CN105492731B - 注水式排气处理系统 - Google Patents

注水式排气处理系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105492731B
CN105492731B CN201380078487.9A CN201380078487A CN105492731B CN 105492731 B CN105492731 B CN 105492731B CN 201380078487 A CN201380078487 A CN 201380078487A CN 105492731 B CN105492731 B CN 105492731B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reducing agent
valve
gas
water
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380078487.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105492731A (zh
Inventor
吴安舟
乔舒亚·希克斯
帕德马纳巴·雷迪·埃蒂雷迪
丹尼尔·R·约翰逊
里安·A·弗洛伊德
樊高峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tenneco Automotive Operating Co Inc
Original Assignee
Tenneco Automotive Operating Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tenneco Automotive Operating Co Inc filed Critical Tenneco Automotive Operating Co Inc
Publication of CN105492731A publication Critical patent/CN105492731A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105492731B publication Critical patent/CN105492731B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1493—Purging the reducing agent out of the conduits or nozzle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/0318—Processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/85978—With pump

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

排气处理系统可以包括气体导管、还原剂导管和水导管、喷嘴、以及泵。该气体导管可以是与压缩气体源处于流体连通的并且可以包括用于控制穿过该气体导管的压缩气体流量的第一阀。该水导管可以是与水源处于流体连通的并且可以包括用于控制穿过该水导管的水流量的第二阀。该喷嘴可以是与该气体导管、还原剂导管、和水导管处于流体连通的。该泵可以被布置在该喷嘴与该第二阀之间并且可以是与该还原剂导管和该水导管处于流体连通的。该泵可以是在第一泵送方向上可运行的以便将来自该还原剂源的还原剂泵送至该喷嘴，并且是在第二泵送方向上可运行的以便将还原剂泵送离开该喷嘴并且朝向该还原剂源。

Description

注水式排气处理系统
技术领域
本披露涉及一种具有水注入的排气处理系统。
背景技术
本部分提供了与本披露相关的背景信息并且不一定是现有技术的。
已经结合降低燃烧发动机的排气中存在的氮氧化物来使用选择性催化还原技术。许多利用燃烧发动机的车辆装备有用于减少氮氧化物排放物的排气后处理装置。这些系统中的一些是通过使用基于尿素的技术来构造的、包含用于储存尿素的容器以及用于将尿素从该容器传输至排气流的递送系统。虽然这些系统可能在过去表现良好，但是可能希望提供一种用于将尿素(或其他还原剂)更效率且更有效力地递送至排气流的空气辅助递送系统。此外，可能希望用水和/或空气来吹扫该递送系统以维持递送系统的效率和效力。
发明内容
此部分提供本披露的总体概述、并且不是其全部范围或其全部特征的全面披露。
在一种形式中，本披露提供了一种排气处理系统，该排气处理系统可以包括气体供应导管、还原剂供应导管、水供应导管、喷嘴、以及泵。该气体供应导管可以是与压缩气体源处于流体连通的并且可以包括用于控制穿过该气体供应导管的压缩气体流量的第一阀。该还原剂供应导管可以是与还原剂源处于流体连通的。该水供应导管可以是与水源处于流体连通的并且可以包括用于控制穿过该水供应导管的水流量的第二阀。该喷嘴可以是与该气体供应导管、该还原剂供应导管、和该水供应导管处于流体连通的。该泵可以被布置在该喷嘴与该第二阀之间并且可以是与该还原剂供应导管和该水供应导管处于流体连通的。该泵可以是在第一泵送方向上可运行的以便将来自该还原剂源的还原剂泵送至该喷嘴，并且是在第二泵送方向上可运行的以便将还原剂泵送离开该喷嘴并且朝向该还原剂源。
在一些实施例中，该泵可以是在该第一泵送方向上可运行的以便将来自该水源的水泵送至该喷嘴。
在一些实施例中，该泵可以是在该第二泵送方向上可运行的以便将水泵送离开该喷嘴并且朝向该水源。
在一些实施例中，该还原剂供应导管可以包括第三阀，该第三阀是在打开位置与关闭位置之间可移动的以便控制还原剂在该还原剂源与该泵之间的流量。
在一些实施例中，该排气处理系统可以包括被布置在该泵与该第二阀之间的过滤器。该过滤器可以是与该还原剂供应导管和该水供应导管处于流体连通的。
在一些实施例中，该压缩气体源可以包括压缩空气源。在其他实施例中，该压缩气体源可以包括额外的或替代的气体。
在一些实施例中，该气体供应导管可以是与平行的第一气体流动路径和第二气体流动路径处于流体连通的。
在一些实施例中，该第一气体流动路径可以包括第三阀，该第三阀是在允许气体流经该第一气体流动路径的第一位置与限制气体流经该第一气体流动路径的第二位置之间可移动的。
在一些实施例中，该第一气体流动路径可以将该气体供应导管与在该泵和该喷嘴的第一入口之间延伸的导管流体性地相联接。
在一些实施例中，该第二气体流动路径可以绕过该第三阀并且将该气体供应导管与该喷嘴的、被布置在该第一入口和出口之间的第二入口相联接。
在一些实施例中，该第二气体流动路径可以包括限流器。
在一些实施例中，该还原剂供应导管可以包括第四阀，该第四阀是在打开位置与关闭位置之间可移动的以控制还原剂在该还原剂源与该泵之间的流量。
一种用于运行该排气处理系统的方法可以包括：以第一吹扫模式来运行该排气处理系统，在该第一吹扫模式中该泵在该第二泵送方向上运行，该第四阀打开并且该第一阀、第二阀、和第三阀关闭；以第二吹扫模式来运行该排气处理系统，在该第二吹扫模式中该泵停止运行，该第二阀关闭并且该第一阀、第三阀、和该第四阀打开；以第三吹扫模式来运行该排气处理系统，在该第三吹扫模式中该泵在该第一泵送方向上运行，该第二阀打开并且该第一阀、第三阀、和第四阀关闭；以第四吹扫模式来运行该排气处理系统，在该第四吹扫模式中该泵在该第二泵送方向上运行，该第二阀打开并且该第一阀、第三阀、和第四发关闭；并且以第五吹扫模式来运行该排气处理系统，在该第五吹扫模式中，该第四阀关闭并且该第一阀、第二阀、和第三阀打开。
在一些实施例中，该第二吹扫模式可以在该第一吹扫模式之后执行；该第三吹扫模式可以在该第二吹扫模式之后执行；该第四吹扫模式可以在该第三吹扫模式之后执行；并且该第五吹扫模式可以在该第四吹扫模式之后执行。
在另一种形式中，本披露提供了一种排气处理系统，该排气处理系统可以包括气体供应导管、还原剂供应导管、水供应导管、喷嘴、泵、以及第一气体流动路径和第二气体流动路径。该气体供应导管可以是与压缩气体源处于流体连通的并且可以包括用于控制穿过该气体供应导管的压缩气体流量的第一阀。该还原剂供应导管可以是与还原剂源处于流体连通的。该水供应导管可以是与水源处于流体连通的并且可以包括用于控制穿过该水供应导管的水流量的第二阀。该喷嘴可以是与该气体供应导管、该还原剂供应导管、和该水供应导管处于流体连通的。该泵可以被布置在该喷嘴与该第二阀之间并且可以是与该还原剂供应导管和该水供应导管处于流体连通的。该第一气体流动路径和第二气体流动路径可以在该气体供应导管与该喷嘴之间延伸并且与它们流体地连通。该还原剂供应导管可以包括被布置在该泵与该还原剂源之间的第三阀。该第三阀可以是在打开位置与关闭位置之间可移动的以控制还原剂在该还原剂源与该泵之间的流量。
在另一种形式中，本披露提供了一种用于运行排气处理系统的方法。该方法可以包括在第一方向上运行泵以便将来自还原剂源的还原剂泵送至喷嘴。该泵可以在与该第一方向上相反的第二方向上运行以便将还原剂朝向该还原剂源泵送。该泵可以在该第一方向上运行以便将来自水源的水泵送至该喷嘴。
在一些实施例中，该方法可以包括关掉该泵并且迫使压缩空气在该第二方向上穿过该泵。
在一些实施例中，该方法可以包括将压缩空气提供至该喷嘴、同时在该第一方向上运行该泵从而将来自该还原剂源的还原剂泵送至该喷嘴。
在一些实施例中，可以关闭阀来限制该还原剂源与该泵之间的连通、同时在该第一方向上运行该泵以便将来自该水源的水泵送至该喷嘴。
在一些实施例中，该方法可以包括在该第二方向上运行该泵以便将水朝向该水源泵送。
在另一种形式中，本披露提供了一种用于运行排气处理系统的方法。该方法可以包括将还原剂在第一方向上从还原剂源泵送穿过一个导管到达该喷嘴并且同时将压缩空气供应至该喷嘴。可以迫使还原剂、空气、和水中的一者或多者在第二方向上朝向该还原剂源穿过该导管。可以在该第一方向上经该导管提供水流。
在一些实施例中，该方法可以包括将水提供至该喷嘴、同时将压缩气体供应至该喷嘴并且同时将还原剂在该第一方向上从该还原剂源穿过该导管泵送到该喷嘴。
在一些实施例中，迫使还原剂、空气、和水中的一者或多者在第二方向上朝向该还原剂源穿过该导管可以包括：迫使还原剂在该第二方向上朝向该还原剂源穿过该导管。
在一些实施例中，该方法可以包括迫使空气在该第二方向上穿过该导管。
在一些实施例中，该方法可以包括迫使水在该第二方向上穿过该导管。
在一些实施例中，可以将水注入该喷嘴上游的排气流中。
从本文所提供的描述中将清楚其他适用范围。本概述中的说明和具体实例仅旨在用于展示的目的而并非旨在限制本披露的范围。
附图说明
在此描述的附图仅用于所选择实施例的而不是对所有可能实施方式的说明性目的，并且不旨在限制本披露的范围。
图1是根据本发明披露原理的发动机和排气处理系统的示意性表示；
图2是流程图，展示了根据本披露原理的排气处理系统的运行；并且
图3是流程图，展示了根据本披露原理的排气处理系统在吹扫模式中的运行。
在附图的各视图中，对应的参考号表示对应的部分。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。
提供了多个示例性实施方式从而使得本公开是详尽的，并将其范围充分地告知本领域的技术人员。阐述了许多特定的细节，例如特定的部件、装置和方法的示例，以提供对本披露的实施方式的详尽理解。对本领域的技术人员来说显然地不必采用特定的细节，而可以用多种不同的形式实施示例性实施方式、并且这些特定的细节都不应解释为是对本披露的范围的限制。在一些示例性实施例中，没有详细描述熟知的过程、熟知的装置结构以及熟知的技术。
本文所使用的术语仅是出于描述特定示例性实施例的目的而并不旨在限制。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”可以旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指明。术语“包括”、“含有”、“包含”和“具有”都是包括性的并且因此指定所陈述特征、整合物、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或加入一种或多种其他特征、整合物、步骤、操作、元件、部件和/或它们的集合。本文所描述的这些方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们按所讨论或展示的特定顺序执行，除非特别指出执行顺序。还应理解的是，可以采用额外的或替代性的步骤。
当一个元件或层涉及“在……上”、“接合到”、“连接到”、或“联接到”另一元件或层时，它可以是直接在该另一元件或层上、接合、连接或联接到该另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相比之下，当一个元件涉及“直接在……上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，就可能不存在中间元件或层。用于描述这些元件之间关系的其他词语应该以类似的方式进行解释(例如，“之间”与“直接之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目的一项或多项的任意和所有组合。
虽然术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可以用来描述不同的元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语可以仅用于从一个区域、层或部分中区分出另一个元件、部件、区域、层或部分。术语如“第一”、“第二”和其他数字术语在本文使用时并不暗示序列或顺序，除非上下文清楚地指出。因此，在下文中讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不脱离这些示例性实施例的教导。
参见图1，提供了还原剂递送系统10，该系统可以包括注入器12，该注入器是与还原剂供应导管14、供水导管16、空气供应导管18、以及流体递送导管20处于流体连通的。注入器12可以包括喷嘴22，该喷嘴被配置成用于将空气、还原剂(例如，尿素)、和/或水喷入流经排气管道24的排放气体流中，该排气管道连接至燃烧发动机26上。如在下文中将更详细的描述，可以使用空气和/或水来吹扫和/或清洁该还原剂递送系统10。还原剂递送系统10和发动机26可以结合在运输工具(例如，陆地机动车辆、海上运输工具、飞机、或机车)或任何其他系统或机械中。
还原剂供应导管14可以是与还原剂源28(例如，还原剂储箱)处于流体连通的并且可以包括第一阀30。供水导管16可以是与水源32处于流体连通的并且可以包括第二阀34。在海洋应用中(即，在燃烧发动机26和还原剂递送系统10安装在船、舰或其他船舶的实施例中)，该水源可以是压载舱、舱底和/或舱底泵、或例如使该船只漂浮在其中的水体。在一些实施例中，水源32可以是专用于还原剂递送系统10的水储箱。供水导管16可以与还原剂供应导管14和流体递送导管20形成三路交叉口36。
空气供应导管18可以包括空气源38(例如，周围环境或空气储箱)、空气压缩机或泵40、第三阀42、降压阀44、以及止回阀46。空气压缩机40可以被布置在空气源38与第三阀42之间。降压阀44可以被布置在第三阀42与止回阀46之间并且可以将流经其中的空气的压力减小到适合用在还原剂递送系统10中的水平。止回阀46可以是与第一和第二平行的气流路径48、50处于流体连通的。止回阀46可以允许气流在第一方向上(即，从第三阀42到第一和第二气流路径48、50)流经其中并且限制或阻止气流在第二方向上(即，从第一和第二气流路径48、50到第三阀42)流经其中。第一气流路径48可以包括第四阀52并且可以将空气供应导管18与流体递送导管20流体地相联接。第二气流路径50可以包括限流器54并且可以将空气供应导管18与注入器12流体地相联接。
流体递送导管20可以包括过滤器56和泵58。过滤器56可以被布置在三路交叉口36与泵58之间。第一气流路径48可以在注入器12的入口60与泵58之间的位置处连接至流体递送导管20上。
控制模块(未示出)可以控制泵58、第一阀30、第二阀34、第三阀42、和第四阀52和/或空气压缩机40的运行。例如第一阀30、第二阀34、第三阀42、和第四阀52可以是螺线管阀或任何其他适合的机电阀。泵58可以是以第一模式可运行的以便在第一方向(例如，从供应导管14、16朝向注入器12的入口60)上泵送流体并且是以第二模式可运行的以便在相反方向(例如，从注入器12的入口60朝向供应导管14、16)上泵送流体。在一些实施例中，空气压缩机40可以与还原剂递送系统10分开地且独立地来控制。在一些实施例中，空气压缩机40和空气源38可以用于安装有还原剂递送系统10的运输工具所携带的不同其他系统。
继续参见图1至图3，将详细描述还原剂递送系统10的运行。如以上所描述的，还原剂递送系统10可以是以还原剂注入模式和吹扫模式可运行的。在该还原剂注入模式中，注入器12可以将空气、还原剂、和/或水注入该排气管道24的排放气体流中。在该吹扫模式中，来自空气源38的空气和/或来自水源32的水可以用来吹扫和/或清洁还原剂递送系统10。在一些实施例中，在该还原剂注入模式期间并且在该吹扫模式期间，空气压缩机40可以在第三阀42的上游提供压缩空气的恒定供应。
一种运行还原剂递送系统10的方法100(图2)可以在发动机26的运行开始时以步骤110开始。在点燃发动机26之后，控制模块可以在步骤120处确定是否要求将还原剂注入该排气流中。这一确定可以是基于例如发动机允许参数来进行。如果控制模块确定了要求喷射还原剂，则在步骤130处控制模块可以致使还原剂递送系统10以该还原剂注入模式来运行。
在该还原剂注入模式中，可以使来自空气源38的空气和来自还原剂源28的还原剂穿过喷嘴22而被注入到排气流之中。即，第一阀30和第三阀42可以处于打开位置中并且泵40、58可以泵送来自该还原剂源28和空气源38的还原剂和空气穿过注入器12。在一些实施例中，在该还原剂注入模式期间可以关闭第二阀34以限制或阻止水被泵送穿过注入器12。在一些实施例中，在该还原剂注入模式期间可以关闭第四阀52，由此迫使来自空气供应导管18的空气穿过第二气流路径50进入注入器12中(或进入注入器12上游的混合腔室中)并且限制或阻止气流穿过第一气流路径48。注入器12可以雾化该还原剂并且将空气和还原剂的混合物注入到排放气体流之中。
在一些实施例中，在步骤130(其中系统10以该还原剂注入模式进行运行)之前和/或之后，控制模块可以以注水模式来运行系统10，在该注水模式中第二阀34可以打开，第一阀30、第三阀42、和第四阀52可以关闭并且泵58可以在该第一方向上运行以便将水泵送穿过供水导管16、穿过流体递送导管20、并且穿过注入器12和喷嘴22。喷嘴22可以将水喷入到排气流之中。以该注水模式来运行系统10可以有助于还原剂沉积物的分解，这些沉积物可以遍布系统10在排气管道24中和/或在排气后处理装置上(例如，柴油颗粒过滤器(DPF)和/或柴油氧化催化器(DOC))形成。
在一些实施例中，在系统10以该还原剂注入模式的运行之前、期间、和/或之后，可以将来自水源32的水通过被布置在喷嘴22上游的注水管线17和注水喷嘴23(这两者在图1中以虚线示出)而注入到排气流之中。将水注入喷嘴22上游的排气流中增大了排气流中的水蒸汽浓度，这可以减少或阻止尿素沉积物(例如，缩二脲和三缩脲)在喷嘴22处和/或下游形成。在一些实施例中，被布置在喷嘴22下游的一个或多个部件(例如混合器和/或悬挂板)可以包括可以进一步有助于减少尿素沉积物形成的水解催化剂涂层。
在步骤140处，控制模块可以确定发动机26是否还在运行。如果发动机26还在运行，则控制模块可以继续以还原剂递送模式来运行该还原剂递送系统10。在关掉发动机26之后，该控制模块可以在步骤150处以该吹扫模式来运行该还原剂递送系统10。在该吹扫模式中，可以吹扫和/或清洁该注入器12和导管14、20(包含沿着导管14、20布置的第一阀30、过滤器56和/或泵58在内)以防止沉积物在不同系统部件上积聚并且防止还原剂和/或水在注入器12、导管14、20、第一阀30、过滤器56和/或泵58内冻结。在一些实施例中，控制模块可以在发动机26在运行时周期性地以该吹扫模式来运行系统10。
参见图3，将详细描述用于以吹扫模式来运行该还原剂递送系统10的方法步骤。该吹扫模式可以在步骤160处开始，此时系统10可以以泵反转模式来运行。在该泵反转模式中，第一阀30可以打开，第二阀34、第三阀42和第四阀52可以关闭，并且泵58可以在第二(反向)泵送方向上运行以便将流体在从注入器12朝向还原剂源28的方向上泵送。以此方式，可以将注入器12、流体递送导管20、和还原剂供应导管14中的还原剂泵送返回该还原剂源28。
接下来，在步骤170处，该控制模块可以致使系统10以第一空气吹扫模式来运行。在该第一空气吹扫模式中，第二阀34可以保持在该关闭位置中，第一阀30可以保持在该打开位置中，该第三阀42和第四阀52可以打开，并且泵58可以关掉。由于第一阀30、第三阀42、和第四阀52打开并且第二阀34关闭，来自空气供应导管18的压缩空气可以穿过第一气流路径48流到流体递送导管20。该空气可以继续流经流体递送导管20、穿过泵58和过滤器56、并且穿过还原剂供应导管14。以此方式，该空气可以吹扫来自流体递送导管20、泵58、过滤器56、和还原剂供应导管14的液体。
接着，在步骤180处，该控制模块可以致使系统10以水向前的吹扫模式来运行。在该水向前的吹扫模式中，第二阀34可以打开，第一阀30、第三阀42、和第四阀52可以关闭，并且泵58可以在该第一泵送方向上运行以便将来自水源32的水泵送穿过过滤器56、泵58、注入器12、和喷嘴22。将水泵送穿过过滤器56、泵58、注入器12、和喷嘴22可以溶解过滤器56、泵58、注入器12、和喷嘴22中的可能由于还原剂流经其中而形成的沉积物。
接下来，在步骤190处，该控制模块可以致使系统10以水反向的吹扫模式来运行。在该水反向的吹扫模式中，第二阀34仍然打开并且第一阀30、第三阀42、和第四阀52可以保持关闭，并且泵58可以在该第二泵送方向上运行以便将来自注入器12、流体递送导管20、泵58、和过滤器56的水泵送返回至水源32(或返回至第二阀34与水源32之间的位置处)。
最后，在步骤200处，该控制模块可以致使系统10以第二空气吹扫模式来运行。在该第二空气吹扫模式中，第一阀30可以保持关闭，第二阀34、第三阀42、和第四阀52可以打开，并且泵58可以关掉。在这种模式中，来自空气供应导管18的压缩空气可以流经第一气流路径48到达流体递送导管20。该空气可以继续流经流体递送导管20、穿过泵58、过滤器56、并且穿过供水导管16。以此方式，空气可以吹扫来自流体递送导管20、泵58、过滤器56、和供水导管16的液体。
在本申请中，术语“模块”可以由术语“电路”来替换。术语模块可以指：属于或包括专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；处理器(共享、专用或组)执行代码；存储由处理器执行的代码的存储器(共用，专用或集合)；提供所描述功能的其他适合的硬件部件；或以上部分或全部项的组合，如片上系统。
以上对这些实施例的描述是出于展示和说明的目的提供的。并不旨在详尽或限制本披露。具体实施例的单独的要素或特征通常并不局限于该具体实施例，而是在适用时是可互换的、并且可以用在甚至并未明确示出或描述的选定实施例中。也可以用多种方式来对其加以变化。这样的变化不应视作是脱离本披露，并且所有这样的改动都旨在包括在本披露的范围之内。

Claims (31)

1.一种排气处理系统，包括：
气体供应导管，该气体供应导管是与压缩气体源处于流体连通的并且包括用于控制穿过该气体供应导管的压缩气体流量的第一阀；
与还原剂源处于流体连通的还原剂供应导管；
水供应导管，该水供应导管是与水源处于流体连通的并且包括用于控制穿过该水供应导管的水流量的第二阀；
喷嘴，该喷嘴是与该气体供应导管、该还原剂供应导管、和该水供应导管处于流体连通的；以及
泵，该泵被布置在该喷嘴与该第二阀之间并且是与该还原剂供应导管和该水供应导管处于流体连通的，该泵是在第一泵送方向上可运行的以便将来自该还原剂源的还原剂泵送至该喷嘴并且在第二泵送方向上是可运行的以便将还原剂泵送离开该喷嘴并且朝向该还原剂源，其中，该泵能够在该第一泵送方向上运行以便将来自该水源的水泵送至该喷嘴，并且其中，该泵能够在该第二泵送方向上运行以便将水泵送离开该喷嘴并且朝向该水源。
2.如权利要求1所述的排气处理系统，其中，该还原剂供应导管包括第三阀，该第三阀是在打开位置与关闭位置之间可移动的以便控制还原剂在该还原剂源与该泵之间的流量。
3.如权利要求1所述的排气处理系统，进一步包括过滤器，该过滤器被布置在该泵与该第二阀之间并且是与该还原剂供应导管和该水供应导管处于流体连通的。
4.如权利要求1所述的排气处理系统，其中，该压缩气体源包括压缩空气源。
5.如权利要求1所述的排气处理系统，其中，该气体供应导管是与平行的第一气体流动路径和第二气体流动路径处于流体连通的。
6.如权利要求5所述的排气处理系统，其中，该第一气体流动路径包括第三阀，该第三阀是在允许气体流经该第一气体流动路径的第一位置与限制气体流经该第一气体流动路径的第二位置之间可移动的。
7.如权利要求6所述的排气处理系统，其中，该第一气体流动路径将该气体供应导管与在该泵和该喷嘴的第一入口之间延伸的导管流体性地相联接。
8.如权利要求7所述的排气处理系统，其中，该第二气体流动路径绕过该第三阀并且将该气体供应导管与该喷嘴的、被布置在该第一入口和出口之间的第二入口相联接。
9.如权利要求8所述的排气处理系统，其中，该第二气体流动路径包括限流器。
10.如权利要求8所述的排气处理系统，其中，该还原剂供应导管包括第四阀，该第四阀是在打开位置与关闭位置之间可移动的以便控制还原剂在该还原剂源与该泵之间的流量。
11.一种用于运行如权利要求10所述的排气处理系统的方法，该方法包括：
以第一吹扫模式来运行该排气处理系统，在该第一吹扫模式中该泵在该第二泵送方向上运行，该第四阀打开并且该第一阀、第二阀、和第三阀关闭；
以第二吹扫模式来运行该排气处理系统，在该第二吹扫模式中该泵停止运行，该第二阀关闭并且该第一阀、第三阀、和该第四阀打开；
以第三吹扫模式来运行该排气处理系统，在该第三吹扫模式中该泵在该第一泵送方向上运行，该第二阀打开并且该第一阀、第三阀、和第四阀关闭；
以第四吹扫模式来运行该排气处理系统，在该第四吹扫模式中该泵在该第二泵送方向上运行，该第二阀打开并且该第一阀、第三阀、和第四阀关闭；并且
以第五吹扫模式来运行该排气处理系统，在该第五吹扫模式中，该第四阀关闭并且该第一阀、第二阀、和第三阀打开。
12.如权利要求11所述的方法，其中，该第二吹扫模式在该第一吹扫模式之后执行；该第三吹扫模式在该第二吹扫模式之后执行；该第四吹扫模式在该第三吹扫模式之后执行；并且该第五吹扫模式在该第四吹扫模式之后执行。
13.一种排气处理系统，包括：
气体供应导管，该气体供应导管是与压缩气体源处于流体连通的并且包括用于控制穿过该气体供应导管的压缩气体流量的第一阀；
与还原剂源处于流体连通的还原剂供应导管；
水供应导管，该水供应导管是与水源处于流体连通的并且包括用于控制穿过该水供应导管的水流量的第二阀；
喷嘴，该喷嘴是与该气体供应导管、该还原剂供应导管、和该水供应导管处于流体连通的；
泵，该泵被布置在该喷嘴与该第二阀之间并且是与该还原剂供应导管和该水供应导管处于流体连通的；并且
第一气体流动路径和第二气体流动路径在该气体供应导管与该喷嘴之间延伸并且与它们流体地连通，
其中，该还原剂供应导管包括被布置在该泵与该还原剂源之间的第三阀，该第三阀是在打开位置与关闭位置之间可移动的以控制还原剂在该还原剂源与该泵之间的流量。
14.如权利要求13所述的排气处理系统，其中，该第一气体流动路径包括第四阀，该第四阀是在允许气体流经该第一气体流动路径的第一位置与限制气体流经该第一气体流动路径的第二位置之间可移动的。
15.如权利要求14所述的排气处理系统，其中，该第二气体流动路径包括限流器。
16.如权利要求14所述的排气处理系统，其中，该第一气体流动路径将该气体供应导管与在该泵和该喷嘴的第一入口之间延伸的导管流体性地相联接。
17.如权利要求16所述的排气处理系统，其中，该第二气体流动路径绕过该第四阀并且将该气体供应导管与该喷嘴的、被布置在该喷嘴的该第一入口和出口之间的第二入口相联接。
18.如权利要求13所述的排气处理系统，其中，该泵是在第一泵送方向上可运行的以便将来自该还原剂源的还原剂泵送至该喷嘴，并且是在第二泵送方向上可运行的以便将还原剂泵送离开该喷嘴并且朝向该还原剂源。
19.如权利要求18所述的排气处理系统，其中，该泵是在该第一泵送方向上可运行的以便将来自该水源的水泵送至该喷嘴。
20.如权利要求19所述的排气处理系统，其中，该泵是在该第二泵送方向上可运行的以便将水泵送离开该喷嘴并且朝向该水源。
21.如权利要求13所述的排气处理系统，进一步包括过滤器，该过滤器被布置在该泵与该第二阀之间并且是与该还原剂供应导管和该水供应导管处于流体连通的。
22.如权利要求13所述的排气处理系统，其中，该压缩气体源包括压缩空气源。
23.一种用于运行排气处理系统的方法，该方法包括：
在第一方向上运行泵以便将来自还原剂源的还原剂泵送至喷嘴；
在与该第一方向上相反的第二方向上运行该泵以便将还原剂朝向该还原剂源泵送；
在该第一方向上运行该泵以便将来自水源的水泵送至该喷嘴；以及
关掉该泵并且迫使压缩空气在该第二方向上穿过该泵。
24.如权利要求23所述的方法，进一步包括将压缩空气提供至该喷嘴、同时在该第一方向上运行该泵从而将来自该还原剂源的还原剂泵送至该喷嘴。
25.如权利要求23所述的方法，其中，关闭一个阀来限制该还原剂源与该泵之间的连通、同时在该第一方向上运行该泵以便将来自该水源的水泵送至该喷嘴。
26.如权利要求25所述的方法，进一步包括在该第二方向上运行该泵以便将水朝向该水源泵送。
27.一种用于运行排气处理系统的方法，该方法包括：
将还原剂在第一方向上从还原剂源泵送穿过一个导管到达喷嘴并且同时将压缩空气供应至该喷嘴；
迫使还原剂、空气、和水中的一者或多者在第二方向上朝向该还原剂源穿过该导管；
在该第一方向上提供一定流量的水穿过该导管；以及
将水注入该喷嘴上游的排气流中。
28.如权利要求27所述的方法，进一步包括将水提供至该喷嘴、同时将压缩气体供应至该喷嘴并且同时将还原剂在该第一方向上从该还原剂源穿过该导管泵送至该喷嘴。
29.如权利要求27所述的方法，其中，迫使还原剂、空气、和水中的一者或多者在该第二方向上朝向该还原剂源穿过该导管包括：迫使还原剂在该第二方向上朝向该还原剂源穿过该导管。
30.如权利要求29所述的方法，进一步包括迫使空气在该第二方向上穿过该导管。
31.如权利要求30所述的方法，进一步包括迫使水在该第二方向上穿过该导管。
CN201380078487.9A 2013-08-16 2013-08-16 注水式排气处理系统 Active CN105492731B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2013/081643 WO2015021644A1 (en) 2013-08-16 2013-08-16 Water injection exhaust treatment system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105492731A CN105492731A (zh) 2016-04-13
CN105492731B true CN105492731B (zh) 2018-09-11

Family

ID=52467956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380078487.9A Active CN105492731B (zh) 2013-08-16 2013-08-16 注水式排气处理系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9334775B2 (zh)
CN (1) CN105492731B (zh)
DE (1) DE112013007188T5 (zh)
WO (1) WO2015021644A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9822685B2 (en) 2013-08-16 2017-11-21 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Water injection exhaust treatment system
US9273581B2 (en) * 2013-10-24 2016-03-01 Continental Automotive Systems, Inc. Purge system for reductant delivery unit for a selective catalytic reduction system
GB2546764B (en) * 2016-01-28 2019-04-10 Delphi Tech Ip Ltd Selective catalytic reduction dosing sytem
JP6406276B2 (ja) * 2016-02-17 2018-10-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
CN106837489B (zh) * 2017-03-10 2018-12-14 江苏大学 一种scr供给喷射系统防结晶装置及方法
DK3615777T3 (da) * 2017-05-29 2022-10-31 Liebherr Components Colmar Sas Injektionssystem til reduktionsmiddel
US20190091615A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-28 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Method And Apparatus For Preparation Of A Urea Solution
KR102429503B1 (ko) * 2017-12-11 2022-08-05 현대자동차주식회사 엔진시스템 및 엔진 제어방법
US11143074B2 (en) * 2019-07-30 2021-10-12 Delphi Technologies Ip Limited Reagent dosing system and method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101408122A (zh) * 2008-11-20 2009-04-15 张家口百通环保科技有限公司 抽取、计量并释放液体的计量输送方法及其装置
EP2295755A2 (en) * 2009-09-15 2011-03-16 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Exhaust gas treatment system
CN202497790U (zh) * 2012-03-06 2012-10-24 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种用于选择性非催化还原脱硝的喷射装置
CN202606021U (zh) * 2012-06-07 2012-12-19 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种用于循环流化床锅炉的脱硝装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2867497A (en) * 1955-03-28 1959-01-06 Oxy Catalyst Inc Method of catalytically purifying exhaust gases and regenerating the catalyst utilized therein
JP4569954B2 (ja) * 2004-11-01 2010-10-27 バブコック日立株式会社 排ガス脱硝装置と方法
AT500849B8 (de) 2004-11-15 2007-02-15 Pankl Emission Control Systems Harnstoffdosiervorrichtung
JP4888216B2 (ja) 2007-05-08 2012-02-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US9266709B2 (en) * 2009-11-20 2016-02-23 Jack R. BRAMMELL Systems and methods for on-site mixing and dispensing of a reducing agent solution for use with a diesel catalytic converter
KR101074050B1 (ko) 2010-01-20 2011-10-17 한국전력기술 주식회사 요소수유입로와 분사노즐의 막힘을 방지할 수 있는 배기가스 탈질시스템과 요소수 응고를 방지할 수 있는 요소수 공급장치
KR101238777B1 (ko) * 2010-06-21 2013-03-04 주식회사 파나시아 환원제 공급장치 및 이를 이용한 배기가스 탈질시스템
US8997467B2 (en) * 2013-03-15 2015-04-07 Caterpillar Inc. System and method for post-shutdown temperature management and purge

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101408122A (zh) * 2008-11-20 2009-04-15 张家口百通环保科技有限公司 抽取、计量并释放液体的计量输送方法及其装置
EP2295755A2 (en) * 2009-09-15 2011-03-16 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Exhaust gas treatment system
CN202497790U (zh) * 2012-03-06 2012-10-24 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种用于选择性非催化还原脱硝的喷射装置
CN202606021U (zh) * 2012-06-07 2012-12-19 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种用于循环流化床锅炉的脱硝装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE112013007188T5 (de) 2016-03-24
WO2015021644A1 (en) 2015-02-19
US20150204225A1 (en) 2015-07-23
CN105492731A (zh) 2016-04-13
US9334775B2 (en) 2016-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105492731B (zh) 注水式排气处理系统
US20120020857A1 (en) Dosing system having recirculation heating and vacuum draining
US9822685B2 (en) Water injection exhaust treatment system
US8943808B2 (en) Reductant dosing system
CN205001033U (zh) 还原剂供应系统
CN108350781B (zh) 船舶的废气净化装置
JP5010662B2 (ja) 排気浄化装置
CN108533365A (zh) 具有可变排气处理喷射器系统的车辆排气系统
US20160298515A1 (en) Method of Controlling an Engine System
KR20100127266A (ko) ＮＯｘ내의 배기가스를 정제하기 위한 ＳＣＲ 시스템
JP6501794B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
CN104870797A (zh) 废气再循环装置及其控制方法
CN109891068A (zh) 包括布置在涡轮上游的还原剂供应系统的多管排气系统
US10180096B2 (en) Fluid delivery system with line pressure control valve
US20150240683A1 (en) Reductant supply system
US10914216B2 (en) Delivery module for a metering system for metering a reducing agent into the exhaust gas section of a motor vehicle, and metering system
KR102440662B1 (ko) 차량의 연료 및 요소수 히팅 시스템
CN105507994A (zh) 注水式排气处理系统
US7845336B2 (en) Fuel delivery system having electric pump
CN109983206B (zh) 用于排气后处理系统的设备和控制用于发动机排气后处理系统的设备中的还原剂流动的方法
KR101003107B1 (ko) 분기부를 갖는 질소산화물의 흡장 탈질 장치 및 질소산화물의 흡장 탈질 방법
WO2019170225A1 (en) Multi doser scr system
US20170218819A1 (en) System and Method for Purging Reductant in a Reductant Dosing System
JP2016098710A (ja) 内燃機関の尿素水回収システム、内燃機関及び内燃機関の尿素水回収方法
GB2560373B (en) Multi doser SCR system

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant