CN113323744B - 用于排气气体后处理系统的模块化选择性催化还原系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于排气气体后处理系统的模块化选择性催化还原(SCR)系统。模块化SCR系统包括壳体组件和托盘组件。壳体组件包括外壳和孔。外壳具有入口、出口和在入口和出口之间延伸的壳体壁。孔延伸穿过该壳体壁。托盘组件包括框架和模块化SCR催化剂构件。框架被构造成通过孔插入到外壳中，并且选择性地联接到外壳。框架还被构造成在该框架没有联接到外壳时通过孔从外壳中抽出。模块化SCR催化剂构件至少部分地设置在框架内并且联接到框架。模块化SCR催化剂构件被构造成在框架联接到外壳时至少部分地设置在外壳内。

Description

用于排气气体后处理系统的模块化选择性催化还原系统
技术领域
本申请总体上涉及用于处理由内燃发动机产生的排气气体的排气气体后处理系统(exhaust gas aftertreatment system)的领域。
背景技术
在由内燃发动机(诸如柴油发动机)产生的排气气体中可能会排放氮氧化物(NOx)化合物。为了减少NOx化合物的排放物，可以实施选择性催化还原(selective catalyticreduction，SCR)过程，以借助于催化剂构件和还原剂将NOx化合物转化成更中性的化合物，诸如双原子氮、水或二氧化碳。随着时间的推移，这种SCR过程会导致催化剂构件内的积聚(buildup)。这种积聚逐渐降低了通过催化剂构件的流速，并增加了向催化剂构件提供排气气体的内燃发动机上的背压。增加的背压降低了内燃发动机的效率。一旦催化剂构件内的积聚超过阈值，则可能需要清洁或更换催化剂构件，这可能是昂贵且耗时的。
发明内容
在一个实施例中，模块化选择性催化还原(SCR)系统包括壳体组件和托盘组件。壳体组件包括外壳和孔。外壳具有入口、出口以及在入口和出口之间延伸的壳体壁。孔延伸穿过该壳体壁。托盘组件包括框架和模块化SCR催化剂构件。框架被构造成通过孔插入到外壳中。框架还被构造成选择性地联接到外壳。框架还被构造成当框架没有联接到外壳时通过孔从外壳中抽出。模块化SCR催化剂构件至少部分地设置在框架内并且联接到框架。模块化SCR催化剂构件被构造成当框架联接到外壳时至少部分地设置在外壳内。
在一个实施例中，所述壳体组件还包括沿着所述外壳设置的通道，所述通道至少部分地围绕所述孔延伸，使得当所述框架联接到所述外壳时，所述框架至少部分地沿着所述通道与所述外壳接合。
在一个实施例中，所述壳体组件还包括被接纳在所述通道内的密封构件，所述密封构件被构造成当所述框架联接到所述外壳时在所述框架和所述外壳之间被压缩；并且所述密封构件、所述框架和所述外壳被构造成当所述密封构件在所述框架和所述外壳之间被压缩时协作以在所述框架和所述外壳之间建立密封。
在一个实施例中，所述托盘组件还包括联接到所述框架的手柄；所述外壳限定被构造成接纳所述框架的腔，所述腔与所述孔邻接；并且当所述框架联接到所述外壳时，所述手柄位于所述腔的外部。
在一个实施例中，所述壳体组件还包括：铰链，其靠近所述孔联接到所述外壳；以及门，其联接到所述铰链并且能够在第一位置和第二位置之间操作，所述门在所述第一位置中延伸跨过所述孔并与所述外壳重叠，并且所述门在所述第二位置中不延伸跨过所述孔；所述铰链促进所述门在所述第一位置和所述第二位置之间的重新定位；并且所述框架被构造成在所述门处于所述第二位置时通过所述孔从所述外壳中抽出。
在一个实施例中，所述壳体组件还包括密封构件，所述密封构件被构造成当所述框架联接到所述外壳并且所述门处于所述第一位置时在所述门、所述框架和所述外壳之间被压缩；并且所述密封构件、所述门、所述框架和所述外壳被构造成当所述密封构件在所述门、所述框架和所述外壳之间被压缩时协作以在所述门和所述外壳之间建立密封。
在一个实施例中，所述壳体组件还包括主SCR催化剂构件，所述主SCR催化剂构件在所述孔的下游至少部分地设置在所述外壳内，使得所述孔定位于所述主SCR催化剂构件和所述入口之间；并且所述主SCR催化剂构件联接到所述外壳，使得所述主SCR催化剂构件在结构上与所述外壳成一体。
在一个实施例中，所述模块化SCR催化剂构件包括第一多个第一单元，所述第一多个第一单元具有第一数量的每平方英寸的单元(cells per square inch，CPSI)；所述主SCR催化剂构件包括第二多个第二单元，所述第二多个第二单元具有第二数量的CPSI；并且所述第二数量的CPSI与所述第一数量的CPSI相同。
在一个实施例中，所述模块化SCR催化剂构件包括第一多个第一单元，所述第一多个第一单元具有第一数量的每平方英寸的单元(CPSI)；所述主SCR催化剂构件包括第二多个第二单元，所述第二多个第二单元具有第二数量的CPSI；并且所述第二数量的CPSI是所述第一数量的CPSI的倍数，其中所述倍数大于一。
在一个实施例中，所述模块化SCR催化剂构件包括：模块化SCR催化剂构件第一面，其被构造成在所述框架联接到所述外壳时设置成靠近所述入口；以及模块化SCR催化剂构件第二面，其与所述模块化SCR催化剂构件第一面相对，并且被构造成在所述框架联接到所述外壳时设置在所述模块化SCR催化剂构件第一面和所述出口之间；所述模块化SCR催化剂构件由所述模块化SCR催化剂构件第一面和所述模块化SCR催化剂构件第二面之间的第一长度限定；所述主SCR催化剂构件包括：主SCR催化剂构件第一面，其在所述框架联接到所述外壳时，与所述模块化SCR催化剂构件第二面成面对关系；以及主SCR催化剂构件第二面，其与所述主SCR催化剂构件第一面相对并且设置在所述主SCR催化剂构件第一面和所述出口之间；所述主SCR催化剂构件由所述主SCR催化剂构件第一面和所述主SCR催化剂构件第二面之间的第二长度限定；并且所述第二长度大于所述第一长度。
在一个实施例中，所述第二长度等于或大于所述第一长度。
在一个实施例中，所述第一长度在10mm至50mm的范围内，包括10mm和50mm在内。
在一个实施例中，所述框架包括：第一面；第二面，其与所述第一面相对；以及内表面，其与所述第一面和所述第二面邻接，所述内表面具有第三长度，所述第三长度大于所述第一长度；所述模块化SCR催化剂构件包括与所述模块化SCR催化剂构件第一面和所述模块化SCR催化剂构件第二面邻接的外表面；所述模块化SCR催化剂构件联接到所述框架并且至少部分地设置在所述框架内，使得所述框架与所述外表面的至少一部分重叠；并且所述模块化SCR催化剂构件被构造成在所述框架联接到所述外壳时至少部分地设置在所述外壳内。
在一个实施例中，所述壳体组件还包括接纳器(receiver)，所述接纳器至少部分地设置在所述外壳内，并且靠近所述孔联接到所述外壳，所述框架被构造成通过所述孔被插入到所述外壳中、选择性地联接到所述接纳器，使得所述框架通过所述接纳器联接到所述外壳，并且在所述框架没有联接到所述接纳器时通过所述孔从所述外壳中抽出。
在另一个实施例中，用于与托盘一起使用的壳体包括外壳和接纳器，该托盘具有托盘锁定机构和模块化SCR催化剂构件，该模块化SCR催化剂构件在模块化SCR催化剂构件第一面和模块化SCR催化剂构件第二面之间具有第一长度。外壳具有入口、与入口相对的出口、在入口和出口之间延伸的壳体壁、以及孔，该壳体壁限定腔，该孔延伸穿过壳体壁并且与壳体壁邻接。接纳器至少部分地设置在腔内，并且靠近孔联接到外壳。接纳器具有接纳器锁定机构，该接纳器锁定机构被构造成联接到托盘锁定机构。
在一个实施例中，所述壳体还包括主SCR催化剂构件，所述主SCR催化剂构件在所述孔的下游至少部分地设置在所述外壳内，使得所述孔定位于所述主SCR催化剂构件和所述入口之间，所述主SCR催化剂构件联接到所述外壳，使得所述主SCR催化剂构件在结构上与所述外壳成一体。
在一个实施例中，所述壳体还包括：通道，其沿着所述外壳设置，所述通道至少部分地围绕所述孔延伸；以及密封构件，其至少部分地设置在所述通道内，并且被构造成抵靠所述外壳被压缩。
在一个实施例中，所述主SCR催化剂构件包括：主SCR催化剂构件第一面；以及主SCR催化剂构件第二面，其设置在所述主SCR催化剂构件第一面和所述出口之间；所述主SCR催化剂构件由所述主SCR催化剂构件第一面和所述主SCR催化剂构件第二面之间的第二长度限定；所述第二长度大于所述第一长度。
在一个实施方案中，所述主SCR催化剂构件被容纳在所述外壳内；并且所述主SCR催化剂构件通过所述壳体壁的一部分与所述孔分开。
在又一个实施例中，一种更换模块化选择性催化还原(SCR)系统中的第一模块化SCR催化剂构件的方法，该模块化SCR系统包括：具有第一框架和第一模块化SCR催化剂构件的第一托盘组件，以及具有带孔的外壳和设置在外壳内的接纳器的壳体组件。接纳器靠近孔联接到外壳，并且联接到第一框架。该方法包括使第一框架和接纳器分离，使得第一框架不联接到外壳。该方法包括在使第一框架和接纳器分离之后，经由孔从壳体组件中抽出第一托盘组件。该方法包括在从壳体组件中抽出第一托盘组件之后，经由孔将具有第二框架和第二模块化SCR催化剂构件的第二托盘组件插入到外壳中。该方法包括在将第二托盘组件插入到外壳中之后，使第二框架和接纳器联接，使得第二框架经由接纳器联接到外壳，并且第二模块化SCR催化剂构件至少部分地设置在外壳内。
附图说明
在以下附图和描述中阐述了一个或更多个实施方式的细节。根据描述、附图和权利要求，本公开的其他特征、方面和优点将变得明显，在附图中：
图1是示例性排气气体后处理系统的示意性框图，包括示例性模块化选择性催化还原(SCR)系统；
图2图示了插入图1的示例性模块化SCR系统的示例性壳体组件中的示例性托盘组件；
图3是图1的示例性模块化SCR系统的示例性壳体组件的横截面视图；
图4是图1的示例性模块化SCR系统的示例性托盘组件的横截面视图；
图5图示了图4的托盘组件与图3的壳体组件的对准；
图6是图1的示例性模块化SCR系统的示例性模块化SCR催化剂构件的侧透视图；
图7是图1的示例性模块化SCR系统的示例性主SCR催化剂构件的侧透视图；
图8是图1的示例性模块化SCR系统中的示例性模块化SCR催化剂构件和示例性主SCR催化剂构件的第一构型的侧透视图；
图9是沿平面A-A截取的图8中所示的模块化SCR催化剂构件和主SCR催化剂构件的横截面视图；
图10是图1的示例性模块化SCR系统中的示例性模块化SCR催化剂构件和示例性主SCR催化剂构件的第二构型的侧透视图；
图11是沿平面B-B截取的图10中所示的模块化SCR催化剂构件和主SCR催化剂构件的横截面视图；
图12是沿平面C-C截取的图6中所示的模块化SCR催化剂构件的横截面视图；
图13是沿平面D-D截取的图7中所示的示例性主SCR催化剂构件的横截面视图；
图14是沿平面C-C截取的图6中所示的另一示例性模块化SCR催化剂构件的横截面视图；
图15是沿平面D-D截取的图7中所示的另一示例性主SCR催化剂构件的横截面视图；
图16是沿平面E-E截取的图8中所示的第一构型的横截面视图中的图12中的细节A和图13中的细节B的详细视图；
图17是沿平面E-E截取的图8中所示的第一构型的横截面视图中的图14中的细节C和图15中的细节D的详细视图；
图18是沿平面F-F截取的图10中所示的第二构型的横截面视图中的图12中的细节A和图13中的细节B的另一详细视图；
图19是沿平面F-F截取的图10中所示的第二构型的横截面视图中的图14中的细节C和图15中的细节D的另一详细视图；
图20是更换示例性模块化SCR系统的示例性模块化SCR催化剂构件的示例性方法的流程框图；以及
图21是更换示例性模块化SCR系统的示例性模块化SCR催化剂构件的另一示例性方法的流程框图。
将认识到，附图中的一些或全部附图是为了说明的目的的示意性表示。附图是为了说明一个或更多个实施方式的目的而被提供的，并且明确地理解附图将不用于限制权利要求的范围或含义。
具体实施方式
以下是与用于排气气体后处理系统的模块化选择性催化还原系统的方法、装置和系统相关的各种概念和实施方式的更详细的描述。以上介绍的并且在下面更详细讨论的各种概念可以以多种方式中的任一种方式来实施，因为所描述的概念不限于任何特定的实施方式。具体实施方式和应用的示例主要为了说明性目的而被提供。
I.综述
大多数排气气体主要由氮气(N2)、水蒸气(H2O)和二氧化碳(CO2)组成。排气气体的相对小的部分是不期望的。这种不期望的部分可能包括有毒物质，诸如不完全燃烧产生的一氧化碳(CO)、未燃烧的燃料产生的碳氢化合物(HC)、过高燃烧温度产生的氮氧化物(NOx)、臭氧(O3)以及微粒物质。随着对排气气体的调节逐渐增多，在一些应用中减少排气气体的不期望的部分是很重要的。选择性催化还原(SCR)是一种常用于控制排气气体中的NOx的机制。
利用SCR的排气气体后处理系统常常将液体还原剂(例如，柴油机排气处理液(diesel exhaust fluid，DEF)、还原剂尿素、等)注入到由内燃发动机产生的排气气体中。排气气体后处理系统然后使排气气体和还原剂通过催化剂。催化剂利用还原剂引起将NOx转化为N2的化学反应的发生。然而，这种化学反应往往会导致催化剂内的积聚。这种积聚可能会减少通过催化剂的排气气体流量，从而导致内燃发动机上的增加的背压。这种增加的背压可能会导致内燃发动机的性能和/或效率降低。因此，期望使催化剂包含不期望的积聚量的时间量最小化。
为了减少催化剂内的积聚量，催化剂必须被移除并进行更换或清洁。许多催化剂被设计成不容易移除，因此使得积聚的去除变得复杂(并有可能阻碍去除积聚)。在任何情况下，去除催化剂内的积聚都是昂贵且耗时的。
此外，还原剂的污染(例如，具有HC等)会改变催化剂内积聚的化学成分。这种改变会导致积聚体积更大和/或更难去除。在一些情况下，操作员可能决定用添加剂稀释还原剂。在一些情况下，这种稀释还会改变催化剂内积聚的化学成分。
为了解决这些问题，可以实施具有模块化SCR催化剂构件的系统。这样的系统可以包括主SCR催化剂构件和模块化SCR催化剂构件。模块化SCR催化剂构件可以被定期移除，以便于模块化的可移除SCR催化剂构件的更换。模块化SCR催化剂构件位于主SCR催化剂构件的上游，使得沉积物主要形成在模块化SCR催化剂构件内，而不是形成在主SCR催化剂构件内。
模块化SCR催化剂构件可以比主SCR催化剂构件薄，使得模块化SCR催化剂构件的成本最小化。当模块化SCR催化剂构件内的沉积物的量超过阈值时，模块化SCR催化剂构件可以被移除并用新的模块化SCR催化剂构件进行更换。结果是，可以快速地并且以相对较低的成本对系统进行维护。例如，不是更换整个SCR催化剂，而是仅更换(模块化SCR催化剂构件的)相对小的部分。
II.排气气体后处理系统的综述
图1描绘了用于排气系统190的具有示例性还原剂输送系统110的排气气体后处理系统100。排气气体后处理系统100包括微粒过滤器(例如，柴油机微粒过滤器(DPF)102)、还原剂输送系统110、分解室或反应器管104、模块化SCR系统106以及传感器150。
DPF 102被构造成从在排气系统190中流动的排气气体中去除微粒物质(诸如，烟灰(soot))。DPF 102包括入口和出口，排气气体在入口处被接收，在使微粒物质大体上从排气气体过滤和/或将微粒物质转化成二氧化碳之后排气气体在出口处离开。
分解室104被构造成将还原剂(诸如，尿素、DEF或)转化成氨。分解室104与还原剂输送系统110相关连。还原剂输送系统110包括定量配给器(doser)112。定量配给器112被构造成将还原剂定量配给到分解室104中。分解室104位于模块化SCR系统106的上游。还原剂微滴(droplet)然后经历蒸发、热解以及水解的过程以在排气系统190内形成气态氨。分解室104包括入口和出口，入口与DPF 102流体连通以接收含有NOx排放物的排气气体，出口用于使排气气体、NOx排放物、氨和/或剩余的还原剂流动到模块化SCR系统106。
定量配给器112可以包括隔离件(insulator)114，隔离件114被置于定量配给器112的一部分和定量配给器112所安装到的分解室104的一部分之间。定量配给器112流体地联接到一个或更多个还原剂源116。在一些实施方式中，泵118可以用于对来自还原剂源116的还原剂加压以用于输送到定量配给器112。在一些实施方式中，过滤器组件117可以被定位于还原剂源116和定量配给器112之间。过滤器组件117可以在泵118的上游或下游。在其他实施方式中，过滤器组件117可以集成到泵118中。在另外的其他实施方式中，过滤器组件117可以集成到定量配给器112和/或还原剂源116中。过滤器组件117可以包括过滤器壳体、过滤介质、和一个或更多个阀。
定量配给器112和泵118还电气地或通信地联接到控制器120。控制器120被构造成控制定量配给器112以将还原剂定量配给到分解室104中。控制器120还可以构造成控制泵118和/或过滤器组件117。控制器120可以包括微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等或它们的组合。控制器120可以包括存储器，存储器可以包括但不限于能够向处理器、ASIC、FPGA等提供程序指令的电子的、光学的、磁性的或任何其他存储或传输设备。存储器可以包括存储器芯片、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪存或控制器120可以从其中读取指令的任何其他合适的存储器。指令可以包括来自任何合适的编程语言的代码。
模块化SCR系统106被构造成通过加速氨和排气气体的NOx之间的NOx还原过程来帮助将NOx排放物还原成双原子氮、水和/或二氧化碳。模块化SCR系统106包括入口和出口，入口与分解室104流体连通，排气气体和还原剂从该入口被接收，出口与排气系统190的端部流体连通。
排气系统190还可以包括与排气系统190流体连通(例如在模块化SCR系统106的下游或DPF 102的上游)的氧化催化剂(例如，柴油机氧化催化剂(DOC))以氧化在排气气体中的碳氢化合物和一氧化碳。
在一些实施方式中，DPF 102可以定位于分解室或反应器管104的下游。例如，DPF102和模块化SCR系统106可以被组合成单一的单元，诸如具有SCR涂层(SDPF)的DPF。在一些实施方式中，定量配给器112可以替代地被定位于涡轮增压器的下游或涡轮增压器的上游。
还原剂的分解是复杂的，并且可能采取几种不同的不期望的途径。由于分解过程中的水解反应缓慢，所以异氰酸能够与未分解的还原剂反应。由这样的反应形成的产物是复杂的聚合物链，诸如缩二脲、三脲、三聚氰胺、氰尿二酰胺、氰尿酰胺和三聚氰酸。
如果还原剂的分解没有完成，则可能形成其他不期望的产物。例如，可能形成粘在管壁、注射器和催化剂构件表面上的固体聚合物。这可能导致NOx转化效率的降低，从而使排气气体后处理系统不太有效，并且还降低了发动机性能。
为了避免沉积物形成的影响，无论是通过不期望的还原剂分解还是期望的还原剂分解，模块化SCR系统106都包括模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162两者。如本文更详细描述的，模块化SCR催化剂构件160位于主SCR催化剂构件162的上游，并且被构造成收集沉积物，使得沉积物不被收集在主SCR催化剂构件162上。在一些实施例中，主SCR催化剂构件162包括用于去除任何痕量(trace)的氨的氨泄漏催化剂(ammonia slipcatalyst，ASC)。主SCR催化剂构件162可以是包括ASC的单个主SCR催化剂构件或者可以包括第一主SCR催化剂构件和第二主SCR催化剂构件，第二主SCR催化剂构件包括ASC。模块化SCR催化剂构件160被构造成在不更换主SCR催化剂构件162的情况下被更换。以这种方式，模块化SCR催化剂构件160便于排气气体后处理系统100的重复操作，而不需要更换或清洁主SCR催化剂构件162。
模块化SCR系统106包括壳体组件200。壳体组件200被构造成容纳(例如，包含、封装等)模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162。主SCR催化剂构件162定位于壳体组件200内并且联接到壳体组件200。例如，主SCR催化剂构件162可以焊接、螺栓联接(bolt)和/或铆接到壳体组件200。如本文更详细解释的，模块化SCR催化剂构件160被构造成独立于主SCR催化剂构件162而从壳体组件200移除。壳体组件200被构造成经由带夹(bandclamp)(例如，V形夹、搭接带夹(lap band clamp)、U形夹等)联接到排气系统190的部件。
模块化SCR系统106还包括托盘组件300。托盘组件300被构造成容纳模块化SCR催化剂构件160。托盘组件300被构造成联接到壳体组件200和与壳体组件200分离。当托盘组件300联接到壳体组件200时，模块化SCR催化剂构件160可以容纳在壳体组件200内。然而，当托盘组件300没有联接到壳体组件200时，模块化SCR催化剂构件160可以从壳体组件200中抽出和移除。以这种方式，简化了对排气气体后处理系统100的维护和修理。例如，排气气体后处理系统100的使用者可以简单地将托盘组件300与壳体组件200分离并且用新的托盘组件300(例如，具有新的模块化SCR催化剂构件160等)来更换托盘组件300，或者可以用新的模块化SCR催化剂构件160来更换托盘组件300中的模块化SCR催化剂构件160，而不必拆卸排气气体后处理系统以移除和更换原本不意图进行更换的催化剂。
传感器150可以联接到排气系统190以检测流动通过排气系统190的排气气体的状况。例如，传感器150的尖端(tip)可以延伸到排气系统190的一部分中。在其他实施方式中，传感器150可以通过另一导管(诸如从排气系统190延伸的样品管)接收排气气体。虽然传感器150被描绘为定位于模块化SCR催化器构件160和主SCR催化剂构件162之间，但是应理解，传感器150可以定位于排气系统190的任何其他位置处，包括在DPF102的上游、在DPF 102内、在DPF 102和分解室104之间、在分解室104内、在分解室104和模块化SCR系统106之间、在模块化SCR系统106内或在模块化SCR系统106的下游。此外，两个或更多个传感器150(诸如两个、三个、四个、五个或六个传感器150)可以用于检测排气气体的状况，其中每个传感器150位于排气系统190的前述位置中的一个处。
III.示例性模块化SCR系统
图2图示了模块化SCR系统106的壳体组件200。为了便于容纳模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162，壳体组件200包括外壳202。该外壳202包括入口204和出口206。在多种实施例中，外壳202是圆形构件(例如，管等)。在其他实施例中，外壳202是棱柱形、椭圆形等。
排气气体和还原剂在入口204处进入模块化SCR系统106，并在出口206处离开模块化SCR系统106。外壳202包括壳体壁208。该壳体壁208从入口204轴向地延伸到出口206(即，沿着平行于外壳202的中心轴线的轴线)。
外壳202还包括孔210(例如，开口、孔口、间隙等)。孔210延伸穿过壳体壁208。孔210被构造成接纳模块化SCR系统106的各种部件。例如，孔210可以接纳托盘组件300，以便于将模块化SCR催化剂构件160插入到外壳202中。孔210可以是狭槽或切口，并且可以被构造(例如，设定尺寸、成形等)成接纳托盘组件300。
壳体组件200还包括接纳器212。接纳器212至少部分地设置在外壳202内，并且靠近孔210联接到外壳202。接纳器212联接到外壳202的内表面。接纳器212可以包括凹部(divot)。在多种实施例中，接纳器212联接到外表面。接纳器212可以包括锁定机构，该锁定机构被构造成例如与托盘组件300上的对应的锁定机构相联接。
如本文所描述的，模块化SCR系统106包括主SCR催化剂构件162。主SCR催化剂构件162容纳在壳体组件200内，并且在孔210的下游至少部分地设置在外壳202内。例如，主SCR催化剂构件162可以从外壳202突出。这样，孔210定位于主SCR催化剂构件162和入口204之间。主SCR催化剂构件162联接到外壳202，使得主SCR催化剂构件162在结构上与外壳202成一体。与模块化SCR催化剂构件160不同，主SCR催化剂构件162不意图从壳体组件200移除。主SCR催化剂构件162不能以与本文关于模块化SCR催化剂构件160所描述的相同方式移除。例如，主SCR催化剂构件162通过将主SCR催化剂构件162联接(例如，通过焊接、螺栓联接、V形带等)到外壳202而与外壳202在结构上成一体，使得从外壳202移除主SCR催化剂构件162可能需要材料的移除。在一些实施例中，模块化SCR系统106不包括主SCR催化剂构件162。
仍然参考图2，托盘组件300包括框架302。框架302被构造成通过孔210插入到外壳202中。框架302还被构造成选择性地联接到接纳器212，使得框架302通过接纳器212联接到外壳202。托盘组件300可以包括凸缘304，凸缘304被设定尺寸和成形为被接纳在接纳器212的凹部内。托盘组件300可以具有托盘锁定机构，该托盘锁定机构被构造成联接到锁定机构(该锁定机构联接到接纳器212)。例如，托盘组件300和接纳器212可以具有对应的紧固件，以便于将框架302联接和固定到接纳器212。此外，当框架302没有联接到接纳器212时，框架302通过孔210从外壳202中抽出。
模块化SCR催化剂构件160容纳在框架302内。模块化SCR催化剂构件160被构造成至少部分地设置在框架302内并且联接到框架302。框架302可以具有大于模块化SCR催化剂构件160的外表面面积的内表面面积。这样，框架302与模块化SCR催化剂构件160的外表面的至少一部分重叠(即，框架302可以比模块化SCR催化剂构件160的外表面宽；框架302可以比模块化SCR催化剂构件160的外表面窄；框架302可以覆盖外表面的整个圆周；框架302可以仅覆盖外表面的一半，使得框架具有半圆形形状等)。
如图3中图示的，外壳202限定腔214。腔214与孔210邻接，并且被构造成接纳框架302。壳体组件200还包括通道216(即，通路、凹槽、凹口等)。通道216设置在外壳202上，并且至少部分地围绕孔210延伸，使得当框架302联接到外壳202时，框架302至少部分地沿着通道216与外壳202接合。壳体组件200还包括密封构件218。该密封构件218被接纳在通道216的至少一部分内，并且被构造成当框架302联接到外壳202时在框架302和外壳202之间被压缩。密封构件218、框架302和外壳202被构造成当密封构件218被压缩时协作以在框架302和外壳202之间建立密封(例如，气密密封等)。在多种实施例中，壳体组件不包括接纳器212、通道216、密封构件218等，或者可以仅包括接纳器212、通道216或密封构件218的组合。
壳体组件200还包括靠近孔210的门220(例如，遮盖物)。门220被构造成当模块化SCR催化剂构件160被插入到壳体组件200中时密封和保护模块化SCR催化剂构件160。门联接到铰链222(例如枢轴点、接头等)，以使门220能够在第一位置(例如，关闭位置等)和第二位置(例如，打开位置等)之间操作。铰链222靠近孔210联接到外壳202。当门220处于第一位置时，门220延伸跨过孔210并与外壳202重叠(即，门220被“关闭”)。结果是，门220和外壳202在孔210周围建立密封。当门220处于第二位置时，门220不延伸跨过孔210(即，门被“打开”)。铰链222通过促进门220和外壳202之间的旋转而促进了门220在第一位置和第二位置之间的选择性重新定位。
框架302被构造成当门220处于第二位置时通过孔210从外壳202中抽出。当壳体组件200包括密封构件218时，密封构件218可以被构造成当框架302联接到外壳202并且门220处于第一位置时在门220、框架302和外壳202之间被压缩。密封构件218的这种压缩可以围绕孔210在门220和外壳202之间建立密封。例如，密封构件218的至少一部分可以设置在门220的内表面上。因此，当门220处于第二位置时，孔210保持打开，以用于框架302被插入到外壳202中，但是当门220处于第一位置时，仍然可以形成密封。
在多种实施例中，壳体组件200不包括门220。因此，如本文所述，在入口204处将壳体组件200联接到排气系统190的带夹可以打开，以将壳体组件200与排气系统190分离，并允许移除模块化SCR催化剂构件160。
现在参考图4，托盘组件300包括联接到框架302的手柄306(例如，抓握件(grip)、旋钮、手柄杆等)。手柄306被构造成当将框架302插入外壳202或从外壳202移除框架302时被使用者抓握。手柄306可以便于托盘组件300的铰接。当框架302联接到外壳202时，手柄306位于腔214的外部(例如，手柄306从外壳202突出等)。在多种实施例中，模块化SCR催化剂构件160可以用工具(诸如钳子或托盘)插入，该工具将模块化SCR催化剂构件160滑动成与主SCR催化剂构件162对准。
如图5中图示的，框架302被构造成与外壳202对准并通过孔210插入到外壳202中。如本文所解释的，图5图示了安装模块化SCR催化剂构件160的方法(例如，安装初始或第一模块化SCR催化剂构件160、安装替换模块化SCR催化剂构件160、或在处理后重新安装模块化SCR催化剂构件160)。框架302还被构造成选择性地联接到外壳202。因此，模块化SCR催化剂构件160被构造成当框架302联接到外壳202时至少部分地设置在外壳202内。例如，模块化SCR催化剂构件160可以从外壳202突出，或者模块化SCR催化剂构件160可以完全设置在外壳202内使得框架302与外壳202齐平。此外，框架302可以与外壳202分离，并通过孔210从外壳202中抽出。
现在参考图6和图7，分别图示了模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162的透视图。在多种实施例中，模块化SCR催化剂构件160是圆柱形构件，其具有模块化SCR催化剂构件第一面600和与模块化SCR催化剂构件第一面600相对的模块化SCR催化剂构件第二面602。当框架302联接到外壳202时，模块化SCR催化剂构件第一面600设置成靠近入口204。当框架302联接到外壳202时，模块化SCR催化剂构件第二面602设置在模块化SCR催化剂构件第一面600和出口206之间。模块化SCR催化剂构件160由第一直径D1和第一长度L1限定。在多种实施例中，D1在200mm至300mm的范围内，包括200mm和300mm在内(例如200mm、225mm、280mm等)。第一长度L1在模块化SCR催化剂构件第一面600和模块化SCR催化剂构件第二面602之间。在多种实施例中，L1在10mm至50mm的范围内，包括10mm和50mm在内(例如10mm、25mm、40mm等)。模块化SCR催化剂构件160的长度可以直接与渗透模块化SCR催化剂构件第一面600并沿着模块化SCR催化剂构件160向下游聚积的时间沉积物的长度(a lengthof time deposits)相关联。在一些实施例中，选择模块化SCR催化剂构件160的长度，使得沉积物大体上与主SCR催化剂构件162隔离。
在多种实施例中，主SCR催化剂构件162是圆柱形构件，其具有主SCR催化剂构件第一面700和与主SCR催化剂构件第一面700相对的主SCR催化剂构件第二面702。当框架302联接到外壳202时，主SCR催化剂构件第一面700与模块化SCR催化剂构件第二面602成面对关系。主SCR催化剂构件第二面702设置在主SCR催化剂构件第一面700和出口206之间。主SCR催化剂构件162由第二直径D2限定。在多种实施例中，D2在200mm和300mm的范围内，包括200mm和300mm在内(例如200mm、225mm、280mm等)。主SCR催化剂构件162也由第二长度L2限定。第二长度L2在主SCR催化剂构件第一面700和主SCR催化剂构件第二面702之间。L2比L1大。在多种实施例中，L2在50mm和300mm的范围内，包括50mm和300mm在内(例如100mm、125mm、280mm等)。在多种实施例中，L2可能比L1大得多。
外壳202由总直径Dtotal限定。在多种实施例中，Dtotal所在的范围取决于D1和D2，以便容纳模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162，这取决于排气气体后处理系统100的联接模式和空间约束。外壳202也由总长度Ltotal限定。在多种实施例中，Ltotal所在的范围取决于L1和L2，以便容纳模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162，这取决于排气气体后处理系统100的联接模式和空间约束。壳体壁208延伸Ltotal。Ltotal可以近似等于L1和L2之和。此外，Dtotal比D1和D2两者都大。例如，Dtotal可以近似等于D1和D2之和。结果是，模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162可以设置在外壳202内。
仍然参考图6和图7，传感器150可以联接到模块化SCR催化剂构件160，以检测排气气体流动的状况。传感器150可以指示沉积物是否正在聚积。例如，传感器150可以测量流速(例如，质量流速、体积流速等)，并将流速提供给控制器120。由传感器150测量的流速直接与模块化SCR催化剂构件160内的积聚量相关。例如，随着模块化SCR催化剂构件160内的积聚增加，通过模块化SCR催化剂构件160的流速降低，并因此由传感器150测量的流速降低。控制器120然后可以将来自传感器150的流速与目标流速进行比较，并向用户提供指示。该指示可以在流速低于目标阈值时通知使用者应该更换模块化SCR催化剂构件160。
传感器150可以是压力传感器。在多种实施例中，可以使用多个传感器150。例如，在模块化SCR催化剂构件第一面600处可以有传感器150，并且在模块化SCR催化剂构件第二面602附近可以有第二传感器150，以测量穿过模块化SCR催化剂构件160的流量，或者甚至压差。在多种实施例中，传感器150不被包括在模块化SCR系统106中。
在一些实施例中，模块化SCR催化剂构件160包括基底、涂层(washcoat)和模块化SCR催化剂构件160的催化剂。基底可以由第一材料形成，涂层可以由第一材料形成，和/或催化剂可以由第一材料形成。第一材料可以是金属或陶瓷材料。主SCR催化剂构件162包括基底、涂层和主SCR催化剂构件162的催化剂。基底可以由第二材料形成，涂层可以由第二材料形成，和/或催化剂可以由第二材料形成。第二材料可以是金属或陶瓷材料。在一些实施例中，第一材料与第二材料相同。在一些实施例中，第一材料不同于第二材料。模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162都不是选择性催化剂还原剂过滤器(即，不是涂覆有SCR材料的微粒部件(particulate component))。
模块化SCR催化剂构件160包括第一多个第一单元604(即，长形通道)。主SCR催化剂构件162包括第二多个第二单元704。第一多个第一单元604由第一每平方英寸的单元(CPSI)限定。第一单元604中的每一个可以是矩形、八边形、圆形、蜂窝状等。第二多个第二单元704由第二CPSI限定。第二单元704中的每一个可以是矩形、八边形、圆形、蜂窝状等。在一些实施例中，第一CPSI与第二CPSI相同。在一些实施例中，第一CPSI与第二CPSI不相同。例如，第一CPSI与第二CPSI的比率可以在1:1和1:6的范围内，包括1:1和1:6在内(例如1:2、1:4、1:5等)。
现在参考图8和图9，根据示例性实施例，图示了模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162的面对面构型(第一构型)。在面对面构型中，模块化SCR催化剂构件160被放置成与主SCR催化剂构件162直接接触(即，主SCR催化剂构件第一面700与模块化SCR催化剂构件第二面602成面对关系)。在面对面构型中，模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162可以被构造成使得第一CPSI近似等于第二CPSI。在这样的实施例中，第一单元604中的每一个可以与第二单元704中的一个对准。在排气气体后处理系统100内存在空间限制的情况下，面对面构型是有利的。图9是沿平面A-A截取的横截面视图，图示了图8的俯视图，其中第一单元604与第二单元704精确对准。
现在参考图10和图11，根据示例性实施例，图示了模块化SCR催化剂构件160的间隙构型(第二构型)。模块化SCR催化剂构件160通过间隙(例如空隙、间隔等)与主SCR催化剂构件162分开。这样，模块化SCR催化剂构件160可以经由带夹(例如，V形夹、搭接带夹、U形夹等)联接到主SCR催化剂构件162。带夹沿着模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162的外表面定位，其中模块化SCR催化剂构件第二面602与主SCR催化剂构件第一面700成面对关系。带夹可以被打开以释放模块化SCR催化剂构件160并允许移除模块化SCR催化剂构件160。当排气气体后处理系统100内没有空间限制时，间隙构型是有利的。在间隙构型中，从一个单元组到另一个单元组的流动可能不会受到阻碍。此外，可以在第一材料和第二材料之间的制造和材料选择上存在灵活性(例如，如果CPSI不需要是相同的，则第一材料和第二材料可以不同，并且当不同的材料在存在尿素的情况下进行接触时，该间隙可以防止化学相互作用等)。因此，使用不同的材料可以通过促进在待被移除并可能被丢弃的模块化SCR催化剂构件160中使用较便宜的材料来降低成本。此外，间隙布置可以帮助调节任何潜在的压力降低。例如，当模块化SCR催化剂构件160是新的时，它将不会造成任何压力限制。然而，随着时间的推移，随着沉积物的积聚，整个构件上的压降将增加，这将通过低NOx转化率来感测。利用间隙布置，主SCR催化剂构件162将不会承受与模块化SCR催化剂构件160在同一时间上的任何显著的压力限制差异，因为该间隙允许在进入主SCR催化剂构件162之前释放压力积聚。第一压力在模块化SCR催化剂构件160的上游并且第二压力在模块化SCR催化剂构件160的下游(即，在主SCR催化剂构件162的上游)。压降由第一压力减去第二压力来定义。指示对更换模块化SCR催化剂构件160的需要的压降可以至少部分地基于NOx转化效率的损失。
在一些实施例中，模块化SCR催化剂构件160的第一CPSI与主SCR催化剂构件162的第二CPSI相同，或者是主SCR催化剂构件162的第二CPSI的倍数。图11是沿平面B-B截取的横截面视图，其图示了图10的俯视图，其中第一多个第一单元604与第二多个第二单元704精确对准。然而，第一多个第一单元604不需要与第二多个第二单元704精准地对准。
图12和图13中分别描绘了沿平面C-C截取的模块化SCR催化剂构件160和沿平面D-D截取的主SCR催化剂构件162的横截面视图。如图12和图13中图示的，模块化SCR催化剂构件160的第一CPSI与主SCR催化剂构件162的第二CPSI相同。第一CPSI和第二CPSI可以在100至600的范围内，包括100和600在内(例如100、350、400等)，例如，第一CPSI和第二CPSI可以都是600。图16是沿平面E-E截取的图8中所示的模块化SCR催化剂构件和主SCR催化剂构件的构型的横截面视图中的图12中的细节A和图13中的细节B的详细视图。换句话说，如果模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162以面对面构型布置，则图16表示其中第一CPSI与第二CPSI相同的单元的精准对准的横截面视图。
然而，如图14和图15中所示的，第一CPSI可以是150CPSI，并且第二CPSI可以是600CPSI。图14和图15中分别描绘了沿平面C-C截取的模块化SCR催化剂构件和沿平面D-D截取的主SCR催化剂的横截面视图。作为600CPSI的倍数，模块化SCR催化剂构件160的150CPSI仍然可以与主SCR催化剂构件162精准地对准。图17是沿平面E-E截取的图8中所示的模块化SCR催化剂构件和主SCR催化剂构件的构型的横截面视图中的图14中的细节C和图15中的细节D的详细视图。换句话说，如果模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162以面对面构型布置，则图17表示其中第一CPSI和第二CPSI以倍数的方式的单元的精准对准的横截面视图。因为模块化SCR催化剂构件160与主SCR催化剂构件162的单元分别为1∶4，所以单元壁能够对准并因此不会干扰流动。图18是沿平面F-F截取的图10中所示的模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162的构型的横截面视图中的图12中的细节A和图13中的细节B的另一详细视图。换句话说，如果模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162以间隙构型布置，则图18表示其中第一CPSI与第二CPSI相同的单元的未对准的横截面视图。图19是沿平面F-F截取的图10中所示的模块化SCR催化剂构件160和示例性主SCR催化剂构件162的构型的横截面视图中的图14中的细节C和图15中的细节D的另一详细视图。换句话说，如果模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162以间隙构型布置，则图19表示其中第一CPSI和第二CPSI以倍数的方式的单元的未对准的横截面视图。
图18表示单元的示例性未对准的详细横截面视图，细节A。如果模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162以如图11中所示的间隙构型布置，则图19表示以倍数的方式的单元的示例性未对准的详细横截面视图，细节C。如本文所解释的，间隙布置可以帮助调节任何潜在的压力降低。这样，传感器150可以定位于模块化SCR催化剂构件第二面602和主SCR催化剂构件第一面700处，以读取模块化SCR催化剂构件160和主SCR催化剂构件162之间的差异。
现在参考图20，图示了更换模块化SCR系统106的第一模块化SCR催化剂构件160的方法800。模块化SCR系统106包括具有第一框架302和第一模块化SCR催化剂构件160的第一托盘组件300，以及具有外壳202、孔210和接纳器212的壳体组件200，如本文所述。在步骤802处，第一托盘组件300经由孔210插入到外壳202中。在步骤804处，第一框架302联接到接纳器212。在步骤806处，第一框架302和接纳器212分离，使得第一框架302不联接到外壳202。在步骤808处，在第一框架302和接纳器212分离之后，第一托盘组件300经由孔210从壳体组件200中抽出。一旦第一模块化SCR催化剂构件160内的积聚超过阈值，就可以遵循该步骤。第一托盘组件300可以通过抓握并拉动手柄306等来移除。在多种实施例中，如本文所解释的，在第一托盘组件300可以被抽出之前，可能需要将门220移动到第二位置。在步骤810处，在从壳体组件200中抽出第一托盘组件300之后，经由孔210将具有第二框架302和第二模块化SCR催化剂构件160的第二托盘组件300插入到外壳202中。在步骤812处，在将第二托盘组件300插入到外壳202中之后，第二框架302和接纳器212被联接，使得第二框架302经由接纳器212联接到外壳202，并且第二模块化SCR催化剂构件160至少部分地设置在外壳202内。
现在参考图21，图示了更换模块化SCR系统106的第一模块化SCR催化剂构件160的方法900。如本文所述的，模块化SCR系统106包括具有框架302和第一模块化SCR催化剂构件160的托盘组件300，以及具有外壳202、孔210和接纳器212的壳体组件200。在步骤902处，托盘组件300经由孔210插入到外壳202中。在步骤904处，框架302被联接到接纳器212。在步骤906处，框架302和接纳器212分离，使得框架302不联接到外壳202。在步骤908处，托盘组件300经由孔210从壳体组件200中抽出。一旦第一模块化SCR催化剂构件160内的积聚超过阈值，就可以遵循该步骤。框架302可以通过抓握和拉动手柄306等来移除，和/或在托盘组件300可以被移除之前可能需要将门220移动到第二位置。在多种实施例中，主SCR催化剂构件162可以保持在孔210的下游至少部分地设置在外壳202内。
在步骤910处，将第一模块化SCR催化剂构件160从框架302移除。在步骤912处，在将第一模块化SCR催化剂构件160从框架302移除之后，用第二模块化SCR催化剂构件160更换第一模块化SCR催化剂构件160。在步骤914处，具有第二模块化SCR催化剂构件160的托盘组件300经由孔210被插入到外壳202中。在步骤916处，框架302和接纳器212被联接。在多种实施例中，第一模块化SCR催化剂构件160可以被处理(例如，清洁、去除沉积物积聚等)，并且然后重新使用。这样，可以重新安装第一模块化SCR催化剂构件160，而不是以本文所述的方式将第二模块化SCR催化剂构件160联接到待被插入到壳体202中的框架302。
在多种实施例中，在开始方法800之前，使用者可以确定(例如，经由传感器150)模块化SCR催化剂构件160是否堵塞/阻塞。传感器150(或多个传感器)可以向使用者发出阻塞的警告，或者它们可以读取一个值，使用者确定该值是否低于指示沉积物积聚的阈值(例如，低流速、高压等)。如果模块化SCR催化剂构件160没有被堵塞，则不需要采取任何行动。如果模块化SCR催化剂构件160被堵塞，则使用者可以遵循方法800。
通过提供模块化SCR催化剂构件160，排气气体后处理系统100的模块化SCR系统106的受影响的部分可以在不丢弃整个模块化SCR系统106的情况下进行维护。排气气体后处理系统100的结构不需要为了实现模块化的适用性而改变。此外，降低了成本影响，并且提高了后处理系统的热保持能力。通过提高热保持性，系统性能得到改善。
IV.示例性实施例的构造
虽然本说明书包含许多特定的实施方式细节，但是这些不应被解释为对可被要求保护的内容的范围的限制，而是应被解释为对特定的实施方式所特有的特征的描述。在本说明书中在单独的实施方式的上下文中描述的某些特征也可以组合地在单个实施方式中实施。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实施方式中实施。此外，虽然特征在以上可以被描述为以某些组合起作用且甚至最初被这样要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或更多个特征在一些情况下可以从该组合删除，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变型。
类似地，虽然以特定的顺序在附图中描绘了操作，但是这不应被理解为要求这样的操作以所示出的特定顺序或以连续的顺序被执行，或者所有所图示的操作都被执行，以实现期望的结果。在某些情况下，在以上所描述的实施方式中的各种系统部件的分离不应被理解为在所有实施方式中需要这样的分离，并且应理解，所描述的部件和系统通常可以集成在单个产品中或包装到体现在有形介质上的多个产品中。
如在本文利用的，术语“大体上”、“大致”和类似术语意图具有与本公开的主题所属的领域中的普通技术人员的常见和被接受的用法一致的宽泛的含义。查阅本公开的本领域技术人员应理解，这些术语意图允许对所描述和要求保护的某些特征的描述，而不将这些特征的范围限制到所提供的精确的数值范围。因此，这些术语应被解释为指示所描述和所要求保护的主题的非实质或不重要的修改或改变被认为在如所附权利要求中详述的本公开的范围内。因此，应注意，权利要求中的限制在术语“手段”不在其中被使用的情况下按照美国专利法不应被解释为构成“手段加功能”的限制。
如在本文使用的术语“联接(coupled)”及类似术语意指两个部件彼此直接或间接地连结(joining)。这样的连结可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。通过两个部件或这两个部件和任何附加的中间部件彼此一体地形成为单个整个主体(single unitary body)，或者通过两个部件或这两个部件和任何附加的中间部件附接到彼此，可以实现这样的连结。
如在本文使用的术语“流体地联接(fluidly coupled)”及类似术语意指两个部件或对象具有在这两个部件或对象之间形成的通路，其中流体(诸如水、空气、气态还原剂、气态氨等)可以在有或没有中间部件或对象的情况下在通路中流动。用于实现流体连通的流体联接或构型的示例可以包括管道、通道或用于实现流体从一个部件或对象到另一个部件或对象的流动的任何其他合适的部件。
重要的是，应注意，在各个示例性实现方式中示出的系统的构造和布置在性质上只是说明性的而非限制性的。出现在所描述的实施方式的精神和/或范围内的所有变化和修改期望受到保护。应理解，一些特征可能不是必要的，且缺少各种特征的实施方式可以被设想为在本申请的范围内，该范围由随后的权利要求限定。在阅读权利要求时，意图是当使用诸如“一个(a)”、“一个(an)”、“至少一个”或“至少一部分”的词语时，不意图将权利要求仅限制到一项，除非在权利要求中特别相反地陈述。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，该项可包括一部分和/或整个项，除非特别相反地陈述。

Claims (11)

1.一种模块化SCR系统，包括：
壳体组件，其包括：
外壳，其具有入口、出口以及在所述入口和所述出口之间延伸的壳体壁；
孔，其延伸穿过所述壳体壁；以及
主SCR催化剂构件，其在所述孔的下游至少部分地设置在所述外壳内，使得所述孔定位于所述主SCR催化剂构件和所述入口之间，所述主SCR催化剂构件联接到所述外壳，使得所述主SCR催化剂构件在结构上与所述外壳成一体；以及
托盘组件，其包括：
框架，其被构造成通过所述孔插入到所述外壳中、选择性地联接到所述外壳并且在所述框架没有联接到所述外壳时通过所述孔从所述外壳中抽出；以及
模块化SCR催化剂构件，其至少部分地设置在所述框架内并且联接到所述框架，所述模块化SCR催化剂构件被构造成在所述框架联接到所述外壳时至少部分地设置在所述外壳内，其中：
所述主SCR催化剂构件的每平方英寸的单元数量是所述模块化SCR催化剂构件的每平方英寸的单元数量的倍数，所述倍数大于一；并且
所述主SCR催化剂构件的单元与所述模块化SCR催化剂构件的单元对准。
2.根据权利要求1所述的模块化SCR系统，其中所述壳体组件还包括沿着所述外壳设置的通道，所述通道至少部分地围绕所述孔延伸，使得当所述框架联接到所述外壳时，所述框架至少部分地沿着所述通道与所述外壳接合。
3.根据权利要求2所述的模块化SCR系统，其中：
所述壳体组件还包括被接纳在所述通道内的密封构件，所述密封构件被构造成当所述框架联接到所述外壳时在所述框架和所述外壳之间被压缩；并且
所述密封构件、所述框架和所述外壳被构造成当所述密封构件在所述框架和所述外壳之间被压缩时协作以在所述框架和所述外壳之间建立密封。
4.根据权利要求1所述的模块化SCR系统，其中：
所述托盘组件还包括联接到所述框架的手柄；
所述外壳限定被构造成接纳所述框架的腔，所述腔与所述孔邻接；并且
当所述框架联接到所述外壳时，所述手柄位于所述腔的外部。
5.根据权利要求1所述的模块化SCR系统，其中：
所述壳体组件还包括:
铰链，其靠近所述孔联接到所述外壳；以及
门，其联接到所述铰链并且能够在第一位置和第二位置之间操作，所述门在所述第一位置中延伸跨过所述孔并与所述外壳重叠，并且所述门在所述第二位置中不延伸跨过所述孔；
所述铰链促进所述门在所述第一位置和所述第二位置之间的重新定位；并且
所述框架被构造成在所述门处于所述第二位置时通过所述孔从所述外壳中抽出。
6.根据权利要求5所述的模块化SCR系统，其中：
所述壳体组件还包括密封构件，所述密封构件被构造成当所述框架联接到所述外壳并且所述门处于所述第一位置时在所述门、所述框架和所述外壳之间被压缩；并且
所述密封构件、所述门、所述框架和所述外壳被构造成当所述密封构件在所述门、所述框架和所述外壳之间被压缩时协作以在所述门和所述外壳之间建立密封。
7.根据权利要求1所述的模块化SCR系统，其中：
所述模块化SCR催化剂构件包括：
模块化SCR催化剂构件第一面，其被构造成在所述框架联接到所述外壳时设置成靠近所述入口；以及
模块化SCR催化剂构件第二面，其与所述模块化SCR催化剂构件第一面相对，并且被构造成在所述框架联接到所述外壳时设置在所述模块化SCR催化剂构件第一面和所述出口之间；
所述模块化SCR催化剂构件由所述模块化SCR催化剂构件第一面和所述模块化SCR催化剂构件第二面之间的第一长度限定；
所述主SCR催化剂构件包括：
主SCR催化剂构件第一面，其在所述框架联接到所述外壳时，与所述模块化SCR催化剂构件第二面成面对关系；以及
主SCR催化剂构件第二面，其与所述主SCR催化剂构件第一面相对并且设置在所述主SCR催化剂构件第一面和所述出口之间；
所述主SCR催化剂构件由所述主SCR催化剂构件第一面和所述主SCR催化剂构件第二面之间的第二长度限定；并且
所述第二长度大于所述第一长度。
8.根据权利要求7所述的模块化SCR系统，其中所述第一长度在10mm至50mm的范围内，包括10mm和50mm在内。
9.根据权利要求7所述的模块化SCR系统，其中：
所述框架包括：
第一面，
第二面，其与所述第一面相对；以及
内表面，其与所述第一面和所述第二面邻接，所述内表面具有第三长度，所述第三长度大于所述第一长度；
所述模块化SCR催化剂构件包括与所述模块化SCR催化剂构件第一面和所述模块化SCR催化剂构件第二面邻接的外表面；
所述模块化SCR催化剂构件联接到所述框架并且至少部分地设置在所述框架内，使得所述框架与所述外表面的至少一部分重叠；并且
所述模块化SCR催化剂构件被构造成在所述框架联接到所述外壳时至少部分地设置在所述外壳内。
10.根据权利要求1所述的模块化SCR系统，其中所述壳体组件还包括接纳器，所述接纳器至少部分地设置在所述外壳内，并且靠近所述孔联接到所述外壳，所述框架被构造成通过所述孔被插入到所述外壳中、选择性地联接到所述接纳器，使得所述框架通过所述接纳器联接到所述外壳，并且在所述框架没有联接到所述接纳器时通过所述孔从所述外壳中抽出。
11.一种更换模块化SCR系统中的第一模块化SCR催化剂构件的方法，所述方法包括：
提供所述模块化SCR系统，所述模块化SCR系统包括：
第一托盘组件，其包括第一框架和所述第一模块化SCR催化剂构件，以及
壳体组件，其包括：
外壳，其具有入口、出口以及在所述入口和所述出口之间延伸的壳体壁，
孔，其延伸穿过所述壳体壁，
主SCR催化剂构件，其在所述孔的下游至少部分地设置在所述外壳内，使得所述孔定位于所述主SCR催化剂构件和所述入口之间，所述主SCR催化剂构件联接到所述外壳，使得所述主SCR催化剂构件在结构上与所述外壳成一体，以及
接纳器，其设置在所述外壳内，所述接纳器靠近所述孔联接到所述外壳，并且所述接纳器联接到所述第一框架，其中：
所述主SCR催化剂构件的每平方英寸的单元数量是所述第一模块化SCR催化剂构件的每平方英寸的单元数量的倍数，所述倍数大于一；并且
所述主SCR催化剂构件的单元与所述第一模块化SCR催化剂构件的单元对准；和
将所述第一框架和所述接纳器分离，使得所述第一框架不联接到所述外壳；
在将所述第一框架和所述接纳器分离之后，经由所述孔从所述壳体组件中抽出所述第一托盘组件；
在从所述壳体组件中抽出所述第一托盘组件之后，经由所述孔将具有第二框架和第二模块化SCR催化剂构件的第二托盘组件插入到所述外壳中；以及
在将所述第二托盘组件插入到所述外壳中之后，使所述第二框架和所述接纳器联接，使得所述第二框架经由所述接纳器联接到所述外壳，并且所述第二模块化SCR催化剂构件至少部分地设置在所述外壳内。
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