[發(fā)明專利]采用多個(gè)分流還原氮氧化物

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200780051989.7
• 申請(qǐng)日: 2007-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN101622428A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 弗雷德里克·維茨;丹·漢庫;本杰明·H·溫克勒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): F01N3/035
• 分類號(hào): F01N3/035;F01N3/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 封新琴

發(fā)明背景

本發(fā)明總體上涉及還原氮氧化物(NO_x)排放物的系統(tǒng)和方法，更具體地 涉及將排氣流分流以形成多個(gè)原料流以及之后使多個(gè)原料流重新匯合并送 入選擇性催化反應(yīng)床的系統(tǒng)和方法。

內(nèi)燃機(jī)例如通過燃燒反應(yīng)將燃料(如汽油、柴油等)轉(zhuǎn)變?yōu)楣騽?dòng)力。這 些反應(yīng)產(chǎn)生諸如一氧化碳(CO)、未燃烴(UHC)和氮氧化物(NO_x)(例如一氧化 氮(NO)和二氧化氮(NO₂))等副產(chǎn)物。全球?qū)諝馕廴締栴}的關(guān)注致使建立了 更加嚴(yán)格的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)排放標(biāo)準(zhǔn)。因而，對(duì)至少減少氮氧化物排放物的系 統(tǒng)和方法一直進(jìn)行著持續(xù)不斷的研究。

一種從排氣流中除去氮氧化物的方法包括將氮氧化物還原的選擇性催 化還原(SCR)工藝。例如，廣泛采用氨-SCR工藝，其中使用氨作為選擇性 催化還原工藝的還原劑以生成氮?dú)夂退０?SCR，也稱作NH₃-SCR，因其 催化反應(yīng)性和選擇性而普遍使用。然而，氨的實(shí)際使用主要局限于發(fā)電廠 和其它固定式應(yīng)用。更具體地，氨所引發(fā)的毒性和處理問題(例如儲(chǔ)槽)致使 這種技術(shù)應(yīng)用于汽車和其它移動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)不切實(shí)際。例如，通常難以滿足 關(guān)于車輛排氣系統(tǒng)氨泄漏的現(xiàn)行規(guī)定。

近年來，還對(duì)作為NH₃-SCR工藝潛在競(jìng)爭(zhēng)者的烴選擇性催化還原 (HC-SCR)氮氧化物開展了全面的研究。烴還原劑與排氣流中的氮氧化物反 應(yīng)，主要生成氮?dú)夂投趸肌＿@種選擇性催化還原工藝的主要優(yōu)點(diǎn)在于 與氨相對(duì)使用烴作為還原物質(zhì)，從而對(duì)泄漏具有微小的擔(dān)憂。例如，已知 使用丙烷作為還原劑的HC-SCR工藝。然而，這種工藝還未商業(yè)化，因其 去除氮氧化物的有效性低。另外，用于HC-SCR工藝的催化劑通常具有窄 的工作溫度范圍。因此，在催化材料經(jīng)受寬的溫度范圍的瞬變應(yīng)用中，這 些類型的床無法實(shí)際用于處理燃料產(chǎn)生的排氣流。

因而，對(duì)于用于減少氮氧化物排放物的改進(jìn)系統(tǒng)和方法存在持續(xù)的需 求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明披露用于還原氮氧化物排放物的方法和排氣管。在一種實(shí)施方 案中，還原排氣流中氮氧化物的方法包括將包含一定濃度一氧化氮的排氣 流分送到三種類型的流通單元(flow-through?cell)中，其中第一流通單元包括 催化劑，配置該催化劑以使用還原劑還原一氧化氮，從而形成包括含氮物 質(zhì)的第一原料流。第二流通單元包括催化劑，配置該催化劑以氧化一氧化 氮，從而形成包括二氧化氮的第二原料流，第三流通單元不改變一氧化氮 的濃度并形成包括一氧化氮的第三原料流。然后，將第一、第二和第三原 料流混合以形成均勻混合物并送入催化床，配置該催化床以將含氮物質(zhì)、 一氧化氮和二氧化氮轉(zhuǎn)化為包括氮?dú)夂退牧黧w。

用于還原氮氧化物排放物的排氣管包括：具有至少三個(gè)單元的第一部 分，所述至少三個(gè)單元包括經(jīng)配置還原一氧化氮以形成含氮物質(zhì)的第一單 元、經(jīng)配置氧化硝酸以形成二氧化氮的第二單元、經(jīng)配置不與一氧化氮流 反應(yīng)的第三單元；設(shè)置于第一單元的上游并與第一單元流體連通的烴還原 劑；位于第一部分的下游并與第一部分流體連通的第二部分，配置該第二 部分以形成來自第一部分的含氮物質(zhì)、一氧化氮和二氧化氮的均勻混合物； 位于第二部分的下游并與第二部分流體連通的第三部分，配置該第三部分 以使含氮物質(zhì)、一氧化氮和二氧化氮進(jìn)行反應(yīng)，從而形成包括氮?dú)夂退? 流體。

通過以下附圖和詳述對(duì)上述和其它特征進(jìn)行示例。

附圖說明

參照示例性附圖，其中在各附圖中以相同的標(biāo)記表示相同的要素：

圖1是用于至少還原氮氧化物排放物的系統(tǒng)的實(shí)施方案的示意圖；和

圖2是用于至少還原氮氧化物排放物的系統(tǒng)的另一實(shí)施方案的示意圖。

具體實(shí)施方式