[发明专利]用于车辆燃机排放气体的选择性催化还原净化的储箱

说明书

技术领域

本发明涉及通过仅注射氨气、特别是从一个或多个其上通过吸附而存储氨气的固体吸收基质释放的氨气来净化车辆燃机排放的气体。

背景技术

有关车辆和卡车排放的法规要求减少向大气中释放氮氧化物NO_x。一种实现该目的的已知方法在于使用选择性催化还原(英文为“Selective Catalytic Reduction”，缩写为SCR)方法，该方法允许通过将还原剂(一般为氨)注入排放管线中来还原氮氧化物。该氨可以通过使用不同的技术来获得。一种已知技术基于使用其上通过吸附作用将氨困住的固体吸收基质。一般地，基质被存储于安装在车辆上的容器(在下文中称为基质存储容器)中。根据该技术，通过加热基质来释放氨，然后将所释放的氨注入排放管线中。

因为该已知技术允许将纯的NH₃送至车辆的排放气体中，所以其提供了高性能。

然而，该技术的主要缺点在于重新充装过程(即基质再生)的复杂性。事实上，目前的重新充装过程在于将基质存储容器连接到外部氨源(一般为高度加压的缸)。在该过程中，必须将基质存储容器从车辆上拆卸下来，以便充装氨。而且，向固体基质中输送高压氨导致由于放热吸附反应而产生大量的热量(可能的量级为数万J/mol NH₃)，因此需要冷却单元作为散热器。高温可能损害系统的部件并导致长的再生时间。

鉴于上述缺点，需要改进固体吸收基质的再生。

发明内容

为此，本发明提供了一种用于安装在车辆上的储箱，该储箱包括：

-适于包含氨前驱物的容器，以及

-被布置为将容器的氨前驱物分解成氨气并存储该氨气的系统，所述系统至少部分地位于所述容器内部和/或所述容器的壁上。

该氨气随后被用于再生固体吸收基质。由此，提出了一种原地再生过程。换句话说，基质的再生在车辆上发生。更准确地说，根据本发明的再生过程基于氨前驱物的分解。

在一个具体实施例中，可以通过使用热分解单元来实现氨前驱物的分解。例如，该分解单元包括可控加热器。

在另一具体实施例中，可以通过使用车载生化分解单元实现氨前驱物的分解。该单元储存催化化学反应的一个或多个蛋白质成分。换句话说，蛋白质成分通过例如加热而被激活。更准确地说，这一个或多个蛋白质成分适于对氨前驱物水解(即分解)成氨进行催化。该分解导致产生用于重新充装的氨气。该用于重新充装的氨气随后被引导(即传送)到固体吸收基质，并在该固体吸收基质上被储存。根据本发明，不使用外部氨源，并且基质的再生不需要人工拆卸操作。由此，根据本发明的再生过程简单、更快捷且更安全。

氨前驱物可以是固体化合物或液体，例如尿素水溶液。术语“尿素溶液”指的是一般为水溶液的任何包含尿素的溶液。本发明使用低共熔尿素水溶液获得了良好的效果，该溶液具有质量标准：例如，根据ISO 22241标准，对于溶液(市售尿素溶液)，尿素含量(在重量上)在31.8％至33.2％之间(即32.5+/-0.7wt％)，因此可用的氨的量在18.0％至18.8％之间。本发明还可以应用于同样呈水溶液形式的以商品名Denoxium^TM销售的尿素/甲酸铵混合物，其组分之一(Denoxium-30)包含与溶液等量的氨。后者的优点在于只从-30℃(对比于-11℃)才开始冻结，但其缺点在于与可能的甲酸释放相关的腐蚀问题。本发明还可以适用于甲酸胍(guanidinium formate)。在加油站普遍都有的低共熔尿素水溶液的情况下，本发明特别地有利。

有利地，该系统至少部分地位于容器内部。

优选地，整个系统位于容器内部。因此，氨前驱物的分解在可直接获得该前驱物的氨前驱物容器内部进行。因此，不需要为车辆配备用于将前驱物从容器转移到分解单元的管道或泵。另一优点在于没有氨前驱物泄漏到外面的危险，这是因为所述氨前驱物在不离开容器的情况下被转移到分解单元。而且，由于将位于容器内部的分解单元与容器一起安装在车辆上，所以在车辆上的安装变得更容易。

在一个实施例中，该系统包括分解单元。

有利地，分解单元包括至少一个适于分解氨前驱物的蛋白质成分。

优选地，蛋白质成分包括至少一种酶，例如脲酶。

特别地，嗜热型的酶是非常合适的。脲酶可以以任何适当的方式被储存。例如，在第一实施例中，脲酶可以被固化在不同的树脂层中。在第二实施例中，脲酶可以被固定在膜上。

在一个实施例中，容器具有在开口，该开口使得成分能够从容器外部进入而无需从容器上拆卸分解单元。