用于排出柴油機廢氣、具有氨解模塊的設備制造技術

本發明專利技術涉及一種通過使用氫氣來排出柴油機廢氣的設備，其包括有氨解模塊。更具體地，本發明專利技術涉及一種用于凈化柴油機廢氣的設備，其中所述的用于排出柴油機廢氣的設備包括以串聯的模式形成在柴油機下游的DOC-DPF-LNT模塊，進一步包括氨解模塊；所述的用于排出柴油機廢氣的設備包括以串聯的模式形成在柴油機下游的DOC-DPF-HC-SCR模塊，進一步包括氨解模塊；并且所述設備包括LNT-DPF模塊和氨解模塊。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于后處理柴油機廢氣的設備，尤其是涉及一種用于排出柴油機廢氣的設備，其通過使用在氨解模塊中產生的氫氣改善了凈化柴油機廢氣的能力，特別是凈化氮氧化物的能力。
技術介紹
通常，具有固有的高熱效率(S卩，高燃料燃燒效率)和在低速下具有高扭矩的柴油機對于給車輛提供驅動力的設備是有用的，并且可以在高A/F (空氣對燃料)比，缺乏燃料 混合物的條件下進行驅動。為此，柴油機表現出高的HC和CO轉化率，但是柴油機廢氣排放出高含量的NOj^P顆粒。所述NOx (氮氧化物)和顆粒均為難轉化成無害材料的柴油機廢氣的組分。然而，涉及其的排放標準因為相關的環境問題而逐漸地嚴格化。為了減少顆粒，對它們進行后處理的方法聚焦于催化型柴油顆粒過濾器(CDPF或者DPF)，其也被稱為催化型煙塵過濾器(CSF)。廣義上講，這些過濾器被構造為從廢氣中捕獲并回收顆粒。首先為了捕獲顆粒，已經公開了適用于吸收柴油機廢氣顆粒的各種過濾系統并且其包括蜂窩壁流過濾器等等(參見圖I)。在過濾器內捕獲并累積所述顆粒之后，應當在過濾器內連續地或者周期性地燃燒(回收)獲得的顆粒。由此，向所述過濾器提供催化齊U，從而降低燃燒的溫度，并且還用于制造催化型柴油顆粒過濾器。通常，CDPF或CSF可降低90%或者更多的顆粒，并且在顆粒累積和過濾器回收之后進行被動燃燒。在DPF中，碳顆粒可以在550°C下燃燒，但在NOx的存在下甚至在250°C就可以被氧化。因此，為了產生NOx并降低回收溫度，將包括Pt和/或Pd的貴金屬裝載在DPF上，因為它們會將柴油機排放的廢氣中的氮氧化物氧化成N02。因此，一種通常被稱為柴油氧化催化劑(DOC)的附加模塊可以被安裝在前端。當經過所述DOC的時候，所獲得的由柴油機排放的氣體可以產生NO2作為副產物，其可以氧化HC (碳氫化合物)和CO，并且同時降低安裝在后端的DPF內的燃燒溫度。對于這樣的過濾器回收，當在⑶PF或CSF的前端附加地噴射氫氣的時候，碳顆粒就可以在相對低的溫度下氧化，例如在200°C或者更低。與此同時，當在DOC的前端注射氫氣的時候，DOC的性能由于LOT的降低也會有所改善，進一步地脫硫效率也會變得更好。如現有技術中所公開的，已經嘗試了用于從柴油機廢氣中除去氮氧化物的不同的方法，例如使用包括選擇性催化還原(SCR)或者稀燃氮氧化物捕集器(LNT)的催化體系。特別是在SCR體系中，尿素-SCR (NH3-SCR)模塊通過包括如下步驟的方法產生無害的含氮組分將安裝在運輸工具上的存儲容器(桶)內的尿素向廢氣的上游噴射；之后，通過使用水解催化劑將尿素轉化為氨；并且通過使用氨作為還原劑來還原氮氧化物(NO、NO2)0圖2示出了用于后處理廢氣的系統的概括圖，其包括尿素-SCR模塊。圖3示出了尿素-SCR模塊的詳述圖。此外，公開了所謂的HC-SCR模塊。具體地，其為通過使用HC (碳氫化合物)作為還原劑來選擇性減少NOx的催化轉化器，并且所述的HC選擇性地與NOx反應生成N2、CO2和水(H20)。此外，在最近的研究中闡明了當在HC-SCR模塊的前端噴射氫氣的時候，極大地改善了選擇性還原。此外，LNT (稀燃氮氧化物捕集器)被認為是一種用于還原氮氧化物的系統，其以如下的機制來實施，即，在貧乏區域捕獲氮氧化物并且在富集區域將其釋放，以由此通過使用催化劑將它們轉化為氮和二氧化碳。這一 NOx捕集器是有利的，其在高溫下具有良好的耐久性。然而，它也是存在問題的，燃料內的含硫組分會對其產生抑制并且當在富集區域回收的時候具有HC和CO的低的回收效率
技術實現思路
本專利技術的專利技術者已經認識到，當根據需要引入氫氣時，D0C、DPF和HC-SCR(或LNT)模塊可以分別降低傳統DOC的L0T，提高脫硫效率，降低DPF的回收溫度，并且提高作為除去氮氧化物的選擇性模塊的HC-SCR (或LNT)效率。然后，我們改進了當前使用的尿素-SCR模塊，以水解尿素產生氨并將所獲得的氫氣分別地或者可選地引入至上述的模塊中。因此，我們確定解決了之前的問題并且成功地完成了本專利技術。專利技術詳述本專利技術涉及一種用于排出柴油機廢氣、包括氨解模塊的設備，尤其是涉及一種用于排出柴油機廢氣、并由在柴油機下游串聯的D0C-DPF-LNT模塊組成且進一步包括氨解模塊的設備。此外，本專利技術涉及一種用于排出柴油機廢氣、并由在柴油機下游串聯的D0C-DPF-HC-SCR模塊組成且進一步包括氨解模塊的設備。此外，本專利技術涉及一種用于凈化柴油機廢氣、包括LNT-DPF模塊和氨解模塊的設備。根據本專利技術，所述的氨解模塊可以是催化體系，其涂覆有用于尿素水解和氨解的催化劑并且形成為蜂窩狀，但是其不限于此。提供氨作為氨前體，例如以像尿素、異氰酸等形式保存在可運輸存儲容器中。所述前體被水解以產生氨。因此，所述的氨解模塊可以由單一的或者兩個及以上的系統構成，其包括以混合物形式共同存在的用于前體水解的催化劑以及用于氨解的催化劑，或者獨立地包括它們。效果本專利技術的系統有效地降低DOC模塊內的LOT、降低DPF的回收溫度以及降低在所述模塊中使用的貴金屬含量。此外，它們能夠獲得由于使用氫氣作為還原劑的脫硫效果并且提高在LNT或HC-SCR模塊中氮氧化物的還原效率。尤其是，如果其被改進的話，本專利技術的系統可以安裝在之前的用于排出氣體的并裝備有尿素-SCR模塊的設備中。因此，本專利技術的特征可以簡單地在不改變現有系統的情況下被實施。附圖說明圖I示出了本專利技術中應用的DPF的概括圖。圖2示出了常規DOC、DPF和尿素-SCR排列的一個實施方式。圖3示出了尿素-SCR模塊的詳細視圖。圖4示出了根據本專利技術的用于排出柴油機廢氣的系統。圖5示意性地示出了 LNT模塊的機理。具體實施例方式圖4中闡明了根據本專利技術的用于排出廢氣的設備。也就是說，它們為包括D0C-DPF-LNT (或HC-SCR)或者LNT-DPF模塊排列的系統。在本專利技術中，廢氣的“下游”指的是針對一個基準元件的廢氣流向。“模塊”指的是實現一個功能的最小單元。舉例來說，“DPF”模塊指的是用于捕獲由柴油機排出的顆粒的過濾器設備，并且根據需要其能夠實現回收功能。“HC-SCR模塊”指的是涂覆有所謂的SCR催化劑從而通過使用碳氫化合物(HC)作為還原劑來除去NOx的載體。此外，“LNT模塊”指的是涂覆有在貧乏區域捕獲NOx、吸收NOx并將其儲存，當噴射燃料或到達富集區域的時候凈化所獲得的N0X，并且相應地恢復NOx捕獲功能的催化劑的載體。本專利技術提供用于排出柴油機廢氣的設備，其串聯地包括柴油氧化催化模塊、催化型柴油顆粒過濾器模塊以及串聯地布置在所述催化型柴油顆粒過濾器模塊的廢氣下游的HC-SCR模塊(或LNT模塊)，其中分別地或者可選地在柴油氧化催化模塊、催化型柴油顆粒 過濾器模塊和HC-SCR模塊(或LNT模塊)的前端注射氫氣。所述氫氣由氨解單兀產生，并且所述氨衍生自氨前體，特別是通過尿素溶液的水解。此外，本專利技術提供用于排出柴油機廢氣的設備，其串聯地包括LNT模塊和催化型柴油顆粒過濾器模塊，其中分別地或者可選地在LNT模塊和催化型柴油顆粒過濾器模塊的前端注射氫氣。所述氫氣由氨解單元產生，并且所述氨衍生自氨前體的水解。在下文中，將更加清楚地描述上述元件。這些元件已經被公開并且本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.04.21 KR 10-2010-00367071.一種用于排出柴油機廢氣的設備，具有氨解模塊，所述設備包括根據廢氣的流向串聯地設置的DOC模塊、DPF模塊和HC-SCR模塊，其中分別地或者可選地在所述DOC模塊、DPF模塊和HC-SCR模塊的前端注射氫氣，所述氫氣衍生自氨解模塊，并且所述氨解模塊包括用于尿素水解和氨解的催化劑。2.一種用于排出柴油機廢氣的設備，具有氨解模塊，所述設備包括...

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓賢植，金垠錫，金載郵，
申請(專利權)人：喜星觸媒株式會社，
類型：
國別省市：