一种降低氮氧化物排放的系统及方法技术方案

本公开涉及一种降低氮氧化物排放的系统及方法。该系统包括氮氧化物处理单元；所述氮氧化物处理单元包括待处理气体入口、第一氨气发生器、SCR、第二氨气发生器和SDPF；沿待处理气体的流动方向，所述待处理气体入口、所述SCR和所述SDPF依次连通布置，所述第一氨气发生器设于所述SCR的入口的上游，所述第二氨气发生器设于所述SCR的出口和所述SDPF的入口之间。在该系统中将SCR设置在SDPF上游，使待处理气体与氨气先进入SCR中进行处理后，在进入SDPF中进行处理，可以有效提高氮氧化物的转化率，降低氮氧化物排放量。降低氮氧化物排放量。降低氮氧化物排放量。

【技术实现步骤摘要】
一种降低氮氧化物排放的系统及方法


[0001]本公开涉及氮氧化物处理领域，具体地，涉及一种降低氮氧化物排放的系统及方法。

技术介绍

[0002]根据轻型柴油车(LDD)排放法规，从国5(CN
Ⅴ
)升级到国6b(CN
Ⅵ
b)NO
X
排放限值下降了82.1％，NO
X
排放标准呈现更严格趋势。
[0003]现在行业内针对轻型柴油车对国
Ⅵ
排放法规的排放路线主要后处理布置处理方式中广泛应用了DPF(柴油颗粒捕集器，Diesel Particulate Filter，)、SDPF(带有SCR功能的DPF，Diesel Particle Filter with SCR Function)以及SCR(选择性催化还原装置，Selective Catalytic Reduction)。其中，SDPF或者SCR是净化氮氧化物(NO
X
)的装置，在这两种净化装置中采用氨气(NH3)作为反应剂，氨气(NH3)在SCR或者SDPF中与氮氧化物(NO
X
)反应如以下公式(1)
‑
(3)所示：
[0004]2NH3+NO+NO2→
2N2+3H2O
ꢀꢀꢀ
(1)；
[0005]8NH3+6NO2→
7N2+12H2O
ꢀꢀꢀ
(2)；
[0006]4NH3+4NO+O2→
4N2+6H2O
ꢀꢀꢀ
(3)。
[0007]针对轻型柴油车应对比国
Ⅵ
更严格的排放法规，目前可以采用“尿素双喷”(表示两路喷射尿素)布置的氮氧化物排放处理系统，但是该双喷布置技术路线，还有待应用性提升。在发动机启动阶段或者其他温度较低的情况下，氮氧化物处理系统中氮氧化物的反应转化率较低。

技术实现思路

[0008]本公开的目的是提供一种降低氮氧化物排放的系统及方法。该系统具有更优异的氮氧化物处理能力，可以有效地降低氮氧化物的排放量；该系统在低温工作环境中仍具有较高的氮氧化物处理效率。
[0009]为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种降低氮氧化物排放的系统，该系统包括氮氧化物处理单元；所述氮氧化物处理单元包括待处理气体入口、第一氨气发生器、SCR、第二氨气发生器和SDPF；所述待处理气体入口与所述发动机单元的排气门连通；且沿待处理气体的流动方向，所述待处理气体入口、所述SCR和所述SDPF依次连通布置，所述第一氨气发生器设于所述SCR入口的上游，所述第二氨气发生器设于所述SCR的出口和所述SDPF的入口之间。
[0010]可选地，该系统还包括发动机单元和可变气门升程单元；
[0011]所述发动机单元包括发动机、进气门、排气门和排气凸轮轴，所述进气门和所述排气门设于所述发动机上，所述排气凸轮轴与所述发动机的排气门连接；所述可变气门升程单元设置于所述排气凸轮轴上，用于控制所述发动机的排气门的开启和闭合；所述待处理气体入口与所述发动机单元的排气门连通。
[0012]可选地，所述系统具有排气回收工作状态；在所述排气回收工作状态，所述可变气门升程单元在所述发动机的进气进程中，控制所述发动机的排气门持续开启，使经由所述发动机的排气门排出的待处理气体至少部分地被回抽至发动机的腔室内，并与经由所述进气门吸入的空气混合。
[0013]可选地，该系统还包括：
[0014]温度传感器，用于检测所述发动机内水温和环境温度并产生温度信号；以及
[0015]控制器，分别与所述可变气门升程单元和所述温度传感器信号连接，用接收所述温度信号并判断所述系统是否达到切换条件，并且当达到所述切换条件时，使所述系统处于所述排气回收工作状态。
[0016]可选地，所述切换条件为所述发动机内水温在第一温度阈值以下和/或环境温度在第二温度阈值以下，所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。
[0017]本公开第二方面提供一种降低氮氧化物排放的方法，采用本公开第一方面所述的系统，包括以下步骤：
[0018]使来自发动机的待处理气体经由待处理气体入口进入氮氧化物处理单元，并使第一氨气发生器向所述氮氧化物处理单元内提供氨气，并与所述待处理气体形成第一混合气流后进入SCR，进行第一氮氧化物催化反应；
[0019]使第二氨气发生器向所述氮氧化物处理单元内提供氨气，并与来自所述SCR的反应后的待处理气体形成第二混合气流后进入SDPF，进行第二氮氧化物催化反应。
[0020]可选地，该方法还包括：检测所述发动机内水温以及环境温度，并产生温度信号；
[0021]接收所述温度信号并判断所述系统是否达到切换条件，并且当达到所述切换条件时，使所述系统处于排气回收工作状态；所述温度信号包括发动机内的水温信号和/或环境温度信号。
[0022]可选地，所述切换条件为所述发动机内水温在第一温度阈值以下和/或环境温度在第二温度阈值以下，所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。
[0023]可选地，所述的当达到所述切换条件时，使所述系统处于排气回收工作状态，包括：
[0024]在所述发动机内的水温在第一温度阈值以下和/或环境温度在第二温度阈值以下时，使可变气门升程单元在所述发动机的进气进程中控制所述发动机的排气门持续开启，使所述发动机排出的待处理气体至少部分地被回抽至发动机内并与经由进气门吸入的空气混合。
[0025]可选地，该方法还包括：
[0026]使所述第一混合气流进入所述SCR内与第一催化剂的第一载体接触，进行所述第一氮氧化物催化反应；
[0027]使所述第二混合气流进入所述SDPF内与第二催化剂的第二载体接触，进行所述第二氮氧化物催化反应；
[0028]其中，所述第一载体和所述第二载体各自独立地包括V2O5。
[0029]通过上述技术方案，本公开提供了一种降低氮氧化物排放的系统及方法，在该系统中将SCR设置在SDPF上游，使待处理气体与氨气先进入SCR中进行处理后，然后再进入SDPF中进行处理，可以有效提高氮氧化物的转化率，降低氮氧化物排放量。
[0030]本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0031]附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
[0032]图1是本公开一种实施方式提供的氮氧化物处理单元的结构示意图；
[0033]图2是本公开一种实施方式提供的降低氮氧化物排放的系统的结构示意图；
[0034]图3是本公开一种实施方式提供的SCR的结构示意图；
[0035]图4是本公开一种实施方式提供的反应元件的结构示意图；
[0036]图5是实施例1、对比例1和对比例2中氮氧化物排放量与时间关系的曲线图；
[0037]图6是氮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低氮氧化物排放的系统，其特征在于，该系统包括氮氧化物处理单元(19)；所述氮氧化物处理单元(19)包括待处理气体入口、第一氨气发生器(3)、SCR(1)、第二氨气发生器(4)和SDPF(2)；沿待处理气体的流动方向，所述待处理气体入口、所述SCR(1)和所述SDPF(2)依次连通布置，所述第一氨气发生器(3)设于所述SCR(1)的入口的上游，所述第二氨气发生器(4)设于所述SCR(1)的出口和所述SDPF(2)的入口之间。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括发动机单元和可变气门升程单元(20)；所述发动机单元包括发动机(23)、进气门(24)、排气门(22)和排气凸轮轴(21)，所述进气门(24)和所述排气门(22)设于所述发动机(23)上，所述排气凸轮轴(21)与所述发动机的排气门(22)连接；所述可变气门升程单元(20)设置于所述排气凸轮轴(21)上，用于控制所述发动机(23)的排气门(22)的开启和闭合；所述待处理气体入口与所述发动机单元的排气门(22)连通。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统具有排气回收工作状态；在所述排气回收工作状态，所述可变气门升程单元(20)在所述发动机(23)的进气进程中，控制所述发动机(23)的排气门(22)持续开启，使经由所述发动机(23)的排气门(22)排出的待处理气体至少部分地被回抽至发动机(23)的腔室内，并与经由所述进气门(24)吸入的空气混合。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，该系统还包括：温度传感器，用于检测所述发动机(23)内水温和环境温度并产生温度信号；以及控制器，分别与所述可变气门升程单元(20)和所述温度传感器信号连接，用接收所述温度信号并判断所述系统是否达到切换条件，并且当达到所述切换条件时，使所述系统处于所述排气回收工作状态。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述切换条件为所述发动机内水温在第一温度阈值以下和/或环境温度在第二温度阈值以下，所述第一温度阈值大于所述第二温...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振兴，
申请(专利权)人：长城汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：