[发明专利]SCR模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的SCR模块、一种根据权利要求6的前序部分所述的内燃机系统以及一种用于制造根据权利要求14的前序部分所述的内燃机系统的方法。

背景技术

往复活塞式内燃机用于不同的应用。在静止的设备中，往复活塞式内燃机与发电机组合例如用于发电。在移动的设备中，往复活塞式内燃机用于驱动船舶、军事车辆(例如装甲车)或者还用于驱动农业车辆。在此，往复活塞式内燃机应具有尽可能低的氮氧化物排放。已知借助于选择性催化还原(SCR)在SCR催化器处选择性地降低在排气中的氮氧化物。由此可显著降低氮氧化物(NOx)的排出。为了进行该反应而需要氨(NH₃)并且反应的产物是水(H₂O)和氮气(N₂)。作为SCR催化器，例如使用包含二氧化钛、五氧化钒和二氧化钨的催化器，或者例如在使用沸石的情况下还使用其他类型的SCR催化器。对于反应所需的氨在此不是直接地或以纯的方式来添加，而是作为32.5%的含水的尿素溶液来添加，并且在车辆工业中被称为Adblue。

因此，内燃机系统设有用于选择性催化还原排气的装置。在此，对于带有不同功率(例如在600kW与4000kW之间的功率)的往复活塞式内燃机，需要以高成本的方式提供用于选择性催化还原的相应的装置，其可以充分的方式从往复活塞式内燃机的排气体积流中除去或还原氮氧化物。出于该原因，需要以高成本和昂贵的方式为带有不同功率的往复活塞式内燃机提供相应不同的装置。由此显著地提高了用于制造内燃机系统的成本，并且此外，在制造内燃机系统时出现昂贵、高成本且易出故障的装配花费。

从文献DE 43 10 962 C1中已知用于多个可彼此独立运行的内燃机的排气设备。排气被导引到共同的排气管路中，其中，排气的脱氮通过由将还原剂添加到排气流中进行的选择性催化还原实现。共同的排气管路分支成至少两个分支管路，在分支管路中布置至少一个SCR催化器，并且分支管路的至少一部分可借助于可调整的截止阀根据内燃机的运行状态闭锁。

文献DE 10 2010 021 438 A1显示了一种尤其用于柴油机的排气后处理装置，其可在排气流动方向上被排气流流经并且具有排气入口、用于将还原剂添加到排气流中的还原剂添加系统、氮氧化物还原催化器和排气出口，其中，还原剂添加系统具有至少两个还原剂添加装置，尤其喷射喷嘴。

从文献DE 10 2005 025 045 A1中已知一种用于尤其在机动车中的内燃机的排气设备。该排气设备包括SCR模块和颗粒过滤器模块。SCR模块设有SCR催化元件和尿素配给装置。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种SCR模块、一种内燃机系统以及一种用于制造内燃机系统的方法，在其中可简单、可靠且成本适宜地为带有不同功率的往复活塞式内燃机配备用于选择性催化还原排气的装置。

该目的利用用于往复活塞式内燃机的SCR模块实现，其包括：壳体和/或框架；排气道(Abgasstrang)，其限制用于排气的通过的流动通道、带有用于引入排气的进入开口和用于引出排气的离开开口；SCR催化器，其布置在流动通道之内；至少一个喷射元件，其用于将还原剂(例如氨或尿素溶液)添加给导引通过流动通道的排气，其中，SCR模块包括至少一个输送装置以用于将还原剂以预定的压力输送给喷射元件。

喷射元件需要处于一定的预定的压力下的还原剂。出于该原因，SCR模块设有尤其相应用于每个喷射元件的至少一个输送装置。由此，用于选择性催化还原的SCR模块仅仅需要带有未预定的压力的还原剂。由此可以简单的方式将SCR模块应用在内燃机系统中，因为应将仅仅一个排气管路和还原剂管路联接到SCR模块处。因此，在装配时可特别简单地插入SCR模块，并且由此在SCR模块处不再需要特别地装配输送装置。

至少一个输送装置尤其构造为泵，优选活塞泵，或流体机械，例如离心泵，和/或预定的压力在8bar至12bar的范围中，和/或至少一个输送装置集成和/或安装到SCR模块中。至少一个输送装置集成和/或安装到SCR模块中，也就是说，是SCR模块的固定的组成部分并且例如利用不可松开的连接(例如焊接或铆接连接)或者可松开的连接(例如螺纹或夹紧连接)与其余的SCR模块(例如框架和/或壳体)相连接。