[發(fā)明專利]通過使用水解催化涂層增加還原劑降解反應(yīng)器的耐久性

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080012829.3
• 申請日: 2010-01-26
• 公開（公告）號: CN102361680A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阿文德·V·哈利納斯;布賴恩·E·布萊克維爾;托馬斯·M·尤納肖里斯
• 申請（專利權(quán)）人: 康明斯過濾IP公司
• 主分類號: B01D53/94
• 分類號: B01D53/94;F01N3/20;B01J19/02
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

優(yōu)先權(quán)信息

本申請正在以康明斯過濾IP公司的名義申請PCT國際專利申請，并請求 主張于2009年2月2日申請的、名稱為“通過使用水解催化涂層增加還原劑分 解反應(yīng)器耐久性”的美國專利申請第12/364,048號的優(yōu)先權(quán)，這件在先申請以 全文引用的方式結(jié)合于本專利申請中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種排氣系統(tǒng)領(lǐng)域。尤其是，本發(fā)明描述的內(nèi)容涉及排氣系統(tǒng) 的后處理部分的選擇性催化還原反應(yīng)(SCR)，通過采用水解催化涂層增加了整 個排氣系統(tǒng)的性能和耐久性。

背景技術(shù)

與使用內(nèi)燃機相關(guān)的一個普遍問題是在廢氣流中形成有不需要的副產(chǎn)品， 特別是氮氧化物。后處理系統(tǒng)，如選擇性催化反應(yīng)(SCR)系統(tǒng)，通過使用尿 素定量配給系統(tǒng)來降低廢氣流中的氮氧化物含量，從而分解氮氧化物。然而， 尿素定量配給系統(tǒng)很容易在后處理系統(tǒng)中形成尿素沉積物。尿素沉積物的累積 可能會導(dǎo)致接觸尿素的尿素分解反應(yīng)器的部分腐蝕和侵蝕。最終，這些尿素沉 積物可能會導(dǎo)致在后處理系統(tǒng)中廢氣的排放不能達標和增加發(fā)動機的背壓。在 過去，水解催化涂層已應(yīng)用于后處理系統(tǒng)中的滲透催化裝置的一部分上，以提 高選擇性催化反應(yīng)(SCR)系統(tǒng)的性能，但其效用還沒有被應(yīng)用到在整個還原 劑分解反應(yīng)器中防止尿素沉積物的形成和累積。

發(fā)明內(nèi)容

本專利申請描述了應(yīng)用在排氣系統(tǒng)的后處理部分內(nèi)的各個區(qū)域上的水解催 化涂層。該水解催化涂層增加了尿素和尿素沉積物分解率和減緩了在反應(yīng)器中 尿素沉積物的形成，從而導(dǎo)致了更有效的后處理系統(tǒng)。具體來說，水解催化涂 層在很短的停留時間內(nèi)將尿素和尿素沉積物分解成氨，甚至在低溫和/或后處理 系統(tǒng)的低流速部分。這考慮到在先前的尿素定量配給不切實際的應(yīng)用制度下的 后處理能力。該水解催化涂層還可以防止接觸到的尿素或尿素副產(chǎn)品的后處理 系統(tǒng)的各個部分的侵蝕和腐蝕。這種涂層的保護作用可以增加組件的使用壽命 和有能力較少使用昂貴的材料如成本高的不銹鋼材料制造后處理系統(tǒng)，并仍然 保持相同的耐用性。

特別是，該水解催化涂層通過使具有水解催化涂層表面的表面溫度最大化 提高了成氨動力學(xué)，從而消除異氰酸(HNCO)化合物和減少副產(chǎn)品的形成， 如縮二脲，異氰脲酸，三聚氰酸二酰胺(ammeline)和三聚氰酸一酰胺 (ammelide)。異氰酸化合物作為可能導(dǎo)致該排氣系統(tǒng)的金屬部分腐蝕的尿素沉 積物的形成的初期形式。此外，該水解催化涂層降低進入到分解反應(yīng)器中的尿 素的定量配給溫度，從而提高了該后處理系統(tǒng)中的分解氮氧化物的整個工藝。

在一個實施例中，本發(fā)明提供了一種還原劑分解反應(yīng)器，該還原劑分解反 應(yīng)器利用水解催化涂層分解尿素和尿素沉積物和減緩尿素沉積物的形成。該反 應(yīng)器包括一個連接到中間管部的噴射器支架，一個進氣管，一個出氣管和一個 攪拌器。該噴射器支架能夠?qū)⒛蛩刈⑷朐摲磻?yīng)器。該進氣管是形成于該中間管 部的第一端，且配置用于連接到排氣系統(tǒng)的第一部分。該出氣管是形成于該中 間管部的第二端，且配置用于連接到排氣系統(tǒng)的第二部分。該攪拌器是安裝在 靠近該出氣管的中間管部的一端，且配置用于分解由噴射器支架注入到反應(yīng)器 內(nèi)的尿素。該水解催化涂層應(yīng)用于噴射器支架的內(nèi)表面、該中間管部的內(nèi)表面、 該出氣管的內(nèi)表面，以及攪拌器的外部邊緣，且該水解催化涂層能分解與水解 催化涂層接觸的尿素和尿素沉積物，并減緩尿素沉積物的形成。

附圖說明

圖1是具有水解催化涂層的可拆卸的還原劑分解反應(yīng)器的側(cè)視圖。

圖2A是具有水解催化涂層的噴射器支架的一實施例的截面?zhèn)纫晥D。

圖2B是具有水解催化涂層的噴射器支架的另一實施例的截面?zhèn)纫晥D。

具體實施方式

在下面的詳細描述之中，參考了作為詳細描述的一個部分附圖，并且在它 是由本發(fā)明的具體實施例來顯示。這些具體實施例描述得足夠詳細，以使本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)所主張的內(nèi)容，可以理解，在不偏離本發(fā)明權(quán)利要 求的精神和范圍的情況下，可能使用其他的具體實施例。因此，下面的詳細描 述不會構(gòu)成本發(fā)明的一種限制。