[发明专利]氨气生成计量喷射装置

说明书

本发明公开了一种氨气生成计量喷射装置，包括计量喷射控制单元、具有氨生成室的中空容器、盖子、固态还原剂、电加热器、位于中空容器底部带有放液阀的放液管路、位于固态还原剂上用于释放积存在固态还原剂内部产生气体的均布有开口的气体释放管、依次通过止回阀、电控阀和排气管路与氨生成室相连通的排气通道以及位于排气管路内的电加热线；氨生成室内部设有第一压力传感器、第一温度传感器和第二温度传感器，所述计量喷射控制单元分别通过信号线与电加热器、电加热线、电控阀、第一压力传感器、第一温度传感器和第二温度传感器相连接；所述电加热器的驱动信号为具有高电流信号和低电流信号的电压脉冲信号。本发明可以精确地控制氨的释放速率。

技术领域

本发明涉及一种氨气生成和输送装置，尤其涉及一种氨气生成计量喷射装置。

背景技术

选择性催化还原(SCR)技术已广泛用于减少内燃机(尤其是柴油机)的NOx排放。在SCR系统中，通常需要将氨(NH3)与发动机的尾气混合，然后通过催化剂，在其中氨与尾气中的NOx反应并将NOx还原为氮气和水。由于安全方面的考虑以及运输和存储的困难，在SCR系统中，通常是由前体(例如尿素)产生氨，而不是直接使用氨。前体在本文中也称为还原剂。

固态和液态还原剂均可用于SCR系统。固体还原剂可以直接分解产生氨，例如金属胺盐，包括氯化氨基氯化镁(Mg(NH3)6Cl2)和氯化钙氯化铵(Ca(NH3)8Cl2)等，以及铵盐，包括氨基甲酸铵(NH 4COONH 2)，碳酸氢铵(NH 4HCO3)和碳酸铵((NH4)2CO3)等都会在温度较低的状态下分解而产生氨。与液态尿素溶液(比如32.5％浓度的车用尿素溶液或者DEF)相比，固态还原剂有很多优点，包括没有冻结温度，没有分解管中的沉积物，更高的密度和更低的体积，对还原剂中的杂质不敏感，以及不需要额外的能量加热尿素溶液中的水等。然而，使用固体还原剂的一个很大的障碍是还原剂的计量喷射问题，包括高能耗，压力变化，和喷射率控制问题。这些问题使得难以在SCR系统中准确地对氨喷射量进行计量。

通常，要使用固体还原剂产生氨，如[Chemical Engineering Science 61(2006)2618–2625]中所描述的那样，要将密闭容器中的还原剂加热，然后在达到一定压力后将氨气喷射到尾气中。因为当加热固体还原剂时，容器中的所有还原剂都被加热，所以需要比较高的加热功率，同时由于热传递引起的时间延迟，当还原剂的量大时，也会造成容器中的压力控制困难。压力的不稳定会影响氨的喷射精度，特别是在没有反馈控制的情况下。这可能会大大增加系统的复杂性和成本。另外，过高的压力也可能引起安全隐患。

另外，在上述氨载体中，除了金属胺盐以外，一般的铵盐在加热分解时产生的不是纯净的氨气而是混有二氧化碳和水等物质的混合气体。因此，在使用这些铵盐作为还原剂的时候，如果只是控制流出物的质量流量，也会由于氨在其中的含量发生变化而导致计量喷射的不准确。

因而，亟需解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种可以精确地控制氨的释放速率的氨气生成计量喷射装置。

技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种氨气生成计量喷射装置，包括计量喷射控制单元、具有氨生成室的中空容器、为中空容器适配的盖子、位于氨生成室内的固态还原剂、位于氨生成室内的电加热器、位于中空容器底部带有放液阀的放液管路、位于固态还原剂上用于释放积存在固态还原剂内部产生气体的均布有开口的气体释放管、依次通过止回阀、用于控制氨喷射率的电控阀和排气管路与氨生成室相连通用于排出氨气的排气通道以及位于排气管路内的电加热线；所述氨生成室内部设有用于感测内部压力的第一压力传感器和用于感测内部气体温度的第一温度传感器和用于感测固态还原剂温度的第二温度传感器，所述计量喷射控制单元分别通过信号线与电加热器、电加热线、电控阀、第一压力传感器、第一温度传感器和第二温度传感器相连接；所述电加热器的驱动信号为具有高电流信号和低电流信号的电压脉冲信号。