CN104100337B - 一种固态还原剂选择性催化还原系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固态还原剂选择性催化还原系统，包括尾气处理器，控制器、固体储氨装置、气轨、第一开关和第二开关，其中，所述固体储氨装置通过第一管路与尾气处理器连通，所述固体储氨装置通过第二管路与所述气轨连通，所述气轨通过第三管路与尾气输送管连通，所述尾气输送管将尾气输送至所述尾气处理器，所述第一开关设置在所述第一管路上，所述第二开关设置在所述第三管路上，所述控制器分别与所述第一开关和所述第二开关连接。能够实现氨气的顺利提供。

Description

一种固态还原剂选择性催化还原系统

技术领域

本发明涉及尾气处理技术领域，尤其涉及一种固态还原剂选择性催化还原系统。

背景技术

近年来，大气的污染日趋严重，其中近70％的污染源是机动车尾气排放的烟尘颗粒物、一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等有害物质。欧洲多数国家已经在执行欧四排放标准，我们国家也已经把治理大气污染列为当前工作的重中之重。因此，针对机动车尾气排放的达标(国四标准)技术也是目前环保领域的一项重大课题。处理机动车尾气的一项技术需要一种还原剂，它与发动机排气充分混合后，通过含有催化剂的载体，发生催化还原反应，达到有效处理机动车尾气的目的。

目前提供还原剂的一种方法是采用液体尿素作为还原剂，它可以有效还原机动车尾气中的氮氧化物，达到净化的目的。但是，这项技术同时存在很多不足(如液体尿素低温结冰、喷嘴堵塞、管路结晶堵塞、尿素纯度无法控制等)，具体的：

1、以尿素水溶液作为还原剂，在应对不同的工况时，尿素溶液有时分解过量，这样导致在尾气还原转化过程中，氨气剩余，造成资源浪费。

2、以尿素水溶液作为还原剂，有时尿素的分解温度不够，这样导致未分解的尿素沉积在喷嘴口，高温尾气流经喷嘴口时，会发生化学反应，生成不易分解的晶体，造成喷嘴堵塞。

3、以尿素水溶液作为还原剂，在尿素水溶液分解不够的情况下，尿素易沉积于喷射泵内，长期沉积得不到清理，会导致喷射泵损坏。

4、以尿素水溶液作为还原剂，在-11°以下的情况下，尿素溶液易发生凝固现象，导致系统无法正常运行。

5、针对SCR系统，使用尿素溶液，车辆的续航里程较短。

因此，发明一种固体还原剂的装置和固体还原剂的提供方法，解决液体还原剂的诸多不足，是当前本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种固态还原剂选择性催化还原系统，以实现氨气的顺利提供。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种固态还原剂选择性催化还原系统，包括尾气处理器，控制器、固体储氨装置、气轨、第一开关和第二开关，其中，所述固体储氨装置通过第一管路与尾气处理器连通，所述固体储氨装置通过第二管路与所述气轨连通，所述气轨通过第三管路与尾气输送管连通，所述尾气输送管将尾气输送至所述尾气处理器，所述第一开关设置在所述第一管路上，所述第二开关设置在所述第三管路上，所述控制器分别与所述第一开关和所述第二开关连接。

优选的，上述第一开关为截止阀。

优选的，上述第二开关为比例阀。

优选的，上述固体储氨装置中设置有散热支管。

优选的，上述第二管路自所述固体储氨装置方向至所述气轨方向依次设置有第一压力传感器、电磁节流阀和减压阀，所述控制器还与所述第一压力传感器、所述电磁节流阀和所述减压阀连接。

优选的，上述气轨上设置有第二压力传感器和温度传感器，所述控制器还与所述第二压力传感器和所述温度传感器连接。

优选的，上述的固态还原剂选择性催化还原系统还包括用于控制所述固体储氨装置中压力的排气控制装置。

优选的，所述尾气处理器内装有金属丝网载体，该载体上含有催化剂，在尾气与氨气混合气体通过时，发生催化还原反应。

本发明提供的固态还原剂选择性催化还原系统，包括尾气处理器，控制器、固体储氨装置、气轨、第一开关和第二开关，其中，所述固体储氨装置通过第一管路与尾气处理器连通，所述固体储氨装置通过第二管路与所述气轨连通，所述气轨通过第三管路与尾气输送管连通，所述尾气输送管将尾气输送至所述尾气处理器，所述第一开关设置在所述第一管路上，所述第二开关设置在所述第三管路上，所述控制器分别与所述第一开关和所述第二开关连接。

使用时，当发动机启动时，控制器控制第一开关开启，第二开关开启，气轨释放储存于其中的氨气，此时气轨中的氨气来自于上一次处理过程中留下来的氨气，使氨气通过所述第三管路送入尾气输送管，使氨气与尾气混合，并进入尾气处理器中转化完成后，一部分气流通过排气口排出，另有一部分气流将带有余热的尾气通过第一管路通入固体储氨装置，为固体储氨装置提供释放氨气所需的热量，氨气释放后通过第二管路进入气轨，然后从气轨通过第三管路送入尾气输送管，依此循环提供氨气，当提供完毕时，第一开关关闭停止尾气进入固定储氨装置中，此时气轨中残留有氨气用于下一次使用，那么在一开始固定储氨装置没有获得热量不能快速的提供氨气时，气轨中残留的氨气可以直接使用，实现了氨气的顺利提供。并且，气轨能够保证系统中的氨气能够稳定喷射，使得氨气能够平稳输出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的固态还原剂选择性催化还原系统的结构示意图。

上图1中：

第一管路1、第二管路2、第一开关3、第二开关4、固体储氨装置5、气轨6、第一压力传感器7、电磁节流阀8、减压阀9、第二压力传感器10、温度传感器11、尾气处理器12、DCU13、ECU14、发动机15、尾气输送管16、第三管路17。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的固态还原剂选择性催化还原系统的结构示意图。

本发明实施例提供的固态还原剂选择性催化还原系统，包括尾气处理器，控制器、固体储氨装置5、气轨6、第一开关3和第二开关4，其中，固体储氨装置5通过第一管路1与尾气处理器12连通，固体储氨装置5通过第二管路2与气轨6连通，气轨6通过第三管路17与尾气输送管16连通，尾气输送管16将尾气输送至尾气处理器12，第一开关3设置在第一管路1上，第二开关4设置在第三管路17上，控制器分别与第一开关3和第二开关4连接。

使用时，当发动机15启动时，控制器控制第一开关3开启，第二开关4开启，气轨6释放储存于其中的氨气，此时气轨6中的氨气来自于上一次处理过程中留下来的氨气，使氨气通过第三管路17送入尾气输送管16，使氨气与尾气混合，并进入尾气处理器12中转化完成后，尾气处理器12中设置有处理消音器，一部分气流通过排气口排出，另有一部分气流将带有余热的尾气通过第一管路1通入固体储氨装置5，为固体储氨装置5提供释放氨气所需的热量，氨气释放后通过第二管路2进入气轨6，然后从气轨6通过第三管路17送入尾气输送管16，依此循环提供氨气，当提供完毕时，第一开关3关闭停止尾气进入固定储氨装置5中，此时气轨6中残留有氨气用于下一次使用，那么在一开始固定储氨装置5没有获得热量不能快速的提供氨气时，气轨6中残留的氨气可以直接使用，实现了氨气的顺利提供。并且，气轨6能够保证系统中的氨气能够稳定喷射，使得氨气能够平稳输出。

为了进一步优化上述方案，上述的固态还原剂选择性催化还原系统还包括用于控制固体储氨装置中压力的排气控制装置，当固体储氨装置中压力达到设定值时，第一开关关闭，停止加热。

为了进一步优化上述方案，固体储氨装置中设置有散热支管，散热支管呈分散设置，加热效率更高，可以释放出更大的氨气量，进一步延长车辆的续航里程。

为了进一步优化上述方案，第一开关3可以为截止阀，该类阀门的阀杆开启或关闭行程相对较短，而且具有非常可靠的切断功能，又由于阀座通口的变化与阀瓣的行程成正比例关系，非常适合于对流量的调节，能够精确的控制尾气的进入量，保证不同工况下，氨气与尾气的同步，保证转化率。第二开关4可以为比例阀，使用方便，比例阀的阀口可以根据需要打开任意一个开度，由此控制通过流量的大小，非常适合于对流量的调节，能够精确的控制氨气的供给量，保证不同工况下，氨气与尾气的同步，保证转化率。

为了进一步优化上述方案，第二管路2自固体储氨装置5方向至气轨6方向依次设置有第一压力传感器7、电磁节流阀8和减压阀9，控制器还与第一压力传感器7、电磁节流阀8和减压阀9连接，使用时，控制器接收第一压力传感器7的信号，判断氨气的提供量，然后根据该信号控制电磁节流阀8，实现氨气的精确供给，能够精确的控制氨气的供给量，保证不同工况下，氨气与尾气的同步，保证转化率，同时根据该信号控制第一开关3，精确控制尾气的进入量。

为了进一步优化上述方案，气轨6上设置有第二压力传感器10和温度传感器11，控制器还与第二压力传感器10和温度传感器11连接，控制器接收第二压力传感器10和温度传感器11的信号，实现对气轨6中氨气的实时监测，并根据该信号控制第二开关4，能够精确的控制氨气的供给量，保证不同工况下，氨气与尾气的同步，保证转化率。

为了进一步优化上述方案，上述的固态还原剂选择性催化还原系统还包括ECU14，ECU14与控制器连接，控制器为DCU13。具体使用时，当发动机启动时，给ECU14信号，ECU14将信号传递至DCU13，DCU13开始控制过程。ECU14的中文名称为车载电脑，英文全称为Electronic Control Unit，DCU13的中文名称为驱动控制单元，英文全称为Drive ControlUnit。

为了更加清楚的描述本发明实施例提供的固态还原剂选择性催化还原系统，现将最优方案进行如下描述：

电磁节流阀8用于控制氨气的通断，减压阀9用于控制固体储氨装置5向气轨6中通入氨气的压力，避免由于从固体储氨装置5进入气轨6的氨气压力过大，导致不能稳定喷射氨气，故加装减压阀9来限压，保证氨气稳定输出，减压阀9可以为机械式减压阀，气轨6用于储存一定量的氨气，第一压力传感器7用于监测固体储氨装置5中的压力，第二压力传感器10用于监测气轨6中氨气的压力，温度传感器11用于监测气轨6中氨气的温度，第二开关4为比例阀，主要用于控制氨气的定量喷射。

当车辆启动行驶时，第一压力传感器7、第二压力传感器10、温度传感器11开始工作，接收信号，当发动机开始排放尾气时，固体储氨装置5释放氨气，此时，电磁节流阀8开启，氨气进入气轨6中，当压强较大的氨气通过减压阀时，减压阀9将气体压强减少，然后减压后的氨气流入气轨6，当温度传感器11和第二压力传感器10监测到气轨6中的温度和压力达到一定数值时，第二开关4，即比例阀开始定时定量喷射氨气，整个过程信号的接收和处理都由DCU13完成。当固体储氨装置5压力减小时，氨气通过减压阀9直接进入气轨6，DCU13根据气轨6中的第二压力传感器10和温度传感器11监测到的信号，调整比例阀的开放时间和喷射量，合理释放氨气，那么无论是氨气通过减压阀9的压力恒定时还是氨气通过减压阀9的压力低于恒定值且大于大气压力时，DCU13都可以根据气轨6中的第二压力传感器10和温度传感器11监测到的信号，调整比例阀的开放时间和喷射量，合理释放氨气。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种固态还原剂选择性催化还原系统，其特征在于，包括尾气处理器，控制器、固体储氨装置、气轨、第一开关和第二开关，其中，所述固体储氨装置通过第一管路与尾气处理器连通，所述固体储氨装置通过第二管路与所述气轨连通，所述气轨通过第三管路与尾气输送管连通，所述尾气输送管将尾气输送至所述尾气处理器，所述第一开关设置在所述第一管路上，所述第二开关设置在所述第三管路上，所述控制器分别与所述第一开关和所述第二开关连接，

使用时，当发动机启动时，控制器控制第一开关开启，第二开关开启，气轨释放储存于其中的氨气，此时气轨中的氨气来自于上一次处理过程中留下来的氨气，使氨气通过所述第三管路送入尾气输送管，使氨气与尾气混合，并进入尾气处理器中转化完成后，一部分气流通过排气口排出，另有一部分气流将带有余热的尾气通过第一管路通入固体储氨装置，为固体储氨装置提供释放氨气所需的热量，氨气释放后通过第二管路进入气轨，然后从气轨通过第三管路送入尾气输送管，依此循环提供氨气，当提供完毕时，第一开关关闭停止尾气进入固定储氨装置中，此时气轨中残留有氨气用于下一次使用，那么在一开始固定储氨装置没有获得热量不能快速的提供氨气时，气轨中残留的氨气可以直接使用。

2.根据权利要求1所述的固态还原剂选择性催化还原系统，其特征在于，所述第一开关为截止阀。

3.根据权利要求1所述的固态还原剂选择性催化还原系统，其特征在于，所述第二开关为比例阀。

4.根据权利要求1所述的固态还原剂选择性催化还原系统，其特征在于，所述固体储氨装置中设置有散热支管。

5.根据权利要求1所述的固态还原剂选择性催化还原系统，其特征在于，所述第二管路自所述固体储氨装置方向至所述气轨方向依次设置有第一压力传感器、电磁节流阀和减压阀，所述控制器还与所述第一压力传感器、所述电磁节流阀和所述减压阀连接。

6.根据权利要求1所述的固态还原剂选择性催化还原系统，其特征在于，所述气轨上设置有第二压力传感器和温度传感器，所述控制器还与所述第二压力传感器和所述温度传感器连接。

7.根据权利要求1所述的固态还原剂选择性催化还原系统，其特征在于，还包括用于控制所述固体储氨装置中压力的排气控制装置。