船用緊湊式scr催化消聲器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種船用緊湊式SCR催化消聲器，將SCR與消聲器集成在一起，解決了船用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣背壓高的問(wèn)題，并且可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)選擇性催化還原反應(yīng)和排氣消聲，節(jié)約了安裝空間和初裝成本，具有明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。采用抽屜式的方法封裝催化劑，解決了催化劑在運(yùn)行過(guò)程中的磨損、堵塞問(wèn)題，從而延長(zhǎng)了運(yùn)行壽命。同時(shí)，內(nèi)插管和內(nèi)置板還起到了整流器的作用，不僅可以提高催化劑前端氣流分布的均勻性，同時(shí)可以有效的防止尿素結(jié)晶和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的固體顆粒沉積，從而達(dá)到提高轉(zhuǎn)化效率的目的；排氣經(jīng)歷兩次的突然擴(kuò)張和收縮，可以消減大部分的低頻噪聲。
【專利說(shuō)明】船用緊湊式SCR催化消聲器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及排氣后處理技術(shù)，具體的是一種船用排氣后處理技術(shù)，更確切的說(shuō)是一種船用緊湊式SCR催化消聲器。
【背景技術(shù)】
[0002]NOx是船用柴油機(jī)的主要有害排放物之一，對(duì)環(huán)境及人類健康造成嚴(yán)重危害。IMO (國(guó)際海事組織)于1997年9月通過(guò)了《MARP0L73/78公約》的1997年議定書，并新增了附則VI《防止船舶造成大氣污染規(guī)則》，該規(guī)則于2006年8月23日對(duì)我國(guó)生效。2008年10月MO正式通過(guò)了 MARP0L73/78附則VI的修正案《N0X技術(shù)規(guī)則》，對(duì)NOx排放提出了三個(gè)階段的限值要求。控制船機(jī)的NOx排放已成為防止船舶造成空氣污染的一個(gè)重要課題。
[0003]通常，船用柴油機(jī)借助機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)第一階段和第二階段排放要求，但第三階段要求在第二階段的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)75%左右的NOx降低，單靠機(jī)內(nèi)凈化已難以滿足要求，機(jī)外控制技術(shù)的應(yīng)用已是必然。SCR(選擇性催化還原)技術(shù)憑借NOx轉(zhuǎn)化效率高、燃油經(jīng)濟(jì)性好及適用范圍廣等優(yōu)勢(shì)成為國(guó)外控制船機(jī)NOx排放的主要方案。
[0004]在船舶運(yùn)行中，通常在柴油機(jī)排氣管路上安裝排氣消聲器來(lái)降低和控制柴油機(jī)排氣噪聲。因此，在現(xiàn)有船舶上加裝SCR催化系統(tǒng)，不僅會(huì)帶來(lái)空間布置上的困難，同時(shí)會(huì)造成排氣管路背壓過(guò)大，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
[0005]此外，現(xiàn)有的催化劑塊與殼體之間存在磨損的問(wèn)題，尤其是在船用的催化劑領(lǐng)域磨損更加嚴(yán)重，這樣氣密性不能較好的保證；同時(shí)，當(dāng)催化劑超過(guò)使用年限需要整個(gè)更換催化消聲器，這樣不僅成本太高，同時(shí)也給維護(hù)帶來(lái)了不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)【背景技術(shù)】存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提出一種船用緊湊式SCR催化消聲器，將SCR與消聲器集成在一起，同時(shí)解決船用柴油機(jī)噪聲和降低NOx排放的問(wèn)題，并且避免了催化劑塊與殼體之間的磨損，保證氣體的密封性，以及提高了催化劑安裝和維護(hù)的便捷性。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)的船用緊湊式SCR催化消聲器，包括進(jìn)氣管、殼體、排氣管，所述殼體兩端分別連通所述進(jìn)氣管和所述排氣管；所述殼體內(nèi)設(shè)有催化劑；其特征在于:所述進(jìn)氣管與所述殼體之間通過(guò)擴(kuò)壓管相連，所述擴(kuò)壓管為錐形管，所述擴(kuò)壓管管徑較大的一端與所述殼體相連，較小的一端與所述進(jìn)氣管相連；所述排氣管與所述殼體之間通過(guò)收縮管相連，所述收縮管也為錐形管，所述收縮管管徑較大的一端與所述殼體相連，較小的一端與所述排氣管相連；所述擴(kuò)壓管內(nèi)設(shè)有消聲裝置；所述催化劑通過(guò)封裝結(jié)構(gòu)安裝在所述殼體內(nèi)；所述封裝結(jié)構(gòu)包括安裝催化劑塊的格柵架，所述催化劑塊置于所述格柵架的格柵中；所述殼體其中一個(gè)側(cè)壁設(shè)有維護(hù)口，所述殼體內(nèi)設(shè)有承載所述格柵架的限位支架，所述限位支架位于所述殼體其余未設(shè)有維護(hù)口側(cè)壁的內(nèi)壁上；所述格柵架從所述維護(hù)口裝入所述殼體內(nèi)，與所述限位支架滑動(dòng)連接。[0008]優(yōu)選的，所述格柵架的外側(cè)設(shè)有至少一條沿圓周方向布置的的密封帶；所述維護(hù)口通過(guò)蓋板密封；所述蓋板一側(cè)設(shè)有突出端，所述突出端表面設(shè)有與所述密封帶配合的密封條，所述突出端的側(cè)壁設(shè)有密封所述維護(hù)口的密封繩。
[0009]優(yōu)選的，所述格柵架包括格柵架本體，格柵架本體內(nèi)設(shè)有催化劑塊，所述催化劑塊位于所述格柵架本體的格柵中，所述格柵架本體兩端有用于封裝所述催化劑塊的頂板和底板，所述頂板與所述格柵架本體可拆卸連接。
[0010]優(yōu)選的，所述消聲裝置包括位于所述擴(kuò)壓管內(nèi)的內(nèi)插管和內(nèi)置板；所述內(nèi)插管管壁設(shè)有多個(gè)通孔，所述內(nèi)插管進(jìn)口與所述進(jìn)氣管出口相連；所述內(nèi)置板上設(shè)有多個(gè)通孔，所述內(nèi)置板外側(cè)壁與所述擴(kuò)壓管內(nèi)側(cè)壁密封連接；所述內(nèi)置板位于所述內(nèi)插管出口下游，且所述內(nèi)置板垂直所述內(nèi)插管的軸線。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述內(nèi)插管出口處設(shè)有能將內(nèi)插管出口處堵住的密封板。這樣，排氣只能從內(nèi)插管上的通孔中排出，使得所有排氣都經(jīng)過(guò)兩次收縮和擴(kuò)張。
[0012]作為優(yōu)選方案:所述內(nèi)插管出口與所述內(nèi)置板之間設(shè)有間隙。
[0013]如此，通過(guò)內(nèi)置板在催化劑前端形成了一個(gè)鼓脹腔室，當(dāng)排氣進(jìn)入該鼓脹腔室時(shí)由于管道截面的突然擴(kuò)張和收縮，致使沿管道傳播的噪聲在突變處向聲源反射回去，消減了大部分的低頻噪聲。
[0014]優(yōu)選的，所述內(nèi)插管的長(zhǎng)度為所述擴(kuò)壓管長(zhǎng)度的1/4?1/2。
[0015]優(yōu)選的，所述內(nèi)插管上的通孔的直徑為排氣管內(nèi)徑的1/20?1/10。
[0016]優(yōu)選的，所述內(nèi)置板上的通孔的直徑為所述內(nèi)插管上的通孔的直徑的1.5?2倍。
[0017]優(yōu)選的，所述內(nèi)置板表面均勻設(shè)有多個(gè)通孔，內(nèi)置板表面開(kāi)孔率為30%?60%。
[0018]優(yōu)選的，所述密封帶、密封條和所述密封繩的材料可以是聚四氟乙烯或石墨或芳綸纖維。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:將SCR與消聲器集成在一起，解決了船用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣背壓高的問(wèn)題，并且可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)選擇性催化還原反應(yīng)和排氣消聲，節(jié)約了安裝空間和初裝成本，具有明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。采用抽屜式的方法封裝催化劑，解決了催化劑在運(yùn)行過(guò)程中的磨損、堵塞問(wèn)題，從而延長(zhǎng)了運(yùn)行壽命。同時(shí)，內(nèi)插管和內(nèi)置板還起到了整流器的作用，不僅可以提高催化劑前端氣流分布的均勻性，同時(shí)可以有效的防止尿素結(jié)晶和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的固體顆粒沉積，從而達(dá)到提高轉(zhuǎn)化效率的目的；排氣經(jīng)歷兩次的突然擴(kuò)張和收縮，可以消減大部分的低頻噪聲。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖，其中殼體處為剖視圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的爆炸示意圖，其中消聲裝置未示出，且其中一塊蓋板做了 90度的旋轉(zhuǎn)以便清晰地表達(dá)蓋板的結(jié)構(gòu)；
[0022]圖3是本發(fā)明消聲裝置的實(shí)施例1的立體結(jié)構(gòu)剖視示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明消聲裝置實(shí)施例2立體結(jié)構(gòu)剖視示意圖；
[0024]圖5是本發(fā)明消聲裝置的實(shí)施例3的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6是本發(fā)明消聲裝置的實(shí)施例4的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7是本發(fā)明消聲裝置的實(shí)施例5的立體結(jié)構(gòu)示意圖；[0027]圖中:進(jìn)氣管1、殼體2、排氣管3、擴(kuò)壓管4、收縮管5、消聲裝置6、封裝結(jié)構(gòu)7、催化劑塊8、格柵架9、密封帶10、限位支架11、維護(hù)口 12、蓋板13、密封條14、密封繩15、密封板16、內(nèi)插管17、內(nèi)置板18 ；
[0028]其中:格柵架本體9.1、頂板9.2、底板9.3、突出端13.1。
【具體實(shí)施方式】
[0029]如圖1和圖2所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)的船用緊湊式SCR催化消聲器，包括進(jìn)氣管1、殼體
2、排氣管3，所述殼體2兩端分別連通所述進(jìn)氣管I和所述排氣管3 ;所述殼體2內(nèi)設(shè)有催化劑；所述進(jìn)氣管I與所述殼體2之間通過(guò)設(shè)有擴(kuò)壓管4相連，所述擴(kuò)壓管4為錐形管，所述擴(kuò)壓管4管徑較大的一端與所述殼體2連接，較小的一端與所述進(jìn)氣管I相連；所述排氣管3與所述殼體2之間通過(guò)收縮管5相連，所述收縮管5也為錐形管，所述收縮管5管徑較大的一端與所述殼體2相連，較小的一端與所述排氣管3相連；所述擴(kuò)壓管4內(nèi)設(shè)有消聲裝置6 ;所述催化劑通過(guò)封裝結(jié)構(gòu)7安裝在所述殼體2內(nèi)；所述封裝結(jié)構(gòu)7包括安裝催化劑塊8的格柵架9，所述催化劑塊8置于所述格柵架9的格柵中，所述格柵架9的外側(cè)設(shè)有至少一條沿圓周方向的密封帶10 ;所述殼體2內(nèi)設(shè)有承載所述格柵架9的限位支架11。所述殼體2其中一個(gè)側(cè)壁設(shè)有維護(hù)口 12，所述限位支架11位于所述殼體2其余側(cè)壁的內(nèi)壁上；所述格柵架9從所述維護(hù)口 12裝入所述殼體2內(nèi)，與所述限位支架11滑動(dòng)連接；所述維護(hù)口12通過(guò)蓋板13密封；所述蓋板13 —側(cè)設(shè)有突出端13.1，所述突出端13.1表面設(shè)有與所述密封帶10配合的密封條14，所述突出端13.1的側(cè)壁設(shè)有密封所述維護(hù)口 12的密封繩15。
[0030]再如圖2所示，所述格柵架9包括格柵架本體9.1，格柵架本體9.1內(nèi)設(shè)有催化劑塊8，所述催化劑塊8位于所述格柵架本體9.1的格柵中，所述格柵架本體9.1兩端有用于封裝所述催化劑塊8的頂板9.2和底板9.3，所述頂板9.2與所述格柵架本體9.1可拆卸連接。
[0031]這樣，在殼體2側(cè)壁開(kāi)設(shè)一個(gè)維護(hù)口 12,殼體2其余三個(gè)側(cè)壁的內(nèi)表面設(shè)置限位支架11，從而實(shí)現(xiàn)了格柵架9的抽屜式安裝和拆卸，使得維護(hù)更加的方便迅速；為了解決維護(hù)口 12的密封問(wèn)題，在蓋板13上設(shè)計(jì)一個(gè)突出端13.1，突出端13.1的表面與格柵架本體9.1上的密封帶10接觸，為了使得維護(hù)口處的密封性能更好，在突出端13.1的表面可以設(shè)置與所述密封帶10配合的密封條14 ;同時(shí)在突出端13.1的側(cè)壁上設(shè)置密封繩15，將維護(hù)口 13密封。
[0032]優(yōu)選的，所述密封帶10、14和所述密封繩15的材料可以是聚四氟乙烯或石墨或芳綸纖維。
[0033]消聲裝置實(shí)施例1:如圖3所示，所述消聲裝置6包括位于所述擴(kuò)壓管4內(nèi)的內(nèi)插管17和內(nèi)置板18 ;所述內(nèi)插管17進(jìn)口與所述進(jìn)氣管I出口相連，所述內(nèi)插管17出口與所述內(nèi)置板18相連；所述內(nèi)插管17管壁和所述內(nèi)置板上均設(shè)有多個(gè)通孔。這樣，內(nèi)插管17和內(nèi)置板18起到了整流器的作用，不僅可以提高催化劑前端氣流分布的均勻性，同時(shí)可以有效的防止催化劑塊內(nèi)的尿素結(jié)晶和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的固體顆粒沉積，從而達(dá)到提高轉(zhuǎn)化效率的目的；并且，排氣從內(nèi)插管17的通孔進(jìn)入內(nèi)插管17、內(nèi)置板18擴(kuò)壓管4形成腔室中，可以形成一級(jí)膨脹腔；再?gòu)膬?nèi)置板18的通孔進(jìn)入內(nèi)置板18與催化劑形成的腔室中，形成二級(jí)膨脹腔；如此，經(jīng)歷兩次的突然擴(kuò)張和收縮，可以消減大部分的低頻噪聲。[0034]消聲裝置實(shí)施例2:如圖4所示，與實(shí)施例1的區(qū)別在于，在內(nèi)插管17的出口處增設(shè)了一塊密封板16。這樣，用以解決部分排氣會(huì)直接從內(nèi)置板18的通孔進(jìn)入內(nèi)置板18與催化劑形成的腔室中的問(wèn)題，從而提高了降噪效果。
[0035]消聲裝置實(shí)施例3:如圖5所示，所述消聲裝置6包括位于所述擴(kuò)壓管4內(nèi)的內(nèi)插管17和內(nèi)置18板；所述內(nèi)插管17進(jìn)口與所述進(jìn)氣管I出口相連，所述內(nèi)插管17出口與所述內(nèi)置板18之間設(shè)有間隙，且所述內(nèi)置板18垂直所述內(nèi)插管17的軸線；所述內(nèi)置板18上設(shè)有多個(gè)通孔，所述內(nèi)置板18外側(cè)壁與所述擴(kuò)壓管4內(nèi)側(cè)壁密封連接。這樣，使向前傳播的聲波與在擴(kuò)壓管4內(nèi)壁、內(nèi)置板18表面等不同界面反射的聲波差一個(gè)180°的相位，從而使二者振幅相等、相位相反，互相干涉，達(dá)到理想的消聲效果；同時(shí)，內(nèi)置板18起到了整流器的作用，不僅可以提高催化劑前端氣流分布的均勻性，同時(shí)可以有效的催化劑塊內(nèi)的防止尿素結(jié)晶和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的固體顆粒沉積，從而達(dá)到提高轉(zhuǎn)化效率的目的。
[0036]實(shí)施例4，如圖6所示，所述消聲裝置6包括位于所述擴(kuò)壓管4內(nèi)的內(nèi)插管17和內(nèi)置18板；所述內(nèi)插管17進(jìn)口與所述進(jìn)氣管I出口相連，所述內(nèi)插管17出口與所述內(nèi)置板18之間設(shè)有間隙，且所述內(nèi)置板18垂直所述內(nèi)插管17的軸線；所述內(nèi)插管17管壁和所述內(nèi)置板18上均設(shè)有多個(gè)通孔；所述內(nèi)插管17出口處設(shè)有密封上述內(nèi)插管17出口的密封板16 ;所述內(nèi)置板18外側(cè)壁與所述擴(kuò)壓管4內(nèi)側(cè)壁密封連接。這樣，雖然減小了聲波的反射，但是排氣必須經(jīng)歷兩次的突然擴(kuò)張和收縮，這樣使得低頻噪聲的效果要好于實(shí)施例3中的效果。
[0037]實(shí)施例5，如圖7所示，本實(shí)施例與實(shí)施例6的區(qū)別在于密封板16上均布有多個(gè)通孔。這樣，增加了排氣總的截面積，提高了排氣效率。優(yōu)選的，所述密封板16的上通孔的直徑等于所述內(nèi)插管17管壁上通孔的直徑。
[0038]在上述消聲裝置的五個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的，所述擴(kuò)壓管4和所述收縮管5的截面均為矩形。
[0039]在上述消聲裝置的五個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的，所述內(nèi)插管6的長(zhǎng)度為所述擴(kuò)壓管4長(zhǎng)度的1/4?1/2。
[0040]在上述消聲裝置的五個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的，所述內(nèi)插管6上的通孔的直徑為排氣管內(nèi)徑的1/20?1/10。
[0041]在上述消聲裝置的五個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的，內(nèi)置板7上的通孔的直徑為內(nèi)插管6上的通孔的直徑的1.5?2倍。
[0042]在上述消聲裝置的五個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選的，所述內(nèi)置板7的開(kāi)孔率為30%?60%。
【權(quán)利要求】
1.船用緊湊式SCR催化消聲器，包括進(jìn)氣管、殼體、排氣管，所述殼體兩端分別連通所述進(jìn)氣管和所述排氣管；所述殼體內(nèi)設(shè)有催化劑；其特征在于:所述進(jìn)氣管與所述殼體之間通過(guò)擴(kuò)壓管相連，所述擴(kuò)壓管為錐形管，所述擴(kuò)壓管管徑較大的一端與所述殼體相連，較小的一端與所述進(jìn)氣管相連；所述排氣管與所述殼體之間通過(guò)收縮管相連，所述收縮管也為錐形管，所述收縮管管徑較大的一端與所述殼體相連，較小的一端與所述排氣管相連；所述擴(kuò)壓管內(nèi)設(shè)有消聲裝置；所述催化劑通過(guò)封裝結(jié)構(gòu)安裝在所述殼體內(nèi)；所述封裝結(jié)構(gòu)包括安裝催化劑塊的格柵架，所述催化劑塊置于所述格柵架的格柵中；所述殼體其中一個(gè)側(cè)壁設(shè)有維護(hù)口，所述殼體內(nèi)設(shè)有承載所述格柵架的限位支架，所述限位支架位于所述殼體其余未設(shè)有維護(hù)口側(cè)壁的內(nèi)壁上；所述格柵架從所述維護(hù)口裝入所述殼體內(nèi)，與所述限位支架滑動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1述的船用緊湊式SCR催化消聲器，其特征在于:所述格柵架的外側(cè)設(shè)有至少一條沿圓周方向布置的的密封帶；所述維護(hù)口通過(guò)蓋板密封；所述蓋板一側(cè)設(shè)有突出端，所述突出端表面設(shè)有與所述密封帶配合的密封條，所述突出端的側(cè)壁設(shè)有密封所述維護(hù)口的密封繩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1述的船用緊湊式SCR催化消聲器，其特征在于:所述消聲裝置包括位于所述擴(kuò)壓管內(nèi)的內(nèi)插管和內(nèi)置板；所述內(nèi)插管管壁設(shè)有多個(gè)通孔，所述內(nèi)插管進(jìn)口與所述進(jìn)氣管出口相連；所述內(nèi)置板上設(shè)有多個(gè)通孔，所述內(nèi)置板外側(cè)壁與所述擴(kuò)壓管內(nèi)側(cè)壁密封連接；所述內(nèi)置板位于所述內(nèi)插管出口下游，且所述內(nèi)置板垂直所述內(nèi)插管的軸線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的船用緊湊式SCR催化消聲器，其特征在于:所述內(nèi)插管出口處設(shè)有能將內(nèi)插管出口堵住的密封板。
5.根據(jù)權(quán)利 要求3所述的船用緊湊式SCR催化消聲器，其特征在于:所述內(nèi)插管出口與所述內(nèi)置板之間設(shè)有間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一所述的船用緊湊式SCR催化消聲器，其特征在于:所述內(nèi)插管的長(zhǎng)度為所述擴(kuò)壓管長(zhǎng)度的1/4~1/2。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一所述的船用緊湊式SCR催化消聲器，其特征在于:所述內(nèi)插管上的通孔的直徑為排氣管內(nèi)徑的1/20~1/10。
8.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一所述的船用緊湊式SCR催化消聲器，其特征在于:所述內(nèi)置板上的通孔的直徑為所述內(nèi)插管上的通孔的直徑的1.5~2倍。
9.據(jù)權(quán)利要求3-5任一所述的船用緊湊式SCR催化消聲器，其特征在于:所述內(nèi)置板表面均勻設(shè)有多個(gè)通孔，內(nèi)置板表面開(kāi)孔率為30%~60%。
【文檔編號(hào)】F01N13/00GK104018923SQ201410210855
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】呂若菁, 喻洋 申請(qǐng)人:武漢添藍(lán)科技有限責(zé)任公司