CN213478441U - 一种后处理系统及天然气发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种后处理系统及天然气发动机，后处理系统包括第一后处理模块、第二后处理模块、第一阀门和第二阀门；第一后处理模块内的催化剂包含Pd，第二后处理模块内的催化剂包含Pt；第一阀门的出口与第一后处理模块的入口导通连接，第二阀门的出口与第二后处理模块的入口导通连接，第一阀门的入口与第二阀门的入口通过进气管导通连接；当进气管内的排气温度大于或者等于预设温度值时，第一阀门打开，第二阀门关闭，排气经过第一后处理模块排出；否则，第二阀门打开，第一阀门关闭，排气经过第二后处理模块排出。根据排气温度和催化剂中不同贵金属特性，选择开启其中一个后处理模块，以此来延缓催化剂老化，降低催化剂中总贵金属用量。

Description

一种后处理系统及天然气发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机类技术领域，尤其是涉及一种后处理系统及天然气发动机。

背景技术

由于Pt在高温(＞750℃)会快速烧结，高温稳定性不如Pd好，所以，目前天然气发动机后处理催化剂中的贵金属普遍采用Pd+Rh，Pd与Rh含量比达到19:1左右，Pd的用量大，且Pd的价格是Pt的价格的三倍左右，导致天然气发动机后处理催化剂成本居高不下。

因此，如何降低天然气发动机后处理催化剂的成本是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的第一个目的是提供一种后处理系统，以降低天然气发动机后处理催化剂的成本。

本实用新型的第二个目的是提供一种天然气发动机。

为了实现上述第一个目的，本实用新型提供了如下方案：

一种后处理系统，包括第一后处理模块、第二后处理模块、第一阀门和第二阀门；

所述第一后处理模块内的催化剂包含Pd，所述第二后处理模块内的催化剂包含Pt；

所述第一阀门的出口与所述第一后处理模块的入口导通连接，所述第二阀门的出口与所述第二后处理模块的入口导通连接，所述第一阀门的入口与所述第二阀门的入口通过进气管导通连接；

当所述进气管内的排气温度大于或者等于预设温度值时，所述第一阀门打开，所述第二阀门关闭，排气经过所述第一后处理模块排出；

当所述进气管内的排气温度小于预设温度值时，所述第二阀门打开，所述第一阀门关闭，排气经过所述第二后处理模块排出。

在一个具体的实施方案中，所述第一后处理模块内的催化剂还包含Rh，且所述第一后处理模块内的催化剂均匀涂覆在所述第一后处理模块内的载体上。

在另一个具体的实施方案中，所述第一后处理模块内的载体呈蜂窝状。

在另一个具体的实施方案中，所述第二后处理模块内的催化剂还包含Rh，且所述第二后处理模块内的催化剂均匀涂覆在所述第二后处理模块内的载体上。

在另一个具体的实施方案中，所述第二后处理模块内的载体呈蜂窝状。

在另一个具体的实施方案中，所述后处理系统还包括排温传感器；

所述排温传感器设置在所述进气管内，用于检测所述进气管内的排气温度。

在另一个具体的实施方案中，所述后处理系统还包括控制器；

所述第一阀门为电磁开关阀，且所述第一阀门及所述排温传感器均分别与所述控制器信号连接。

在另一个具体的实施方案中，所述第二阀门为电磁开关阀，且所述第二阀门与所述控制器信号连接。

根据本实用新型的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本实用新型范围内，是本实用新型具体实施方式的一部分。

在本实用新型的一个具体实施例中，使用时，当进气管内的排气温度大于或者等于预设温度值时，第一阀门打开，第二阀门关闭，排气经过第一后处理模块内的Pd氧化后排出；当进气管内的排气温度小于预设温度值时，第二阀门打开，第一阀门关闭，排气经过第二后处理模块内的Pt氧化后排出。本实用新型在发动机不同工况下，根据排气温度和催化剂中不同贵金属特性，选择开启其中一个后处理模块，以此来延缓催化剂老化，降低催化剂中总贵金属用量。

为了实现上述第二个目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种天然气发动机，包括如上述中任意一项所述的后处理系统。

由于本实用新型公开的天然气发动机包括上述中的后处理系统，因此，后处理系统所具有的有益效果均是本实用新型公开的天然气发动机所包含的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出新颖性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的后处理系统的结构示意图。

其中，图1中：

第一后处理模块1、第二后处理模块2、第一阀门3、第二阀门4、进气管5、排温传感器6。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图1和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型一方面提供了一种后处理系统，用于处理天然气发动机尾气中污染物(污染物主要包括甲烷、氮氧化物、一氧化碳等)，使排放达到国家排放法规要求。

后处理系统包括第一后处理模块、第二后处理模块、第一阀门和第二阀门。需要说明的是，后处理系统所包含的后处理模块不限于为2个，也可以包括3个或者3个以上。具体根据需要进行设定。

第一后处理模块内的催化剂包含Pd(钯)，Pd涂覆在第一后处理模块的载体上，方便排气通过第一后处理模块时，能够被Pd氧化。

第二后处理模块内的催化剂包含Pt(铂)，Pt涂覆在第二后处理模块的载体上，方便排气通过第二后处理模块时，能够被Pt氧化。

第一阀门的出口与第一后处理模块的入口导通连接，第二阀门的出口与第二后处理模块的入口导通连接，第一阀门的入口与第二阀门的入口通过进气管导通连接。第一阀门和第一后处理模块串联设置，第二阀门和第二后处理模块串联设置，第一阀门、第一后处理模块串联设置后，再与串联设置的第二阀门、第二后处理模块并联设置。

当进气管内的排气温度大于或者等于预设温度值时，第一阀门打开，第二阀门关闭，排气经过第一后处理模块排出。这里需要说明的是，预设温度值是指Pt氧化不了排出废气的温度值。

当进气管内的排气温度小于预设温度值时，第二阀门打开，第一阀门关闭，排气经过第二后处理模块排出。

本实用新型使用时，当进气管内的排气温度大于或者等于预设温度值时，第一阀门打开，第二阀门关闭，排气经过第一后处理模块内的Pd氧化后排出；当进气管内的排气温度小于预设温度值时，第二阀门打开，第一阀门关闭，排气经过第二后处理模块内的Pt氧化后排出。本实用新型在发动机不同工况下，根据排气温度和催化剂中不同贵金属特性，选择开启其中一个后处理模块，以此来延缓催化剂老化，降低催化剂中总贵金属用量。

在一些实施例中，第一后处理模块内的催化剂还包含Rh(铑)，且第一后处理模块内的催化剂均匀涂覆在第一后处理模块内的载体上。Pd和Rh的所含比例不限，可以根据具体需要进行设定。第一后处理模块内的催化剂还可以包含Pt，所含比例不限。这里需要说明的是，Pd、Rh及Pt间不发生任何化学反应，仅仅是简单的混合在一起，并涂覆在第一后处理模块内的载体上。

进一步地，本实用新型具体公开了第一后处理模块内的载体呈蜂窝状，可以理解地，采用蜂窝状结构增大了通过的气体与催化剂的接触面积，实现了气体充分氧化。需要说明的是，第一后处理模块内的载体的形状不限于为蜂窝状，也可以是多块平行设置的板状等。

在一些实施例中，第二后处理模块内的催化剂还包含Rh，且第二后处理模块内的催化剂均匀涂覆在第二后处理模块内的载体上。Pt和Rh的所含比例不限，可以根据具体需要进行设定。这里需要说明的是，Pt和Rh间不发生任何化学反应，仅仅是简单的混合在一起，并涂覆在第二后处理模块内的载体上。

进一步地，本实用新型具体公开了第二后处理模块内的载体呈蜂窝状，可以理解地，采用蜂窝状结构增大了通过的气体与催化剂的接触面积，实现了气体充分氧化。需要说明的是，第二后处理模块内的载体的形状不限于为蜂窝状，也可以是多块平行设置的板状等。

在一些实施例中，后处理系统还包括排温传感器，排温传感器设置在进气管内，用于检测进气管内的排气温度，以便于切换不同的后处理模块。

进一步地，本实用新型公开了后处理系统还包括控制器，第一阀门为电磁开关阀，且第一阀门及排温传感器均分别与控制器信号连接。即通过排温传感器将检测到的温度信号传递给控制器，控制器根据温度信号控制第一阀门的开闭。

进一步地，本实用新型公开了第二阀门为电磁开关阀，且第二阀门与控制器信号连接。即通过排温传感器将检测到的温度信号传递给控制器，控制器根据温度信号控制第二阀门的开闭。

由排温传感器监控排气温度，当排气温度大于预设温度值时，控制第一阀门打开，第二阀门关闭，尾气只通过第一后处理模块，此时，由于Pd在高温下的优良的抗老化性能，使得排放依然能满足排放法规要求。

当排气温度小于或者等于预设温度值时，控制第二阀门打开，第一阀门关闭，尾气只通过第二后处理模块，此时，催化剂处在合适的工作温度区域，催化效率高，老化速度慢。

本实用新型通过设置排温传感器及两个后处理模块，根据发动机工况变化或贵金属市场波动，在满足排放的情况下，调整两个后处理模块中催化剂比例，让尾气选择性通过某一个后处理模块，达到后处理系统最佳性价比。有效延缓催化剂老化，降低催化剂中贵金属用量，尤其是Pd的用量，大大降低了后处理系统成本，提高了后处理系统性能。

本实用新型另一方面提供了一种天然气发动机，包括如上述中任意一项实施例中的后处理系统。

由于本实用新型公开的天然气发动机包括上述中的后处理系统，因此，后处理系统所具有的有益效果均是本实用新型公开的天然气发动机所包含。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种后处理系统，其特征在于，包括第一后处理模块、第二后处理模块、第一阀门和第二阀门；

所述第一后处理模块内的催化剂包含Pd，所述第二后处理模块内的催化剂包含Pt；

所述第一阀门的出口与所述第一后处理模块的入口导通连接，所述第二阀门的出口与所述第二后处理模块的入口导通连接，所述第一阀门的入口与所述第二阀门的入口通过进气管导通连接；

当所述进气管内的排气温度大于或者等于预设温度值时，所述第一阀门打开，所述第二阀门关闭，排气经过所述第一后处理模块排出；

当所述进气管内的排气温度小于预设温度值时，所述第二阀门打开，所述第一阀门关闭，排气经过所述第二后处理模块排出。

2.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述第一后处理模块内的催化剂还包含Rh，且所述第一后处理模块内的催化剂均匀涂覆在所述第一后处理模块内的载体上。

3.根据权利要求2所述的后处理系统，其特征在于，所述第一后处理模块内的载体呈蜂窝状。

4.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述第二后处理模块内的催化剂还包含Rh，且所述第二后处理模块内的催化剂均匀涂覆在所述第二后处理模块内的载体上。

5.根据权利要求4所述的后处理系统，其特征在于，所述第二后处理模块内的载体呈蜂窝状。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的后处理系统，其特征在于，还包括排温传感器；

所述排温传感器设置在所述进气管内，用于检测所述进气管内的排气温度。

7.根据权利要求6所述的后处理系统，其特征在于，还包括控制器；

所述第一阀门为电磁开关阀，且所述第一阀门及所述排温传感器均分别与所述控制器信号连接。

8.根据权利要求7所述的后处理系统，其特征在于，所述第二阀门为电磁开关阀，且所述第二阀门与所述控制器信号连接。

9.一种天然气发动机，其特征在于，包括如权利要求1-8中任意一项所述的后处理系统。

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