一种柴油机尾气净化的柔性集成装置及其方法

摘要

本发明涉及一种柴油机尾气净化柔性集成装置及其方法。由DOC柴油机氧化催化器、DPF柴油机颗粒捕集器、SCR选择性催化还原装置、尾气阀、气流控制阀、排气管和连接管等组成，气流控制阀分别连接DOC后端管、DPF前端管和SCR前端管，DPF前端管连接DPF柴油机颗粒捕集器，管中设有可旋转的DPF尾气阀，SCR前端管连接SCR选择性催化还原装置，管中设有可旋转的SCR尾气阀，SCR选择性催化还原装置后端通过连接管与柴油机颗粒捕集器的后端相连。本发明根据柴油机负荷的不同，柔性调整经DOC柴油机氧化催化器后废气气流通过DPF柴油机颗粒捕集器和SCR选择性催化还原装置的先后顺序，最大程度发挥各自布置方案的优点，有效提高柴油机废气中颗粒和氮氧化物排放的综合净化效果。

主权项

一种柴油机尾气净化的柔性集成装置的使用方法，其特征在于所述柔性集成装置，由柴油机排气管(2)、DOC柴油机氧化催化器(3)、DOC后端管(4)、气流控制阀(5)、DPF尾气阀(6)、SCR尾气阀(7)、DPF前端管(8)、SCR前端管(9)、DPF柴油机颗粒捕集器(10)、SCR选择性催化还原装置(11)和连接管(12)组成，DOC柴油机氧化催化器(3)的一侧通过柴油机排气管(2)连接柴油机(1)，另一侧连接DOC后端管(4)一端，DOC柴油机氧化催化器(3)布置于柔性集成装置的最前端，能够将一部分NO氧化成NO₂，提高NO₂比例，从而加快SCR反应速率；气流控制阀(5)的一侧连接DOC后端管(4)另一端，上侧连接DPF前端管(8)一端，下侧连接SCR前端管(9)一端，DPF前端管(8)另一端连接DPF柴油机颗粒捕集器(10)的前端，SCR前端管(9)另一端连接SCR选择性催化还原装置(11)的前端，DPF柴油机颗粒捕集器(10)的后端通过连接管(12)与SCR选择性催化还原装置(11)的后端相连；DPF前端管(8)中布置可旋转的DPF尾气阀(6)，DPF尾气阀(6)上侧与大气相通，SCR前端管(9)中布置可旋转的SCR尾气阀(7)，SCR尾气阀(7)下侧与大气相通；气流控制阀(5)设置有两个位置，同时配合DPF尾气阀(6)和SCR尾气阀(7)的转向，以决定气流进入DPF前端管(8)和SCR前端管(9)的先后顺序；其使用时的具体步骤如下：柴油机(1)排出的废气依次经过排气管(2)、DOC柴油机氧化催化器(3)和DOC后端管(4)后到达气流控制阀(5)处，气流控制阀(5)设置有两个位置，同时配合DPF尾气阀(6)和SCR尾气阀(7)的转向，以决定气流进入DPF前端管(8)和SCR前端管(9)的先后顺序，DOC柴油机氧化催化器(3)布置于柔性集成装置的最前端，能够将一部分NO氧化成NO₂，提高NO₂比例，从而加快SCR反应速率；当DPF尾气阀(6)置于垂直位置时，废气通过DOC柴油机氧化催化器之后直接排入大气；当SCR尾气阀(7)置于垂直位置，废气通过DOC柴油机氧化催化器之后直接排入大气；(1) 当柴油机处于负荷率大于等于50%运行时，柴油机颗粒排放量较高，排气温度也较高；切换气流控制阀(5)，同时关闭DPF尾气阀(6)和打开SCR尾气阀(7)；废气先进入DPF柴油机颗粒捕集器(10)以过滤净化颗粒，有利于DPF柴油机颗粒捕集器(10)的再生过程，同时减少了后续沉积在SCR选择性催化还原装置(11)的颗粒沉积量，有利于SCR选择性催化还原装置(11)反应的进行；然后，过滤颗粒后的废气经由连接管(12)进入SCR选择性催化还原装置(11)，由于高负荷时排气初始温度较高，经由DPF柴油机颗粒捕集器(10)再进入SCR选择性催化还原装置(11)时，SCR选择性催化还原装置(11)内仍具有一定温度以有利于NOx的催化还原过程；(2) 当柴油机处于负荷率小于50%运行时，柴油机颗粒排放量较低，排气温度也较低；切换气流控制阀(5)，同时关闭SCR尾气阀(7)和打开DPF尾气阀(6)；废气先进入SCR选择性催化还原装置(11)以降低NOx排放；由于此时颗粒排放量低，故沉积在SCR选择性催化还原装置(11)内壁的颗粒量较少，对其工作性能影响较小；然后废气经由连接管(12)进入DPF柴油机颗粒捕集器(10)，对其颗粒进行过滤捕集净化；废气经由连接管(12)进入DPF柴油机颗粒捕集器(10)，可实现DPF柴油机颗粒捕集器(10)的反吹再生，即废气先进入DPF柴油机颗粒捕集器(10)时，长时间沉积在左侧通道内的、不能利用化学再生方式去除的颗粒，可通过逆向的气流，对其进行清除。