一种防爆柴油机用尾气处理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种防爆柴油机用尾气处理系统及方法，涉及废气处理技术领域，系统包括数据采集器、信号处理器、后处理控制器、再生指示灯和主动再生请求开关，后处理控制器包括DPF控制模块和SCR控制模块，数据采集器用于采集多个本安信号；信号处理器用于将本安信号转换为第一非安信号和第二非安信号；DPF控制模块用于基于第一非安信号，确定颗粒捕捉器是否需要进行主动再生；SCR控制模块用于根据第二非安信号，确定是否发送尿素喷射信号和尿素加热信号；主动再生请求开关用于发送主动再生请求信号；电子控制单元用于根据尿素喷射信号、尿素加热信号、主动再生请求信号，对应调整尿素喷嘴电磁阀、尿素加热电磁阀、颗粒捕捉器的工作状态。工作状态。工作状态。

【技术实现步骤摘要】
一种防爆柴油机用尾气处理系统及方法


[0001]本专利技术涉及废气处理
，具体涉及一种防爆柴油机用尾气处理系统及方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济的高速发展，能源需求稳步提升，煤炭作为基础能源产量持续增长。大规模的煤炭开采，环境问题也日益突出，基于此，防爆柴油机作为煤矿最主要的辅助运输动力，其排放物的治理亦是行业关注的重点。
[0003]随着国家双碳战略的推进，煤炭行业快速发展，防爆柴油机尾气排放标准将一步一步升级，为满足未来日益严格的排放标准，如何在保证防爆柴油机具有良好的防爆性能的前提下，提高对防爆柴油机产生的尾气的处理效果，从而减轻环境压力，是目前亟待解决的问题。
[0004]相较于国家第三阶段机动车污染物排放标准(简称国三标准)，国家第四阶段机动车污染物排放标准(简称国四标准)要求非道路用柴油机有害气体排放物大幅度降低，其中，氮氧化物最高降幅达40％，颗粒物降幅达80％。目前，执行国三标准的防爆柴油机实现减排主要采用的是电子控制燃油喷射技术，属于机内净化技术，排放指标偏高，无法满足国四标准。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题为：利用现有方法对防爆柴油机产生的尾气进行处理后的排放指标较高，无法满足国四标准。为解决该技术问题，本专利技术提供了一种防爆柴油机用尾气处理系统及方法。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0007]一种防爆柴油机用尾气处理系统，包括电源、数据采集器、信号处理器、后处理控制器、再生指示灯、主动再生请求开关，所述后处理控制器包括DPF控制模块和SCR控制模块，所述数据采集器、所述再生指示灯、所述主动再生请求开关均与所述信号处理器连接，所述信号处理器连接所述后处理控制器，所述数据采集器、所述信号处理器和所述后处理控制器均与防爆柴油机的电子控制单元连接，所述电子控制单元分别连接所述防爆柴油机中的颗粒捕捉器、尿素喷嘴电磁阀和尿素加热电磁阀，其中：
[0008]所述电源，用于为所述信号处理器和所述后处理控制器供电；
[0009]所述数据采集器，用于采集所述防爆柴油机工作过程中的相关参数，所述相关参数包括多个本安信号；
[0010]所述信号处理器，用于获取多个所述本安信号，将每个所述本安信号转换为各自对应的非安信号，所述非安信号包括第一非安信号和第二非安信号；
[0011]所述DPF控制模块，用于获取所述第一非安信号，根据所述第一非安信号，确定所述再生指示灯的显示状态，根据所述显示状态，确定所述颗粒捕捉器是否需要进行主动再
生；
[0012]所述SCR控制模块，用于获取所述第二非安信号，根据所述第二非安信号，确定是否向所述电子控制单元发送尿素喷射信号和尿素加热信号；
[0013]所述再生指示灯，用于显示当前所述颗粒捕捉器对尾气中微小颗粒物的捕捉情况；
[0014]所述主动再生请求开关，用于在确定所述颗粒捕捉器需要进行主动再生时，向所述信号处理器发送主动再生请求信号；
[0015]所述电子控制单元，用于在所述SCR控制模块确定向所述电子控制单元发送尿素喷射信号后，根据所述尿素喷射信号，调整所述尿素喷嘴电磁阀的工作状态；在所述SCR控制模块确定向所述电子控制单元发送尿素加热信号后，根据所述尿素加热信号，调整所述尿素加热电磁阀的工作状态；基于所述主动再生请求信号，调整所述颗粒捕捉器的工作状态。
[0016]本专利技术的有益效果是：本系统通过将DPF控制模块、颗粒捕捉器、SCR控制模块与电子控制单元相结合，利用电子控制单元对颗粒捕捉器、尿素喷嘴电磁阀和尿素加热电磁阀进行控制，实现防爆柴油机的机外净化；同时，在本系统运行过程中，电子控制单元正常控制燃油的喷射，实现防爆柴油机的机内净化；在减排的基础上，实现对防爆柴油机尾气的高效处理，处理后的排放指标较低，可满足国四标准和煤矿安全质量标准化标准，适用于煤矿井下作业。
[0017]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0018]进一步，所述防爆柴油机包括所述电子控制单元、所述尿素喷嘴电磁阀、所述尿素加热电磁阀、尿素箱，以及依次连接的氧化型催化转化器、所述颗粒捕捉器、SCR反应器，所述尿素喷嘴电磁阀、所述尿素加热电磁阀、所述颗粒捕捉器、所述SCR反应器分别与所述电子控制单元连接，所述尿素喷嘴电磁阀和所述尿素加热电磁阀分别与所述尿素箱连接，所述尿素箱的出口连接所述SCR反应器的入口；
[0019]所述数据采集器包括氮氧传感器、SCR温度传感器、DOC上游温度传感器、DPF上游温度传感器、压差传感器、尿素品质传感器和尿素液位传感器，所述氮氧传感器包括上游氮氧传感器和下游氮氧传感器，所述SCR温度传感器包括SCR上游温度传感器和SCR下游温度传感器；
[0020]所述上游氮氧传感器和所述下游氮氧传感器分别设置在所述SCR反应器的进气端和出气端，所述SCR上游温度传感器和所述SCR下游温度传感器分别设置在所述SCR反应器的进气端和出气端，所述DOC上游温度传感器设置在所述氧化型催化转化器的进气端，所述DPF上游温度传感器设置在所述颗粒捕捉器的进气端，所述压差传感器包含的两个压力探头分别设置在所述颗粒捕捉器的进气端和出气端，所述尿素品质传感器和所述尿素液位传感器均设置在所述尿素箱内部；
[0021]所述氮氧传感器、所述SCR温度传感器、所述DOC上游温度传感器、所述DPF上游温度传感器、所述压差传感器、所述尿素品质传感器、所述尿素液位传感器各自采集到的信号，以及所述主动再生请求信号均属于本安信号。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果是：氧化型催化转化器用于降低一氧化碳和碳氢化合物的含量；颗粒捕捉器用于降低尾气中颗粒物的含量，根据DPF上游温度传感器采集的
信号，可监测颗粒捕捉器中的温度是否达到高温反应的条件，根据压差传感器采集的信号，可监测颗粒捕捉器的碳载量是否正常、颗粒捕捉器是否堵塞；SCR反应器用于降低尾气中的氮氧化物含量，上游氮氧传感器和下游氮氧传感器分别获取SCR反应器处理尾气前尾气中的氮氧化物含量和SCR反应器处理尾气后尾气中的氮氧化物含量，SCR温度传感器、尿素品质传感器和尿素液位传感器采集的信号可反映尿素箱中的状态，为通过电子控制单元对尿素喷嘴电磁阀和尿素加热电磁阀进行控制提供了数据支撑。
[0023]进一步，所述信号处理器包括本安电路、光耦隔离电路和非安电路，所述本安电路、所述非安电路均与所述光耦隔离电路连接，所述光耦隔离电路用于将所述本安电路和所述非安电路进行隔离；
[0024]所述电源包括本安电源和非安电源，所述系统的输入电源为所述非安电源；所述本安电源用于将所述非安电源转换为本安电源，通过所述本安电源为所述本安电路供电，所述非安电源用于为所述非安电路和所述后处理控制器供电。
[0025]采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置本安电路，即使线路发生短路或电火花，也不足以点燃周围的易燃易爆气体，保证了防爆柴油机的安全性，使得防爆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防爆柴油机用尾气处理系统，其特征在于，包括电源、数据采集器、信号处理器、后处理控制器、再生指示灯、主动再生请求开关，所述后处理控制器包括DPF控制模块和SCR控制模块，所述数据采集器、所述再生指示灯、所述主动再生请求开关均与所述信号处理器连接，所述信号处理器连接所述后处理控制器，所述数据采集器、所述信号处理器和所述后处理控制器均与防爆柴油机的电子控制单元连接，所述电子控制单元分别连接所述防爆柴油机中的颗粒捕捉器、尿素喷嘴电磁阀和尿素加热电磁阀，其中：所述电源，用于为所述信号处理器和所述后处理控制器供电；所述数据采集器，用于采集所述防爆柴油机工作过程中的相关参数，所述相关参数包括多个本安信号；所述信号处理器，用于获取多个所述本安信号，将每个所述本安信号转换为各自对应的非安信号，所述非安信号包括第一非安信号和第二非安信号；所述DPF控制模块，用于获取所述第一非安信号，根据所述第一非安信号，确定所述再生指示灯的显示状态，根据所述显示状态，确定所述颗粒捕捉器是否需要进行主动再生；所述SCR控制模块，用于获取所述第二非安信号，根据所述第二非安信号，确定是否向所述电子控制单元发送尿素喷射信号和尿素加热信号；所述再生指示灯，用于显示当前所述颗粒捕捉器对尾气中微小颗粒物的捕捉情况；所述主动再生请求开关，用于在确定所述颗粒捕捉器需要进行主动再生时，向所述信号处理器发送主动再生请求信号；所述电子控制单元，用于在所述SCR控制模块确定向所述电子控制单元发送尿素喷射信号后，根据所述尿素喷射信号，调整所述尿素喷嘴电磁阀的工作状态；在所述SCR控制模块确定向所述电子控制单元发送尿素加热信号后，根据所述尿素加热信号，调整所述尿素加热电磁阀的工作状态；基于所述主动再生请求信号，调整所述颗粒捕捉器的工作状态。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述防爆柴油机包括所述电子控制单元、所述尿素喷嘴电磁阀、所述尿素加热电磁阀、尿素箱，以及依次连接的氧化型催化转化器、所述颗粒捕捉器、SCR反应器，所述尿素喷嘴电磁阀、所述尿素加热电磁阀、所述颗粒捕捉器、所述SCR反应器分别与所述电子控制单元连接，所述尿素喷嘴电磁阀和所述尿素加热电磁阀分别与所述尿素箱连接，所述尿素箱的出口连接所述SCR反应器的入口；所述数据采集器包括氮氧传感器、SCR温度传感器、DOC上游温度传感器、DPF上游温度传感器、压差传感器、尿素品质传感器和尿素液位传感器，所述氮氧传感器包括上游氮氧传感器和下游氮氧传感器，所述SCR温度传感器包括SCR上游温度传感器和SCR下游温度传感器；所述上游氮氧传感器和所述下游氮氧传感器分别设置在所述SCR反应器的进气端和出气端，所述SCR上游温度传感器和所述SCR下游温度传感器分别设置在所述SCR反应器的进气端和出气端，所述DOC上游温度传感器设置在所述氧化型催化转化器的进气端，所述DPF上游温度传感器设置在所述颗粒捕捉器的进气端，所述压差传感器包含的两个压力探头分别设置在所述颗粒捕捉器的进气端和出气端，所述尿素品质传感器和所述尿素液位传感器均设置在所述尿素箱内部；所述氮氧传感器、所述SCR温度传感器、所述DOC上游温度传感器、所述DPF上游温度传感器、所述压差传感器、所述尿素品质传感器、所述尿素液位传感器各自采集到的信号，以
及所述主动再生请求信号均属于本安信号。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号处理器包括本安电路、光耦隔离电路和非安电路，所述本安电路、所述非安电路均与所述光耦隔离电路连接，所述光耦隔离电路用于将所述本安电路和所述非安电路进行隔离；所述电源包括本安电源和非安电源，所述系统的输入电源为所述非安电源；所述本安电源用于将所述非安电源转换为本安电源，通过所述本安电源为所述本安电路供电，所述非安电源用于为所述非安电路和所述后处理控制器供电。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括通信模块，所述通信模块用于将所述信号处理器、所述后处理控制器分别与所述电子控制单元建立通信连接，将所述后处理控制器和所述信号处理器建立通信连接。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述信号处理器连接的显示器，所述显示器用于显示所述数据采集器采集到的所述防爆柴油机工作过程中的相关参数、所述再生指示灯的显示状态、所述主动再生请求开关的工作状态、所述尿素喷嘴电磁阀的工作状态和所述尿素加热电磁阀的工作状态。6.一种用于权利要求1至5中任一项所述的防爆柴油机用尾气处理系统的方法，其特征在于，包括：通过所述数据采集器实时采集所述防...

【专利技术属性】
技术研发人员：付君，白雷，冯志远，汪世伦，何礼彬，王大书，朱洪彬，张培，邵贵鹏，
申请(专利权)人：山西天地煤机装备有限公司江西直方数控动力有限公司，
类型：发明
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