等离子SCR系统技术方案

根据本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景(a)专利
本专利技术涉及等离子选择性催化还原(SCR)系统(plasmaselectivecatalyticreduction(SCR)system)，并且更特定地涉及从SCR催化剂除去排出气(exhaustgas)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(exhaustsystem)包括包含过滤器的柴油颗粒物过滤器(DPF)阱(dieselparticulatefilter(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、HCSCR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。专利技术概述已作出本专利技术以意图提供等离子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。还已作出本专利技术以意图提供等离子SCR系统，所述等离子SCR系统用高温气体使SCR催化剂再生。还已作出本专利技术以意图提供等离子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(dischargeair)和放电等离子(dischargeplasma)部分地再循环而使火焰稳定。本专利技术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(dischargegap)；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(mountingpart)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(expandedpart)；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。等离子燃烧器还可以包括：第三壳体，其在第二燃料喷嘴的前侧中形成比第二壳体更远的扩展空间，并且被连接到第一旁路管线；以及空气喷嘴，其被安装在第二燃料喷嘴的前侧并且供应空气。空气喷嘴可以在第二壳体的直径方向上从第二壳体的至少一侧被安装，以便在圆周方向上将空气注射至扩展部分的内表面。空气喷嘴可以被安装以相对于第二壳体的直径方向的设置角(setangle)而倾斜。第三壳体可以包括在其中设置有多个空气通风口的管道，并且管道的两端在第三壳体的纵向上可以是开放的并且管道可以在直径方向上被连接到空气通风口。第一旁路管线可以在发动机侧通过入口端被连接到排气管，并且可以在SCR催化剂侧通过出口端被连接到排气管。等离子SCR系统还可以包括：在排气管中被设置在入口端和出口端之间的三通开/关元件(three-wayopening/closingmember)；以及被连接到三通开/关元件和在SCR催化剂的后侧被连接到排气管的第二旁路管线。第一旁路管线可以设置有多个子管线(subline)，并且并联地连接子管线，并且多个等离子燃烧器可以被设置并且被分别设置在子管线中。根据本专利技术的示例性实施方案，可能的是，通过以下来还原并且除去被包含在排出气中的氮氧化物：加工在等离子燃烧器中的大通量的燃料并且用大量的火焰加热排出气，使通过将尿素溶液注射至排出气而被溶解的氨和排出气混合，以及将混合物供应至SCR催化剂。另外，根据本专利技术的示例性实施方案，可能的是，通过以下使SCR催化剂再生：制作排出气旁路或使发动机停止，并且将在等离子燃烧器中形成的高温气体供应至其中不注射尿素溶液的状态中的SCR催化剂。附图简述图1是根据本专利技术的第一示例性实施方案的等离子选择性催化还原(SCR)系统的配置图。图2是图1的等离子燃烧器的配置图。图3是图2的横截面视图。图4是沿着图3的线IV-IV截取的横截面视图。图5是沿着图3的线V-V截取的横截面视图。图6是根据本专利技术的第二示例性实施方案的等离子SCR系统的配置图。图7是根据本专利技术的第三示例性实施方案的等离子SCR系统的配置图。具体实施方式在下文中，将参照附图在下文中更充分地描述本专利技术，本专利技术的示例性实施方案在附图中被示出。如本领域技术人员将理解，所描述的实施方案可以以各种不同的方式来修改，而全部不偏离本专利技术的精神或范围。附图和描述应当被认为本质上是说明性的并且不是限制性的。贯穿本说明书，同样的参考数字指定同样的部件。图1是根据本专利技术的第一示例性实施方案的等离子SCR系统的配置图。参照图1，第一示例性实施方案的等离子选择性催化还原(SCR)系统1包括：排气管2，其被连接到发动机E并且使排出气循环；第一旁路管线21，其被连接到排气管2；等离子燃烧器3和尿素溶液注射器4，它们被安装在第一旁路管线21中；以及SCR催化剂5，其在排气管2中被安装在第一旁路管线21的后侧。例如，第一旁路管线21可以采用一定尺寸来形成，在所述尺寸中，对应于排气管2的流量的1％至10％的排出气可以在排出气2中绕开。第一旁路管线21的容积可以考虑一定范围来确定，在所述范围中，排出气可以通过从等离子燃烧器3供应的焓来加热。等离子燃烧器3被安装在第一旁路管线21中并且被配置成通过将燃料供应至在第一旁路管线21中的放电等离子而形成稳定的火焰。也就是，等离子燃烧器3被安装在第一旁路管线21中，并且用供应的放电气体和燃料产生火焰，并且加热排出气，同时使排出气的一部分循环，并且将产生的高温气体供应至排气管2和SCR催化剂5。图2是图1的等离子燃烧器的配置图，并且图3是图2的横截面视图。参照图2和图3，等离子燃烧器3包括供应放电空气的第一壳体31、安装在第一壳体31中的电极34，以及第一燃料喷嘴61。另外，等离子燃烧器3还包括在第一燃料喷嘴61的前侧处的第二壳体32，并且还可以包括第二燃料喷嘴62、空气喷嘴63，以及在第二壳体32处继续形成的第三壳体33。例如，第一壳体31包括圆柱形部分311，和从圆柱形部分311的一侧的末端部分逐渐扩展的扩展部分312。供应放电空气的空气供应端口313在圆柱形部分311中被设置。供应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子选择性催化还原(SCR)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所述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，其在所述第一旁路管线中被安装在所述等离子燃烧器的后侧，并且被配置成注射尿素溶液至通过所述火焰加热的排出气，并且产生氨；以及SCR催化剂，其在所述排气管中被安装在所述尿素溶液注射器的后侧，并且被配置成用所述氨还原被包含在所述排出气中的氮氧化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.03 KR 10-2014-01171341.一种等离子选择性催化还原(SCR)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所述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，其在所述第一旁路管线中被安装在所述等离子燃烧器的后侧，并且被配置成注射尿素溶液至通过所述火焰加热的排出气，并且产生氨；以及SCR催化剂，其在所述排气管中被安装在所述尿素溶液注射器的后侧，并且被配置成用所述氨还原被包含在所述排出气中的氮氧化物。2.如权利要求1所述的等离子SCR系统，其中：所述等离子燃烧器包括：第一壳体，其供应放电空气；电极，其被安置在所述第一壳体中并且设置与所述第一壳体的放电间隙；以及第一燃料喷嘴，其被安装在所述第一壳体中，并且将燃料注射至所述放电间隙的前侧，使所注射的燃料和所述放电空气混合，并且形成点燃的火焰。3.如权利要求2所述的等离子SCR系统，其中：所述电极被安置在所述安置部分中，所述安置部分与插入在所述安置部分和所述第一壳体的一侧之间的绝缘元件密封所述第一壳体的一侧。4.如权利要求3所述的等离子SCR系统，其中：所述绝缘元件以根据所述第一壳体的圆柱形部分安置的圆柱形形式形成，并且所述电极以截锥形状形成，所述截锥形状从所述绝缘元件的一侧逐渐地减小。5.如权利要求3所述的等离子SCR系统，其中：所述等离子燃烧器还包括：第二壳体，其被连接到从所述第一壳体扩展的扩展部分；以及第二燃料喷嘴，其被安装在所述第二壳体中并且将燃料供应至所述点燃的火焰。6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大勋，宋永焄，金冠泰，卞盛炫，
申请(专利权)人：韩国机械研究院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR