[发明专利]一种满足近零排放的柴油机尾气后处理系统

说明书

本发明公开一种满足近零排放的柴油机尾气后处理系统，该系统整合柴油机PNA吸附性NOx催化剂、Mini‑Burner微型燃烧器、SCRF催化剂、SCR催化剂、ASC氨捕集系统、电控系统功能，对柴油机尾气中的主要污染物PM和NOx进行协调处理，能够对柴油机低温工况下进行热管理提温，实现柴油机后处理系统的高效催化转化。该系统方案可以实现氮氧化物NOx更高转化效率，满足更高排放法规要求，适宜推广应用。

技术领域

本发明涉及尾气后处理技术领域，尤其涉及一种满足近零排放的柴油机尾气后处理系统。

背景技术

随着柴油机持续不断严格的污染物排放法规，对柴油机氮氧化物(NOx)和颗粒物质量(PM)的排放限值要接近于零排放。对于选择性催化还原SCR系统需要额外的加热系统，提高低温工况下的氮氧化物的排放。因此需要研究可靠性更好、空间尺寸更紧凑、成本更低的尾气加热系统。对于颗粒捕集器DPF系统需要额外的电子加热系统进行DPF高效、可靠再生。通过柴油机机内燃油消耗控制实现提高尾气温度缺点很多，将会消耗大量的燃油，同时在柴油机低转速、低负荷工况下，燃烧效率低，燃油消耗率高。而且，燃烧产生的能量要经过柴油机涡轮增压器、排气管路，中间能量损失大。只有一小部分热能转化到SCR催化剂和DPF催化剂上。而通过安装电子加热系统，可以紧紧靠近SCR催化剂，降低能量损失。因此设计出尺寸更紧凑、可靠性更好，效率更高的电子加热系统对于高效后处理控制至关重要，该问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于通过一种满足近零排放的柴油机尾气后处理系统，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种满足近零排放的柴油机尾气后处理系统，该系统包括PNA吸附性NOx催化剂、微型燃烧器Mini Burner、SCRF催化剂、SCR尿素后处理系统、ASC氨捕集系统；柴油机出口安装一个NOx传感器，用于PNA吸附性催化剂的OBD故障诊断和测量原始柴油机NOx排放；PNA催化剂出口安装一个NOx传感器，用于测量SCRF入口NOx排放；ASC催化剂尾管出口安装一个NOx传感器，用于测量NOx信号反馈给电控单元，进行OBD故障诊断，并可以进行尿素喷射量控制的自适应控制。

特别地，所述满足近零排放的柴油机尾气后处理系统还包括SCR尿素后处理系统；所述SCR尿素后处理系统包括尿素计量泵、尿素喷嘴、尿素管路、SCR催化器、排温传感器；尿素计量泵一端连接尿素箱，另一端连接尿素喷嘴；尿素喷嘴连接SCR催化器；SCR催化器与排温传感器连接；SCR尿素喷嘴在SCR尿素后处理前喷射。

特别地，所述满足近零排放的柴油机尾气后处理系统还包括微型燃烧器MiniBurner系统，该微型燃烧器Mini Burner系统包括燃烧器本体、燃烧器前温度、燃烧器后温度。

特别地，所述满足近零排放的柴油机尾气后处理系统中集成式电控单元六路排温传感器包括PNA催化剂前温度传感器、PNA催化剂后温度传感器；SCRF催化剂前温度传感器、SCRF催化剂后温度传感器；尾管ASC催化剂出口温度传感器；微型燃烧器后温度传感器用于燃烧器温度控制和安全保护。

特别地，所述满足近零排放的柴油机尾气后处理系统中SCRF催化剂出口安装一个NH3传感器，用于测量氨泄漏信号反馈给电控单元，进行氨泄漏精准测量，进行尿素喷射控制。

特别地，所述满足近零排放的柴油机尾气后处理系统中尿素系统电控单元对PM颗粒物传感器信号进行采集，进行颗粒物排放测量和故障报警。

特别地，所述满足近零排放的柴油机尾气后处理系统中NOx排放控制采用基于模型的尿素喷射控制策略，实现NOx超低排放控制，包括前馈控制和闭环反馈控制；前馈控制使采用基于氨存储观测器进行SCR催化剂氨存储量的化学动力学管理；闭环反馈控制是通过氨传感器进行调整和修正模型工作状态。