[发明专利]用于净化NOx中的排气的SCR系统

说明书

本申请要求于2008年3月28日提交的美国临时申请61/040,215的优先权并且该申请通过引用结合在此。

本发明涉及一种用于净化NOx中的排气的SCR系统。

随着当前车辆的废气排放标准的发展，用于NOx(或氮氧化物类)的污染控制的装置已经必须付诸实施，尤其是卡车(重型货车)上。

由多数车辆制造商使用的用于将NO_x排放减少至所要求的数值的系统总体上在于进行与还原剂如尿素(“Urea SCR”或使用通过尿素的分解作用在排气中原位生成的氨进行的选择性催化还原)的一种选择性的催化反应。

为了做到这一点，有必要给这些车辆配备含有尿素溶液的一个储箱、一种用于计量有待注入排气管线中的尿素量值的装置、以及一种用于将尿素溶液从该储箱提供到该注入器的装置。总的来说这种供给装置包括一个泵。

正如对于车辆上的其他流体注入系统(例如像燃料注入)的情况，优选的是针对离开该储箱的添加剂中可能包含的颗粒来保护这个泵、并且保护计量装置(如果计量不是直接通过泵和/或注入器执行的话)并且保护注入器免于被泵产生的磨损颗粒污染。

第一个问题是经典地通过在储箱与泵之间放置一个过滤器来解决的。至于第二个问题，US 6,125,826提出了在燃料注入系统的情况下通过在泵与计量装置之间插入一个给定几何形状的自清洗过滤器来将其解决。这个过滤器将一种过滤的燃料流提供给一种计量装置并且提供一种包含颗粒的燃料流，该燃料流通过一个旁路阀门被返回到该主过滤器上游的一个位置。这样一种系统仅对于以下注入系统可工作，这些系统包括返回管线并且其中有待注入的流体始终在同一个方向上循环。

然而，一般在SCR中使用的水性尿素溶液(具有按重量计32.5％的尿素的低共熔的水/尿素溶液)在-11℃冻结，所以必要的是不仅提供一种加热装置(来液化该溶液以便能够在冻结的情况下注入)而且还提供了一种清洗系统以便能够周期地清洗输送尿素的这些管线，以便清除它们的添加剂的液体沉积物，这些沉积物在冰冻的情况下易于凝固。

在本申请人名下的专利申请WO 2006/064028中说明了进行这种清洗的一种有效方法。它使用一种清洗装置，该清洗装置适合于迫使一种清洗气体从注入器流动穿过整个注入管线到该储箱，该清洗装置包括：

·或者一个压缩空气储箱以及一条清洗管线，该清洗管线装备有用于使该压缩的空气通过该所述管线的一个阀门；

·或者用于将泵6的流动倒转的一个开关；

·或者一个4/2式阀门14，该阀门使用合适的装配件/管线产生同样的作用。

后两个替代方案是优选的，因为它们不包括一个额外的压缩气体储箱。这些实施方案的清洗气体事实上包括由一种合适的装置通过该排气管线抽吸进入注入管线中的发动机排气和/或环境空气。如果这个泵可以在两个相反的方向上运转并且产生相反的流动，这种装置可以是一个简单的开关，该开关具有使泵的流动倒转的作用。对于标准的泵，该清洗装置可以是一个4/2式阀门，该阀门在常规模式中(添加剂注入)将泵下游的一个点连接到注入器上，并且在清洗模式中，将注入器连接到泵上游的一点上，这在某种程度上具有同倒转泵的流动相同的作用(上游点和下游点被这个阀门倒转)。

当WO’028的系统是在清洗模式中工作时，在该第二过滤器上(即，总体上存在于该注入器上(被整合到其上)的过滤器和/或如以上提及的在US‘826中说明的额外的过滤器)捕集的颗粒被拉回泵中并且被捕集在初级过滤器上。然后，当该泵再一次被置于送料模式时，这些颗粒被再次拉回泵中直至它们到达第二过滤器，等等......从而引起该泵的额外的磨损和损伤。

本发明旨在通过提供一种SCR系统来解决该问题，该系统能够被一种气体(例如，排气和/或空气)完全清洗(从该注入器到该储箱)并且这无需对应地在送料和清洗模式中使颗粒循环穿过该泵，所述系统对于具有隐含着一种返回添加剂的系统以及具有无返回的系统均是有效的。

根据本发明，这个问题是通过将一个颗粒捕集器放置在该初级过滤器与该次级过滤器之间的某处来解决的。

因此，本发明涉及一种SCR系统，该系统包括用于存储一种添加剂的一个储箱；一个注入器；一个泵，该泵用于将该添加剂从该储箱经由一条注入管线输送到该注入器；一个初级过滤器，该初级过滤器位于该注入管线上在该储箱与该泵之间；以及一个次级过滤器，该次级过滤器同样位于该注入管线上但在该泵与该注入器之间，所述系统进一步包括位于两个过滤器之间的一个颗粒捕集器。