[發明專利]智能電加熱氨氣產生裝置及其加熱釋氨方法

在審

• 申請號: 201710503091.4
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107524503A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 韓建;崔龍;張克金;邊海東;閆曉東;于力娜;劉國軍
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司22100
• 代理人: 王薇

技術領域

本發明涉及一種智能電加熱氨氣產生裝置及其加熱釋氨方法，主要用于汽車尾氣的SCR后處理行業。

背景技術

汽車尾氣排放能引起嚴重的大氣污染，其主要污染物有碳氫化合物（HC）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NO_x）和顆粒物（PM）。自20世紀70年代人們開始努力控制汽車尾氣排放以來，制定了越來越嚴格的排放法規。為貫徹《中華人民共和國大氣污染防治法》，嚴格控制機動車污染，全面實施《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國五階段）》（GB18352.5-2013）和《車用壓燃式、氣體燃料點燃式發動機與汽車排氣污染物排放限值及測量方法（中國Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ階段）》（GB17691-2005）中第五階段排放標準要求，全國自2017年1月1日起，所有制造、進口、銷售和注冊登記的輕型汽油車、重型柴油車（客車和公交、環衛、郵政用途），須符合國五標準要求。因此，汽車對尾氣凈化技術提出了更大的挑戰，更高的要求。

SCR（Selective Catalytic Reduction）催化轉化還原技術是傳統的后處理技術。這種采用液體尿素的傳統的SCR技術本質是利用尿素在高溫下分解出氨，作為還原劑的氨與發動機排氣中的NO_x在催化劑和溫度的綜合作用下進行反應，理想工況下生成無毒的N₂和H₂O，從而達到凈化的目的。然而，傳統的SCR系統所用的液體尿素還原劑面臨冬季結冰和保溫解凍的問題，以及尿素排氣溫度較高的條件下，易形成難分解的縮合物，進而堵塞尿素還原劑噴嘴或堆積于排氣管內，造成發動機排氣背壓升高，降低車輛燃油經濟性。

因此，如何獲得低成本和高性能的NH₃還原劑供給裝置尤為重要。利用金屬氯化物與氨氣形成配位化合物這一特性，氨氣被固定下來，使用的金屬氯化物主要為堿土金屬氯化物，氯化鍶、氯化鈣、氯化鎂，以及必須的輔助添加組分。形成的氨合化合物儲氨材料作為車載還原劑氨源，在使用的時候通過加熱實現氨氣的解吸釋放，氨氣與金屬氯化物的吸附和解吸是一個可逆的過程。

由于氨氣的解吸附是吸熱過程，因此在儲氨裝置中需要增加熱源，在專利號為CN 102733913 B（雙級余熱方式儲氨供氨的系統）中公布了一種采用發動機的回流冷卻液的余熱來加熱活性的儲氨化合物，釋放出氨的后處理系統。專利號為CN 103470347 A（用于產生氨的設備）介紹了一種氨發生設備，其中第一加熱裝置和第二加熱裝置分別安裝在主存儲器和副存儲器內部并且獨立操作。專利號為US2012/0045379 A1（一種利用真空泵從固體儲氨材料中儲存和供給氨氣的方法），介紹了存儲和輸送氨的方法，儲氨材料的加熱方式為內置電加熱或外置微波加熱或紅外加熱。專利號為CN 104234796 A（尤其用于機動車輛排氣系統的具有優化的填充時間的氨存儲筒）介紹了一種具有氨氣導出通道的內置加熱式或外包式加熱的氨存儲筒。

發明內容

本發明的目的是提供一種智能電加熱氨氣產生裝置及其加熱釋氨方法，其精簡氨氣產生裝置電加熱器的結構，降低了電能消耗量，提高了氨氣產生裝置的熱效率；合理利用車輛底盤空間，提高長途物流卡車的SCR系統的續馳里程以及釋氨裝置的環境適應性。

本發明的技術方案是這樣實現的：智能電加熱氨氣產生裝置及其加熱釋氨方法，智能電加熱氨氣產生裝置由儲氨罐、星形支撐塊、弦月型加熱器、墊塊、裝置吊架、氨氣出氣控制電磁閥、壓力傳感器、箍帶、車梁大架、儲氨材料、加熱套、行車電腦組成，其特征在于：四個儲氨罐兩兩一層橫放于裝置吊架上，儲氨罐中間墊有截面呈十字花的星形支撐塊，星形支撐塊與每個儲氨罐之間的空隙安裝有弦月型加熱器，兩個位于下方的儲氨罐與裝置吊架之間墊有墊塊，儲氨罐外圍通過箍帶固定在裝置吊架上，裝置吊架再與車梁大架固定連接，儲氨罐上布置有氨氣出氣控制電磁閥和壓力傳感器，儲氨罐內部填充儲氨材料，儲氨罐的外殼上套有一層加熱套，加熱套上有溫度傳感器，氨氣出氣控制電磁閥、壓力傳感器、溫度傳感器、加熱套、弦月型加熱器均與行車電腦連接。

具體的加熱釋氨方法如下：