[发明专利]船舶尾气脱硝SCR反应器

说明书

本发明公开了一种船舶尾气脱硝SCR反应器，包括反应器主体，其上设有尾气进入管道和尾气出口管道；尾气进入管道具有依次连接的进入段、弯折段和延伸段，延伸段的出口弯折后连通尾气出口管道，弯折段内设有导流板，延伸段内布置第一催化剂，尾气出口管道内布置第二催化剂。本发明的反应器结构紧凑，适用于船舶空间，且脱硝效率较高；弯折段、汇合段和导流板的设置能增加流场与各气体组分的均匀性；催化剂层的布置方式最先接触尾气的第一催化剂可以使用抗硫性或中高温催化剂，第二催化剂可以使用低温或者抗硫性较差的催化剂，一定程度上减少了催化剂上的沉积现象对脱硝效率的影响，同时能够提高催化剂层的利用率，提高脱硝效率。

技术领域

本发明涉及一种SCR反应器，尤其涉及一种船舶尾气脱硝SCR反应器，属于船舶节能减排领域。

背景技术

随着经济全球化的发展，世界贸易形势发生剧变，2002到2011年国际贸易总量增长了近22倍。国际贸易的快速增长导致世界船舶运输量的迅猛提升，由船舶尾气造成的环境污染日益严峻。氮氧化物是船舶尾气污染物主要成分之一，其危害包括：光化学烟雾、酸雨、对流层臭氧、臭氧层损耗等。自2016年起，国际海事组织制定了更加严格的排放规定，船舶在进入国际海事组织规定的排放控制区内后，排放必须达到其规定的限额，这要求船舶必须采用更高脱硝效率的技术。

选择性催化还原(SCR)是目前脱硝效率较高且技术相对成熟的脱硝技术之一。SCR系统复杂，如图1所示，传统的SCR梭型反应器所占空间较大，对于空间相对较小的船舶不适用。由于船舶尾气流速较高(最高能达15m/s)，加上传统SCR反应器入口处扩张管的设置的原因，脱硝过程中会存在气体停留时间减小、混合程度降低、尿素蒸发分解率降低等问题，进而会导致以下几种情况的出现：对催化剂入口处冲刷并形成沉积；传统梭型的扩张管外围易产生负回流区；除中心外的催化剂利用率差；氨逃逸率提高等，这些问题都会导致脱硝效率降低。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种适用于船舶紧凑空间并且能达到较高脱硝效率的SCR脱硝反应器。

技术方案：本发明的船舶尾气脱硝SCR反应器，包括反应器主体，所述反应器主体上设有尾气进入管道和尾气出口管道；所述尾气进入管道具有依次连接的进入段、弯折段和延伸段，该延伸段的出口弯折后连通尾气出口管道，其中，弯折段内设有导流板，延伸段内布置第一催化剂，尾气出口管道内布置第二催化剂。

优选的，尾气进入管道有两个，关于尾气出口管道对称布置，两个尾气进入管道的延伸段汇集连通尾气出口管道。

进一步地，尾气进入管道的进入段水平布置且与延伸段垂直，尾气出口管道水平布置，此时反应器主体为E型；或者尾气进入管道的进入段竖直布置且与延伸段垂直，尾气出口管道竖直布置，反应器主体为山字型，这样能达到更好的混合效率。

当反应器主体为E型或山字型时，延伸段内第一催化剂的入口与弯折段出口的距离为A，第一催化剂的出口与尾气出口管道入口的距离为B，第二催化剂的入口与延伸段的距离为C，其中，A、B、C的长度为100mm-300mm，此间距考虑到后期催化剂与导流板的调整和更换。

导流板包括位于弯折段内靠近外侧的外弯导流板和靠近内侧的内弯导流板，其中，外弯导流板由直线部分和弧形部分组成，内弯导流板为弧形。导流板的设置能使均匀流场分布，防止流体在弯管处冲刷壁面，最终提高尿素分解速率，达到更好的脱硝效率。

优选的，外弯导流板的直线部分长度不超过内弯导流板的边缘处。

优选的，导流板为平行设置的至少两块板，相邻导流板之间的间距在300mm以上，如果间距过小会造成液滴挂壁，阻力过大等影响。