[發明專利]響應時間短的氨氣生成計量噴射裝置及噴射率控制系統

在審

• 申請號: 202010453531.1
• 申請日: 2020-05-26
• 公開（公告）號: CN111577430A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 齊寶華
• 申請（專利權）人: 寧波楷世環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;B01D53/86
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張婧

本發明公開了一種響應時間短的氨氣生成計量噴射裝置及噴射率控制系統，包括計量噴射控制單元、具有氨生成室的中空大容器、蓋子、固態還原劑、電加熱器、放液管路、熱交換器、通過控制閥與熱交換器相連的冷卻液通道、均布有開口的氣體釋放管、依次通過止回閥和中間管路與與氨生成室相連通的具有緩沖腔的中空小容器、副電加熱器、依次通過電控閥和排氣管路與緩沖腔相連通用于排出氨氣的排氣通道以及位于排氣管路和中間管路內的電加熱線；緩沖腔內部設有第一壓力傳感器和第一溫度傳感器，氨生成室內部設有第二溫度傳感器，副電加熱器的驅動信號為具有高電流信號和低電流信號的電壓脈沖信號。本發明可精確地控制氨的釋放速率。

技術領域

本發明涉及一種氨氣生成和輸送裝置及噴射率控制系統，尤其涉及一種響應時間短 的氨氣生成計量噴射裝置及噴射率控制系統。

背景技術

選擇性催化還原(SCR)技術已廣泛用于減少內燃機(尤其是柴油機)的NOx排放。在SCR系統中，通常需要將氨(NH3)與發動機的尾氣混合，然后通過催化劑，在其 中氨與尾氣中的NOx反應并將NOx還原為氮氣和水。由于安全方面的考慮以及運輸和 存儲的困難，在SCR系統中，通常是由前體(例如尿素)產生氨，而不是直接使用氨。 前體在本文中也稱為還原劑。

固態和液態還原劑均可用于SCR系統。固體還原劑可以直接分解產生氨，例如金屬胺鹽，包括氯化氨基氯化鎂(Mg(NH3)6Cl2)和氯化鈣氯化銨(Ca(NH3)8Cl2)等，以 及銨鹽，包括氨基甲酸銨(NH4COONH2)，碳酸氫銨(NH4HCO3)和碳酸銨((NH 4)2CO3)等都會在溫度較低的狀態下分解而產生氨。與液態尿素溶液(比如32.5％濃 度的車用尿素溶液或者DEF)相比，固態還原劑有很多優點，包括沒有凍結溫度，沒有 分解管中的沉積物，更高的密度和更低的體積，對還原劑中的雜質不敏感，以及不需要 額外的能量加熱尿素溶液中的水等。然而，使用固體還原劑的一個很大的障礙是還原劑 的計量噴射問題，包括高能耗，壓力變化，和噴射率控制問題。這些問題使得難以在 SCR系統中準確地對氨噴射量進行計量。

通常，要使用固體還原劑產生氨，如[Chemical Engineering Science 61(2006)2618– 2625]中所描述的那樣，要將密閉容器中的還原劑加熱，然后在達到一定壓力后將氨氣 噴射到尾氣中。因為當加熱固體還原劑時，容器中的所有還原劑都被加熱，所以需要比較高的加熱功率，同時由于熱傳遞引起的時間延遲，當還原劑的量大時，也會造成容器 中的壓力控制困難。壓力的不穩定會影響氨的噴射精度，特別是在沒有反饋控制的情況 下。這可能會大大增加系統的復雜性和成本。另外，過高的壓力也可能引起安全隱患。

另外，在上述氨載體中，除了金屬胺鹽以外，一般的銨鹽在加熱分解時產生的不是純凈的氨氣而是混有二氧化碳和水等物質的混合氣體。因此，在使用這些銨鹽作為還原 劑的時候，如果只是控制流出物的質量流量，也會由于氨在其中的含量發生變化而導致 計量噴射的不準確。

因而，亟需解決上述問題。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種可以精確地控制氨的釋放速率的響應時間短的 氨氣生成計量噴射裝置。

本發明的第二目的是提供該響應時間短的氨氣生成計量噴射裝置的噴射率控制系 統。