[发明专利]一种使用氨作为SCR还原剂的电子控制供给系统

说明书

本发明公开了一种使用氨作为SCR还原剂的电子控制供给系统，包括用于储存液氨的气瓶、减压缓冲装置、喷嘴装置、氮氧传感器、氨传感器、喷射电子控制单元(PCU)、气瓶控制单元(GC)，液氨气瓶的一端设有用于释放还原剂氨的第一截止阀，通过第一截止阀连接供氨管道，再连接减压缓冲装置，然后连接喷射装置，以此搭建氨的物理供给渠道。本发明采用减压缓冲装置在压力动态变化的条件下使得氨的供给压力更加稳定，喷嘴装置使用电控原理，受控喷射氨；PCU控制单元采集车载ECU车载控制系统中的部分数据信号和压力传感器信号，经其内部运算后控制喷嘴装置实现氨的精准喷射，高效处理氮氧化物，最大程度减少氨逃逸，避免二次污染，使用成本、维护成本低。

技术领域

本发明涉及柴油机尾气排放净化后处理的技术领域，尤其涉及一种使用氨直接作为SCR还原剂的电子控制供给系统。

背景技术

中国公路运输量占全部运输量70％以上，柴油车因其在动力性、经济性以及可靠性方面比汽油车更具有明显的优势，从而承担着绝大多数的货运。柴油车氮氧化物的排放以及PM排放占所有机车排放的70％以上，柴油机采用压燃工作方式，其“空燃比”较大，燃烧比较完全；柴油机中高温、富氧的燃烧条件会将空气中的氮转化为大量的氮氧化物(NOx)，NOx对环境的损害作用极大，一方面其是形成酸雨的主要物质之一，另一方面其也是形成大气中光化学烟雾的重要物质；更甚者其能消耗臭氧(O₃)破坏大气层；仅2018年一年，柴油车氮氧化物的排放量就高达574.3万吨。

氮氧化物排放很大一部分来源于柴油机。早期柴油车采用SCR尿素后处理系统(BASF AdBlue)对NOx进行处理，尽管在使用过程中存在结晶等诸多问题，但尿素系统使用安全，其能满足国四、国五的排放要求。

为进一步落实保护环境的基本国策，进一步降低柴油机氮氧化物的排放，国六的排放检验标准相比国五更为严格，特别将柴油机冷启动纳入排放检验之中。SCR尿素后处理系统(BASF AdBlue)的核心是尿素热解释放氨处理氮氧化物。然而尿素热解释放氨过程复杂，高低温氨释放量均难以控制；另外32.5％的车尿素存在低温结晶等问题，因此尿素后处理系统难以到达国六标准及其未来更严格的排放标准。

为了克服尿素系统水解产氨过程复杂，难以控制；尿素水解过程吸热导致排气温度降低，使催化反应率降低；尿素水解、热解不完全产生缩二脲结晶堵塞排气管路、尿素喷嘴、催化剂；尿素水溶液的冰点高，低温环境下无法正常工作等缺陷。丹麦Amminex公司开发利用碱土金属氯化物(Sr(NH₃)₈Cl₂)固定氨气作为SCR还原剂的固态氨技术(SSCR)路线。相比于尿素系统(BASF AdBlue)，固态氨技术(SSCR)通过加热释放配位化合物中的氨，解决了尿素系统(BASF AdBlue)水解产氨反应复杂带来的诸多问题；于此同时固态氨技术(SSCR)中每千克可利用氨为46.175％，续航里程是尿素系统(BASF AdBlue)的2.5倍。

然而固态氨技术(SSCR)存在氯化锶(SrCl₂)吸附NH₃至饱和的时间过长(＞6小时)，八氨合氯化锶脱氨强烈依赖于温度；充装时间过长与吸脱附温控调节导致固态氨技术(SSCR)成本高、市场无法匹配等诸多问题。

选择性催化还原(SCR)技术的实质为NH₃+NOx＝N₂+H₂O。

直接利用氨作为SCR还原剂，构建ALA-HSCR(高效液氨选择性催化还原)系统是最经济、最高效处理氮氧化物的必经之路。

发明内容