一种选择性催化还原尿素喷射修正方法、装置及系统制造方法及图纸

技术编号:8320410 阅读:187 留言:0更新日期:2013-02-13 19:38
本发明专利技术提供一种选择性催化还原尿素喷射修正方法、装置及系统,不但检测上游温T1,而且检测下游温度T2。检测的上游温度T1需要高于第一设定温度值,并且上下游温度差ΔT需要高于第二设定温度值,便启动尿素喷射。之所以要满足上游温度T1高于第一设定温度值,是用来保证满足尿素充分热解的温度。尿素水溶液一般在温度200℃以上会发生热解反应,产生氨气(NH3)。之所以要满足上下游温度差ΔT高于第二设定温度值,是因为下游温度T2太低时,导致上下游温度差ΔT太大,而使SCR催化消声器的平均温度低于设定的尿素启喷温度时,仍然启动尿素喷射,从而保证最大限度地降低柴油机尾气中的有害物质氮氧化物(NOx)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机尾气处理
,特别涉及一种选择性催化还原尿素喷射修正方法、装置及系统
技术介绍
选择性催化还原(SCR, Selective Catalytic Reduction)技术是消除柴油机排气中氮氧化物的主要后处理技术之一。根据功能SCR系统主要分为控制单元、尿素剂量单元和催化反应单元三部分。 SCR系统的控制单元与发动机的控制单元(E⑶)集成在一起,主要用于执行SCR控制策略,并根据环境温度、排气温度、尿素液位、尿素温度、尿素压力、氮氧化物(NOx)浓度等传感器信号控制尿素剂量单元,以使尿素剂量单元根据需求定时定量地将尿素溶液喷射到排气气流中;尿素剂量单元主要包括尿素箱、尿素供给单元、尿素喷射单元、加热组件及连接管路和线路,保证尿素溶液的充分雾化和分解;催化反应单元主要包括SCR催化剂及其封装,用于将柴油机排气中的主要有害成分氮氧化物还原为氮气和水。SCR系统基本工作原理排气从增压器涡轮流出后进入排气管中,同时由安装在排气管上的尿素喷射单元将定量的尿素水溶液以雾状形态喷入排气管中,尿素液滴在高温废气作用下发生水解和热解反应,生成所需要的还原剂氨气(NH3),氨气(NH3)在催化剂的作用下将柴油机排气中的主要有害成分氮氧化物(NOx)有选择性地还原为氮气(N2)。有时为了防止过多的氨气(NH3)逃逸造成二次污染,还需要在SCR催化剂后方设置促使氨气(NH3)氧化成氮气(N2)的催化剂。尿素的分子式为NH2CONH2,加水H2O后在高温下分解成NH3和CO2,此反应不需要催化条件即可完成NH2C0NH2+H20 — 2NH3+C02 (I)在SCR催化器中的NH3和排气中的NO、N02反应产生N2和H2O 2N0+2N02+4NH3 — 4N2+6H20 (2)4N0+02+4NH3 — 4N2+6H20 (3)2N02+02+4NH3 — 3N2+6H20 (4 )为防止发动机整个使用过程中氨气的泄露,有时需要在SCR催化消声器之后设置消除氨气的催化器,在这个催化器中NH3与02反应生成N2和H2O 4NH3+302 — 2N2+6H20 (5)现有技术中,尿素开始喷射的温度一般是以SCR催化消声器上游排温或SCR催化消声器平均温度为准,设定的尿素开始喷射的启喷温度一般为200°C,若排温高于200°C(其他启喷条件满足)则控制尿素开始喷射,反之则关闭尿素喷射。但是,实际应用中,由于SCR催化消声器体积太大,例如轮船用或者非道路火车机车用的SCR催化消声器。或者由于其他原因导致的SCR催化消声器下游温度太低,从而导致SCR催化消声器平均温度太低,低于200°C,SCR系统的控制单元便会控制尿素喷嘴停止尿素喷射。此时SCR催化消声器的上游温度远高于200°C,并且尿素喷嘴距离上游温度传感器还有一定距离,因此尿素喷嘴处的温度比上游温度传感器处的温度更高。如果这种情况下发动机处于排放工况,将达不到控制排放的效果,使得排放中的有害物质NOx泄露到空气中。综上,现有技术中仅以S CR系统的上游温度或平均温度为启动尿素喷射的条件不能有效地控制尾气排放。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种选择性催化还原尿素喷射修正方法、装置及系统,能够有效控制发动机的尾气排放。本专利技术实施例提供一种选择性催化还原尿素喷射修正方法,包括检测SCR催化消声器上游温度Tl和下游温度T2 ;由所述上游温度Tl和下游温度T2计算上下游温度差Λ T ;如果所述上游温度Tl高于第一设定温度值,并且所述上下游温度差Λ T高于第二设定温度值;则启动尿素喷射,反之关闭尿素喷射。优选地,在启动尿素喷射之前还包括检测涡轮后排温Τ3 ;当涡轮后排温Τ3高于设定的尿素启喷温度时,并且所述上游温度Tl高于第一设定温度值,所述上下游温度差AT高于第二设定温度值,则启动尿素喷射。优选地,包括第一检测单元、第二检测单元、温度差获得单元、第一判断单元、第二判断单元、控制单元;所述第一检测单元,用于检测SCR催化消声器上游温度Tl ;所述第二检测单元,用于检测SCR催化消声器下游温度Τ2 ;所述温度差获得单元,用于由所述上游温度Tl和下游温度Τ2计算上下游温度差ΔΤ ;所述第一判断单元,用于判断所述上游温度Tl是否高于第一设定温度值;所述第二判断单元,用于判断所述上下游温度差AT是否高于第二设定温度值;所述控制单元,当所述第一判断单元判断所述Tl高于第一设定温度值,并且所述第二判断单元判断所述AT高于第二设定温度值时,用于启动尿素喷射,反之关闭尿素喷射。优选地,还包括第三检测单元,用于检测涡轮后排温T3 ;所述控制单元,当涡轮后排温T3高于设定的尿素启喷温度时,并且所述上游温度Tl高于第一设定温度值,所述上下游温度差AT高于第二设定温度值,则启动尿素喷射。本专利技术实施例还提供一种选择性催化还原尿素喷射修正系统,包括上游温度传感器、下游温度传感器、SCR控制器DCU、SCR催化消声器、尿素喷射单元;所述上游温度传感器和下游温度传感器分别设置于所述SCR催化消声器的上游和下游;所述上游温度传感器,用于检测SCR催化消声器的上游温度Tl ;所述下游温度传感器,用于检测SCR催化消声器的下游温度T2 ;所述SCR控制器D⑶,用于接收所述上游温度传感器发送的Tl和下游温度传感器发送的T2,并由所述上游温度Tl和下游温度T2计算上下游温度差AT ;当判断所述上游温度Tl高于第一设定温度值,并且所述上下游温度差AT高于第二设定温度值时,用于向尿素喷射单元发送启喷控制指令;所述尿素喷射单元,当接收到所述启喷控制指令时,用于开启尿素喷嘴,向排气管中喷射尿素。 优选地,还包括涡轮后排温温度传感器,用于检测涡轮后排温Τ3 ;所述SCR控制器D⑶,用于接收所述涡轮后排温温度传感器发送的Τ3、上游温度传感器发送的Tl和下游温度传感器发送的Τ2,并由所述Tl和Τ2计算上下游温度差AT ;当判断所述Tl高于第一设定温度值,并且所述Λ T高于第二设定温度值、涡轮后排温Τ3高于尿素启喷温度时,用于向尿素喷射单元发送启喷控制指令。优选地,还包括尿素箱和尿素供给单元;所述尿素箱,用于盛装尿素溶液;所述尿素供给单元连接所述尿素箱,用于将尿素箱中的尿素溶液供给所述尿素喷射单元。与现有技术相比,本专利技术具有以下优点本专利技术实施例提供的选择性催化还原尿素喷射修正方法,不但检测上游温Tl,而且检测下游温度Τ2。检测的上游温度Tl需要高于第一设定温度值,并且上下游温度差AT需要高于第二设定温度值,便启动尿素喷射。之所以要满足上游温度Tl高于第一设定温度值,是用来保证满足尿素充分热解的温度。尿素水溶液一般在温度200°C以上会发生热解反应,产生氨气(NH3)。之所以要满足上下游温度差Λ T高于第二设定温度值,是因为下游温度Τ2太低时,导致上下游温度差Λ T太大,而使SCR催化消声器的平均温度低于设定的尿素启喷温度时,仍然启动尿素喷射,从而保证最大限度地降低柴油机尾气中的有害物质氮氧化物(NOx)。附图说明图I是本专利技术提供的选择性催化还原尿素喷射修正方法实施例一流程图;图2是本专利技术提供的选择性催化还原尿素喷射修正方法实施例二流程图;图3是本专利技术提供的选择性催化还原尿素喷射修正装置实施例一示意本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种选择性催化还原尿素喷射修正方法,其特征在于,包括:检测SCR催化消声器上游温度T1和下游温度T2;由所述上游温度T1和下游温度T2计算上下游温度差ΔT;如果所述上游温度T1高于第一设定温度值,并且所述上下游温度差ΔT高于第二设定温度值;则启动尿素喷射,反之关闭尿素喷射。

【技术特征摘要】
1.一种选择性催化还原尿素喷射修正方法,其特征在于,包括 检测SCR催化消声器上游温度Tl和下游温度T2 ; 由所述上游温度Tl和下游温度T2计算上下游温度差Λ T ; 如果所述上游温度Tl高于第一设定温度值,并且所述上下游温度差Λ T高于第二设定温度值;则启动尿素喷射,反之关闭尿素喷射。2.根据权利要求I所述的选择性催化还原尿素喷射修正方法,其特征在于,在启动尿素喷射之前还包括检测涡轮后排温Τ3 ; 当涡轮后排温Τ3高于设定的尿素启喷温度时,并且所述上游温度Tl高于第一设定温度值,所述上下游温度差AT高于第二设定温度值,则启动尿素喷射。3.一种选择性催化还原尿素喷射修正装置,其特征在于,包括第一检测单元、第二检测单元、温度差获得单元、第一判断单元、第二判断单元、控制单元; 所述第一检测单元,用于检测SCR催化消声器上游温度Tl ; 所述第二检测单元,用于检测SCR催化消声器下游温度Τ2 ; 所述温度差获得单元,用于由所述上游温度Tl和下游温度Τ2计算上下游温度差AT ; 所述第一判断单元,用于判断所述上游温度Tl是否高于第一设定温度值; 所述第二判断单元,用于判断所述上下游温度差AT是否高于第二设定温度值; 所述控制单元,当所述第一判断单元判断所述Tl高于第一设定温度值,并且所述第二判断单元判断所述△ T高于第二设定温度值时,用于启动尿素喷射,反之关闭尿素喷射。4.根据权利要求3所述的选择性催化还原尿素喷射修正装置,其特征在于,还包括第三检测单元,用于检测涡轮后排温Τ3 ; 所述控制单元,当涡轮后排温Τ3高于设定的尿素启喷温度时,并且所述上游温度Tl高于第一设定温度值,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:王奉双张展腾胡广地王胜王军高伟
申请(专利权)人:潍柴动力股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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