[發(fā)明專利]催化轉(zhuǎn)化器、排氣后處理系統(tǒng)和內(nèi)燃機

在審

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• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112780389A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·C·貝達(dá)克;J·利佩特;A·米勒
• 申請（專利權(quán)）人: 曼恩能源方案有限公司
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧;王麗輝

本發(fā)明提供用于內(nèi)燃機的排氣后處理系統(tǒng)的催化轉(zhuǎn)化器（10），其具有催化轉(zhuǎn)化器殼體（11）；具有多個蜂窩狀主體（15），多個蜂窩狀主體被容納在催化轉(zhuǎn)化器殼體的第一殼體區(qū)段（12）中，排氣可在第一方向（X1）上流動通過第一殼體區(qū)段；具有催化轉(zhuǎn)化器殼體的形成流入殼體區(qū)段（13）的第二殼體區(qū)段，排氣可在第二方向（X2）上流動通過流入殼體區(qū)段以便將排氣進給到蜂窩狀主體（15）；具有催化轉(zhuǎn)化器殼體的形成流出殼體區(qū)段（14）的第三殼體區(qū)段，排氣可在第三方向（X3）上流動通過流出殼體區(qū)段以便從蜂窩狀主體（15）排出排氣，其中第二方向垂直于第一方向延伸，并且第三方向垂直于或平行于第一方向延伸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機的排氣后處理系統(tǒng)的催化轉(zhuǎn)化器。此外，本發(fā)明涉及具有催化轉(zhuǎn)化器的排氣后處理系統(tǒng)并且涉及具有排氣后處理系統(tǒng)的內(nèi)燃機。

背景技術(shù)

在固定式內(nèi)燃機（其例如在發(fā)電廠中采用）中的燃燒過程期間，以及在非固定式內(nèi)燃機（其例如在船舶中采用）中的燃燒過程期間，生成氮氧化物，其中這些氮氧化物通常在燃料的燃燒期間生成，所述燃料諸如煤、煙煤、褐煤、原油、重質(zhì)燃料油、柴油燃料或氣體。為此，向此類內(nèi)燃機分配了排氣后處理系統(tǒng)，該排氣后處理系統(tǒng)用于清潔，尤其是對離開內(nèi)燃機的排氣進行脫氮。

為了還原排氣中的氮氧化物，在實踐中已知的排氣后處理系統(tǒng)中主要采用所謂的SCR催化轉(zhuǎn)化器。在SCR催化轉(zhuǎn)化器中，發(fā)生氮氧化物的選擇性催化還原，其中為了還原氮氧化物，需要氨（NH₃）作為還原劑。為此，將氨或氨前體物質(zhì)（例如尿素）以液態(tài)形式引入SCR催化轉(zhuǎn)化器的上游的排氣中，其中氨或氨前體物質(zhì)與SCR催化轉(zhuǎn)化器的上游的排氣混合。為此，根據(jù)實際情況提供在氨或氨前體物質(zhì)的引入與SCR催化轉(zhuǎn)化器之間的混合區(qū)段。

盡管使用實踐中已知的催化轉(zhuǎn)化器和包括催化轉(zhuǎn)化器的排氣后處理系統(tǒng)，已經(jīng)可以成功進行排氣后處理，尤其是氮氧化物的還原，但需要進一步改進催化轉(zhuǎn)化器和排氣后處理系統(tǒng)。尤其需要此類催化轉(zhuǎn)化器和排氣后處理系統(tǒng)的緊湊設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容

從此出發(fā)，本發(fā)明基于以下目的：創(chuàng)造新型的催化轉(zhuǎn)化器、內(nèi)燃機的新型排氣后處理系統(tǒng)、以及具有這種排氣后處理系統(tǒng)的內(nèi)燃機。

該目的通過根據(jù)本發(fā)明如下所述的用于內(nèi)燃機的排氣后處理系統(tǒng)的催化轉(zhuǎn)化器來解決。

根據(jù)本發(fā)明的催化轉(zhuǎn)化器包括催化轉(zhuǎn)化器殼體。在催化轉(zhuǎn)化器殼體的第一殼體區(qū)段中，容納多個蜂窩狀主體，排氣可在第一方向上流動通過該多個蜂窩狀主體。通過催化轉(zhuǎn)化器殼體的第二殼體區(qū)段，可以將排氣進給到蜂窩狀主體，該第二殼體區(qū)段形成流入殼體區(qū)段并且排氣可在第二方向上流動通過該第二殼體區(qū)段。通過催化轉(zhuǎn)化器殼體的第三殼體區(qū)段，可以從蜂窩狀主體排出排氣，該第三殼體區(qū)段形成流出殼體區(qū)段并且排氣可在第三方向上流動通過該第三殼體區(qū)段。第二方向垂直于第一方向延伸。第三方向也垂直于或平行于第一方向延伸。

通過以這種方式構(gòu)造的催化轉(zhuǎn)化器，可確保具有緊湊設(shè)計的有效排氣后處理系統(tǒng)。

根據(jù)有利的進一步發(fā)展，排氣可從底部向上沿豎直第一方向流動通過蜂窩狀主體，其中排氣可在水平第二方向和第三方向上流動通過流入殼體區(qū)段和流出殼體區(qū)段兩者，其中也可在第三方向上豎直地流動通過流出殼體。為了在狹窄安裝空間條件下（例如在船上）通過緊湊設(shè)計將催化轉(zhuǎn)化器集成在其中，并且同時確保有效的排氣后處理，這是優(yōu)選的。

根據(jù)有利的進一步發(fā)展，穿孔管布置在流入殼體區(qū)段中，排氣可在第二方向上流動通過該流入殼體區(qū)段。通過這種方式，可以進一步增加排氣后處理的有效性。通過穿孔管，排氣可從內(nèi)到外流動通過穿孔管的穿孔，排氣可均勻地分布在第二殼體區(qū)段中，即分布在流入殼體區(qū)段中，以便最終用排氣均勻地撞擊所有的蜂窩狀主體并且從而盡可能有效地執(zhí)行排氣后處理。