本實(shí)用新型涉及凈化裝置領(lǐng)域，特別涉及一種多用途氮氧化物及黑煙凈化裝置。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展，能源的需求多樣化、特殊化問(wèn)題日益突現(xiàn)，應(yīng)急發(fā)電系統(tǒng)在這種條件下如雨后春筍般發(fā)芽，雖然目前人們?cè)诜e極的向風(fēng)電、水電、太陽(yáng)能發(fā)電方面發(fā)展，但是人們的用電還是主要依賴火電和核電，在移動(dòng)系統(tǒng)如車輛、船只、野外作業(yè)，基本依靠柴油發(fā)電做動(dòng)力；它的方便、靈活性，安全等方面決定了其他能源無(wú)法完全取代；大量柴油發(fā)電機(jī)組使用同時(shí)也帶來(lái)對(duì)環(huán)境的污染。

近年來(lái)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)，數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目不斷增加，大容量柴油發(fā)電機(jī)組不斷增加，而隨之而來(lái)的環(huán)境問(wèn)題日益突出，環(huán)保要求也隨之嚴(yán)格；因此，在現(xiàn)有設(shè)備場(chǎng)合中，為保證應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)滿足使用場(chǎng)合的環(huán)保要求，用戶方不再像以前那樣，替換新的排放等級(jí)的柴油發(fā)電機(jī)組；而是通過(guò)增加排煙凈化裝置的方式，滿足使用場(chǎng)合的環(huán)保要求。

柴油機(jī)排放污染物主要有以下幾種：HC,CO,SO_X,NO_X,和PM(微粒)，這其中NO_X是由空氣中N₂和O₂在燃燒室的高溫，高壓作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的，NO_X主要以NO的形式出現(xiàn)，還伴有少量的NO₂，NO_X可以與某些烴類發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成光化學(xué)煙霧，對(duì)人體有害。

(PM)微粒是由于柴油機(jī)燃燒時(shí)與空氣混合不均勻，造成局部過(guò)濃，在高溫缺氧情況下排出的，PM中含有可致癌的物質(zhì)，容易被人體吸入并沉積在肺內(nèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、效率高、能夠清除燃?xì)?、柴油發(fā)電機(jī)組排出的有毒、有害煙氣的多用途氮氧化物及黑煙凈化裝置。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種多用途氮氧化物及黑煙凈化裝置，所述凈化裝置包括：

一尿素罐，用于儲(chǔ)存溶解液形態(tài)的尿素；

一噴射柜，所述噴射柜的一端通過(guò)法蘭與燃?xì)狻⒉裼桶l(fā)電機(jī)組的排氣口連接，所述噴射柜通過(guò)導(dǎo)管與尿素罐連接；

一尿素噴射箱，所述尿素噴射箱設(shè)置在尿素罐和噴射柜之間，用于將尿素罐內(nèi)的尿素輸送到噴射柜內(nèi)與噴射柜內(nèi)的煙氣和空氣混合；

一SCR反應(yīng)室，所述SCR反應(yīng)室與噴射柜的另一端連接，用于對(duì)從噴射柜進(jìn)入到SCR反應(yīng)室內(nèi)的混合物進(jìn)行選擇性催化還原反應(yīng)。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述尿素的濃度為32.5％。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述噴射柜與SCR反應(yīng)室之間通過(guò)法蘭連接。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述尿素噴射箱由PIC控制柜、尿素泵以及空壓機(jī)組成。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述SCR反應(yīng)室包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的墊層以及催化劑載體。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述催化劑載體為蜂窩結(jié)構(gòu)。

通過(guò)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是：

實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、凈化效率高、能夠清除燃?xì)?、柴油發(fā)電機(jī)組排出的有毒、有害煙氣；可使尾氣排放污染物達(dá)到歐IV號(hào)標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱：

10、尿素罐 20、噴射柜 30、尿素噴射箱 40、SCR反應(yīng)室。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。

參見圖1所示，本實(shí)用新型公開了一種多用途氮氧化物及黑煙凈化裝置，包括尿素罐10、噴射柜20、尿素噴射箱30以及SCR反應(yīng)室40；尿素罐10用于儲(chǔ)存計(jì)算好濃度的溶解液形態(tài)的尿素，本實(shí)用新型尿素的濃度為32.5％-40％，優(yōu)選為32.5％，其也可以根據(jù)實(shí)際需要確定，此處不加贅述；噴射柜20的一端通過(guò)法蘭與燃?xì)狻⒉裼桶l(fā)電機(jī)組的排氣口連接，噴射柜20通過(guò)導(dǎo)管與尿素罐10連接；尿素噴射箱30設(shè)置在尿素罐10和噴射柜20之間，用于將尿素罐內(nèi)的尿素輸送到噴射柜內(nèi)與噴射柜內(nèi)的煙氣和空氣混合；SCR反應(yīng)室40與噴射柜20的另一端法蘭連接，用于對(duì)從噴射柜進(jìn)入到SCR反應(yīng)室內(nèi)的混合物進(jìn)行選擇性催化還原反應(yīng)。

尿素噴射箱由PIC控制柜、尿素泵以及空壓機(jī)組成，PIC控制柜控制尿素泵和空壓機(jī)將尿素罐中的尿素抽送到噴射柜內(nèi)；SCR反應(yīng)室包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的墊層以及催化劑載體，催化劑載體為蜂窩結(jié)構(gòu)，表面接觸面積大，增加了催化劑與有害氣體充分接觸，具有凈化效率高、成本低、活性組份附著力強(qiáng)、不易失活和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

催化器的作用是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速度。

三元催化轉(zhuǎn)化器(THREE-WAY CATALYST)能同時(shí)將有害物質(zhì)碳?xì)浠衔铩⒁谎趸己偷趸镛D(zhuǎn)化為水蒸氣、二氧化碳和氮?dú)狻?/p>

氧化型催化器主要對(duì)碳?xì)浠衔铩⒁谎趸计鹱饔谩?/p>

主要化學(xué)反應(yīng)有：

C_O+1/2O₂＝CO₂

H₄C₂+3O₂＝2CO₂+2H₂O

CO+NO_X＝CO₂+N₂

三元催化轉(zhuǎn)化器要求對(duì)空燃比精確地控制在理論值附近才能對(duì)三種有害排放物同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效率的轉(zhuǎn)化。

氧化型催化器要有足夠的氧氣才能達(dá)到理想效果，必要時(shí)可引入二次空氣。

催化器的轉(zhuǎn)化效率除了本身的因素外，還和使用條件密切相關(guān)，其中最關(guān)鍵的因素是使用溫度和空燃比。

SCR脫硝技術(shù)是指在催化劑的作用下，利用還原劑(如NH₃、液氨、尿素)來(lái)“有選擇性”地與煙氣中的NOx反應(yīng)并生成無(wú)毒無(wú)污染的N₂和H₂O，而不與煙氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到除去煙氣中的NOx的目的，脫硝效率約為80％-90％；與其他脫硝技術(shù)相比，具有裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、脫硝效率高、技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠、便于維修等特點(diǎn)，并且沒(méi)有副產(chǎn)物產(chǎn)生，不形成二次污染；燃機(jī)發(fā)電機(jī)組的尾氣中的NOx，主要包括NO和NO₂，是造成大氣污染的主要污染源之一。

本實(shí)用新型SCR反應(yīng)室的原理是煙氣和還原劑(如NH₃、液氨、尿素)與空氣的混合物在經(jīng)過(guò)SCR反應(yīng)室的蜂窩式催化劑載體時(shí)，煙氣中的NOx(主要是NO以及少量的NO₂)和加入SCR反應(yīng)室中的還原劑、空氣中的O₂發(fā)生選擇性催化還原反應(yīng)，生成無(wú)污染的N₂和H₂O。

其主要反應(yīng)式如下：

4NO+(NH₂)2CO+O₂＝4N₂+4H₂O+2CO₂

本實(shí)用新型采用同行業(yè)具有領(lǐng)導(dǎo)品牌的科萊恩公司的催化劑，科萊恩的脫硝分子篩主要有鐵基分子篩SCR和釩基SCR。

鐵基分子篩SCR對(duì)硫含量非常敏感，但是天然氣含硫量極低，一般不超過(guò)4ppm，所以并不存在使鐵基分子篩SCR中毒的問(wèn)題。

釩基SCR催化劑：以V₂O₅-WO₃/TiO₂為主要活性組分的SCR催化劑。

鐵基-分子篩SCR催化劑：以鐵基分子篩為主要活性組分的SCR催化劑。

鐵基-分子篩：狹義上講是結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽，是由硅氧四面體或鋁氧四面體通過(guò)氧橋鍵相連而形成分子尺寸大小(通常為0.3-2.0nm)的孔道和空腔體系，從而具有篩分分子的特性；是高活性，高選擇性催化劑的主要材料；Fe作為分子篩的骨架元素，則稱之為鐵基分子篩(Fe-zeolite)。

燃?xì)馊?lián)供脫硝選擇鐵基分子篩SCR的理由；

關(guān)于減少氮氧化合物的排放，SCR技術(shù)是全球范圍類最常見的解決方案，應(yīng)用范圍涵蓋了車用，化工廠，煤電廠，發(fā)電機(jī)組等各個(gè)領(lǐng)域。

根據(jù)SCR允許的工作的溫度區(qū)間不同，一般分為低溫SCR催化劑(150℃-260℃左右)，主要使用銅基分子篩SCR催化劑；中溫SCR催化劑(260℃-400℃左右)，主要應(yīng)用釩基SCR催化劑；以及高溫SCR催化劑(400℃-600℃以上)，主要應(yīng)用鐵基分子篩SCR催化劑。

商用車，煤電廠均為目前國(guó)內(nèi)SCR脫硝的主要應(yīng)用領(lǐng)域，其尾氣出口溫度一般都低于400℃，所以普遍應(yīng)用中溫段的釩基SCR催化劑；而天然氣機(jī)組三聯(lián)供項(xiàng)目，尾氣的溫度遠(yuǎn)高于400攝氏度，甚至?xí)^(guò)550℃的高溫，同時(shí)為了余熱利用，要求脫硝方案要盡可能的減少熱量的損失；基于這些情況，高溫段鐵基分子篩SCR催化劑相對(duì)于釩基SCR催化劑，明顯更適合三聯(lián)供燃?xì)鈾C(jī)組脫硝的需求。

優(yōu)勢(shì)1；鐵基分子篩SCR比釩基SCR工作溫度區(qū)間更高。

優(yōu)勢(shì)2；鐵基分子篩SCR的抗熱老化性能遠(yuǎn)高于釩基SCR。

經(jīng)過(guò)550℃高溫老化24/48/72小時(shí)后，釩基SCR的催化性能有明顯降低，但是鐵基分子篩SCR性能除了初始的活性損失后始終保持穩(wěn)定。

優(yōu)勢(shì)3；鐵基分子篩SCR對(duì)有毒物質(zhì)有更好的耐受性。

天然氣雖然是較為清潔的能源，但是在燃?xì)鈾C(jī)組運(yùn)行的過(guò)程中，潤(rùn)滑油消耗，尿素溶液消耗以及燃料燃燒任然會(huì)產(chǎn)生K，Na等物質(zhì)，而且隨著時(shí)間會(huì)不斷在催化劑上積累，不斷降低SCR的活性；對(duì)于這些有毒元素的耐受性，鐵基分子篩SCR相對(duì)于釩基SCR優(yōu)勢(shì)。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。