一种多个柴油机试验台架排气烟道集中净化系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于减少污染物排放和环境保护技术领域，涉及柴油机试验台架的发动机排气烟道集中净化处理的技术，具体涉及一种多个柴油机试验台架的排气烟道集中净化系统。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的快速增长，我国颗粒物、氮氧化物(NOx)的排放总量已然上涨，目前已经成为一种主要的大气污染物，对我国的生态环境造成了严重的影响。因此，颗粒物、氮氧化物的排放控制已经是国家走可持续发展道路和保护生态环境的客观需求，脱硝技术的发展也将是一种必然趋势。
[0003]目前，工业上普遍使用水洗法脱硝。将尾气中的NO首先氧化成活性更高的NO2,然后通过水、或稀酸、碱溶液吸收N0X。而氮氧化物在水溶液中的溶解度较低，水洗法无法对其进行充分吸收，这也是水洗法净化氮氧化物效率低的主要原因。
[0004]除了水洗法脱硝技术之外，还采用选择性催化还原技术(SCR)进行脱硝处理。选择性催化还原技术是在还原剂作用下将烟气中的氮氧化合物等有害物质进行处理，转化成无害的N2和水，再排入大气，有效地降低其对大气环境带来的危害，常用的还原剂有NH 3、HC、醇等。
[0005]氧化催化技术主要是利用氧化催化转化器(DOC)达到降低污染物排放的效果。在催化剂的作用下，将柴油机尾气中的HC、C0、颗粒物表面吸附的挥发性有机物(SOF)等氧化成0)2和H 20等，从而达到降低颗粒物排放总量的目的。通过DOC，SOF的去除率可达90%，颗粒物总量可降低20%-30%。
[0006]当多台柴油发动机试验台架同时运行时，所产生的烟气流量非常大，烟气中氮氧化物浓度比较高，而且烟气中还含有大量的颗粒物、C0、HC等有害物质。如果采用水洗法处理，由于净化效率不高，已经难以使其满足烟囱污染物排放控制标准的要求。对于普通的SCR技术，一般只能应用于一台发动机的烟气后处理，其运行工况相对稳定，可直接根据发动机排放MAP图和催化转化器转化效率的温度特性等采用开环控制。但对于多台发动机同时运行时，发动机工况不稳定，所以无法直接获得发动机排放MAP图，加之烟气总管较长，烟气到达催化转化器时的温度较低，严重影响到NOx的催化转化效率。所以普通的SCR技术也难以支持对多个柴油机试验台架排气烟道集中净化。
【发明内容】
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型的基于SCR技术的多个柴油机试验台架排气烟道集中净化系统，能够在多台柴油机试验台架运行的条件下，更为有效的降低NOx、颗粒物、CO以及HC等有害物质。
[0008]本发明提供的一种柴油机试验台架烟气集中净化系统，包括烟气恒温预热系统、尿素计量喷射系统、尿素水溶液存储系统、压缩空气净化系统、催化系统；所述烟气恒温预热系统包括大功率加热器；所述催化系统包括SCR催化转化器、DOC催化转化器；烟气总管上自烟气进口端至出口端依次安装有第一温度传感器、大功率加热器、第二温度传感器、喷嘴、第三温度传感器、第一 NOx传感器、SCR催化转化器、DOC催化转化器、第二 NOx传感器、第四温度传感器；所述烟气总管上设有第一取压口、第二取压口，所述第一取压口位于所述第三温度传感器和第一 NOx传感器之间，所述第二取压口位于所述第四温度传感器、第二 NOx传感器之间，所述第一取压口与第二取压口之间连接有压差变送器；所述尿素水溶液存储系统包括第五温度传感器、液位传感器、小功率加热器和尿素存储箱；所述液位传感器、所述第五温度传感器、小功率加热器安装在所述尿素存储箱的内部；所述压缩空气净化系统包括空气滤清器，所述空气滤清器上连接有减压阀；所述尿素计量喷射系统包括尿素计量泵和喷嘴，所述尿素计量泵通过喷射管与喷嘴连接；所述尿素存储箱通过进液管、回液管与所述尿素计量泵连接；所述空气滤清器通过进气管与所述尿素计量泵连接。
[0009]上述方案中，还包括控制系统，所述控制系统包括控制器，所述控制器内集成有子控制模块、AD采集模块和CAN通讯模块；所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、压差变送器、第四温度传感器、第五温度传感器、液位传感器、均与所述控制器的AD采集模块连接，所述第一 NOx传感器、第二 NOx传感器、尿素计量泵均与所述控制器的CAN通讯模块连接，所述大功率加热器、小功率加热器均与所述控制器的子控制模块连接；所述控制器内置有压力传感器；所述第一取压口、第二取压口与所述控制器内置的压力传感器连接。
[0010]上述方案中，还包括监控系统，所述监控系统包括上位机，所述上位机置于所述控制器内，所述上位机与所述控制器的子控制模块连接，用于监测烟气集中净化系统的运行环境和状态，并控制尿素计量泵的精确计量与喷射，实现系统的故障诊断功能。
[0011]上述方案中，所述大功率加热器通过第一继电器与所述控制器的子控制模块连接。
[0012]上述方案中，所述加热器通过第二继电器与所述控制器的子控制模块连接。
[0013]上述方案中，所述喷嘴的个数为四个，均布在所述烟气总管管壁四周，所述尿素计量泵的个数为四个，分别与四个喷嘴连接。
[0014]上述方案中，所述第五温度传感器布置在所述尿素存储箱的上部，所述液位传感器布置在所述尿素存储箱的下部；所述进液管连接在所述尿素存储箱的下部，所述回液管连接在所述尿素存储箱的上部。
[0015]上述方案中，所述烟气总管、大功率加热器、SCR催化转化器、DOC催化转化器外表面均裹有保温材料。
[0016]本发明的有益效果是:在多台柴油机试验台架烟气排放总管后面布置该烟气集中净化系统，利用SCR技术，可以有效的降低烟气中氮氧化物的含量，其转化效率达到90%以上；同时利用DOC技术，将烟气中的HC、CO、颗粒物表面吸附的挥发性有机物(SOF)等氧化成0)2和H 20等，从而达到降低颗粒物排放总量的目的，通过DOC技术，SOF的去除率可达90%，颗粒物总量可降低20%-30%。整套烟气集中净化系统的技术可持续性强，我国对生态环保的要求越来越严格，对NOx、CO、HC、颗粒物等有害物质的排放控制标准也越来越高，本系统能适应各个阶段的法律法规要求。
【附图说明】
[0017]图1为柴油机试验台架烟气集中净化系统结构原理示意图；
图2尿素溶液需求量计算关系示意图；
图3尿素计量泵状态转换图。
[0018]图中:1、烟气总管；2、大功率加热器；3、喷嘴；4、第三温度传感器；5、第一取压口 ；
6、第一 NOx传感器；7、第二 NOx传感器；8、第二取压口； 9、第四温度传感器；10、SCR催化转化器；11、DOC催化转化器；12风机；13、第五温度传感器；14、液位传感器；15、压差变送器；16、尿素存储箱；17、第一继电器；18空气滤清器；19、尿素计量泵；20、控制器；21、进液管；22、回液管；23、喷射管；24、小功率加热器；25、进气管；26、第二继电器；27、减压阀；28、保温材料；29、第一温度传感器 30、第二温度传感器；31、烟气进口端；32、烟气出口端。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0020]如图1所示，一种柴油机试验台架烟气净化系统，包括烟气恒温预热系统、尿素计量喷射系统、尿素水溶液存储系统、压缩空气净化系统、催化系统；所述烟气恒温预热系统包括大功率加热器2 ;所述催化系统包括SCR催化转化器10、D0C催化转化器11 ;烟气总管I上自烟气进口端31至出口端32依次安装有第一温度传感器29、大功率加热器2、第二温度传感器30、喷嘴3、第三温度传感器4、第一 NOx传感器6、SCR催化转化器10、D0C催化转化器11、第二 NOx传感器7、第四温度传感器9 ;所述烟气总管I上设有第一取压口 5、第二取压口 8，所述第一取压口 5位于所述第三温度传感器4和第一 NOx传感器6之间，所述第二取压口 8位于所述第四温度传感器9、第二 NOx传感器7之间，所述第一取压口 5与第二取压口 8之间连接有压差变送器15 ;所述尿素水溶液存储系统包括第五温度传感器13、液位传感器14、小功率加热器24和尿素存储箱16 ;所述液位传感器14、所述第五温度传感器13、小功率加热器24安装在所述尿素存储箱16的内部；所述压缩空气净化系统包括空气滤清器18，所述空气滤清器18上连接有减压阀27 ;所述尿素计量喷射系统包括尿素计量泵19和喷嘴3，所述尿素计量泵19通过喷射管23与喷嘴3连接；所述尿素存储箱16通过进液管21、回液管22与所述尿素计量泵19连接；所述空气滤清器18通过进气管25与所述尿素计量泵19连接。
[0021]所述的烟气恒温预热系统设置在整个烟气集中净化系统的最前端，大功率加热器2均匀分布在烟气总管I的四周，对烟气总管I内的烟气进行预热处理。在大功率加热器2的前端布置第一温度传感器29，后端布置第二温度传感器30。
[0022]所述的尿素计量喷射系统设置紧随烟气恒温预热系统之后，拓展后的尿素计量喷射系统由四台尿素计量泵19和四个喷嘴3组成，四台尿素计量泵19通过喷射管23分别与四个喷嘴