RU2606298C1 - Система выхлопа - Google Patents

Система выхлопа Download PDF

Info

Publication number
RU2606298C1
RU2606298C1 RU2015137114A RU2015137114A RU2606298C1 RU 2606298 C1 RU2606298 C1 RU 2606298C1 RU 2015137114 A RU2015137114 A RU 2015137114A RU 2015137114 A RU2015137114 A RU 2015137114A RU 2606298 C1 RU2606298 C1 RU 2606298C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diffuser
gas
exhaust
spacer
channels
Prior art date
Application number
RU2015137114A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Николаевич Ермошин
Ольга Викторовна Погребнова
Сергей Владимирович Злобин
Original Assignee
Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" filed Critical Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority to RU2015137114A priority Critical patent/RU2606298C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2606298C1 publication Critical patent/RU2606298C1/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/30—Exhaust heads, chambers, or the like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системам очистки от оксидов азота газов и может быть использовано для очистки выхлопных газов газотурбинных двигателей, например, газоперекачивающих агрегатов, газотурбинных электростанций. Система выхлопа включает газоход с устройством для подачи реагента-восстановителя, проставку, диффузор и трубу выхлопа, содержащую катализатор селективного каталитического восстановления. На входе и выходе проставки установлены решетки с ячейками в виде каналов. Диффузор снабжен продольными пластинами, скрепленными своими ребрами с внутренней поверхностью диффузора и образующими между собой и со стенками диффузора конические газовые каналы с углом раскрытия 7-10 градусов. Возможно выполнение решеток с увеличением количества ячеек в области максимальных скоростей выхлопных газов. Предлагаемое изобретение позволяет обеспечить аэродинамическую равномерность потока выхлопных газов на входе в катализатор селективного каталитического восстановления. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к системам очистки газов от оксидов азота и может быть использовано для очистки выхлопных газов газотурбинных двигателей (ГТД), например, газоперекачивающих агрегатов, газотурбинных электростанций.
Во многих странах мира были приняты законодательные нормы на предельно допустимое содержание определенных веществ в выхлопных газах, образующихся при работе ГТД. Речь при этом преимущественно идет о веществах, выброс которых в окружающую среду нежелателен. Одним из таких веществ является оксид азота (NOx), доля которого в выхлопных газах не должна превышать законодательно установленных предельно допустимых значений. Снижение содержания оксидов азота в выхлопных газах ГТД за счет внесения изменений во внутреннее устройство двигателя возможно лишь в ограниченных пределах, которые зачастую не удовлетворяют законодательно установленным предельно допустимым значениям. Это создает необходимость использования дополнительных способов для снижения значения NOx в выхлопных газах ГТД.
Одним из таких способов является способ селективного каталитического восстановления (СКВ) оксидов азота. СКВ представлено химическими процессами восстановления оксидов азота газом-восстановителем до простейших составляющих. Конечным продуктом реакции являются безопасные компоненты - пары воды и азот.
Известен патент РФ №2424042 «Способ селективного каталитического восстановления оксидов азота в отработавших газах, образующихся при работе двигателя внутреннего сгорания, и система выпуска отработавших газов (ОГ)», где система выпуска ОГ имеет катализатор селективного каталитического восстановления (СКВ-катализатор), устройство для подачи по меньшей мере одного из следующих реагентов (далее УПР):
а) восстановителя (аммиак);
б) предшественника восстановителя (раствор карбамида).
Суть метода состоит в том, что восстановительный агент (реагент-восстановитель), в качестве которого может использоваться раствор карбамида или аммиак, с помощью УПР инжектируется в поток выхлопных газов до СКВ-катализатора. При прохождении газа через СКВ-катализатор происходят с разной степенью интенсивности восстановительные реакции, в результате которых оксиды азота переходят в молекулярный азот. Скорость подачи и расход восстановителя определяются концентрацией NOx на выходе с турбины ГТД.
Известен патент РФ №2208184 «Газоперекачивающая станция», в котором газовыхлопной тракт (система выхлопа) включает газоход, диффузор, переходник (проставку), выхлопную трубу.
Известна также полезная модель (патент РФ №45474) «Система выхлопа и утилизации тепла выхлопных газов газотурбинных установок», являющаяся ближайшим аналогом предлагаемого изобретения. В систему выхлопа непосредственно входят: газоход, переходник (проставка), утилизатор тепла, проточная часть которого выполнена в виде диффузора (диффузор), дымовая труба (выхлопная труба).
Горячие выхлопные газы от двигателя по газоходу, проходя через проставку и диффузор, попадают в выхлопную трубу, на выходе из которой выбрасываются в атмосферу.
Установка УПР в газоход и СКВ-катализатора в выхлопную трубу системы выхлопа, указанной в прототипе, позволяет реализовать метод селективного каталитического восстановления для очистки выхлопных газов ГТД от NOx.
В таком случае недостатком данной полезной модели является то, что данная система выхлопа не обеспечивает эффективной работы метода СКВ, т.к. в силу конструктивных особенностей проточной части системы выхлопа (повороты, резкие расширения/сужения) не обеспечивается требуемая аэродинамическая равномерность потока по сечению СКВ-катализатора, являющаяся важнейшим условием для его эффективной работы, а также является требованием СТО 70238424.13.040.40.001-2008 к установкам очистки дымовых газов от оксидов азота по технологии селективного каталитического восстановления (СКВ).
Задачей изобретения является обеспечение улучшения очистки выхлопных газов ГТД путем повышения эффективности применения метода СКВ.
Технический результат заключается в обеспечении аэродинамической равномерности потока выхлопных газов на входе в СКВ-катализатор за счет введения дополнительных конструктивных элементов в проточную часть элементов системы выхлопа (диффузор и проставка).
Технический результат достигается тем, что в системе выхлопа, включающей газоход с устройством для подачи реагента-восстановителя, проставку, диффузор и трубу выхлопа, содержащую катализатор селективного каталитического восстановления, на входе и выходе проставки установлены решетки с ячейками в виде каналов, а диффузор снабжен продольными пластинами, скрепленными своими ребрами с внутренней поверхностью диффузора и образующими между собой и со стенками диффузора конические газовые каналы с углом раскрытия 7-10 градусов.
Возможно выполнение решеток с ячейками в виде каналов с увеличением количества ячеек в области максимальных скоростей выхлопных газов, образующихся при работе ГТД.
Установка решеток с ячейками в виде каналов на входе и выходе проставки согласно экспериментальным данным позволяет обеспечить выравнивание параметров выхлопных газов на входе в диффузор, а именно скорости потока выхлопных газов за счет сопротивления, создаваемого решетками, и однонаправленности потока выхлопных газов (без возвратных течений) за счет формы ячеек в виде каналов.
Увеличение количества ячеек в области максимальных скоростей выхлопных газов создает повышенное сопротивление потоку выхлопных газов в этой области, что дополнительно заставляет выхлопные газы распределяться более равномерно по поверхности решеток.
Снабжение диффузора продольными пластинами, скрепленными ребрами с его внутренней поверхностью диффузора и образующими между собой и со стенками диффузора конические газовые каналы с углом раскрытия 7-10 градусов, исключает образование новых вихрей (устраненных после прохождения выхлопных газов через проставку, на входе и выходе которой установлены решетки с ячейками в виде каналов) в потоке выхлопных газов и обеспечит аэродинамическую равномерность потока по сечению СКВ-катализатора на входе.
Угол раскрытия конических каналов 7-10 градусов обусловлен тем, что при угле раскрытия менее 7 градусов увеличенное количество продольных пластин создает дополнительное сопротивление в газовом тракте системы выхлопа, а угол раскрытия более 10 градусов не гарантирует исключение образования новых вихрей в потоке выхлопных газов и обеспечения аэродинамической равномерности потока по сечению на входе в СКВ-катализатор.
Изобретение поясняется фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4.
На фиг. 1 изображен продольный разрез системы выхлопа.
На фиг. 2 - вид сверху на проставку с установленными на ее входе и выходе решетками.
На фиг. 3 изображен вид сбоку проставки с установленными на ее входе и выходе решетками.
На фиг. 4 - изометрия проставки с установленными на ее входе и выходе решетками.
Система выхлопа, включающая газоход 1 с устройством для подачи реагента-восстановителя 2, проставку 3, диффузор 4 и трубу выхлопа 5, содержащую катализатор селективного каталитического восстановления 6, при этом на входе и выходе проставки 3 установлены решетки 7 с ячейками в виде каналов 8, а диффузор 4 снабжен продольными пластинами 9, скрепленными ребрами с внутренней поверхностью диффузора 4 и образующими между собой и со стенками диффузора 4 конические газовые каналы 10 с углом раскрытия 7-10 градусов. При этом решетки 7 с ячейками в виде каналов 8 выполнены с увеличением количества ячеек в области максимальных скоростей выхлопных газов 11.
Устройство работает следующим образом.
Выхлопные газы из ГТД поступают в газоход 1 системы выхлопа, на входе в который происходит впрыск реагента-восстановителя устройством подачи реагента-восстановителя 2. После чего газовый поток, перемешанный с реагентом-восстановителем, поступает в проставку 3, на входе и выходе которой установлены решетки 7 с ячейками в виде каналов 8. Затем уже равномерный однонаправленный газовый поток поступает в диффузор 4, снабженный продольными пластинами 9, скрепленными ребрами с внутренней поверхностью диффузора и образующими между собой и со стенками диффузора конические газовые каналы 10 с углом раскрытия 7-10 градусов, после чего поступает в СКВ-катализатор 6, установленный в выхлопной трубе 5.
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает аэродинамическую равномерность потока выхлопных газов на входе в СКВ-катализатор.

Claims (2)

1. Система выхлопа, включающая газоход с устройством для подачи реагента-восстановителя, проставку, диффузор и трубу выхлопа, содержащую катализатор селективного каталитического восстановления, отличающаяся тем, что на входе и выходе проставки установлены решетки с ячейками в виде каналов, а диффузор снабжен продольными пластинами, скрепленными своими ребрами с внутренней поверхностью диффузора и образующими между собой и со стенками диффузора конические газовые каналы с углом раскрытия 7-10 градусов.
2. Система выхлопа по п. 1, отличающаяся тем, что решетки выполнены с увеличением количества ячеек в области максимальных скоростей выхлопных газов.
RU2015137114A 2015-08-31 2015-08-31 Система выхлопа RU2606298C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015137114A RU2606298C1 (ru) 2015-08-31 2015-08-31 Система выхлопа

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015137114A RU2606298C1 (ru) 2015-08-31 2015-08-31 Система выхлопа

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2606298C1 true RU2606298C1 (ru) 2017-01-10

Family

ID=58452779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015137114A RU2606298C1 (ru) 2015-08-31 2015-08-31 Система выхлопа

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2606298C1 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU182392U1 (ru) * 2017-05-29 2018-08-15 Акционерное общество "ЭКАТ" Система выхлопа
RU2675969C1 (ru) * 2018-03-05 2018-12-25 Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Газоперекачивающий агрегат (ГПА), газоход тракта выхлопа ГПА и входной узел газохода тракта выхлопа ГПА
RU2684297C1 (ru) * 2018-03-05 2019-04-05 Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Газоперекачивающий агрегат (ГПА), тракт выхлопа ГПА (варианты), выхлопная труба ГПА и блок шумоглушения выхлопной трубы ГПА
CN111247319A (zh) * 2018-07-06 2020-06-05 康明斯排放处理公司 用于后处理***的分解室
CN111878206A (zh) * 2019-05-02 2020-11-03 现代自动车株式会社 车辆排气***及车辆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2171903C1 (ru) * 2000-06-28 2001-08-10 ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ТУШИНСКОЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО "СОЮЗ" Военно-промышленный комплекс "МАПО" Модульная передвижная газотурбинная теплофикационная установка и жаротрубный котел для нее
RU70550U1 (ru) * 2007-07-25 2008-01-27 Открытое акционерное общество "Климов" Газотурбинная теплоэлектростанция
EP2357323A2 (en) * 2010-02-17 2011-08-17 General Electric Company Exhaust diffuser
WO2013088128A1 (en) * 2011-12-12 2013-06-20 Johnson Matthey Public Limited Company Exhaust system for a lean-burn internal combustion engine including scr catalyst

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2171903C1 (ru) * 2000-06-28 2001-08-10 ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ТУШИНСКОЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО "СОЮЗ" Военно-промышленный комплекс "МАПО" Модульная передвижная газотурбинная теплофикационная установка и жаротрубный котел для нее
RU70550U1 (ru) * 2007-07-25 2008-01-27 Открытое акционерное общество "Климов" Газотурбинная теплоэлектростанция
EP2357323A2 (en) * 2010-02-17 2011-08-17 General Electric Company Exhaust diffuser
WO2013088128A1 (en) * 2011-12-12 2013-06-20 Johnson Matthey Public Limited Company Exhaust system for a lean-burn internal combustion engine including scr catalyst

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU182392U1 (ru) * 2017-05-29 2018-08-15 Акционерное общество "ЭКАТ" Система выхлопа
RU2675969C1 (ru) * 2018-03-05 2018-12-25 Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Газоперекачивающий агрегат (ГПА), газоход тракта выхлопа ГПА и входной узел газохода тракта выхлопа ГПА
RU2684297C1 (ru) * 2018-03-05 2019-04-05 Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Газоперекачивающий агрегат (ГПА), тракт выхлопа ГПА (варианты), выхлопная труба ГПА и блок шумоглушения выхлопной трубы ГПА
CN111247319A (zh) * 2018-07-06 2020-06-05 康明斯排放处理公司 用于后处理***的分解室
CN111247319B (zh) * 2018-07-06 2022-03-15 康明斯排放处理公司 用于后处理***的分解室
CN111878206A (zh) * 2019-05-02 2020-11-03 现代自动车株式会社 车辆排气***及车辆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2606298C1 (ru) Система выхлопа
US8211391B2 (en) Biomass boiler SCR NOx and CO reduction system
EP2620208B1 (en) Gas mixing arrangement
CN104888591A (zh) 锅炉烟气脱硝的净化***及方法
RU2016135766A (ru) Компактная система селективного каталитического восстановления для восстановления оксида азота в обогащенных кислородом выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания мощностью 500-4500 квт
RU2016139624A (ru) КОМПАКТНАЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА СЕЛЕКТИВНОГО КАТАЛИТИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ОКСИДА АЗОТА В ОБОГАЩЕННОМ КИСЛОРОДОМ ВЫХЛОПЕ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ОТ 500 ДО 4500 кВт
CN103657411A (zh) 用于scr烟气脱硝***的旋流混合装置
CN203043817U (zh) 一种利用高温蒸汽提高烟气温度的scr脱硝***
CN205495310U (zh) 一种焦炉烟道废气脱硫脱硝***
RU2018103067A (ru) Каталитический фильтр с проточными стенками, снабженный мембраной
US20170014761A1 (en) Flue ozone distributor applied in low-temperature oxidation denitrification technology and arrangement manner thereof
CN101829499A (zh) 带有优化喷氨装置上游流场的结构的scr烟气脱硝***
JP6542568B2 (ja) 流体の混合装置及び該流体の混合装置を備えた脱硝装置
CN205386412U (zh) 一种锅炉烟气脱硝***
KR20170087419A (ko) 가스 터빈용 결빙-방지 시스템
US11761365B2 (en) Exhaust gas and reductant mixer for an aftertreatment system
EP2666535B1 (en) Flow control grid
KR102150213B1 (ko) 촉매 일체형 집진기
CN102166472A (zh) 用于scr脱硝***的旋流式喷氨装置
CN106178946A (zh) 整体嵌入式冶炼烟气脱硝***的实现方法
KR101593485B1 (ko) 요소수 믹싱 고효율화와 배기(배출)가스 균등분산 및 균일분포화 유도기능을 갖는 선택적 촉매저감장치(scr)용 캐닝 구조
CN203891983U (zh) 一种船用柴油机尾气scr脱硝***
CN103055734A (zh) 半柔性柳叶型叶片scr静态混合器
JP2016205188A (ja) 排気浄化ユニット
CN109316963A (zh) 一种用于烧结机烟气脱硝脱白***及方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190901