[發(fā)明專利]廢氣凈化裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980149307.5
• 申請日: 2009-12-04
• 公開（公告）號: CN102245868A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田浦昌純;牟田研二;團(tuán)野實(shí);勝木將利;氏原優(yōu)子;上野大司;藤永隆;加藤英治;淺海慎一郎;青木直志
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱重工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號: F01N3/08
• 分類號: F01N3/08;B01D53/86;B01D53/94;F01N3/20;F01N3/28
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 金龍河;樊衛(wèi)民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對從內(nèi)燃機(jī)排出的氮氧化物進(jìn)行還原的廢氣凈化裝置。

背景技術(shù)

從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等內(nèi)燃機(jī)排出的氣體、即廢氣中，含有氮氧化物(NOx)、顆粒狀物質(zhì)(PM)。特別是，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)由于在氧過剩的狀態(tài)下使燃料燃燒，因此廢氣中含有大量的氮氧化物(NOx)、顆粒狀物質(zhì)(PM)。因而，在內(nèi)燃機(jī)的排氣管中設(shè)置用于降低顆粒狀物質(zhì)的裝置、用于降低氮氧化物的裝置。作為該降低氮氧化物的裝置，有以下裝置：向引導(dǎo)廢氣的排氣管中噴射尿素，在排氣管內(nèi)由尿素生成氨，并使所生成的氨與廢氣中的氮氧化物反應(yīng)，從氮氧化物中除去氧而恢復(fù)為氮，由此從廢氣中降低氮氧化物。

例如，專利文獻(xiàn)1中記載了一種廢氣凈化系統(tǒng)，其在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中從上游依次配置有DPF裝置、選擇性催化還原型催化裝置。另外，專利文獻(xiàn)1中記載了以下裝置：在通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)用的NOx排放圖計(jì)算出NOx排放量，在DPF裝置的強(qiáng)制再生時(shí)，由強(qiáng)制再生時(shí)用的NOx排放量圖計(jì)算出NOx排放量，并計(jì)算出與該計(jì)算出的NOx排放量對應(yīng)的氨類水溶液的供給量，為了達(dá)到該計(jì)算出的供給量，將氨類水溶液供給至選擇性催化還原型催化裝置的上游側(cè)的廢氣中。

另外，專利文獻(xiàn)2記載了一種廢氣的脫硝裝置，其并非用于處理內(nèi)燃機(jī)的廢氣，而是從垃圾焚燒爐等燃燒設(shè)備排出的廢氣的脫硝裝置，還記載了以下脫硝控制方法：測定處理前氣體的NOx濃度、處理后的廢氣中的氨濃度、廢氣的NOx濃度、和廢氣的流量，由測定結(jié)果計(jì)算出處理前的NOx流量、處置后的NOx濃度、脫硝設(shè)備中的脫硝率的實(shí)際成績、和處理后的廢氣中的氨濃度，并計(jì)算出所計(jì)算出的各值與目標(biāo)值的偏差，由該偏差計(jì)算出校正量，根據(jù)所計(jì)算出的校正量的至少一種計(jì)算出校正NOx流量，并根據(jù)所計(jì)算出的校正NOx流量控制注入到處理前廢氣中的氨流量。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2007-154849號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2005-169331號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

如專利文獻(xiàn)1所記載，通過根據(jù)預(yù)先制作的圖來控制尿素的噴射量，可以降低氮氧化物，還可以調(diào)節(jié)氨的量。另外，如專利文獻(xiàn)2所記載，通過使用氮氧化物的濃度、脫硝率和處理后的廢氣的氨濃度中的至少一種對氮氧化物的流量的偏差進(jìn)行校正，也可以降低氮氧化物，還可以調(diào)節(jié)氨的量。

但是，如專利文獻(xiàn)1所示，在利用預(yù)先制作的圖來調(diào)節(jié)尿素的噴射量的情況下，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，有時(shí)也會(huì)存在氮氧化物泄漏、或氨泄漏的問題。另外，如專利文獻(xiàn)2所示，為了計(jì)算出NOx流量，需要檢測廢氣的流量和NOx(氮氧化物)的濃度并進(jìn)行運(yùn)算，存在花費(fèi)時(shí)間的問題。另外，由于內(nèi)燃機(jī)的排氣量的變化劇烈，因此還存在難以計(jì)算NOx流量的問題。另外，即使以NOx流量作為基準(zhǔn)控制氨的噴射量，也存在無法充分降低氮氧化物和泄漏的氨的量的問題。

本發(fā)明是鑒于上述內(nèi)容而進(jìn)行的，其目的在于提供一種廢氣凈化裝置，該廢氣凈化裝置計(jì)算出噴射到排氣管中的尿素的合適量，氨難以泄漏到下游側(cè)，且能夠有效地降低廢氣中的氮氧化物。

為了解決上述課題而達(dá)到目的，本發(fā)明涉及一種廢氣凈化裝置，用于對從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中含有的氮氧化物進(jìn)行還原，其特征在于，具有：排氣管，引導(dǎo)從所述內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣；尿素水溶液噴射單元，向所述排氣管內(nèi)噴射尿素水溶液；催化單元，其具備尿素SCR催化劑和支撐機(jī)構(gòu)，在所述廢氣的流動(dòng)方向配置于噴射所述尿素水溶液的位置的下游側(cè)，所述尿素SCR催化劑促進(jìn)由噴射的所述尿素水溶液生成的氨與所述氮氧化物的反應(yīng)，所述支撐機(jī)構(gòu)配置于所述排氣管的內(nèi)部并且在所述排氣管的內(nèi)部支撐所述尿素SCR催化劑；氨濃度測量單元，其在所述廢氣的流動(dòng)方向配置于所述催化單元的下游側(cè)，測量通過所述尿素SCR催化劑后的所述廢氣的氨濃度；和控制單元，根據(jù)由所述氨濃度測量單元所測量的氨濃度，控制由所述尿素水溶液噴射單元進(jìn)行的所述尿素水溶液的噴射。

這樣，根據(jù)由氨濃度測量單元所檢測的通過尿素SCR催化劑后的廢氣中所含的氨濃度，利用所述控制單元控制由所述尿素水溶液噴射單元進(jìn)行的尿素水溶液的噴射，由此，可以進(jìn)一步降低從廢氣凈化裝置排出的廢氣中的氨，同時(shí)還可以降低廢氣中的氮氧化物。另外，通過僅根據(jù)氨的檢測值來控制尿素水溶液的噴射量，可以減少運(yùn)算量，也可以簡化裝置結(jié)構(gòu)。

在此，優(yōu)選廢氣凈化裝置還具有處理后氮氧化物濃度測量單元，其在所述廢氣的流動(dòng)方向配置于所述催化單元的下游側(cè)，測量通過所述尿素SCR催化劑后的廢氣的氮氧化物濃度，并且所述控制單元還根據(jù)由所述處理后氮氧化物濃度測量單元所測量的氮氧化物濃度來控制由尿素水溶液噴射單元進(jìn)行的尿素水溶液的噴射。