氨燃料船舶发动机系统及其尾气后处理系统的制作方法

技术特征：
1.一种氨燃料船舶发动机系统的尾气后处理系统，其特征在于，包括：氧化亚氮反应器、脱氮氧化物反应器、氨氧化催化剂反应器以及排放系统；其中：所述氧化亚氮反应器的入口端分别与氨燃料发动机和氨燃料供应系统相连接，所述氧化亚氮反应器的出口端与所述脱氮氧化物反应器的入口端相连接，所述脱氮氧化物反应器的出口端与所述氨氧化催化剂反应器的入口端相连接，所述氨氧化催化剂反应器的出口端与所述排放系统相连接；所述氧化亚氮反应器的入口端至出口端之间连接有第一连通旁路；所述氨氧化催化剂反应器的入口端至出口端之间连接有第二连通旁路；根据处理控制逻辑，所述氨燃料船舶发动机和/或所述氨燃料供应系统与所述氧化亚氮反应器相连通或通过所述第一连通旁路与所述脱氮氧化物反应器相连通；所述脱氮氧化物反应器经过所述氨氧化催化剂反应器与所述排放系统相连通或通过所述第二连通旁路与所述排放系统相连通。2.根据权利要求1所述的氨燃料船舶发动机系统的尾气后处理系统，其特征在于，所述氧化亚氮反应器，包括一层或多层贵金属催化剂层，多层所述贵金属催化剂层之间依次排列设置，用于以nh3作为还原剂，通过催化还原的方式将n2o转化为n2、o2、no2和no。3.根据权利要求1所述的氨燃料船舶发动机系统的尾气后处理系统，其特征在于，所述脱氮氧化物反应器，包括依次排列设置的一层或多层钒催化剂层以及设置于所述钒催化剂层后端的一层铜催化剂层；其中，所述钒催化剂层用于以nh3作为还原剂，通过催化还原的方式将no
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转化为n2和h2o；所述铜催化剂层用于将nh3转化为n2和h2o。4.根据权利要求1所述的氨燃料船舶发动机系统的尾气后处理系统，其特征在于，所述氨氧化催化剂反应器，包括一层或多层氧化催化剂层，多层所述氧化催化剂层之间依次排列设置，用于将nh3氧化，转化为n2和h2o。5.根据权利要求1所述的氨燃料船舶发动机系统的尾气后处理系统，其特征在于，所述排放系统，包括nh3浓度传感器和氨燃料回收系统；其中：所述nh3浓度传感器的输出端分为两路，其中一路与所述氨燃料回收系统相连接，另一路与大气连通；所述氨燃料回收系统与所述氨燃料供应系统相连接；根据排放控制逻辑，所述脱氮氧化物反应器或所述氨氧化催化剂反应器通过所述nh3浓度传感器直接与大气相连通或与所述氨燃料回收系统相连通。6.根据权利要求1所述的氨燃料船舶发动机系统的尾气后处理系统，其特征在于，所述氧化亚氮反应器与所述脱氮氧化物反应器之间的管路上和/或所述脱氮氧化物反应器与所述氨氧化催化剂反应器之间的管路上设有用于防止气体回流的阀门；所述氧化亚氮反应器和所述氨氧化催化剂反应器的入口端以及所述第一连通旁路和所述第二连通旁路上分别设有控制阀门。7.根据权利要求1所述的氨燃料船舶发动机系统的尾气后处理系统，其特征在于，还包括：辅热系统，所述辅热系统分别与所述氧化亚氮反应器和所述脱氮氧化物反应器相连接。8.根据权利要求1-7中任一项所述的氨燃料船舶发动机系统的尾气后处理系统，其特征在于，所述处理控制逻辑，包括：当所述氨燃料发动机的燃烧模式为主要以柴油驱动发动机，则控制所述第一连通旁路
开启，所述氨燃料发动机以及所述氨燃料供应系统通过所述第一连通旁路与所述脱氮氧化物反应器相连通；当所述氨燃料发动机的燃烧模式为以柴油引燃nh3或主要以nh3驱动发动机，则测量废气组分中的逃逸氨作为还原剂是否足够还原n2o和no
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；如果足够，则关闭所述氨燃料供应系统提供氨还原剂的供应通道；如果不够，则开启所述氨燃料供应系统提供氨还原剂的供应通道；同时，控制所述第一连通旁路关闭，所述氨燃料发动机和/或所述氨燃料供应系统与所述氧化亚氮反应器相连通；当所述脱氮氧化物反应器输出的逃逸氨浓度小于等于设定阈值a，则测量废气组分中的逃逸氨浓度是否小于no
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浓度；如果是，则控制所述第二连通旁路开启，所述脱氮氧化物反应器通过所述第二连通旁路与所述排放系统相连通；如果不是，则控制所述第二连通旁路关闭，所述脱氮氧化物反应器经过所述氨氧化催化剂反应器与所述排放系统相连通。9.根据权利要求5-7中任一项所述的氨燃料船舶发动机系统的尾气后处理系统，其特征在于，所述排放控制逻辑，包括：判断所述nh3传感器检测的nh3浓度是否小于等于设定阈值b；如果是，则直接与大气相连通；如果不是，则与所述氨燃料回收系统相连通，对回收的nh3进行再次利用。10.一种氨燃料船舶发动机系统，其特征在于，包括：燃料供应系统、氨燃料发动机以及权利要求1至9中任一项所述的尾气后处理系统，所述尾气后处理系统设置于所述氨燃料发动机的增压器的后端，并与所述燃料供应系统相连接。

技术总结
本发明提供了一种氨燃料船舶发动机系统及其尾气后处理系统，包括：依次设置的氧化亚氮反应器、脱氮氧化物反应器、氨氧化催化剂反应器以及排放系统；氧化亚氮反应器的入口端至出口端之间连接有第一连通旁路；氨氧化催化剂反应器的入口端至出口端之间连接有第二连通旁路；根据处理控制逻辑和排放控制逻辑，通过对应不同阀门对相应的通路进行控制。本发明协同处理氨燃料船舶发动机的主要含氮污染物，对燃烧模式和废气组分不同的可能性做不同路径的安排，能够显著降低氨燃料船舶的排放水平，满足氨燃料船舶发动机主要含氮污染物目前及将来需要面对的排放限制。将来需要面对的排放限制。将来需要面对的排放限制。


技术研发人员：陈瑞侃 杨新伟 郭江峰
受保护的技术使用者：中船动力(集团)有限公司
技术研发日：2022.11.24
技术公布日：2023/3/10