[发明专利]废气后处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于从化石燃料供能系统的废气中去除或减少不希望的排放物的废气后处理系统。

背景技术

废气后处理系统用于从化石燃料供能系统的废气中去除不希望的排放物，该化石燃料供能系统(例如柴油发动机、汽油发动机、汽油涡轮机)可以用于驱动例如发电机、商用车辆、机器、船舶或机车。废气后处理系统可以包括多种排放物处理技术，例如柴油氧化催化器(DOC)、柴油微粒过滤器(DPF)、选择性催化还原催化器(SCR)、稀薄氮氧化物捕集器(LNT)或其他用于处理废气的装置。

选择性催化还原(SCR)系统提供一种用于从化石燃料供能系统的排放物中去除氮氧化物(NOx)的方法。在SCR的过程中，催化器辅助诸如氨的还原剂与NOx之间的反应以产生水和氮气，从而从废气中去除NOx。一般地，还原剂在SCR催化器的上游与废气混合。

当提供给SCR催化器的废气中的NO与NO₂的比例约为50∶50时SCR更为有效。但是，一些发动机可能产生NO与NO₂比例约为95∶5的废气流。为了提高NO₂的相对量以实现更接近50∶50的NO与NO₂比例，柴油氧化催化器(DOC)可以位于SCR催化器的上游以将NO转化为NO₂。DOC也用于从废气中去除一氧化碳和碳氢化合物。

废气后处理系统可以作为原始设备安装，或者可以对特定的应用进行翻新。为了便于更加容易的安装，一些废气后处理系统与容纳在共用壳体中的部件预先组装。Aneja等人的美国专利申请公开No.2008/0314033(后文称为‘033申请)中公开了这种系统。‘748申请公开了一种大致立方体形的共用壳体，其容纳一对DOC/DPF、还原剂注射器、混合腔室以及一对SCR催化器。进入系统的废气被分为两股气流，并行地被引导经过两个DOC/DPF。废气被重新合并成单股气流并将还原剂注入气流中，并且废气被再次分为并行地流过两个SCR催化器的两股气流。

虽然‘033申请中公开的系统可能适于在一些应用中减少目标排放物，但具体的尺寸和背压限制、具体的排放物要求和其他要求可能使得其不适于其他应用。

发明内容

在一个方面，本发明提供一种废气后处理系统，包括壳体，所述壳体具有能够从发动机接收单独的进入废气流的两个或更多个入口。该系统可以包括两个或更多个第一废气处理装置，其各自能够以第一方向接收所述单独的进入废气流之一。该系统还可以包括：两个或更多个改向流动通道，其能够将单独的废气流结合成合并的废气流，所述合并的废气流以与所述第一方向成约180度的第二方向流动；以及中间流动区域，其能够将所述合并的废气流分为两个或更多个单独的离开废气流。该系统还可以包括两个或更多个第二废气处理装置，其各自能够以与所述第二方向成约90度的第三方向接收所述单独的离开废气流之一。

在另一个方面，本发明提供一种处理发动机的废气的方法。该方法可以包括：将来自发动机的第一废气流以第一方向引导经过第一DOC，以及将来自发动机的第二废气流以第一方向引导经过第二DOC，其中第一DOC布置成与第二DOC并行。该方法还可以包括：将第一废气流与第二废气流合并以形成合并的废气流并且将还原剂引入到合并的废气流中。此外，该方法还可以包括以与第一方向成约180度的第二方向引导合并的废气，并且从合并的废气流形成第三废气流和第四废气流。

在又一个方面，本发明提供一种废气后处理系统，其包括壳体，壳体限定至少一个废气入口和至少一个废气出口，壳体体积小于约5.510106立方米。废气后处理系统还可以包括总体积大于约73980立方厘米的一个或多个DOC基质和总体积大于约389875立方厘米的一个或多个SCR催化器基质。此外，废气后处理系统可以被构造成使得当发动机以额定操作状况运行时至少一个废气入口和至少一个废气出口之间的废气背压小于约8.5kPa。

根据下述说明以及附图将清楚本发明的其他特征和方面。

附图说明

在包括在本说明书中并且构成说明书一部分的附图中，示出本发明的示例性实施方式，其连同文字说明部分一起用于解释所公开的系统的原理。

图1是根据本发明的动力系统的第一实施方式的示意图；

图2是根据本发明的动力系统的第二实施方式的透视图；

图3是图2的动力系统的废气后处理系统的一种实施方式的俯视剖视图；

图4是图3的废气后处理系统的透视剖视图；