[发明专利]带有集成的氨的产生的排气净化

说明书

技术领域

本发明总的涉及用于发动机的排气净化系统，且更具体地涉及带有集成的(机载的，on-board)氨的产生的选择性催化还原系统。

背景技术

选择性催化还原(SCR)提供了一种从用于发动机、工厂和动力设备的由化石燃料提供动力的系统去除氮氧化物(NOx)的方法。在SCR期间，催化剂/催化器有利于排气氨与NOx之间的反应以产生水和氮气，从而从排气去除NOx。

用于SCR系统的氨可在NOx生产系统的操作期间产生或可储存以便当需要时喷射。由于氨的高活性，氨的储存会是很危险的。此外，氨的集成生产可能成本很高并且可能需要专业设备。

发明内容

在第一方面，公开了一种操作发动机系统的方法，该方法包括按每燃烧循环第一冲程/行程数操作第一气缸组、按每燃烧循环第二冲程数操作第二气缸组，每循环第二冲程数不同于每循环第一冲程数。

在第二方面，公开了一种发动机，该发动机包括构造成按第一类燃烧循环操作的第一气缸组、构造成按第二类燃烧循环操作的第二气缸组，第一和第二类燃烧循环具有不同冲程数。

在第三方面，公开了一种发动机系统，该发动机系统包括构造成操作第一类燃烧循环从而形成NOx的第一气缸组和构造成操作第二类燃烧循环从而形成NOx的第二气缸组，第二类燃烧循环具有不同于第一类燃烧循环的冲程数。该发动机系统包括构造成接收来自第一气缸组的NOx并将该NOx的至少一部分转化为NH₃的第一催化剂。该发动机系统还包括第二催化剂，该第二催化剂构造成接收来自第一催化剂的NH₃和来自第二气缸组的NOx并且还构造成促进来自第二气缸组的NOx的至少一部分与来自第一催化剂的NH₃的至少一部分之间的反应。

附图说明

结合在本说明书中并且构成其一部分的附图示出了本发明的示例性实施例，并且连同书面描述用于解释所公开的系统的原理。在附图中：

图1提供了根据本发明一个实施例的动力源的示意图。

图2提供了根据本发明一个实施例的第一和第二气缸组的概略图。

图3提供了根据本发明一个实施例的第一和第二气缸组的示意图。

图4提供了根据本发明另一个实施例的动力源的示意图。

图5A提供了根据本发明一个实施例的排气通道的示意图。

图5B提供了根据本发明另一个实施例的排气通道的示意图。

图5C提供了根据本发明另一个实施例的排气通道的示意图。

图6A提供了根据本发明一个实施例的排气系统构型的示意图。

图6B提供了根据本发明另一个实施例的排气系统构型的示意图。

图7提供了根据本发明另一个实施例的动力源的示意图。

具体实施方式

图1提供了包括动力源12的本发明的机器10的示意图。动力源12可包括第一气缸组14和第二气缸组16。第一气缸组14可与第一进气通道18和第一排气通道20流体连接。第二气缸组16可与第二进气通道22和第二排气通道24流体连接。在一个实施例中，第一进气通道18与第二进气通道22流体隔离。

在一个实施例中，本发明的动力源12可包括氨产生催化剂/催化器26，其可构造成将来自第一气缸组14的排气流的至少一部分转化成氨。该氨可由来自第一气缸组14的排气流中的NOx和其它物质之间的反应产生。例如，NOx可与各种各样其它的燃烧副产品反应以产生氨。这些其它燃烧副产品可以包括例如H₂(氢气)、C₃H₆(丙烯)或CO(一氧化碳)。

氨产生催化剂26可由各种材料制成。在一个实施例中，氨产生催化剂26可包括钙钛矿，比如ABX3，其中A和B是阳离子，而X是阴离子，例如CaTiO3。在一个实施例中，氨产生催化剂26可包括铂、钯、铑、铱、铜、铬、钒、钛、铁或铯。可以使用这些材料的组合，并且可基于所使用的燃料的类型、希望的空气与燃料蒸气比率(空气比燃料蒸气的比率)或与环境标准相符地选择催化剂类型。