一种柴油机尾气治理工艺

技术领域

本发明涉及尾气治理技术领域，具体涉及一种柴油机尾气治理工艺。

背景技术

大功率柴油机尾气主要污染物为炭黑微粒PM和NOx ,以及未完全燃烧的柴油、润滑油等具有粘稠可燃性物资，由此增加了尾气中炭黑颗粒PM和NOx的去除的难度。目前重型柴油机尾气治理采用普通SCR脱硝系统和DPF陶瓷滤体的方式去除NOx和炭黑颗粒PM,而柴油机尾气中NOx的含量高达1300-1600mg/m

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种柴油机尾气治理工艺，能够提高SCR脱硝效率的同时，更好的脱除尾气中的炭黑颗粒，避免对过滤材料造成堵塞。

为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种柴油机尾气治理工艺，包括微粒净化，分子转化，SCR脱硝，后处理。

所述微粒净化，将柴油机尾气通入微粒净化器内，在微粒净化器内的预分离室脱除柴油机尾气内的大颗粒，得到脱除颗粒后的柴油机尾气，将脱除颗粒后的柴油机尾气通入过滤器，通过过滤器中的过滤材料进行粉尘脱除后，得到脱除粉尘后的柴油机尾气和尾气粉尘；

所述过滤器中的过滤材料为复合基过滤材料，所述复合基过滤材料的组成为叠层金属纤维毡Fe-18Cr-3Ai和氧化铝纤维毡70Ai

其中，叠层金属纤维毡和氧化铝纤维毡的质量比为1:10-12；

所述分子转化，向尾气粉尘中加入分子转化剂，转换为失去粘性的大颗粒；

所述分子转化剂的组成，按重量份计，包括：25-30份氢氧化钙，3-4份氢氧化镁，1-2份碳酸钠，0.3-0.5份十二烷基硫酸钠；

所述尾气粉尘与分子转化剂的重量比为3-4:1。

所述SCR脱硝，在反应器入口将氨气与柴油机尾气混合后通入装有脱硝催化剂的反应器滤网，控制反应器的温度为200-220℃，所述脱除粉尘后的柴油机尾气的流速为1-1.2m

所述反应器内的脱硝催化剂在反应器滤网上的负载量为600-700μg/cm

所述氨气与脱除粉尘后的柴油机尾气的体积比为1:1-1.2；

所述脱硝催化剂的制备方法为：将二氧化钛，五氧化二钒，三氧化钨按照重量比为10-13:25-28:3-4置于球磨机中进行球磨，控制球磨时的球料比为4-6:1，转速为350-400rpm，球磨时间为30-40min，球磨结束后得到催化剂混合料，将催化剂混合料，有机插层剂，去离子水按照重量比为15-17:3-4:28-30混合后，在60-65℃下进行搅拌，控制搅拌速度为200-250rpm，搅拌1-1.5h后得到得到初级催化剂液，将初级催化剂液进行过滤后，对滤渣进行高温等离子处理，控制高温等离子处理过程中的处理温度为150-160℃，处理功率为280-300W，处理时间为6-8min，得到脱硝催化剂；

所述有机插层剂的制备方法为：将三甲基十八烷基溴化铵，柠檬酸，植酸，十六烷基三甲基溴化铵，纳米氮化硼混合均匀后进行低温处理，控制低温处理的温度为-10℃至-5℃，低温处理的时间为30-35min，低温处理结束后以1-1.2℃/min的升温速度升温至40-45℃，在40-45℃下静置20-25min后自然恢复至室温，得到有机插层剂；

所述纳米氮化硼的粒径为80-100nm；

所述有机插层剂的制备中，三甲基十八烷基溴化铵，柠檬酸，植酸，十六烷基三甲基溴化铵，纳米氮化硼的重量比为18-20:3-6:1-2:4-6:2-4。

所述后处理，将脱硝后的柴油机尾气通入后处理设备中，控制脱硝后的的柴油机尾气的流速为1-1.2m

所述后处理剂的组成，按重量份计，包括：100-110份多孔碳酸钙，50-55份沸石粉，35-40份火山石粉，6-8份过硫酸钠，3-5份纳米氧化铝；

所述纳米氧化铝的粒径为200-300nm。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明的柴油机尾气治理工艺，能够提高SCR脱硝效率，治理后的尾气中的粉尘含量为20-30mg，NO含量为5-10ppm，NO

（2）本发明的柴油机尾气治理工艺，能够对柴油机尾气中的粉尘进行转化，转化成失去粘性的大颗粒，从而进行再利用；

（3）本发明的柴油机尾气治理工艺，更好的脱除尾气中的炭黑颗粒，避免对过滤材料造成堵塞。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。

实施例1

一种柴油机尾气治理工艺，包括微粒净化，分子转化，SCR脱硝，后处理。

所述微粒净化，将柴油机尾气通入微粒净化器内，在微粒净化器内的预分离室脱除柴油机尾气内的大颗粒，得到脱除颗粒后的柴油机尾气，将脱除颗粒后的柴油机尾气通入过滤器，通过过滤器中的过滤材料进行粉尘脱除后，得到脱除粉尘后的柴油机尾气和尾气粉尘；

所述柴油机尾气中的粉尘含量为320mg，NO含量为950ppm，NO

所述过滤器中的过滤材料为复合基过滤材料，所述复合基过滤材料的组成为叠层金属纤维毡Fe-18Cr-3Ai和氧化铝纤维毡70Ai

其中，叠层金属纤维毡和氧化铝纤维毡的质量比为1:10；

所述分子转化，向尾气粉尘中加入分子转化剂，转换为失去粘性的大颗粒；

所述分子转化剂的组成，按重量份计，包括：25份氢氧化钙，3份氢氧化镁，1份碳酸钠，0.3份十二烷基硫酸钠；

所述尾气粉尘与分子转化剂的重量比为3:1。

所述SCR脱硝，在反应器入口将氨气与脱除粉尘后的柴油机尾气混合后通入装有脱硝催化剂的反应器滤网，控制反应器的温度为200℃，所述脱除粉尘后的柴油机尾气的流速为1m

所述反应器内的脱硝催化剂在反应器滤网上的负载量为600μg/cm

所述氨气与脱除粉尘后的柴油机尾气的体积比为1:1；

所述脱硝催化剂的制备方法为：将二氧化钛，五氧化二钒，三氧化钨按照重量比为10:25:3置于球磨机中进行球磨，控制球磨时的球料比为4:1，转速为350rpm，球磨时间为30min，球磨结束后得到催化剂混合料，将催化剂混合料，有机插层剂，去离子水按照重量比为15:3:28混合后，在60℃下进行搅拌，控制搅拌速度为200rpm，搅拌1h后得到得到初级催化剂液，将初级催化剂液进行过滤后，对滤渣进行高温等离子处理，控制高温等离子处理过程中的处理温度为150℃，处理功率为280W，处理时间为6min，得到脱硝催化剂；

所述有机插层剂的制备方法为：将三甲基十八烷基溴化铵，柠檬酸，植酸，十六烷基三甲基溴化铵，纳米氮化硼混合均匀后进行低温处理，控制低温处理的温度为-10℃，低温处理的时间为30min，低温处理结束后以1℃/min的升温速度升温至40℃，在40℃下静置20min后自然恢复至室温，得到有机插层剂；

所述纳米氮化硼的粒径为80nm；

所述有机插层剂的制备中，三甲基十八烷基溴化铵，柠檬酸，植酸，十六烷基三甲基溴化铵，纳米氮化硼的重量比为18:3:1:4:2。

所述后处理，将脱硝后的柴油机尾气通入后处理设备中，控制脱硝后的的柴油机尾气的流速为1m

所述后处理剂的组成，按重量份计，包括：100份多孔碳酸钙，50份沸石粉，35份火山石粉，6份过硫酸钠，3份纳米氧化铝；

所述纳米氧化铝的粒径为200nm。

所述治理后的尾气中的粉尘含量为20mg，NO含量为5ppm，NO

实施例2

一种柴油机尾气治理工艺，包括微粒净化，分子转化，SCR脱硝，后处理。

所述微粒净化，将柴油机尾气通入微粒净化器内，在微粒净化器内的预分离室脱除柴油机尾气内的大颗粒，得到脱除颗粒后的柴油机尾气，将脱除颗粒后的柴油机尾气通入过滤器，通过过滤器中的过滤材料进行粉尘脱除后，得到脱除粉尘后的柴油机尾气和尾气粉尘；

所述柴油机尾气中的粉尘含量为335mg，NO含量为980ppm，NO

所述过滤器中的过滤材料为复合基过滤材料，所述复合基过滤材料的组成为叠层金属纤维毡Fe-18Cr-3Ai和氧化铝纤维毡70Ai

其中，叠层金属纤维毡和氧化铝纤维毡的质量比为1:11；

所述分子转化，向尾气粉尘中加入分子转化剂，转换为失去粘性的大颗粒；

所述分子转化剂的组成，按重量份计，包括：27份氢氧化钙，3.5份氢氧化镁，1.5份碳酸钠，0.4份十二烷基硫酸钠；

所述尾气粉尘与分子转化剂的重量比为3.5:1。

所述SCR脱硝，在反应器入口将氨气与脱除粉尘后的柴油机尾气混合后通入装有脱硝催化剂的反应器滤网，控制反应器的温度为210℃，所述脱除粉尘后的柴油机尾气的流速为1.1m

所述反应器内的脱硝催化剂在反应器滤网上的负载量为650μg/cm

所述氨气与脱除粉尘后的柴油机尾气的体积比为1:1.1；

所述脱硝催化剂的制备方法为：将二氧化钛，五氧化二钒，三氧化钨按照重量比为11:26:3.5置于球磨机中进行球磨，控制球磨时的球料比为4-6:1，转速为370rpm，球磨时间为35min，球磨结束后得到催化剂混合料，将催化剂混合料，有机插层剂，去离子水按照重量比为16:3.5:29混合后，在62℃下进行搅拌，控制搅拌速度为220rpm，搅拌1.2h后得到得到初级催化剂液，将初级催化剂液进行过滤后，对滤渣进行高温等离子处理，控制高温等离子处理过程中的处理温度为155℃，处理功率为290W，处理时间为7min，得到脱硝催化剂；

所述有机插层剂的制备方法为：将三甲基十八烷基溴化铵，柠檬酸，植酸，十六烷基三甲基溴化铵，纳米氮化硼混合均匀后进行低温处理，控制低温处理的温度为-7℃，低温处理的时间为32min，低温处理结束后以1.1℃/min的升温速度升温至42℃，在42℃下静置22min后自然恢复至室温，得到有机插层剂；

所述纳米氮化硼的粒径为90nm；

所述有机插层剂的制备中，三甲基十八烷基溴化铵，柠檬酸，植酸，十六烷基三甲基溴化铵，纳米氮化硼的重量比为19:4:1.5:5:3。

所述后处理，将脱硝后的柴油机尾气通入后处理设备中，控制脱硝后的的柴油机尾气的流速为1.1m

所述后处理剂的组成，按重量份计，包括：105份多孔碳酸钙，52份沸石粉，37份火山石粉，7份过硫酸钠，4份纳米氧化铝；

所述纳米氧化铝的粒径为250nm。

所述治理后的尾气中的粉尘含量为25mg，NO含量为7ppm，NO

实施例3

一种柴油机尾气治理工艺，包括微粒净化，分子转化，SCR脱硝，后处理。

所述微粒净化，将柴油机尾气通入微粒净化器内，在微粒净化器内的预分离室脱除柴油机尾气内的大颗粒，得到脱除颗粒后的柴油机尾气，将脱除颗粒后的柴油机尾气通入过滤器，通过过滤器中的过滤材料进行粉尘脱除后，得到脱除粉尘后的柴油机尾气和尾气粉尘；

所述柴油机尾气中的粉尘含量为340mg，NO含量为990ppm，NO

所述过滤器中的过滤材料为复合基过滤材料，所述复合基过滤材料的组成为叠层金属纤维毡Fe-18Cr-3Ai和氧化铝纤维毡70Ai

其中，叠层金属纤维毡和氧化铝纤维毡的质量比为1:12；

所述分子转化，向尾气粉尘中加入分子转化剂，转换为失去粘性的大颗粒；

所述分子转化剂的组成，按重量份计，包括：30份氢氧化钙，4份氢氧化镁，2份碳酸钠，0.5份十二烷基硫酸钠；

所述尾气粉尘与分子转化剂的重量比为4:1。

所述SCR脱硝，在反应器入口将氨气与脱除粉尘后的柴油机尾气混合后通入装有脱硝催化剂的反应器滤网，控制反应器的温度为220℃，所述脱除粉尘后的柴油机尾气的流速为1.2m

所述反应器内的脱硝催化剂在反应器滤网上的负载量为700μg/cm

所述氨气与脱除粉尘后的柴油机尾气的体积比为1:1.2；

所述脱硝催化剂的制备方法为：将二氧化钛，五氧化二钒，三氧化钨按照重量比为13:28:4置于球磨机中进行球磨，控制球磨时的球料比为6:1，转速为400rpm，球磨时间为40min，球磨结束后得到催化剂混合料，将催化剂混合料，有机插层剂，去离子水按照重量比为17:4:30混合后，在65℃下进行搅拌，控制搅拌速度为250rpm，搅拌1.5h后得到得到初级催化剂液，将初级催化剂液进行过滤后，对滤渣进行高温等离子处理，控制高温等离子处理过程中的处理温度为160℃，处理功率为300W，处理时间为8min，得到脱硝催化剂；

所述有机插层剂的制备方法为：将三甲基十八烷基溴化铵，柠檬酸，植酸，十六烷基三甲基溴化铵，纳米氮化硼混合均匀后进行低温处理，控制低温处理的温度为-5℃，低温处理的时间为35min，低温处理结束后以1.2℃/min的升温速度升温至45℃，在45℃下静置25min后自然恢复至室温，得到有机插层剂；

所述纳米氮化硼的粒径为100nm；

所述有机插层剂的制备中，三甲基十八烷基溴化铵，柠檬酸，植酸，十六烷基三甲基溴化铵，纳米氮化硼的重量比为20:6:2:6:4。

所述后处理，将脱硝后的柴油机尾气通入后处理设备中，控制脱硝后的的柴油机尾气的流速为1.2m

所述后处理剂的组成，按重量份计，包括：110份多孔碳酸钙，55份沸石粉，40份火山石粉，8份过硫酸钠，5份纳米氧化铝；

所述纳米氧化铝的粒径为300nm。

所述治理后的尾气中的粉尘含量为30mg，NO含量为10ppm，NO

除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。