Твердые SCR В-альтернатива на будущее? - Выбросы технологии - селективного каталитического восстановления

Будущие выбросы дизельных законодательства, ориентированный на очень низком [NO.sub.x] и твердых частиц (ТЧ) привело к развитию целого ряда технологий, направленных на решение последующей обработки выхлопных газов решений. [NO.sub.x] адсорбера катализаторов и мочевины / водный раствор основе селективного каталитического восстановления (SCR) системы показали [NO.sub.x возможности] сокращение более 60 процентов по сравнению с американскими и европейскими сертификации циклов. Тем не менее, обе системы сталкиваются со значительными в зависимости от применения проблем.

Хотя [NO.sub.x] адсорбера катализатора SAC), как представляется, наиболее удобным решением - так как он использует на борту дизельного топлива для регенерации - реальная задача заключается в управлении соответствующими параметрами, которые контролируют весь процесс регенерации НКС. В отличие от Д. бензиновых двигателей, которые использовались NAC технологии в производстве с 2001 года, дизельных двигателей необходимо преодолеть разрыв гораздо больше для работы с горючей соотношение ниже стехиометрического для возобновления NAC.

В зависимости от конкретной точки эксплуатации дизельный двигатель, этот процесс может быть очень сложным, в соответствии с Tomazic Дин, менеджер отдела для дизельных систем сжигания в Оберн Хиллз, Мичиган, основанные ОФВ Engine Technology Инк Хотя продолжительность этого богатого фазы может быть лишь несколько секунд, связанных крутящего момента, дыма и шумовые эффекты должны быть хорошо контролируется. Потому что после инъекции, необходимые для получения необходимых восстановители для регенерации, потенциал для смазочного масла разведения представляет собой еще один вызов.

Кроме того, санкции экономии топлива не может быть предотвращено. Эти опасения привели в использовании системы двойного ногу, Featuring два параллельных НСС. В рамках этой концепции, одна из двух НСС восстанавливается в то время как другие магазины [NO.sub.x]. Использование дизельного впрыска топлива в выхлопной система позволяет запустить двигатель худой все время, уменьшая при этом штраф экономии топлива по сравнению с одной ноге системы.

Тем не менее, упаковки и стоимость такой системы по-прежнему являются самым большим вызовам. Кроме того, НАК является наиболее серы чувствительным из всех существующих систем контроля за выбросами. Это потребует возможности процесса десульфурации восстановление [NO.sub.x] эффективность преобразования. Это будет по-прежнему является обязательным требованием, даже с 15 стр / мин с низким содержанием серы шапочка для дизельного топлива, которое запланировано на 2006 и последующие годы.

В отличие от SGR технология представляет значительные технические преимущества по сравнению с NAC. Обычно при введении мочевины / водный раствор (эвтектической точке -53 [степени] F) непосредственно в поток выхлопных газов, [NO.sub.x] выбросов может быть значительно снижена более вниз системе катализатора. Тем не менее, ограничение возможности вводят мочевину / водный раствор количество, чтобы избежать чрезмерного скольжения аммиака. В целом, калибровка усилия для такой системы значительно снижается, по сравнению с системой NAC.

Самой большой проблемой для технологии SCR представляет инфраструктуры, необходимых для мочевины / вода. Осуществления такой инфраструктуры будет крайне дорогостоящей, и поэтому маловероятно, что SGR технологии успеха на рынке США в течение ближайших нескольких лет.

По этой причине инженеры ОФВ разработали и протестировали прочной системы SCR предназначены для производства и дозы, необходимые для аммиака [NO.sub.x процесс сокращения]. Эта система представляет собой альтернативу [NO.sub.x] сокращению системы, основанной на принципе SCR. Он может быть адаптирован к эксплуатации двигателей большой мощности (на и вне дороги, ген-наборов и т.д.), а также малой мощности и использования связанных преимущества.

Адресных пособий для процесса развития этой надежной системы SCR распределились следующим образом:

* Высокая [NO.sub.x] снижение эффективности (даже при низких температурах выхлопных газов).

* Поддержка экономической точек зрения инфраструктуры.

* Низкое потребление энергии.

* Магазины только небольшое количество аммиака и других токсичных соединений.

* Выставки положительной динамикой дозировки

* Compact (упаковку).

* Низкая стоимость.

В ходе первоначального исследования концепции на ОФВ, аммиака карбамата был выбран в качестве основного восстановителя среди возможных вариантов. Одной из основных причин такого решения было то, что она сублимируется при 140 [градусов] F (60 [степени] C), в результате относительно высоких темпов сублимации при низких температурах. Этот процесс также является обратимым, в замкнутой системе охлаждения газовой фазы приведет к образованию аммиака карбамата. Этот процесс гарантирует, что количество аммиака, который временно хранится в закрытой системе является очень низким. Аммиак карбамата является предшественником в процессе производства мочевины и могут быть легко изготовлены. Однако в настоящее время производственные мощности должны быть увеличены, с тем чтобы в конечном итоге поддержка будущих инфраструктуры.

Рисунок 1 кратко возможности для производства аммиака, который является идеальным для восстановителя [снижение NO.sub.x], из-за его высокой селективности.

Количество восстановителя, который будет введен в выхлопных газов, зависит от нескольких факторов:

* [NO.sub.x] концентрация в выхлопных газах.

* Температуры выхлопных газов.

* Общие выхлопных газового состава и расхода.

* Избирательность и аммиака адсорбционной способностью катализатора.

На рисунке 2 показана схема устройства, который был выбран в качестве основного кандидата для всех последующих исследований при оценке различных процессов дозирования.

Аммиака карбамата помещается в хранилище жилья в верхней части дозатора. Сублимировать монолитным блоком аммиака карбамата, с электрическим подогревом масло распыляется с нижней дозатором против блока аммиака карбамата. В результате местные разогрева блока и, наконец, сублимация. В ходе этого процесса, аммиак и диоксид углерода образуются. Одновременно давление газа внутри системы повышается. Это давление измеряется и поддерживается выше определенного порогового значения давления газа. После необходимого уровня давления газа будет достигнуто, масляный насос выключен.

Другой вариант, который в настоящее время осуществляются является сохранение масляный насос работает для того, чтобы услышать до линии выхлопной системы, что позволит избежать resublimation. Поскольку давление падает ниже определенного порога, нагретой жидкости, либо перенаправляется с помощью клапана распыления с подогревом нефти против блока аммиака карбамата для поддержания давления в системе, или масляный насос снова включается. Этот порог выбрали выше максимальной выхлопных газов можно позволить достаточный поток на основе перепада давления между системы дозирования и выхлопной системы.

Дозирования сама контролируется с помощью интермиттирующей электромагнитного клапана. Электронный блок управления следит за давлением внутри блока и рассчитывает необходимое время инъекции основе [NO.sub.x массового расхода]. Этот массовый поток может быть рассчитан на основе сигнала от [NO.sub.x] датчика, расположенного в выхлопной системе вверх по течению от каталитической системой SCR, либо определена по конкретным двигателя [карта NO.sub.x]. Однако, оба решения требуют дополнительных массовый расход воздуха для расчета соответствующих [NO.sub.x] массовый расход. Для [NO.sub.x случае датчик], замкнутому контуру может быть создана, чтобы для точного управления клапаном дозирования. Дополнительных датчиков давления, расположенных в выхлопной системе, также требуется.

На стадии разработки для нагретой жидкости цепи, основное внимание было отделить газа из дозатора от нагретой жидкости. Такое разделение процесса крайне важно, чтобы избежать взаимодействия между катализатором и жидкости. Он также критически важен для поддержания постоянного уровня жидкости внутри устройства дозирования, обеспечивая непрерывную и надежную эксплуатацию. Самой жидкости не должны изменять его характеристики в течение всей жизни всей системы или вспышки паров в наблюдаемом диапазоне температур.

В настоящее время ОФВ считает, электрический нагреватель, чтобы быть самым лучшим выбором для нагрева жидкости. Другие возможные варианты будут отопления с помощью охлаждающей жидкости двигателя, смазочные масла и выхлопных газов себя: влияние массового расхода нагретой жидкости на создание давления внутри системы и resublimation процесса без эксплуатации нефтяных насосов показаны на рисунке 4 .

Большими градиентами давления внутри системы, указывают на потенциальный динамичной системы, которая зависит от массового расхода жидкости, нагретой сублимировать аммиака карбамата выше 140 [градусов] F. Кроме того, обратимость этой химической реакции между твердой (ов) и газообразное (г) фазы должны быть четко указаны. Отключение тепла приведет к быстрому снижению давления в системе. Скорость этого снижения зависит от давления и потери тепла в течение всего блока. Дополнительная изоляция устройство может значительно повысить общую эффективность.

Электрической мощности, достаточной для сублимации соответствующее количество аммиака карбамата значительной степени зависит от (окружающей среды) температурный режим, система динамики (реакция), упаковка, соответствующая заявка двигателя и связанных с ней [NO.sub.x] сокращение потребности. Расчеты произведены на основе первоначальных результатов прототипом для работы в тяжелых внедорожных и стационарных двигателей на ОФВ предложил максимальную потребляемую мощность до 3,2 л.с. то время как большинство операций требуется менее 1 л. Такая система, изображенная на рис 3.

Автомобиль исследования малой грузоподъемности заявок показал [NO.sub.x] сокращение более чем на 53 процентов nonoptimized системы за нового европейского ездового цикла (Национальный совет по экономическому развитию). В этом контексте важно отметить, что холодный старт является одним из наиболее важных вопросов, цикл испытаний, которые должны рассматриваться в сочетании с теплой процессе осуществления катализатора. В зависимости от мощности нагрева и массового расхода жидкости, отопление, система может приводиться в действие довольно быстро. Таким образом, в целях максимального сокращения [NO.sub.x выбросов], дополнительные средства для ускорения отключением катализатора SCR должны быть исследованы и применяются.

Эта система позволяет [NO.sub.x эффективности конверсия] сопоставимой с той, может быть достигнуто с помощью [NO.sub.x] адсорбера и мочевина / вода на базе решений SCR системы, но без присущего увеличение общей стоимости системы. Кроме того, на основе ее гораздо меньше размера системы по сравнению с обычной системой SCR, вопросы упаковки могут быть уменьшены или даже полностью устранено. Вместо заправки отдельный бак с мочевиной / водный раствор, новая восстановительная картридж просто вставляется в системе жилищного строительства.

ОФВ в настоящее время изучает будущих приложений, в том числе дизельного топлива с подогревом жидкости для сублимации аммиака карбамата, которые имеют потенциал, чтобы воспользоваться этой недавно разработанной системы.

CIRCLE 72 ПО карт СЕРВИС

[Рисунок 4 опущены]