CN109891064A - 废气后处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例的废气后处理系统包括：排气流路，其供从发动机排出的废气移动；至少一个后处理装置，其设置于所述排气流路上而净化所述废气；燃烧器，其设置于所述排气流路上，且在所述至少一个后处理装置的上游加热所述废气；燃料供应部，其向所述燃烧器供应燃料；以及空气供应流路，其向所述燃烧器供应空气。另外，所述空气供应流路将从所述发动机排出的废气的一部分作为所述空气供应至所述燃烧器。

Description

废气后处理系统
技术领域
本发明涉及一种废气后处理系统，更详细而言，涉及一种用于从发动机排出的废气的后处理的废气后处理系统。
背景技术
通常，包括在车辆、船舶或成套设备中使用的柴油发动机的多种动力装置产生废气。然而，对从动力装置排出的废气的规制在全世界范围内呈现出日益加强的趋势。因此，目前，由动力装置产生的废气经废气后处理系统而排出。
废气后处理系统包括用于去除粒子状物质(PM；Particulate matter)的柴油机微粒过滤器(diesel particulate filter，DPF)和用于减少氮氧化物(NOx)的选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)反应器等。
由于柴油机微粒过滤器(DPF)以在柴油发动机的废气中将烟炱(soot)等粒子状物质捕集至过滤器的方式来去除，因而被捕集至过滤器的粒子状物质会随着发动机的工作时间的经过逐渐增加。因此，应周期性地执行燃烧被捕集至柴油机微粒过滤器内的粒子状物质的再生(regeneration)作业。例如，以通过提升流入柴油机微粒过滤器的废气的温度来燃烧被捕集至柴油机微粒过滤器内的粒子状物质的方式执行柴油机微粒过滤器的再生。
此外，随着粒子状物质被捕集至柴油机微粒过滤器内，发动机的背压增加，使得发动机的功率及燃料效率性能下降。此外，若在粒子状物质被过度捕集至柴油机微粒过滤器的状态下执行再生作业，则可能会因再生时温度过度上升而导致柴油机微粒过滤器受损。因此，应适当地管理柴油机微粒过滤器的再生周期。
另一方面，当柴油发动机以低速或低负荷状态运转时，废气的温度较低，因而难以将废气的温度维持为柴油机微粒过滤器的再生所需要的温度。在这种情况下，所存在的问题是，因车辆或设备脱离正常运行或作业条件，为了柴油机微粒过滤器的再生，应以额外的条件运转的问题。
因此，为了防止柴油机微粒过滤器内堆积过多的烟炱(soot)，或提高柴油机微粒过滤器的再生可靠性，即使在负荷较低的任意的运行条件下，也要求将废气的温度维持为柴油机微粒过滤器的再生所需要的充分的温度，以便在运转中能够进行自如的再生。
此外，近来，随着环境规制逐渐被加强，动力装置中还适用一种用于减少废气中含有的氮氧化物的技术。例如，作为用于减少废气中含有的氮氧化物的技术，有选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)系统。
选择性催化还原系统使废气和还原剂同时通过在内部设置有催化剂的反应器，使废气中含有的氮氧化物与还原剂反应来还原处理为氮和水蒸气。这里，作为还原剂，可以直接使用氨(NH3)，或使用分解尿素(urea)而生成的氨。
此外，考虑经济性和放射能规制等，选择性催化还原系统主要利用具有摄氏250度至摄氏350度范围内的活性温度的高温活性催化剂。这里，活性温度指可以使催化剂不中毒且稳定地还原氮氧化物的温度。当催化剂在活性温度范围之外反应时，催化剂会中毒，使得催化剂的活性度持续下降。尤其，若具有低于摄氏250度的相对较低温度的废气流入设置有高温活性催化剂的反应器，则作为废气的硫氧化物(SOx)与作为还原剂的氨(NH4)反应而生成催化剂中毒物质。催化剂中毒物质可以包括硫酸铵(Ammonium sulfate，(NH4)2SO4)和硫酸氢铵(Ammonium bisulfate，NH4HSO4)中的一个以上。如此，若催化剂中毒，则减少氮氧化物(NOx)的性能下降，因而还要求将废气的温度维持为催化剂的活性温度。
此外，选择性催化还原系统中，作为用于减少氮氧化物的代表性的还原剂，使用氨(NH3)。
由于氨不容易保管和供应，向排气管内喷射尿素水溶液(urea water solution)，将尿素被分解而生成的氨用作还原剂。
然而，若向具有低于摄氏250度温度的废气直接喷射尿素水溶液，则存在因尿素被分解而生成的缩二脲(biuret)、三聚氰酸(cyanuric acid)、三聚氰胺(melamine)和三聚氰酸二酰胺(ammeline)等副产物或尿素沉淀物(urea deposit)，导致喷嘴堵塞或妨碍废气的流动的问题。
因此，为提高柴油机微粒过滤器的再生可靠性且稳定的运用选择性催化还原系统，人们正开发一种使从柴油发动机排出的废气的温度进一步升温的技术。迄今为止的追加升温技术存在的问题是，设置燃烧器之类的额外的装置或向发动机进一步供应燃料来使废气温度上升等提高制造成本或降低燃料效率。尤其，存在因使用燃烧器时所伴随的装置，难以在设置空间受限的车辆、工程机械或船舶等中适用的问题。
发明内容
技术课题
本发明的实施例提供一种能够有效地对废气进行后处理的废气后处理系统。
技术方案
根据本发明的实施例，对从发动机排出的废气进行后处理的废气后处理系统包括：排气流路，其供从所述发动机排出的废气移动；至少一个后处理装置，其设置于所述排气流路上而净化所述废气；燃烧器，其设置于所述排气流路上，且在所述至少一个后处理装置的上游加热所述废气；燃料供应部，其向所述燃烧器供应燃料；以及空气供应流路，其向所述燃烧器供应空气。另外，所述空气供应流路将从所述发动机排出的废气的一部分作为所述空气供应至所述燃烧器。
可以是，被供应至所述燃烧器的空气的氧浓度为8％至16％，所述燃烧器是高点火能量燃烧器。
可以是，所述高点火能量燃烧器是利用等离子体反应的等离子燃烧器。
可以是，所述空气供应流路从所述燃烧器的上游侧的所述排气流路分歧，将所述废气的一部分供应至所述燃烧器。
上述废气后处理系统还可以包括空气供应阀，该空气供应阀设置于包括所述空气供应流路与所述排气流路的分歧点的所述空气供应流路上。另外，可以是，从所述发动机排出的废气经增压器而移动至所述至少一个后处理装置，所述空气供应流路从所述增压器后方的所述排气流路分歧。
上述废气后处理系统还可以包括空气供应阀，该空气供应阀设置于包括所述空气供应流路与所述排气流路的分歧点的所述空气供应流路上。另外，可以是，从所述发动机排出的废气经增压器而移动至所述至少一个后处理装置，所述空气供应流路从所述增压器前方的所述排气流路分歧。
上述废气后处理系统还可以包括再循环流路，该再循环流路用于将从所述发动机排出的废气的一部分供应至所述发动机。另外，可以是，所述空气供应流路从所述再循环流路分歧。
可以是，所述燃料供应部向所述发动机和所述燃烧器供应燃料。
可以是，所述至少一个后处理装置包括柴油机微粒过滤器(diesel particulatefilter，DPF)，且所述燃烧器在所述柴油机微粒过滤器再生时从所述燃料供应部及所述空气供应流路接收所述燃料及空气来加热所述废气。
可以是，所述至少一个后处理装置包括设置于比所述柴油机微粒过滤器靠下游的所述排气流路的选择性催化还原反应器、以及设置于所述催化还原反应器与所述柴油机微粒过滤器之间的所述排气流路的还原剂供应部，还包括设置于所述还原剂供应部与所述柴油机微粒过滤器之间的辅助燃烧器，通过所述辅助燃烧器，能够与所述柴油机微粒过滤器独立地加热向所述选择性催化还原反应器移动的所述废气。
可以是，所述至少一个后处理装置包括选择性催化还原反应器(selectivecatalytic reduction，SCR)、以及在比所述选择性催化还原反应器靠上游的所述排气流路喷射还原剂的还原剂供应部，在需要加热所述选择性催化还原反应器时所述燃烧器从所述燃料供应部及所述空气供应流路接收所述燃料及空气来加热所述废气。
可以是，所述至少一个后处理装置还包括柴油机微粒过滤器，所述柴油机微粒过滤器内置于所述选择性催化还原反应器。
可以是，所述至少一个后处理装置包括设置于所述排气流路上的柴油氧化催化剂(diesel oxidation catalyst，DOC)、设置于所述柴油氧化催化剂下游的柴油机微粒过滤器以及选择性催化还原反应器中的一个以上。
发明的效果
根据本发明的实施例，能够以简单的结构有效地加热废气。此外，由于在低速或低负荷区域也能够容易加热废气，因而能够提高废气后处理系统的净化效率。
附图说明
图1是第一实施例的废气后处理系统的结构图。
图2是示出从柴油发动机排出的废气内氧气的浓度的图表。
图3是第二实施例的废气后处理系统的结构图。
图4是第三实施例的废气后处理系统的结构图。
图5是第四实施例的废气后处理系统的结构图。
图6是第五实施例的废气后处理系统的结构图。
图7是第六实施例的废气后处理系统的结构图。
图8是第七实施例的废气后处理系统的结构图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的实施例进行详细说明，以便本发明所属技术领域中的一般的技术人员容易实施。本发明可以实现为多种不同的形态，并不限于此处说明的实施例。
此外，在多个实施例中，对于具有相同的结构的构成要素，使用相同的符号并代表性地在第一实施例中说明，而在其余的实施例中将仅对与第一实施例不同的结构进行说明。
需要注意的是，附图是示意性的，并非按实际比例图示。为图示的清晰性及方便性，图中所示部分的相对性的尺寸及比例在大小上被夸张或缩小而图示，任意的尺寸均只是示例性的，而不是限定性的。另外，对于出现在两幅图以上的相同的结构物、要素或部件，使用相同的参考符号，以体现类似的特征。
本发明的实施例具体示出了本发明的理想的实施例。其结果，预想得到图解的多样的变形。因此，实施例并不局限于所图示区域的特定形态，例如还包括制造引起的形态的变形。
下面参照图1对本发明的第一实施例的废气后处理系统101进行说明。
图1中，作为排出废气的排出源，示例性地示出工程机械用柴油发动机100，但本发明的第一实施例并不限于此。即，本发明的第一实施例可以适用于多种动力装置。
此外，柴油发动机100排出粒子状物质(PM；Particulate atter)和氮氧化物(NOx)等含有环境规制物质的废气。
此外，如图1所图示，从柴油发动机100排出的废气可以经增压器150(turbocharger)而排出。
增压器150以柴油发动机100的废气所具有的压力转动涡轮151来将新的外部空气压缩而供应至柴油发动机100，由此提高柴油发动机100的功率。另外，从柴油发动机100排出的废气在经由增压器150时温度和压力会下降。
具体地，增压器150可以包括：设置于排气流路610上，以废气所具有的压力旋转的涡轮151；以及设置于吸气流路620上，以涡轮151的旋转力向柴油发动机100推入空气的压缩机152。另外，增压器300可以包括连接涡轮151和压缩机152来传递旋转动力的轴153。
此外，还可以包括：去除被供应至柴油发动机100的外部空气的不纯物的净气装置146(air cleaner)；以及降低被增压器150的压缩机152压缩的空气的温度的中间冷却器148(intercooler)。
此外，如图1所图示，可以在柴油发动机100中适用废气再循环(exhaust gasrecirculation，EGR)系统。
废气再循环系统使从柴油发动机100排出的废气的一部分返回至向柴油发动机100的缸体供应吸气的吸气流路620来降低柴油发动机100的燃烧温度，并减少氮氧化物(NOx)的生成量。
例如，废气再循环系统可以包括：连接排气流路610和吸气流路620的再循环流路160；设置于再循环流路160上，调节废气的再循环率的再循环阀170；以及设置于再循环流路160上，降低被再循环的废气的温度的再循环冷却器180。
此外，为了向柴油发动机100供应被再循环的废气，应生成排气流路610与吸气流路620之间的压力差，以使废气能够沿再循环流路160移动。即，排气流路610与吸气流路620之间的压力差越大，废气再循环系统的效率越增加。
如图1所图示，本发明的第一实施例的废气后处理系统101包括排气流路610、燃烧器400(burner)、空气供应流路640、以及至少一个后处理装置。这里，至少一个后处理装置是净化废气的装置，可以包括柴油机微粒过滤器300(diesel particulate filter，DPF)、柴油氧化催化装置200(diesel oxidation catalyst，DOC)、选择性催化还原反应器500(selective catalytic reduction，SCR)、以及还原剂供应部550。
排气流路610与作为前述动力装置的柴油发动机100的排气口连接，使柴油发动机100的废气排出。即，从柴油发动机100排出的废气沿排气流路610移动。
柴油机微粒过滤器300(diesel particulate filter，DPF)设置于排气流路610上，物理地捕集并燃烧去除废气中的粒子状物质。
然而，由于柴油机微粒过滤器300(DPF)以在柴油发动机100的废气中捕集烟炱(soot)等粒子状物质的方式去除，因而被捕集至柴油机微粒过滤器300的粒子状物质会随着柴油发动机100的工作时间的经过逐渐增加。因此，应周期性地执行燃烧被捕集至柴油机微粒过滤器300内的粒子状物质的再生(regeneration)作业。例如，可以以通过提升流入柴油机微粒过滤器300的废气的温度来燃烧被捕集至柴油机微粒过滤器300内的粒子状物质的方式执行柴油机微粒过滤器300的再生，为进行柴油机微粒过滤器300的再生而要求的废气的温度可以在摄氏500度至650度范围内。
此外，随着粒子状物质被捕集至柴油机微粒过滤器300内，柴油发动机100的背压增加，使得柴油发动机100的功率及料效率性能下降。此外，若在粒子状物质被过度捕集至柴油机微粒过滤器300的状态下执行再生作业，则可能会因再生时温度过度上升而导致柴油机微粒过滤器300受损。因此，需要适当地设定柴油机微粒过滤器300的再生周期。为确认这种再生条件，可以在柴油机微粒过滤器300内部或柴油机微粒过滤器300的上游和/或下游设置额外的传感器(未图示)。额外的传感器可以包括温度传感器及压力传感器，且可以测量经由柴油机微粒过滤器300的废气的压力或温度来帮助对再生与否的判断。
选择性催化还原反应器500设置于柴油机微粒过滤器300后方的排气流路610上。在本说明书中，前方指以流体的移动方向为基准靠上游的方向，后方指以流体的移动方向为基准靠下游的方向。
即，选择性催化还原反应器500通过排气流路610接收经过柴油机微粒过滤器300的废气。选择性催化还原反应器500包括用于减少废气所含有的氮氧化物(NOx)的催化剂。催化剂促进废气中含有的氮氧化物(NOx)和还原剂的反应来将氮氧化物(NOx)还原处理为氮和水蒸气。
此外，在本发明的第一实施例中，设置于选择性催化还原反应器500的内部的催化剂可以以废气的移动方向为基准配置为多层结构。即，催化剂可以被设为多个催化剂模块的形态，多个催化剂模块可以沿废气的移动方向配置。
催化剂可以由诸如沸石(Zeolite)、钒(Vanadium)及铂(Platinum)等本技术领域的从业人员所公知的多样的材料制成。例如，催化剂可以具有摄氏250度至摄氏350度范围内的活性温度。这里，活性温度指催化剂不中毒且能够稳定地还原氮氧化物的温度。若催化剂在活性温度范围之外反应，则催化剂会中毒，使得性能和效率下降。
例如，若在摄氏150度以上且低于摄氏250度的相对低的温度下发生用于减少废气所含有的氮氧化物的还原反应，则废气的硫氧化物(SOx)和氨(NH3)反应而生成催化剂中毒物质。
具体地，致催化剂中毒的中毒物质可以包括硫酸铵(Ammonium sulfate，(NH4)2SO4)和硫酸氢铵(Ammonium bisulfate，NH4HSO4)中的一个以上。这种催化剂中毒物质被吸附于催化剂而降低催化剂的活性。由于催化剂中毒物质在相对高的温度，即，在摄氏350度至摄氏450度范围内的温度下分解，若使选择性催化还原反应器500内的催化剂升温，则可以使中毒的催化剂再生。为决定催化剂升温，可以设置额外的传感器(未图示)。额外的传感器可以以测量催化还原反应器前后的废气压力及温度或设置于催化还原反应器下游而测量废气的氮氧化物(NOx)的浓度的形态具备。
作为还原剂，使用氨(NH3)。在本发明的第一实施例中，由待后述的还原剂供应部550供应作为还原剂前体的尿素(urea，CO(NH2)2)。此时，尿素(urea，CO(NH2)2)可以以水溶液的形态由还原剂供应部550喷射。尿素(urea，CO(NH2)2)被水解或热分解而生成氨(NH3)和异氰酸(Isocyanic acid，HNCO)。然后，异氰酸(HNCO)再次被分解为氨(NH3)和二氧化碳(CO2)。即，在本发明的第一实施例中，通过分解尿素来生成作为与氮氧化物反应的还原剂的氨。
还原剂供应部550向在选择性催化还原反应器500前方的排气流路610上沿排气流路610移动的废气喷射还原剂，即，尿素水溶液。
柴油氧化催化装置200(diesel oxidation catalyst，DOC)设置于柴油机微粒过滤器300前方的排气流路610上。
柴油氧化催化装置200履行一次性地使一氧化氮(NO)氧化为二氧化氮(NO2)的功能。在废气中含有的氮氧化物(NOx)中提高二氧化氮(NO2)的比例对在选择性催化还原反应器500中有效地减少氮氧化物(NOx)较重要。
此外，柴油氧化催化装置200也可以减少一氧化碳(CO)和碳化氢(HC)，并燃烧废气中含有的碳化氢(HC)来减少废气中含有的微粒子。因此，若柴油氧化催化装置200燃烧碳化氢(HC)，则能够减少被捕集至柴油机微粒过滤器300的粒子状物质，因而可以延长柴油机微粒过滤器300的再生周期。
此外，柴油氧化催化装置200达到规定的温度便开始发热反应。例如，规定的温度可以在摄氏170度至摄氏200度范围内。可以在柴油氧化催化装置200的下游设置用于检测这种发热反应引起的废气的温度上升的额外的传感器(未图示)。
燃烧器400通过燃烧燃料来加热朝柴油机微粒过滤器300沿排气流路610移动的废气。例如，燃烧器400可以是油燃烧器(oil burner)或等离子燃烧器(plasma burner)。
根据优选实施例，可以在柴油机微粒过滤器300的再生时运转燃烧器400。另外，燃烧器400也可以为了使设置于前述选择性催化还原反应器500的催化剂的温度能够维持活性温度而加热废气，或为了使中毒的催化剂再生而加热废气。此外，燃烧器400也可以用于使废气的温度升温至使前述还原剂供应部550所喷射的尿素能够被热分解或水解的温度范围内。通过燃烧器400的废气温度的升温可以通过由从前述传感器接收了废气的温度/压力等的控制部(未图示)控制燃料供应部800、空气供应阀740及燃烧器400来实现。这样的控制部可以为了燃烧器400的控制而单独具备，或者，构成为与控制被供应至发动机燃烧室的燃料量的发动机控制单元(Engine Control Unit，ECU)或别的电器部件等的控制单元等共用的形态。
燃料供应部800可以构成为用于燃烧器400的单独使用的形态，可以构成为能够向柴油发动机100和燃烧器400供应燃料的形态。根据图1所图示的第一实施例，例示了燃料供应部800构成为共用储存被供应至发动机100的燃烧室的燃料的燃料箱(未图示)的形态。
参照图1，燃料供应部800可以在柴油机微粒过滤器300的再生时向燃烧器400供应燃料。此外，燃料供应部800可以在燃烧器400加热废气以使设置于选择性催化还原反应器500的催化剂的温度能够维持活性温度，或为了使催化剂再生而加热废气，或为了使废气的温度升温至还原剂供应部550所喷射的尿素能够被热分解或水解的温度范围内而被运转时也向燃烧器400供应燃料。
空气供应流路640从排气流路610分歧，将从柴油发动机100排出的废气的一部分供应至燃烧器400。尤其，在本发明的第一实施例中，空气供应流路640从增压器150后方的排气流路610分歧。
空气供应阀740可以设置于空气供应流路640或空气供应流路640与排气流路610的分歧点。参照图1，空气供应阀740可以在柴油机微粒过滤器300的再生时被开放，以向燃烧器400供应废气的一部分。通过空气供应阀740供应的废气与通过燃料供应部800供应的废气混合而被供应至燃烧器400供燃烧。此外，空气供应阀740可以在燃烧器400加热废气以使设置于选择性催化还原反应器300的催化剂的温度能够维持活性温度，为了使催化剂再生而加热废气，或为了使废气的温度升温至使还原剂供应部550所喷射的尿素能够被热分解或水解的温度范围内而被运转时也向燃烧器400供应燃烧所需要的氧气。
如图1所图示，当如前述能够进行发热反应的柴油氧化催化装置200设置于柴油机微粒过滤器300的前方时，也可以将废气加热至促进柴油氧化催化装置200的发热反应的温度。即，无需由燃烧器400将废气的温度直接提升至能够使柴油机微粒过滤器300再生的温度，而是可以将废气加热至促进柴油氧化催化装置200的发热反应的温度。例如，燃烧器400无需使废气的温度升温至摄氏500度至650度，即使升温至摄氏170度至摄氏200度，仍能够通过柴油氧化催化装置200进行柴油机微粒过滤器300的再生。
通过这样的结构，本发明的第一实施例的废气后处理系统101能够有效地净化废气。
如图2所图示，从柴油发动机100排出而沿排气流路610移动的废气的氧浓度为8％至16％的水准，该水准是比大气的氧浓度21％甚低的水准。因为是废气在发动机的燃烧室燃烧时消耗大量氧气后排出的空气。当使用利用火花塞的火花来点火的油燃烧器时，如表1所示，这样的环境相当于低于点火所需要的最小氧浓度，无法进行正常的点火的环境。即，若无法提升氧浓度，则是即使供应燃料也无法进行点火的环境。
[表1]
为了解决这种问题，本实施例中将点火可靠性较高的高点火能量燃烧器用作燃烧器400。如表1所示，高点火能量燃烧器指点火能量较大的燃烧器，指具有即使在脱离油燃烧器的点火环境的环境，即，为了点火而供应的空气的氧浓度为6％～17.5％，当量比(Fuelair equivalence ratio)为1.2～3.5，空燃比(Air fuel ratio)为4.2～12.2的环境下仍能够点火的较高的点火能量的燃烧器。就与用于废气燃烧的燃料混合后被供应至燃烧器的废气的氧浓度、当量比及空燃比而言，唯有上述高点火能量燃烧器包括在能够点火的条件范围内。
在本实施例中，作为高点火能量燃烧器，使用能够利用等离子体(Plasma)反应来点火的等离子燃烧器。在油燃烧器的情况下，为了供应燃料燃烧所需要的氧气，额外的空气或压缩空气供应系统是必备的，而等离子燃烧器可以单凭通过空气供应流路640代替压缩空气供应系统所供应的废气就能点火。随着使用这样的等离子燃烧器，无需额外具备用于点火及维持火焰的压缩空气供应系统。压缩空气供应系统的删除不但能够简化废气后处理系统101的整体结构，而且还能够抑制用于驱动压缩空气供应系统的额外的能量消耗来提升能量的利用效率。即，以往因空间受限和制造成本等，难以在车辆、工程机械或船舶等设置额外的压缩空气供应系统必然很困难，而自此能够解决这样的问题。
下面参照图3对第二实施例的废气后处理系统102进行说明。
在图3所图示的第二实施例的废气后处理系统102中，空气供应流路640从增压器150前方的排气流路610分歧。即，本发明的第二实施例除了空气供应流路640从排气流路610分歧的位置不同外，与第一实施例相同。
如此，若空气供应流路640从增压器150前方的排气流路610分歧，较之于从增压器150后方的排气流路610分歧的情况，能够向燃烧器400供应相对高温高压的废气。从而，能够提高燃烧器400的效率。即，能够减少燃烧器400为使废气升温而消耗的燃料。在这种情况下，有必要考虑增压器150的性能来调节通过空气供应流路640供应至燃烧器400的废气的量，而这可以通过空气供应阀740的控制来进行。
通过这种结构，第二实施例的废气后处理系统102能够更有效地净化废气。
下面参照图4对第三实施例的废气后处理系统103进行说明。
图4所图示的废气后处理系统103将柴油机微粒过滤器内置于选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)反应器503。即，不额外使用柴油机微粒过滤器，而是在选择性催化还原反应器503的内部与催化剂一同设置。具体地，使用于选择性催化还原反应器503的选择性催化还原反应用催化剂被涂覆于柴油机微粒过滤器。
如此，内置有柴油机微粒过滤器的选择性催化还原反应器503从其特性而言，较之于强制再生(active regeneration)，运用自然再生(passive regeneration)的比率更高。
另外，当将大量烟炱(soot)捕集至内置的柴油机微粒过滤器后执行再生作业时，可能会因催化剂暴露于过于高温的环境而导致催化剂受损，因而在大量烟炱堆积前，相对频繁地执行自然再生。
因此，当使用内置了柴油机微粒过滤器的选择性催化还原反应器503时，在废气的温度相对低的条件下，燃烧器400的利用频度上升，而尽管燃烧器400的利用频度较高，也无需具备用于燃烧器400的额外的压缩空气供应系统，因而能够期待更大的效果。
此外，当使用额外的压缩空气供应系统时，连续使用时需要用于空气加压的待机时间，而本实施例中将由压缩空气供应系统代为接收废气的一部分来使用，因而连这种待机时间都不需要。
通过这种结构，本发明的第三实施例的废气后处理系统103能够更有效地对废气进行后处理。
下面参照图5对第四实施例的废气后处理系统104进行说明。
参照图5，在示例性的实施例的废气后处理系统104中，空气供应流路640从增压器150前方的排气流路610分歧的同时，柴油机微粒过滤器内置于选择性催化还原(selectivecatalytic reduction，SCR)反应器503。
通过这种结构，如前所述，既可以获取排气流路610的分歧位置不同地形成所带来的优点，又可以获取柴油机微粒过滤器内置于选择性催化还原反应器所带来的优点。
下面参照图6对第五实施例的废气后处理系统105进行说明。
参照图6，废气后处理系统105可以包括作为至少一个后处理装置的柴油氧化催化装置200、柴油机微粒过滤器300以及选择性催化还原反应器500。可以沿排气流路610依次设置柴油氧化催化装置200、柴油机微粒过滤器300、以及选择性催化还原反应器500。可以在柴油氧化催化装置200的上游设置燃烧器400。类似于前述，柴油氧化催化装置200上游的燃烧器400可以构成为等离子燃烧器，虽然未图示，当未设置有柴油氧化催化装置200时，可以设置于柴油机微粒过滤器300的上游。
与此同时，在柴油机微粒过滤器300与选择性催化还原反应器500之间也可以进一步设置额外的辅助燃烧器450。额外的辅助燃烧器450虽然不需要柴油机微粒过滤器300的再生，但在有必要使选择性催化还原反应器500升温时可以使用。如前述，较之于只需要选择性催化还原反应器500的升温的情况，将能够以更小的能量快速进行对选择性催化还原反应器500的加热。例如，可以利用于启动初期需要快速提升选择性催化还原反应器500的温度时等多种状况。为此，额外的辅助燃烧器450可以构成为设置于还原剂供应部550的上游的等离子燃烧器。
为了仅使选择性催化还原反应器500升温，也需要向额外的辅助燃烧器450供应燃料和空气。这种燃料及空气的供应可以以多样的方法来构思，图6中，可以通过从连接燃烧器400和燃料供应部800的燃料供应管线680分歧的追加燃料供应管线685来供应燃料。在这种情况下，可以追加用于控制向燃烧器400及额外的辅助燃烧器450的燃料供应的燃料供应控制阀178。
另一方面，根据图6的实施例，可以通过从向燃烧器400供应废气的空气供应管线640分歧的追加空气供应流路645来供应空气。在这种情况下，空气供应阀740可以设置于空气供应管线640与追加空气供应流路645的分歧点上，以便控制分别向燃烧器400和额外的辅助燃烧器450的空气供应。
通过这种结构，本发明的第五实施例的废气后处理系统105通过仅具备追加燃料供应管线685及追加空气供应流路645，能够使用于向额外的辅助燃烧器450供应燃料及空气的附加装置最小化。
下面参照图7对第六实施例的废气后处理系统106进行说明。
如图7所示，废气后处理系统106可以构成为在排气流路610的废气的部分或全部经由燃烧器420之后流入至少一个后处理装置的形态。
燃料供应部800可以能够向燃烧器420供应燃料地连接。空气供应流路可以构成为无需额外的结构即可容许排气流路610的废气被供应至燃烧器420的形态。此外，也可以构成为代替额外的空气供应流路能够引导燃烧器420的上游侧废气集中至燃烧器420的火焰的形态。这种废气的引导既可以通过形成为凸出于排气流路610内而引导废气的的导向件的形状来进行，也可以通过形成为贯通燃烧器420躯体的孔或管形状，使废气贯通燃烧器420躯体来向火焰引导。另一方面，当空气供应流路形成为贯通燃烧器420的形状时，可以在空气供应流路上进一步设置相当于前述实施例的空气供应阀的阀。这种阀将可以与燃烧器420的驱动对应地选择性地开闭流路，而阀被开放时可以向燃烧器420的火焰供应废气。
通过这种结构，本发明的第六实施例的废气后处理系统106能够以更简化的结构对废气进行后处理。
下面，参照图8对第七实施例的废气后处理系统107进行说明。
如图8所图示，在第七实施例中，空气供应流路640与再循环流路160可以连接，以使被供应至燃烧器400的废气能够从再循环流路160分歧而供应。
具体地，可以使空气供应流路640连接至排气流路610与再循环流路160的分歧点，并在空气供应流路640与再循环流路160的连接部位设置空气供应阀745。
通过这种结构，根据本发明的第七实施例，能够用单一的空气供应阀745控制向再循环流路160及空气供应流路640的废气供应。
尽管上面参照附图对本发明的实施例进行了说明，但本发明所属技术领域中的一般的技术人员可以理解，在不改变本发明的技术思想或必备特征的前提下，可以以其他具体形态实施本发明。
因此，应理解的是，以上描述的实施例在所有方面均为示例性的，而不是限定性的，本发明的范围由后述权利要求书体现，从权利要求书的意义、范围以及其等价概念导出的所有变更或变形的形态应解释为落入本发明的范围内。
工业上利用的可能性
根据本发明的实施例，不但能够以简单的结构加热废气，而且在低速或低负荷区域也能够容易加热废气，因而可以使用于提高废气后处理系统的净化效率。

Claims (13)

1.一种废气后处理系统，其对从发动机排出的废气进行后处理，所述废气后处理系统的特征在于，包括：
排气流路，其供从所述发动机排出的废气移动；
至少一个后处理装置，其设置于所述排气流路上而净化所述废气；
燃烧器，其设置于所述排气流路上，且在所述至少一个后处理装置的上游加热所述废气；
燃料供应部，其向所述燃烧器供应燃料；以及
空气供应流路，其向所述燃烧器供应空气，
所述空气供应流路将从所述发动机排出的废气的一部分作为所述空气供应至所述燃烧器。
2.根据权利要求1所述的废气后处理系统，其特征在于，
被供应至所述燃烧器的空气的氧浓度为8％至16％，
所述燃烧器是高点火能量燃烧器。
3.根据权利要求2所述的废气后处理系统，其特征在于，
所述高点火能量燃烧器是利用等离子体反应的等离子燃烧器。
4.根据权利要求2所述的废气后处理系统，其特征在于，
所述空气供应流路从所述燃烧器的上游侧的所述排气流路分歧，将所述废气的一部分供应至所述燃烧器。
5.根据权利要求4所述的废气后处理系统，其特征在于，还包括：
空气供应阀，其设置于包括所述空气供应流路与所述排气流路的分歧点的所述空气供应流路上，
从所述发动机排出的废气经增压器而移动至所述至少一个后处理装置，
所述空气供应流路从所述增压器后方的所述排气流路分歧。
6.根据权利要求4所述的废气后处理系统，其特征在于，还包括：
空气供应阀，其设置于包括所述空气供应流路与所述排气流路的分歧点的所述空气供应流路上，
从所述发动机排出的废气经增压器而移动至所述至少一个后处理装置，
所述空气供应流路从所述增压器前方的所述排气流路分歧。
7.根据权利要求4所述的废气后处理系统，其特征在于，还包括：
再循环流路，其用于将从所述发动机排出的废气的一部分供应至所述发动机，
所述空气供应流路从所述再循环流路分歧。
8.根据权利要求1所述的废气后处理系统，其特征在于，
所述燃料供应部向所述发动机和所述燃烧器供应燃料。
9.根据权利要求1所述的废气后处理系统，其特征在于，
所述至少一个后处理装置包括柴油机微粒过滤器，且所述燃烧器在所述柴油机微粒过滤器再生时从所述燃料供应部及所述空气供应流路接收所述燃料及空气来加热所述废气。
10.根据权利要求9所述的废气后处理系统，其特征在于，
所述至少一个后处理装置包括设置于比所述柴油机微粒过滤器靠下游的所述排气流路的选择性催化还原反应器、以及设置于所述催化还原反应器与所述柴油机微粒过滤器之间的所述排气流路的还原剂供应部，
还包括设置于所述还原剂供应部与所述柴油机微粒过滤器之间的辅助燃烧器，
通过所述辅助燃烧器，能够与所述柴油机微粒过滤器独立地加热向所述选择性催化还原反应器移动的所述废气。
11.根据权利要求1所述的废气后处理系统，其特征在于，
所述至少一个后处理装置包括选择性催化还原反应器、以及在比所述选择性催化还原反应器靠上游的所述排气流路喷射还原剂的还原剂供应部，
在需要加热所述选择性催化还原反应器时所述燃烧器从所述燃料供应部及所述空气供应流路接收所述燃料及空气来加热所述废气。
12.根据权利要求11所述的废气后处理系统，其特征在于，
所述至少一个后处理装置还包括柴油机微粒过滤器，
所述柴油机微粒过滤器内置于所述选择性催化还原反应器。
13.根据权利要求1所述的废气后处理系统，其特征在于，
所述至少一个后处理装置包括设置于所述排气流路上的柴油氧化催化剂、设置于所述柴油氧化催化剂下游的柴油机微粒过滤器以及选择性催化还原反应器中的一个以上。
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