[发明专利]废气净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及对从内燃机排出的氮氧化物进行还原的废气净化装置。

背景技术

从柴油发动机、汽油发动机、燃气轮机等内燃机排出的气体、即废气中，含有氮氧化物(NOx)、颗粒状物质(PM)。特别是，柴油发动机由于在氧过剩的状态下使燃料燃烧，因此废气中含有大量的氮氧化物(NOx)、颗粒状物质(PM)。因而，在内燃机的排气管中设置用于降低颗粒状物质的装置、用于降低氮氧化物的装置。作为该降低氮氧化物的装置，有以下装置：向引导废气的排气管中喷射尿素，在排气管内由尿素生成氨，并使所生成的氨与废气中的氮氧化物反应，从氮氧化物中除去氧而恢复为氮，由此从废气中降低氮氧化物。

例如，专利文献1中记载了一种废气净化系统，其在内燃机的排气通道中从上游依次配置有DPF装置、选择性催化还原型催化装置。另外，专利文献1中记载了以下装置：在通常运转时，由通常运转时用的NOx排放图计算出NOx排放量，在DPF装置的强制再生时，由强制再生时用的NOx排放量图计算出NOx排放量，并计算出与该计算出的NOx排放量对应的氨类水溶液的供给量，为了达到该计算出的供给量，将氨类水溶液供给至选择性催化还原型催化装置的上游侧的废气中。

另外，专利文献2记载了一种废气的脱硝装置，其并非用于处理内燃机的废气，而是从垃圾焚烧炉等燃烧设备排出的废气的脱硝装置，还记载了以下脱硝控制方法：测定处理前气体的NOx浓度、处理后的废气中的氨浓度、废气的NOx浓度、和废气的流量，由测定结果计算出处理前的NOx流量、处置后的NOx浓度、脱硝设备中的脱硝率的实际成绩、和处理后的废气中的氨浓度，并计算出所计算出的各值与目标值的偏差，由该偏差计算出校正量，根据所计算出的校正量的至少一种计算出校正NOx流量，并根据所计算出的校正NOx流量控制注入到处理前废气中的氨流量。

专利文献1：日本特开2007-154849号公报

专利文献2：日本特开2005-169331号公报

发明内容

如专利文献1所记载，通过根据预先制作的图来控制尿素的喷射量，可以降低氮氧化物，还可以调节氨的量。另外，如专利文献2所记载，通过使用氮氧化物的浓度、脱硝率和处理后的废气的氨浓度中的至少一种对氮氧化物的流量的偏差进行校正，也可以降低氮氧化物，还可以调节氨的量。

但是，如专利文献1所示，在利用预先制作的图来调节尿素的喷射量的情况下，根据运转状态，有时也会存在氮氧化物泄漏、或氨泄漏的问题。另外，如专利文献2所示，为了计算出NOx流量，需要检测废气的流量和NOx(氮氧化物)的浓度并进行运算，存在花费时间的问题。另外，由于内燃机的排气量的变化剧烈，因此还存在难以计算NOx流量的问题。另外，即使以NOx流量作为基准控制氨的喷射量，也存在无法充分降低氮氧化物和泄漏的氨的量的问题。

本发明是鉴于上述内容而进行的，其目的在于提供一种废气净化装置，该废气净化装置计算出喷射到排气管中的尿素的合适量，氨难以泄漏到下游侧，且能够有效地降低废气中的氮氧化物。

为了解决上述课题而达到目的，本发明涉及一种废气净化装置，用于对从内燃机排出的废气中含有的氮氧化物进行还原，其特征在于，具有：排气管，引导从所述内燃机排出的废气；尿素水溶液喷射单元，向所述排气管内喷射尿素水溶液；催化单元，其具备尿素SCR催化剂和支撑机构，在所述废气的流动方向配置于喷射所述尿素水溶液的位置的下游侧，所述尿素SCR催化剂促进由喷射的所述尿素水溶液生成的氨与所述氮氧化物的反应，所述支撑机构配置于所述排气管的内部并且在所述排气管的内部支撑所述尿素SCR催化剂；氨浓度测量单元，其在所述废气的流动方向配置于所述催化单元的下游侧，测量通过所述尿素SCR催化剂后的所述废气的氨浓度；和控制单元，根据由所述氨浓度测量单元所测量的氨浓度，控制由所述尿素水溶液喷射单元进行的所述尿素水溶液的喷射。

这样，根据由氨浓度测量单元所检测的通过尿素SCR催化剂后的废气中所含的氨浓度，利用所述控制单元控制由所述尿素水溶液喷射单元进行的尿素水溶液的喷射，由此，可以进一步降低从废气净化装置排出的废气中的氨，同时还可以降低废气中的氮氧化物。另外，通过仅根据氨的检测值来控制尿素水溶液的喷射量，可以减少运算量，也可以简化装置结构。

在此，优选废气净化装置还具有处理后氮氧化物浓度测量单元，其在所述废气的流动方向配置于所述催化单元的下游侧，测量通过所述尿素SCR催化剂后的废气的氮氧化物浓度，并且所述控制单元还根据由所述处理后氮氧化物浓度测量单元所测量的氮氧化物浓度来控制由尿素水溶液喷射单元进行的尿素水溶液的喷射。