[發明專利]一種柴油機尾氣凈化的柔性集成裝置及其方法

有效

• 申請號: 201310717742.1
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103726912A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 譚丕強;俞銳康;胡志遠;樓狄明
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于柴油機尾氣后處理技術領域，具體涉及一種柴油機尾氣凈化的DOC+DPF+SCR（柴油機氧化催化器+柴油機顆粒捕集器+選擇性催化還原裝置）柔性集成裝置及其方法。

背景技術

柴油機以其良好的經濟性和動力性，廣泛地應用于交通運輸、農業機械和工程機械等領域。柴油機的尾氣中主要包括一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、顆粒(PM)和氮氧化物(NOx)等有害污染物，其中顆粒(PM)和氮氧化物(NOx)的排放較高，對環境和人體都有很大的危害，因此各國排放法規對于柴油機PM和NOx的排放限制越來越嚴格。除了采用必要的機內措施改善燃燒之外，還必須對柴油機廢氣中的PM和NOx采取機外后處理凈化措施，才能有效降低二者的有害排放量。

在諸多技術方案中，柴油機氧化催化器DOC(Diesel?Oxidation?Catalyst)是降低CO和HC的主要后處理技術之一，柴油機顆粒捕集器DPF(Diesel?Particulate?Filter)是降低PM排放的主要后處理技術措施之一，選擇性催化還原裝置SCR(Selective?Catalytic?Reduction)是降低NOx排放的主要后處理技術措施之一。而要滿足未來日益嚴格的排放法規如歐六排放法規，僅靠單個尾氣后處理技術已無法滿足要求，需要采取不同后處理技術的集成組合，在柴油機排氣系統中同時加裝DOC、DPF以及SCR。

在同時使用DOC、DPF和SCR技術時，將DOC布置在整個組合的最前端，在其氧化CO和HC的同時，能夠將一部分NO氧化成NO₂，提高NO₂比例，從而加快SCR反應速率。

廢氣首先通過DOC，而DPF和SCR具體位置的布置則存在先后問題。一般來說有兩種方案：

(1)?DPF前置，即廢氣先通過DPF再通過SCR。對于該方案，廢氣先通過DOC氧化HC和CO，再通過DPF將廢氣中的顆粒進行過濾捕集，凈化顆粒后的廢氣最后進入SCR。這樣可以減少碳煙顆粒等在SCR內的沉積，保證SCR中NOx的反應面積及其工作性能；并且廢氣進入DPF時溫度較高，有利于DPF再生，可以有效地改善其被動再生性能，減少主動再生的次數，提高整機的經濟性。缺點是廢氣經過DPF再進入SCR時，廢氣本身溫度有所下降，這對需要一定溫度才能有良好NOx轉換效率的SCR系統不利。

(2)?SCR前置，即廢氣先通過SCR再通過DPF。對于該方案，則與前述方案剛好相反。廢氣先通過DOC對HC和CO進行氧化，再通過SCR以降低NOx排放，此時進入SCR的廢氣溫度較高，這對保證其中NOx的催化轉換效率是十分有利的。但缺點是廢氣中的顆粒會有部分沉積在SCR的內壁，對其工作性能有所影響。最后廢氣再進入DPF，對其顆粒進行捕集凈化，此時廢氣溫度有所降低。如果其再生技術使用的是主動再生技術如電加熱或噴油等技術，對其再生效果影響不大；但如果采用的是被動再生技術如催化再生或添加劑再生，由于再生需要一定的排氣溫度，因此再生效果將會受到影響。

可見，同時采用DOC+DPF+SCR技術可降低柴油機各有害污染物的排放，但由于后兩者存在系統布置的先后順序問題，影響了其對柴油機尾氣的后處理凈化效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種有效降低有害污染物的柴油機尾氣凈化DOC+DPF+SCR（柴油機氧化催化器+柴油機顆粒捕集器+選擇性催化還原裝置）柔性集成裝置及其方法，可以實時、在線、柔性的改變柴油機尾氣進入DPF或者SCR的先后順序。