【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
氨(nh3)作為內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)用燃料的優(yōu)點(diǎn)是絕不會(huì)引起二氧化碳排放。但是，在氨燃燒時(shí)生成氮氧化物(nox)。另外，在以nh3運(yùn)行的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中可能含有剩余的未燃nh3。nox和nh3都是有害物質(zhì)，其應(yīng)該至少基本上從廢氣中被除去。
技術(shù)介紹
1、由us2010/0019506?a1公開了為了廢氣凈化在以nh3運(yùn)行的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中采用scr催化器，其能利用廢氣中由于nh3不完全燃燒而含有的nh3(nh3逃逸)來還原廢氣所含的nox。為此，如此運(yùn)行內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，即，出現(xiàn)足夠高的nh3逃逸。但是，一方面可能困難的是適當(dāng)調(diào)整nh3逃逸以避免nox排放和nh3排放。另一方面，有意產(chǎn)生nh3逃逸會(huì)牽涉到不利的燃料額外消耗。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的任務(wù)是提供一種具有氨內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和與之相連的廢氣凈化設(shè)備的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，由此實(shí)現(xiàn)改善的廢氣凈化。該任務(wù)通過一種具有權(quán)利要求1的特征的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和一種具有權(quán)利要求6的特征的運(yùn)行方法來完成。在各自從屬權(quán)利要求中說明有利的設(shè)計(jì)。
2、根據(jù)本專利技術(shù)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括至少主要以氨作為燃料運(yùn)行的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及連接至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的用于凈化內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)所排出的廢氣的廢氣凈化設(shè)備。在此，廢氣凈化設(shè)備具有用于還原廢氣所含的nox的第一scr催化器以及根據(jù)本專利技術(shù)具有另一個(gè)用于還原廢氣所含的nox的第二scr催化器，其在流動(dòng)技術(shù)上設(shè)于第一scr催化器上游。由于設(shè)有兩個(gè)彼此分開布置的scr催化器，故可以更好地從廢氣中去除nox。由于沿廢氣流動(dòng)
3、主要被用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的燃料nh3可以被添加到吸氣管內(nèi)的燃燒空氣中或者也能以液態(tài)或氣態(tài)形式被直噴入燃燒室中。燃料nh3在此取自燃料儲(chǔ)存容器，燃料在其中至少主要以液態(tài)形式存在。為了改善nh3點(diǎn)火，可以規(guī)定向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)額外添加或噴入點(diǎn)燃加速劑如柴油、乙醇、乙醚或其它合適物質(zhì)。但是，在此相比于燃料nh3本身的量，點(diǎn)燃加速劑的量比較小。它優(yōu)選為小于nh3量的20％或小于10％。
4、所涉及的scr催化器是指以下催化器，其能夠在存在多余氧的情況下也就借助作為還原劑的nh3將nox還原成氮?dú)?n2)而進(jìn)行催化。
5、在本專利技術(shù)的設(shè)計(jì)中，廢氣凈化設(shè)備具有正好一個(gè)用于添加nh3至廢氣的噴射器，其中，用于添加nh3至廢氣的噴射器設(shè)計(jì)成在第一scr催化器的輸入側(cè)。所述nh3噴射器因此是廢氣凈化設(shè)備的唯一的nh3噴射器。優(yōu)選地，它緊接在第一scr催化器的廢氣輸入側(cè)之前布置在廢氣凈化設(shè)備中。噴射器可以將nox還原劑nh3以液態(tài)形式或氣態(tài)形式噴入廢氣中。優(yōu)選地，所述還原劑取自燃料儲(chǔ)罐。設(shè)于更上游的第二scr催化器獲得nox還原劑nh3連同所供應(yīng)的廢氣，所述還原劑以因不完全燃燒而存在的來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的nh3逃逸形式包含在廢氣中。第二scr催化器因此可以被稱為被動(dòng)scr催化器，其在無需從外面添加還原劑的情況下實(shí)現(xiàn)nox還原。
6、一般，以nh3逃逸形式存在于廢氣中的nh3量小于發(fā)動(dòng)機(jī)所排出的nox量。故在第二scr催化器之后的廢氣中仍含有相當(dāng)多的nox。它們接著在下游的第一scr催化器處借助外部供應(yīng)的nh3被還原。通過這種方式可以獲得很低的nox最終原排放。
7、在本專利技術(shù)的另一設(shè)計(jì)中，廢氣凈化設(shè)備具有用于濾除廢氣所含微粒的微粒濾清器，其中，微粒濾清器在流動(dòng)技術(shù)上布置在第一scr催化器之前和第二scr催化器之后。優(yōu)選地，微粒濾清器布置在廢氣支路內(nèi)由nh3噴射器構(gòu)成的nh3添加位點(diǎn)的上游。即使因nh3燃燒而在發(fā)動(dòng)機(jī)中未產(chǎn)生炭黑微粒，但可能出現(xiàn)的是比如因發(fā)動(dòng)機(jī)油添加劑或因點(diǎn)燃加速劑的燃燒而引起微粒排放。相應(yīng)的微粒可以通過微粒濾清器從廢氣被去除。由于微粒排放一般相對小，故微粒濾清器可以比較小。微粒濾清器的體積因此可以小于第一或第二scr催化器的體積的70％、小于50％或甚至小于30％。
8、在本專利技術(shù)的另一設(shè)計(jì)中，廢氣凈化設(shè)備具有氧化催化器，其在流動(dòng)技術(shù)上布置在第二scr催化器與微粒濾清器之間。通過氧化催化器，廢氣所含的nox的no2含量可被提升，由此改善在第一scr催化器內(nèi)的nox還原。
9、除了在第二scr催化器與微粒濾清器之間提供單獨(dú)的氧化催化器，作為代替方案也可以規(guī)定將微粒濾清器設(shè)計(jì)成具有氧化催化涂層。
10、在本專利技術(shù)的另一設(shè)計(jì)中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)被設(shè)計(jì)成壓燃式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。故對于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)省掉了用于點(diǎn)燃其燃燒室內(nèi)燃料的點(diǎn)火機(jī)構(gòu)如火花塞。
11、關(guān)于根據(jù)本專利技術(shù)的促使由至少主要以氨為燃料運(yùn)行的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣被凈化的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行方法而規(guī)定，廢氣所含的nox在第一scr催化器處借助通過噴射器被添加到廢氣中的nh3被還原，其中，廢氣所含的nox附加地在流動(dòng)技術(shù)上設(shè)于第一scr催化器上游的第二scr催化器處借助內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)所排出的nh3被還原。故進(jìn)行兩級nox還原。在此，第二scr催化器起到第一nox凈化級作用，在此廢氣所含的nox借助以nh3逃逸形式存在的由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)提供的廢氣中所含的nh3被還原。第二nox凈化級通過下游的第一scr催化器構(gòu)成。在第一scr催化器中，廢氣中余留的nox通過從外部借助噴射器被添加至廢氣的nh3而被還原。
12、在本專利技術(shù)方法的設(shè)計(jì)中，廢氣所含的微粒借助在流動(dòng)技術(shù)上布置在第一scr催化器與第二scr催化器之間的微粒濾清器從廢氣中被濾除。由此達(dá)成全面的廢氣凈化，其允許遵守極為嚴(yán)格的用于nox和微粒排放的限值。
13、在該方法的另一設(shè)計(jì)中規(guī)定，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)至少主要以過量空氣運(yùn)行。這允許伴隨高機(jī)械效率的燃料燃燒。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括至少主要以氨為燃料工作的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(1)以及與之相連接的用于凈化由該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(1)排出的廢氣的廢氣凈化設(shè)備(2)，其中，該廢氣凈化設(shè)備(2)具有用于還原廢氣所含氮氧化物的第一SCR催化器(14)，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征是，該廢氣凈化設(shè)備(2)具有正好一個(gè)用于將氨添加至廢氣的噴射器(15)，其中，該噴射器(15)設(shè)計(jì)用于在該第一SCR催化器(14)的輸入側(cè)將氨添加至廢氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征是，該廢氣凈化設(shè)備(2)具有用于濾除廢氣所含微粒的微粒濾清器(13)，其中，該微粒濾清器(13)在流動(dòng)技術(shù)上布置在該第一SCR催化器(14)之前和該第二SCR催化器(11)之后。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征是，該廢氣凈化設(shè)備(2)具有在流動(dòng)技術(shù)上設(shè)于該第二SCR催化器(11)與該微粒濾清器(13)之間的氧化催化器(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征是，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(1)設(shè)計(jì)成壓燃式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
6.一
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的運(yùn)行方法，其特征是，廢氣所含的微粒借助在流動(dòng)技術(shù)上設(shè)于該第一SCR催化器(14)和該第二SCR催化器(11)之間的微粒濾清器(13)從該廢氣中被濾除。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的運(yùn)行方法，其特征是，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(1)至少主要以過剩空氣運(yùn)行。
...【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
1.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括至少主要以氨為燃料工作的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(1)以及與之相連接的用于凈化由該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(1)排出的廢氣的廢氣凈化設(shè)備(2)，其中，該廢氣凈化設(shè)備(2)具有用于還原廢氣所含氮氧化物的第一scr催化器(14)，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征是，該廢氣凈化設(shè)備(2)具有正好一個(gè)用于將氨添加至廢氣的噴射器(15)，其中，該噴射器(15)設(shè)計(jì)用于在該第一scr催化器(14)的輸入側(cè)將氨添加至廢氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征是，該廢氣凈化設(shè)備(2)具有用于濾除廢氣所含微粒的微粒濾清器(13)，其中，該微粒濾清器(13)在流動(dòng)技術(shù)上布置在該第一scr催化器(14)之前和該第二scr催化器(11)之后。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征是，該廢氣凈化設(shè)備(2)具有在流動(dòng)技術(shù)上設(shè)于該第二scr催化器(11)與該微粒濾清...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：H·諾爾，P·米切利茲，
申請(專利權(quán))人：AVL李斯特有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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