[发明专利]用于将干化学还原剂导入后处理系统的系统和方法

说明书

一种还原剂导入系统，用于被配置成分解废气中的成分的后处理系统，该还原剂导入系统包括：干还原剂箱，其被配置成容纳干还原剂；还原剂输送管线，其被配置成将干还原剂箱可操作地联接到后处理系统，以将干还原剂输送到后处理系统；以及加压气体源，其被配置成使用加压气体将干还原剂通过还原剂输送管线传送到后处理系统。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月2日提交的美国临时申请第62/740,215号的权益，该美国临时申请的全部公开内容据此通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于内燃(IC)发动机的后处理系统。

背景

废气后处理系统用于接收和处理由IC发动机产生的废气。通常，废气后处理系统包括若干不同部件中的任意部件，以减少废气中存在的有害排放物的水平。例如，用于柴油动力IC发动机的某些废气后处理系统包括选择性催化还原(SCR)系统，选择性催化还原(SCR)系统包括被配制为在氨(NH₃)的存在下将NOx(呈一定百分比的NO和NO₂)转化为无害氮气(N₂)和水蒸气(H₂O)的催化器。通常，在此类后处理系统中，将废气还原剂(例如，柴油机废气处理液，诸如尿素溶液)注入SCR系统以提供氨源，并与废气混合以部分地还原NOx气体。然后，将废气的还原副产物传送到被包括在SCR系统中的催化器，以将基本上所有的NOx气体分解成相对无害的副产物，将其从后处理系统中排出。

概述

在常规的后处理系统中使用的废气还原剂通常包括液体还原剂，该液体还原剂被导入SCR系统或其上游。然而，液体还原剂造成了各种挑战。例如，当将液体还原剂导入到后处理系统中时，液体还原剂的流可能撞击到后处理系统的内表面上并形成副产物，这在后处理系统的内表面上形成还原剂沉积物。此外，非常低的温度(例如，低于-11摄氏度)会导致还原剂在还原剂导入组件中冻结。这增加了后处理系统的成本(由于包含加热系统，用于例如加热管线或电加热器)、增加能量和燃料消耗、以及导致维护成本增加。通常必须在此类还原剂导入组件中包括加热器，以在寒冷的环境条件下解冻还原剂，这增加了系统的复杂性。此外，导入到后处理系统中的液体还原剂可能撞击到后处理系统的侧壁上，导致在后处理系统的侧壁和/或部件上形成还原剂沉积物。还原剂沉积物降低了后处理系统的效率，并可能导致SCR系统和/或下游部件的堵塞并最终导致故障。还原剂沉积物致使对后处理系统进行频繁的维护，而使维护成本增加。替代还原剂沉积物去除策略包括例如通过将碳氢化合物导入废气中将废气加热至高于450摄氏度的温度。然而，这增加了燃料消耗。

本文所述的实施例总体上涉及用于将干还原剂输送到后处理系统的系统和方法，并且尤其涉及还原剂导入系统，其允许重力辅助地输送干还原剂或包括加压气体源，加压气体源用于将干还原剂气体辅助地输送到流经后处理系统的废气中。

在一个实施例中，一种用于被配置成分解废气中的成分的后处理系统的还原剂导入系统包括：干还原剂箱，其被配置成容纳干还原剂；还原剂输送管线，其被配置成将干还原剂箱可操作地联接到后处理系统，以将干还原剂输送到后处理系统；以及加压气体源，其被配置成使用加压气体将干还原剂通过还原剂输送管线传送到后处理系统。

在一些实施例中，加压气体源包括占据干还原剂箱的一定体积并将压力施加在干还原剂上的压缩气体。

在一些实施例中，压力释放阀可操作地联接到干还原剂箱，压力释放阀被配置成响应于干还原剂箱内的压力超过预定压力阈值而打开。

在一些实施例中，阀设置在还原剂输送管线中，该阀被配置成选择性地打开以将预定体积的干还原剂传送到后处理系统。在一些实施例中，还原剂导入系统还包括与该阀集成在一起的压力传感器。

在一些实施例中，截止阀联接到干还原剂箱的出口并且被配置成选择性地关闭以防止干还原剂从干还原剂箱中传送出去。