CN104121076A

CN104121076A - 一种固体储氨装置

Info

Publication number: CN104121076A
Application number: CN201410392499.5A
Authority: CN
Inventors: 郝连庆; 刘洪宝; 唐守军; 刘庆国; 张柏禹; 郭秀强; 郭志新; 李成龙
Original assignee: JILIN ZHONGXIN AUTOMOBILE EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: JILIN ZHONGXIN AUTOMOBILE EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2014-10-29

Abstract

本发明提供了一种固体储氨装置，包括：罐体，设置在所述罐体内的吸附载体，所述吸附载体包括氯化锶和膨胀介质；设置在所述罐体上的氨输入输出管道；设置在所述罐体上的加热装置。本发明以氯化锶和膨胀介质作为吸附载体，液氨从氨输入输出管道中输入后，氯化锶能够吸附液氨同时发生膨胀，使液氨以稳定的状态存储与罐体中；经过加热装置加热后，液氨转化为氨气从氨输入输出管道中排出，应用于汽车尾气的还原。本发明提供的固体储氨装置将液氨以固态形式存储，不存在易燃易爆的危险性，可以随车使用；同时，本发明仅需加热即可将液氨释放，以气体形式排出，从而不会出现堵塞喷嘴、结晶、结冰等现象。

Description

一种固体储氨装置

技术领域

本发明涉及汽车尾气处理领域，具体涉及一种固体储氨装置。

背景技术

氨是汽车尾气处理过程中的唯一还原剂，只有它的存在，才能达到还原尾气中的有害气体的目的。因此，必须在汽车上配备储氨装置，即储氨罐，储氨罐里装有一定量的固体氨作为氨源。如何解决氨源的储存稳定、安全以及满足汽车在运行时尾气处理过程中的需求量，是储氨装置设计中需要考虑的主要问题。

现有技术一般采用两种方式储氨：一种是将氨气压缩成液氨，用耐压钢瓶储存；另一种是将含有氨的物质，例如尿素用水稀释后，以耐腐蚀容器储存。其中，由于液氨只能在特定的环境下存放，存在安全隐患，不能随车作为还原剂使用，因此，液体尿素成了最常用的随车还原剂。液体尿素的应用过程如下：将尿素用水溶解后灌装在储氨罐中，然后利用液体泵和喷嘴把尿素溶液喷入汽车尾气的排气管路中，经雾化释放出氨气，达到还原尾气中的有害气体的目的。但是，液体尿素作为随车还原剂存在容易堵塞喷嘴，容易出现结晶、结冰等现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储氨装置，本发明提供的固体储氨装置较为稳定，可以随车使用，而且不会出现堵塞喷嘴、结晶、结冰等现象。

本发明提供了一种固体储氨装置，包括：

罐体，设置在所述罐体内的吸附载体，所述吸附载体包括氯化锶和膨胀介质；

设置在所述罐体上的氨输入输出管道；

设置在所述罐体上的加热装置。

优选的，所述吸附载体占所述罐体容积的三分之一至二分之一。

优选的，所述膨胀介质占所述氯化锶的3wt％～5wt％。

优选的，所述膨胀介质为膨胀石墨。

优选的，所述加热装置为设置于所述罐体中央的输气管道。

优选的，所述输气管道的进气管道与所述氨输入输出管道在所述罐体的同一侧，输气管道的排气管道在所述罐体的另一侧。

优选的，所述氨输入输出管道上还设置有阀门。

与现有技术相比，本发明提供的固体储氨装置包括：罐体，设置在所述罐体内的吸附载体，所述吸附载体包括氯化锶和膨胀介质；设置在所述罐体上的氨输入输出管道；设置在所述罐体上的加热装置。本发明以氯化锶和膨胀介质作为吸附载体，液氨从氨输入输出管道中输入后，氯化锶能够吸附液氨同时发生膨胀，使液氨以稳定的状态存储与罐体中；经过加热装置加热后，液氨转化为氨气从氨输入输出管道中排出，应用于汽车尾气的还原。本发明提供的固体储氨装置将液氨以固态形式存储，不存在易燃易爆的危险性，可以随车使用；同时，本发明仅需加热即可将液氨释放，以气体形式排出，从而不会出现堵塞喷嘴、结晶、结冰等现象。实验结果表明，本发明提供的固体储氨装置能够使氨气稳定释放，达到精确喷氨、充分还原的目的。另外，本发明提供的固体储氨装置结构简单，成本较低。

附图说明

图1为本发明实施例提供的固体储氨装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的固体储氨装置充氨的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的固体储氨装置充满氨的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种固体储氨装置，包括：

设置在所述罐体上的氨输入输出管道；

设置在所述罐体上的加热装置。

参见图1，图1为本发明实施例提供的固体储氨装置的结构示意图，其中，1为罐体，2为吸附载体，3为氨输入输出管道，4为加热装置。

本发明提供的固体储氨装置包括罐体1，本发明对所述罐体1没有特殊限制，可以为本领域技术人员熟知的不锈钢罐体或者其他任意金属罐体。本发明对所述罐体的容量没有特殊限制，根据要求设计即可。在本发明中，罐体1上还可以设置导气管、控制阀等，本发明对此并无特殊限制。

罐体1内设置有吸附载体2，吸附载体2包括氯化锶和膨胀介质，氯化锶吸附液氨后可发生膨胀，使得液氨以固体形式存在，减少易燃易爆的危险性。本发明对所述氯化锶没有特殊限制，可以是颗粒状、块状、片状或者粉末状等。在本发明中，吸附载体经过干燥处理后装入罐体1内。

在本发明中，所吸附载体2占罐体容积的三分之一至二分之一，吸附载体过多时，吸附液氨后容易形成实块，增加氨气的释放难度；吸附载体过少时，吸附液氨量少，不利于其充分利用。在本发明中，所述膨胀介质优选为膨胀石墨，其占所述氯化锶的3wt％～5wt％。

罐体1上设置有氨输入输出管道3，用于液氨的输入和氨气的排放。氨输入输出管道3设置在罐体1的一侧，其上可以设置有阀门5。

罐体1上还设置有加热装置4，用于加热吸附有液氨后的吸附介质，使液氨以氨气的形式排放，用于汽车尾气的还原。在一个实施例中，加热装置4为设置于罐体中央的输气管道，其进气管道与氨输入输出管道3在罐体1的同一侧，其排气管道在罐体1的另一侧，此时，加热装置4为设置于罐体1中轴上的输气管道，汽车尾气、蒸汽等热源通过输气管道对吸附介质2进行加热，使液氨以氨气的形式排出。在另一个实施例中，加热装置4可以为设置于罐体1外部的夹层，即使罐体1为双层结构，通过在夹层内输入热源实现对罐体1内的吸附介质2进行加热。

参见图2和图3，图2为本发明实施例提供的固体储氨装置充氨的结构示意图；图3为本发明实施例提供的固体储氨装置充满氨的结构示意图；本发明提供的固体储氨装置可以按照以下方法使用：

保持罐体1内真空，将液氨存储装置与氨输入输出管道3连通并向罐体1内充入液氨，吸附载体2吸附液氨后膨胀；

待吸附载体2吸附完毕后，将尾气处理装置与氨输入输出管道3连通，通过加热装置4对罐体1内的吸附载体2进行加热，使其中的液氨以氨气的形式通过氨输入输出管道3排出到尾气处理装置中，用于汽车尾气的还原。

本发明以氯化锶和膨胀介质作为吸附载体，液氨从氨输入输出管道中输入后，氯化锶能够吸附液氨同时发生膨胀，使液氨以稳定的状态存储与罐体中；经过加热装置加热后，液氨转化为氨气从氨输入输出管道中排出，应用于汽车尾气的还原。本发明提供的固体储氨装置将液氨以固态形式存储，不存在易燃易爆的危险性，可以随车使用；同时，本发明仅需加热即可将液氨释放，以气体形式排出，从而不会出现堵塞喷嘴、结晶、结冰等现象。实验结果表明，本发明提供的固体储氨装置能够使氨气稳定释放，达到精确喷氨、充分还原的目的。另外，本发明提供的固体储氨装置结构简单，成本较低。

以下结合实施例对本发明提供的固体储氨装置进行进一步说明。

实施例1

本实施例提供的固体储氨装置结构如下：

Φ180×500mm的不锈钢罐体，装有6kg的氯化锶和膨胀石墨，膨胀石墨占氯化锶的3wt％；罐体一端设置有氨输入输出管道，氨输入输出管道上设置有阀门；罐体中轴上设置有输气管道，输气管道的进气管道与氨输入输出管道在罐体的同侧，排气管道在罐体的另一侧。该固体储氨装置理论值可充氨5.4kg。

将液氨储罐与氨输入输出管道接通，在400KPa压力下充氨，24h后充入氨气2.4kg；继续充氨8h后，冲入液氨总量2.8kg。切割罐体，发现吸附载体膨胀较满，形成了实块。

将氨输入输出管道与氨气排放管路相连通，并在氨气排放管路上安装压力表和开关阀；将开关阀关闭，将罐体在80℃热水中水浴加热，10min后，压力表显示数值为150KPa；打开开关阀并将氨气排放导管插入水中，发现有气泡冒出；连续加热并释放48h后，气泡逐渐减少。

将氨输入输出管道与氨气排放管路相连通，并在氨气排放管路安装气轨，并在气轨上安装压力传感器、精确比例阀等；将罐体在80℃热水中水浴加热，10min后，压力传感器显示数值为150KPa，调节精确比例阀，按照每10秒开启一次的频次进行精确喷放氨气，并使氨气进入发动机排气管中与尾气混合，通过处理器后，发动机台架仪器显示NO_x去除率为95.7％，连续喷氨做台架试验48小时后，气轨压力降至50KPa。

实施例2

Φ180×500mm的不锈钢罐体，装有3kg的氯化锶和膨胀石墨，膨胀石墨占氯化锶的3wt％；罐体一端设置有氨输入输出管道，氨输入输出管道上设置有阀门；罐体中轴上设置有输气管道，输气管道的进气管道与氨输入输出管道在罐体的同侧，排气管道在罐体的另一侧。该固体储氨装置理论值可充氨2.7kg。

将液氨储罐与氨输入输出管道接通，在0.4KPa压力下充氨，24h后充入氨气2.6kg；切割罐体，发现吸附载体虽有膨胀，但并未充满整个罐体。

将氨输入输出管道与氨气排放管路相连通，并在氨气排放管路上安装压力表和开关阀；将开关阀关闭，将罐体在80℃热水中水浴加热，10min后，压力表显示数值为120KPa；打开开关阀并将氨气排放导管插入水中，发现有气泡冒出；连续加热并释放48h后，气泡逐渐减少。

将氨输入输出管道与氨气排放管路相连通，并在氨气排放管路安装气轨，并在气轨上安装压力传感器、精确比例阀等；将罐体在80℃热水中水浴加热，10min后，压力传感器显示数值为150KPa，调节精确比例阀，按照每10秒开启一次的频次进行精确喷放氨气，并使氨气进入发动机排气管中与尾气混合，通过处理器后，发动机台架仪器显示NO_x去除率为93.6％，连续喷氨做台架试验48小时后，气轨压力降至50KPa。

实施例3

Φ180×500mm的不锈钢罐体，装有5kg的氯化锶和膨胀石墨，膨胀石墨占氯化锶的3wt％；罐体一端设置有氨输入输出管道，氨输入输出管道上设置有阀门；罐体中轴上设置有输气管道，输气管道的进气管道与氨输入输出管道在罐体的同侧，排气管道在罐体的另一侧。该固体储氨装置理论值可充氨4.5kg。

将液氨储罐与氨输入输出管道接通，在400KPa压力下充氨，24h后冲入氨气4.46kg；切割罐体，发现吸附载体膨胀满罐，且吸附载体较为疏松。

将氨输入输出管道与氨气排放管路相连通，并在氨气排放管路上安装压力表和开关阀；将开关阀关闭，将罐体在80℃热水中水浴加热，10min后，压力表显示数值为150KPa；打开开关阀并将氨气排放导管插入水中，发现有气泡冒出；连续加热并释放48h后，气泡仍连续冒出。

将氨输入输出管道与氨气排放管路相连通，并在氨气排放管路安装气轨，并在气轨上安装压力传感器、精确比例阀等；将罐体在80℃热水中水浴加热，10min后，压力传感器显示数值为150KPa，调节精确比例阀，按照每10秒开启一次的频次进行精确喷放氨气，并使氨气进入发动机排气管中与尾气混合，通过处理器后，发动机台架仪器显示NO_x去除率为95.5％，连续喷氨做台架试验48小时后，气轨压力仍保持在150KPa。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种固体储氨装置，其特征在于，包括：

设置在所述罐体上的氨输入输出管道；

设置在所述罐体上的加热装置。

2.根据权利要求1所述的固体储氨装置，其特征在于，所述吸附载体占所述罐体容积的三分之一至二分之一。

3.根据权利要求2所述的固体储氨装置，其特征在于，所述膨胀介质占所述氯化锶的3wt％～5wt％。

4.根据权利要求3所述的固体储氨装置，其特征在于，所述膨胀介质为膨胀石墨。

5.根据权利要求1所述的固体储氨装置，其特征在于，所述加热装置为设置于所述罐体中央的输气管道。

6.根据权利要求5所述的固体储氨装置，其特征在于，所述输气管道的进气管道与所述氨输入输出管道在所述罐体的同一侧，输气管道的排气管道在所述罐体的另一侧。

7.根据权利要求1所述的固体储氨装置，其特征在于，所述氨输入输出管道上还设置有阀门。