一种用于氢内燃机的后处理系统技术方案

本发明专利技术属于尾气处理技术领域，涉及一种用于氢内燃机的后处理系统。该系统包括：SCR催化装置，该装置设有SCR催化剂，用于选择性还原尾气中的氮氧化合物NO

【技术实现步骤摘要】
一种用于氢内燃机的后处理系统


[0001]本专利技术属于尾气处理
，涉及一种用于氢内燃机的后处理系统。

技术介绍

[0002]氢能源是一种未来的清洁能源。在移动源的使用上有氢燃料电池和氢内燃机两种方式。在氢内燃机的尾气排放中存在着未燃烧的氢气、燃烧过程中产生的氮氧化合物(NO
x
)和发动机机油带来的灰分颗粒。常规的后处理系统为OC+PF+SCR，其中氧化催化剂(OC)位于上游将未燃烧的氢气氧化，再加装颗粒捕集器(PF)以除去灰分颗粒排放物，同时还需要选择性还原催化剂(SCR)还原NO
x
。常规设计的问题在于发动机产生的NO
x
经过上游的OC后，NO
x
中的部分NO会被OC氧化成NO2，在下游的SCR上NO2和还原剂氨气容易生成N2O，造成控制N2O排放的难度加大。同时OC上发生氢气燃烧会造成下游SCR的温度过高，从而引起SCR性能的急剧劣化。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种用于氢内燃机的后处理系统，该系统将OC的功能集成在PF之上，并将PF置于SCR的下游，该PF上涂敷的催化剂氧化未燃烧的氢气和上游SCR来的氨泄露，同时避免产生大量的N2O，本专利技术充分利用了PF的孔道结构，有效减小系统的总体积和成本，可在氢内燃机尾气处理中取得良好的应用。
[0004]本专利技术将通过以下技术方案实现上述目的：
[0005]一种用于氢内燃机的后处理系统，包括：
[0006]SCR催化装置，该装置设有SCR催化剂，用于选择性还原尾气中的氮氧化合物NO
x
；
[0007]还原剂喷射系统，位于SCR催化装置上游，该系统将还原剂配量输入尾气流中；
[0008]PF颗粒捕集器，位于SCR催化装置下游，可以捕集尾气中的颗粒排放物，其进口端涂敷氧化型催化涂层，出口端涂敷SCR催化涂层。
[0009]优选的，所述SCR催化剂包括负载Fe的沸石，所述沸石为beta，ZSM5，MOR，FER，MFI沸石中的至少一种。
[0010]优选的，所述SCR催化剂包括负载Cu的沸石，所述沸石为CHA、AEI沸石中的至少一种。
[0011]优选的，所述SCR催化剂包括负载V、W和Sb的钛白粉。
[0012]优选的，所述还原剂包括尿素。
[0013]优选的，所述PF颗粒捕集器中的SCR催化涂层具有与所述SCR催化装置中的SCR催化剂相同的催化活性组分。
[0014]优选的，所述PF颗粒捕集器具有壁流式蜂窝载体，催化涂层均涂敷在所述载体的过滤壁内。
[0015]具体地，PF颗粒捕集器进口过滤壁内涂敷氧化型催化涂层，涂敷长度为载体全长的30
‑
60％，所述氧化型催化涂层含有Pt、Pd贵金属组分，其中Pt、Pd的总浓度为0.2
‑
5g/
ft3，Pt与Pd的质量比为1:0
‑
1:1。
[0016]具体地，PF颗粒捕集器出口过滤壁内涂敷SCR催化涂层，所述SCR催化涂层的涂敷长度为载体全长的60
‑
90％，涂敷量为100
‑
200g/L。
[0017]对比已知的系统，本专利技术在PF颗粒捕集器的进口处涂敷氧化型催化涂层，其功能主要是将上游带来的过量的氨气进行部分氧化，同时将未燃烧的氢气氧化；然后从出口处涂敷SCR催化涂层，其功能主要是将经过进口孔道的氨气和部分被氧化成的NO
x
进行选择性还原，转化成N2。如若进口端氧化型催化涂层的氧化能力过强，则可能将所有的氨气氧化成NO
x
，经过出口处SCR催化涂层时，由于缺少还原剂导致无法进行SCR催化反应，如若氧化能力太弱，则NH3过剩，容易造成氨泄露。
附图说明
[0018]图1：本专利技术所述SCR+PF形式的后处理系统示意图。
[0019]图2：OC+SCR+PF形式的后处理系统示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施方式以及附图，对本专利技术做进一步说明。
[0021]实施例1：
[0022]本实施例提供一种用于氢内燃机的后处理系统：该系统包括还原剂喷射系统、SCR催化装置和PF颗粒捕集器；还原剂喷射系统靠近氢内燃机出口位置，位于SCR催化装置上游，将还原剂尿素配量输入出口尾气流中；SCR催化装置设有Cu
‑
SCR催化剂；PF颗粒捕集器位于SCR催化装置下游，其进口端涂敷氧化型催化涂层，出口端涂敷Cu
‑
SCR催化涂层。
[0023]具体地，通过以下方法获得Cu
‑
SCR催化剂：
[0024]将含3.0wt％Cu的Cu
‑
CHA沸石加水搅拌均匀，加入氧化锆粘合剂，加水调节粘度和固含量，将浆料均匀涂敷在NGK的蜂窝陶瓷载体上；所述载体直径为7.5英寸，长度为3英寸，目数/壁厚为400/4，涂敷量(干重)为140g/L；涂敷完毕后在100
‑
150℃的温度下干燥，在550℃的温度下煅烧，得到Cu
‑
SCR催化剂。
[0025]具体地，通过以下方法获得PF颗粒捕集器中的氧化型催化涂层与Cu
‑
SCR催化涂层：
[0026]将硝酸铂溶液和氧化铝浆料进行混合，调节粘度和固含量，将浆料从进口端涂敷于NGK的C650
‑
HAC的DPF载体上，涂敷长度2英寸，通过涂敷量的控制来控制Pt的浓度为5g/ft3；将含3.0％Cu的Cu
‑
CHA沸石加水搅拌均匀，加入氧化锆粘合剂，加水调节粘度和固含量，将浆料从出口端涂敷于所述载体上，涂敷量(干重)为140g/L，涂敷长度为4英寸；所述载体直径为7.5英寸，长度为6英寸，目数/壁厚为300/9；涂敷完毕后在100
‑
150℃的温度下干燥，在550℃的温度下煅烧，从而得到进口端贵金属氧化型催化涂层与出口端Cu
‑
SCR催化涂层的PF颗粒捕集器。
[0027]实施例2：
[0028]本实施例提供一种用于氢内燃机的后处理系统：该系统包括还原剂喷射系统、SCR催化装置和PF颗粒捕集器；还原剂喷射系统靠近氢内燃机出口位置，位于SCR催化装置上游，将还原剂尿素配量输入出口尾气流中；SCR催化装置设有Cu
‑
SCR催化剂；PF颗粒捕集器
位于SCR催化装置下游，其进口端涂敷氧化型催化涂层，出口端涂敷Cu
‑
SCR催化涂层。
[0029]具体地，通过以下方法获得Cu
‑
SCR催化剂：
[0030]将含3.0wt％Cu的Cu
‑
CHA沸石加水搅拌均匀，加入氧化锆粘合剂，加水调节粘度和固含量，将浆料均匀涂敷在NGK的蜂窝陶瓷载体上；所述载体直径为7.5英寸，长度为3英寸，目数/壁厚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于，包括：SCR催化装置，该装置设有SCR催化剂，用于选择性还原尾气中的氮氧化合物NO
x
；还原剂喷射系统，位于SCR催化装置上游，该系统将还原剂配量输入尾气流中；PF颗粒捕集器，位于SCR催化装置下游，捕集尾气中的颗粒排放物，其进口端涂敷氧化型催化涂层，出口端涂敷SCR催化涂层。2.根据权利要求1所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于，所述SCR催化剂包括负载Fe的沸石，所述沸石为beta，ZSM5，MOR，FER，MFI沸石中的至少一种。3.根据权利要求1所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于，所述SCR催化剂包括负载Cu的沸石，所述沸石为CHA、AEI结构沸石中的至少一种。4.根据权利要求1所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于，所述SCR催化剂包括负载V、W和Sb的钛白粉。5.根据权利要求1所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于，所述还原剂包括尿素。6.根据权利要求1所述的所述的颗粒捕集器，其特征在于，PF颗粒捕集器中的SCR催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪利峰，方学卫，路中将，
申请(专利权)人：惠州市瑞合环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：