氮氧化物去除裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種有效地去除排氣中所含有的氮氧化物的裝置。根據(jù)本發(fā)明氮氧化物的去除裝置，包括排氣管，將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣引向渦輪增壓機(jī)；排氣動(dòng)壓發(fā)生器，將所述排氣管中流入出排氣的一部分抽氣；還原劑供給機(jī)，將所述的抽氣的氣體和還原劑相混合后，提供至所述排氣管；以及SCR反應(yīng)器，與所述渦輪增壓機(jī)的后端相連接，并利用所述還原劑通過(guò)催化還原反應(yīng)，將所述排氣中所含有的氮氧化物去除，提供至所述排氣管的所述抽氣氣體及所述還原劑，通過(guò)所述排氣管按順序?qū)蛩鰷u輪增壓機(jī)和所述SCR反應(yīng)器。
【專利說(shuō)明】氮氧化物去除裝置
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2013年5月17日、發(fā)明名稱為“氮氧化物去除裝置及其氮氧化物去除方法”的第201310183470.1號(hào)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明是一種關(guān)于氮氧化物去除裝置，更詳細(xì)地說(shuō)是一種涉及有效去除發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中含有的氮氧化物的裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]柴油機(jī)在汽缸內(nèi)部的燃燒過(guò)程中產(chǎn)出以NO及勵(lì)2為主要成分的氮氧化物(以下稱NOx)。NOx是標(biāo)志性公害物之一，針對(duì)在燃燒過(guò)程中所排出的NOx去除研究越來(lái)越多樣化。
[0004]特別是聯(lián)合國(guó)(United Nation, UN)附屬的國(guó)際海事機(jī)構(gòu)(InternationalMaritime Oraganization, IMO)已開(kāi)始制約船舶的氮氧化物排放量。依據(jù)國(guó)際海洋污染防止公約(Marine Pollution Treaty, MARPOL Treaty) 73/78 的附件第 6 章，從 2016 年起將航行在沿海地區(qū)船舶的氮氧化物排放量降低到規(guī)定排放量。
[0005]選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction,以下簡(jiǎn)稱SCR)為去除氮氧化物的主要方法并被廣泛利用。SCR是在催化劑中加入氮氧化物和還原劑，誘導(dǎo)使氮氧化物和還原劑產(chǎn)生催化還原反應(yīng)，使氮氧化物轉(zhuǎn)化成為較穩(wěn)定的氮元素的方法。此時(shí)，最為催化劑的有鈦-釩，還原劑則主要為氨氣。
[0006]一方面，氨氣是強(qiáng)烈的毒性氣味毒性物質(zhì)，其處理方法非常復(fù)雜。因此，如果將氨氣作為SCR的還原劑，那么隨其需要的是防止氨泄露是泄露傳感器、雙層外壁或換氣裝置等的特殊設(shè)備，還需要把儲(chǔ)有氨氣的儲(chǔ)罐需存放在開(kāi)放區(qū)域(如船舶上甲板的開(kāi)放區(qū)域)。最近，，新興一種將容易處理的尿素水溶液(以下簡(jiǎn)稱尿素水)噴射在排出的高溫廢氣中致使噴射出的尿素經(jīng)熱分解從而產(chǎn)生氨氣的方法。像這樣，采用氨氣去除氮氧化物的裝置已在大韓民國(guó)公開(kāi)專利特許第10-2012-00305533號(hào)公開(kāi)。
[0007]因此，為了使尿素能夠較穩(wěn)定的產(chǎn)出氨氣，其尿素噴射出的廢氣溫度要求在指定的范圍內(nèi)(約320°C?400°C )。倘若，尿素噴射出的廢氣溫度低于指定溫度時(shí)，那么尿素將不會(huì)被完全分解，很有可能產(chǎn)生縮二脲、三聚氰酸等多數(shù)的不必要產(chǎn)物。因此，這很有可能成為去除氮氧化物性能低下的原因。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008](要解決的技術(shù)問(wèn)題)
[0009]本發(fā)明的目的是提供提高還原劑的產(chǎn)生效率及抵制生成副產(chǎn)物的氮氧化物去除裝置及其氮氧化物去除方法。
[0010]本發(fā)明的另一目的又在于，降低對(duì)于多個(gè)引擎安裝同樣的脫氮?jiǎng)?denitrification或De-NOx)裝置的安裝及制作費(fèi)用成本的氮氧化物去除裝置及其氮氧化物去除方法。[0011]本發(fā)明的另一目的在于，本發(fā)明是為了提供最低限度地減少渦輪增壓機(jī)驅(qū)動(dòng)力的氮氧化物去除裝置及其氮氧化物去除方法而提出的。
[0012]本發(fā)明的另一目的在于，本發(fā)明是為了提供最小化引擎與渦輪增壓機(jī)機(jī)之間所插入的空間容量的氮氧化物去除裝置及其氮氧化物去除方法而提出的。
[0013]本發(fā)明的另一目的在于，本發(fā)明是為了提供抵制副產(chǎn)物的產(chǎn)生及固性化的具備多孔內(nèi)筒的氮氧化物去除裝置及其氮氧化物去除方法而提出的。
[0014]本發(fā)明的另一目的在于，本發(fā)明是為了提供橫向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和縱向渦流形成復(fù)流，具備提高排氣的均質(zhì)度及流速分布的均值的靜態(tài)混合器的氮氧化物去除裝置及其氮氧化物去除方法而提出的。
[0015](解決問(wèn)題的手段)
[0016]根據(jù)本發(fā)明的氮氧化物去除裝置，包括還原劑供給機(jī)，通過(guò)利用第一發(fā)動(dòng)機(jī)排氣熱能所產(chǎn)生的熱反應(yīng)，由最初物質(zhì)生成還原劑；以及催化還原部，利用所述還原劑的催化還原反應(yīng)去除第二發(fā)動(dòng)機(jī)排氣所含有的氮氧化物，所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣不經(jīng)過(guò)所述還原劑供給機(jī)直接提供到所述催化還原部。
[0017]在優(yōu)選方式中，所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣比所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度高。
[0018]在更優(yōu)選方式中，所述第一發(fā)動(dòng)機(jī)是船舶的發(fā)電用發(fā)動(dòng)機(jī)，第二發(fā)動(dòng)機(jī)則為船舶的推進(jìn)用發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0019]在更優(yōu)選方式中，還包括通氣管，上流與所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)排氣(以下為第二排氣路)連接，所述上流與所述下流之間包含還原劑供給機(jī)的排氣路(以下為第一排氣路)合流。
[0020]在更優(yōu)選方式中，所述還原劑供給機(jī)將第一發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣與所述還原劑相混合的混合氣體通過(guò)所述第一排氣路排出，所述排出的混合氣體與所述第二排氣路流入的所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通過(guò)所述通氣管提供至所述催化還原部。
[0021]在更優(yōu)選方式中，所述催化還原部包括已排出的混合氣體和第二發(fā)動(dòng)機(jī)排氣相混合的靜態(tài)混合器，所述靜態(tài)混合器在所述已排出的混合氣體和所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通過(guò)所述靜態(tài)混合器時(shí)，包括在所述已排除的混合氣體或所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中誘導(dǎo)渦流的螺旋板。
[0022]在更優(yōu)選方式中，還包括使所述第二發(fā)動(dòng)機(jī)排氣選擇性地誘導(dǎo)向催化還原部或者是外部排出口的閥門。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的氮氧化物去除裝置包括排氣管，將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣引向渦輪增壓機(jī)；排氣動(dòng)壓發(fā)生器，將所述排氣管中流入出的一部分抽氣；還原劑供給機(jī)，將所述的抽氣的氣體和所述還原劑相混合后提供至所述排氣管；以及SCR反應(yīng)器，與所述渦輪增壓機(jī)的后端相連接，并利用所述還原劑通過(guò)催化還原反應(yīng)將所述排氣中所含有的氮氧化物去除，提供至所述排氣管的抽氣氣體將通過(guò)所述排氣管按順序?qū)蛩鰷u輪增壓機(jī)和所述SCR反應(yīng)器。
[0024]在更優(yōu)選的方式中，所述的動(dòng)壓發(fā)生器將一部分排氣從所述排氣管的下流側(cè)抽氣，所述還原劑供給機(jī)將所述抽氣的氣體與所述還原劑一并提供至所述排氣管上流側(cè)。
[0025]在更優(yōu)選的方式中，所述的動(dòng)壓發(fā)生器包括動(dòng)壓板，抽氣一部分排氣提供至所述還原劑供給機(jī)；也包括旋轉(zhuǎn)軸，將所述動(dòng)壓板結(jié)合到所述排氣管。
[0026]在更優(yōu)選的方式中，所述的還原劑供給機(jī)通過(guò)利用抽氣的氣體的熱能而產(chǎn)生的熱反應(yīng)，從初始物質(zhì)中生成還原劑。[0027]在更優(yōu)選的方式中，所述的還原劑供給機(jī)包括將初始物質(zhì)提供至熱反應(yīng)領(lǐng)域的氣嘴；以及位于所述還原劑供給機(jī)的外筒與熱反應(yīng)領(lǐng)域之間，表面有著多數(shù)小孔的多孔內(nèi)筒。
[0028]在更優(yōu)選的方式中，所述的還原劑供給機(jī)包括作用于多孔內(nèi)通內(nèi)部空間的旋轉(zhuǎn)力的旋轉(zhuǎn)器。
[0029]在更優(yōu)選的方式中，包括混合所述還原劑與排氣的靜態(tài)混合器，靜態(tài)混合器在排氣通過(guò)靜態(tài)混合器時(shí)段內(nèi)使渦流引向排氣的螺旋板。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的氮氧化物去除裝置，包括將渦流引向流體相混合的靜態(tài)混合器；包括將流體所含有的氮氧化物通過(guò)催化還原反應(yīng)去除的SCR反應(yīng)器，所述靜態(tài)混合器為吸收流體的流入部；包括排出流體的排出部；包括流體從流入部移動(dòng)至排出部的時(shí)段內(nèi)將渦流引向流體的螺旋板。
[0031]在更優(yōu)選的方式中，所述的渦流包括縱向渦流以及橫向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的復(fù)流渦流。
[0032]在更優(yōu)選的方式中，所述的螺旋板的中心為空。
[0033]在更優(yōu)選的方式中，所述螺旋板的最外部位置與靜態(tài)混合器的外筒最里部相接觸。
[0034]在更優(yōu)選的方式中，所述的流體包括發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣以及催化還原反應(yīng)中的還原劑。
[0035]在更優(yōu)選的方式中，還包括提供還原劑的還原劑供給機(jī)，且靜態(tài)混合器設(shè)置于還原劑供給機(jī)與SCR反應(yīng)器之間。
[0036]在更優(yōu)選的方式中，所述的還原劑為氨氣，且所述的還原劑供給機(jī)通過(guò)利用排氣的熱能而形成的熱反應(yīng)中從尿素生成還原劑。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的氮氧化物去除裝置，包括通過(guò)利用排氣的熱能而形成的熱反應(yīng)中從初始物質(zhì)形成還原劑的還原劑供給機(jī)，所述的將還原劑供給機(jī)還原劑供給機(jī)內(nèi)部與還原劑供給機(jī)壁面隔離設(shè)置，在表面上還有使排氣通過(guò)的多數(shù)小孔的多空內(nèi)筒；以及提供所述初始物質(zhì)的氣嘴。
[0038]在更優(yōu)選的方式中，所述的氣嘴使初始物質(zhì)向多孔內(nèi)筒的外部噴射。
[0039]在更優(yōu)選的方式中，所述多數(shù)的小孔為圓型或木棒型。
[0040]在更優(yōu)選的方式中，所述的多數(shù)小孔離氣嘴越近面積就會(huì)越小。
[0041]在更優(yōu)選的方式中，所述的還原劑供給機(jī)包括作用于多孔內(nèi)通內(nèi)部空間的旋轉(zhuǎn)力的旋轉(zhuǎn)器。
[0042]在更優(yōu)選的方式中，還包括通過(guò)利用還原劑而形成的催化還原反應(yīng)去除氮氧化物的SCR反應(yīng)器。
[0043]在更優(yōu)選的方式中，所述的初始物質(zhì)為尿素，還原劑則為氨氣體。
[0044]根據(jù)本發(fā)明中的氮氧化物去除方法，包括通過(guò)利用第一發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的熱能而產(chǎn)生的熱反應(yīng)，從初始物質(zhì)生成還原劑的階段；以及通過(guò)利用還原劑而產(chǎn)生的催化還原反應(yīng)，去除第二發(fā)動(dòng)機(jī)排氣所含有的氮氧化物的階段。
[0045]在更優(yōu)選的方式中，所述的氮氧化物去除裝置包括通氣管，上流與第二發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的第二排氣路相連接，下流與執(zhí)行催化還原反應(yīng)的催化還原部相連接，且上流與下流之間還原劑流入并與第一排氣路合流。
[0046]在更優(yōu)選的方式中，所述的第一發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度比第二發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度較聞ο
[0047](發(fā)明的效果)
[0048]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供提高還原劑生成效率且抵制產(chǎn)生副生成物的氮氧化物去除裝置及其氮氧化物去除方法。
[0049]另外，利用共同的脫氮裝置能夠?qū)⑷コ鄠€(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中含有的氮氧化物，并降低安裝氮氧化物去除裝置及其制作成本。
[0050]另外，氮氧化物去除裝置的渦輪增壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)力降低最小化。
[0051]另外，能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓機(jī)之間的空間容量最小化，且降低發(fā)動(dòng)機(jī)的走板現(xiàn)象。
[0052]另外，能夠提供抵制產(chǎn)生副生成物及固型化且具備多孔內(nèi)筒的氮氧化物去除裝置及其去除方法。
[0053]另外，能夠提高排氣的均質(zhì)度及流速分布的均度。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0054]圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的氮氧化物去除裝置的平面圖。
[0055]圖2是表示圖1 中所示的動(dòng)壓發(fā)生器以及還原劑供給機(jī)的具體實(shí)施例的圖片。
[0056]圖3、圖4為圖2所示的多孔內(nèi)筒的實(shí)施例的展開(kāi)圖。
[0057]圖5為表示圖2所示的旋轉(zhuǎn)器的實(shí)施例的圖片。
[0058]圖6為表示圖2所示的靜態(tài)混合器實(shí)施例的單面圖。
[0059]圖7為圖6所示的螺旋板從上而下的平面圖。
[0060]圖8為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例表示的氮氧化物去除裝置的平面圖。
[0061]圖9為表示圖8中所示的還原劑供給機(jī)的具體實(shí)施例的平面圖。
[0062]圖10則為根據(jù)本發(fā)明表示出的氮氧化物去除方式的流程圖。
[0063](附圖標(biāo)記說(shuō)明)
[0064]100，200:氮氧化物去除裝置
[0065]110，210:發(fā)動(dòng)機(jī)或低溫發(fā)動(dòng)機(jī) 220a，220b，220c:高溫發(fā)動(dòng)機(jī)
[0066]111:接收器
[0067]120，240:初始物質(zhì)箱121，241:泵
[0068]130，250:還原劑供給機(jī)140:動(dòng)壓發(fā)生器
[0069]150:潤(rùn)輪增壓機(jī)160:鼓風(fēng)機(jī)
[0070]161:給氣冷卻器170a，170b:閥門
[0071]180,262:靜態(tài)混合器190，261: SCR 反應(yīng)器
[0072]230a，230b，230c，230d:閥門260:催化還原部
[0073]P1，R7:排氣管R2:通氣管
[0074]131，252:氣嘴132，254:旋轉(zhuǎn)器
[0075]133，182，256:外筒134，255:多孔內(nèi)筒
[0076]135，181，251:流入部136，184，257:排出部
[0077]132a:葉片132b:通氣空間
[0078]132c:外部固定環(huán)132d:內(nèi)部固定環(huán)[0079]132e:控制裝置
[0080]134a:內(nèi)通板134b，134c，134d:孔
[0081]141:動(dòng)壓板142;旋轉(zhuǎn)軸
[0082]183:螺旋板185:中心
【具體實(shí)施方式】
[0083]上述的說(shuō)明及以下的詳細(xì)說(shuō)明均為提供所述發(fā)明的附加說(shuō)明的示例。因此本發(fā)明在此說(shuō)明的示例均不受限制可以多樣的形態(tài)出現(xiàn)。在此所述的實(shí)施方案均為使所示內(nèi)容能夠更加完整且能夠充分的表達(dá)經(jīng)營(yíng)者的發(fā)明思想而提供的。
[0084]在本說(shuō)明書中，在某些部分包括某些構(gòu)成要素的情況下，表明可包含此外的其他構(gòu)成要素。以下，將附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案。
[0085]適用于利用選擇性的催化還原法的氮氧化物去除裝置的排氣溫度相對(duì)較低時(shí)將會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。例如，船舶推進(jìn)用發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通過(guò)渦輪增壓機(jī)時(shí)熱損失，通過(guò)渦輪增壓機(jī)后排氣的溫度將降至250°C。這時(shí)，排氣的溫度將達(dá)不到生成還原劑(例如，氨)而適宜的溫度(約320°C~400°C )，在生成還原劑的過(guò)程中會(huì)生成大量的副生成物。
[0086]一方面，在相關(guān)的在先文獻(xiàn)大韓民國(guó)公開(kāi)專利第10-2012-0030553號(hào)中，著眼于通過(guò)渦輪增壓機(jī)前的排氣溫度相對(duì)較高，采用在發(fā)動(dòng)機(jī)和供給機(jī)和渦輪機(jī)之間將排氣進(jìn)行抽氣(steam bleeding)生成氨的方法。但是，按照此方法，若一部分排氣不通過(guò)潤(rùn)輪增壓機(jī)而通過(guò)催化反應(yīng)裝置(或SCR反應(yīng)器)而排出，將產(chǎn)生降低渦輪增壓機(jī)動(dòng)力的缺點(diǎn)。
[0087]在本發(fā)明中，提供充分適宜于生成還原劑時(shí)的高溫排氣，同時(shí)提供能夠渦輪增壓機(jī)動(dòng)力降低最小化的氮氧化物去除裝置及其氮氧化物去除方法。
`[0088]圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例而表示的氮氧化物去除裝置的平面圖。參照?qǐng)D1可知，氮氧化物去除裝置100包括初始物質(zhì)箱120、泵121、還原劑供給機(jī)130、排氣管P1、動(dòng)壓發(fā)生器140、第一、第二閥門170a，170b、靜態(tài)混合器180以及SCR反應(yīng)器190。并且，氮氧化物去除裝置100的周邊構(gòu)成要素包括發(fā)動(dòng)機(jī)110，接收器111，給氣冷卻器161，鼓風(fēng)機(jī)160以及渦輪增壓機(jī)150
[0089]為了發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)從外部流入給氣Ml。給氣Ml通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)160提供至給氣冷卻器161，給氣冷卻器161再將提供的給氣冷卻后提供至發(fā)動(dòng)機(jī)110。
[0090]利用提供至發(fā)動(dòng)機(jī)110的給氣燃燒燃料，在燃燒過(guò)程中生成的排氣通過(guò)接收器111排出。在優(yōu)選的方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)Iio可能是帶有2行程排氣的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。另外，在優(yōu)選的方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)110也有可能是船舶的推進(jìn)用發(fā)動(dòng)機(jī)。在以下的說(shuō)明中，假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)110為船舶的推進(jìn)用發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0091]接收器111將臨時(shí)儲(chǔ)藏從發(fā)動(dòng)機(jī)110排出的排氣，之后再將此提供至排氣管P1。
[0092]排氣管Pl將提供的排氣引向渦輪增壓機(jī)150。這時(shí)，流出排氣管Pl的一部分排氣將隨著動(dòng)壓發(fā)生器140而被抽氣(steam bleeding)。
[0093]動(dòng)壓dynamic pressure發(fā)生器140是為了抽氣從排氣管Pl排出的一部分排氣而構(gòu)成的。在優(yōu)選的方式中，動(dòng)壓發(fā)生器140可根據(jù)船舶的航行模式開(kāi)關(guān)(open and close)。例如，船舶在限制氮氧化物排量的海域(以下，為限制海域)中航行的情況下，為了去除排氣中的氮氧化物動(dòng)壓發(fā)生器140將開(kāi)啟。并且動(dòng)壓發(fā)生器140將通過(guò)開(kāi)啟的空間從排氣管Pl中排出一部分的氣體。相反，船舶在未限制海域行駛時(shí)，動(dòng)壓發(fā)生器140將關(guān)閉，且動(dòng)壓發(fā)生器140將不會(huì)對(duì)排氣抽氣。這時(shí)，通過(guò)排氣管Pl的氣體將引向渦輪增壓機(jī)150。
[0094]動(dòng)壓發(fā)生器140的具體構(gòu)成以及運(yùn)作將在圖2中后述。
[0095]還原劑供給機(jī)130提供的是還原劑，混合被動(dòng)壓發(fā)生器140所抽氣的氣體和還原齊U。并且，還原劑供給機(jī)130將抽氣的氣體和還原劑的混合氣體(以下，為混合氣體)返還至排氣管Pl。在后述中可知，返還的氣體內(nèi)的還原劑將用于SCR反應(yīng)器190中的催化還原反應(yīng)。并且，返還的混合氣體將引向渦輪增壓機(jī)后與排氣相合，適用于渦輪增壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)。
[0096]在實(shí)施例中，還原劑供給機(jī)130利用被抽氣氣體的熱能而生成還原劑。
[0097]在實(shí)施例中，還原劑供給機(jī)130通過(guò)利用被抽氣氣體的熱能而產(chǎn)生的熱反應(yīng)從初始物質(zhì)中生成還原劑。此時(shí)，氮氧化物去除裝置100將在初始物質(zhì)箱120內(nèi)儲(chǔ)藏初始物質(zhì)，通過(guò)泵121將初始物質(zhì)提供至還原劑供給機(jī)130。
[0098]在實(shí)施例中，還原劑供給機(jī)130所提供的是氨氣，初始物質(zhì)可以為尿素。此時(shí)，初始物質(zhì)箱120儲(chǔ)藏的是尿素，儲(chǔ)藏好的尿素將通過(guò)泵121提供至還原劑供給機(jī)130。這時(shí)，提供的尿素可能會(huì)是水溶液(尿素水)的形態(tài)。還原劑供給機(jī)130將尿素噴向高溫的抽氣氣體，利用已抽氣的氣體的熱能而產(chǎn)生的熱反應(yīng)，從尿素中生成氨氣。
[0099]關(guān)于還原劑供給機(jī)130的構(gòu)成及運(yùn)作的詳細(xì)說(shuō)明將在圖2到圖5中后述。
[0100]根據(jù)所述的動(dòng)壓發(fā)生器140以及還原劑供給機(jī)130的構(gòu)成，為了在渦輪增壓機(jī)150的前端生成還原劑而抽氣排氣。假設(shè)，排氣通過(guò)渦輪增壓機(jī)150時(shí)，排氣所持的一部分熱能將在驅(qū)動(dòng)渦輪增壓機(jī)時(shí)消耗掉。因此，通過(guò)渦輪增壓機(jī)150后的排氣溫度相對(duì)較低。因此，本發(fā)明會(huì)像本發(fā)明一樣將排氣在通過(guò)渦輪增壓機(jī)150以前進(jìn)行抽氣，利用相對(duì)較高溫度的排氣生成還原劑，其結(jié)果能夠提高還原劑生成的性能。
[0101]在實(shí)施例中，從尿素(初始物質(zhì))生成氨氣(還原劑)的情況下，在渦輪增壓機(jī)150的前端進(jìn)行排氣抽氣，在抽氣的排氣中噴射尿素。噴射出的尿素被較高溫度的排氣完全熱分解，能夠降低產(chǎn)生縮二脲、三聚氰酸等副生成物的產(chǎn)生。
[0102]另外，還原劑生成后，抽氣的排氣將與還原劑一起返還至排氣管P1。返還的排氣在排氣管Pl中與其他排氣合流，為驅(qū)動(dòng)渦輪增壓機(jī)150而引向渦輪增壓機(jī)150。S卩，根據(jù)動(dòng)壓發(fā)生器140而抽氣的排氣也在生成還原劑后引向渦輪增壓機(jī)150，使得渦輪增壓機(jī)150的動(dòng)力減少最低化。
[0103]另外，插入在接收器111和渦輪增壓機(jī)150之間的構(gòu)成要素僅為占用空間較小的還原劑供給機(jī)130，能夠減少發(fā)動(dòng)機(jī)亂調(diào)現(xiàn)象。假設(shè)，為了使用高溫排氣，若SCR反應(yīng)器190插入在接收器111和渦輪增壓機(jī)150之間，因SCR反應(yīng)器190的超大空間容量，導(dǎo)致渦輪增壓機(jī)150的驅(qū)動(dòng)無(wú)法跟隨發(fā)動(dòng)機(jī)的變動(dòng)負(fù)荷。并且，這也可能成為暫時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)亂調(diào)現(xiàn)象的原因之一。但是，根據(jù)本發(fā)明，在接收器111和渦輪增壓機(jī)150之間插入容量較小的還原劑供給機(jī)130，渦輪增壓機(jī)能夠盡快的趕上發(fā)動(dòng)機(jī)的變動(dòng)負(fù)荷。
[0104]引向渦輪增壓機(jī)150的排氣通過(guò)渦輪增壓機(jī)150后，隨著排氣管P2到達(dá)第一閥門170a。這時(shí)，排氣在通過(guò)渦輪增壓機(jī)150時(shí)消耗一部分能量驅(qū)動(dòng)渦輪增壓機(jī)150。
[0105]第一閥門170a將排氣引向排氣管P3、P5中的任何一個(gè)排氣管。在實(shí)施例中，第一閥門170a要把氣體引向的排氣管可根據(jù)船舶的航行情報(bào)而定。例如，在限制氮氧化物排出量的海域中，第一閥門170a為了去除排氣中的氮氧化物將排氣引向排氣管P3。相反，在未限制氮氧化物排出量的海域中，第一閥門170a為了將排氣即使排向外部而將排氣引向排氣管P5。
[0106]被第一閥門170a引向排氣管P3的排氣將提供至靜態(tài)混合器180。
[0107]靜態(tài)混合器180為了提高SCR反應(yīng)器190的氮氧化物去除效率將排氣中含有的還原劑和排氣相混合。根據(jù)靜態(tài)混合器180中的混合作用，還原劑能夠更加均勻地分布在排氣中。
[0108]在實(shí)施例中，靜態(tài)混合器180對(duì)排氣進(jìn)行流動(dòng)平面(plane of flow)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。隨之，能夠使提供至SCR反應(yīng)器190的排氣的流動(dòng)端面速度更加均勻。
[0109]關(guān)于靜止混合氣180的構(gòu)成和運(yùn)作的詳細(xì)說(shuō)明將在圖6中做后述。
[0110]通過(guò)靜態(tài)混合器180的排氣將提供至SCR反應(yīng)器190。
[0111]SCR反應(yīng)器190根據(jù)選擇性的催化還原反應(yīng)將排氣中的氮氧化物去除。這時(shí)，排氣中含有的還原劑作為選擇性催化還原反應(yīng)的還原劑使用。SCR反應(yīng)器190的內(nèi)部包括催化部 191。
[0112]關(guān)于SCR反應(yīng)器190的具體構(gòu)成以及運(yùn)作已在相應(yīng)【技術(shù)領(lǐng)域】中廣泛知曉，因此對(duì)其的詳細(xì)說(shuō)明省略。
[0113]根據(jù)所述的構(gòu)成，溫度相對(duì)較高的排氣使用在還原劑的提供，增大還原劑的生成效率。另外，為了提供還原劑而抽氣的排氣將重新引向渦輪增壓機(jī)150，因此能夠渦輪增壓機(jī)150的動(dòng)力降低最小化。另外，接收器111與渦輪增壓機(jī)150之間插入空間容量較小的還原劑供給機(jī)130，一次能降低臨時(shí)性的發(fā)動(dòng)機(jī)亂調(diào)現(xiàn)象。
[0114]圖2為表示圖1所示的動(dòng)壓發(fā)生器以及還原劑供給機(jī)的具體實(shí)施方案的平面圖。參照?qǐng)D2可知，動(dòng)壓發(fā)生器140包括動(dòng)壓板141以及旋轉(zhuǎn)軸142。并且，還原劑供給機(jī)130包括流入部135、排出部136以及外筒133，內(nèi)部包括氣嘴131、旋轉(zhuǎn)器132以及多孔內(nèi)筒134。
[0115]動(dòng)壓發(fā)生器140會(huì)抽氣排氣管Pl中的一部分排氣提供至還原劑供給機(jī)。這時(shí)，排氣的通路中間將會(huì)安裝動(dòng)壓板141。并且，為了抽氣排氣動(dòng)壓板141會(huì)向著排氣管Pl開(kāi)啟，排氣將通過(guò)動(dòng)壓板141的開(kāi)口流入。一般來(lái)說(shuō)，若在只有動(dòng)能的排氣通路安裝動(dòng)壓板141，動(dòng)壓板141的開(kāi)口(open hole)能夠增加較高的動(dòng)壓。這時(shí)，動(dòng)壓發(fā)生器140利用動(dòng)壓板141開(kāi)口增加的動(dòng)壓使排氣管Pl內(nèi)部的氣體抽氣到動(dòng)壓發(fā)生器140內(nèi)部。根據(jù)所述的動(dòng)壓板141的構(gòu)成，從排氣管Pl的上流流入排氣Mpl，流入的一部分排氣Mp3根據(jù)動(dòng)壓板141抽氣到動(dòng)壓發(fā)生器140的內(nèi)部，其余的排氣Mp2將通過(guò)排氣管Pl的下流流出。
[0116]將旋轉(zhuǎn)軸142的動(dòng)壓板141與排氣管Pl相結(jié)合，旋轉(zhuǎn)軸為了動(dòng)壓板141的旋轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng)。即，動(dòng)壓板141以旋轉(zhuǎn)軸142為軸而旋轉(zhuǎn)，使其向排氣管Pl開(kāi)關(guān)。
[0117]一方面，以上說(shuō)明的是利用動(dòng)壓板141和旋轉(zhuǎn)軸142使動(dòng)壓發(fā)生器140抽氣Pl內(nèi)的排氣。但是，本發(fā)明絕不局限于此，也可以利用動(dòng)壓發(fā)生器140以外的其他手段抽氣排氣管Pl內(nèi)的排氣提供至還原劑供給機(jī)130。
[0118]還原劑供給機(jī)130通過(guò)流入部135被動(dòng)壓發(fā)生器140接受已抽氣的排氣。并且，還原劑供給機(jī)130將利用抽氣的排氣熱能從初始物質(zhì)中生成還原劑。此外，在還原劑供給機(jī)130的外筒133的內(nèi)部抽氣的排氣將與還原劑相混合，與還原劑混合的排氣Mp4將通過(guò)排出部136返還至排氣管Pl。返還的排氣Mp4通過(guò)排氣管Pl與排氣Mpl相合。
[0119]以下，以從初始物質(zhì)尿素生成還原劑(氨氣)的情況為例，對(duì)還原劑供給機(jī)130的具體構(gòu)成以及作用做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0120]氣嘴131從初始物質(zhì)箱120出發(fā)經(jīng)由泵121獲取尿素M2。在實(shí)施例中，這種情況下尿素M2可以是水溶液(尿素水)的狀態(tài)。并且，氣嘴131將尿素M2提供或噴向多孔內(nèi)筒134的內(nèi)部。
[0121]旋轉(zhuǎn)器132對(duì)于多孔內(nèi)筒134的內(nèi)部流體(氣體或液體)起到旋轉(zhuǎn)力的作用。通過(guò)這一作用，能夠提高噴射出的尿素與排氣相混合或蒸發(fā)、加熱的速度。關(guān)于旋轉(zhuǎn)器132的具體構(gòu)成以及運(yùn)作將在圖5中做出詳細(xì)地后述。
[0122]多孔內(nèi)筒134是環(huán)繞還原劑供給機(jī)130內(nèi)部一定領(lǐng)域的構(gòu)造物。多孔內(nèi)筒134擁有貫通表面的多數(shù)的小孔。這些多數(shù)的小孔作為多孔內(nèi)筒134和外筒133之間的排氣流入多孔內(nèi)筒134內(nèi)部的通路。
[0123]一方面，根據(jù)氣嘴131向多孔內(nèi)筒134內(nèi)部噴射出尿素，因此通過(guò)多孔內(nèi)筒134的小孔流入的排氣與從多孔內(nèi)筒134內(nèi)部領(lǐng)域(以下，為熱反應(yīng)領(lǐng)域)噴射出的尿素相接觸。并且，排氣將提供從尿素生成氨氣的熱反應(yīng)所需的熱能。
[0124]多孔內(nèi)筒134環(huán)繞尿素所噴射的領(lǐng)域，因此能夠防止外筒133接觸尿素或副生成物(例如，三聚氰酸)。其結(jié)果，能夠防止尿素或副生成物以固型化的形式粘在溫度相對(duì)較低的外筒133
[0125]另外，多孔內(nèi)筒134的里部和外部被高溫排氣所環(huán)繞，能夠使多孔內(nèi)筒134的表面溫度維持與排氣溫度相近的高溫。因此，即使尿素或副生成物與多孔內(nèi)筒134接觸，尿素或副生成物不會(huì)因多孔內(nèi)筒134的高溫固型化而是轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔狻?br>
[0126]另外，多孔內(nèi)筒134為使排氣和尿素相合，引導(dǎo)排氣移動(dòng)的途徑，幫助流入多孔內(nèi)筒134內(nèi)部的排氣能夠從流入部135經(jīng)過(guò)排出部136均勻的流入。隨之，隨著多孔內(nèi)筒134排氣能夠比氨或尿素混合得更佳。
[0127]在實(shí)施例中，多孔內(nèi)筒134表面的多數(shù)小孔很有可能是圓筒形態(tài)。
[0128]多孔內(nèi)筒134的示例形態(tài)將附圖3和圖4做后述。
[0129]一方面，在本實(shí)施方案中，動(dòng)壓發(fā)生器140從排氣管Pl的下流將排氣抽氣，還原劑供給機(jī)130把抽氣的排氣和還原劑相混合，混合的排氣返還至排氣管Pl的上流。但是，本發(fā)明的范圍并未對(duì)此做限制，動(dòng)壓發(fā)生器140將從排氣管Pl的任意一點(diǎn)抽氣排氣，還原劑供給機(jī)130也可向排氣管Pl的其他任意一點(diǎn)返還混合的排氣。例如，動(dòng)壓發(fā)生器140從排氣管Pl的上流抽氣排氣，還原劑供給機(jī)130將抽氣的排氣與還原劑相混合，將混合的氣體返還至排氣管Pl的下流。
[0130]圖3及圖4為表示圖2所示的多孔內(nèi)筒實(shí)施方案的展開(kāi)圖。參照?qǐng)D3可知，多孔內(nèi)筒134包括內(nèi)筒壁134a和多數(shù)的圓形小孔。參照?qǐng)D4可知，多孔內(nèi)筒134包括內(nèi)筒壁134a和多數(shù)的木棒型小孔。
[0131]圖3為多孔內(nèi)筒134第一實(shí)施例的展開(kāi)圖。多孔內(nèi)筒134很有可能是圓筒形。將圓筒形的多孔內(nèi)筒134按長(zhǎng)度切開(kāi)后展開(kāi)便為圖3所示。多孔內(nèi)筒134包括內(nèi)筒壁134a上的多數(shù)小孔。內(nèi)筒壁134a上的小孔134b為圓形，排氣將通過(guò)小孔134b從多孔內(nèi)筒134外向內(nèi)流入內(nèi)部。
[0132]在實(shí)施例中，內(nèi)筒壁134a上的多數(shù)小孔的氣嘴131，參照?qǐng)D2，越遠(yuǎn)就會(huì)越大。通過(guò)多孔內(nèi)筒134和外筒133，參照?qǐng)D2之間的排氣將向氣嘴131的方向移動(dòng)。并且，進(jìn)行排氣時(shí)將通過(guò)內(nèi)筒壁134a上的小孔流入到多孔內(nèi)筒134內(nèi)部。隨之，離氣嘴131越近多孔內(nèi)筒134與外筒133之間的排氣密度就越高。因此，為了使通過(guò)各小孔流入多孔內(nèi)筒134內(nèi)部的排氣量均勻，小孔離氣嘴131距離越遠(yuǎn)小孔的半徑就越大。
[0133]圖4為多孔內(nèi)筒134第二實(shí)施例的展開(kāi)圖。同樣，多孔內(nèi)筒134也有可能是圓筒。圓筒形態(tài)的多孔內(nèi)筒134按長(zhǎng)度斷開(kāi)后展開(kāi)便為圖4所示。多孔內(nèi)筒134包括內(nèi)筒壁134a上的多數(shù)小孔，排氣將通過(guò)這些小孔流入多孔內(nèi)筒134里。
[0134]一方面，在多孔內(nèi)筒134的第二實(shí)施例中，內(nèi)筒壁134a上的多數(shù)小孔形狀為木棒型。
[0135]在實(shí)施例中，內(nèi)筒壁134a上的多數(shù)小孔里氣嘴134，參照?qǐng)D2越遠(yuǎn)其大小就越大。例如，各小孔134b，134c, 134d可按順序盡量離氣嘴131越遠(yuǎn)越好。這時(shí)，與氣嘴131越近的小孔134b其幅度wl最窄，離氣嘴131距離越遠(yuǎn)的小孔134d其幅度《3越寬。另外，位于中間部分的小孔134c的篇幅w2為適中。
[0136]以上是對(duì)多孔內(nèi)筒134的具體實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。但這僅是示例，本發(fā)明的多空內(nèi)筒134并不僅僅局限于圖3和圖4。例如，多空內(nèi)筒134可以是非圓筒而是四角、三角形筒。此外，內(nèi)筒壁134a上的小孔其樣式和大小可不同。
[0137]圖5為表示圖2所示的旋轉(zhuǎn)器實(shí)施方案的平面圖。參照?qǐng)D5可知，旋轉(zhuǎn)器包括132(參照?qǐng)D2)、外部固定環(huán)132c、內(nèi)部固定環(huán)132d、多數(shù)的葉片132a以及葉片之間足以通氣的空間132b。
[0138]外部固定環(huán)132c和內(nèi)部固定環(huán)132d固定多數(shù)葉片132a。
[0139]通氣空間132b將貫通旋轉(zhuǎn)器的前面和后面的部分空間從而提供氣體足以通過(guò)的空間。
[0140]葉片132c與外部固定環(huán)132c和內(nèi)部固定環(huán)132d相結(jié)合，并與外部或內(nèi)部固定環(huán)132c、132d形成一定的角度(以下為葉片角度)。并且，在氣體通過(guò)通氣空間132b時(shí)葉片132a將引導(dǎo)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0141]在實(shí)施例中，葉片角度(Θ )可隨著流入旋轉(zhuǎn)器132的排氣流量或所需的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度而變。為此，旋轉(zhuǎn)器132可按各角度具備不同的控制裝置132e
[0142]一方面，圖5說(shuō)明的旋轉(zhuǎn)器132只是示例，使排氣通過(guò)旋轉(zhuǎn)器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的所有手段均可包括為本發(fā)明所述的旋轉(zhuǎn)器里。
[0143]圖6為表示圖2所示的靜態(tài)混合器實(shí)施方案的平面圖。參照?qǐng)D6可知，靜止混合器180包括流入部181、外筒182、排出部184以及置于外筒182內(nèi)部的螺旋板183。
[0144]螺旋板183的中心185為空心。在實(shí)施例中，中心185很有可能為圓錐形態(tài)的空心空間。這時(shí)，中心185將以充分地形成流通端面的通路而構(gòu)成。
[0145]在實(shí)施例中，螺旋板183的表面與外筒182的內(nèi)面(inside surface)相接觸。
[0146]流入至流入部181的排氣Mkl，其中一部分Mk2將通過(guò)中心185而進(jìn)行，另一部分Mk3則被螺旋板183而制止。被螺旋板183而制止的排氣Mk3將跟隨螺旋板183進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。相反，通過(guò)中心185的排氣Mk2將與螺旋板183的直徑方向形成接近垂直角度而進(jìn)行。結(jié)果，排氣Mk2的流向在螺旋板183的背面形成縱向渦流Mk4。
[0147]像這樣，通過(guò)空心的螺旋板183的排氣中可引導(dǎo)縱向渦流Mk4以及橫向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)Mk3。并且,縱向潤(rùn)流Mk4按半徑方向(radial direction)使物質(zhì)及運(yùn)動(dòng)量的交換更加活性化，相互交換按螺旋板183內(nèi)部進(jìn)行的排氣和按外部進(jìn)行的排氣。這時(shí)，按照螺旋板183外部而進(jìn)行的排氣移動(dòng)至內(nèi)側(cè)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)量保持規(guī)則排氣的旋轉(zhuǎn)速度則變得更快。
[0148]結(jié)果，通過(guò)螺旋板183的排氣Mkl中橫向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和縱向渦流運(yùn)動(dòng)形成復(fù)流，根據(jù)形成的復(fù)流排氣Mkl可更加容易混合。因此，排氣Mkl可同時(shí)提高圓周方向的(circumferential direction)均質(zhì)度和半徑方向(radial direction)的均質(zhì)度。
[0149]另外，通過(guò)螺旋板183前往排出部184的排氣MK5為具有較強(qiáng)旋轉(zhuǎn)力的難流狀態(tài)，因此SCR反應(yīng)器182 (參照?qǐng)D1)的催化部191 (參照?qǐng)D1)入口的流速在流動(dòng)單面上便可均勻。
[0150]圖7為圖6所示的螺旋板從上而下的平面圖。參照?qǐng)D7可知，靜態(tài)混合器180包含的螺旋板擁有的中心185中央部門為空。
[0151]根據(jù)圖6所示，流入靜態(tài)混合器180的排氣，有一部分將通過(guò)中心185直行，另一部分將隨著螺旋板183進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0152]在更實(shí)施例中，螺旋板183的外表以及內(nèi)部可為一定半徑rl、r2的圓形。
[0153]在更實(shí)施例中，螺旋板183外表的半徑rI (外徑)可與外筒182 (參照?qǐng)D6)內(nèi)部的半徑(內(nèi)徑)相同。
[0154]在更實(shí)施例中，螺旋板183按一定的幅(I)而設(shè)置。
[0155]圖8為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的氮氧化去除裝置的平面圖。參照?qǐng)D8可知，氮氧化物去除裝置200包括初始物質(zhì)箱240、泵241、還原劑供給機(jī)250以及催化還原部260。并且，周邊的構(gòu)成要素有低溫發(fā)動(dòng)機(jī)210、高溫發(fā)動(dòng)機(jī)220a、220b、220c以及多數(shù)閥門230a、230b、203c、230d。另一方面，高溫發(fā)動(dòng)機(jī)220a、220b、220c也可能是多數(shù)的。
[0156]在本優(yōu)選方式中，為了使說(shuō)明更加便利，假設(shè)高溫發(fā)動(dòng)機(jī)220a、220b、220c為擁有4行程頻率的船舶發(fā)電用發(fā)動(dòng)機(jī)，低溫發(fā)動(dòng)機(jī)210為擁有2行程頻率的船舶推進(jìn)用發(fā)動(dòng)機(jī)。但是，沒(méi)有將本發(fā)明的權(quán)利范圍局限于此的意圖，而是單純地為了便捷地說(shuō)明而舉例。
[0157]并且，雖然圖8未示，但各發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣路Rl、R4a、R4b、R4c可以通過(guò)渦輪增壓機(jī)未圖示。
[0158]若從高溫發(fā)動(dòng)機(jī)220a、220b、220c排出氣體，那么閥門230b、230c、230d將在多數(shù)的途徑中隨意選擇一條引導(dǎo)排氣。例如，船舶在限制氮氧化物排出量的海域中航行時(shí)，為去除排氣中所含有的氮氧化物，閥門230b、230c、230d將排氣引向第一途徑R5a、R5b、R5c。若非此時(shí)，閥門230b、230c、230d為使排氣排到外部會(huì)將排氣引向第二途徑R6a、R6b、R6c。
[0159]若排氣弓I至第一途徑R5a、R5b、R5c，那么每個(gè)高溫發(fā)動(dòng)機(jī)220a、220b、220c排出的氣體將在排氣管R7合流，相合的排氣將提供至還原劑供給機(jī)250。
[0160]還原劑供給機(jī)250從初始物質(zhì)中生成還原劑，再將排氣與還原劑混合。與還原劑混合的排氣將通過(guò)還原劑供給機(jī)250的排氣口排出。
[0161]在更實(shí)施例中，還原劑供給機(jī)250可利用排氣熱能生成還原劑。
[0162]在更實(shí)施例中，還原劑供給機(jī)250通過(guò)利用排氣熱能而產(chǎn)生的熱反應(yīng)從初始物質(zhì)中生成還原劑。這時(shí)，氮氧化物去除裝置200將初始物質(zhì)儲(chǔ)藏到初始物質(zhì)箱240，通過(guò)泵241將初始物質(zhì)提供至還原劑供給機(jī)250。
[0163]在更實(shí)施例中，還原劑供給機(jī)250提供的還原劑是氨氣，初始物質(zhì)可以是尿素。這時(shí)，初始物質(zhì)箱240將會(huì)儲(chǔ)藏尿素，通過(guò)泵241向還原劑供給機(jī)250提供尿素。提供至還原劑供給機(jī)250的尿素可以是水溶液(尿素水)的形態(tài)。并且，還原劑供給機(jī)250將提供的尿素噴向高溫排氣氣體。噴射出的尿素將通過(guò)利用排氣熱能而產(chǎn)生的熱反應(yīng)轉(zhuǎn)變的氨氣。
[0164]這時(shí)，高溫發(fā)動(dòng)機(jī)220a、220b、220c的排氣溫度相對(duì)較高，因此通過(guò)渦輪增壓機(jī)(未圖示)后也能達(dá)到熱反應(yīng)的足夠溫度(例如，350°C以上)。因此，因此利用排氣的熱能使尿素充分地轉(zhuǎn)換成為氨，抵制副生成物(例如，縮二脲、三聚氰酸)的生成。
[0165]對(duì)于初始物質(zhì)箱240與泵241的具體內(nèi)容與圖10說(shuō)明相同。本發(fā)明第二實(shí)施例的還原劑供給機(jī)250將與附圖9做詳細(xì)說(shuō)明。
[0166]一方面，還原劑供給機(jī)250的排氣路與個(gè)別的通氣管R2相連。從通氣管R2的上流流入低溫發(fā)動(dòng)機(jī)210的排氣(以下為低溫排氣)。并且，通氣管R2的下流與催化還原部260相連。
[0167]通過(guò)還原劑供給機(jī)250的排氣口而流出的排氣通向通氣管R2，在通氣管R2的上流與下流之間與低溫排氣相合。并且，相合的排氣將提供至催化還原部260。
[0168]一方面，在實(shí)施例中，從低溫發(fā)動(dòng)機(jī)210排出的排氣將通過(guò)閥門230a選擇性地流入排出管R3或者是通氣管R2。這時(shí)，閥門230a可參照船舶的運(yùn)行模式控制。
[0169]催化還原部260包括靜態(tài)混合器262以及SCR反應(yīng)器261。靜態(tài)混合器262將混合流入的排氣，SCR反應(yīng)器261將通過(guò)利用排氣中含有的還原劑而形成的催化還原反應(yīng)去除排氣中的氮氧化物。
[0170]—方面，對(duì)于靜態(tài)混合器262及SCR反應(yīng)器261的具體內(nèi)容與所述相同。
[0171]另一方面，去除氮氧化物的排氣將通過(guò)閥門270排向排出口。
[0172]根據(jù)所述的構(gòu)成，為了生成還原劑而利用高溫發(fā)動(dòng)機(jī)220a、220b、220c的排氣(以下為高溫排氣)，提高還原劑生成效率，抵制副生成物的產(chǎn)生。
[0173]另外，因?qū)⒌蜏嘏艢馀c高溫排氣一并提供至催化還原部260，能夠利用高溫排氣中含有的還原劑去除低溫排氣的氮氧化物。因此，可去除利用低溫排氣生成還原劑時(shí)發(fā)生的負(fù)面問(wèn)題(例如產(chǎn)生副生成物)。
[0174]另外，因具備連接低溫發(fā)動(dòng)機(jī)210和高溫發(fā)動(dòng)機(jī)220a、220b、220c的共同催化還原部260,通過(guò)一個(gè)共同的催化還原部260,可脫氮(denitrification或De-NOx)多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(低溫發(fā)動(dòng)機(jī)210和高溫發(fā)動(dòng)機(jī)220a、220b、220c的排氣。隨之，可降低氮氧化物去除裝置的安裝成本。
[0175]圖9為圖8所示的還原劑供給機(jī)的具體實(shí)施方案的平面圖。參照?qǐng)D9可知，還原劑供給機(jī)250包括流入部251、外筒256、排出部257、氣嘴252、氣嘴座253、旋轉(zhuǎn)器254以及多孔內(nèi)筒255。
[0176]對(duì)外筒256、氣嘴252、旋轉(zhuǎn)器254以及多孔內(nèi)筒255的具體內(nèi)容于所述相同。
[0177]氣嘴座253支持氣嘴252。此外，氣嘴座253也可用于對(duì)旋轉(zhuǎn)器的支持。
[0178]流入部251與排氣管R7 (參照?qǐng)D8)相連引入排氣Mrl。一部分排氣Mrl可通過(guò)旋轉(zhuǎn)器流入到多孔內(nèi)筒255的內(nèi)部。排氣中的一部分Mr2、Mr3、Mr4、Mr5將在多孔內(nèi)筒255和外筒256之間進(jìn)行，再通過(guò)多孔內(nèi)筒255的小孔流入到多孔內(nèi)筒255的內(nèi)部。
[0179]流入多孔內(nèi)筒255內(nèi)部的排氣Mr7與尿素相合后會(huì)引起熱反應(yīng)。且，與排氣的熱反應(yīng)而生成的還原劑相混合。這時(shí)，旋轉(zhuǎn)器254誘導(dǎo)排氣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)MrS使還原劑更佳有效地混合于排氣中。與還原劑相混合的排氣Mr9將通過(guò)排出口 257排向還原劑供給機(jī)250的排氣口。
[0180]圖10為本發(fā)明的氮氧化物去除方法的順序圖。參照?qǐng)D10可發(fā)現(xiàn)，氮氧化物去除方法包括SllO階段至S160階段。
[0181]在SllO階段中，氮氧化物去除裝置200 (參照?qǐng)D8)將第一發(fā)動(dòng)機(jī)排氣提供至還原劑供給機(jī)(還原劑供給機(jī)組)。這時(shí)，第一發(fā)動(dòng)機(jī)很有可能為高溫發(fā)動(dòng)機(jī)220a、220b、220c(參照?qǐng)D8)。且，第一發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣(以下為高溫排氣)的溫度較高，因此即使通過(guò)渦輪增壓機(jī)后也將保持著較高的溫度(例如，適合生成還原劑的熱反應(yīng)溫度)。
[0182]在S120階段中，氮氧化物去除裝置200通過(guò)利用高溫排氣熱能的熱反應(yīng)從初始物質(zhì)中生成還原劑。且，氮氧化物去除裝置200將混合高溫排氣和還原劑。
[0183]在實(shí)施例中，初始物質(zhì)為尿素，還原劑為氨氣。
[0184]氮氧化物去除裝置200的具體還原劑生成法與圖8所示相同。
[0185]在S130階段中，氮氧化物去除裝置200將第二發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣以下為低溫排氣提供至通氣管R2，參照?qǐng)D8。第二發(fā)動(dòng)機(jī)也可稱為低溫發(fā)動(dòng)機(jī)210，參照?qǐng)D8。且，氮氧化物去除裝置200將還原劑含有的高溫排氣提供至通氣管R2。
[0186]高溫排氣與低溫排氣在通氣管R2相合，氮氧化物去除裝置200將通過(guò)相合的排氣提供至催化還原部260，參照?qǐng)D8。這時(shí)，高溫排氣中含有的還原劑也將一起提供至催化還原部260。
[0187]低溫及高溫排氣依次提供至通氣管R2和催化還原部260的具體方法與圖8的說(shuō)明相同。
[0188]在S140階段中，氮氧化物去除裝置200將利用靜態(tài)混合器262，參照?qǐng)D8混合高溫排氣、低溫排氣和還原劑。靜態(tài)混合器262的具體構(gòu)成及運(yùn)作與所述相同。
[0189]在S150階段中，氮氧化物去除裝置200將根據(jù)靜態(tài)混合器262混合而成的排氣提供至SCR反應(yīng)器261 (參照?qǐng)D8)。且，氮氧化物去除裝置200通過(guò)利用混合排氣中所含有的還原劑的選擇性催化還原反應(yīng)，將高溫排氣或低溫排氣中含有的氮氧化物去除。
[0190]在S160階段中，氮氧化物去除裝置200可以將脫硝De-NOx的高溫排氣或低溫排氣通過(guò)排出口向外部排出。
[0191]根據(jù)所述的構(gòu)成，為了生成還原劑利用高溫排氣，能夠提高還原劑生成的效率，并抵制副生成物的產(chǎn)生。
[0192]另外，低溫排氣和高溫排氣同時(shí)作用于催化還原部260，為了去除地位排氣中的氮氧化物可以利用高溫排氣中含有的還原劑。因此，能夠去除利用低溫排氣生成還原劑時(shí)產(chǎn)生的負(fù)面問(wèn)題(如，副生成物的產(chǎn)生)。
[0193]另外，為了低溫發(fā)動(dòng)機(jī)210和高溫發(fā)動(dòng)機(jī)220a、220b、220c而準(zhǔn)備共同的催化還原部260，通過(guò)一個(gè)催化還原部260能夠脫硝(De-NOx)多數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣。因此，也可減少安裝氮氧化物去除裝置的成本。
[0194]發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明中雖已用具體的優(yōu)選方式說(shuō)明，但未超出本發(fā)明范圍的各種實(shí)施方案也可按各種形態(tài)變化。
[0195]例如，在本發(fā)明中雖將初始物質(zhì)設(shè)為尿素，將還原劑設(shè)為氨氣，但本發(fā)明也可應(yīng)用到以其他要素為初始物質(zhì)或還原劑的氮氧化物去除裝置。即，本發(fā)明的技術(shù)想法也可適用于生成還原劑的較高溫度所需要的氮氧化物去除裝置。[0196]另一優(yōu)選方式中，本發(fā)明的第一優(yōu)選方式能夠應(yīng)用到為混合排氣而抽氣的某些氮氧化物去除裝置中，本發(fā)明的范圍也將至此。
[0197]另外，雖然在這里使用了幾個(gè)特定用語(yǔ)，但這些僅出于說(shuō)明本發(fā)明的目的而使用，絕非為限定某個(gè)意義或限定專利請(qǐng)求范圍內(nèi)所記載的本發(fā)明的范圍而使用。因此本發(fā)明的范圍不能僅僅局限于上述的優(yōu)選方案中，必須要按照等同于后述的專利請(qǐng)求范圍以及本發(fā)明的專利請(qǐng)求范圍而制定。
【權(quán)利要求】
1.一種氮氧化物去除裝置，其特征在于，包括: 排氣管，將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣引向渦輪增壓機(jī)； 排氣動(dòng)壓發(fā)生器，將所述排氣管中流入出排氣的一部分抽氣； 還原劑供給機(jī)，將所述的抽氣的氣體和還原劑相混合后，提供至所述排氣管；以及SCR反應(yīng)器，與所述渦輪增壓機(jī)的后端相連接，并利用所述還原劑通過(guò)催化還原反應(yīng)，將所述排氣中所含有的氮氧化物去除， 提供至所述排氣管的所述抽氣氣體及所述還原劑，通過(guò)所述排氣管按順序?qū)蛩鰷u輪增壓機(jī)和所述SCR反應(yīng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮氧化物去除裝置，其特征在于，所述的動(dòng)壓發(fā)生器，將所述排氣一部分從所述排氣管的下流側(cè)抽氣，所述還原劑供給機(jī)，將所述抽氣的氣體與所述還原劑一并提供至所述排氣管上流側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮氧化物去除裝置，其特征在于， 所述動(dòng)壓發(fā)生器，包括: 動(dòng)壓板，抽氣所述排氣一部分提供至所述還原劑供給機(jī)；以及旋轉(zhuǎn)軸，將所述動(dòng)壓板結(jié)合到所述排氣管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮氧化物去除裝置，其特征在于， 所述的還原劑供給機(jī)，將初始物質(zhì)噴向所述抽氣的氣體，通過(guò)所述噴射的初始物質(zhì)和所述抽氣的氣體接觸而產(chǎn)生的熱反應(yīng)，從所述噴射的初始物質(zhì)中生成所述還原劑。·
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氮氧化物去除裝置，其特征在于， 所述的還原劑供給機(jī)，包括: 氣嘴，將初始物質(zhì)提供至熱反應(yīng)領(lǐng)域；以及 多孔內(nèi)筒，位于所述還原劑供給機(jī)的外筒與熱反應(yīng)領(lǐng)域之間，有多數(shù)小孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮氧化物去除裝置，其特征在于， 所述氣嘴將所述初始物質(zhì)向所述多孔內(nèi)筒的內(nèi)部噴射。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮氧化物去除裝置，其特征在于， 所述多數(shù)的小孔為圓型或木棒型。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮氧化物去除裝置，其特征在于， 所述的多數(shù)小孔離所述氣嘴越近面積就越小。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮氧化物去除裝置，其特征在于， 所述的還原劑供給機(jī)還包括旋轉(zhuǎn)器，作用于多孔內(nèi)筒內(nèi)部空間的旋轉(zhuǎn)力。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氮氧化物去除裝置，其特征在于， 所述的初始物質(zhì)為尿素， 所述還原劑為氨氣體。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮氧化物去除裝置，其特征在于，還包括: 靜態(tài)混合器，設(shè)置于所述渦輪增壓機(jī)后端與所述SCR反應(yīng)器之間，混合所述還原劑與所述排氣； 所述靜態(tài)混合器，包括: 螺旋板，所述排氣通過(guò)所述靜態(tài)混合器的時(shí)段內(nèi)，使渦流引向所述排氣。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的氮氧化物去除裝置，其特征在于，所述渦流包括縱向渦流以及橫向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的復(fù)流渦流。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的氮氧化物去除裝置，其特征在于，所述的螺旋板的中心為空。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的氮氧化物去除裝置，其特征在于，所述螺旋板的外部周長(zhǎng)與所述靜態(tài)混合器的外筒里部周長(zhǎng)相接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮氧化物去除裝置，其特征在于，所述引擎為用于船舶的推進(jìn)用發(fā)動(dòng)機(jī)。
【文檔編號(hào)】B01D53/94GK103585886SQ201310586011
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月24日
【發(fā)明者】李東俊, 裵鐘旭, 林健 申請(qǐng)人:戴科有限公司