[实用新型]柴油机尾气净化的微粒捕集器与选择性催化还原混联系统

说明书

技术领域

本实用新型属于柴油机尾气后处理技术领域，具体涉及一种柴油机尾气净化的微粒捕集器与选择性催化还原(DPF+SCR)混联系统。

背景技术

柴油机以其良好的经济性和动力性，广泛地应用于交通运输、农业机械和工程机械等领域。但是柴油机的微粒(PM)和氮氧化物(NOx)排放较高，对环境和人体都有很大的危害，除继续采取机内措施改善燃烧之外，必须对柴油机废气中的微粒和氮氧化物采取机外后处理净化措施，才能有效降低二者的有害排放量。在诸多技术方案中，微粒过滤捕集器DPF是降低微粒排放的主要后处理技术措施之一，选择性催化还原SCR是降低氮氧化物排放的主要后处理技术措施之一。

随着汽车排放法规的日益严格，必须要在柴油机排气系统上同时加装DPF和SCR，才能满足未来更为严格的排放法规，比如美国2010年之后的汽车排放法规或者欧洲6号排放法规。

在排气系统同时使用DPF和SCR时，存在二者具体位置的先后布置问题。一般来说有两种方案：

(1)先DPF后SCR，即废气先通过DPF再通过SCR。对于该方案，废气先通过DPF，会将废气中的微粒进行过滤捕集，净化微粒后的废气再进入SCR，可以减少碳烟微粒等在SCR内的沉积，对保证SCR催化器中NOx的反应面积及其工作性能有利。缺点是废气经过DPF再进入SCR时，废气本身温度有所下降，这对需要一定温度才能有良好NOx转换效率的SCR系统不利。

(2)先SCR后DPF，即废气先通过SCR再通过DPF。对于该方案，则与前述方案刚好相反。当废气先通过SCR时以降低NOx排放时，此时进入SCR的废气温度较高，这对保证其中NOx的催化转换效率是十分有利的。但缺点是废气中的微粒会有部分沉积在SCR催化器的内壁，对其工作性能有所影响。然后废气再进入DPF，对其微粒进行捕集净化，此时废气温度有所降低。如果其再生技术使用的是主动再生技术如电加热或喷油等技术，对其再生效果影响不大；但如果采用的是被动再生技术如催化再生或添加剂再生，由于再生需要一定的排气温度，因此再生效果将会受到影响。

可见，同时采用DPF+SCR技术可降低柴油机微粒和氮氧化物排放，但由于存在目前的系统布置问题，影响了二者对柴油机尾气的后处理净化效果。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种同时有效降低微粒和氮氧化物排放的柴油机尾气净化微粒捕集器与选择性催化还原(DPF+SCR)混联系统。

本实用新型提出的柴油机尾气净化的微粒捕集器与选择性催化还原混联系统，由DPF微粒捕集器1、SCR选择性催化还原装置2、DPF尾气阀3、SCR尾气阀4、气流控制阀5、排气管7、DPF前端管8、SCR前端管9、DPF后端管10、SCR后端管11和中间管12组成，其中，气流控制阀5的左侧连接柴油机排气管7一端，柴油机排气管7另一端连接柴油机6，气流控制阀5上侧连接DPF前端管8一端，下侧连接SCR前端管9一端，DPF前端管8另一端连接DPF微粒捕集器1的前端，DPF微粒捕集器1的后端连接DPF后端管10，DPF后端管10中设有可旋转的DPF尾气阀3，该DPF后端管10的后端与大气相通；SCR前端管9另一端连接SCR选择性催化还原装置2的前端，SCR选择性催化还原装置2的后端连接SCR后端管11，SCR后端管11中设有可旋转的SCR尾气阀4，该SCR后端管11的后端与大气相通；中间管12连接DPF微粒捕集器1和SCR选择性催化还原装置2。

本实用新型中，柴油机排出的废气经过排气管7，到达气流控制阀5处时，气流控制阀5有两个位置，以决定气流进入DPF前端管8或者SCR前端管9。

本实用新型的工作过程为：

(1)当柴油机处于大负荷运行时，柴油机微粒排放量较高，排气温度也较高。将气流控制阀5切换到下面位置(如图1所示)，同时关闭DPF尾气阀3和打开SCR尾气阀4。废气先进入DPF微粒捕集器1以过滤净化微粒。然后，过滤微粒后的废气经由中间管12进入SCR选择性催化还原装置2，由于大负荷时排气初始温度较高，经由DPF再进入SCR时，SCR内仍具有一定温度以有利于NOx的催化还原过程。

(2)当柴油机处于小负荷运行时，柴油机微粒排放量较低。将气流控制阀5切换到上面位置(如图2所示)，同时关闭SCR尾气阀4和打开DPF尾气阀3。废气先进入SCR选择性催化还原装置2以降低NOx排放。由于此时微粒排放量低，故沉积在SCR催化器内壁的微粒量较少，对其工作性能影响较小。然后废气经由中间管12进入DPF，对其微粒进行过滤捕集净化。