[发明专利]后处理系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及废气后处理系统，用于减少来自诸如大型内燃机等动力系统的排放，更具体地，本发明涉及一种在其中单独的催化器或后处理块可被不定期地移除和维修的系统。

背景技术

动力系统，特别是如柴油机、汽油发动机和天然气汽轮机等内燃机在运转期间会产生一些副产品和排放，包括诸如NO和NO₂等的氮氧化物排放，有时用NO_x表示。为响应政府对这些排放实施的不断增加的法令，内燃机制造商已研究各种措施用来减少由内部燃烧过程产生的氮氧化物的量和影响。一种方法是被称为选择性催化还原的化学过程，其可被称为SCR。在SCR过程中，将气体或液体还原剂引入到废气系统中，在该系统中，还原剂能够与废气混合或者还原剂能够被吸附在位于内燃机下游的废气系统中的催化器上。常用的还原剂是尿素，但其他合适的物质诸如氨等也能够容易地用于SCR过程。NO_x污染物能够与还原剂和催化剂起反应，从而NO_x被转化为氮(N₂)和水(H₂O)。

在SCR过程中使用的催化器可包括已由活性材料处理或涂层的内部支撑结构或载体矩阵，该活性材料促进SCR转换过程。例如，矩阵可以为以贱金属(例如钒)涂层的金属或陶瓷或结合物，例如铜沸石。在大规模应用中，可将多个催化器设置在一个共同的壳体或模块中，如在名称为“Method of Manufacturing Exhaust Aftertreatment Devices”的美国专利申请No.2009/0113709中指出的那样，该专利的全部内容以引用方式并入本文。该申请描述了多个整体载体，其可被卷绕在支撑垫中并经由软填充过程插入用于保持的圆柱形壳体中。

经过一段时间，SCR催化器中的活性材料由于废气中的其他产品诸如催化器中收集的磷或硫等而可能被耗尽或可能被去活性。此外，通常将载体矩阵设计为薄壁栅格或框架，这样可能会受损。因此，需要不定期地从废气系统中移出SCR催化器，以用于维修或置换。然而，在壳体或模块中包括多个催化器的情况下，特别在与大型动力系统相关联的废气系统中，单个催化器的移除和置换会变得复杂。

发明内容

本发明一方面描述了一种用于插入套筒的后处理块。后处理块包括在第一面和第二面之间延伸的载体矩阵。环绕载体矩阵设置有罩。该罩可在接近第一面的第一外缘和接近第二面的第二外缘之间延伸。罩还可包括悬伸部，悬伸部使第一外缘延伸超出第一面。为了能够从套筒回收后处理块，后处理块可包括设置在悬伸部内表面上的回收结构。

另一方面，本发明描述了一种当需要时维修后处理模块的方法。后处理模块包括至少一个纵向套筒，其沿纵向轴线在上游端部和下游端部之间延伸。套筒具有形成在上游端部的沿轴向排列的开口。该方法包括将第一后处理块容纳在套筒中，以沿纵向轴线轴向排列。该方法还涉及通过接合在第一后处理块上的回收结构并经由开口在轴向移出第一SCR催化器从套筒回收第一后处理块。

在又一方面，本发明描述了包括布置成束的纵向套筒的后处理模块。各套筒沿纵向轴线在上游端部和下游端部之间延伸，并包括形成在各上游端部上的开口。将多个后处理块在轴向插入各套筒，包括朝向上游端部布置的至少一个第一后处理块，和朝向下游端部布置的第二后处理块。各后处理块包括载体矩阵和环绕载体矩阵设置的罩。罩可具有延伸超过载体矩阵的悬伸部。各后处理块还包括设置在悬伸部上的回收结构。回收特征能够实现第一后处理块和第二后处理块从套筒沿轴向经由上游端部的开口的回收。

附图说明

图1是包括内燃机的动力系统的侧视图，该内燃机与发电机联接并与清洁排放模块相关联；

图2是清洁排放模块的立体图，该清洁排放模块的顶部被移除以示出模块内部的组件和穿过该模块的废气流；

图3是设置在图2的清洁排放模块中的SCR模块的立体图，其包括至少一个容纳多种SCR催化器的套筒；

图4是后处理块，特别是SCR催化器的实施方式的立体图，具有形式为在SCR催化器的外罩悬垂伸展部分中设置的槽的回收结构，详细示出了催化器的载体矩阵；

图5是图4的SCR催化器通过与槽接合的回收工具从SCR模块的套筒(以虚线示出)被回收的立体图；

图6是回收工具另一实施方式的立体图，该回收工具接合设置在SCR催化器上的沿直径相对置的槽；