[发明专利]还原剂喷射装置、废气处理装置及废气处理方法

说明书

还原剂喷射装置100具备：蜂窝结构体1，具有柱状的蜂窝结构部11以及至少一对电极部12，该蜂窝结构体1构成为能够在被通电加热的蜂窝结构部11内将尿素水溶液中的尿素分解而生成氨；外筒2，具备载气导入口22、以及喷射氨的喷射口21，且对蜂窝结构体1进行收纳，并在内部形成有使得流体能够在蜂窝结构部11的隔室14内流通的第一流通路径、以及使得流体能够不经由隔室14内而从入口侧端部向出口侧端部流通的第二流通路径16；尿素喷雾器3，配置于外筒2的一端，且用于向流体的流入侧的第一流通路径或第二流通路径以雾状喷射尿素水溶液；以及喷雾方向切换机构，构成为能够根据废气的温度而将尿素水溶液的雾状喷射方向切换为第一流通路径或第二流通路径。

技术领域

本发明涉及还原剂喷射装置、废气处理装置及废气处理方法。

背景技术

为了对从各种发动机等排出的废气中的氮氧化物(NOx)进行净化，已知采用了选择性催化还原型NOx催化剂(SCR催化剂)的废气处理装置(专利文献1)。

专利文献1中记载的废气处理装置具有：安装于发动机的排气筒的催化剂(SCR催化剂)；以及向发动机与催化剂之间的排气筒内喷射尿素水的机构，使以雾状喷射的尿素水与废气混合，利用催化剂使其与废气中的特定成分发生反应，并且，在多处位置设置有使尿素水与废气混合的尿素水喷射机构。

然而，专利文献1中记载的废气处理装置利用废气的热使尿素水中的尿素分解为氨，因此，废气的温度需要设为200℃以上。因此，存在如下问题，即，在废气的温度较低时，难以引起尿素的分解反应，从而NOx的处理所需的氨的量不足。

因此，提出了采用如下还原剂喷射装置的废气处理装置，该还原剂喷射装置具备：蜂窝结构体(蜂窝加热器)，其具有筒状的蜂窝结构部及配设于蜂窝结构部的侧面的一对电极部；以及尿素喷雾器，其向蜂窝结构部以雾状喷射尿素水溶液(专利文献2)。用于该废气装置的还原剂喷射装置能够向通过对电极部施加电压而被通电加热的蜂窝结构部以雾状喷射尿素水溶液，使得尿素水溶液中的尿素在蜂窝结构部内分解而高效地生成氨。

然而，当向被通电加热的蜂窝结构部以雾状喷射尿素水溶液时，以雾状喷射了尿素水溶液的区域的温度降低，从而蜂窝结构部内产生温度不均。其结果，容易在蜂窝结构部的低温区域生成尿素沉积物(由尿素引起的结晶)。如果生成尿素沉积物，则蜂窝结构部内的流路被阻断，因此，阻碍尿素分解为氨。

因此，提出了采用如下还原剂喷射装置的废气处理装置，该还原剂喷射装置在尿素喷雾器与蜂窝结构体之间设置有载气导入口(专利文献3及4)。根据用于该废气处理装置的还原剂喷射装置，从载气导入口导入的载气能够促进蜂窝结构部内的气体流动。因此，即便向蜂窝结构部以雾状喷射尿素水溶液，蜂窝结构部内的温差也会减小，从而能够抑制尿素沉积物的生成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007－327377号公报

专利文献2：国际公开第2014/148506号

专利文献3：日本特开2017－180298号公报

专利文献4：日本特开2017－180299号公报

发明内容

废气中的NOx的量根据车辆的行驶模式等而发生变化，在废气中的NOx的量较多的情况下，NOx的净化所需的还原剂(氨)的量增加，因此，需要增大尿素水溶液的雾状喷射量。如果尿素水溶液的雾状喷射量增多，则蜂窝结构体的温度降低，因此，需要提高通电电力，从而耗电量会增大。