一種用于提高scr系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率的試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)計(jì)一種用于提高SCR系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率的試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油機(jī)以其燃油經(jīng)濟(jì)性、動力性、可靠性和0)2排放少備受人們的親睞，但柴油機(jī)存在一個(gè)很大的問題就是排放問題，它帶來大量的NOx和PM排放造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)已無法滿足排放要求，必須增設(shè)排氣后處理系統(tǒng)。目前認(rèn)為柴油機(jī)Urea-SCR技術(shù)路線是實(shí)現(xiàn)未來排放法規(guī)的最有前景的一項(xiàng)技術(shù)。車用柴油機(jī)運(yùn)行工況多變，且SCR系統(tǒng)布置空間有限，目前車用SCR系統(tǒng)存在有低溫轉(zhuǎn)化效率低，排氣系統(tǒng)尿素沉積等問題。而柴油機(jī)尾氣中NO2比重的提高可以滿足SCR快速反應(yīng)的條件從而有利于提高轉(zhuǎn)化效率，特別是低溫轉(zhuǎn)化效率，還可以降低還原劑的泄漏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明專利為一種用于提高SCR系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率的試驗(yàn)裝置，其目的是利用預(yù)處理旁通裝置有效提高勵2的比重，使其N0/N021，提高NOx轉(zhuǎn)化效率，特別是低溫轉(zhuǎn)化效率，還可以有效降低NH3泄露。但當(dāng)溫度超過350°C時(shí)，快速SCR反應(yīng)的速率與標(biāo)準(zhǔn)SCR反應(yīng)相差無幾。因此若SCR處的排氣溫度在350°C以上，排氣中NO2的比例對SCR反應(yīng)速率影響甚微，考慮到節(jié)能環(huán)保的要求，本裝置將針對排氣溫度350°C以下時(shí)提高NO2的比重，同時(shí)對尿素噴射進(jìn)行可視化研究，優(yōu)化尿素噴嘴。
[0004]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明專利采用的技術(shù)方案是:
一種用于提高SCR系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率的試驗(yàn)裝置，包括熱風(fēng)供給系統(tǒng)，配氣系統(tǒng)，預(yù)處理旁通系統(tǒng)，尿素噴射系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)，所述熱風(fēng)供給系統(tǒng)和配氣系統(tǒng)并聯(lián)，然后與預(yù)處理旁通系統(tǒng)連接，所述預(yù)處理旁通系統(tǒng)、尿素噴射系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)依次連接；
根據(jù)本發(fā)明，所述的熱風(fēng)供給系統(tǒng)主要包括了液化天然氣瓶、燃燒器、鼓風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)爐。液化天然氣瓶與燃燒器連接，燃燒器置于熱風(fēng)爐內(nèi)，熱風(fēng)爐外接鼓風(fēng)機(jī)，熱風(fēng)爐為管路內(nèi)提供熾熱氣體;所述液化天然氣瓶與燃燒器之間設(shè)有減壓閥；首先液化天然氣瓶配備有氣體閥來控制天然氣通閉。接著將天然氣瓶通過氣管接入帶有燃燒器的熱風(fēng)爐，使天然氣能在其中燃燒。最后在熱風(fēng)爐的兩側(cè)分別安裝鼓風(fēng)機(jī)和氣體管道，通過鼓風(fēng)機(jī)將天然氣燃燒后產(chǎn)生的熾熱氣體傳輸?shù)綒怏w管道從而為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。傳輸?shù)臍怏w參數(shù)分別由溫度傳感器，壓力表以及流量計(jì)控制。該系統(tǒng)主要模擬了真實(shí)發(fā)動機(jī)的排氣工況。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，所述的配氣系統(tǒng)主要包括NO瓶、NO2瓶和配氣裝置。所述NO瓶、勵2瓶均與配氣裝置連接，經(jīng)配氣裝置處理氣體與熱風(fēng)爐提供的熾熱氣體混合;所述NO瓶與配氣裝置之間設(shè)有流量計(jì)Π，所述NO2瓶與配氣裝置之間設(shè)有流量計(jì)m。
[0006]NO瓶和NO2瓶都配備有可控制氣體通閉的閥門，將兩種氣體的氣管分別連接到各自的流量計(jì)Π、流量計(jì)m上，通過其控制控制NO和NO2流量大小，最后將兩路氣體一起連接進(jìn)配氣裝置中進(jìn)行配氣。整個(gè)配氣過程中利用控制單元控制閥門開度，并在系統(tǒng)管道末端安裝閥門I和單向閥以達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的開閉以及防止回流的目的。配氣系統(tǒng)的作用是模擬出真實(shí)發(fā)動機(jī)的尾氣條件。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，所述的預(yù)處理旁通裝置包括旁通閥1、旁通閥Π、預(yù)氧化催化器、控制單元以及NO傳感器Ι、Ν02傳感器I和溫度傳感器Π。熱風(fēng)供給系統(tǒng)和配氣系統(tǒng)的混合氣體進(jìn)入預(yù)處理旁通系統(tǒng)的主管路，主管路上依次設(shè)有流量計(jì)IV、旁通閥I，流量計(jì)V ;所述預(yù)處理旁通系統(tǒng)還設(shè)有分支管路，所述分支管路的兩端均與主管路相連通，分支管路的入口設(shè)于流量計(jì)IV和旁通閥I之間，分支管路的出口設(shè)于流量計(jì)V之后;分支管路上依次設(shè)有溫度傳感器Π、旁通閥Π、預(yù)氧化催化器;在分支管路后方的主管路上設(shè)有NO傳感器I和NO2傳感器I;該系統(tǒng)中旁通閥門開關(guān)，溫度傳感器Π，Ν0傳感器I ,NO2傳感器I都與控制單元相連接，當(dāng)排氣溫度350°C以下時(shí)利用控制單元接收NO傳感器I和NO2傳感器I的信號，控制兩路管道旁通閥1、旁通閥Π的開度大小使SCR催化器入口處氣體中N0/N021，當(dāng)排氣溫度超過350°C時(shí)關(guān)閉預(yù)氧化催化器前的旁通閥Π 24開關(guān)。該旁通裝置主要作用為控制反應(yīng)氣體中NO和NO2的比例，使其符合SCR快速反應(yīng)的條件。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，所述的尿素噴射系統(tǒng)主要包括尿素罐、尿素栗、噴嘴和可視化石英管。通過預(yù)處理旁通裝置處理后的氣體通過氣體管道接入可視化的石英管。預(yù)處理旁通系統(tǒng)的主管路與可視化石英管連接，所述可視化石英管內(nèi)安裝有噴嘴，噴嘴外接尿素栗的出口，所述尿素栗的進(jìn)口與尿素罐連接;尿素水溶液經(jīng)尿素罐，尿素栗通過噴嘴噴入石英管中與氣體混合。該系統(tǒng)選用可視化裝置便于觀察尿素霧化效果，以此優(yōu)化尿素噴嘴，減少避免結(jié)晶的生成，達(dá)到提高NOx轉(zhuǎn)化效率的目的。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，所述的檢測系統(tǒng)包括NH3傳感器1、NH3傳感器Π、N0傳感器Π和NO2傳感器n、SCR催化器以及氣體回收罐。可視化石英管與SCR催化器連接，SCR催化器后接有氣體回收罐;可視化石英管與SCR催化器之間設(shè)有NH3傳感器I，所述SCR催化器與氣體回收罐之間設(shè)有NH3傳感器Π，N0傳感器Π，N02傳感器Π ；
模擬的尾氣與尿素溶液混合后通入氣體發(fā)生反應(yīng)的主要場所一 SCR催化器，在催化器前端安裝的NH3傳感器I，和催化器后端安裝的NH3傳感器Π、N0傳感器Π、N02傳感器Π檢測出NOx轉(zhuǎn)化效率以及參與反應(yīng)的NH3量。在該系統(tǒng)的最后安裝尾氣回收罐將反應(yīng)后的產(chǎn)物回收，避免污染大氣。
[0010]所述閥門I，流量計(jì)IV，溫度傳感器Π，旁通閥I，旁通閥Π，N0傳感器Ι，Ν02傳感器I，NH3傳感器I，NH3傳感器Π，NO傳感器Π，N02傳感器Π均與控制系統(tǒng)電性連接。
[0011]所述熱風(fēng)爐后方管路上設(shè)有溫度傳感器，流量計(jì)I，壓力表。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，所述的傳感器采集的數(shù)據(jù)傳遞給控制單元，利用控制單元對傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算SCR系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化效率，流量計(jì)、壓力表和溫度計(jì)可以測量管路中氣體的流量、壓力和溫度，獲得氣體的特性參數(shù)，便于控制，這樣試驗(yàn)可以在不同流量、不同壓力和不同溫度下測量NOx的轉(zhuǎn)化效率。
[0013]考慮到尿素水溶液的腐蝕性，高溫時(shí)容易侵蝕低碳鋼部件，本發(fā)明采用304以上不銹鋼制作。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
一種用于提高SCR系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率的試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉且易于安裝，可以測量不同廢氣流量、壓力和溫度下的NOx轉(zhuǎn)化效率，具有測量范圍廣泛的特點(diǎn)。
[0015]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明SCR系統(tǒng)試驗(yàn)裝置示意圖；
附圖標(biāo)記說明:
1.熱風(fēng)供給系統(tǒng)，2.配氣系統(tǒng)，3.預(yù)處理旁通系統(tǒng)，4.尿素噴射系統(tǒng)，5.檢測系統(tǒng)，6.液化天然氣瓶，7.減壓閥，8.鼓風(fēng)機(jī)，9.熱風(fēng)爐，1.燃燒器，11.溫度傳感器I，12.流量計(jì)1，13.壓力表，14.勵瓶，15.流量計(jì)11，16.勵2瓶，17.流量計(jì)111，18.配氣裝置，19.閥門1，20.單向閥，21.流量計(jì)IV，22.溫度傳感器Π，23.旁通閥I，24.旁通閥Π，25.流量計(jì)V，26.預(yù)氧化催化器,27.控制單元，28.NO傳