尾气处理系统、天然气发动机以及天然气动力设备技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于天然气发动机的尾气处理系统(1)，所述尾气处理系统(1)至少包括：设置于天然气发动机产生的废气的排放路径上的三元催化转化器(12)；以及选择性催化还原反应器(13)，所述选择性催化还原反应器(13)相对于所述废气的排放方向设置在所述三元催化转化器(12)的下游，以进一步处理所述三元催化转化器(12)处理后的废气。还公开了一种相应的天然气发动机和一种相应的天然气动力设备、尤其是天然气车辆。根据本实用新型专利技术，所述尾气处理系统(1)能够更好地过滤天然气发动机产生的废气。

【技术实现步骤摘要】
尾气处理系统、天然气发动机以及天然气动力设备
本技术涉及一种用于天然气发动机的尾气处理系统、一种天然气发动机以及一种天然气动力设备。
技术介绍
天然气的优点包括资源丰富、排放污染低、价格低廉等，日益受到重视，被认为是一种非常具有发展前景的燃料，大部分人都将天然气作为继煤、石油之后的世界上第三大能源，发挥着越来越重要的角色。天然气的主要成分为甲烷，是一种气态燃料，能够与空气充分混合，因此其燃烧后基本没有微粒排放，燃烧后的CO生成量也很少；与其它化石类燃料相比较而言，在开采、生产、储藏、运输、使用等全生命周期内产生的污染物排放量最少，因此天然气又被人们称之为“清洁燃料”。因此，天然气发动机目前得到越来越广泛地使用。例如，已经有越来越多的重型汽车、乘用车采用了天然气发动机。然而，即使称之为“清洁燃料”，其在燃烧之后也会产生污染物。特别地，作为天然气发动机排放物的NOx、CH4、CO、NMHC和NH3对环境也有一定的损害。为此，对于天然气发动机来说，也需要在排放到环境之前通过尾气处理系统对尾气进行处理。然而，目前的尾气处理系统对尾气处理还有待进一步改进。
技术实现思路
为此，本技术的目的是提供一种改进的用于天然气发动机的尾气处理系统、一种相应的天然气发动机以及一种相应的天然气动力设备。根据本技术的第一个方面，提供了一种用于天然气发动机的尾气处理系统，所述尾气处理系统至少包括：设置于天然气发动机产生的废气的排放路径上的三元催化转化器；以及选择性催化还原反应器，所述选择性催化还原反应器相对于所述废气的排放方向设置在所述三元催化转化器的下游，以进一步处理所述三元催化转化器处理后的废气。根据本技术的一个可选实施例，所述尾气处理系统被配置成适于在过量空气系数λ＝1的情况下工作。根据本技术的一个可选实施例，所述尾气处理系统还包括设置在三元催化转化器的上游的第一氧传感器。根据本技术的一个可选实施例，所述尾气处理系统还包括设置在选择性催化还原反应器的下游的第二氧传感器。根据本技术的一个可选实施例，所述第一氧传感器和所述第二氧传感器为不同类型或型号的传感器。根据本技术的一个可选实施例，所述尾气处理系统还包括与所述第一氧传感器和所述第二氧传感器通信连接的控制器。根据本技术的一个可选实施例，所述选择性催化还原反应器为未配备尿素喷射模块的选择性催化还原反应器。根据本技术的第二个方面，提供了一种天然气发动机，所述天然气发动机包括所述尾气处理系统。根据本技术的第三个方面，提供了一种天然气动力设备，所述天然气动力设备包括所述天然气发动机。根据本技术的一个可选实施例，所述天然气动力设备为天然气车辆。根据本技术，所述尾气处理系统能够更好地过滤天然气发动机产生的废气。附图说明下面，通过参看附图更详细地描述本技术，可以更好地理解本技术的原理、特点和优点。附图包括：图1示出了根据本技术的一个示例性实施例的用于天然气发动机的尾气处理系统的示意图。具体实施方式为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，而不是用于限制本技术的保护范围。图1示出了根据本技术的一个示例性实施例的用于天然气发动机的尾气处理系统的示意图。如图1所示，尾气处理系统1至少包括：设置于天然气发动机产生的废气的排放路径上、例如串联地设置于尾气管11的三元催化转化器12；以及选择性催化还原反应器13，所述选择性催化还原反应器13相对于所述废气的排放方向设置在所述三元催化转化器12的下游，以进一步处理所述三元催化转化器12处理后的废气。工作时，天然气发动机所产生的废气会沿着尾气管11依次流过三元催化转化器12和选择性催化还原反应器13，最后从尾气处理系统1的末端开口111排放到环境中，如图1中的箭头14所示。三元催化转化器12能同时净化废气中的碳氢化合物、一氧化碳及氮氧化合物三种污染物。在本技术中，选择性催化还原反应器13是指能够去除流经的废气中的氨和氮氧化合物的反应器。如图1所示，对于天然气发动机，尾气处理系统1上游可通过尾气管11连接到废气再循环装置2，所述废气再循环装置2用于将天然气发动机排出的废气的一部分再循环到气缸，以使气缸内的燃烧过程处于所期望的状态下，进而也可以降低废气中的污染物的含量。在发动机的燃烧过程中，需要对过量空气系数λ进行检测和控制，以控制气缸内的燃烧过程。过量空气系数λ是实际空燃比与理论空燃比的比值，也是用来确定气缸内的混合气体的稀浓程度的一个参数。根据本技术的一个示例性实施例，尾气处理系统1在过量空气系数λ＝1的情况下工作。根据本技术的一个示例性实施例，如图1所示，所述尾气处理系统1进一步包括设置在三元催化转化器12的上游的第一氧传感器15和设置在选择性催化还原反应器13的下游的第二氧传感器16。第一氧传感器15和第二氧传感器16可以测量流经的废气中的氧含量，并可将测量结果反馈给控制器17，然后控制器17至少根据第一氧传感器15的测量结果控制天然气发动机的工作状态，例如调节天然气发动机的天然气喷射量，以使天然气发动机处于期望的工作状态下。在这种情况下，可以通过控制器17将过量空气系数λ控制在λ＝1下。第二氧传感器16主要用于监测尾气处理系统1是否处于高效工作区域，并将结果反馈给控制器17，然后控制器17根据第二个氧传感器16的测量结果控制天然气发动机的工作状态。由于第一氧传感器15和第二氧传感器16具有不同的功能，因此它们可以选择不同的类型或型号。在图1中，第一氧传感器15和第二氧传感器16示意性地通过虚线表示连接到控制器17。根据本技术的一个示例性实施例，所述控制器17可以是车辆的电子控制单元(ECU)。当然，对于本领域的技术人员来说，所述控制器17也可以是一个单独的控制单元。选择性催化还原反应器13可以通过例如下述反应进一步降低经三元催化转化器12处理后的废气中的氨和氮氧化合物：4NH3+3O2＝2N2+6H2O6NO+4NH3＝5N2+6H2O该反应同时利用了三元催化转化器12在尾气处理过程中所产生的NH3，从而使得更容易建立NOx和NH3的排放平衡，进而使得最终排放的废气得到更好地处理。因此，根据本技术的一个示例性实施例，选择性催化还原反应器13可以不需要配备尿素喷射模块。当然，对于本领域的技术人员来说，本技术并不排除根据实际情况配备尿素喷射模块的实施方式。本领域的技术人员可以理解，天然气发动机可以用于诸多天然气动力设备中，例如可以用于车辆、特别是重型货车和乘用车中。尽管这里详细描述了本技术的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于天然气发动机的尾气处理系统(1)，其特征在于，所述尾气处理系统(1)至少包括：/n设置于天然气发动机产生的废气的排放路径上的三元催化转化器(12)；以及/n选择性催化还原反应器(13)，所述选择性催化还原反应器(13)相对于所述废气的排放方向设置在所述三元催化转化器(12)的下游，以进一步处理所述三元催化转化器(12)处理后的废气。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于天然气发动机的尾气处理系统(1)，其特征在于，所述尾气处理系统(1)至少包括：
设置于天然气发动机产生的废气的排放路径上的三元催化转化器(12)；以及
选择性催化还原反应器(13)，所述选择性催化还原反应器(13)相对于所述废气的排放方向设置在所述三元催化转化器(12)的下游，以进一步处理所述三元催化转化器(12)处理后的废气。


2.根据权利要求1所述的尾气处理系统(1)，其特征在于，
所述尾气处理系统(1)被配置成适于在过量空气系数λ＝1的情况下工作。


3.根据权利要求1或2所述的尾气处理系统(1)，其特征在于，
所述尾气处理系统(1)还包括设置在三元催化转化器(12)的上游的第一氧传感器(15)。


4.根据权利要求3所述的尾气处理系统(1)，其特征在于，
所述尾气处理系统(1)还包括设置在选择性催化还原反应器(13)的下游的第二氧传感器(16)。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，范云，张汉泉，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE