发电机组废气处理装置的制作方法

xiaoxiao2020-7-22  1

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专利名称:发电机组废气处理装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种发电机组的废气处理装置。
目前由于需电量大增,供电上常有无法适应,甚至供电稳定度上无法配合工业用电上的需求,因此,对于用电量大且需求电力稳定度的工业厂家,在一般用电或跳闸或断电的瞬间,均需具有备用的电力及发电机组以供作电力的补充或平衡,因此,备用电力的开发实为目前各大工业厂家的殷切需求,甚至政府亦有意开放民营电厂的设立,故对发电机组的需求量大增,而目前使用于备用电力上的发电机组,一般即为燃油式的发电机组,即具有一燃油的发动机,以产生动力后,连接发电机进行发电的作业,藉以适应电力不足或断电、跳电之需,而人人皆知,燃油式的发动机于发动时,其必然产生大量的黑烟、异味,或者未完全燃烧作用的有害物质及气体,而以目前的排烟的环保标准,此均不符合直接排放的标准,因此均需作环保上的净化处理,尤其对于环保需求较为殷切的厂商,如半导体等高科技厂商,其不但要求供电的品质,更对于环境有极高的要求,因此,对备用发电机组的环保需求均十分的严谨,而亦有厂家针对该发电机组作废气环保上的处理作业,但目前针对该发电机组的废气处理系统上实有其本身无法克服的缺失,容后详述之。
目前的发电机组,除大型化的水力或核力发电机组,需要较大的土木工程支援外,而一般设置于厂区内的备用发电机组或一般的燃油发电机组,其所占用的面积较小,施工较易,而目前厂家所设置的发电机组,多半是以燃油式的发动引擎为主体,其中,燃油是以柴油为主,而柴油发动引擎于启动时,排出的废气内主要具有的污染物,包括粒状污染物(PARTICULATE)、氮氧化物(NOx)、硫化物(SOx)、碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)等有害物质,其中,粒状污染主要包括灰份(SOOT)、有机分馏物(SOF)、硫酸盐和金属成份物质,即当发动引擎启动时常见到的黑烟部份。
氮氧化物则是由于发电机组的发动引擎高温产生的,而于引擎空载时产生较少的氮氧化物,当负载增加时,随温度升高同时产生大量的氮氧化物。
硫化物则是因燃油中的硫分子产生,废气中的有机化合物及一氧化碳是燃烧不完全所产生的污染物,是造成柴油引挚排气中异味的主要原因。
而一般发电机组废气处理,其中,针对氮氧化物的处理主要是以触媒还原法处理;而废气中的硫化物成份,必须于设备后加装脱硫设备以减少硫化物的排放,其中,脱硫设备有湿式及干式脱硫设备,在处理上不但增加处理设备成本及可能造成废水或固体废弃物的二次污染,最直接的方式是选用低含硫份的油品,而针对废气中的有机化合物及一氧化碳则着重于发动引擎性能的改善,故无直接而有效的处理方式。
而目前有厂家,于发电机组发动引挚废气排放端另设有过滤结构,其中,最传统的方式,是于发电机组发动引擎排气的末端上另接有一管状的过滤器,于其中具有滤网,但此一方式,仅能拦截废气颗粒较大的污染物,难以达到确实的净化废气的需求,另有厂家改变过滤器的结构,即于过滤器内直通的管壁上布设有触媒,惟该触媒必需要较高的温度方能进行触媒的转化作业,惟当发动引擎厂动的初期,其温度尚不足以提供触媒反应所需的温度,因此,于废气中大部份的污染物无法透过触媒反应而被处理净化,故其处理的效果十分的有限,因此有厂家开发出如图6所示,过滤器50是为一方格通道栅状的结构体,而其过滤器50主要具有入口端51以供废气进入过滤器50中与触媒反应,而于过滤器50另端则设为出口端52,其中,入、出口端51、52间形成栅状的通道53、54,而各通道53、54间的壁面是呈孔隙形态以供通气之用;其中,入气通道53相对于入口端51是成一开放的形态,而另端则设成以封止体55封闭的形态,而相邻于入气通道53周缘壁面者是为出气通道54,其出气通道54相对于入口端53是以封止体55封闭,而出气通道54相对于出口端52则设成开放的形态,如此,由发动引擎产生的废气由过滤器50的入口端51进入,经入气通道53及两通道53、54间的壁面进入出气通道54并由出气通道54的开口释出,即由过滤器50的出口端52排出经过处理的废气,如此的过滤器50结构实有以下的缺失,诸如1.发动引擎启动初期无法有效的进行废气处理由于发动引擎于启动的初期,本身的温度即十分的有限,相对的进入过滤器50内的废气温度相对亦低,无法提供有效的触媒反应温度,故在此温度升至确实有效反应的温度前,其废气处理的功能十分的有限,故于发动引挚发动的初期,难以实现有效的净化作用。
2.各通道53、54壁面极易造成堵塞由于过滤器50初期温度不足,因此,废气中的粗状污染物极易于废气通过各通道53、54的壁面时沉积于其表面上,而使各通道壁面的孔隙越见缩小或被堵塞封死,如此不但影响其废气通过的顺畅性,废气净化的处理自然无法进行,必须时常清理,而清理时,发电机组的发动引擎必然不能动作,不但影响其发电的作业,停机待工,造成诸多不便之处;而且,耗费清理上的成本极高,有其改良的必要,再者,于通道53、54壁面上的灰粒极易于清理时造成其他环境上的污染,影响清理者健康甚钜。
3.易造成不当的负压使发动引擎无法顺利的持续运转由于其过滤器50的结构是于入气通道53的末端形成封闭的封止体55形态,因此当废气大量进入其入气通道53时,相对的逆压极易产生,而当此一逆压产生时,其发动引挚易因排气不顺,而造成发动引擎无法运转,难以持续发动,尤其在各通道53、54壁面沉积有污染物或灰份时,其透气率十分的不良时,逆压的产生尤其严重,故而需要时常的进行清理作业。
亦有厂家于发动引擎前另设有一电热式的加热器,以对进入的废气进行加热的作用,但电热式的加热器结构实有以下的缺失,诸如1.使用电能耗费发电机组原产生的电能经试验三组不同功率的发动引擎所需的电热能量分别为所产生功率的百分的26.63、28.11、25.54,即发动引擎所发出的电能有四分之一以上需要供给电热式加热器进行加热的使用,故亦有需要作改良之处。
2.无法瞬间达到所需的温度由于电能加热器的加热时间长,方可升至过滤器50反应的时间,因此于其过滤器50到达反应的温度前,其过滤器50废气处理的效果仍属不良,因此亦有改良的必要。
3.电能式加热器的成本极高由于电能式加热器的结构成本高,更且成本上的耗费高,且多半均朝小型化制作,因此可提供的热量十分的有限,常需较长的时间方可达到所需的温度,难以符合现有环保净化的标准。
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种发电机组废气处理装置,为使发电机组废气可于进入废气处理装置前即可以最少的能量有效的提升温度,使进入触媒反应器内的废气即已加温至所需的反应温度,而且,可先对废气作初步的处理,使废气具有多次净化的过程,而达到高净化性的环保需求,更藉由触媒反应器两端开放式的反应通道设计,使废气可在最低的逆压状态下进行净化环保的作业,使其处理达到最佳的环保标准。
为了达到上述目的,本发明提供一种发电机组废气处理装置,该发电机组具有燃油的发动引擎,发动引擎末端则连通废气引管,该废气引管连通至废气处理装置中,该发动引擎具有一燃油贮槽,发动引擎被启动侦测器所控制,该启动侦测器外接于外电,藉以侦测外电的供电状态,待测及外电有断电或电力不稳定时,即可经由启动侦测器进行发动引擎的启动;其特征在于由发动引擎废气引管末端至废气处理装置的触媒反应器前另设有燃油式的加温装置,该加温装置具有一燃油燃烧器,该燃油式的加温装置与发动引擎共同使用同一燃油贮槽内的燃油。该加温装置可以将进入触媒反应器内的废气事先经过预热至反应触媒可反应的温度,且可直接针对进入加温器内的废气进行初步再次燃烧的净化作业,达到高标准环保要求的目的,更可藉由其燃油式的加温装置与发动引擎共同使用同一燃油贮槽内的燃油,以免造成发动引擎功率上的消耗,而达高发电效率的要求。
本发明还提供一种发电机组废气处理装置,其特征在于其控制流程包括开始将其整体系统平时即连于电源上,并将启动侦测器设于开始侦测的状态;停电否?并同时侦测外电的状态,当外电正常时,重复侦测作业,而当外电断电或停电或电力不稳定时其即进行以下的流程作业点燃加温装置即刻将加温装置点燃,以使加温装置保持在最佳的温度上,以便预热进入加温装置内的废气;启动发动引擎于点燃加温装置的同时,启动发动引擎,产生电能并将废气由废气引管引至加温装置内;废气加温燃烧于加温装置内将废气加以再次的燃烧,并提高温度,至触媒反应器的触媒可加以反应的温度;废气处理废气即可藉由触煤反应器以适当的温度进于转化净化的作业。
所述的发电机组废气处理装置,其特征在于该加温装置可为一燃油式的加温结构,其具有燃油式的燃油燃烧器,燃油是直接使用发电机组燃油贮槽内的燃油,且与发动引擎同时为发电机组内的启动侦测器所控制。
所述的发电机组废气处理装置,其特征在于该加温装置可于近发动引擎端顶部设有与废气引管连接的废气入口,并于废气入口下方设有燃油燃烧器,该加温装置的腹部另形成仅能与废气引管及触媒反应器连通的加温室。
所述的发电机组废气处理装置,其特征在于该触媒反应器可以是成蜂巢状的结构体,其外部具有硬质的外壳体,而其内部是以金属或陶瓷基材成型出格状且两端相互连通的反应通道,并于反应通道表面上设有反应触媒。
所述的发电机组废气处理装置,其特征在于该触媒反应器是成蜂巢状的结构体,其金属材质的基材是予以卷绕成型,形成蜂巢状的结构体。
本发明的发电机组废气处理装置,是于发电机组发动引擎导引废气的废气引管末端另接设有一可快速对废气加温的加温装置,配合加温装置末端的蜂巢式触媒反应器,使进入触媒反应器内的废气可于发电机组发动引擎发动的初期即达到触媒反应器反应的温度,即可将废气内有害物质确实的与触媒反应器反应净化,因此,废气可经过再一次的燃烧以及有效温度的高速反应,达到高净化程度的废气处理;再者,发动引擎可保持在高顺压的状态下进行,有效的降低发电机组排气末端产生高逆压时无法顺利运转的可能性,得以确保发动引擎持续运作。
为能进一步了解本发明的结构,特征及其他目的,兹以如后的较佳实施例附以图式详细说明如后图式说明

图1是本发明的整体装置配置平面示意图。
图2是本发明的控制流程示意图。
图3是本发明的加温装置局部剖面示意图。
图4是本发明的过滤器反应通道平面示意图。
图5是本发明的过滤器局部立体示意图。
图6是习知的过滤器内部反应通道结构示意图。
请配合参阅图1所示,本发明发电机组A基本结构与习知发电机组相当,具有一燃油的发动引擎10,发动引擎10末端则连通一废气引管11以将发引擎10所产生的废气引出至废气处理装置中,而其发动引擎10的燃油则存放于一燃油贮槽12内,而发动引擎10另为一启动侦测器13所控制,其启动侦测器13另外接于电力公司或其他公共供应的外电130,藉以侦测外电130的供电状态,待测及外电130有断电或电力不稳定时,可经由启动侦测器13令发动引擎10启动。
而本发明的特征是在于由发动引擎10废气引管11末端至废气处理装置的蜂巢式触煤反应器20前另设有一燃油式的加温装置30,以供进入蜂巢式触媒反应器20内的废气可事先经过适当的预热,使废气可在最短的时间内达到触媒反应器20内触媒可反应的温度,且可直接针对进入加温器30内的废气进行初步的净化作业,达到高标准环保要求;更可藉由其燃油式的加温装置30与发动引挚10共同使用同一燃油贮槽12内的燃油,以免造成发动引擎10电能功率上的消耗,而达到高发电率的要求。
其中,本发明整体的控制流程,请配合图2所示,其是包括开始将本发明整体系统平时即连于电源上,并将启动侦测器13设于开始侦测的状态;停电否?并同时侦测外电130的状态,当外电130正常时,即重复侦测的作业,而当外电断电或停电或电力不稳定时,其即进行以下的流程作业;I点燃加温装置42即刻于第一时间内,将加温装置30点燃,藉以使整体的加温装置30保持在最佳的温度上,以便预热进入加温装置30内的废气;启动发动引擎43于点燃加温装置30的同时,启动发动引擎10,产生电能并将废气由废气引管11引至加温装置30内;废气加温燃烧44于加温装置30内将废气加以再一次的燃烧,并提高温度,至触媒反应器20的触媒可加以反应的温度;废气处理45废气即可藉由触媒反应器20以适当的温度进行转化净化的作业。
其中,如图3所示,加温装置30为一燃油式的加温结构,其具有燃油式的燃油燃烧器31,其燃油是直接使用发电机组A的燃油贮槽12内的燃油,且与发动引擎10同时为发电机组A内的启动侦测器13所控制;而加温装置30是于近发动引擎10端顶合设有与废气引管11连接的废气入口300,并于废气入口300下方设有一燃油燃烧器31,以喷出燃油点火将废气引入燃烧,并于加温装置30的腹部另形成一仅能与废气引管11及触媒反应器20连通的加温室32,使废气可于此室内进行再一次的燃烧与加温,不但可将废气温度提高至触媒反应器20可反应的程度,更可将废气内燃烧不完全或不稳定的化合物予以加热并燃烧,以减少炭粒量,以及有害的气体,达到废气初步净化的目的。
另如图3、4、5所示,本发明的触媒反应器20是成一蜂巢状的结构体,其外部具有一硬质的外壳体21使内、外相互隔离,而其内部是以金属或陶瓷基材22成型出格状且两端相互连通的反应通道23,并于反应通道23表面上布设有一层反应触媒24,使经过第一次燃烧及加温的废气至此进入各反应通道23内,与反应通道23表面上的反应触媒24相互接触反应,使废气内有害或有毒的物质可经过转化成无害的物质后,由触媒反应器20另端排出。
而触媒反应器20除可如前述的结构一般外,更可以金属材质的基材22予以卷绕成型,亦可形成蜂巢状的结构体,而且,其反应通道23仍可保持两端开放连通的形态,配合前述的加温装置30设计,使废气可确实的经过两次加温燃烧处理,并经由触煤反应器20予以反应转化。
藉由上述的结构与系统配合的控制,使本发明可确实达到以下的功能,诸如
1.多次净化确保废气排放的环保标准即于加温装置30内废气即已作初步的再燃烧与快速的加温至陶瓷过滤器20反应的温度,再经触媒反应器20的反应净化,可确保净化的效果。
2.废气进入触媒反应器20前的温度可被确实的提高至所需反应的温度于外电130断电或电力不稳定的状态发生时,其加温装置30与发动引挚10立即被启动并点燃,而且,其加温装置30初期以大火力进行加温的作业,进入加温装置30内的废气可确实的被加温至触媒反应器20反应最适当的温度上,可使废气进入触媒反应器20时可以最适当的温度进行净化作业。
3.发动引擎10及整体发电机组A可确保其产生的电力无不当的消耗即其加温装置30是以燃油为加温作业油料,并不浪费发动引擎10所产生的电能,可将所有的电能转至最需要的地方,不致造成不当的电力损耗,其虽耗费一部份的燃油,但其可确保电力的产生并送出以供使用,故电力生产效率可确实提高。
4.无逆压的产生可确保发动引擎10运转的顺畅性由于触媒反应器20两端是成一开放式的结构,因此,其触媒反应器20内部不致于反应净化废气时产生不当的逆压,其发动引擎10可确保在正常的压力差下运转。
权利要求
1.一种发电机组废气处理装置,该发电机组具有燃油的发动引擎,发动引擎末端则连通废气引管,该废气引管连通至废气处理装置中,该发动引擎具有一燃油贮槽,发动引擎被启动侦测器所控制,该启动侦测器外接于外电;其特征在于由发动引擎废气引管末端至废气处理装置的触媒反应器前另设有燃油式的加温装置,该加温装置具有一燃油燃烧器,该燃油式的加温装置与发动引擎共同使用同一燃油贮槽内的燃油。
2.一种发电机组废气处理装置,其特征在于其控制流程包括开始将其整体系统平时即连于电源上,并将启动侦测器设于开始侦测的状态;停电否?并同时侦测外电的状态,当外电正常时,重复侦测作业,而当外电断电或停电或电力不稳定时其即进行以下的流程作业点燃加温装置即刻将加温装置点燃,以使加温装置保持在最佳的温度上,以便预热进入加温装置内的废气;启动发动引擎于点燃加温装置的同时,启动发动引擎,产生电能并将废气由废气引管引至加温装置内;废气加温燃烧于加温装置内将废气加以再次的燃烧,并提高温度,至触媒反应器的触媒可加以反应的温度;废气处理废气即可藉由触煤反应器以适当的温度进于转化净化的作业。
3.如权利要求1或2所述的发电机组废气处理装置,其特征在于该加温装置是为一燃油式的加温结构,其具有燃油式的燃油燃烧器,燃油是直接使用发电机组燃油贮槽内的燃油,且与发动引擎同时为发电机组内的启动侦测器所控制。
4.如权利要求1或2所述的发电机组废气处理装置,其特征在于该加温装置是于近发动引擎端顶部设有与废气引管连接的废气入口,并于废气入口下方设有燃油燃烧器,该加温装置的腹部另形成仅能与废气引管及触媒反应器连通的加温室。
5.如权利要求1或2所述的发电机组废气处理装置,其特征在于该触媒反应器是成蜂巢状的结构体,其外部具有硬质的外壳体,而其内部是以金属或陶瓷基材成型出格状且两端相互连通的反应通道,并于反应通道表面上设有反应触媒。
6.如权利要求1或2所述的发电机组废气处理装置,其特征在于该触媒反应器是成蜂巢状的结构体,其金属材质的基材是予以卷绕成型,形成蜂巢状的结构体。
全文摘要
一种发电机组废气处理装置,该发电机组具有燃油的发动引擎,发动引擎被启动侦测器所控制,该启动侦测器外接于外电;由发动引擎废气引管末端至废气处理装置的触媒反应器前另设有燃油式的加温装置,该加温装置具有一燃油燃烧器,该燃油式的加温装置与发动引擎共同使用同一燃油贮槽内的燃油。本发明可使进入触媒反应器内的废气已预先加温至所需的反应温度,而且使废气可在最低的逆压状态下进行净化环保的作业,使其处理达到最佳的环保标准。
文档编号F01N3/18GK1369621SQ0110381
公开日2002年9月18日 申请日期2001年2月15日 优先权日2001年2月15日
发明者翁瑞裕, 梁博杰 申请人:康捷环保科技股份有限公司

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