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一种车辆用高氨柴比发动机尾气净化装置及方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-12-06 13:49:28

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 黄哲芬 | 2023-12-06 13:49:28

本发明公开了一种车辆用高氨柴比发动机尾气净化装置及方法,所述装置包括串联设置的氨分解催化部、SCR催化部和氨氧化催化部,氨分解催化部内沿气流方向分为氨吸附室和氨分解催化室,氨吸附室内设置有可再生氨吸附剂,氨分解催化室内设置有低温氨分解催化剂,SCR催化部内设置有SCR催化剂,氨氧化催化部内设置有低温氨氧化催化剂。本发明采用可再生氨吸附剂和低温氨分解催化剂组合使用,将高浓度的氨进行部分分解后,有效降低未燃氨的浓度,再将全部的尾气通过SCR催化剂,利用剩余的未燃氨与反应生成的氮氧化物进行反应,去除氮氧化物,最后再用低温氨氧化催化剂反应去除多余的氨和极少量的一氧化碳,以达到排放要求,结构简单,净化效果好。

车辆用高氨柴比发动机尾气净化装置,包括氨分解催化部、SCR催化部和氨氧化催化部,且所述氨分解催化部的入口与尾气入口连通,所述氨氧化催化部的出口与尾气出口连通,所述氨分解催化部内沿气流方向分为氨吸附室和氨分解催化室,所述氨吸附室内设置有可再生氨吸附剂,所述氨分解催化室内设置有低温氨分解催化剂,所述SCR催化部内设置有SCR催化剂,所述氨氧化催化部内设置有低温氨氧化催化剂,所述的氨分解催化部、SCR催化部和氨氧化催化部沿尾气的流动方向串联设置。

目前,已有多家研究中心公布成功研发出氨柴发动机,并正在进行稳定性测试过程,其量产时间已上日程。虽然,氨柴发动机的应用能有效降低二氧化碳的排放。但是发动机尾气中出现少量的未燃烧氨以及一定量的氮氧化物需要同时处理。将传统的柴油内燃机尾气处理装置直接应用到氨柴发动机时,仍然有一部分氨及N2O未能得到很好的处理。中国专利CN 115750048 A针对这一问题,提出了一种氨柴发动机的尾气处理装置及方法,将选择催化还原器(SCR)-氨逃逸催化器(ASC)前置总成布置到氧化催化器(DOC)前,在氨柴模式下使未燃氨,能够在SCR和ASC中得以全部消耗,解决了高浓度氨经过DOC生成N2O的问题。但是,当氨柴比达到4以上时,这一方法已经不能适用。因为,这时未燃烧的氨浓度比氮氧化物高出多倍,经过SCR处理后的氨浓度仍然较高。

发明人:江莉龙 郑勇 肖益鸿 曹彦宁 罗宇 陈崇启 林立 王大彪 张卿福州大学(Fuzhou University),简称福大,位于福建省福州市,创建于1958年,是国家“双一流”建设高校,国家“211工程”建设高校,国家教育部、国家国防科技工业局与福建省人民政府共建高校,福建省三所重点建设的高水平大学之一,福建省一流大学建设高校,入选国家建设高水平大学公派研究生项目、教育部首批“卓越工程师教育培养计划”高校、新工科研究与实践项目、数据中国“百校工程”项目、国家“111计划”、“高校国际化示范学院推进计划”、国家级大学生创新创业训练计划、全国首批深化创新创业教育改革示范高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、全国专业学位研究生教育综合改革试点单位、国家集成电路人才培养基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地、高校国家知识产权信息服务中心。

本发明采用可再生氨吸附剂和低温氨分解催化剂组合使用,将高浓度的氨进行部分分解后,有效降低未燃氨的浓度。特别是发动机进行冷启动时,低温氨分解催化剂未达到有效工作的前30秒内能有效地对未燃氨进行吸附,当低温氨分解催化剂的温度达到正常时,可再生氨吸附剂又能将吸附的氨有效地脱附出来。本发明通过SCR催化剂将未分解的氨和发动机燃烧产生的氮氧物进行反应,无需通过喷射尿素或液氨等方式加入还原剂,即可去除氮氧化物。最后通过低温氨氧化催化剂反应去除多余的氨和极少量的一氧化碳,无需再装配SCR和ASC反应器,结构简单,净化效果好。

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