RU2467181C2 - Способ и устройство для испарения жидкости - Google Patents

Способ и устройство для испарения жидкости Download PDF

Info

Publication number
RU2467181C2
RU2467181C2 RU2009147294/06A RU2009147294A RU2467181C2 RU 2467181 C2 RU2467181 C2 RU 2467181C2 RU 2009147294/06 A RU2009147294/06 A RU 2009147294/06A RU 2009147294 A RU2009147294 A RU 2009147294A RU 2467181 C2 RU2467181 C2 RU 2467181C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid
evaporation
supply line
partial
evaporation channel
Prior art date
Application number
RU2009147294/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009147294A (ru
Inventor
Петер ХИРТ (DE)
Петер ХИРТ
Рольф БРЮКК (DE)
Рольф БРЮКК
Original Assignee
Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх
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 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх filed Critical Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх
Publication of RU2009147294A publication Critical patent/RU2009147294A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2467181C2 publication Critical patent/RU2467181C2/ru

Links

Images

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
    • 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
    • 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
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
    • 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
    • F01N3/24—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 constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/36—Arrangements for supply of additional fuel
    • 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
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/40—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a hydrolysis catalyst
    • 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
    • F01N2610/06—Adding substances to exhaust gases the substance being in the gaseous form
    • 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
    • F01N2610/10—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • 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
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству для испарения жидкости. Сущность изобретения: способ испарения задаваемого объема жидкости, заключающийся в том, что в подводящую линию (3) последовательно подают один первый составляющий одну часть от задаваемого объема частичный объем жидкости с первым объемным расходом (17) и один второй отличный от первого частичного объема и составляющий другую часть от задаваемого объема частичный объем жидкости со вторым объемным расходом (17); частичные объемы жидкости по меньшей мере частично испаряют с образованием паровой пленки между частичным объемом жидкости и стенкой подводящей линии (3); частичные объемы жидкости подводят по подводящей линии (3) к испарительной поверхности (5); частичные объемы жидкости подают на участок испарительной поверхности (5), положение которого варьируют в зависимости от по меньшей мере одного из следующих параметров: I) величины соответствующего частичного объема жидкости и II) объемного расхода (17) соответствующего частичного объема жидкости. Техническим результатом изобретения является обеспечение максимально эффективного испарения жидкости, прежде всего водного раствора мочевины. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способу и к устройству для испарения жидкости. Речь при этом прежде всего идет о водном растворе мочевины, которая используется в качестве предшественника аммиака, служащего восстановителем в процессе селективного каталитического восстановления оксидов азота в системе выпуска отработавших газов (ОГ), образующихся при работе двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
При использовании селективного каталитического восстановления (сокращенно СКВ) для снижения содержания оксидов азота в ОГ, образующихся при работе ДВС, прежде всего на автомобилях, часто используют аммиак в качестве избирательно действующего на оксиды азота восстановителя. Аммиак главным образом на транспортных средствах получают из мочевины путем термолиза и/или гидролиза. Запас мочевины на транспортном средстве обычно хранят в виде ее водного раствора, который затем по мере необходимости впрыскивают в систему выпуска ОГ либо сначала испаряют вне потока ОГ и после этого в виде аммиак- соответственно карбамидсодержащего пара подают в ОГ. В последнем случае проблематичным часто является именно испарение раствора мочевины в больших объемах в условиях значительных динамических нагрузок, поскольку энтальпия (теплота) испарения отбирает сравнительно много тепловой энергии у испарителя, который из-за этого охлаждается, при этом охлаждение испарителя при определенных условиях оказывается настолько значительным, что полное испарение жидкости уже не происходит.
Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача по меньшей мере частично устранить известные из уровня техники недостатки и прежде всего разработать способ и устройство для испарения жидкости, которые позволяли бы полностью испарять даже повышенные объемы жидкости.
Указанные задачи решаются с помощью способа и устройства, заявленных в соответствующих независимых пунктах формулы изобретения. Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.
Предлагаемый в изобретении способ испарения задаваемого объема жидкости заключается в том, что
а) в подводящую линию последовательно подают по меньшей мере один первый составляющий одну часть от задаваемого объема частичный объем жидкости с первым объемным расходом и по меньшей мере один второй отличный от первого частичного объема и составляющий другую часть от задаваемого объема частичный объем жидкости со вторым объемным расходом,
б) частичные объемы жидкости по меньшей мере частично испаряют с образованием паровой пленки между частичным объемом жидкости и стенкой подводящей линии,
в) частичные объемы жидкости подводят по подводящей линии к испарительной поверхности и
г) частичные объемы жидкости подают на участок испарительной поверхности, положение которого варьируют в зависимости от по меньшей мере одного из следующих параметров:
I) величины соответствующего частичного объема жидкости и
II) объемного расхода соответствующего частичного объема жидкости.
Стадия а) заключается, таким образом, прежде всего в разделении задаваемого объема жидкости на несколько разных по своей величине частичных объемов жидкости. Для этого можно использовать соответствующее управляющее средство, которое перед подачей жидкости рассчитывает несколько ее частичных объемов, составляющих доли от ее задаваемого объема, после чего такие частичные объемы жидкости подаются, например, соответствующим образом выполненным дозировочным насосом в подводящую линию. Стадия а) охватывает также вариант с непрерывной подачей жидкости в подводящую линию и с варьированием при этом во времени объемного расхода жидкости, первый и второй частичные объемы которой тем самым последовательно подаются в подводящую линию. В этом случае варьируют во времени объемный расход жидкости, например, путем соответствующего варьирования объемной подачи насоса и/или с помощью соответствующих дросселей, например, гидрораспределителей или клапанов, путем управляемого в функции времени открытия и закрытия которых можно варьировать объемный расход жидкости. Величину объемного расхода жидкости можно изменять непрерывно и/или периодически. Объемный расход жидкости можно поддерживать постоянным в течение задаваемых интервалов времени, при этом предпочтительно варьировать их длительность.
На стадии г) разные по своей величине частичные объемы жидкости попадают в зависимости от своей величины и/или объемного расхода жидкости на разные участки испарительной поверхности. Благодаря этому обеспечивается более равномерное использование испарительной поверхности и тем самым более равномерное, а не только точечное ее охлаждение. Следствием этого является гораздо более полное испарение жидкости по сравнению с другими известными из уровня техники системами, поскольку существенно снижается риск столь значительного охлаждения испарительной поверхности, что дальнейшее испарение жидкости станет невозможным.
В особенно предпочтительном варианте жидкость представляет собой водный раствор мочевины. Предлагаемый в изобретении способ наиболее предпочтительно при этом использовать для подачи мочевину- и/или аммиаксодержащего газового потока в систему выпуска ОГ, образующихся при работе ДВС, прежде всего на транспортных средствах, например на автомобилях и/или мотоциклах.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого в изобретении способа в качестве испарительной поверхности используют поверхность по меньшей мере одного испарительного канала. Подводящая линия и испарительный канал предпочтительно при этом образуют единый канал.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления предлагаемого в изобретении способа стадия г) основана на эффектах инерционности. Так, в частности, использование эффектов инерционности позволяет вследствие разных величин частичных объемов жидкости добиться максимально равномерного их распределения по испарительной поверхности. Для этого прежде всего можно выполнить испарительный канал криволинейным с изменяющимся радиусом кривизны и/или выполнить испарительный канал с изменяющимся проходным сечением.
В следующем предпочтительном варианте осуществления предлагаемого в изобретении способа в качестве жидкости испаряют водный раствор мочевины, который при необходимости может содержать дополнительные добавки, например муравьиную кислоту. Такие водные растворы мочевины выпускаются под торговыми наименованиями "AdBlue" и "Denoxium".
Следующим объектом настоящего изобретения является устройство для испарения жидкости предлагаемым в изобретении способом. Такое предлагаемое в изобретении устройство имеет испарительную поверхность, к которой жидкость подается по подводящей линии и которая образована поверхностью испарительного канала, при этом по меньшей мере один из следующих параметров является переменным:
а) радиус кривизны испарительного канала,
б) проходное сечение испарительного канала и
в) объемный расход подаваемой жидкости.
Варьирование радиуса кривизны испарительного канала, его проходного сечения и/или объемного расхода жидкости позволяет добиться того, чтобы разные по своей величине частичные объемы жидкости, составляющие доли от ее задаваемого объема, попадали вследствие эффектов инерционности на разные участки испарительной поверхности. Благодаря этому разные участки испарительной поверхности используются для обеспечения необходимой энтальпии испарения и для дальнейшего нагрева пара. В результате предотвращается точечное остывание испарительной поверхности при испарении повышенных задаваемых объемов жидкости. Варьирование объемного расхода жидкости обеспечивается соответствующим образом управляемыми подающими средствами, такими, например, как насосы и/или гидрораспределители либо клапаны.
В одном из предпочтительных вариантов выполнения предлагаемого в изобретении устройства по меньшей мере часть испарительного канала имеет пористое покрытие, которое прежде всего катализирует гидролиз предшественника восстановителя до восстановителя. Подводящую линию и испарительный канал наиболее предпочтительно выполнять из материала, стойкого к коррозии при подаче и испарении водного раствора мочевины. Такой материал прежде всего может содержать или представлять собой соответствующую высококачественную сталь, титан и/или алюминий.
Для подачи жидкости из содержащей ее емкости в подводящую линию предлагаемое в изобретении устройство в предпочтительном варианте имеет подающее средство с по меньшей мере одним насосом. В качестве такого насоса предпочтительно использовать дозировочный насос, который выполнен с возможностью регулирования его объемной подачи, а тем самым и объемного расхода подаваемой им жидкости. Альтернативно этому или дополнительно к этому в качестве подающего средства можно использовать нагнетательный насос, с помощью которого можно задавать объемную подачу и/или давление нагнетания жидкости. Варьируя объемную подачу и/или давление нагнетания жидкости и управляя соответствующим гидрораспределителем, предусмотренным между емкостью с жидкостью и подводящей линией, можно варьировать объемный расход жидкости.
Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, при этом изобретение не ограничено представленными на этих чертежах вариантами его осуществления. Рассмотренные в настоящем описании частные особенности предлагаемого в изобретении способа и варианты его осуществления могут относиться также к предлагаемому в изобретении устройству и распространяться на него, и наоборот. На прилагаемых к описанию схематичных чертежах, в частности, показано:
на фиг.1 - выполненное по одному из вариантов предлагаемое в изобретении устройство с пояснениями, относящимися к изменяющемуся проточному поперечному сечению,
на фиг.2 - выполненное по одному из вариантов предлагаемое в изобретении устройство с пояснениями, относящимися к изменяющемуся радиусу кривизны,
на фиг.3 - фрагмент выполненного по одному из вариантов предлагаемого в изобретении устройства с пористым покрытием на испарительной поверхности,
на фиг.4 - выполненное по второму варианту предлагаемое в изобретении устройство и
на фиг.5-7 - примеры, иллюстрирующие изменение объемного расхода жидкости при ее подаче.
На фиг.1 показано выполненное по первому варианту предлагаемое в изобретении устройство 1 для испарения жидкости. Такое устройство 1 имеет канал 2, который можно подразделить на подводящую линию 3 и испарительный канал 4. Подводящая линия 3 предназначена при этом для подачи жидкости, тогда как испарительный канал 4 имеет стенки, которые служат испарительными поверхностями 5. Устройство 1 имеет при этом цельный корпус из алюминия, в котором выполнен канал 2, например, фрезерованием. Устройство 1 имеет далее не показанные на чертеже электронагревательные средства, на которые через контактные выводы 6 может подаваться электрический ток. Таким образом, устройство 1 является электронагреваемым.
Соответствующая испаряемая жидкость из содержащей ее емкости 8 подается в подводящую линию 3 дозировочным насосом 7. Объемная подача дозировочного насоса 7, а тем самым и объемный расход при подаче жидкости в подводящую линию 3 являются варьируемыми (изменяемыми) величинами. Согласно изобретению при этом необходимо испарять задаваемый объем жидкости, в данном случае - водного раствора мочевины для получения аммиака в качестве восстановителя в ОГ, образующихся при работе ДВС. В соответствии с изобретением задаваемый объем испаряемой жидкости, который рассчитывают, например, исходя из концентрации содержащихся в ОГ оксидов азота, разделяют на разные по своей величине частичные объемы. Так, например, задаваемый объем испаряемой жидкости можно разделить на первый частичный объем, равный одной трети от задаваемого объема, и второй частичный объем, равный двум третям от задаваемого объема. Задаваемый объем испаряемой жидкости можно разделять и иным образом, например на первый частичный объем, равный одной шестой от задаваемого объема, второй частичный объем, равный двум шестым от задаваемого объема, и третий частичный объем, равный половине задаваемого объема. Дозировочный насос 7 может при этом эффективно использоваться для подачи отдельных частичных объемов испаряемой жидкости в подводящую линию 3 и далее в испарительный канал 4. В другом варианте объемный расход при подаче жидкости можно путем соответствующего управления работой дозировочного насоса 7 варьировать таким образом, чтобы жидкость испарялась в задаваемом объеме. В этом случае можно также эффективно использовать промежуток времени, проходящего от момента выхода ОГ из ДВС до момента начала взаимодействия содержащихся в них оксидов азота с аммиаком, и соответствующим образом управлять работой дозировочного насоса 7.
В испарительном канале 4 или в подводящей линии 3 происходит частичное испарение соответствующих частичных объемов жидкости с образованием паровой прослойки или паровой пленки между частичным объемом жидкости и стенкой подводящей линии 3. Образование такой паровой пленки основано прежде всего на так называемом эффекте Лейденфроста, проявление которого при этом целенаправленно инициируют путем приводящего к нему нагрева стенок подводящей линии 3. В результате между частичным объемом и стенкой подводящей линии 3 образуется паровая пленка. Поскольку дозировочный насос 7 поддерживает перепад давлений, этот частичный объем перемещается по подводящей линии 3 и испарительному каналу 4. При этом частичные объемы подводятся к испарительной поверхности 5. В рассматриваемом варианте такая испарительная поверхность 5 образована стенкой испарительного канала 4. Изменением кривизны и/или проходного сечения испарительного канала 4 достигают того, что отдельные частичные объемы в зависимости от их величины попадают на тот или иной участок испарительной поверхности 5. Благодаря подаче разных по своей величине частичных объемов жидкости не только используется один отдельный участок испарительной поверхности 5 для испарения жидкости, но и, более того, происходит ее распределение или рассеивание по используемым испарительным поверхностям 5. Дальнейшего рассеивания испаряемой жидкости альтернативно этому или дополнительно к этому позволяет добиться варьирование объемного расхода жидкости при ее подаче. Преимущество, связанное с подобным рассеиванием испаряемой жидкости по используемым испарительным поверхностям 5, состоит в эффективном использовании испарительной поверхности 5 и к равномерному ее использованию прежде всего при испарении повышенных задаваемых объемов жидкости. Благодаря этому существенно повышается полнота испарения жидкости, поскольку при квазиточечном использовании испарительной поверхности 5 и при повышенных задаваемых объемах жидкости потери тепла внутри устройства 1 настолько велики, что обеспечить полное испарение задаваемого объема жидкости невозможно. Помимо этого для обеспечения максимально полного испарения жидкости можно соответствующим образом регулировать температуру подводящей линии 3 и/или испарительного канала 4.
Тем самым предлагаемый в изобретении способ позволяет эффективно исключать неполное испарение жидкости с выходом ее не испарившихся капель из испарительного канала 4. Обеспечить подачу отдельных частичных объемов жидкости на некоторый участок испарительной поверхности 5, положение которого варьируется в зависимости от соответствующего частичного объема жидкости и/или объемного расхода при ее подаче, можно несколькими различными путями. Для этого можно, например, варьировать кривизну и/или проходное сечение испарительного канала 4. В целом же в данном случае используются эффекты инерционности, которые из-за различной величины разных частичных объемов жидкости приводят к их попаданию на разные участки испарительной поверхности 5.
На фиг.1 при этом показаны первое проходное сечение 9 и второе проходное сечение 10 испарительного канала 4. Первое проходное сечение 9 больше второго проходного сечения 10. Позицией 13 обозначен выходящий из устройства 1 поток пара испаренной жидкости.
На фиг.2 представлен пример с изменяющейся кривизной испарительного канала 4. Для иллюстрации этого на чертеже изображены первый круг 11 кривизны и второй круг 12 кривизны. Радиус кривизны при этом, как очевидно, изменяется, что приводит в зависимости от величины частичных объемов жидкости к их попаданию на тот или иной участок испарительной поверхности 5 и тем самым к испарению отдельных частичных объемов жидкости на разных участках испарительной поверхности.
На фиг.3 показан фрагмент выполненного по одному из вариантов предлагаемого в изобретении устройства, у которого его испарительная поверхность 5 снабжена пористым покрытием 14, которое катализирует гидролиз мочевины до аммиака.
На фиг.4 показано выполненное по другому варианту предлагаемое в изобретении устройство 1. В этом варианте вместо дозировочного насоса 7 предусмотрен нагнетательный насос 15, которым водный раствор мочевины подается из содержащей его емкости 8. Подача водного раствора мочевины к подводящей линии 3 регулируется регулируемым 2/3-гидрораспределителем 16. Через этот гидрораспределитель 16 водный раствор мочевины может подаваться либо в подводящую линию 3, либо обратно в емкость 8. Изменяя длительность нахождения гидрораспределителя 16 в открытом состоянии, в котором он пропускает жидкость в подводящую линию 3, а также изменяя количество проходящей через гидрораспределитель 16 в подводящую линию 3 жидкости, которое можно изменять регулированием объемной подачи нагнетательного насоса 15, можно варьировать объемный расход подаваемой в подводящую линию 3 жидкости.
На фиг.5 представлен первый пример характеристики изменения объемного расхода 17 подаваемой в подводящую линию 3 жидкости во времени. Соответствующую этому примеру характеристику объемного расхода испаряемой жидкости можно реализовать за счет соответствующего выполнения нагнетательного насоса 15 и гидрораспределителя 16, который может иметь разные проходные сечения. В этом случае, таким образом, можно регулировать количество поступающей через гидрораспределитель 16 в подводящую линию 3 жидкости в единицу времени. Варьируя длительность временных интервалов, в течение которых гидрораспределитель 16 открывает или перекрывает соединение с подводящей линией 3, и варьируя количество проходящей через гидрораспределитель 16 жидкости, можно регулировать ее объемный расход 17. Путем соответствующего управления работой дозировочного насоса 7 и/или нагнетательного насоса 15, а также гидрораспределителя 16 можно соответствующим образом варьировать объемный расход 17 жидкости с получением характеристик его изменения, представленных на фиг.6 и 7. На фиг.5-7 время t, а также объемный расход жидкости V/t указаны в произвольных единицах.
Преимущество предлагаемых в изобретении способа и устройства 1 состоит в том, что они обеспечивают максимально эффективное испарение жидкости, прежде всего водного раствора мочевины. Благодаря распределению жидкости по разным участкам испарительной поверхности 5, на которые жидкость попадает для ее испарения, в зависимости от величины частичных объемов жидкости и/или ее объемного расхода обеспечивается использование максимально большой площади испарительной поверхности 5. С этой целью в зоне подводящей линии 3 эффективно используется методика нагрева, которая при подаче каждого из частичных объемов испаряемой жидкости обеспечивает возникновение эффекта Лейденфроста. В результате за счет выполнения испарительного канала 4 соответствующей геометрической формы удается добиться максимально равномерного распределения жидкости по испарительной поверхности.

Claims (15)

1. Способ испарения задаваемого объема жидкости, заключающийся в том, что
а) в подводящую линию (3) последовательно подают по меньшей мере один первый, составляющий одну часть от задаваемого объема частичный объем жидкости с первым объемным расходом (17) и по меньшей мере один второй, отличный от первого частичного объема и составляющий другую часть от задаваемого объема частичный объем жидкости со вторым объемным расходом (17),
б) частичные объемы жидкости по меньшей мере частично испаряют с образованием паровой пленки между частичным объемом жидкости и стенкой подводящей линии (3),
в) частичные объемы жидкости подводят по подводящей линии (3) к испарительной поверхности (5) и
г) частичные объемы жидкости подают на участок испарительной поверхности (5), положение которого варьируют в зависимости от по меньшей мере одного из следующих параметров:
I) величины соответствующего частичного объема жидкости и
II) объемного расхода (17) соответствующего частичного объема жидкости.
2. Способ по п.1, при осуществлении которого в качестве испарительной поверхности (5) используют поверхность по меньшей мере одного испарительного канала (4).
3. Способ по п.1 или 2, при осуществлении которого стадия г) основана на эффектах инерционности.
4. Способ по п.2, при осуществлении которого используют криволинейный испарительный канал (4) с изменяющимся радиусом кривизны.
5. Способ по п.1 или 2, при осуществлении которого используют испарительный канал (4) с изменяющимся проходным сечением (9, 10).
6. Способ по п.1 или 2, при осуществлении которого в качестве жидкости испаряют водный раствор мочевины.
7. Устройство (1) для испарения жидкости способом по одному из предыдущих пунктов, которое имеет испарительную поверхность (5), к которой жидкость подается по подводящей линии (3) и которая образована поверхностью испарительного канала (4), и в котором по меньшей мере один из следующих параметров является переменным:
а) радиус кривизны испарительного канала (4),
б) проходное сечение (9, 10) испарительного канала (4) и
в) объемный расход (17) подаваемой жидкости.
8. Устройство (1) по п.7, в котором по меньшей мере часть испарительного канала (4) имеет пористое покрытие (14).
9. Устройство (1) по п.7 или 8, в котором по меньшей мере часть испарительного канала (4) имеет покрытие, катализирующее гидролиз предшественника восстановителя до восстановителя.
10. Устройство (1) по п.7 или 8, в котором подводящая линия (3) и испарительный канал (4) выполнены из материала, стойкого к коррозии при подаче и испарении водного раствора мочевины.
11. Устройство (1) по п.10, в котором подводящая линия (3) и испарительный канал (4) выполнены из материала, содержащего по меньшей мере один из следующих материалов:
а) алюминий и
б) титан.
12. Устройство (1) по п.7 или 8, в котором для подачи жидкости из содержащей ее емкости (8) в подводящую линию (3) предусмотрено подающее средство с по меньшей мере одним насосом (7, 15).
13. Устройство (1) по п.12, в котором между емкостью (8) и подводящей линией (3) расположен по меньшей мере один управляемый гидрораспределитель (16).
14. Устройство (1) по п.13, в котором насос представляет собой нагнетательный насос (15).
15. Устройство (1) по п.12, в котором насос представляет собой дозировочный насос (7).
RU2009147294/06A 2007-05-22 2008-05-21 Способ и устройство для испарения жидкости RU2467181C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007024081A DE102007024081A1 (de) 2007-05-22 2007-05-22 Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen eines Fluides
DE102007024081.5 2007-05-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009147294A RU2009147294A (ru) 2011-07-10
RU2467181C2 true RU2467181C2 (ru) 2012-11-20

Family

ID=39708489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009147294/06A RU2467181C2 (ru) 2007-05-22 2008-05-21 Способ и устройство для испарения жидкости

Country Status (10)

Country Link
US (2) US8303766B2 (ru)
EP (1) EP2150691B1 (ru)
JP (1) JP2010528207A (ru)
KR (1) KR101151172B1 (ru)
CN (1) CN101680338B (ru)
AT (1) ATE504724T1 (ru)
DE (2) DE102007024081A1 (ru)
PL (1) PL2150691T3 (ru)
RU (1) RU2467181C2 (ru)
WO (1) WO2008142095A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2670766C2 (ru) * 2013-08-07 2018-10-25 Рекитт Бенкизер (Брэндз) Лимитед Устройство для испарения летучей жидкости
RU2670765C2 (ru) * 2013-08-07 2018-10-25 Рекитт Бенкизер (Брэндз) Лимитед Устройство для испарения летучего вещества

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012017670A (ja) * 2010-07-07 2012-01-26 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
CN102423928B (zh) * 2011-10-09 2014-06-04 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种可降低自驱动Leidenfrost液滴临界温度的复合膜及其制备方法
US10035154B2 (en) 2015-06-08 2018-07-31 Michael J. Hochbrueckner Device, system, and method for atomizer nozzle assembly with adjustable impingement
CN106194353A (zh) * 2016-08-28 2016-12-07 安徽中鼎金亚汽车管件制造有限公司 一种新型尿素管
CN108225968A (zh) * 2017-12-27 2018-06-29 四川峨胜水泥集团股份有限公司 一种氮氧化物还原剂尿素水溶液中尿素含量的测定方法
CN112125282A (zh) * 2019-06-25 2020-12-25 苏州倍爱尼生物技术有限公司 一种过氧化氢蒸发模块

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2040737C1 (ru) * 1992-08-10 1995-07-25 Государственная академия нефти и газа им.И.М.Губкина СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ОТ NOx И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
WO2006014129A1 (en) * 2004-08-06 2006-02-09 Scania Cv Ab (Publ) Arrangement for supplying a medium into an exhaust gas conduit in an internal combustion engine

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3291198A (en) * 1963-12-06 1966-12-13 Union Carbide Corp Boiling heat transfer system
US3705794A (en) * 1969-08-15 1972-12-12 Scott & Sons Co O M Foamed fertilizers and combination products
US4007094A (en) * 1971-07-22 1977-02-08 Hanover Research Corporation Process and apparatus for recovering clean water from aqueous wastes
DE2452805A1 (de) * 1974-11-07 1976-05-20 Basf Ag Verfahren zur abtrennung von rueckstaenden der toluylendiisocyanatherstellung
US4231839A (en) * 1979-01-30 1980-11-04 Cf Industries, Inc. After-treatment processes and apparatus, especially for urea and ammonium nitrate plants
JPH06307791A (ja) * 1993-04-26 1994-11-01 Y K K Kk 高性能伝熱体
JPH0932540A (ja) * 1995-07-13 1997-02-04 Hino Motors Ltd ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置
US6107440A (en) * 1996-09-02 2000-08-22 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Aromatic polycarbonate composition
DE19901760A1 (de) * 1999-01-18 2000-07-27 Emitec Emissionstechnologie Verfahren und Anordnung zum Reinigen eines in einem Abgasstrang strömenden Abgasstromes eines Ottomotors
DE19922959A1 (de) * 1999-05-19 2000-11-23 Daimler Chrysler Ag Abgasreinigungsanlage mit Stickoxidreduktion unter Reduktionsmittelzugabe
US6821490B2 (en) * 2001-02-26 2004-11-23 Abb Lummus Global Inc. Parallel flow gas phase reactor and method for reducing the nitrogen oxide content of a gas
US6601385B2 (en) * 2001-10-17 2003-08-05 Fleetguard, Inc. Impactor for selective catalytic reduction system
US6823663B2 (en) * 2002-11-21 2004-11-30 Ford Global Technologies, Llc Exhaust gas aftertreatment systems
DE10300298A1 (de) * 2003-01-02 2004-07-15 Daimlerchrysler Ag Abgasnachbehandlungseinrichtung und -verfahren
DE10360891A1 (de) * 2003-12-19 2005-07-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Dosierventils und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US7581387B2 (en) * 2005-02-28 2009-09-01 Caterpillar Inc. Exhaust gas mixing system
DE102005011657B4 (de) * 2005-03-14 2008-01-03 Beru Ag Elektrisches Verdampferrohr für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine und Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit einem derartigen Verdampferrohr
DK200500821A (en) * 2005-06-04 2006-12-05 Topsoe Haldor As Method and apparatus for injecting a solution into a gas stream
JP2007032472A (ja) * 2005-07-28 2007-02-08 Hitachi Ltd 尿素水を用いた排気処理装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2040737C1 (ru) * 1992-08-10 1995-07-25 Государственная академия нефти и газа им.И.М.Губкина СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ОТ NOx И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
WO2006014129A1 (en) * 2004-08-06 2006-02-09 Scania Cv Ab (Publ) Arrangement for supplying a medium into an exhaust gas conduit in an internal combustion engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2670766C2 (ru) * 2013-08-07 2018-10-25 Рекитт Бенкизер (Брэндз) Лимитед Устройство для испарения летучей жидкости
RU2670765C2 (ru) * 2013-08-07 2018-10-25 Рекитт Бенкизер (Брэндз) Лимитед Устройство для испарения летучего вещества
RU2670766C9 (ru) * 2013-08-07 2018-12-17 Рекитт Бенкизер (Брэндз) Лимитед Устройство для испарения летучей жидкости
RU2670765C9 (ru) * 2013-08-07 2018-12-17 Рекитт Бенкизер (Брэндз) Лимитед Устройство для испарения летучего вещества

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009147294A (ru) 2011-07-10
US20130028804A1 (en) 2013-01-31
DE102007024081A1 (de) 2008-11-27
JP2010528207A (ja) 2010-08-19
US8303766B2 (en) 2012-11-06
CN101680338B (zh) 2012-06-20
EP2150691B1 (de) 2011-04-06
US20100064671A1 (en) 2010-03-18
CN101680338A (zh) 2010-03-24
KR101151172B1 (ko) 2012-06-01
DE502008003110D1 (de) 2011-05-19
WO2008142095A1 (de) 2008-11-27
EP2150691A1 (de) 2010-02-10
PL2150691T3 (pl) 2011-09-30
US8689545B2 (en) 2014-04-08
KR20100009650A (ko) 2010-01-28
ATE504724T1 (de) 2011-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2467181C2 (ru) Способ и устройство для испарения жидкости
RU2455502C2 (ru) Способ и устройство для получения содержащего восстановитель газового потока
US8875499B2 (en) Urea solution reformer and exhaust gas purifier using same
RU2531836C2 (ru) Способ подачи восстановителя в систему выпуска отработавыших газов и соответствующая система выпуска отработавших газов
JP4904281B2 (ja) リーンバーン内燃エンジンのＮＯｘ還元用の還元剤計量システム
RU2543087C2 (ru) Способ и устройство для капельной подачи жидкого восстановителя в выпускной трубопровод
US9512760B2 (en) Aftertreatment system implementing low-temperature SCR
US8146343B2 (en) Approach for injecting a reductant
CN102213129B (zh) 控制车辆排气系统中尿素配量的方法
CN104279029A (zh) 用于scr催化剂的氨储存管理
RU2014122769A (ru) Системы и способы охлаждения форсунки в системах впрыска жидкости для выхлопных систем дизельных двигателей
CN102859135A (zh) 内燃机的排气净化装置
RU2451539C2 (ru) Устройство и способ испарения реагента
JP2022549501A (ja) 排気ガスミキサ、システム及び使用方法
JP5711578B2 (ja) 尿素水改質器及びこれを用いた排ガス浄化装置
US9333466B2 (en) Diesel exhaust fluid injector assembly
DE10346715A1 (de) Diesel-Abgasnachbehandlungssysteme
FR2893977A1 (fr) Procede de commande de l'agent reducteur dans une installation de traitement des gaz d'echappement
JP5865074B2 (ja) 排ガス浄化装置
US20230226504A1 (en) Exhaust gas mixer, system, and method of using
US20230033617A1 (en) Flash boiling injection control
JP2010506079A (ja) 還元剤前駆体を提供するための方法および装置
GB2570313A (en) Exhaust gas treatment apparatus
SE539834C2 (en) An injection arrangement for injection of a urea solution into an exhaust gas passage