[发明专利]具有温域自适应功能的多温域复合卤化物储氨罐结构

说明书

本发明提供了一种具有温域自适应功能的多温域复合卤化物储氨罐结构，包含储氨罐与烟气通道；储氨罐包含罐体壳体(15)与单元管，一个或多个所述单元管穿设在罐体壳体(15)的内部空间中；烟气通道包含依次连接的烟气入口管道(1)、烟气主管道上游段(2)、烟气支路管(19)、烟气主管道下游段(9)、烟气出口管道(10)；烟气支路管(19)穿设在单元管内，烟气支路管(19)与单元管一一对应；单元管与烟气支路管(19)之间的空间内填充有吸附剂(11)。本发明采用固体吸附剂储存氨气，避免传统尿素溶液储氨产生的喷嘴堵塞、结晶、结冰问题，以烟气余热驱动解吸氨气为主，避免传统储氨罐电加热、循环流体加热的能源消耗问题，提高余能利用率。

技术领域

本发明涉及汽车尾气处理及吸附技术领域，具体地，涉及一种具有温域自适应功能的多温域复合卤化物储氨罐结构。

背景技术

氮氧化物是一种对人体有巨大伤害作用的有毒气体，同时，是形成酸雨、光化学污染并破坏臭氧层结构的环境污染物。重型柴油机汽车是氮氧化物主要的排放源，为了人类的可持续发展，应对能源与环境的挑战，解决汽车尾气排放问题刻不容缓。汽车尾气处理系统中，氨气作为氮氧化物的还原剂，其储存、供给问题越来越受到研究者的重视。

目前，氨气作为工业生产过程中的主要原料及保护气体，一共有三种形式的储氨罐结构。第一种，采用高压将氨气转化为液氨，需要在特定的储存环境中安置，不适合作为车载储氨罐投入使用。[参考文献：刘新丽.SCR脱硝中液氨储存与气化的工艺设计比较[J].中国科技博览,2013(19):335-335.]。第二种，采用32.5％的高纯度尿素水溶液，通过雾化释放氨气。[参考文献：周英贵,金保昇.尿素水溶液雾化热分解特性的建模及模拟研究[J].中国电机工程学报,2012,32(26):37-42.]。尿素化学性质活泼，稳定性差，同时，尿素水溶液雾化过程，容易造成喷嘴堵塞，结晶、结冰现象，不满足车载使用的经济性与稳定性要求。第三种，采用以固态铵盐为主的固体吸附介质吸附氨气，形成稳定的络合物，储存在储氨罐中，经过加热，吸附介质解吸氨气，提供尾气处理系统所需的还原剂。[参考文献：撒占才.固态铵SCR系统氨气供给装置设计与开发[D].吉林大学,2016.]。固态铵盐根据解吸温度分为低温盐、中温盐、高温盐，小于尿素储氨罐释放氨气的温度要求，同时，提供相同体积分数的氨气，固态铵盐储氨罐所占用的空间小于尿素储氨罐所占用空间的三分之一，还具有成本低廉、安全可靠等优点，因此固态铵盐代替传统尿素溶液作为储氨载体被广泛应用。

德国FEV公司开发固态SCR技术，通过泵将热流体介质喷洒到固态还原剂表面，固体吸附介质受热分解生产氨气，而完成热量传递的热流体介质流向底部后被重新抽回到相应的储存容器中，形成了一个动态平衡。[参考文献：Lacin F,Kotrba A,Hayworth G,etal.SOLIDDemonstrating an improved approach to NOxreduction via a solidreductant[J].Sae Technical Papers,2011.]。韩国机械材料研究所与韩南大学合作开发固态SCR系统，其氨气发生装置的加热方式为电加热，固态还原剂受热分解产生氨气，电加热部分安装在储存容器外部，通过改变加热量实现氨气生成量的控制[参考文献：Kim H,Lee H,Yoon C S,et al.AFeasibility Study on the Solid Ammonium SCR System forControl of Diesel NOx Emissions[J].Korea Autonomous Engineer AutumnConference&Exhibition,2014,1.]。专利文献CN206338100U提供了一种储氨罐电加热装置，通过电加热装置直接接触吸附剂方式进行加热，加热装置易被腐蚀。同时，该装置使用“固体颗粒物”代表储氨物质，没有涉及对车辆运行工况适应性的分析。因此，传统储氨罐存在加热方式单一、传热传质效果差、氨气释放速度慢等众多问题，没有分析采用多个氨气传质通道以及低中高温盐复合储氨对氨气释放、流通、汇集的影响，如何提高储氨罐性能是亟待解决的问题。

发明内容