[发明专利]船舶多级SCR串联系统及其控制方法

说明书

本公开提供了一种船舶多级SCR串联系统及其控制方法，船舶多级SCR串联系统包括：SCR反应器、换热器、空气加热闭式系统和控制系统；多个SCR反应器相串联；换热器设置在每个SCR反应器入口前；空气加热闭式系统通过加热系统风机输出的空气流分别在各个换热器中对废气进行加热后再回流至加热系统风机；控制系统通过控制器对换热器和空气加热闭式系统进行控制。本公开通过将通常的船舶SCR反应器分解成多个SCR反应器的串联形式，各个反应器在一定程度上解决了在船舶机舱有限空间布置大型的单个反应器的不便，更加便于布置和安装；而且可以在不同反应段的反应器内使用适合于该处的催化剂，同时提高了NO_x的转化效率和催化器的使用寿命，降低了维修成本。

技术领域

本公开涉及船舶大气污染处理技术领域，尤其涉及一种用于船舶柴油机尾气后处理的船舶多级SCR串联系统及其控制方法。

背景技术

全球绝大多数船舶采用柴油机作为推进装置，这是由柴油机热效率、可靠性等特点决定的。而船舶柴油机的废气排放中的氮氧化物(NO_x)对环境的危害逐渐被人们所认识。随着国际海事组织对船舶柴油机NO_x排放限值的日益严格，选择性催化还原法(SCR)被逐渐应用到船舶中。它是使废气中的NO_x在SCR反应器中催化剂的催化作用下与NH₃发生还原反应生成N₂，从而达到废气处理的目的。该技术对反应温度较为敏感，一般在330～450℃时才能高效反应，温度过高或过低时反应效率较低，而且会造成NH₃的排放增加。

SCR技术是在机外进行废气处理，最大的优点是可以减少柴油机80％～95％的NO_x排放，是目前唯一能够达到Tier III排放标准的控制技术。使用SCR系统不必对柴油机做较大的改动，可以保留柴油机的优化运行状况。

要在有限的机舱空间中布置SCR反应器，空间成本较高，且船用SCR反应器一般较大，需特别设计布置方案，存在一定麻烦。由于SCR反应需要在一定的温度范围内才能高效进行，这也更加使得其安装位置必须尽可能靠近发动机排气位置，对布置提出了更高的要求。又由于船舶主机特殊的工况，废气温度本不太高，且经过废气涡轮后温度进一步降低，若反应器位置距离发动机排气侧较远，则废气温度更难达到高效反应的温度。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种船舶多级SCR串联系统及其控制方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种船舶多级SCR串联系统，包括：串联的n个SCR反应器，其中n≥3；n个换热器，分别设置在每个所述SCR反应器的进口前；空气加热闭式系统，输出的空气流分别在各个所述换热器中对废气进行加热；控制系统，对所述换热器和所述空气加热闭式系统进行控制。

在本公开的一些实施例中，所述空气加热闭式系统包括：加热系统风机；n个加热器，所述加热器一端与所述加热系统风机通过气体管路连接，所述加热器另一端分别通过气体管路与对应的所述换热器一端连接，各所述换热器的另一端通过气体管路汇集并连接至所述加热系统风机。

在本公开的一些实施例中，所述控制系统包括：电磁开关，分别对每个加热器的开闭进行控制；控制器，分别接收每个所述温度传感器获取的所述SCR反应器进口处的废气温度，并对每个所述电磁开关进行控制；温度传感器，用于获取所述SCR反应器进口处的废气温度，并反馈至控制器。

在本公开的一些实施例中，还包括：压力表，所述压力表的个数为2n；所述压力表分别设置在所述SCR反应器的进口处和出口处。