[發明專利]一種汽油發動機臺架的尾氣處理系統及其試驗方法

有效

• 申請號: 201910444462.5
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110160795B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 張希;王世超
• 申請（專利權）人: 武漢東測科技有限責任公司
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02;F01N13/00;F01N13/02;F01N3/20;F01N3/28;F01N9/00;F01N11/00
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 胡江

1.一種汽油發動機臺架的尾氣處理系統的試驗方法，其特征在于包括: 當高溫的汽車尾氣通過尾排氣試驗模塊（1）時，預催三元催化裝置（4）和主三元催化裝置（5）中的凈化劑將增強CO、HC和NOx三種氣體的活性，促使其進行一定的氧化-還原化學反應，其中CO在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳氣體；HC化合物在高溫下氧化成水和二氧化碳，NOx還原成氮氣和氧氣；

當汽油機排放的NOx濃度為10.00kg/h~24.36kg/h時，具體為尾氣中的CO，HC，NOx三種成分經預催三元催化裝置（4）、主三元催化裝置（5）處理后，還有大量的NOx排出，此時需要后面的SCR裝置（9）通過噴射34.934kg/h~36.934kg/h尿素進行還原反應，將多余的NOx轉化為N2和H2O；

當汽油機排放的氣體NOx濃度低于10kg/h時，尾氣中的CO，HC，NO三種成分經過預催三元催化裝置(4)、主三元催化裝置(5)處理后，CO和HC沒有處理完全，還有大量的剩余，此時需要后面的DOC裝置(7)，將剩余的CO和HC氧化為CO2和H2O；其中DOC裝置(7)可將尾氣中的NO催化轉化成NO2，后面的SCR裝置(9)通過噴射14.161kg/h～16.161kg/h尿素進行還原反應，SCR系統(91)里主要的催化還原反應物為NO2，DOC裝置(7)與SCR裝置(9)組合使用可提高SCR部分的催化轉化效率；

尿素溶液通過尿素噴射單元（81）的尿素噴嘴直接噴入管道中；尿素溶液的注入量是由控制單元根據SCR裝置（9）進出口NOX濃度、煙氣溫度測量值、煙氣流量來控制的，尿素溶液注入管路的流量通過指令定量噴射；噴射出的尿素溶液或氨在分解管中首先與尾氣進行混合，然后尿素溶液會被水解和熱解；分解管（8）是一個多用途的分解管；采用束腰結構來加快氣流速度，從而降低尿素溶液的結晶風險，同時利用這個束腰結構導致的壓力變化來測量尾氣的流量；在SCR系統（91）中尿素水解為氨氣，而AMOX系統（92）的作用是防止和檢測氨溢漏；在AMOX系統（92）中，氨被氧化成NOx并與未被氧化的氨進行反應生成水和氮氣，從而去除尾氣中的氨成分；在正常運行中，尿素的噴射會控制在一個保守的水平，SCR系統（91）本身的氨泄露不超過30ppm；另一方面，SCR系統（91）會存儲一部分氨，這部分存儲的氨在SCR系統（91）急劇升溫的時候會被釋放出來，造成暫時的超量氨泄露；這個超量氨泄露總量不大，但是瞬時量會很高；配備AMOX系統（92）后，這部分超量氨泄露會得到清除；

SCR系統（91）的效率與尾氣溫度密切相關，但是汽油機臺架往往存在800℃左右的高溫，為滿足脫硝的效率，在溫度超過550℃時，打開高溫閥（20），啟動供風單元（21），引入高壓冷空氣以達到降低尾氣溫度的作用，溫度低于550℃后，再關閉高溫閥和供風單元的高壓風機；其中，供風單元的風機流量為50-60g/s，根據臺架總排氣量需求，同時啟動1個或者2個以上的供風模塊，以滿足降溫的風量要求；

另外，DOC裝置（7）的效率與氧氣濃度相關，當三元催化后的氣體氧氣量不足時，為去除多余的CO，CH，也需要供風管路（19）及時定量的引入新鮮空氣；

上述方法涉及的尾氣處理系統，包括尾排氣試驗模塊（1）及總管（2）；所述尾排氣試驗模塊（1）包括排氣管路（3），所述排氣管路（3）上依次布置有預催三元催化裝置（4）、主三元催化裝置（5）、消聲器（6）、DOC裝置（7）、分解管（8）、SCR裝置（9）、高溫風機（10）、高溫切斷閥（11）及水洗塔（12）；高溫風機（10）的外部設有用于降低噪音的降噪屋（16），排氣管路（3）的末端與總管（2）相聯通；所述總管（2）上依次設有金屬毯過濾器（13）、總風機（14）、消音器（15）；總管（2）的末端與煙囪（18）相通；

所述DOC裝置（7）的兩側設有一號溫度傳感器（T1）和二號溫度傳感器（T2），所述SCR裝置（9）上設有一號NOx傳感器（T3），

所述消聲器（6）和DOC裝置（7）之間的排氣管路（3）上還接有供風管路（19）；供風管路（19）上設有高溫閥（20）和供風單元（21）；

SCR裝置（9）包括SCR系統（91）、AMOX系統（92），所述分解管（8）為束腰結構，其上端設有尿素噴射單元（81）。