[发明专利]用于对燃机排放气体进行净化的方法和系统

说明书

本发明涉及用于对燃机排放气体进行净化的方法和系统。一种用于对车辆内燃机排放气体进行净化的SCR方法，根据该方法，氨前驱物被存储在安装在所述车辆上的容器(1)中。该方法包括以下步骤：‑将氨前驱物的一部分分解为氨水；‑将该氨水存储在安装在所述车辆上的单元(2)中；‑将所存储的氨水计量供给到排放气体中。

技术领域

本发明涉及用于对燃机排放气体进行净化的方法和系统。

背景技术

关于车辆和卡车排放的法律规定包括要减少向大气中释放氮氧化物NOx。一种已知的实现该目标的方式在于使用SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)方法，该方法能够通过将还原剂(一般为氨)注入排放管线中来还原氮氧化物。该氨可以通过使用不同的技术来获得。

一种已知技术基于使用氨前驱物，例如尿素水溶液(氨在水中的重量百分比为32.5wt％的低共熔溶液)。一般性地，该尿素溶液被存储在安装在车辆上的容器中。尿素溶液被注入排放管线中，并且从所注射的尿素溶液的高温(热)分解产生气态的氨。在冷启动的情况下，要求能够在自发动机启动起的预定时长结束时运行SCR系统，该预定时长取决于环境温度。在冻结条件下一般用加热装置来使冻结的尿素溶液液化。然而，即使这样做，也需要一定的时间来解冻足够的尿素溶液并注入排放管线中。另一方面，为了避免排放管中的沉积并确保所要求的化学反应，在排放气体将排放管的温度提高到足够的温度(一般在180℃至200℃的范围内)之前一定不能将尿素水溶液注入排放管中。

鉴于上述缺点，存在对其中氨足够快地可用(尤其在冷启动时)的改进的用于净化车辆排放气体的方法和系统的需求。

发明内容

本发明的一个目的在于通过提出一种用于净化车辆内燃机排放气体的SCR方法来解决上述问题，根据该方法，氨前驱物被存储在安装在车辆上的容器中。根据本发明的一个方面，该方法包括以下步骤：

-使氨前驱物的一部分分解为氨水(aqua ammonia)；

-将该氨水存储在安装在车辆上的单元中；

-将所存储的氨水计量供给到排放气体中。

因此，提出生产并存储氨水，并使用该氨水来从排放气体中去除氮氧化物NOx。

在本文中，术语“氨水”应被理解为指的是由氨前驱物的分解获得的流动物(effluents)的混合物。该流动物的混合物可能包含氢氧化铵(其一部分是电离的)、氨前驱物残余(即氨前驱物的还没有分解的部分)以及其他可能的产物(例如碳酸氢铵)。在一个具体实施例中，氨前驱物可以是液态的氨前驱物；特别地，氨前驱物可以是溶液。在另一具体实施例中，氨前驱物可以是固体。

在氨前驱物是氨前驱物溶液的具体情况中，使用氨水的优点在于氨水在氨前驱物溶液不可用(一般因为该溶液冻结)的温度下仍是可用并具有活性的(即随时可被计量供给到排放气体中)。因此，用于去除NOx的氨的可用性得以改善。例如，14wt％的氨水溶液的冻结点是-24℃，并且如果借助浓缩器去除一些水的话该冻结点会更低。

在排放管中使用氨水而不使用氨前驱物的做法还由于氨前驱物水解的步骤不再在排放管中进行这一事实而是有利的。这允许排放管中的设计更为紧凑：免于使用水解催化剂、缩短了从注入点到SCR催化剂的距离。还可以通过在计量供给到排放管中之前去除部分水来提高氨水的浓度这一做法来进一步改善反应性。

有利地，提出了将氨前驱物自动原地地转化(即分解)为氨水。换句话说，提出将第一流体类型的还原剂(例如)转化为第二流体类型的还原剂。该转化在车辆上发生。不使用外部氨水源，并且无需人工拆卸操作来对其中存储氨水的单元进行再充装。因此，根据本发明的氨水的生产和使用是简单且安全的。