[發明專利]氨生成和儲存系統和方法

在審

• 申請號: 201910209248.1
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN110360003A
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: J·J·德里斯科爾;E·L·施羅德
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F02B73/00
• 分類號: F02B73/00;F02B75/10;F01N3/20;F01N9/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟;朱利曉

本文描述的是說明性排氣系統和方法，包括氨生成和儲存。說明性系統可包括第一排氣管和第二排氣管，第一排氣管接收來自第一發動機的第一排氣流，第二排氣管接收來自第二發動機的第二排氣流。在說明性示例中，聯接到第二發動機下游的第二排氣管的排氣處理設備可將第二排氣流中的氮氧化物(NO_x)轉化成氨。聯接到排氣處理設備下游的第二排氣管的氨儲存設備可配置為接收和儲存轉化的氨的至少一部分作為儲存的氨并將儲存的氨的至少一部分釋放到催化轉化器。催化轉化器可包括選擇性催化還原催化劑，其配置為使用氨來還原NO_x。

技術領域

本文獻總體上但不作為限制地涉及還原由發動機產生的氮氧化物(NO_x)的排氣系統和方法。特別地，本文描述的系統和方法可以包括車載氨生成和儲存。所述系統和方法可以包括在用于燃氣發動機，包括但不限于柴油發動機的排氣系統中。

背景技術

發動機的排氣系統可以幫助控制發動機產生的污染量。一種形式的排氣處理可包括具有選擇性催化還原催化劑的催化轉化器。選擇性催化還原(SCR)是一種可用于控制氮氧化物(NO_x)排放的方法。SCR是在氨基還原劑和催化劑的幫助下在催化轉化器中將NO_x轉化為雙原子氮(N₂)和水(H₂O)的方式。

基于氨的NO_x還原可包括使用尿素((NH₂)₂Co)或另一種氨基還原劑。尿素可以以第二流體的形式提供，例如柴油機排氣液或DEF。柴油機排氣液可包括由例如32.5％尿素和67.5％去離子水制成的尿素水溶液。

當尿素SCR工作時，依賴尿素的排氣系統和方法給使用者帶來負擔。使用者必須購買尿素(例如柴油機排氣液)并將其運載在車輛上的儲罐中。當柴油機排氣液流出時，SCR系統將不再正常工作。如果使用者沒有用柴油機排氣液填充儲罐，則可能降低或消除SCR系統的有益效果。使用包含尿素的化合物的另一個缺點是它在大約12華氏度時凍結，因此可能需要加熱儲存，特別是在較冷的氣候中。

雖然尿素確實給使用者帶來了一些問題，但尿素可以成功地減少NO_x排放。當在SCR過程中將尿素注入排氣流中時，尿素在催化劑存在下分解成氨(NH₃)和二氧化碳(CO₂)。然后氨與NO_x反應產生氮氣(N₂)和水蒸氣(H₂O)，與NO_x相比，這可以減少麻煩的排放。

所公開的系統和方法旨在克服上述一個或多個問題。

發明內容

本文描述了說明性的氨生成和儲存系統和方法，以及這種系統和方法在排氣系統中的應用。

在說明性氨生成和儲存系統中，所述系統包括第一排氣管和第二排氣管，第一排氣管配置為連接到第一發動機并從第一發動機接收第一排氣流，并且第二排氣管配置為連接到第二發動機并從第二發動機接收第二排氣流。排氣處理設備流體地聯接到第二發動機下游的第二排氣管，并且配置為將第二排氣流中的至少一部分氮氧化物轉化成氨。至少一部分氨可以儲存在氨儲存設備中，該氨儲存設備流體聯接到第二排氣管。氨儲存設備配置為接收并儲存至少一部分轉化的氨作為儲存材料中的儲存的氨。