一种气体动力的氨气制备及定量喷射系统技术方案

一种气体动力的氨气制备及定量喷射系统，包括压缩空气罐（1）、压缩空气管（14）、充气电磁阀（2）、尿素罐（4）、控制单元（13）、尿素管（15）和SCR后处理器（12），尿素罐（4）通过尿素管（15）与尿素反应器（8）相连接，尿素管（15）上设置有电磁阀（7），尿素反应器（8）上设置有压力温度传感器（9），尿素反应器（8）通过输氨管（16）与氨气喷嘴（11）相连接，输氨管（16）上设置比例阀（10），压力温度传感器（9）、充气电磁阀（2）和电磁阀（7）分别与控制单元（13）电连接，比例阀（10）与控制单元（13）电连接。结构简单、成本低廉，可靠性好，适于大规模推广应用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种气体动力的氨气制备及定量喷射系统，包括压缩空气罐（1）、压缩空气管（14）、充气电磁阀（2）、尿素罐（4）、控制单元（13）、尿素管（15）和SCR后处理器（12），尿素罐（4）通过尿素管（15）与尿素反应器（8）相连接，尿素管（15）上设置有电磁阀（7），尿素反应器（8）上设置有压力温度传感器（9），尿素反应器（8）通过输氨管（16）与氨气喷嘴（11）相连接，输氨管（16）上设置比例阀（10），压力温度传感器（9）、充气电磁阀（2）和电磁阀（7）分别与控制单元（13）电连接，比例阀（10）与控制单元（13）电连接。结构简单、成本低廉，可靠性好，适于大规模推广应用。【专利说明】一种气体动力的氨气制备及定量喷射系统
本技术涉及一种喷射系统，更具体的说涉及一种气体动力的氨气制备及定量喷射系统，用于柴油机排气后处理技术的还原剂计量喷射系统，属于内燃机废气净化系统
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技术介绍
SCR，指选择性催化还原；SCR反应以氨作为还原剂，在发动机的排气通路中配置SCR催化剂，通过向SCR催化剂供给氨，使氨与排气中的NOx (氮氧化物)在340-400°C温度范围内发生还原发生，从而形成水蒸气(H20)和氮(N2)，从而有效地降低柴油机NOx的排放，净化了排气。为了将氨向SCR催化剂供给，通常向排气通路中供给与氨相比处理更容易的尿素水，因此需要使用尿素水喷射器将尿素水溶液经过精细雾化定量喷射进排气管道中，使雾状的尿素水利用排气的热量加水分解而生成氨，从而将生成的氨吸附在SCR催化剂上，使NOx与氨反应分解成水蒸气(H20)和氮(N2)而排出。如何向排气管中喷射定量雾化良好的尿素溶液是SCR系统的核心技术，目前的技术普遍采用计量泵对尿素溶液加压。由于在汽车和其他车船中都需要由蓄电池向该计量泵供电，泵需要较高压力，以利于尿素的雾化，因次加大了蓄电池电能的损耗；同时，目前计量泵主要由国外厂家控制，还不能实现国产，而且价格较贵，且计量泵属于精密设备，也是SCR系统中最容易出故障的设备之一，出故障后只能更换，因此设备后期维护保养费用也非常高。中国专利申请公布号:CN101793183A、申请公布日:2010年8月4日、名称为Λ—种空气动力雾化尿素还原剂喷射控制系统》的专利技术专利申请中公开了一种空气动力雾化尿素还原剂喷射控制系统，由气体流量电磁阀、手动液体开关、过滤器、液体流量电磁阀、单向阀、控制单元、温度传 感器、氮氧化物传感器、单腔的尿素还原剂喷嘴、发动机排气管、尿素还原剂容器盖、压缩空气主管、尿素还原剂输送管、发动机尾气、尿素还原剂储罐压缩空气分管、吹扫喷嘴用压缩空气分管、尿素还原剂容器、调压阀组成，压缩空气主管的进气端设有调压阀，出气端分别与吹扫喷嘴用压缩空气分管和尿素还原剂储罐压缩空气分管相通，尿素还原剂储罐压缩空气分管连接在尿素还原剂容器上，尿素还原剂容器盖固定在尿素还原剂容器，尿素还原剂储罐压缩空气分管上设有气体流量电磁阀和手动液体开关，吹扫喷嘴用压缩空气分管上设有气体流量电磁阀、过滤器和单向阀并与单腔的尿素还原剂喷嘴相通，尿素还原剂输送管一端设在尿素还原剂容器内，另一端与尿素还原剂喷嘴相通，在尿素还原剂输送管设有过滤器、液体流量电磁阀和单向阀，设在发动机排气管上的温度传感器和氮氧化物传感器与控制单元电连接，控制单元与气体流量电磁阀和液体流量电磁阀电连接。该专利技术专利申请中经过过滤的尿素还原剂依靠压缩空气的动力驱动，在尿素喷嘴中混合雾化，依靠流量电磁阀的调节和控制，使尿素还原剂在单腔的喷嘴中雾化，以实现对汽车尾气中的NOx净化处理；同时，其成本相当于进口系统的1/2到1/3，可靠性高，容易依靠国内资源实现工业化应用。但是，该专利技术专利申请存在以下缺陷:一、该专利技术专利申请中通过液体流量电磁阀将尿素溶液喷入排气管中，目前国内这种精确计量尿素溶液的流量控制阀技术不成熟，很难精确计量液体，导致尿素溶液喷射量的准确性和稳定性较差；二、直接喷射尿素溶液方式，尿素溶液容易在尿素管路和发动机排气管中结晶，引起相关故障。中国专利号为201020523476.0的“尿素还原剂的一阀二控喷射装置”技术专利、中国专利号为201020523477.5 “尿素还原剂的一阀三控喷射装置”技术专利、中国专利号为201020523507.2的“尿素还原剂的多阀喷射装置”技术专利、中国专利号为201020523511.9的“尿素还原剂的一阀五控喷射装置”技术专利，这些专利采用常规的工业电磁流量控制阀或电磁流量比例阀以及精密机械开关阀，依据不同的控制逻辑，解决了原用尿素还原剂剂量的问题，解决了成本较高问题，能一定程度上代替进口产品；但是，这些专利的系统较复杂，喷射精度也不高，可靠性和实用价值不高。目前也有开发氨储存材料技术，利用一些材料存储氨，然后通过加热释放氨，在将氨气喷入排气管净化发动机排气，但该技术需要定期向储氨材料中充入氨，氨是一种有毒物质，大规模的运输安全要求较高，一旦发生泄漏，后果非常严重。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有的SCR反应还原剂计量喷射系统需要计量泵使得成本较高、或者尿素溶液喷射量的准确性和稳定性较差等问题，提供一种气体动力的氨气制备及定量喷射系统。为实现上述目的，本技术的技术解决方案是:一种气体动力的氨气制备及定量喷射系统，包括压缩空气罐、压缩空气管、充气电磁阀、尿素罐、控制单元、尿素管和SCR后处理器，所述的压缩空气罐和尿素罐之间通过压缩空气管相连通，所述的充气电磁阀设置在压缩空气管上，所述的尿素罐通过尿素管与尿素反应器相连接，所述的尿素管上设置有电磁阀，所述的尿素反应器上设置有压力温度传感器，尿素反应器通过输氨管与氨气喷嘴相连接，所述的输氨管上设置比例阀，所述的压力温度传感器、充气电磁阀和电磁阀分别与控制单元电连接，所述的比例阀与控制单元电连接。所述的压缩空气管上设置有压力调节电磁阀，所述的压力调节电磁阀与控制单元电连接。所述的尿素罐上设置有温度传感器、压力传感器和液位传感器，所述的温度传感器、压力传感器和液位传感器分别与控制单元电连接。与现有技术相比较，本技术的有益效果是:1、设计新颖，结构简单，提供了一种成本较低、安全性好的气体动力的氨气制备及定量喷射系统。本技术中压缩空气罐和尿素罐之间通过压缩空气管相连通，压缩空气管上设置有充气电磁阀，利用压缩空气给尿素罐充压，使尿素罐内尿素溶液压力升高；尿素罐通过尿素管与尿素反应器相连接，尿素管上设置有电磁阀，尿素反应器通过输氨管与氨气喷嘴相连通，输氨管上设置比例阀，尿素罐通过电磁阀向尿素反应器喷入一定量的尿素溶液，尿素溶液在尿素反应器内分解为氨气和水蒸气混合气，使尿素反应器的压力升高至比例阀的工作压力范围，并利用比例阀计量后处理所需氨气量，因而可以取消计量泵和尿素溶液流量控制阀，从而能大大地降低产品成本及维护费用，摆脱对进口产品的依赖；同时由于采用比例阀计量喷入排气管中的氨气量，计量精度非常高，价格便宜能国产化，设备技术成熟，成本低廉，所有设备都可选用国产化设备，容易依靠国内资源实现工业化应用，有利于大规模推广与应用。2、尿素溶液在尿素反应器内分解为氨气和水蒸气混合气，氨气喷入排气管中为气态，因而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体动力的氨气制备及定量喷射系统，包括压缩空气罐（1）、压缩空气管（14）、充气电磁阀（2）、尿素罐（4）、控制单元（13）、尿素管（15）和SCR后处理器（12），所述的压缩空气罐（1）和尿素罐（4）之间通过压缩空气管（14）相连通，所述的充气电磁阀（2）设置在压缩空气管（14）上，其特征在于：所述的尿素罐（4）通过尿素管（15）与尿素反应器（8）相连接，所述的尿素管（15）上设置有电磁阀（7），所述的尿素反应器（8）上设置有压力温度传感器（9），尿素反应器（8）通过输氨管（16）与氨气喷嘴（11）相连接，所述的输氨管（16）上设置比例阀（10），所述的压力温度传感器（9）、充气电磁阀（2）和电磁阀（7）分别与控制单元（13）电连接，所述的比例阀（10）与控制单元（13）电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志辉，陈小迅，杨细元，张辉亚，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：实用新型
国别省市：