[发明专利]SCR系统及其清理方法

说明书

本申请涉及一种SCR系统以及用于清理这样一种系统的方法。

除其他事项外，对于车辆和重型货车排放的立法规定了减少释 放到大气中的氮氧化物NO_x。实现这个目标的一种已知的方式是使 用SCR(选择性催化还原)方法，该方法通过将一种还原剂(一般 是氨)注入排气管线使氮氧化物能够减少。这种氨可以得自一种氨 前体溶液的高温分解，该溶液的浓缩物可以是低共熔的浓缩物。这 样一种氨前体通常是一种尿素溶液。

通过SCR方法，发动机在以最佳效率的燃烧过程中所产生的 高水平的NO_x在离开发动机时在一种催化剂中得到了处理。这种处 理要求使用以精确的浓度并具有极端品质的还原剂。因此，将该溶 液进行精确计量并注入排气流之中，其中在将这种氮氧化物(NO_x) 转化为氮气(N₂)和水(H₂O)之前这种溶液被水解。

为了做到这一点，必须为这些车辆装备有包含一种添加剂(通 常是尿素)溶液的一个储箱并且还装备有用于对所希望量值的添加 剂进行计量并且将其注入该排气管线的一种装置。

鉴于通常为此目的使用的水性尿素溶液(低共熔的32.5wt％尿 素溶液)在-11℃冰冻，必须提供一种加热装置以将这种溶液液化 以便在冰冻条件下起动的情况中能够将该溶液注入排气管线之中。

此外，为了便于操作、为了冰冻情况下系统的重新启动以及为 了防止运输尿素的通常柔性的管道发生爆裂，有利的是在运行该系 统之后清理这些导管。具体地说，如果适当的话，有利的是清理将 添加剂储箱连接到喷射器(或喷射管线)以及返回管线上的管线。

现有技术已经提供了用于此目的的几种系统。

因此，以本申请人名义的申请WO 2006/064028提出了一种 SCR系统，其中这个或这些管线的清理是使用该系统的泵通过抽吸 排气穿过喷射器来进行，为此目的该泵或者在相反的方向中旋转或 者与一个阀门相关联，该阀门使之有可能使流动反向。这种系统的 优点是其简单性以及减少了为了增加这个功能必须做出的修改的 数目(这是因为在该系统中选择一个在两个方向中旋转的泵或者提 供一个4通阀即足够了。)

这个文件还提到了以下事实，即优选的是不要直接在关闭发动 机之后就进行清理，因为这些气体可能过热并且可能损坏系统的某 些部分。为此目的，它推荐了一种温度控制以便调整在清理之前的 时间延迟。

然而，看起来这个问题实际上并不是真正关键性的(无疑是因 为一旦发动机被关闭，在排气管中的温度即迅速下降)并且，此外， 它可以通过选择从排气管外部抽吸空气(并且不是所述管道中的空 气/气体)来防止。相反地，如果直接在发动机关闭之后即开始清理， 则存在将尿素喷洒到排气管之中和/或催化剂上的危险。这种现象能 够导致催化剂的过早老化以及在排气管中跟随氨的释放的腐蚀问 题。

本发明旨在通过提供用于清理一个SCR系统的一种简单并且 经济的方法来解决该问题，其中，一旦该发动机关闭，即避免了将 尿素喷洒到催化剂上和/或发动机的消音器中。

因此，本申请涉及用于处理一台内燃发动机排气的SCR系统， 该系统包括将尿素溶液送入排气中的一个管线、以及一个泵该泵即 能够将该尿素溶液送入所述排气中也能够借助一个抽吸装置通过 抽吸经过其的气体来清理该管线的至少一部分，该系统还包括一个 控制单元，该控制单元能够以一种顺序的方式在同一个清理程序过 程中启动和/或解除启动该泵的运行以及该抽吸装置的运行。

表述“SCR系统”应该理解为是指用于对来自(优选是车辆的) 内燃发动机的排气中的NO_x进行催化还原的一个系统，该系统使用 将尿素作为一种液态氨前体。本发明有利地应用于柴油发动机，并 且特别应用于车辆的柴油发动机，并且特别优选地应用于重型货车 的柴油发动机。