[發明專利]一種LNG發動機尾氣處理裝置及LNG發動機

在審

• 申請號: 202310244365.8
• 申請日: 2023-03-10
• 公開（公告）號: CN116220880A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 蔣順豪;宋杰;田書廣
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: F01N13/00
• 分類號: F01N13/00;F01N3/01;F01N3/28
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 馬海波

本發明涉及一種LNG發動機尾氣處理裝置及LNG發動機，包括阻擋介質管，阻擋介質管內設有內電極，外部設有外電極，內電極和外電極與反應器電源連接，所述外電極包括多個套在阻擋介質管外周且沿阻擋介質管軸線方向設置環狀外電極圈，環狀外電極圈與內電極之間形成等離子放電區，相鄰等離子放電區之間填充CH4?SCR催化劑以形成交替設置的等離子放電區和催化反應區，采用本發明的尾氣處理裝置減少了處理成本，且能量利用率高，最終產物的選擇性好。

技術領域

本發明涉及LNG發動機技術領域，具體涉及一種LNG發動機尾氣處理裝置及LNG發動機。

背景技術

這里的陳述僅提供與本發明相關的背景技術，而不必然地構成現有技術。

LNG發動機(液化天然氣發動機)一般采用CH4催化氧化(MOC)與NO_X選擇性催化還原(SCR)相結合的技術路線，傳統MOC的催化還原脫除效率較低，同時MOC中大量使用鉑、鈀、銠等貴金屬催化劑，這使催化劑使用量顯著上升，從而面臨較高的經濟成本，實際上，CH4氧化和NOx還原是互補過程，通過CH4-SCR催化劑直接利用尾氣中的CH4作為還原劑將NOx還原成N2的CH4-SCR系統能夠解決上述問題，因此成為研究熱點，該種系統利用等離子體協同催化反應技術實現，目前的等離子協同催化反應器包括整體式和兩段式兩種耦合結構形式，發明人發現，現有的整體式耦合形式中，在等離子放電區域內部填充催化劑，應用于LNG發動機時，CH4-SCR催化劑為熱催化劑，如果將CH4-SCR催化劑填充在等離子放電區，并不會增強等離子體放電效果，反而會降低等離子反應器放電強度，減少活性物質產生，現有整體式的反應器不適合應用于LNG發動機的尾氣處理，而且該種方式化學反應的方向不易控制，產物選擇性較低，產生的副產物較多，現有的兩段式耦合形式包括等離子反應器和其后方的催化反應器，此種耦合形式不會因CH4-SCR催化劑而影響活性物質的產生，但是由于放電所產生的活性物質壽命較短，活性物質和能量的利用率低。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種LNG發動機尾氣處理裝置，實現了將等離子協同催化技術應用于LNG發動機的尾氣處理，且兼具了整體式和分段式等離子協同催化反應器的優勢。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

第一方面，本發明的實施例提供了一種LNG發動機尾氣處理裝置，包括阻擋介質管，阻擋介質管內設有內電極，外部設有外電極，內電極和外電極與反應器電源連接，所述外電極包括多個套在阻擋介質管外周且沿阻擋介質管軸線方向設置環狀外電極圈，環狀外電極圈與內電極之間形成等離子放電區，相鄰等離子放電區之間填充CH4-SCR催化劑以形成交替設置的等離子放電區和催化反應區。

可選的，所述等離子放電區內部填充有放電增強顆粒；

進一步的，放電增強顆粒的介電常數為10-1000。

可選的，所述阻擋介質管外周包裹有絕緣保溫層，環狀電極圈嵌在絕緣保溫層內部；

進一步的，所述絕緣保溫層采用陶瓷纖維棉材料制成。

可選的，所述CH4-SCR催化劑采用Cr-In/H-ZSM-5和/或Ru-In/H-SSZ-13和/或Ce-Ga/H-ZSM-5。

可選的，所述內電極采用與阻擋介質管同軸設置的金屬導電桿，相應的，所述阻擋介質管內設有第一支撐塊，第一支撐塊與內電極的一端固定，內電極的另一端與固定在阻擋介質管內部的第二支撐塊固定，第一支撐塊和第二支撐塊均設有通氣孔；

進一步的，所述第一支撐塊和第二支撐塊采用不銹鋼材料制成。

可選的，所述內電極與反應器電源的電壓輸出線連接，反應器電源的接地輸出線與多個環狀外電極圈連接。

可選的，所述阻擋介質管采用絕緣材料制成；