CN102741517B - 废气后处理系统 - Google Patents

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Abstract

一种废气后处理系统(14)，包括：壳体(18，218)，其具有能够从发动机(12)接收单独的进入废气流的两个或更多个入口(230，232)。系统(14)可包括两个或更多个第一废气处理装置(262，242)，其各自能够以第一方向接收所述单独的进入废气流之一。系统还可以包括：两个或更多个改向流动通道(248，254)，其能够将单独的废气流结合成以与所述第一方向成约180度的第二方向流动的合并的废气流；以及中间流动区域，其能够将所述合并的废气流分为两个或更多个单独的离开废气流。系统还可以包括两个或更多个第二废气处理装置(280，282)，其各自能够以与所述第二方向成约90度的第三方向接收所述单独的离开废气流之一。

Description

废气后处理系统
技术领域
本发明涉及用于从化石燃料供能系统的废气中去除或减少不希望的排放物的废气后处理系统。
背景技术
废气后处理系统用于从化石燃料供能系统的废气中去除不希望的排放物，该化石燃料供能系统(例如柴油发动机、汽油发动机、汽油涡轮机)可以用于驱动例如发电机、商用车辆、机器、船舶或机车。废气后处理系统可以包括多种排放物处理技术，例如柴油氧化催化器(DOC)、柴油微粒过滤器(DPF)、选择性催化还原催化器(SCR)、稀薄氮氧化物捕集器(LNT)或其他用于处理废气的装置。
选择性催化还原(SCR)系统提供一种用于从化石燃料供能系统的排放物中去除氮氧化物(NOx)的方法。在SCR的过程中，催化器辅助诸如氨的还原剂与NOx之间的反应以产生水和氮气，从而从废气中去除NOx。一般地，还原剂在SCR催化器的上游与废气混合。
当提供给SCR催化器的废气中的NO与NO2的比例约为50∶50时SCR更为有效。但是，一些发动机可能产生NO与NO2比例约为95∶5的废气流。为了提高NO2的相对量以实现更接近50∶50的NO与NO2比例，柴油氧化催化器(DOC)可以位于SCR催化器的上游以将NO转化为NO2。DOC也用于从废气中去除一氧化碳和碳氢化合物。
废气后处理系统可以作为原始设备安装，或者可以对特定的应用进行翻新。为了便于更加容易的安装，一些废气后处理系统与容纳在共用壳体中的部件预先组装。Aneja等人的美国专利申请公开No.2008/0314033(后文称为‘033申请)中公开了这种系统。‘748申请公开了一种大致立方体形的共用壳体，其容纳一对DOC/DPF、还原剂注射器、混合腔室以及一对SCR催化器。进入系统的废气被分为两股气流，并行地被引导经过两个DOC/DPF。废气被重新合并成单股气流并将还原剂注入气流中，并且废气被再次分为并行地流过两个SCR催化器的两股气流。
虽然‘033申请中公开的系统可能适于在一些应用中减少目标排放物，但具体的尺寸和背压限制、具体的排放物要求和其他要求可能使得其不适于其他应用。
发明内容
在一个方面，本发明提供一种废气后处理系统，包括壳体，所述壳体具有能够从发动机接收单独的进入废气流的两个或更多个入口。该系统可以包括两个或更多个第一废气处理装置，其各自能够以第一方向接收所述单独的进入废气流之一。该系统还可以包括：两个或更多个改向流动通道，其能够将单独的废气流结合成合并的废气流，所述合并的废气流以与所述第一方向成约180度的第二方向流动；以及中间流动区域，其能够将所述合并的废气流分为两个或更多个单独的离开废气流。该系统还可以包括两个或更多个第二废气处理装置，其各自能够以与所述第二方向成约90度的第三方向接收所述单独的离开废气流之一。
在另一个方面，本发明提供一种处理发动机的废气的方法。该方法可以包括：将来自发动机的第一废气流以第一方向引导经过第一DOC，以及将来自发动机的第二废气流以第一方向引导经过第二DOC，其中第一DOC布置成与第二DOC并行。该方法还可以包括：将第一废气流与第二废气流合并以形成合并的废气流并且将还原剂引入到合并的废气流中。此外，该方法还可以包括以与第一方向成约180度的第二方向引导合并的废气，并且从合并的废气流形成第三废气流和第四废气流。
在又一个方面，本发明提供一种废气后处理系统，其包括壳体，壳体限定至少一个废气入口和至少一个废气出口，壳体体积小于约5.510106立方米。废气后处理系统还可以包括总体积大于约73980立方厘米的一个或多个DOC基质和总体积大于约389875立方厘米的一个或多个SCR催化器基质。此外，废气后处理系统可以被构造成使得当发动机以额定操作状况运行时至少一个废气入口和至少一个废气出口之间的废气背压小于约8.5kPa。
根据下述说明以及附图将清楚本发明的其他特征和方面。
附图说明
在包括在本说明书中并且构成说明书一部分的附图中，示出本发明的示例性实施方式，其连同文字说明部分一起用于解释所公开的系统的原理。
图1是根据本发明的动力系统的第一实施方式的示意图；
图2是根据本发明的动力系统的第二实施方式的透视图；
图3是图2的动力系统的废气后处理系统的一种实施方式的俯视剖视图；
图4是图3的废气后处理系统的透视剖视图；
图5是图3的废气后处理系统的入口部分的部分剖视的透视图；
图6是图5的入口部分的部分剖视的端视图；
图7是图3的废气后处理系统的中间流动区域的透视图。
具体实施方式
参照图1，示出动力系统10的一种实施方式。动力系统10包括发动机12和能够处理发动机12产生的一股或多股废气流16的废气后处理系统14。发动机12可以包括图中未示出的特征，例如燃料系统、空气系统、冷却系统、外围部件、动力传动系统部件、涡轮增压器等。发动机12可以是任何类型的发动机(内燃机、涡轮机、汽油发动机、柴油发动机、气体燃料发动机、天然气发动机、丙烷发动机等)，可以是任何尺寸、具有任何数量的气缸、具有任何配置(V型、直列、星形等)。发动机12可以用于为任何机器或其他装置供能，包括机车应用、公路用卡车或车辆、非公路用卡车或机器、运土设备、发电机、航空应用、船舶应用、泵、固定设备、或其他发动机供能应用。
废气后处理系统14包括壳体18，壳体18能够完全地或部分地容纳设计为从发动机12的废气流16中减少不希望的排放物的一个或多个废气后处理装置。废气后处理装置可以包括多种排放物处理技术，包括但不限于再生装置、热源、氧化催化器、柴油氧化催化器(DOC)、柴油微粒过滤器(DPF)、选择性催化还原催化器(SCR)、稀薄NOx捕集器(LNT)、消音器、或处理离开发动机12的废气流16所需要的其他装置。
在示出的实施方式中，废气后处理系统14包括一个或多个第一后处理装置20以及一个或多个第二后处理装置22。在一种实施方式中，一个或多个第一后处理装置20是一个或多个DOC，一个或多个第二后处理装置22是一个或多个SCR催化器。在示出的实施方式中，废气流16在一个或多个废气入口24处进入壳体18，(串联地或并行地)经过一个或多个第一后处理装置20，然后(串联地或并行地)经过一个或多个第二后处理装置22，并且经过一个或多个废气出口26离开壳体18。
废气后处理系统14还包括还原剂供给系统28和中间流动区域30。还原剂供给系统28能够将还原剂引入废气流16。还原剂供给系统28可以以多种方式配置。可以使用能够根据需要将希望的量的还原剂供应到废气流16的任何系统。例如，还原剂供给系统28包括还原剂源32、泵34、阀36、以及与还原剂源32流体连通的注射器38。还原剂源32可以是罐、容器、吸收材料、或其他能够存储和释放还原剂的装置。还原剂可以是尿素、氨、柴油燃料或一个或多个第二后处理装置22用于还原或者以其他方式去除废气流16中的NOx或NO排放物的一些其他碳氢化合物。如果系统中使用的还原剂与用于为发动机12供能的燃料相同，那么还原剂源32可以是动力系统10的燃料罐。
泵34可以是能够从还原剂源32获取还原剂的任何抽取装置。还包括帮助调节或控制还原剂的输送的阀36。注射器38可以是能够在废气流16中引入还原剂的任何装置。
中间流动区域30能够在还原剂与废气流16的混合物被引导至一个或多个第二后处理装置22之前混合还原剂与废气流16。中间流动区域30可以包括加强气流的扰动的结构和/或提供足够的时间以使得废气和还原剂充分混合。
动力系统10还可以包括用于控制和监控发动机12和废气后处理系统14的操作的一个或多个控制器40。动力系统10可以具有控制和监控发动机12和废气后处理系统14二者的单个控制器，或者控制和监控动力系统10的不同部分的多个控制器。例如，动力系统10可以具有与发动机12通信以控制和监控发动机操作的第一控制器，并且可以具有与还原剂供给系统28通信以控制泵34和阀36且监控还原剂供给系统的多个方面，例如还原剂源32的可用的还原剂的量的第二控制器。第一控制器和第二控制器也可以彼此通信。
一个或多个控制器40可以与多个传感器通信以从传感器接收表示废气和/或废气后处理系统14的特征的信号，所述多个传感器与废气后处理系统14相关联。传感器可以定位在废气后处理系统14中的任何适当的位置以监控废气和/或废气后处理系统的希望的特征。在示出的实施方式中，一个或多个压力传感器42与一个或多个第一后处理装置20相关联以监控经过装置的废气压力的变化。此外，NOx传感器44定位在一个或多个第一后处理装置20的下游以提供表示废气的NOx含量的信号。此外，一个或多个传感器46可以与一个或多个第二后处理装置20相关联以提供表示进入或离开一个或多个第二后处理装置的废气的温度以及离开一个或多个第二后处理装置的废气的NOx含量的信号。
参照图2，公开了动力系统210的第二实施方式。示出的动力系统210被实施为具有发动机212、燃料罐213、以及废气后处理系统214的机车。发动机212至少部分地容纳在机车的主体215中，且废气后处理系统214外部地安装在主体215的顶部上(例如机车主体的顶211上)。但是，在其他实施方式中，废气后处理系统214可以至少部分地安装在主体215内。一个或多个废气导管216将发动机212连接至废气后处理系统214以将一股或多股废气流217(见图3和图5)从发动机212引导至废气后处理系统214。
废气后处理系统214包括各种排放物处理装置以从发动机212的废气流217中减少不希望的排放物。排放物处理装置可以包括多种排放物处理技术，包括但不限于再生装置、热源、氧化催化器、柴油氧化催化器(DOC)、柴油颗粒过滤器(DPF)、选择性催化还原催化器(SCR)、稀薄NOx捕集器、消音器、或能够处理动力系统的废气的其他装置。废气后处理系统214包括完全地或至少部分地容纳排放物处理装置的壳体218。壳体218包括顶壁220、底壁222、以及一个或多个侧壁224。
废气后处理系统214还包括还原剂供给系统226。还原剂供给系统226包括剂量组件228和与剂量组件228流体连通的还原剂源229。剂量组件228可以包括可操作以根据需要向系统提供希望的量的还原剂的多种部件(未示出)(例如泵、阀、注射器等)。
参照图3和图4，公开了废气后处理系统214的一种实施方式。废气后处理系统214可以根据应用构造成多种形状和尺寸。在示出的实施方式中，废气后处理系统214为大致矩形的箱形结构，具有高度尺寸H(图4)、长度尺寸L(图3)以及宽度尺寸W(图3)。在一种实施方式中，高度H小于约94.5cm，长度L小于约258cm，宽度W小于约226cm。由此，系统的总体积小于约5.5101立方米。在另一种实施方式中，高度H约为89.5cm，长度L约为253cm，宽度W约为221cm。由此，系统的总体积约为5.0042立方米。
参照图5，废气后处理系统214包括穿过底壁222设置的能够接收第一进入废气流217a的第一废气入口230和能够接收第二进入废气流217b的第二废气入口232。第一导管233将第一废气入口230流体联接至第一DOC壳体234。第一DOC壳体234形成腔室236。第一扩散器237联接至第一导管233且设置在腔室236内。
参照图6，第一扩散器237可以以多种方式构造。可以使用能够减少进入第一DOC壳体的废气的涡流并且使得第一进入废气流271a的流动展开的任何结构。在示出的实施方式中，第一扩散器237是中空的并且具有大致圆形、卵形、椭圆形、或矩形的截面。第一扩散器237具有联接至第一导管233的第一端238和远侧的第二端239。第一扩散器237包括构造成允许废气从第一扩散器237的内部流至腔室236中的多个孔口或穿孔240。第一扩散器237可以被构造成沿着第一扩散器237的长度朝向远侧的第二端239提供增大的流动阻力。例如，在示出的实施方式中，第一扩散器237向内渐缩使得中空的内部的横截面沿着扩散器的长度朝向远侧的第二端239尺寸减小。但是，在其他实施方式中，第一扩散器237可以不渐缩。
多个开口或穿孔240也可以被构造成沿着长度朝向远侧的第二端239对流出第一扩散器237的流动提供增大的阻力。例如，沿着第一扩散器237的长度，多个开口或穿孔240的数量可以减少和/或多个孔口或穿孔240中的每一个的尺寸可以减小。
第一挡板241定位在第一废气入口232中以辅助将第一进入废气流217a引导至第一扩散器237中。第一挡板241被构造成将第一废气入口232划分成两个区段。在示出的实施方式中，第一废气入口232是弯曲的并且第一挡板241定位在所述弯曲中以促进进入第一扩散器237的废气的均匀流动分布。
第一扩散器237和第一挡板241的构造帮助提供第一DOC壳体234中具有均匀分布和低涡流的废气流动。
一个或多个DOC也设置在第一DOC壳体234中。DOC可以以多种方式构造并且包含对于收集、吸收、吸附和/或转化包含在废气中的碳氢化合物、一氧化碳和/或氮氧化物有用的催化材料。这种催化材料可以包括例如铝、铂、钯、铑、钡、铈和/或碱金属、碱土金属、稀土金属或其组合。DOC可以包括例如陶瓷基质、金属网格、泡沫、或本领域已知的任何其他多孔材料，且催化材料可以位于例如DOC的基质上。DOC辅助氧化废气流中的一种或多种组分，例如颗粒物质、碳氢化合物和/或一氧化碳。DOC也被构造成氧化废气中包含的NO从而将其转化为NO2。由此，DOC辅助实现SCR上游的理想的NO与NO2比例。
在示出的实施方式中，第一DOC242a和第二DOC242b被串联地设置在第一DOC壳体234中。第一DOC242a和第二DOC242b为大致筒形的基质，直径DD(图4)大于约58cm并且厚度TD大于约7cm。由此，每个DOC的体积大于约18494.56立方厘米。在另一种实施方式中，直径DD大于约60.9cm且厚度TD大于约8.9cm。由此，每个DOC的体积大于约25924.74立方厘米。第一DOC242a的特征(即形状、尺寸、催化剂涂层类型、每平方英寸的单元数等)可以与第二DOC242b类似或不同。
第一DOC壳体234包括第一DOC支撑结构244。第一DOC支撑结构244可以以多种方式构造。可以使用能够以希望的定向支撑DOC242a、242b并且提供密封以使得被引导经过催化器的废气不绕着催化器的边缘泄漏或逸出的任何结构。
第一改向流动通道248邻近第一DOC壳体出口246。第一改向流动通道248被构造成将第一进入废气流217a的流动从第一DOC壳体出口246改向引导至中间流动区域251(下面具体描述)的入口250。一个或多个壁或挡板252被用于辅助使废气流动改向。
上述从第一废气入口230到第一改向流动通道248的结构和部件与从第二废气入口232到第二改向流动通道254的结构和部件相类似，包括第二导管256、第二扩散器258、第二DOC壳体260、第三和第四DOC262a、262b、以及第二DOC支撑结构264。
第一改向流动通道248和第二改向流动通道254使得来自第一废气入口230和第二废气入口234的废气在中间流动区域入口250处合并。还原剂入口266(见图3)定位在中间流动区域入口250的邻近处。如上文参照图2所讨论的，动力系统210包括还原剂供给系统226。还原剂供给系统226被构造成在还原剂入口266处将诸如尿素的还原剂引入到废气流217中。还原剂入口266可以是例如能够将还原剂引入废气中的注射器或其他分配装置。
中间流动区域251可以以多种方式构造。例如，中间流动区域251可以被构造成在废气和还原剂的混合物进入下游的排放物控制装置之前允许废气和还原剂充分混合。在示出的实施方式中，中间流动区域251包括混合管270和扩散器或混合装置272。混合管270为沿着纵向轴线273延伸的大致筒形管。混合管270具有限定中间流动区域入口250的开口端和在中间流动区域入口250远侧的封闭端274。绕着混合管270的周向的至少一部分的多个径向隔开的开口276邻近封闭端274。由此，多个径向隔开的开口276可以定位成绕着混合管270的整个周向，或绕着周向的一部分，例如绕着除了约90度位置和约270度位置(以按照图4和图7定向的竖直顶部位置为0度位置)的周向。开口276限定混合管270的出口并且可以以多种方式(例如形状、尺寸、沿混合管周向的位置)配置。
参照图7，混合管270的总长度Lt(从中间流动区域入口250到封闭端274的距离)为废气后处理系统的长度L的大约75％或更多。混合管270的到开口长度Lo(从中间流动区域入口250到多个径向隔开的开口276中的第一个开口的距离)为废气后处理系统的长度L的大约55％或更多。在一种实施方式中，总长度Lt为系统长度L的大约80％或更多，且到开口长度Lo为系统长度L的大约60％或更多。
在一种实施方式中，混合管总长度Lt大于约200cm并且到开口长度Lo大于约149cm。在另一种实施方式中，混合管总长度Lt约为202.5cm并且混合管到开口长度Lo约为151.5cm。
参照图3至图4，扩散器或混合装置272可以是能够扰乱废气流217的流动并且帮助还原剂扩散进入废气流217的任何结构。扩散器或混合装置272可以包括小孔、偏转器、涡流器、挡板、或扰乱废气流217的流动的其它结构。扩散器或混合装置272可以定位在混合管270中并且通过任何适当的方式保持就位。扩散器或混合装置272可以定位在沿着混合管长度Lt的任何适当的位置。在示出的实施方式中，扩散器或混合装置272定位成与靠近封闭端274相比更加靠近中间流动区域入口250。
SCR入口废气流动区域278定位在混合管开口276的径向外侧。第一SCR组件280和第二SCR组件282与SCR入口废气流动区域278流体连通并且在混合管278的相对侧。SCR入口废气流动区域278可以由第一SCR组件280和第二SCR组件282共有，或者可以划分为与每个SCR组件相关联的单独的流动区域。第一SCR组件280在结构和功能上与第二SCR组件282类似，因此将仅具体描述第一SCR组件280。
第一SCR组件280包括：至少包括第一SCR催化器286的第一SCR组(bank)、至少包括第二SCR催化器290的第二SCR组288、以及能够以希望的定向支撑SCR催化器的SCR支撑结构292。SCR催化器286、290可以以多种方式构造。SCR催化器286、290可以是任何适合的SCR催化器，例如钒钛型、铂型或沸石型SCR催化器，并且包括容纳一种或多种这些金属并且能够辅助还原NOx的金属或陶瓷蜂窝状基质或者其他结构。当进入SCR催化器286、290的NO与NO2的比约为一比一时，SCR催化器286、290可以具有最佳或峰值NOx转化率。
在示出的实施方式中，第一SCR组284包括第一SCR组入口294、串联定向的四个SCR催化器286、以及第一SCR组出口296。第二SCR组288包括第二SCR组入口298、串联布置的四个SCR催化器290、以及第二SCR组出口300。第二SCR组288布置成与第一SCR组284并行。
在示出的实施方式中，SCR催化器286、290具有大致矩形(或圆角矩形)的基质，其高度Hs和宽度Ws大于约59cm且厚度Ts大于约7cm。由此，每个催化器基质的体积大于约24367立方厘米。在另一种实施方式中，SCR催化器286、290的高度Hs和宽度Ws大于约60.9cm且厚度Ts大于约8.9cm。由此，每个催化器基质的体积大于约33008.4立方厘米。每个SCR催化器的特征(即形状、尺寸、催化剂涂层类型、每平方英寸的单元数量等)可以彼此类似或者彼此不同。
第一SCR组入口294大致邻近径向隔开的开口276定位，而第二SCR组入口298定位成轴向上更接近中间流动区域入口250。第一SCR组入口294被构造成比第二SCR组入口298抵抗废气流入第二SCR组288更多地抵抗废气流入第一SCR组284。这可以以多种方式实现。例如，第一入口的总孔口面积可以小于第二入口的总孔口面积。参照图7，在示出的实施方式中，第一SCR组入口294由多个第一开口302限定，第二SCR组入口298由多个第二开口304限定。多个第二开口304中的每一个比多个第一开口302中的每一个大。由此，多个第一开口302比多个第二开口304更多地抵抗流动。
参照图3和图4，第一SCR组出口284和第二SCR组出口288通往共用的第一废气集管306，该第一废气集管限定第一废气出口通道。第一废气集管306被构造成将废气竖直向上引导至废气从顶壁220或顶壁附近离开系统处。
如上所示，第一SCR组件280在结构和功能上与第二SCR组件282类似。由此，第二SCR组件282包括具有第三SCR组入口312、串联定向的四个SCR催化器314和第三SCR组出口316的第三SCR组310。第二SCR组件282还包括具有第四SCR组入口320、串联布置的四个SCR催化器322和第四SCR组出口324的第四SCR组318。第三SCR组310与第四SCR组318并行地布置。第三SCR组出口316和第四SCR组出口324通往共用的第二废气集管330，该第二废气集管限定第二废气离开通道。
如图3和图4明显示出，虽然并不必要，但废气后处理系统214可以关于纵向轴线273大致对称。
工业实用性
所公开的废气后处理系统214提供高效、紧凑、可靠的方式以减少释放到大气中的不希望的排放物。所公开的废气处理系统可以用于多种应用中以减少动力系统210的不希望的废气排放物，诸如但不限于机车应用、公路用卡车或车辆、非公路用卡车或机器、运土设备、发电机、航空应用、船舶应用、泵、固定设备、或其他发动机供能应用。特别地，所公开的废气后处理系统214适于安装在柴油机车上。
特别地，参照图2至图4，废气后处理系统214安装到动力系统210的顶上使得顶壁220和一个或多个侧壁224在主体215之外并且暴露于大气。在这种安装构造下，废气后处理系统214与发动机热量隔离并且暴露于大气以实现相对于内部安装系统而言更好的排热。
因为第一废气入口230和第二废气入口232设置在底壁222上，需要最短长度的废气导管216，所以到发动机的连接方便。为了便于描述废气流动，动力系统210被假定为处于水平表面上。经过废气后处理系统214的废气流动在图3中由箭头示出。
来自发动机212的第一和第二进入废气流217a、217b分别以大致竖直的方向进入第一废气入口230和第二废气入口232。第一和第二导管233、256、以及第一和第二DOC壳体234、260被构造成将进入的废气流217a、217b改向约90度成水平流动方向并且经过DOC242、262。一旦经过DOC242、262，改向流动通道248、254将气流转过约180度并且大致沿着纵向轴线273在中间流动区域入口250处合并两股气流。
在邻近混合区域入口250处，还原剂供给系统226将还原剂引入合并的废气流217中，废气流沿混合管270流下并经过混合装置272。废气后处理系统214的构造提供的混合管长度Lt约为整个废气后处理系统214的长度L的75％到80％。当使用尿素作为还原剂时，混合管270中废气/还原剂混合物的更长的共振(resonance)时间帮助形成还原剂在废气中的均质分散，这帮助确保尿素充分分解为氨(NH3)。
靠近混合管封闭端274，废气经过开口276径向地离开混合管270。由此，开口276和混合管270被构造成将废气流217从大致轴向的流动方向改向约90度成大致径向的流动方向。通过构造混合管270以将废气流从轴向改向为径向，可以在壳体的限制内使得混合管长度Lt最大化。在离开混合管270后，废气流217流入SCR入口废气流动区域278并且分为分别流过第一SCR组件280和第二SCR组件282的第一离开废气流217c和第二离开废气流217d。第一离开废气流217c进一步被分为分别流过第一SCR组284和第二SCR组288的第三废气流和第四废气流。虽然第一SCR组入口294和第三SCR组入口312更靠近径向开口276，流过SCR催化器组的废气是平衡的，因为第一SCR组入口294和第三SCR组入口312被构造成提供比第二SCR组入口288和第四SCR组入口320更大的流动阻力。
因为当SCR催化器组件280、282安装到动力系统210上时，废气流217被从大致轴向的流动方向改向约90度至大致径向的流动方向以流过SCR催化器组件280、282，SCR基质朝向的方向可以大致垂直于动力系统210的运行方向。这对SCR基质提供更少的动态冲击力。此外，SCR催化器组284、288、310、318的并行布置帮助使得系统中的废气背压最小化。
一旦经过SCR催化器组件280、282，废气集管306、330将废气改向约90度至竖直方向，并从顶壁220或邻近顶壁地离开废气后处理系统214。
设计用于转接服务的货运机车受到尺寸限制。例如，美国铁路协会(AAR)PlateL图为用于转接服务的货运机车限定间隙封装(见AAR标准手册和推荐惯例-机车和机车转接设备)。由此，任何原始制造或翻新的机车废气后处理系统的定位和尺寸必须确保机车保持在要求的间隙封装内。
所公开的废气后处理系统214的尺寸可以设置成使得其能够安装到机车的顶上而不会导致机车超过AARPlateL间隙封装。此外，在安装在顶上的同时，系统能够将废气排放物减少到目前期望的EPA的针对NOx的4级排放标准(即1.3g/bhp-hr)以下，并且在机车以额定功率(即等级8)运行时保持废气背压低于约8.5kPa。在其他实施方式中，在机车以额定功率(即等级8)运行时保持废气背压低于约7.9kPa。
由此，所公开的废气后处理系统可以包括大于约73980立方厘米的总DOC基质体积、大于约389875立方厘米的总SCR催化剂基质体积、约为废气后处理系统的总长度的75％或更大的混合管总长度、并且容纳在高度小于约94.5cm、长度L小于约258cm、且宽度W小于约226cm的壳体中。系统被构造成当机车以额定功率(即等级8)运行时保持废气背压低于约8.5kPa。
虽然在不脱离权利要求书的范围的情况下如上文所述的本发明的实施方式可以被包含在内，本领域技术人员将清楚可以进行多种修正和变型。通过考虑说明书和公开内容的实践，本领域技术人员将清楚其他的实施方式。说明书和例子仅意于被认为是示例性的，本发明的真正范围由权利要求书及其等效范围表示。

Claims (10)

1.一种废气处理系统(14)，包括：
壳体(18,218)，其限定能够从发动机(12)接收单独的进入废气流的两个或更多个入口(230,232)；
两个或更多个第一废气处理装置(262,242)，其设置在壳体(18,218)内，并且各自能够接收所述单独的进入废气流之一，其中，所述单独的进入废气流以第一方向流过所述两个或更多个第一废气处理装置(262,242)；
两个或更多个改向流动通道(248,254)，其能够将单独的所述废气流结合成合并的废气流，所述合并的废气流以与所述第一方向成约180度的第二方向流动；以及
中间流动区域(251)，其能够将所述合并的废气流分为两个或更多个单独的离开废气流；以及
两个或更多个第二废气处理装置(280,282)，其设置在所述壳体(18,218)内，并且各自能够从所述中间流动区域(251)接收所述单独的离开废气流之一，其中所述单独的离开废气流以与所述第二方向成约90度的第三方向流过所述两个或更多个第二废气处理装置(280,282)。
2.根据权利要求1所述的废气处理系统(14)，还包括与所述两个或更多个第二废气处理装置(280,282)连通的两个或更多个离开通道(306,330)，所述两个或更多个离开通道(306,330)能够将所述单独的离开废气流改向成与所述第三方向成约90度的第四方向。
3.根据权利要求1所述的废气处理系统(14)，其中，所述第二方向沿着所述中间流动区域的纵向轴线，且所述中间流动区域(251)能够将所述合并的废气流的流动从轴向方向改向至径向方向。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的废气处理系统(14)，其中，所述壳体(18，218)包括顶壁(220)和底壁(222)且其中所述两个或更多个入口(230,232)设置在底壁(222)上并且所述单独的离开废气流在所述顶壁(220)处或邻近所述顶壁地离开所述壳体。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的废气处理系统(14)，其中，所述中间流动区域(251)包括管(270)，所述管具有限定入口(250)的开口端、与开口端相对的封闭端(274)、以及邻近封闭端(274)的限定出口的多个径向开口(276)。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的废气处理系统(14)，其中，所述两个或更多个第一废气处理装置(262,242)包括串联布置的第一对柴油氧化催化器和串联布置的第二对柴油氧化催化器。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的废气处理系统(14)，其中，所述两个或更多个第二废气处理装置(280,282)包括第一SCR催化器组件和第二SCR催化器组件，所述第一SCR催化器组件从所述中间流动区域(251)径向地设置且所述第二SCR催化器组件在所述中间流动区域(251)的与所述第一SCR催化器组件相对侧从所述中间流动区域(251)径向地设置。
8.根据权利要求7所述的废气处理系统(14)，其中，所述第一SCR组件包括：包括两个或更多个串联的SCR催化器(314)的第一SCR组(284)和包括两个或更多个串联的SCR催化器(322)的第二SCR组(288)。
9.根据权利要求8所述的废气处理系统(14)，还包括第一SCR组入口(294)和第二SCR组入口(298)，其中，所述第一SCR组入口(294)能够提供比第二SCR组入口(298)更大的流动阻力。
10.一种动力系统(10)，包括：
发动机(12)；和
根据权利要求1-9中的任意一项所述的废气处理系统(14)。
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