[實(shí)用新型]一種大型柴油機(jī)尾氣循環(huán)處理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520997830.6
• 申請日: 2015-12-03
• 公開（公告）號: CN205207005U
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝小鵬;黃恒;龔瑞卿
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: F02M26/09
• 分類號: F02M26/09;F02M26/35;F02M25/00;F02M25/10;F02B37/18;F02D41/00;F02D21/08;F02D23/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及柴油機(jī)節(jié)能減排的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大型柴 油機(jī)尾氣循環(huán)處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

柴油機(jī)一直以來以其動力大、效率高得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是為航海 事業(yè)的進(jìn)步做出了巨大的貢獻(xiàn)。但是，由于柴油機(jī)的燃油品質(zhì)比較差，尤其 在大型船舶中常使用重油作為燃料，排放的尾氣對環(huán)境的污染比較嚴(yán)重。柴 油機(jī)排放的尾氣最主要為NOx和PM，對于尾氣的處理技術(shù)，目前主要有機(jī) 前處理、機(jī)內(nèi)凈化以及排放后處理三種方式。機(jī)前處理主要是通過改善燃油 的品質(zhì)來實(shí)現(xiàn)，例如在燃油中增加一些添加劑，適當(dāng)提高燃料的十六烷值等； 機(jī)內(nèi)凈化則是通過對燃燒情況的改善來實(shí)現(xiàn)，例如對噴油系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，對 燃燒室的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，包括采用增壓中冷等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)；排放后處 理是對尾氣(主要為NOx)進(jìn)行處理，目前所使用的主要有SCR以及EGR 兩種技術(shù)方法。SCR系統(tǒng)是通過將尾氣通入含尿素的裝置中還原NOx，EGR 系統(tǒng)則是通過將部分尾氣引入至進(jìn)氣中混合并進(jìn)行二次燃燒，從而減少NOx 的生成。

然而，現(xiàn)有EGR系統(tǒng)在一般情況下能夠滿足對于環(huán)境的要求，隨著環(huán)境 條件對燃燒尾氣的排放越來越嚴(yán)格，在某些情況下，需要對排放的尾氣進(jìn)行 更深入的處理。因此，在現(xiàn)有的EGR系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)一種更加 滿足環(huán)境要求的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種大型 柴油機(jī)尾氣循環(huán)處理系統(tǒng)。對尾氣中所含的NOx進(jìn)行處理，并使固體顆粒 (PM)的排放限制在一定范圍內(nèi)。

本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種大型柴油機(jī)尾氣循環(huán)處理系統(tǒng)，包括氣缸、由純氧源和惰性氣體源 組成的進(jìn)氣系統(tǒng)和EGR循環(huán)系統(tǒng)；

所述EGR循環(huán)系統(tǒng)包括渦輪增壓器、中冷器、洗滌器、氣水分離器和EGR 風(fēng)機(jī)；

所述渦輪增壓器的輸入端通過管路連接氣缸的排氣端，渦輪增壓器的輸 出端通過管路依次連接中冷器、洗滌器、氣水分離器和EGR風(fēng)機(jī)；所述EGR 風(fēng)機(jī)通過一具有EGR閥的管路連接氣缸的進(jìn)氣端；

所述進(jìn)氣系統(tǒng)和EGR的純氧和惰性氣體分別通過閥門并聯(lián)在氣缸的進(jìn) 氣端；

所述渦輪增壓器與中冷器之間的管路上連接有氣缸旁通裝置。

當(dāng)渦輪增壓器輸出的尾氣氣壓小于氣缸旁通裝置氣壓預(yù)設(shè)值時，氣缸旁通 裝置處于閉合狀態(tài)；而當(dāng)渦輪增壓器輸出的尾氣壓力超過該氣壓預(yù)設(shè)值時， 氣缸旁通裝置中的閥門自動打開，使一部分尾氣氣體經(jīng)過氣缸旁通裝置的管 路流向大氣中或者流向下一環(huán)節(jié)。

所述純氧源和惰性氣體源的出口均設(shè)有閥門。

本實(shí)用新型通過循環(huán)系統(tǒng)中將尾氣進(jìn)行洗滌、增壓、冷卻等一系列處理， 再返回至進(jìn)氣系統(tǒng)中，并伴隨新鮮進(jìn)氣(純氧和惰性氣體)混合再進(jìn)入氣缸 內(nèi)進(jìn)行二次燃燒，降低了燃燒溫度和氧氣濃度，減少了NOx的生成。

一種大型柴油機(jī)尾氣循環(huán)處理方法如下：

純氧和惰性氣體通過氣缸的進(jìn)氣端進(jìn)入氣缸，與此同時，通過調(diào)節(jié)純氧 和惰性氣體供給閥門的開度來，分別控制純氧和惰性氣體流量的大小，從而 調(diào)節(jié)氧氣的濃度；

氣缸產(chǎn)生的尾氣，一部分直接隨排氣管排出至大氣中，另一部分進(jìn)入EGR 循環(huán)系統(tǒng)，進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的尾氣量由其回路中的EGR風(fēng)機(jī)和EGR閥共同控 制，具體如下：

尾氣首先通過渦輪增壓器進(jìn)行增壓，以使尾氣順利流向下一級管路中， 中冷器對來自渦輪增壓器的尾氣進(jìn)行降溫，經(jīng)過降溫的尾氣通過洗滌器，以 除去尾氣中的酸性氣體，再通過氣水分離器將尾氣中的水分清除，然后通過 EGR風(fēng)機(jī)和EGR閥共同調(diào)節(jié)尾氣的流量，以控制通過氣缸進(jìn)氣端流入氣缸內(nèi) 的尾氣量；進(jìn)入氣缸內(nèi)的尾氣與純氧和惰性氣體混合，并在氣缸中進(jìn)行二次 燃燒。

本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

1、本實(shí)用新型與傳統(tǒng)方法的進(jìn)氣成分不同。傳統(tǒng)的EGR系統(tǒng)在進(jìn)氣系 統(tǒng)中通過將燃油與空氣進(jìn)行混合，空氣中的N₂是NOx的一個主要來源。而 本實(shí)用新型將惰性氣體及純氧的組合代替空氣，這樣就避免了空氣中的氮元 素經(jīng)過高溫燃燒轉(zhuǎn)化成NOx，從而從根源上減少了NOx的生成，實(shí)現(xiàn)了尾 氣的凈化處理。