还原剂喷射装置、废气处理装置以及废气处理方法制造方法及图纸

一种还原剂喷射装置(100)，具备蜂窝结构体(1)和将尿素水溶液呈雾状喷出的尿素喷雾装置(2)，该蜂窝结构体(1)具有蜂窝结构部(11)以及配设在蜂窝结构部(11)侧面的一对电极部(12)；从尿素喷雾装置(2)喷出的雾状尿素水溶液，从蜂窝结构部(11)的第1端面(13)供给至孔单元(16)内，被供给至孔单元(16)内的尿素水溶液中的尿素，在被通电加热的蜂窝结构部(11)内加热而水解，生成氨，氨从第2端面(14)被排出至蜂窝结构部(11)的外侧，氨被喷射至外部。提供可以通过较少能量而从尿素溶液中生成氨、并喷射出氨的还原剂喷射装置。

【技术实现步骤摘要】
还原剂喷射装置、废气处理装置以及废气处理方法本申请是基于以下中国专利申请的分案申请：原案申请日：2014年03月18日原案申请号：201480017393.5(PCT/JP2014/057385)原案申请名称：还原剂喷射装置、废气处理装置以及废气处理方法
本专利技术涉及还原剂喷射装置、废气处理装置以及废气处理方法。更详细的，涉及可以通过较少能量而从尿素溶液中生成、喷射出氨的还原剂喷射装置。此外，涉及具备有该还原剂喷射装置，即使废气为低温，也可以较少能量处理废气中的NOX的废气处理装置。此外，还涉及使用该废气处理装置，即使废气为低温，也可以较少能量处理废气中的NOX的废气处理方法。
技术介绍
以往，为了净化从各种发动机等排出的废气中的氮氧化物(NOX)，会使用选择性催化还原型NOX催化剂(SCR催化剂)(例如，参照专利文献1～3)。专利文献1记载的废气净化装置，具有在发动机的排气管上安装的催化剂(SCR催化剂)，和向发动机与催化剂间的排气管内喷射尿素水的装置。此外，在多处设置了将尿素水与废气混合，通过催化剂使之与废气中的特定成分反应的同时将尿素水与废气混合的尿素水喷射装置。专利文献2记载的装置，是用于还原内燃机的废气中的氮氧化物的装置。此外，具有用于从固体尿素生成氨的热分解反应器、加热装置、SCR催化剂，向SCR催化剂内流入从固体尿素生成的氨。专利文献3记载的装置，是用于使还原剂前体(尿素)溶液以及还原剂前体(尿素)中的至少一个蒸发的装置。此外，蒸发物(尿素)通过配置在下游侧的水解催化转换器而被水解。然后，该装置具有加热区以及配置在加热区的加热元件，通过加热元件，使还原剂前体溶液以及还原剂前体中的至少一个蒸发。此外，通过水解催化转换器而被水解的物质(氨)，被用于SCR催化转换器中的还原处理。现有技术文献专利文献【专利文献1】日本专利特开2007-327377号公报【专利文献2】日本专利特表2009-524765号公报【专利文献3】日本专利特开2010-506077号公报
技术实现思路
专利文献1记载的废气净化装置，由于是通过废气的热而分解尿素水，因此，在发动机燃油效率提升等而使废气温度下降时，存在尿素难以反应的问题。专利文献2记载的装置，使用的是固体尿素，存在的问题是难以将固体尿素搬运至反应装置，此外对于保存，如果不是完全隔离水分的状态的话，会吸附水分，搬运会变得更困难。专利文献3记载的装置，加热元件的形状不适宜用较少能量蒸发还原剂前体溶液以及还原剂前体中的至少一个，存在难以用较少能量进行热分解的问题。本专利技术鉴于此种以往技术的问题点而作。本专利技术的特征在于，提供可以较少能量而从尿素溶液中产生、喷射出氨(还原剂)的还原剂喷射装置。然后，本专利技术的特征在于，提供具备有该还原剂喷射装置，即使废气为低温，也可以较少能量处理废气中的NOX的废气处理装置。然后，本专利技术的特征在于，提供使用该废气处理装置，即使废气为低温，也可以较少能量处理废气中的NOX的废气处理方法。通过本专利技术，提供以下的还原剂喷射装置、废气处理装置以及废气处理方法。[1]一种还原剂喷射装置，具备蜂窝结构体和尿素喷雾装置，所述蜂窝结构体具有筒状的蜂窝结构部以及设置在所述蜂窝结构部侧面的一对电极部，该蜂窝结构部具有分隔形成多个孔单元的分隔壁，所述孔单元从作为流体流入侧端面的第1端面延伸至作为流体流出侧端面的第2端面形成为流体流路，所述尿素喷雾装置将尿素水溶液呈雾状喷出；所述一对电极部分别沿着所述蜂窝结构部的孔单元的延伸方向形成为带状，在与所述孔单元延伸方向垂直的截面中，所述一对电极部中的一侧所述电极部，对着所述一对电极部中的另一侧所述电极部，夹着所述蜂窝结构部的中心而设置在相反侧；从所述尿素喷雾装置喷出的雾状所述尿素水溶液，从所述蜂窝结构部的所述第1端面供给至所述孔单元内，被供给至所述孔单元内的所述尿素水溶液中的尿素，在通电加热后的所述蜂窝结构部内被加热而水解生成氨，所述氨从所述第2端面被排出至所述蜂窝结构部的外侧，之后所述氨被喷射至所述还原剂喷射装置的外部。[2]根据[1]所述的还原剂喷射装置，其中，在所述蜂窝结构部的所述第1端面与所述尿素喷雾装置之间，形成有尿素喷雾空间。[3]根据[1]或[2]所述的还原剂喷射装置，其中，所述蜂窝结构部的电阻率为0.01～500Ωcm。[4]根据[1]～[3]任意一项所述的还原剂喷射装置，其中，所述蜂窝结构部以硅-碳化硅复合材料或碳化硅为主成分。[5]根据[1]～[4]任意一项所述的还原剂喷射装置，其中，所述蜂窝结构体上担载有尿素水解催化剂。[6]根据[1]～[5]任意一项所述的还原剂喷射装置，其中，朝向所述蜂窝结构部的所述第1端面，由所述尿素喷雾装置喷出雾状所述尿素水溶液，所述尿素喷雾装置的所述尿素水溶液的喷雾方向与下述方向之间的角度为5～60°：该方向是平行于所述蜂窝结构部的所述孔单元延伸方向，并且是从所述尿素喷雾装置朝向所述蜂窝结构部的所述第1端面的方向。[7]根据[1]～[6]任意一项所述的还原剂喷射装置，其中，所述蜂窝结构部的单位体积上的表面积在5cm2/cm3以上。[8]根据[1]～[7]任意一项所述的还原剂喷射装置，其中，在所述蜂窝结构部的部分所述孔单元的、所述第1端面侧的端部上具有孔密封部。[9]根据[1]～[8]任意一项所述的还原剂喷射装置，其中，所述尿素喷雾装置为电磁式、压电致动式、超声波式或雾化式喷雾装置。[10]一种废气处理装置，具备有：流通含有NOX的废气的排气管，向所述排气管内喷射氨的[1]～[9]任意一项所述的还原剂喷射装置，配置在所述排气管的所述氨喷射位置下游侧的SCR催化剂。[11]一种废气处理方法，是使用[10]所述的废气处理装置进行处理的方法，其在所述排气管内流通含有NOX的废气，向所述废气喷射氨，通过所述SCR催化剂还原处理混入了所述氨的废气。[12]根据[11]所述的废气处理方法，其中，所述蜂窝结构体的温度在160℃以上。[13]根据[11]或[12]所述的废气处理方法，其中，间歇性进行还原剂喷射装置净化操作，即，使所述蜂窝结构体的温度在360℃以上，除去附着在所述还原剂喷射装置上的硫化合物。[14]根据[11]～[13]任意一项所述的废气处理方法，其中，从所述蜂窝结构部的电阻值算出温度值，控制所述蜂窝结构部的温度使所述算出温度达到期望的温度。专利技术效果根据本专利技术的还原剂喷射装置，由尿素喷雾装置喷雾出的尿素水溶液，被供给至蜂窝结构体的孔单元内。然后，尿素水溶液中的尿素，在通电加热后的蜂窝结构体内被加热而水解，生成氨。然后，生成的氨被喷出至外部。此外，由于“蜂窝结构体的表面积大、压力损失小”，因此可以较少能量从尿素溶液中生成氨。根据本专利技术的废气处理装置，由于具备有上述本专利技术的还原剂喷射装置，因此即使废气为低温，也可以较少能量从尿素水溶液中生成氨。然后，可以较少能量处理废气中的NOX。根据本专利技术的废气处理方法，由于使用上述本专利技术的废气处理装置进行废气处理，因此即使废气为低温，也可以较少能量处理废气中的NOX。附图说明【图1】显示本专利技术的还原剂喷射装置的一个实施方式的截面示意图。【图2】显示使用了本专利技术的还原剂喷射装置的一个实施方式的氨喷射系统的截面示意图。【图3】显示构成本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种还原剂喷射装置，具备蜂窝结构体和尿素喷雾装置，所述蜂窝结构体具有筒状的蜂窝结构部以及设置在所述蜂窝结构部侧面的一对电极部，该蜂窝结构部具有分隔形成多个孔单元的分隔壁，所述孔单元从作为流体流入侧端面的第1端面延伸至作为流体流出侧端面的第2端面形成为流体流路，所述尿素喷雾装置将尿素水溶液呈雾状喷出，由所述尿素喷雾装置喷出的尿素水溶液的喷雾方向与所述蜂窝结构部的所述孔单元内氨的通过方向之间的角度为5～60°；所述一对电极部分别沿着所述蜂窝结构部的孔单元的延伸方向形成为带状，在与所述孔单元延伸方向垂直的截面中，所述一对电极部中的一侧所述电极部，对着所述一对电极部中的另一侧所述电极部，夹着所述蜂窝结构部的中心而设置在相反侧；从所述尿素喷雾装置喷出的雾状所述尿素水溶液，从所述蜂窝结构部的所述第1端面供给至所述孔单元内，被供给至所述孔单元内的所述尿素水溶液中的尿素，在通电加热后的所述蜂窝结构部内被加热而水解生成氨，所述氨从所述第2端面被排出至所述蜂窝结构部的外侧，之后所述氨被喷射至所述还原剂喷射装置的外部。

【技术特征摘要】
2013.03.22 JP 2013-0609231.一种还原剂喷射装置，具备蜂窝结构体和尿素喷雾装置，所述蜂窝结构体具有筒状的蜂窝结构部以及设置在所述蜂窝结构部侧面的一对电极部，该蜂窝结构部具有分隔形成多个孔单元的分隔壁，所述孔单元从作为流体流入侧端面的第1端面延伸至作为流体流出侧端面的第2端面形成为流体流路，所述尿素喷雾装置将尿素水溶液呈雾状喷出，由所述尿素喷雾装置喷出的尿素水溶液的喷雾方向与所述蜂窝结构部的所述孔单元内氨的通过方向之间的角度为5～60°；所述一对电极部分别沿着所述蜂窝结构部的孔单元的延伸方向形成为带状，在与所述孔单元延伸方向垂直的截面中，所述一对电极部中的一侧所述电极部，对着所述一对电极部中的另一侧所述电极部，夹着所述蜂窝结构部的中心而设置在相反侧；从所述尿素喷雾装置喷出的雾状所述尿素水溶液，从所述蜂窝结构部的所述第1端面供给至所述孔单元内，被供给至所述孔单元内的所述尿素水溶液中的尿素，在通电加热后的所述蜂窝结构部内被加热而水解生成氨，所述氨从所述第2端面被排出至所述蜂窝结构部的外侧，之后所述氨被喷射至所述还原剂喷射装置的外部。2.一种还原剂喷射装置，具备蜂窝结构体和尿素喷雾装置，以及收纳所述蜂窝结构体和所述尿素喷雾装置的筒状外筒，所述蜂窝结构体具有筒状的蜂窝结构部以及设置在所述蜂窝结构部侧面的一对电极部，该蜂窝结构部具有分隔形成多个孔单元的分隔壁，所述孔单元从作为流体流入侧端面的第1端面延伸至作为流体流出侧端面的第2端面形成为流体流路，所述外筒内具有固定所述蜂窝结构体的绝缘保持部，所述尿素喷雾装置将尿素水溶液呈雾状喷出；所述一对电极部分别沿着所述蜂窝结构部的孔单元的延伸方向形成为带状，在与所述孔单元延伸方向垂直的截面中，所述一对电极部中的一侧所述电极部，对着所述一对电极部中的另一侧所述电极部，夹着所述蜂窝结构部的中心而设置在相反侧；从所述尿素喷雾装置喷出的雾状所述尿素水溶液，从所述蜂窝结构部的所述第1端面供给至所述孔单元内，被供给至所述孔单元内的所述尿素水溶液中的尿素，在通电加热后的所述蜂窝结构部内被加热而水解生成氨，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：笠井义幸，间瀬和弥，齐木胜已，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP