[發明專利]后處理系統

在審

• 申請號: 201310348073.5
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103573372A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: M·P·貝格;T·W·曼寧;R·E·杰夫斯;K·N·恩格森;A·M·丹尼斯;P·V·拉奧
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F01N13/18
• 分類號: F01N13/18;F01N3/24
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟;馮思思

技術領域

本發明總體上涉及廢氣后處理系統，用于減少來自諸如大型內燃機等動力系統的排放，更具體地，本發明涉及一種在其中單獨的催化器或后處理塊可被不定期地移除和維修的系統。

背景技術

動力系統，特別是如柴油機、汽油發動機和天然氣汽輪機等內燃機在運轉期間會產生一些副產品和排放，包括諸如NO和NO₂等的氮氧化物排放，有時用NO_x表示。為響應政府對這些排放實施的不斷增加的法令，內燃機制造商已研究各種措施用來減少由內部燃燒過程產生的氮氧化物的量和影響。一種方法是被稱為選擇性催化還原的化學過程，其可被稱為SCR。在SCR過程中，將氣體或液體還原劑引入到廢氣系統中，在該系統中，還原劑能夠與廢氣混合或者還原劑能夠被吸附在位于內燃機下游的廢氣系統中的催化器上。常用的還原劑是尿素，但其他合適的物質諸如氨等也能夠容易地用于SCR過程。NO_x污染物能夠與還原劑和催化劑起反應，從而NO_x被轉化為氮(N₂)和水(H₂O)。

在SCR過程中使用的催化器可包括已由活性材料處理或涂層的內部支撐結構或載體矩陣，該活性材料促進SCR轉換過程。例如，矩陣可以為以賤金屬(例如釩)涂層的金屬或陶瓷或結合物，例如銅沸石。在大規模應用中，可將多個催化器設置在一個共同的殼體或模塊中，如在名稱為“Method?of?Manufacturing?Exhaust?Aftertreatment?Devices”的美國專利申請No.2009/0113709中指出的那樣，該專利的全部內容以引用方式并入本文。該申請描述了多個整體載體，其可被卷繞在支撐墊中并經由軟填充過程插入用于保持的圓柱形殼體中。

經過一段時間，SCR催化器中的活性材料由于廢氣中的其他產品諸如催化器中收集的磷或硫等而可能被耗盡或可能被去活性。此外，通常將載體矩陣設計為薄壁柵格或框架，這樣可能會受損。因此，需要不定期地從廢氣系統中移出SCR催化器，以用于維修或置換。然而，在殼體或模塊中包括多個催化器的情況下，特別在與大型動力系統相關聯的廢氣系統中，單個催化器的移除和置換會變得復雜。

發明內容

本發明一方面描述了一種用于插入套筒的后處理塊。后處理塊包括在第一面和第二面之間延伸的載體矩陣。環繞載體矩陣設置有罩。該罩可在接近第一面的第一外緣和接近第二面的第二外緣之間延伸。罩還可包括懸伸部，懸伸部使第一外緣延伸超出第一面。為了能夠從套筒回收后處理塊，后處理塊可包括設置在懸伸部內表面上的回收結構。

另一方面，本發明描述了一種當需要時維修后處理模塊的方法。后處理模塊包括至少一個縱向套筒，其沿縱向軸線在上游端部和下游端部之間延伸。套筒具有形成在上游端部的沿軸向排列的開口。該方法包括將第一后處理塊容納在套筒中，以沿縱向軸線軸向排列。該方法還涉及通過接合在第一后處理塊上的回收結構并經由開口在軸向移出第一SCR催化器從套筒回收第一后處理塊。

在又一方面，本發明描述了包括布置成束的縱向套筒的后處理模塊。各套筒沿縱向軸線在上游端部和下游端部之間延伸，并包括形成在各上游端部上的開口。將多個后處理塊在軸向插入各套筒，包括朝向上游端部布置的至少一個第一后處理塊，和朝向下游端部布置的第二后處理塊。各后處理塊包括載體矩陣和環繞載體矩陣設置的罩。罩可具有延伸超過載體矩陣的懸伸部。各后處理塊還包括設置在懸伸部上的回收結構?；厥仗卣髂軌驅崿F第一后處理塊和第二后處理塊從套筒沿軸向經由上游端部的開口的回收。

附圖說明

圖1是包括內燃機的動力系統的側視圖，該內燃機與發電機聯接并與清潔排放模塊相關聯；

圖2是清潔排放模塊的立體圖，該清潔排放模塊的頂部被移除以示出模塊內部的組件和穿過該模塊的廢氣流；

圖3是設置在圖2的清潔排放模塊中的SCR模塊的立體圖，其包括至少一個容納多種SCR催化器的套筒；

圖4是后處理塊，特別是SCR催化器的實施方式的立體圖，具有形式為在SCR催化器的外罩懸垂伸展部分中設置的槽的回收結構，詳細示出了催化器的載體矩陣；

圖5是圖4的SCR催化器通過與槽接合的回收工具從SCR模塊的套筒(以虛線示出)被回收的立體圖；

圖6是回收工具另一實施方式的立體圖，該回收工具接合設置在SCR催化器上的沿直徑相對置的槽；