[發明專利]用于內燃機的排氣凈化裝置

有效

• 申請號: 201480051458.8
• 申請日: 2014-08-05
• 公開（公告）號: CN105556086B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 加藤享
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;B01D53/00;B01D53/26;C01C1/02;F01N9/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 李英

技術領域

本發明涉及用于內燃機的排氣凈化裝置。

背景技術

選擇性催化還原NO_x催化劑(以下也簡稱做“NO_x催化劑”)是已知的，其中通過使用氨作為還原劑來凈化從內燃機排出的排氣中含有的NO_x。例如，當通過向NO_x催化劑供給預先儲存在罐中的氨來凈化NO_x時，使用者需要向該罐補充氨。

與此相關，已知一項技術，其中從水和空氣中含有的氮生成氨(參見例如專利文件1)。當使用該技術時，使用者不需要補充氨，但需要補充用于生成氨的水。

引用列表

專利文件

PTL 1：JP 2013-108480A；

PTL 2：JP 2009-084615A；

PTL 3：JP 2012-026036A；

PTL 4：JP 2008-075646A；

PTL 5：JP 2009-079540A。

發明內容

技術問題

已考慮到前述問題而做出本發明，本發明的目的在于提高在使用氨來凈化NO_x時的使用者的便利性。

解決方案

為了實現上述目的，根據本發明，提供了一種用于內燃機的排氣凈化裝置，其包括：

催化劑，其配置于內燃機的排氣通路，并且其通過使用氨來凈化該內燃機的排氣；和

氨供給設備，其向催化劑供給氨，

其中，氨供給設備包括：

氨生成設備，其由氮和水生成氨；

氮供給設備，其從空氣中分離氮并且其向氨生成設備供給該氮；和

水供給設備，其從內燃機的排氣中分離水并且其向氨生成設備供給該水。

合適的是，催化劑通過利用氨來凈化排氣。催化劑例如為選擇性催化還原NO_x催化劑。氨生成設備通過使用從空氣中分離出的氮和從內燃機的排氣中分離出的水作為原料來生成氨。通過向催化劑供給氨來凈化排氣。能夠獲得空氣和內燃機的排氣而無需使用者他自己/她自己來供給它們。因此，可提高使用者的便利性。

水供給設備可從內燃機的排氣中分離水，并且水供給設備可以以水蒸氣狀態向氨生成設備供給該水；并且

氨生成設備可電解合成氨。

根據如上所述的氨生成設備，可通過使用從空氣中分離出的氮和從內燃機的排氣中分離出的水來電解合成氨。當以水蒸氣的狀態向氨生成設備供給水時，與供給液體水時相比，由此可提高氨的生成效率。

氨生成設備可包括：

儲存熔融鹽的熔融鹽儲存單元；和

配置在熔融鹽儲存單元中的一對電極，其中：

氮供給設備可向熔融鹽儲存單元供給氮；

水供給設備可向熔融鹽儲存單元供給水；并且

通過對電極通電，氨生成設備可電解合成氨。

根據如上所述的氨生成設備，可通過使用從空氣中分離出的氮和從內燃機的排氣中分離出的水來電解合成氨。

水供給設備可包括：

將內燃機的排氣中含有的水冷凝的冷凝單元；和

將通過冷凝單元冷凝的水轉換為水蒸氣的蒸發單元。

即，將排氣中含有的水蒸氣冷凝以液化水，并將液化的水再次蒸發(汽化)以提供水蒸氣(蒸汽)。向氨生成設備供給如上所獲得的水蒸氣。在該過程中，在一旦將排氣中含有的水冷凝并隨后蒸發時，由此可除去在排氣中含有的任何雜質。此外，可以以水蒸氣的狀態向氨生成設備供給水，且因此可提高氨的生成效率。冷凝單元可通過進行例如內燃機的排氣和內燃機的冷卻水之間的熱交換來將水冷凝。此外，在氨生成設備的溫度不低于完成暖機的溫度即預定溫度時，水供給設備可向氨生成設備供給水蒸氣。

水供給設備可包括水儲存單元，水儲存單元儲存由冷凝單元冷凝的水以及將通過蒸發單元從水轉換的水蒸氣再冷凝(再次冷凝)而得到的水中的至少一種。