带有气体或液体喷射的合成气体反应器系统技术方案

一种合成气体发生器和气体反应器试验系统。该系统配置成为可以提供一定数量的可供选择的流动路线，各具有不同燃烧炉和反应器配置。可以安装和试验各种类型的反应器和两台或三台反应器的组合。喷射的试剂、诸如还原剂以可以防止与试验气体不要反应的方式喷入。该系统对于试验车辆排放物后处理装置特别有用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及试验气体反应器装置，诸如排放物后处理装置，和其方法，更具体地涉及一种系统，可以利用模拟气体混合物试验反应器装置的各种组合。
技术介绍
从内燃机出来的排放物显著地影响地球的空气质量。在开发排气排放物控制(“后处理”)装置和系统方面已经有许多进展，利用各种形式的滤清器、催化剂、和其它类型的反应器。例如，许多现代汽油发动机，尤其是摩托车，装备有排放控制的催化剂转换器。对于柴油机，正在开发各种颗粒过滤器、和NOx捕捉器。各种排放后处理装置可以利用其在实际运转的发动机、在现场或在试验室中实施。当前，对于车辆排放试验，大多数试验在专门的试验室中进行，其中车辆在测力计上按照预定驱动循环驱动，诸如对于轻型和中型车辆的的I/M240或FTP型和对于重型车辆的CBD型。另一种试验排放物后处理装置的方法是模拟排气。这些装置此时安装在通过模拟排气气流的管路中。此时这些装置承受诸如加热的状态，以便正确地模拟该装置将在其中运行的实际状态。专利技术概要本专利技术的一个方面是试验气体反应器的系统。试验气体发生器提供至少一种气体进入主要流动管路。沿主要流动管路的第一燃烧炉用来加热试验气体。第一反应器的位置可以转换成为移入或移出主要气体管路。试验气体然后到达上游分支阀门，该阀门可以用来使主要管路进入第一分支管路或第二分支管路。第一分支管路具有另一燃烧炉和在炉内的第二反应器。第二分支管路也有一个燃烧炉。下游分支阀门联接第一分支管路和第二分支管路，在此之后试验气体到达第三反应器位置。喷射器子系统喷射气体或液体进入第二反应器上游的第一分支管路中。反应器的优点在于可以配置成为试验各种技术，包括利用不同反应器类型的装置和这些装置组合的技术。系统可以根据各种用户自定义模式运行，诸如富-稀循环或高-低温度循环。系统也可精确地试验利用注射气体或液体(诸如还原剂或补充燃料)的技术。在使用模拟气体而试验气体反应器的传统系统中，引入高温(超过摄氏600度)可能促使喷入的成分在到达反应器以前发生反应。在本专利技术中，喷射子系统使气体或液体喷射进入主要气流而不发生过早的反应。附图简要说明对于本实施例和其优点可以通过参考下列描述，并连同附图获得更加完整的理解，附图中同样的参考数字表示同样的特征，并且其中附图说明图1阐明一种按照本专利技术的合成气体发生器和反应器试验系统。图2-4各自阐明通过图1中系统气体的混合物各可替代路线之一。图5阐明用于喷射气体或液体进入图1中系统主要气体混合物的喷射子系统。图6阐明图1的静态混合器。具体实施例方式图1阐明一种按照本专利技术的合成气体发生器和反应器试验系统。如以下所解释，系统100产生模拟气体并且试验对于模拟气体反应的装置(在此称作“气体反应器”)。该系统特别对于估计排放物控制后处理装置和方法有用，但是也可以用来试验任何类型的气体反应器。通过在广泛范围内变化温度、润湿、和喷射可选方式，以及不同的气体反应器组合，系统可以用来试验方法学和试验装置本身。该系统可以沿气体流动管路(其中流动模拟气体混合物)在预定位置配置一个、两个、或三个气体反应器。系统100可以用来试验气相反应(诸如高温气相反应)或气体-固体反应。在后一情况中，固体可以是催化剂或固体反应剂。其中固体是催化剂的气体-固体反应的例子是与发动机排气催化剂发生反应。其中固体是固体反应剂的气体-固体反应的例子是气体洗涤过程，诸如采用石灰或石灰石从烟道气中除去SOx。在本描述目的中，系统100描述对于排气排放物装置的试验。后处理装置可以用于车辆和固定发动机的试验。模拟排气可以模拟来自汽油机或柴油机的排气，或者来自采用替代燃料系统发动机的排气，替代燃料可以是天然气或液化石油气。像这样的应用，系统100可以用来试验各种后处理装置，诸如催化剂、NOx吸收器和柴油机颗粒捕捉器。试验用气体发生器10通过从一列气缸(未示)或其它气体供应贮存器提供的气体成分而提供所要求的气体混合物。它包括气体输出控制，诸如物流控制器，并且也包括各种静态或主动混合装置。气体的成分，各气体成分的浓度和气体压强可以按具体试验项目规定。在本描述的例子中，试验气体发生器10提供模拟排气。这样试验典型的气体成分在无其它限制时包括氮气、二氧化碳、氧气、一氧化碳、氢气、氧化氮和碳氢化合物气体。在图1的实施例中，合成气体混合物的成分用试验气体发生器10进行混合。不过，在以下联系图6的解释中，从气体发生器10来的气体成分可以保持在单独的管路中至少到通过燃烧炉32以前，并且以后在主要或分支管路的某一点上混合。控制器15控制系统100的运行。它设定所有试验模式/或循环，并且控制系统100各种元件的运行。更具体地说，它控制试验气体发生器10，增湿器18，燃烧炉32、34和36，和图1中显示的各阀门。对于燃烧炉32、34和36控制器15用来设定诸如温度、增加或减少的速度，和/或温度循环次数等参数。控制器对于系统100元件的自动控制提供的程度是由控制器15程序的复杂程度决定的。为此目的，控制器15可以安装启用可编软件计算机装备，具有适当的处理器和储存器，操作系统和输入及输出装置。从试验气体发生器10来的气体混合物被输送到增湿器18，水蒸汽由此引入流动管路和进入试验气体混合物。如图所示，控制器15可以用来调节增湿参数，诸如引入的水量和水流速度。如果需要，增湿器18可以通过控制器15设置为“关”状态，使得水蒸汽不能引入。换言之，试验气体的湿度范围可以从0％到试验气体任何要求的百分比。某些采用系统100要求试验的反应器可能不需要增湿，诸如燃料电池催化剂。气体混合物然后通过第一燃烧炉32，其中加热气体混合物到所要求的温度。为保证气体成分的混合，可以采用静态混合，诸如在主要管路的炉子32内设置陶瓷屑片。在图1的实施例中，流动管路通过燃烧炉32，但在流动管路内其它设置加热气体混合物的方案也是可能的。三个阀门25、26和27用来控制燃烧炉32下游气体混合物的流动路线。阀门25和26为三通阀门(一个输入口和二个输出口)。阀门27为四通阀门(二个输入口和二个输出口)。根据阀门25、26和27如何设定，对于给定的气体混合物通过系统100存在几种可供选择的路线。具体路线的选择根据所试验反应器的数量和类型而定在阀门25、26和27上游，试验气体从试验气体发生器10通过燃烧炉32流入“主要”流动管路101。如以下所解释，在该点下游，主要流动管路分叉进入三个可供选择的路线旁通管路102，和二个分支管路103及104。阀门25在此称作“旁通阀”，并且用来引导流动进入旁通管路102。阀门27在此称作“上游分支阀”，并且引导流动通过两条分支管路103及104之一。阀门28称作“下游分支阀”，并且使从两条分支管路103及104来的流动重新联合。系统100具有三个反应器位置62、64、和66。在各反应器位置上，系统100容许安装气体发生器。如此，在此使用，“反应器位置”包括不论何种在流动管路上用于安装反应器的装置，就是输入口、输出口、和辅件，诸如凸缘、螺纹等等。在某些本专利技术实施例中，“反应器位置”可包括代替取消在该位置上反应器的装置。典型地，辅件还容许气体反应器在该位置上互相交换，就是，接头设计成为可以拆除反应器，以便不同类型的反应器可以互相交换和试验。从上下文中可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种试验气体反应器的系统，包括：一台试验气体发生器，提供至少一种试验气体进入主要流动管路；沿主要流动管路的第一燃烧炉，可操作用来加热试验气体；第一反应器位置，可进行转换而移入或移出主要气体管路；上游分支阀门， 可操作用来引导主要管路进入第一分支管路或第二分支管路；第二燃烧炉，在第一分支管路上；第二反应器位置，定位成从第二燃烧炉直接接受热输出；第三燃烧炉，在第二分支管路中；下游分支阀门，联接第一分支管路和第二分支管路 ；第三反应器位置，位于下游分支阀门的下游；和喷射器子系统，可操作用来喷射气体或液体进入第二反应器上游的第一分支管路中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-11-19 10/717,3721.一种试验气体反应器的系统，包括一台试验气体发生器，提供至少一种试验气体进入主要流动管路；沿主要流动管路的第一燃烧炉，可操作用来加热试验气体；第一反应器位置，可进行转换而移入或移出主要气体管路；上游分支阀门，可操作用来引导主要管路进入第一分支管路或第二分支管路；第二燃烧炉，在第一分支管路上；第二反应器位置，定位成从第二燃烧炉直接接受热输出；第三燃烧炉，在第二分支管路中；下游分支阀门，联接第一分支管路和第二分支管路；第三反应器位置，位于下游分支阀门的下游；和喷射器子系统，可操作用来喷射气体或液体进入第二反应器上游的第一分支管路中。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括旁路管路，可进行转换而使气体混合物从第一反应器位置上游的一点旁通到第三反应器位置下游的一点3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括增湿器，可操作用来在试验气体中混入水蒸汽。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，增湿器位于第一燃烧炉的上游。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于混合试验气体各成分的混合器。6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，混合器直接位于反应器位置之一的上游。7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，混合器直接位于第二反应器位置的上游。8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，混合器为静态混合器。9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，至少反应器位置之一包括输入口、输出口、和用于安装气体反应器的辅件。10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括采样管路，用于从反应器位置中至少一个的上游和下游管路中收集气体样本。11.一种试验气体反应器的方法，包括下列步骤提供至少一种试验气体进入主要流动管路；引导试验气体通过第一燃烧炉；可转换地连接第一反应器到第一燃烧炉下游的主要流动管路，使第一反应器可转换成为移入或移出主要气体管路；引导气流从第一反应器到上游分支阀门，该上游分支阀门可操作用来引导主要流动管路到第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：湛日景，TR加博哈特，
申请(专利权)人：西南研究所，
类型：发明
国别省市：US[美国]