[實用新型]利用液氨為SDPF還原劑的非道路柴油機用尾氣后處理裝置

有效

• 申請號: 202220021036.8
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN216342391U
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 劉慶偉;邢首辰;劉西文;郭楠;胡友耀;李志丹;姜子剛;李明建;南景;劉松;賈木斯
• 申請（專利權）人: 洛陽拖拉機研究所有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N3/035;F01N9/00;F01N11/00;F01N13/00
• 代理公司: 洛陽公信聯創知識產權代理有限公司 41190
• 代理人: 周會芝

利用液氨為SDPF還原劑的非道路柴油機用尾氣后處理裝置，包括渦后尾氣后處理系統、液氨氣化及計量噴射系統和非道路柴油機控制系統，渦后尾氣后處理系統包括排氣連接管和排氣尾管，在排氣連接管和排氣尾管之間沿尾氣排放方向依次連接有DOC裝置、氨氣混合器和SDPF裝置，渦后尾氣后處理系統的管道上還設有氮氧傳感器、排溫傳感器、壓差傳感器，其中壓差傳感器的兩端分別與SDPF裝置的兩端連接；所述液氨氣化及計量噴射系統的氨氣噴射連接管與氨氣混合器連接，為渦后尾氣后處理系統提供氨氣；所述非道路柴油機控制系統與各個傳感器信號連接。該裝置能夠有效解決尿素熱解過程復雜難以控制的問題，提高瞬態排放控制精度和降低用戶使用成本。

技術領域

本實用新型屬于涉及非道路柴油機排放控制技術領域，尤其涉及一種利用液氨為SDPF還原劑的非道路柴油機用尾氣后處理裝置。

背景技術

為了滿足非道路國四及更高排放法規對柴油機尾氣中的氮氧化物、顆粒物數量、顆粒物質量等要求，目前主流的技術路線為在渦輪增壓器的渦輪機前連接EGR閥和渦輪機后連接后處理裝置，后處理裝置主要有DOC(Diesel Oxidation Catalysis，氧化型催化轉化器)、DPF(Diesel Particulate Filter，顆粒過濾器)、SCR(Selective CatalystReduction，選擇性催化還原系統)和ASC(Ammonia Slip Catalyst,氨逃逸催化器)對尾氣進行處理，以將較潔凈的尾氣排入大氣中，從而有效降低非道路柴油機尾氣對環境的影響。

目前，使用32.5％的尿素溶液的選擇性催化還原技術的被廣泛地用于降低非道路柴油機的NOx排放，其基本原理是儲存于尿素箱中的尿素溶液，在尿素泵和尿素噴嘴的作用下噴出、霧化，然后經水解、熱解之后產生氨氣，氨氣在催化劑的作用下將氮氧化物轉化成氮氣和水。尿素水溶液在水解產氨過程中反應復雜，瞬態過程難以精確控制；同時也面臨NOx轉化率低、低溫下活性差、分解不完全導致的結焦、結晶和有效氨含量低等問題。

目前，最常用的柴油機后處理系統是通過將DOC、DPF、SCR、ASC串聯組合使用。但這種方式也會造成串聯組合體積過大、管路布置要求高、SCR低溫起燃性能差等問題。因此誕生了涂覆SCR催化劑的顆粒捕集器(Diesel Particle Filter with SCR Coating，SDPF)，即將SCR催化劑直接涂覆到DPF上。

SDPF技術縮短了管路布置的距離，也可顯著提升SDPF的起燃速度。然而該結構使尿素混合管路縮短，不利于尿素分解后NH3在排氣管中的均勻分布，且尿素泵和尿素噴嘴能力有限，不能保證混合效果達到反應效率的要求，若混合不均勻，則無法達到排放標準。同時，現有的SDPF系統中由于SCR催化劑對NO₂的爭奪，導致原本可用于DPF被動再生的NO₂被SCR還原。這樣一來，DPF被動再生溫度變高、效率變低，一般只能采用主動再生，增加了油耗并降低了DPF的再生周期，且消耗了更多的NH3來還原NO2，導致尿素消耗量增加，減排成本提高。

因此，如何解決現有技術尿素熱解過程復雜難以控制、SDPF系統中SCR催化劑對NO₂的爭奪等問題，對于提高瞬態排放控制精度和降低用戶使用成本至關重要。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種利用液氨為SDPF還原劑、采用分面分區涂覆催化劑的非道路柴油機用尾氣后處理裝置，該裝置能夠有效解決尿素熱解過程復雜難以控制的問題，提高瞬態排放控制精度和降低用戶使用成本。