[发明专利]氨燃料发动机的废气处理系统和氨燃料发动机

说明书

本发明涉及一种氨燃料发动机的废气处理系统和氨燃料发动机，氨燃料发动机的废气处理系统包括：脱硝反应器(5)，包括用于引入待处理废气的废气输入端；等离子发生装置(4)，与所述脱硝反应器(5)连接并被配置成向所述脱硝反应器(5)提供脱硝用的等离子体；洗涤塔(7)，包括壳体(12)、设在所述壳体(12)上并与所述脱硝反应器(5)的废气输出端连接的废气入口和设在所述壳体(12)内用于喷洒吸收氨气的洗涤液的第一喷淋部件(13)实现了既可以脱除废气中的氮氧化物又可去除废气中氨气。

技术领域

本发明涉及发动机废气处理技术领域，具体而言，涉及一种氨燃料发动机的废气处理系统和氨燃料发动机。

背景技术

随着海运快速发展，全球温室气体排放量也逐渐上升，2018年国际海事组织提出了航运业温室气体减排策略，提出以2008年温室气体年度总排放量为基础，到2050年温室气体年度总排放量降低50％，并向绿色零碳排放的目标前进，各国都采取了相应的减排措施。能源是主体，迫切需要我国尽早向低碳和零碳能源转型。氨是一种理想的无碳燃料，并且从单位质量储能来看，氨的能量密度甚至高于电池，接近化石燃料，因此良好的储能能力以及运输安全特点是氨作为燃料的巨大优势。在“双碳”政策的推动下，氨发动机有望成为船舶的主要动力装置，纯氨发动机虽然避免了CO2、SOX等污染物的排放，但是会产生NO、NO2以及氨逃逸的问题。

目前，船舶上采用SCR技术脱除氮氧化物的单一污染物脱除技术较为成熟，具有效率高、可靠性好等优点。但是目前制约SCR技术发展的最大问题是催化剂的使用，SCR系统催化剂需要进行定期的更换和维护，这就增加了使用成本，降低了经济效益；并且纯氨发动机废气中的气体成分发生了变化，由于纯氨发动机会产生氨逃逸问题，废气中会存在一定量的氨气，需要对废气中的氨气进行吸收，防止出现中毒及污染问题。

现有船舶纯氨发动机废气处理技术的不足主要体现在三个方面：一是采用选择性非催化还原技术(SNCR)来处理NOX时，氨气具有腐蚀性，大量喷入发动机中会产生应力腐蚀，对于发动机工作以及寿命会产生一定的影响；二是采用选择性催化还原技术(SCR)时，SCR系统中催化剂需要定期进行维护和更换，增加了使用成本；三是采用氨发动机作为动力源时，会产生氨逃逸问题，废气中会有一定量的氨气，需要及时对氨气进行处理。

发明内容

本发明旨在提供一种有效去除氨燃料发动机的氮氧化物和氨气的氨燃料发动机的废气处理系统和氨燃料发动机。

根据本发明实施例的一个方面，本发明提供了一种氨燃料发动机的废气处理系统，氨燃料发动机的废气处理系统包括：

脱硝反应器，包括用于引入待处理废气的废气输入端；

等离子发生装置，与脱硝反应器连接并被配置成向脱硝反应器提供脱硝用的等离子体；以及

洗涤塔，包括壳体、设在壳体上并与脱硝反应器的废气输出端连接的废气入口和设在壳体内用于喷洒吸收氨气的洗涤液的第一喷淋部件。

在一些实施例中，等离子发生装置包括电弧等离子发生装置。

在一些实施例中，氨燃料发动机的废气处理系统还包括氨燃料罐，氨燃料罐与等离子发生装置连接以向等离子发生装置提供用于激发电离的氨气。

在一些实施例中，氨燃料罐与氨燃料发动机的发动机本体连接，以向发动机本体提供燃料。

在一些实施例中，氨燃料发动机的废气处理系统还包括第一换热器，第一换热器包括氨燃料流路和与氨燃料流路换热的第一废气流路换热,第一废气流路的进口端与氨燃料发动机的发动机本体的废气口连接，第一废气流路的出口端与脱硝反应器的废气输入端连接，氨燃料流路的进口端与氨燃料罐连接，氨燃料流路的出口端与等离子发生装置和发动机本体中的至少一个连接。

在一些实施例中，洗涤塔还包括设在第一喷淋部件上方的第二喷淋部件。