[发明专利]用于内燃机废气的加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机废气的加热装置，更具体而言，涉及一种用于加热用于内燃机废气的净化装置的用于内燃机废气的加热装置，使用LPG、LNG、挥发油、轻油、生物柴油或为DME的氧化烃(oxygenatedhydrocarbon being DME)(下文称为“燃料”)驱动。

背景技术

由内燃机驱动的汽车会持续地排放出颗粒物质和氮氧化物，其是造成污染的主要原因，因此关于汽车废气的环保法规一直在加强。

作为一种除去污染物的方法，可通过使发动机的效率最大化以及提高燃料质量尽量事先减少污染物的排放。也一直在进行关于废气后清除的研究，例如用于除去颗粒物质的过滤器以及用于减少氮氧化物的催化剂。

然而，上述试图用于废气后清除的方法很大程度上取决于汽车的状况以及其行车条件，因此该方法的应用条件受到很大地限制。

当前尝试了通过利用电热器或燃烧器产生的热作为回热过滤器的能源的方案，但是应该克服有限的能量以及外置燃烧器所需的空间问题，以使其应用于所述系统。

近来，已经提交了许多应用于汽车的将碳氢化合物转化为可燃的还原气体(reduced gas)的专利申请，但是其未能提出燃烧以及改良所需要的具体的系统配置。

如果在废气低温条件下将碳氢化合物喷入废气中，那么在温度低于轻油的沸点时将会发生再冷凝。因此，应该安装用于废气的另外的加热装置以防止再冷凝。

作为上述方法的补充，已经提出了一种使用由电力驱动的汽化器将轻油转化为蒸汽，并且将其与废气混合以在DOC(柴油氧化催化器)上燃烧的方法。

然而，不可能在低于235℃时在DOC中燃烧汽化的柴油，并且因为有必要为由于废气低温所导致的汽化的燃料的再冷凝做准备，喷洒燃料的期间是受限制的。

图1是通过喷洒燃料加热DPF(柴油微粒过滤器)12的总体配置图。带有热源的汽化的燃料与由发动机100产生的废气混合并且被引入DOC11中。废气与燃料在DOC 11中被氧化以产生热，所述热可以被用作热源以使DPF(柴油微粒过滤器)12再工作。

DOC 11用于燃烧燃料、碳氢化合物和包含在废气中的颗粒物质，所述燃料以一氧化碳的方式被提供至SOF(可溶的有机馏份)和DPF(柴油微粒过滤器)。

DPF 12在DOC的后端具有串联设置的配置，收集废气中的颗粒物质以防止颗粒物质被排放。如果收集了超过预定量的颗粒物质，那么其通过由一补充的热源提供的热燃烧以及再工作。

在图1中，使用了由DOC 11产生的热。

在图2中，与图1相比还包括一燃料汽化装置21，并且将汽化的燃料(特别是轻油)提供至废气流，以改善其与废气的混合，实现在DOC22中促进氧化的功能。

由DPF(由金属或陶瓷材料制成)收集的颗粒物质被持续地氧化或周期性地燃烧以使过滤器再生，特别是在柴油机汽车中。

使过滤器再生的周期根据NOx/烟灰的比例以及废气的温度分布会有变化。废气的温度取决于车型、发动机种类、路况以及交通拥挤情况等，NOx/烟灰的比例也根据EGR的比例会有变化。

换而言之，鉴于后清除装置的容积，改变路上的汽车中的发动机的行车条件以控制废气的温度是不可能的，并且我们需要用于加热废气的补充加热系统。

发明内容

技术问题

为了解决上述问题而完成的本发明的目的在于提供一种用于废气的加热装置，该装置可以使由外部气源单元提供至用于柴油机燃料的重整反应的催化反应器的空气的量减至最小，并且使DPF独立于汽车行车条件再工作。

本发明的另一目的在于提供一种用于防止焦炭堆积在为废气加热装置提供碳氢化合物的管内的系统配置，及其操作方法。

本发明的又一目的在于提供一种用于产生除去氮氧化物的还原气体的装置，所述装置提供从预定气体除去氮氧化物的还原气体，所述装置包括用于内燃机中的废气的加热装置。

技术方案

为了达到上述目的，本发明设有废气吸入孔以使部分废气被传送(吸入)至催化重整器的后端中，使从重整反应器排出的还原气体被点燃。从而，从外部供应的空气的量被减至最少，并且包含在废气中的氧气被作为氧化剂得到利用。

此外，本发明的特征在于空气和燃料被同时输送至包含燃烧重整催化剂的催化反应器中以及废气导管的电子加热器中。

废气吸入孔安装在重整催化剂层的后端，燃烧重整气体以蒸发第二燃料且形成一易点燃的热的部分。

同样地，通过利用废气中的氧气可以显著地减少从外部供应的空气的量。

因此，可以使驱动空气压缩机所需要的电能减至最少。