[發(fā)明專利]內燃機尾氣保溫或升溫的方法及其裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910081770.2
• 申請日: 2009-04-09
• 公開（公告）號: CN101514651A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發(fā)明（設計）人: 李平;王海
• 申請（專利權）人: 張家口百通環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N3/24;B01D53/94
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司
• 代理人: 張文祎

技術領域

本發(fā)明涉及一種內燃機尾氣處理的方法及其裝置，具體的說，涉及一種內燃機尾氣保溫或升溫的方法及其裝置。

背景技術

由于對改進燃油經(jīng)濟性的迫切需要，柴油機及稀薄燃燒(lean?burn)汽油機的應用近年來迅速增加。然而，由于發(fā)動機燃燒室及其產(chǎn)生的廢氣中含有過多的氧，使得這些發(fā)動機排出大量氮氧化物(NOx)，從而致使采用普通的三元催化劑的方法無法起作用。針對此問題，人們已經(jīng)提出多種還原氮氧化物的后處理技術。其中，在尾氣中注入尿素溶液使之分解出氨在選擇性還原催化劑(SCR)的作用下將有毒的氮氧化物(NOx)轉化為氮氣和水是一種最有效的方法。然而SCR的催化效率(活性)在尾氣溫度過高或過低時都會有所下降。對于一些柴油發(fā)動機，尤其是排氣量較小的發(fā)動機，經(jīng)常由于排氣溫度偏低或排氣溫度損失太大而導致SCR溫度達不到反應所需最佳催化溫度，從而無法達到尾氣后處理所要求的NOx轉化率。現(xiàn)在市面上的SCR的最佳活性溫度范圍一般在250～550℃之間。在250℃以下，SCR活性明顯下降，從而影響NOx的轉化率。很不巧的是在實踐中有許多發(fā)動機，尤其是小排量的發(fā)動機，其排氣溫度在到達SCR催化劑時已降到了250℃以下，導致SCR在這些發(fā)動機上的應用受到限制。另外，即使是排量大的發(fā)動機，在冷啟動時，SCR需要較長一段時間才能被加熱到具有催化活性的溫度。如果這時采用排氣保溫法或升溫方法，SCR可以提前達到有效狀態(tài)。

本發(fā)明涉及兩種方法來提升尾氣穿過SCR時的溫度。一種方法是在排氣管涂上一層或多層絕熱涂層以減少排氣熱量損失，起到保溫效果。另一種方法是采用一個燃燒裝置來對尾氣進行加熱升溫。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種內燃機尾氣保溫或升溫的方法；該方法是在內燃機尾氣的排氣管壁涂上一層或多層絕熱涂層以減少排氣熱量損失，起到保溫效果；或者采用一個燃燒裝置來對尾氣進行加熱升溫。從而維持尾氣溫度在SCR的最佳反應活性溫度范圍內。

本發(fā)明還要解決的技術問題是提供一種內燃機尾氣升溫的裝置。

為解決上述第一個技術問題，本發(fā)明一種內燃機尾氣保溫或升溫的方法，該方法是發(fā)動機尾氣處理時，在發(fā)動機尾氣中注入尿素溶液使之分解出氨，在選擇性還原催化劑(SCR)的作用下將有毒的氮氧化物(NOx)轉化為氮氣和水；所述發(fā)動機排氣管壁上涂設一層或一層以上的絕熱涂層，以減少排氣熱量損失，起到保溫效果；或者在發(fā)動機排氣管壁上設置一個燃燒裝置來對尾氣進行加熱升溫。

為解決上述第二個技術問題，本發(fā)明一種內燃機尾氣處理的裝置，它包括發(fā)動機、還原劑注射系統(tǒng)和催化反應系統(tǒng)；所述發(fā)動機設有排氣管，所述催化反應系統(tǒng)設置在排氣管上；所述排氣管壁上設有一層或一層以上的絕熱涂層。

作為上述技術方案的改進，所述絕熱涂層是二氧化硅陶瓷材料或以稀土氧化物Y₂O₃作添加劑的釔穩(wěn)定化氧化鋯陶瓷材料。

作為上述技術方案的改進，所述絕熱涂層采用高速氧燃料噴涂法(highvelocity?oxy-fuel?technology-簡稱HVOF法)噴涂在排氣管壁的內表面、外表面或內外表面上。

為解決上述第二個技術問題，本發(fā)明一種內燃機尾氣處理的裝置，它包括發(fā)動機、還原劑注射系統(tǒng)和催化反應系統(tǒng)；所述發(fā)動機設有排氣管，所述催化反應系統(tǒng)設置在排氣管上；所述排氣管外覆設有燃燒器。

作為上述技術方案的改進，所述還原劑注射系統(tǒng)包括還原劑儲存罐、計量泵和控制器；所述還原劑儲存罐通過還原劑輸送管與計量泵連接相通，所述計量泵的出口處設有噴嘴，該噴嘴設置在發(fā)動機排氣管內；所述控制器通過數(shù)據(jù)傳輸線分別和發(fā)動機、計量泵和燃燒器相連接；所述燃燒器和計量泵通過管道相連接，且在燃燒器和計量泵之間的管道上設有氣源；所述燃燒器和一燃油源通過管道相連接。

作為上述技術方案的改進，所述催化系統(tǒng)內設有溫度傳感器，該溫度傳感器通過數(shù)據(jù)傳輸線和控制器相連接。

作為上述技術方案的改進，所述催化系統(tǒng)內設有氮氧化物傳感器，該氮氧化物傳感器通過數(shù)據(jù)傳輸線和控制器相連接。

作為上述技術方案的改進，所述燃燒器通過管道與一燃油計量泵相通連接，該燃油計量泵通過管道與燃油源相通連接；所述燃油計量泵通過管道與氣源相通連接，所述燃油計量泵和氣源之間的管道還通過管道進入燃燒器內。