一种有电加热和余热方式储氨供氨的系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种有电加热和余热方式储氨供氨的系统，其特征在于：采用发动机的回流冷却液的余热，加热活性的储氨化合物，释放出氨，根据发动机排气工况水平，依靠控制单元把氨导入SCR后处理器的前端，实现无液体尿素输送喷射和雾化分解的SCR系统；所不同的是该系统有两个活性材料储罐，即主储氨罐和副储氨罐，其中，主储氨罐采用发动机冷却液的余热加热，副储氨罐采用车载电瓶进行加热；启动车辆时首先激活副储氨罐，快速响应，减少冷启动时的污染物排放；该系统具备灵活的特点，不仅能满足车辆低温冷启动时排放控制目标，价廉，可靠性高，使用方便；用于SCR国4以上系统，也可以应用于FCEV系统，满足未来汽车工业的应用需求，具有实用价值。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种有电加热和余热方式储氨供氨的系统，主要应用于汽车尾气的SCR后处理行业，也适用于燃料电池的FCEV储能系统。技术背景当前，全球面临能源和环境的综合挑战。在传统汽车的排放达标的技术手段选择方面，人们仍然面临不少的难题，例如，如何选择后处理的技术方式等方面。SCR (Selective Catalytic Reduction)催化转化还原技术是传统的后处理技术。这种采用液体尿素的传统的SCR技术的本质是利用尿素在高温下分解出氨，作为还原剂的氨和发动机排气中的NOX在催化剂和温度的综合作用下进行反应，理想工况下生成无毒的N2和H2O,从而达到净化的目的。传统的SCR具有很多优点，例如，可以在排气温度25(T550°C的范围内具有50 85%的NOX去除效率，并能有效降低PM的排放水平；传统的SCR能轻松满足欧4和欧5水平，也具有达到欧6水平的潜力；目前达到欧4采用的传统的SCR技术，发动机的燃油耗可降低3^6% ;传统的SCR催化剂不含有贵金属，比成本相对较低；传统的SCR对车用燃油的质量，特别是硫含量不敏感。基于以上分析，传统的SCR后处理技术也比较适合中国的车辆状况和车用燃油状况。如果在中国推广应用传统的车载SCR后处理技术，必须解决好载体、催化剂、尿素还原剂补加供应网络、尿素还原剂的剂量、尿素还原剂的雾化喷射、SCR催化剂转换效率、氨泄露量以及系统匹配等至关重要的技术难点。机动车的排放标准的每一次升级，都对汽车行业产生这样或那样的冲击效应。中国的国4标准多次推迟实施的时间表，不仅仅是燃油标准不同步的唯一原因，也面临复杂的社会配套体系和液体的尿素还原剂社会化的服务设施建设的问题，例如，国4标准实施后，立即会对传统的SCR系统运转所需的ECU (控制单元)和DCU (计量单元)产生需求，考虑到目前的车载E⑶等电控系统都是进口产品，国内企业自主开发的D⑶很难与之进行通讯匹配，反之，如果E⑶和D⑶系统100%的采用进口品，不仅仅价格很高，用户难以接受，而且存在货源非常紧张的问题，还面临复杂的售后服务技术和成本的问题，制约了整个汽车行业的发展和进步。此外，传统的SCR系统所用的液体尿素还原剂面临冬季结冰和保温解冻的问题，这也造成了传统的SCR系统复杂和稳定性差的原因。因此，如何获得低成本和高性能的后处理系统是推进该领域技术进步的核心内容。无机盐对氨吸附解吸特性可以作为未来的SCR系统的不错的技术选择。工业级的一些盐类，例如，氯化锶、氯化镁或氯化钙等氯化物以及它们的混合物，同氨配合使用的系统，即上述的氯化物和氨的吸附解吸过程的吸热和放热现象，已经成熟的应用于工业的大型冷库的制冷系统。上述无水的氯化物和氨进行化学吸附是通用的化学原理，理论上一个分子的氯化物可以吸附61个分子的氨，形成稳定的络合物，加热时氨脱出，随着研究的深入，人们发现，这些氯化物和氨的吸附解吸模型和化学原理完全可以应用于机动车尾气净化的SCR系统。在国家专利信息网，以储氨为主题词检索，专利号为CN201120099229. 7的‘一种气相法乌洛托品尾气氨回收装置’、专利号为CN201020677361. 7的‘用于冷库机房的配氨连接机构’和专利号为CN201020269811. 9的‘复合功能型储氨器’不涉及到本专利技术中的特征成分。专利号为CN200520057558. X的‘一种蒸氨装置’的专利是一种对氨氮工业废水进行氨氮排脱处理的环保治理装置，也不涉及到本专利技术中的特征成分。同本专利技术不相关。专利号为CN201010244091. 5的‘用于对SCR催化剂的工作进行检验的方法和系统’和专利号为CN200880104697. X的‘SCR排气后处理系统的运行方法及诊断方法’的2个专利技术提供了一种用于选择性催化还原(SCR)催化转化器和传统液体尿素分解的氨配给模块和控制系统，没有涉及到本专利技术的特征成分。专利号为CN200910197860. 8的‘一种高效低温储氨材料的制备方法’的专利技术应用于SCR后处理系统，特征是采用氨基硼烷氨络合物氨BH3 (NH3) n(n = f 3);室温最大储氨量可达62. 4wt%，但是，考虑到氨基硼烷的价格昂贵，具有较高的爆炸和燃烧等级，不适合普通工业领域的大批量推广应用。专利号为CN200580026626. 9的‘存储和输送氨的固体材料’的专利技术涉及存储和输送氨的固体材料。该存储氨的固体材料包括Ma(NH3)nXz的离子性盐，把盐固体料通过模具直接高压成型，例如，制成圆柱状体，然后把很多这种圆柱状体排列在一起。该专利的最大缺点是圆柱状体过于密实，每次的氨解吸完成后再进行氨的饱和吸附需要很长时间，例如4飞小时，效率很低，这对于汽车上应用的SCR储氨系统来讲非常的不方便，成为限制其应用的原因。专利号为CN200580009219. 7的‘储氨装置在能量生产中的用途’，该专利技术涉及一种发电单元，包含通式为Ma(NH3) nXz的氨吸收与释放盐，该专利主要主要适用于燃料电池系统。在该专利的权利要求4中提到了特征物质为该类盐或位于多孔载体材料上，并没有声明是何种多孔材料，本专业技术人员无法实施。专利号为CN200710156866. I的‘一种氨基络合物及其制备方法和用途’的专利技术公开了一种氨基络合物及其制备方法和用途。该氨基络合物的成分为MXm(NH3)n,该专利技术对合成氨工艺所用循环气中氨的分离。权利要求仅仅涉及到该氨基金属络合物的制备工艺过程。专利号为CN200680005886. 2的‘氨的高密度存储’的专利包含氨吸收/解吸固体材料的固体氨存储和输送材料，所述已被压实到密度大于理论骨架密度的50%的存储和输送材料提供固体氨存储材料，该专利所述的金属盐固体料也是直接模压成型，声明采用了粘结剂，仅仅声明了可能是采用了二氧化硅纤维粘结剂，也并没有加量比例，没有明确说明其它所采用的成分的细项，本专业的技术人员几乎无法实施。上述专利的检索和分析表明，以活性储氨化合物来吸附和解析氨，形成了在车辆上应用的后处理系统还没见报道。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种有电加热和余热方式储氨供氨的系统，其通过发动机冷却液的余热进行加热，依靠控制单元和一组电磁阀或比例阀，实现氨的剂量输送并方便的导入SCR后处理系统，实现对NOX的去除；该系统省却了传统的液体SCR系统的液体尿素还原剂的输送泵、剂量、保温管路、过滤器、液位计和喷嘴等部件，简化系统，提高可靠性,此外,也大幅度的降低成本。本技术的技术方案是这样实现的一种有电加热和余热方式储氨供氨的系统，由发动机、防冻液输送管、电磁阀、主储氨罐、副储氨罐、固体储氨材料、空气过滤器、力口料口、压力传感器、罐体温度传感器、备用管阀、导管、还原气体输送管、比例阀、尾气管温度传感器、NOX传感器、还原剂导管、尾气进气管、SCR后处理器、尾气排气管、继电器开关、蓄电池、电加热丝、电子控制单元组成，其特征在于发动机连接循环的防冻液输送管，防冻液输送罐管路穿过主储氨罐，防冻液输送罐管路位于罐体内的部分呈管盘式结构，主储氨罐与副储氨罐通过导管连接，导管两端的连接点有空气过滤器，导管与防冻液输送管的管路上均设置有电磁阀，主储氨罐、副储氨罐内部填充固体储氨材料，填充量为罐体体积的40%本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有电加热和余热方式储氨供氨的系统，由发动机、防冻液输送管、电磁阀、主储氨罐、副储氨罐、固体储氨材料、空气过滤器、加料口、压力传感器、罐体温度传感器、备用管阀、导管、还原气体输送管、比例阀、尾气管温度传感器、?NOX传感器、还原剂导管、尾气进气管、SCR后处理器、尾气排气管、继电器开关、蓄电池、电加热丝、电子控制单元组成，其特征在于：发动机连接循环的防冻液输送管，防冻液输送管的管路穿过主储氨罐，防冻液输送管的管路位于罐体内的部分呈管盘式结构，主储氨罐与副储氨罐通过导管连接，导管两端的连接点有空气过滤器，导管与防冻液输送管的管路上均设置有电磁阀，主储氨罐、副储氨罐内部填充固体储氨材料，填充量为罐体体积的40%，主储氨罐、副储氨罐罐体顶部有加料口、压力传感器、罐体温度传感器，压力传感器的感应端位于罐体内部但不接触固体储氨材料，罐体温度传感器感应端插入固体储氨材料中，主储氨罐罐体上有备用管阀，两条还原气体输送管一端分别与主储氨罐、副储氨罐连接，连接点有空气过滤器，与主储氨罐连接的还原气体输送管管路上有比例阀，与副储氨罐连接的还原气体输送管管路上有电磁阀，两条还原气体输送管另一端并联成还原剂导管，还原剂导管连接在尾气进气管上，还原剂导管喷嘴端在尾气进气管管内，尾气进气管与SCR后处理器进气端连接，SCR后处理器排气口端连接尾气排气管，尾气进气管上有尾气管温度传感器、?NOX传感器，尾气管温度传感器与NOX传感器的感应端位于尾气进气管管内，蓄电池通过电源线连接电加热丝，电加热丝位于副储氨罐罐体内部的固体储氨材料中，蓄电池的正极端线路上有继电器开关；压力传感器、罐体温度传感器、尾气管温度传感器、?NOX传感器通过信号线连接电子控制单元的信号接收端，电子控制单元的控制端通过电源信号线连接电磁阀、比例阀、继电器开关。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张克金，崔龙，陈慧明，王金兴，荣常如，姜涛，安宇鹏，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：