[发明专利]一种主动控制催化环境的SCRF系统

权利要求书

1.一种主动控制催化环境的SCRF系统，其特征在于：包括发动机(1)、DOC催化剂(2)、尿素喷射装置、叶片(6)、控制装置；

所述发动机(1)将排出的气体送入DOC催化剂(2)，

DOC催化剂(2)一方面将气体NO氧化成NO₂；另一方面同时氧化HC和CO；

尿素喷射装置，用于向柴油机排气管中喷射尿素；

叶片(6)，设置于柴油机排气管SCRF前端，用以对尿素喷射装置喷射的尿素进行加热，避免尿素结晶；并利用叶片转动，使NH₃与排气充分混合；

控制装置，根据柴油机排气管中的排气温度及SCRF系统中的气体温度、压差决定叶片的加热温度及转速，对SCRF系统的催化环境进行主动控制；SCRF系统对柴油机排气中的NOx和颗粒进行处理；

所述尿素喷射装置具有与排气流动方向呈30°～60°夹角的尿素喷嘴(3)；

所述控制装置包括所述控制器(5)，用于检测所述柴油机排气管中排气温度的温度传感器(4)及用于检测SCRF中气体温度的温度传感器(7)和压差的压差传感器(8)；

所述控制器根据检测的柴油机排气管中气体温度、SCRF中气体温度和压差，判断SCRF的催化环境，并合理调节叶片的温度和转速，对混合气进行加热和强制搅拌，使催化环境得到控制，有利于催化脱除NO_X和促进SCRF再生。

2.根据权利要求1所述的一种主动控制催化环境的SCRF系统，其特征在于：当发动机开始运行时，所述温度传感器(4)测得的排气温度T₁＜200℃时，采取叶片加热方式，对排气进行温度补偿，提高催化剂活性和反应气温度，有利于催化反应发生；所述温度传感器测(4)得的排气温度T₁≥350℃时，不对叶片进行加热。

3.根据权利要求1所述的一种主动控制催化环境的SCRF系统，其特征在于：当发动机开始运行时，为提高排气与NH₃的混合均匀度，控制叶片以转速n进行转动，对混合物进行强制搅拌，使排气与NH₃充分混合；转速n随排气温度T₁变化，n＝-kT₁+1300(r/min)，k＝1.5～2；所述控制器根据尿素喷射开始时刻t₁，控制叶片转动开始时刻t₂，叶片转动开始时刻t₂先于尿素喷射开始时刻t₁；其中，t₂＝t₁-Δt，Δt＝叶片的响应时间+混合物到达叶片的时间。

4.根据权利要求1所述的一种主动控制催化环境的SCRF系统，其特征在于：当发动机开始运行时，若所述SCRF系统中的压差传感器(8)测得的压差16kPa≤ΔP≤20kPa，判定SCRF需要进行再生，此时若所述温度传感器(7)测得的温度T₂≤500℃，则利用控制器对叶片进行加热，对排气进行温度补偿，并使600℃≤T₂≤700℃维持6～14min，若所述温度传感器测(7)得的排气温度T₂≥600℃时，不对叶片进行加热；同时控制器控制叶片以恒定转速n＝300～500r/min进行转动，对SCRF还原组分进行强制搅拌，使其与排气充分混合。

5.根据权利要求1所述的一种主动控制催化环境的SCRF系统，其特征在于：所述叶片材料为马氏体钢、或马氏体-铁素体钢、或铁素体钢、或铁基不锈钢、或镍基合金、或玻璃纤维、或树脂、或铝合金及复合材料。

6.根据权利要求1所述的一种主动控制催化环境的SCRF系统，其特征在于：所述叶片采用扭转等截面式或扭转非等截面式，叶片安装角度为30°～60°，叶片偏转角为80°～140°。

7.根据权利要求1所述的一种主动控制催化环境的SCRF系统，其特征在于：所述SCRF的载体材料采用堇青石、或碳化硅、或针状莫来石、或钛酸铝、或合金泡沫；所述SCRF采用载体的孔隙率为60％～85％，平均孔尺寸为10～30um。