[发明专利]用于减少NOx排放物的转化系统

说明书

背景

本发明涉及在使用烃类化石燃料的机车和车辆中用于减少NO_x排放物的转化系统。

移动的和固定的燃烧源例如机车、车辆、动力设备等产生的排放物造成了环境污染。所述排放物的一种具体来源是来自车辆的NO_x排放物。环境立法对车辆的NO_x排放量进行了限制。为了符合该立法，一直在努力降低NO_x的排放量。

一种减少排放的方法旨在使得发动机中的燃烧过程期间产生的NO_x排放物的量最小化。该方法一般而言包括重新设计发动机，以使燃料的燃烧最优化。多年来，该方法已使得NO_x减少；然而，该方法昂贵，并且迄今为止所有努力都未造成NO_x排放物的任何充分减少。

另一种方法旨在使用氨选择催化反应器，来减少NO_x排放物。在该方法中，使氨或尿素溶液与废气流接触，从而将NO_x还原为氮气、水和二氧化碳(在使用尿素的情况下)。该方法的缺点在于，不得不将有毒化学物质例如氨或尿素装载在车辆上并为了还原NO_x而保持足够的浓度。

再一种方法为“贫NO_x陷阱”(lean NO_x trap)方法，该方法旨在将金属催化剂分散到基体例如氧化钡(BaO)、氧化钙(CaO)或碳酸钙(BaCO₃)上，从而形成NO_x陷阱。例如，当BaO为NO_x所饱和而形成硝酸钡Ba(NO₃)₂时，使用还原剂将Ba(NO₃)₂重新还原为BaO和氮气。从而以这种方式减少进入大气的NO_x排放物。此后重复该循环。该方法要求通常在双床配置中有大量的NO_x陷阱。对于在机车或其它车辆燃烧源上的应用，这种还原NO_x的方法过于昂贵并占用大量空间。

因而期待不需要装载有毒化学物质的燃料转化系统，并避免制造昂贵的还原剂配给底座。这种系统对于减少NO_x排放物是有效且廉价的。

发明内容

本发明披露一种用于减少NO_x排放物的系统，该系统包括：与燃料转化器流体连通的燃料箱，其中所述燃料转化器位于燃料箱的下游并且包括催化剂组分，所述催化剂组分连续地将每分子含9个以上碳原子的重质烃分子有效地转化为每分子含8个以下碳原子的轻质烃分子；选择性催化还原催化剂反应器，其与所述燃料转化器流体连通并位于该燃料转化器的下游；以及

与所述燃料箱和选择性催化还原催化剂反应器流体连通的发动机，其中所述发动机位于燃料箱的下游并位于选择性催化还原催化剂反应器的上游。

本发明还披露了一种方法，该方法包括：在存在催化剂组分(catalystcomposition)的情况下，将每分子含9个以上碳原子的重质烃分子转化为每分子含8个以下碳原子的轻质烃分子；在存在选择性催化还原催化剂的情况下，使轻质烃分子与发动机的废气流进行反应；以及减少废气流中的NO_x含量。

附图说明

图1为系统10的一种示范性实施方式的示意图；

图2为旋转燃料转化器的一种示范性实施方式的示意图；和

图3为高温下在燃料转化器中利用柴油处理催化剂组分以及对比催化剂时，所述催化剂组分以及对比催化剂的性能的图示。

具体实施方式

应当注意的是，如本申请所用，术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序或重要性，只用于使一种要素区分于其它要素，并且术语“一个”、“一种”不表示量的限制，只表示存在至少一个引用项。另外，本申请所披露的所有范围都包括端点并可独立组合。

另外，在描述本发明实施方案中的组件布局时，采用术语“上游”和“下游”。这些术语具有它们的一般含义。例如，如本申请所用，“上游”装置是指产生流体输出流供给“下游”装置的装置。另外，“下游”装置是接收“上游”装置输出的装置。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，在某些结构例如包括循环回路的系统中，一种装置既可为同一装置的“上游”也可为其“下游”。