[实用新型]紧凑式柴油机污染物排放逆流催化转化协同处理装置

说明书

本实用新型提供一种紧凑式柴油机污染物排放逆流催化转化协同处理装置。包括主体壳体和设置于其中的内体，装置壳体被中间隔板分割为U型通道，两套多孔陶瓷、硫捕集器和DPF对称布置在隔板两侧，构成左、右半部分内体。壁流式过滤体用于在贫、富氧含量尾气间歇地交替条件下，对尾气及其中的颗粒物进行化学反应；硫捕集器用于抑制壁流式过滤体催化剂硫污染中毒失活；多孔陶瓷用于保留硫捕集器和壁流式过滤体的反应温度。在执行器的控制下换向圆盘转动，将气流进口进入的进气调节为左内体至右内体的正向气流或是右内体至左内体的反向气流。本实用新型可以将柴油机CO、HC、PM和NOx多种污染物在同一系统内协同处理，有效地解决DPNR系统所面临的技术难题。

技术领域

本实用新型涉及柴油机尾气后处理技术领域，尤其涉及一种紧凑式柴油机污染物排放逆流催化转化协同处理装置。

背景技术

柴油机具有功率覆盖范围广、燃油消耗率低和耐久性好等优点，在交通运输、工程机械、农业机械和发电等领域应用广泛。由于柴油机采用富氧扩散燃烧方式，碳氢化合物(HC，Hydrocarbons)和CO排放较低，但是排气中颗粒物(PM，Particulate Matter)和氮氧化物NOx较多。柴油机直接排放到空气中的PM和NOx不仅对人体健康有严重危害，也是导致大气能见度下降、酸沉降、全球气候变化和光化学烟雾等环境污染的主要因素之一。由于机内净化技术无法实现同时降低PM和NOx排放效果，机外后处理技术是控制PM和NOx排放最有效的手段。但是柴油机尾气排放温度远低于汽油机，而且工作在富氧排气条件下，三效催化器无法实现PM和NOx排放控制。长期以来，柴油机PM和NOx排放后处理技术是柴油机污染物排放控制研究的重点和难点。

柴油机颗粒捕集器(DPF，Diesel particulate filter)是降低PM排放的最有效柴油机后处理技术。DPF是一种物理性过滤体，过滤捕集的PM沉积在DPF内，会造成柴油机排气背压增大，导致柴油机动力性和经济性恶化。因此，为了避免DPF影响柴油机性能，实现DPF持续工作，必须及时清除DPF中捕集过程中积聚的PM，清除DPF中积聚PM过程称为DPF再生。DPF再生技术成熟程度是决定其在柴油机PM控制中推广应用的关键。英国Johnson Matthey公司开发研制的连续再生阱(Continuous regeneration trap,CRT)技术，是一项较为成熟的DPF颗粒物捕集和再生技术。CRT系统将氧化催化器(DOC，Diesel Oxidation Catalyst)置于催化DPF(CDPF)前，排气中CO、HC和可溶性有机馏分(SOF,Soluble Organic Fraction)在DOC中被净化的同时，NO被氧化成NO₂。在随后的CDPF中，NO₂作为氧化剂与捕集的PM进行氧化反应，实现CDPF低温再生过程。目前，CRT技术已经在车用柴油机上推广应用。柴油机NOx排放控制技术主要包括选择性催化还原技术(SCR,Selective catalytic reduction)和稀燃NOx捕集技术(LNT，Lean NOx trap)，LNT技术也称作NOx存储还原技术(NOx storage andreduction,NSR)。其中SCR和LNT技术已经在中国、美国、欧洲和日本得到广泛应用。