本實用新型屬于柴油機(jī)排放后處理領(lǐng)域，具體涉及一種柴油機(jī)SCR催化器硫中毒消除裝置，適用于降低發(fā)動機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性惡化程度。

背景技術(shù)：

為應(yīng)對越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)要求，重型柴油機(jī)在歐VI階段后普遍采用了DOC+DPF+SCR+ASC的后處理系統(tǒng)，其中選擇性催化還原(SCR)是柴油機(jī)滿足NOx排放目標(biāo)的最有效的技術(shù)之一。歐VI后處理系統(tǒng)中考慮到DPF再生溫度對SCR的影響、低溫工況NO_X高轉(zhuǎn)換效率的需求等原因，市場普遍采用了銅基沸石型SCR。然而，銅基沸石型SCR存在著硫中毒問題，試驗數(shù)據(jù)表明，重型柴油機(jī)在硫含量50ppm柴油條件下運(yùn)行100小時SCR轉(zhuǎn)換效率可能下降20%，而硫含量350ppm柴油機(jī)條件下運(yùn)行15小時SCR轉(zhuǎn)換效率就會下降20%。而歐VI階段OBD對后處理一致性要求很高，SCR硫中毒會導(dǎo)致NOX排放超標(biāo)，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)報警和限扭，嚴(yán)重影響發(fā)動機(jī)的運(yùn)行。

銅基SCR硫中毒機(jī)理是發(fā)動機(jī)燃燒過程中燃油中的S氧化形成SO₂，并與含金屬的催化器修補(bǔ)基面涂層或者水反應(yīng)形成硫酸鹽或者硫酸，最后吸附在催化劑的表面，導(dǎo)致SCR轉(zhuǎn)換效率下降。銅基SCR硫中毒現(xiàn)象不是永久性的損壞，可通過500℃以上的高溫氣體進(jìn)行脫硫再生，脫硫再生SCR的轉(zhuǎn)換效率可恢復(fù)到硫中毒前水平。然而該溫度在柴油機(jī)常規(guī)運(yùn)行條件下幾乎不可能達(dá)到。

中國專利：申請公布號為CN105370355A，申請公布日為2016年3月2日的發(fā)明專利公開了一種發(fā)動機(jī)后處理系統(tǒng)，包括與發(fā)動機(jī)的廢氣管道依次連接的渦輪增壓器、氧化催化轉(zhuǎn)化器DOC、顆粒物捕集器DPF、SCR裝置，并設(shè)置相應(yīng)的溫度傳感器、壓力傳感器、氮氧傳感器等。當(dāng)該系統(tǒng)中SCR裝置硫中毒后NOx的轉(zhuǎn)化效率會嚴(yán)重降低，因此在實際應(yīng)用過程中，需要對其進(jìn)行硫中毒監(jiān)控，并定期脫硫。在歐VI后處理系統(tǒng)中目前普遍采用DPF再生噴油裝置進(jìn)行升溫實現(xiàn)高溫脫硫再生，但頻繁的主動噴油升溫脫硫會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性惡化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的發(fā)動機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性惡化程度較高的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、發(fā)動機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性惡化程度較低的燃油經(jīng)濟(jì)性的柴油機(jī)SCR催化器硫中毒消除裝置。

為實現(xiàn)以上目的，本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種柴油機(jī)SCR催化器硫中毒消除裝置，包括發(fā)動機(jī)、渦輪增壓器、氧化催化轉(zhuǎn)化器DOC、顆粒物捕集器DPF、SCR催化器，所述DOC的進(jìn)氣端依次通過進(jìn)氣管路、渦輪增壓器與發(fā)動機(jī)的排氣管連通，DOC的排氣端通過DPF與SCR催化器相通，且進(jìn)氣管路上設(shè)置有一號溫度傳感器、一號NO_X傳感器，DPF的進(jìn)、排氣端均設(shè)置有壓力傳感器，SCR催化器的進(jìn)、排氣端分別設(shè)置有二號溫度傳感器、二號NO_X傳感器；

所述系統(tǒng)還包括旁通管路、DPF再生燃油噴嘴，所述旁通管路的進(jìn)、排氣端分別與排氣管、進(jìn)氣管路相通，旁通管路上設(shè)置有電控調(diào)節(jié)閥，所述DPF再生燃油噴嘴設(shè)置在進(jìn)氣管路上，且一號溫度傳感器、一號NO_X傳感器、壓力傳感器、二號溫度傳感器、二號NO_X傳感器、電控調(diào)節(jié)閥、DPF再生燃油噴嘴均與后處理控制器信號連接。

所述SCR催化器為銅基沸石型SCR。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果為：

1、本實用新型一種柴油機(jī)SCR催化器硫中毒消除裝置包括旁通管路、DPF再生燃油噴嘴，旁通管路的進(jìn)、排氣端分別與排氣管、進(jìn)氣管路相通，旁通管路上設(shè)置有電控調(diào)節(jié)閥，DPF再生燃油噴嘴設(shè)置在進(jìn)氣管路上，DPF再生燃油噴嘴可在需要DPF主動再生時向進(jìn)氣管路中噴射適量燃油，燃油經(jīng)DOC氧化升溫后，可在實現(xiàn)DPF主動再生的同時實現(xiàn)SCR催化器的高溫脫硫，旁通管路使得部分廢氣能夠不經(jīng)過渦輪增壓器直接旁通到進(jìn)氣管路上，從而保證發(fā)動機(jī)在中高速、中高負(fù)荷工況下的排氣溫度提升至500℃以上，以實現(xiàn)SCR催化器的高溫脫硫，該設(shè)計將DPF噴油再生和渦輪前廢氣旁通這兩種脫硫方式相結(jié)合，一方面，能夠可靠的實現(xiàn)SCR催化劑的高溫脫硫，脫硫效果較好，保證了歐VI后處理系統(tǒng)的效率，另一方面，該系統(tǒng)不僅對原后處理系統(tǒng)的改動少、結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性好，而且盡可能的減少了DPF噴油再生的次數(shù)，降低了成本，并使發(fā)動機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性惡化程度較低。因此，本實用新型不僅脫硫效果良好，而且使得發(fā)動機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性惡化程度較低。

附圖說明

圖1為本實用新型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型的使用方法流程圖。

圖3為本實用新型的使用方法中實施廢氣旁通控制的流程圖。

圖中：發(fā)動機(jī)1、排氣管11、渦輪增壓器2、氧化催化轉(zhuǎn)化器DOC3、進(jìn)氣管路31、顆粒物捕集器DPF4、SCR催化器5、一號溫度傳感器61、一號NO_X傳感器62、壓力傳感器63、二號溫度傳感器64、二號NO_X傳感器65、旁通管路7、電控調(diào)節(jié)閥8、DPF再生燃油噴嘴9、處理控制器10。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖說明和具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

參見圖1，一種柴油機(jī)SCR催化器硫中毒消除裝置，包括發(fā)動機(jī)1、渦輪增壓器2、氧化催化轉(zhuǎn)化器DOC3、顆粒物捕集器DPF4、SCR催化器5，所述DOC3的進(jìn)氣端依次通過進(jìn)氣管路31、渦輪增壓器2與發(fā)動機(jī)1的排氣管11連通，DOC3的排氣端通過DPF4與SCR催化器5相通，且進(jìn)氣管路31上設(shè)置有一號溫度傳感器61、一號NO_X傳感器62，DPF4的進(jìn)、排氣端均設(shè)置有壓力傳感器63，SCR催化器5的進(jìn)、排氣端分別設(shè)置有二號溫度傳感器64、二號NO_X傳感器65；

所述系統(tǒng)還包括旁通管路7、DPF再生燃油噴嘴9，所述旁通管路7的進(jìn)、排氣端分別與排氣管11、進(jìn)氣管路31相通，旁通管路7上設(shè)置有電控調(diào)節(jié)閥8，所述DPF再生燃油噴嘴9設(shè)置在進(jìn)氣管路31上，且一號溫度傳感器61、一號NO_X傳感器62、壓力傳感器63、二號溫度傳感器64、二號NO_X傳感器65、電控調(diào)節(jié)閥8、DPF再生燃油噴嘴9均與后處理控制器10信號連接。

所述SCR催化器5為銅基沸石型SCR。

本實用新型的原理說明如下：

本實用新型提供了一種由歐VI后處理催化器組、旁通管路7、DPF再生燃油噴嘴9、傳感器組、后處理控制器10組成的后處理系統(tǒng)，其中，DPF再生燃油噴嘴9用于在DPF4需要主動再生時向進(jìn)氣管路31中噴入適量燃油，以滿足SCR催化器5脫硫的溫度要求；旁通管路7用于將部分發(fā)動機(jī)排氣不經(jīng)過渦輪增壓器直接旁通到進(jìn)氣管路31中，保證發(fā)動機(jī)在中高速、中高負(fù)荷工況排氣溫度能夠提升至500℃以上，以滿足脫硫的高溫要求；后處理控制器10用于根據(jù)傳感器信號和控制算法控制DPF再生燃油噴嘴9和旁通管路7上的電控調(diào)節(jié)閥8。其具體工作過程如下：

當(dāng)柴油機(jī)發(fā)生SCR催化器5硫中毒，同時DPF4需要再生時，后處理控制器10根據(jù)二號溫度傳感器64的反饋信號控制DPF再生燃油噴嘴9噴射適量的燃油到進(jìn)氣管路31中，燃油經(jīng)過DOC3升溫使排氣溫度升高到550℃左右以便DPF4的再生，同時實現(xiàn)SCR催化器5的脫硫；

當(dāng)柴油機(jī)發(fā)生SCR催化器5硫中毒，DPF4不需要再生，而柴油機(jī)運(yùn)行于高溫、高空燃比工況時，后處理控制器10根據(jù)二號溫度傳感器64的反饋信號控制電控調(diào)節(jié)閥8打開，將部分發(fā)動機(jī)排氣直接導(dǎo)入進(jìn)氣管路31中，使得SCR催化器5的入口溫度控制在500～550℃，從而實現(xiàn)SCR催化器的高溫脫硫；

當(dāng)柴油機(jī)發(fā)生SCR催化器5硫中毒，DPF4不需要再生，但柴油機(jī)未運(yùn)行于高溫、高空燃比工況時，后處理控制器10根據(jù)二號溫度傳感器64的反饋信號控制DPF再生燃油噴嘴9噴射適量的燃油到進(jìn)氣管路31中，實現(xiàn)DPF4的再生和SCR催化器5的脫硫。

實施例1：

參見圖1，一種柴油機(jī)SCR催化器硫中毒消除裝置，包括發(fā)動機(jī)1、渦輪增壓器2、氧化催化轉(zhuǎn)化器DOC3、顆粒物捕集器DPF4、SCR催化器5、旁通管路7、DPF再生燃油噴嘴9，所述DOC3的進(jìn)氣端依次通過進(jìn)氣管路31、渦輪增壓器2與發(fā)動機(jī)1的排氣管11連通，DOC3的排氣端通過DPF4與SCR催化器5相通，所述SCR催化器5為銅基沸石型SCR，所述旁通管路7的進(jìn)、排氣端分別與排氣管11、進(jìn)氣管路31相通，進(jìn)氣管路31上設(shè)置有DPF再生燃油噴嘴9、一號溫度傳感器61、一號NO_X傳感器62，DPF4的進(jìn)、排氣端均設(shè)置有壓力傳感器63，SCR催化器5的進(jìn)、排氣端分別設(shè)置有二號溫度傳感器64、二號NO_X傳感器65，旁通管路7上設(shè)置有電控調(diào)節(jié)閥8，且一號溫度傳感器61、一號NO_X傳感器62、壓力傳感器63、二號溫度傳感器64、二號NO_X傳感器65、電控調(diào)節(jié)閥8、DPF再生燃油噴嘴9均與后處理控制器10信號連接。

參見圖2、圖3，所述柴油機(jī)SCR催化器硫中毒消除裝置的使用方法依次按照以下步驟進(jìn)行：

S1：所述后處理控制器10根據(jù)一號NO_X傳感器62、二號NO_X傳感器65的檢測數(shù)據(jù)、車輛的行駛距離、燃料消耗以及最后一次消除硫中毒以后車輛的行駛時間判斷是否需要消除SCR催化器5的硫中毒，若需要，進(jìn)入步驟S2；

S2：所述后處理控制器10基于壓力傳感器63的檢測數(shù)據(jù)、碳載量計算、極限碳載量設(shè)定值判斷DPF4是否需要再生，若需要，進(jìn)入步驟S4，若不需要則進(jìn)入步驟S3；

S3：實施廢氣旁通控制以消除硫中毒后進(jìn)入步驟S6，所述實施廢氣旁通控制具體為：

S31：所述后處理控制器10根據(jù)一號溫度傳感器61的檢測數(shù)據(jù)判斷柴油機(jī)是否處于高溫、高空燃比工況，若是，進(jìn)入步驟S34，若不是，則進(jìn)入步驟S32；

S32：所述后處理控制器10判斷SCR催化器5的硫累積時間和SCR轉(zhuǎn)化效率是否下降到極限值，若是，進(jìn)入步驟S33，若不是，則再次進(jìn)入步驟S31；

S33：所述后處理控制器10根據(jù)二號溫度傳感器64的檢測數(shù)據(jù)控制DPF再生燃油噴嘴9向進(jìn)氣管路31中噴射燃油以清除SCR催化器5中的硫；

S34：所述后處理控制器10根據(jù)二號溫度傳感器64的檢測數(shù)據(jù)控制電控調(diào)節(jié)閥8的開度，使SCR催化器5的入口溫度達(dá)到500～550℃，以清除SCR催化器5中的硫；

S4：所述后處理控制器10根據(jù)二號溫度傳感器64的檢測數(shù)據(jù)控制DPF再生燃油噴嘴9向進(jìn)氣管路31中噴射燃油，以實現(xiàn)DPF的主動再生，并清除SCR催化器5中的硫；

S5：所述后處理控制器10判斷DPF再生是否完成，若完成，進(jìn)入步驟S6，若未完成則再次進(jìn)入步驟S4；

S6：所述后處理控制器10判斷SCR催化器5的硫中毒是否已清除，若未清除則再次進(jìn)入步驟S1。