[发明专利]用于还原废气中的氮氧化物的设备

说明书

技术领域

本发明大致涉及用于对废气中的氮氧化物进行选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction, SCR）的设备，所述废气由燃烧过程、特别是车辆内燃机中的空气/燃料混合物的燃烧所产生。

背景技术

选择性催化还原（SCR）是一种用于减少氮氧化物排放的化学过程，其中，将化学试剂（典型地为含氮的还原剂，例如氨气或尿素）添加到废气中，使其与废气中所含的氮氧化物发生反应，从而产生分子态氮（N₂）和水（H₂O）。

在具有适当的催化剂的情况下，将所述化学试剂添加到废气中，所述催化剂能使氮氧化物的还原反应发生在较低温度（但一定高于250°C），并且，与无催化剂时的自然还原反应相比，所述催化剂还能提高反应的性能。

在具有内燃机的车辆中，还原剂通常为名为AdBlue的添加剂的形式。

所述添加剂为稳定的无色水状液体，其中32.5%为尿素，剩余为去离子水。其呈现出低毒性，无导致慢性病的风险，不易燃也不易爆，因此，可使用车辆上简易罐对其进行运输。

所述添加剂通过补给线注入废气流中，该补给线直接流入排气管中，位于SCR催化剂的上游并集成在内燃机消音器中，所述SCR催化剂加速氮氧化物的还原。

废气流在催化剂入口出进入循环，从而在发动机启动后迅速加热催化剂，直到达到引发氮氧化物还原反应所必须的相对高温（约250°C）。

当液体添加剂进入排气管时，排气管中的尿素分解为氨气和二氮氧化物。氨气为将NO_x 还原为分子态氮和水的试剂。

所述添加剂的补给线包括贮存罐和泵，所述泵用于抽出罐内的添加剂，将其传输至定量给料阀，该定量给料阀按给料定量将所述添加剂注入排气管中。

沿补给线还设置有过滤器，其通常位于所述泵的上游，用于过滤液体添加剂。

所述过滤器包括外壳，该外壳具有添加剂用的入口和出口，该外壳包裹着所述添加剂流经的滤芯，所述滤芯拦截添加剂中的杂质。

所述滤芯通常为具有褶形表面的薄膜，其形状为星形，由基于纤维素的材料制成。

然而，所述基于纤维素的材料在被水或水溶液淋湿后会软化并迅速腐化，因此在过滤SCR处理所使用的添加剂方面其效率低，耐用性差。

特别地，由这种材料制成的星形薄膜会迅速变形，丧失其褶形设置，并呈现出不确定形状，而这极大地限制了可用过滤面积。

为克服这一缺陷，常常用一些物质来处理所述过滤薄膜的纤维素材料，以提高其与添加剂的兼容性，即，在使用特定添加剂时，所述物质能增加所述过滤薄膜的耐性和稳定性。

然而，由于尿素和水溶液是腐蚀性的，尽管经上述物质处理，仍无法保证所述基于纤维素材料的过滤薄膜的稳定性。

本发明的目的是，提供一种简单合理且不昂贵的方案来克服所述缺陷。

本发明目的是通过独立权利要求所描述的特征来实现的。从属权利要求描述了本发明的优选和/或特别优选的方面。

发明内容

本发明特别提供了一种用于处理内燃机产生的废气的设备，该设备包括用于废气的管道，添加剂的补给线通向所述管道内，所述添加剂使废气所含的氮氧化物发生还原反应，所述设备还包括至少一个滤芯，其由聚合物材料制成，用于过滤所述添加剂。

所述聚合物材料能很好地兼容水和SCR处理中使用的尿素添加剂，且不会显著地受添加剂的腐蚀性影响；因此，与当前本类型专利申请中使用的过滤器相比，所述滤芯更耐用，更稳定。

优选地，所述过滤膜由聚丙烯制成，而聚丙烯是具有上述与添加剂最兼容的特性的可用聚合物之一。

在本发明的一个优选方面，所述滤芯为深层过滤膜，其确保了高过滤效率，还表现出强积累能力，而这确保了更长的使用寿命。

所述滤芯也可以是具有褶形表面的表面过滤膜，可具有星形形状。

所述滤芯可由聚合物纤维通过熔喷工艺制成。

附图说明

本发明进一步的特征和优点将通过以下说明呈现出来，在说明书中结合附图阐述了非限制性实施例，其中：

图1展示了根据本发明的用于处理车辆内燃机废气的设备；

图2为沿过滤器竖直面的剖视图，该过滤器用于添加剂，并安装在图1的设备中。

具体实施方式

图1展示了用于处理内燃机2所排放废气的设备1，所述内燃机2可以是但不限于柴油机，其安装在车辆上，例如汽车、卡车、公共汽车或类似车辆。