[發明專利]膜分離無氮EGR柴油機結構

在審

• 申請號: 201710050661.9
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106837616A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 王銀燕;李旭;楊傳雷;王賀春;孫永瑞;祖象歡;胡松
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02M26/13
• 分類號: F02M26/13
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種柴油機結構，具體地說是帶有EGR的柴油機結構。

背景技術

隨著人們對環境的愈來愈重視，而柴油機作為船用主機和汽車發動機，其排放較為惡劣，因此各國和各國際組織相繼推出了各種排放法律法規，最廣泛的是國際海事組織推出的IMO Tier標準，按照執行時間的先后分為TierⅠ、TierⅡ和TierⅢ。排放標準中主要限制的是氮氧化物，一氧化碳，碳黑及未燃烯烴。其中一氧化碳、碳黑、未燃烯烴可以通過加大柴油機的進氣量和改善燃燒模式來大大減輕污染物的排放；而對于氮氧化物的產生恰恰是與氧濃度，燃燒時間和燃燒溫度相關，雖然可以通過控制燃燒時間以及微調氧濃度來略微降低，但是由于空氣中氮氣的大量存在，所以普通柴油機產生大量氮氧化物是不可避免的。因此，人們主要集中在柴油機的后處理上，最常用的是SCR，他利用氨催化還原氮氧化物，排出氮氣，這種方法理論上可以實現氮氧化物的零排放。但是這種方法會消耗大量的氨水，還會增加排氣背壓，使柴油機的經濟性惡化，在進入SCR之前還有進行過濾和前處理，過程極其復雜，系統可靠性不高。這些因素使得客戶對SCR并不滿意。

除了廢氣后處理，有一些研究學者把目光投向了進氣前處理，試圖將進氣中的氮氣清除，從而避免了氮氧化物的產生，由于氮氧的物理特性接近，所以要將他們分離并不容易，目前常用的方法有低溫液態分離法，高強磁場分離法，直接純氧供氣法等等。這些方法都是需要外界提供能量或者外界提供工質，有的甚至系統龐大。目前膜分離技術日趨成熟，膜分離氮氧已經實現小型化，且膜分離技術不需要外界提供能量或額外的工質，只需有壓差和滿足一定的溫度即可工作，具有應用于柴油機的潛力。

發明內容

本發明的目的在于提供對預熱后的空氣進行分離從而除去氮氧化物排放的膜分離無氮EGR柴油機結構。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明膜分離無氮EGR柴油機結構，其特征是：包括柴油機、渦輪、壓氣機、熱交換器、高滲透性膜分離器，柴油機分別連接前排氣總管和后進氣總管，前排氣總管連接渦輪的進口，渦輪的出口分別連通后排氣總管和廢氣循環前管路，壓氣機的出口連接后進氣總管，壓氣機的進口連接前進氣總管，前進氣總管分別連通廢氣循環后管路和氧氣排氣管，熱交換器包括第一流通域和第二流通域，第一流通域和第二流通域相互隔開，廢氣循環前管路和廢氣循環后管路分別連通熱交換器的第一流通域，第二流通域分別連通空氣前進氣管和空氣后進氣管，空氣前進氣管連通大氣，所述高滲透性膜分離器里安裝滲透膜，高滲透性膜分離器上設置進口、第一出口、第二出口，進口和第一出口均設置于滲透膜前，第二出口設置于滲透膜后，空氣后進氣管連通進口，第一出口連通大氣，第二出口與廢氣循環后管路、前進氣總管相通。

本發明還可以包括：

1、后排氣總管上設置閘閥，廢氣循環后管路上設置節流閥，節流閥前的廢氣循環后管路上支出廢氣排氣支管，廢氣排氣支管上設置排氣單向閥。

2、前進氣總管上安裝冷卻器。

本發明的優勢在于：本發明實現了柴油機整個過程的無氮化，并結合EGR實現了氮氧化物的零排放和柴油機功率和效率的穩定，改造程度小，系統可靠簡單，成本可控。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：