3进行净化处理的氧化催化装置（5)、用于对尾气中的N0X进行净化处理的选择催化还 原装置（6)、用于检测尾气中N0 X和NH3的含量的尾气检测装置（7)和用于对尾气中的C02 和S02进行净化处理的氨水处理装置（8); 氨供给装置（11)之出口连接氨发动机（3)之进口、选择催化还原装置（6)之进口和氨 水处理装置（8)之进口； 氨发动机（3)之进口还与非氨燃料供给装置（1)之出口以及外界空气相接通，氨发动 机（3)之出口连接氧化催化装置（5)之进口； 氧化催化装置（5)之进口还与外界空气相接通，氧化催化装置（5)之出口连接选择催 化还原装置（6)之进口； 尾气检测装置（7)之进口连接选择催化还原装置（6)之出口，尾气检测装置（7)之出 口连接氨水处理装置（8)之进口； 尾气从氨水处理装置（8)之出口排出。
2. 根据权利要求1所述的一种氨发动机设备，其特征在于：所述氨供给装置（11)提供 的氨为液态氨，另设有用于尾气与液态氨之间的热量交换以将液态氨转化为气态氨的换热 器（4)，换热器（4)具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，第一输入端连 接氨发动机（3)之出口，第一输出端连接氧化催化装置（5)之进口，第二输入端连接氨供给 装置（11)之出口，第二输出端连接氨发动机（3)之进口。
3. 根据权利要求1所述的一种氨发动机设备，其特征在于：还包括第一氨流量阀（12)、 第二氨流量阀（13)和第三氨流量阀（14)，第一氨流量阀（12)连接于氨供给装置（11)之出 口与氨发动机（3)之进口之间，第二氨流量阀（13)连接于氨供给装置（11)之出口与选择 催化还原装置（6)之进口之间，第三氨流量阀（14)连接于氨供给装置（11)之出口与氨水 处理装置⑶之进口之间。
4. 根据权利要求3所述的一种氨发动机设备，其特征在于：还包括非氨燃料流量阀 (2)，它连接于非氨燃料供给装置（1)之出口与氨发动机（3)之进口之间。
5. 根据权利要求4所述的一种氨发动机设备，其特征在于：还包括第一空气流量阀 (10)和第二空气流量阀（9)，第一空气流量阀（10)设置于氨发动机（3)之进口处，第二空 气流量阀（9)设置于氧化催化装置（5)之进口处，该二空气流量阀信号连接控制电路（15)。
6. 根据权利要求5所述的一种氨发动机设备，其特征在于：还包括控制电路（15)，控制 电路（15)信号连接第一氨流量阀（12)、第二氨流量阀（13)、第三氨流量阀（14)、非氨燃料 流量阀（2)、第一空气流量阀（10)和第二空气流量阀（9)，且控制电路（15)信号连接尾气 检测装置（7)和氨水处理装置（8)。
7. 根据权利要求1所述的一种氨发动机设备，其特征在于：非氨燃料供给装置（1)供 给的非氨燃料为汽油、柴油、液化气或者天然气。
8. 根据权利要求1所述的一种氨发动机设备，其特征在于：所述尾气检测装置（7)包 括用于检测NOx之浓度的NO x传感器和用于检测NH3之浓度的NH3传感器。
9. 根据权利要求1所述的一种氨发动机设备，其特征在于：所述氨水处理装置（8)包 括用于检测氨水之浓度的氨水传感器。
【文档编号】F02D41/02GK203906093SQ201420323281
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】谢珊, 吴一纯, 胡剑全, 郑剑香, 缪惠芳, 陈少敏, 张彬彬, 梅文中 申请人:厦门大学