船用燃料发动机尾气处理装置及方法、船舶与流程

本申请涉及尾气处理领域，尤其涉及一种船用燃料发动机尾气处理装置及方法、船舶。

背景技术：

1、甲醇燃料是一种常温常压下可储存，实践性较强的清洁能源，船用甲醇双燃料发动机的应用愈加广泛，但同时尾气中产生的碳氢化合物问题也同样引起关注。面对日益严苛的航运排放法规要求，对甲醇双燃料船舶发动机尾气污染物治理需求迫在眉睫。目前市面常用的治理碳氢和氮氧化物方法是催化氧化(doc)和选择性催化还原(scr)技术，需要持续供给尿素还原剂，其在管路里易发生结晶现象，并且尾气预先催化氧化不充分使碳氢流入scr催化剂中，容易造成催化剂中毒，降低催化剂使用寿命。

技术实现思路

1、本申请提供一种船用燃料发动机尾气处理装置及方法、船舶，解决了目前燃料发动机尾气处理装置氮氧化物转换效率低的问题。

2、本申请提供一种船用燃料发动机尾气处理装置，包括：

3、燃料发动机，所述燃料发动机用于排放尾气，所述尾气包括氮氧化物；

4、混合器，所述混合器与所述燃料发动机连接并接收所述尾气；所述混合器具有还原组分，且所述还原组分的浓度大于所述氮氧化物的浓度；

5、反应器，所述反应器与所述混合器连接，所述还原组分和所述氮氧化物在所述反应器内反应，以将所述氮氧化物转换。

6、在一些实施方式中，所述尾气还包括第一还原剂，当所述第一还原剂的浓度大于所述氮氧化物的浓度时，所述还原组分由所述第一还原剂组成。

7、在一些实施方式中，所述尾气还包括第一还原剂，当所述第一还原剂的浓度小于或等于所述氮氧化物的浓度时，所述装置还包括：

8、储罐，所述储罐内储存有第二还原剂，所述储罐与所述混合器连接，用于向所述混合器输送所述第二还原剂；所述还原组分由所述第一还原剂和所述第二还原剂组成。

9、在一些实施方式中，所述装置还包括：

10、第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器间隔设置在所述燃料发动机和所述混合器之间，所述第一传感器用于检测所述第一还原剂的浓度，所述第二传感器用于检测所述氮氧化物的浓度。

11、在一些实施方式中，所述装置还包括：

12、喷射组件，所述喷射组件位于所述混合器内，所述喷射组件与所述储罐连接，所述喷射组件用于将所述第二还原剂喷射在所述混合器中；所述第一还原剂、所述第二还原剂以及所述氮氧化物在所述混合器中混合。

13、在一些实施方式中，所述装置还包括：

14、燃料储存组件，所述燃料储存组件分别与所述燃料发动机和所述储罐连接，所述燃料储存组件用于为所述燃料发动机提供燃料和所述储罐提供所述第二还原剂。

15、在一些实施方式中，所述装置还包括：

16、流量泵，所述流量泵位于所述燃料储存组件和所述储罐之间，所述流量泵用于将所述燃料储存组件内的所述第二还原剂输送至所述储罐内。

17、在一些实施方式中，所述反应器包括间隔设置的第一反应腔和第二反应腔，所述第一反应腔靠近所述反应器的进口设置，所述第二反应腔靠近所述反应器的出口设置，所述还原组分和所述氮氧化物在所述第一反应腔内反应，剩余的所述还原组分在所述第二反应腔内反应。

18、在一些实施方式中，所述第一反应腔内设置有第一催化剂，所述第一催化剂用于使所述还原组分和氮氧化物反应，所述第二反应腔内设置有第二催化剂，所述第二催化剂用于使剩余的所述还原组分反应。

19、在一些实施方式中，所述第一催化剂包括氧、铝、硅、磷、锗、钒、铬元素金属骨架或非金属骨架中的至少一种；所述第二催化剂包括铂、钯、钌、铑、或稀土元素金属骨架中的至少一种。

20、在一些实施方式中，所述装置还包括：

21、第三传感器和第四传感器，所述第三传感器和所述第四传感器间隔设置在所述反应器的出口，所述氮氧化物和所述还原组分转换得转换物，所述第三传感器用于检测所述转换物中第一还原剂的浓度，所述第四传感器用于检测所述转换物中氮氧化物的浓度。

22、在一些实施方式中，所述装置还包括：

23、单向阀门，所述单向阀门位于所述燃料发动机和所述混合器之间，所述单向阀门用于使所述燃料发动机排放的尾气进入所述混合器内。

24、在一些实施方式中，所述装置还包括：

25、温度传感器，所述温度传感器位于所述混合器和所述反应器之间，所述温度传感器用于检测所述还原组分和所述氮氧化物的温度。

26、相应的，本申请还提供一种船用燃料发动机尾气处理方法，采用如前所述的船用燃料发动机尾气处理装置，所述方法包括：

27、将燃料发动机排放的尾气通入混合器中，所述尾气包括氮氧化物，所述混合器具有还原组分，且所述还原组分的浓度大于所述氮氧化物的浓度；

28、将所述还原组分和所述氮氧化物通入反应器内反应，以将所述氮氧化物转换。

29、在一些实施方式中，所述尾气还包括第一还原剂，所述方法还包括：

30、通过第一传感器检测检测所述第一还原剂的浓度；

31、通过第二传感器检测所述氮氧化物的浓度；

32、当所述第一还原剂的浓度大于所述氮氧化物的浓度时，所述还原组分由所述第一还原剂组成。

33、在一些实施方式中，所述尾气还包括第一还原剂，所述方法还包括：

34、通过第一传感器检测检测所述第一还原剂的浓度；

35、通过第二传感器检测所述氮氧化物的浓度；

36、当所述第一还原剂的浓度小于或等于所述氮氧化物的浓度时，所述方法还包括：

37、向所述混合器中喷射第二还原剂，所述还原组分由所述第一还原剂和所述第二还原剂组成。

38、相应的，本申请还提供一种船舶，采用如前所述的船用燃料发动机尾气处理装置。

39、本申请提供一种船用燃料发动机尾气处理装置，通过提供还原组分，并将还原组分与尾气中氮氧化物反应，可以去除尾气中的氮氧化物，同时提高了氮氧化物的转化效率和稳定性。

40、本申请提供一种船用燃料发动机尾气处理方法，通过提供还原组分，并将还原组分与尾气中氮氧化物反应，可以去除尾气中的氮氧化物，同时提高了氮氧化物的转化效率和稳定性。

技术特征：

1.一种船用燃料发动机尾气处理装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的船用燃料发动机尾气处理装置，其特征在于，所述尾气还包括第一还原剂，当所述第一还原剂的浓度大于所述氮氧化物的浓度时，所述还原组分由所述第一还原剂组成。

3.根据权利要求1所述的船用燃料发动机尾气处理装置，其特征在于，所述尾气还包括第一还原剂，当所述第一还原剂的浓度小于或等于所述氮氧化物的浓度时，所述装置还包括：

4.根据权利要求2或3所述的船用燃料发动机尾气处理装置，其特征在于，所述装置还包括：

5.根据权利要求3所述的船用燃料发动机尾气处理装置，其特征在于，所述装置还包括：

6.根据权利要求3所述的船用燃料发动机尾气处理装置，其特征在于，所述装置还包括：

7.根据权利要求6所述的船用燃料发动机尾气处理装置，其特征在于，所述装置还包括：

8.根据权利要求1所述的船用燃料发动机尾气处理装置，其特征在于，所述反应器(3)包括间隔设置的第一反应腔(31)和第二反应腔(32)，所述第一反应腔(31)靠近所述反应器(3)的进口(301)设置，所述第二反应腔(32)靠近所述反应器(3)的出口(302)设置，所述还原组分和所述氮氧化物在所述第一反应腔(31)内反应，剩余的所述还原组分在所述第二反应腔(32)内反应。

9.根据权利要求8所述的船用燃料发动机尾气处理装置，其特征在于，所述第一反应腔(31)内设置有第一催化剂，所述第一催化剂用于使所述还原组分和氮氧化物反应，所述第二反应腔(32)内设置有第二催化剂，所述第二催化剂用于使剩余的所述还原组分反应。

10.根据权利要求9所述的船用燃料发动机尾气处理装置，其特征在于，所述第一催化剂包括氧、铝、硅、磷、锗、钒、铬元素金属骨架或非金属骨架中的至少一种；所述第二催化剂包括铂、钯、钌、铑或稀土元素金属骨架中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的船用燃料发动机尾气处理装置，其特征在于，所述装置还包括：

12.根据权利要求1所述的船用燃料发动机尾气处理装置，其特征在于，所述装置还包括：

13.根据权利要求1所述的船用燃料发动机尾气处理装置，其特征在于，所述装置还包括：

14.一种船用燃料发动机尾气处理方法，其特征在于，采用如权利要求1～13中任一项所述的船用燃料发动机尾气处理装置，所述方法包括：

15.根据权利要求14所述的船用燃料发动机尾气处理方法，其特征在于，所述尾气还包括第一还原剂，所述方法还包括：

16.根据权利要求14所述的船用燃料发动机尾气处理方法，其特征在于，所述尾气还包括第一还原剂，所述方法还包括：

17.一种船舶，其特征在于，采用如权利要求1～13中任一项所述的船用燃料发动机尾气处理装置。

技术总结
本申请提供一种船用燃料发动机尾气处理装置及方法、船舶。该船用燃料发动机尾气处理装置，包括：燃料发动机，燃料发动机用于排放尾气，尾气包括氮氧化物；混合器，混合器与燃料发动机连接并接收尾气；混合器具有还原组分，且还原组分的浓度大于氮氧化物的浓度；反应器，反应器与混合器连接，还原组分和氮氧化物在反应器内反应，以将氮氧化物转换。本申请通过提供还原组分，并将还原组分与尾气中氮氧化物反应，可以去除尾气中的氮氧化物，同时提高了氮氧化物的转化效率和稳定性。

技术研发人员：魏冕,李珂,杨浩然,李晓波,周蕊,胡兴雷,陈秋燕,王容,姚宇翔,黄圆圆
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一一研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21