[发明专利]等离子SCR系统

说明书

根据本发明的一个实施方案的等离子SCR系统包括：排气管，其被连接到发动机，用于使排出气循环；等离子燃烧器，其被安装在被连接到排气管的第一旁路管线上，用于通过将燃料供应至放电等离子而形成火焰；尿素水溶液注射器，其在第一旁路管线中被安装在等离子燃烧器后部，用于通过使尿素水溶液喷雾到通过火焰加热的排出气而产生氨；以及SCR催化剂，其在排出气管道中被安装在尿素水溶液注射器后部，用于在氨中使被包含在排出气中的氮氧化物还原。

发明背景

(a)发明领域

本发明涉及等离子选择性催化还原(SCR)系统(plasma selective catalyticreduction(SCR)system)，并且更特定地涉及从SCR催化剂除去排出气(exhaust gas)中的氮氧化物或使SCR催化剂再生的等离子SCR系统。

(b)现有技术描述

柴油发动机的排气系统(exhaust system)包括包含过滤器的柴油颗粒物过滤器(DPF)阱(diesel particulate filter(DPF)trap)，以便收集固体颗粒物，例如被包含在排出气中的未燃烧的烃(HC)；以及催化剂装置，其除去被包含在排出气中的氮氧化物(在下文中，被称为“NOx”)。

催化剂装置，例如选择性催化还原(在下文中，被称为“SCR”)可以甚至在包含氧气的气氛下连续地还原NOx。

根据使用的还原剂的种类，SCR包括氨SCR、HC SCR及类似SCR。氨SCR供应在发动机的SCR系统中充当SCR催化剂的还原剂的氨。

发明概述

已作出本发明以意图提供等离子SCR系统，所述等离子SCR系统从供应的尿素溶液产生氨，将产生的氨供应至选择性催化还原(SCR)催化剂，并且除去排出气中的氮氧化物。

还已作出本发明以意图提供等离子SCR系统，所述等离子SCR系统用高温气体使SCR催化剂再生。

还已作出本发明以意图提供等离子SCR系统，所述等离子SCR系统通过在等离子燃烧器的电极的末端部分处使放电空气(discharge air)和放电等离子(discharge plasma)部分地再循环而使火焰稳定。本发明的示例性实施方案提供等离子选择性催化还原(SCR)系统，该系统包括：排气管，其被连接到发动机，以连通排出气；等离子燃烧器，其被安装在被连接到排气管的第一旁路管线中，并且被配置成将燃料供应至放电等离子并且形成火焰；尿素溶液注射器，其在第一旁路管线中被安装在等离子燃烧器的后侧，并且被配置成将尿素溶液注射至通过火焰加热的排出气并且产生氨；以及SCR催化剂，其在排气管中被安装在尿素溶液注射器的后侧，并且被配置成用氨还原被包含在排出气中的氮氧化物。

等离子燃烧器可以包括：第一壳体，其供应放电空气；电极，其被安置在第一壳体中并且设置与第一壳体的放电间隙(discharge gap)；以及第一燃料喷嘴，其被安装在第一壳体中，并且将燃料注射至放电间隙的前侧，使注射的燃料和放电空气混合，并且形成点燃的火焰。

电极可以被安置在安置部分(mounting part)中，所述安置部分与插入在安置部分和第一壳体的一侧之间的绝缘元件密封第一壳体的一侧。

绝缘元件可以以根据第一壳体的圆柱形部分安置的圆柱形形式形成，并且电极可以以截锥形状形成，所述截锥形状从绝缘元件的一侧逐渐减小。

等离子燃烧器还可以包括：第二壳体，其被连接到从第一壳体扩展的扩展部分(expanded part)；以及第二燃料喷嘴，其被安装在第二壳体中并且将燃料供应至点燃的火焰。

等离子燃烧器还可以包括：第二壳体，其被连接到从第一壳体的圆柱形部分扩展的扩展部分；以及第二燃料喷嘴，其被安装在第二壳体中并且将燃料供应至点燃的火焰。