Компактная система селективного каталитического восстановления для восстановления оксидов азота в обогащенном кислородом выхлопном газе двигателей внутреннего сгорания мощностью от 500 до 4500 квт - заявка 2016139383 на патент на изобретение в РФ

1. Система селективного каталитического восстановления (СКВ), содержащая впускающую газовый поток систему, испарительный модуль и реактор СКВ; и в которой:
a. впускающая система газового потока включает, по меньшей мере, один впуск выхлопного газа, область теплопередачи, по меньшей мере, два проточных канала и, по меньшей мере, две начальные смесительные зоны, причем область теплопередачи выполнена с возможностью передачи тепла от выхлопного газа из двигателя внутреннего сгорания в испарительный модуль; каждая из, по меньшей мере, двух начальных смесительных зон находится сообщении по текучей среде с испарительным модулем и выхлопным газом, уходящим из области теплопередачи, и выполнена с возможностью производить смешанный выхлопной газ посредством смешивания испарившегося восстановителя из испарительного модуля с выхлопным газом в начальных смесительных зонах; и каждый из, по меньшей мере, двух проточных каналов выполнен с возможностью формирования потока смешанного выхлопного газа через реактор СКВ и обеспечения средства передачи тепла от выхлопного газа в реактор СКВ;
b. испарительный модуль включает устройство для образования испарившегося восстановителя из раствора восстановителя или предшественника восстановителя и устройство для перемещения испарившегося восстановителя в начальную смесительную зону во впускающей газовый поток системе и испарительный объем, включающий испарившийся восстановитель в испарительном модуле; и
c. реактор СКВ включает катализатор СКВ и находится в сообщении по текучей среде с впускающей газовый поток системой и испарительным модулем.
2. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.1, в которой область теплопередачи включает конструкцию, которая выполнена с возможностью пропускания потока выхлопного газа между конструкцией и стенкой, которая находится в термическом сообщении с испарительным модулем или представляет собой часть испарительного модуля.
3. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.2, конструкция которой выполнена дополнительно дополнительно с возможностью пропускания потока выхлопного газа между конструкцией и первой стенкой, которая находится в термическом сообщении с испарительным модулем или представляет собой часть испарительного модуля и включает одно или множество отверстий, через которые выхлопной газ проходит после прохождения вдоль стенки.
4. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.3, конструкция которой выполнена с возможностью для пропускания потока выхлопного газа между конструкцией и стенкой, которая находится в термическом сообщении с испарительным модулем или представляет собой часть испарительного модуля и образует часть прохода, присоединяющего конструкцию к каждому из, по меньшей мере, двух проточных каналов.
5. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.3, в которой впускающая система газового потока включает два проточных канала и две начальные смесительные зоны.
6. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому предшествующему пункту, в которой испарительный модуль включает, по меньшей мере, одно производящее аэрозоль устройство, через которое пропускается раствор восстановителя или предшественника восстановителя.
7. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.6, в которой, по меньшей мере, одно производящее аэрозоль устройство представляет собой сопло.
8. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.6 или 7, в которой испарительный модуль дополнительно включает, по меньшей мере, одно дополнительный сопло, которое выполнено с возможностью для регулирования формы капельного рисунка, образуемого, по меньшей мере, одним производящим аэрозоль устройством.
9. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому предшествующему пункту, в которой выхлопной газ, после пропускания через реактор СКВ, вступает в контакт со второй стенкой, находящейся в термическом контакте с газом в испарительном модуле.
10. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому предшествующему пункту, в которой впускающая система газового потока включает, по меньшей мере, одну стенку в термическом сообщении с испарительным модулем.
11. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.10, в которой, по меньшей мере, одна стенка в термическом сообщении с испарительным модулем находится в непосредственном термическом сообщении с испарительным модулем.
12. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.11, в которой впускающая система газового потока включает две стенки в непосредственном термическом сообщении с испарительным модулем.
13. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому предшествующему пункту, в которой испарительный модуль включает, по меньшей мере, одну стенка в термическом сообщении с выхлопным газом.
14. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.13, в которой испарительный модуль включает одну стенка в непосредственном термическом сообщении с выхлопным газом.
15. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.13, в которой испарительный модуль включает две стенки в непосредственном термическом сообщении с выхлопным газом.
16. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому предшествующему пункту, в которой впускающая система газового потока дополнительно включает проход, присоединяющий каждый из проточных каналов к реактору СКВ.
17. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.16, в которой проход включает устройство для направления потока смешанного выхлопного газа из, по меньшей мере, двух проточных каналов в реактор СКВ, причем данное устройство выполнено с возможностью для обеспения приблизительно равномерной концентрации восстановителя по всему поперечному сечению катализатора.
18. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.17, в которой устройство для направления потока смешанного выхлопного газа из, по меньшей мере, двух проточных каналов в реактор СКВ включает сплошную пластину, установленную по диагонали в соединительном проходе между, по меньшей мере, двумя проточными каналами и реактором СКВ.
19. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому предшествующему пункту, в которой, по меньшей мере, два проточных канала выполнены с возможностью для распределения потока выхлопного газа вокруг реактора СКВ, и проточные каналы находятся в термическом сообщении с реактором СКВ.
20. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.19, в которой потоки газа в каждом из проточных каналов являются приблизительно равными.
21. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому предшествующему пункту, в которой, по меньшей мере, один из проточных каналов располагается на первой стороне реактора СКВ, и, по меньшей мере, еще один проточный канал, не представляющий собой проточный канал, расположенный на первой стороне реактора СКВ, располагается на противоположной сторона реактора СКВ.
22. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому предшествующему пункту, в которой проточные каналы включают отражательные пластины, расположенные и ориентированные, чтобы обеспечивать равномерное импульсное распределение выхлопного газа выше по потоку относительно катализатора.
23. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому предшествующему пункту, дополнительно включающая устройство для регулирования введения карбамида или предшественника аммиака.
24. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.23, в которой устройство для регулирования введения карбамида или предшественника аммиака включает датчик NOx.
25. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому предшествующему пункту, в которой катализатор СКВ присутствует в форме монолита или улавливающего твердые частицы фильтра.
26. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому предшествующему пункту, в которой поток смешанного выхлопного газа через реактор СКВ включает смешанный выхлопной газ, имеющий результирующее направление потока через монолит, и, по меньшей мере, один катализатор СКВ присутствует в форме монолита или улавливающего твердые частицы фильтра, имеющего квадратную, прямоугольную или круглую форму в результирующем направлении газового потока через монолит.
27. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому предшествующему пункту, причем данная система СКВ дополнительно включает, по меньшей мере, одно устройство, представляющее собой нейтрализующий проскок аммиака катализатор, улавливающий твердые частицы фильтр или катализатор окисления.
28. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.27, в которой дополнительный катализатор или фильтр присутствует в форме монолита или фильтра, имеющего квадратную, прямоугольную или круглую форму в результирующем направлении газового потока через монолит.
29. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому предшествующему пункту, в которой, по меньшей мере, две параллельные стенки в термическом сообщении располагаются между впускным потоком газов и объемом газа в испарителе.
30. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому предшествующему пункту, в которой:
a. впускающая система газового потока включает, по меньшей мере, один впуск выхлопного газа, область теплопередачи, два проточных канала и две начальные смесительные зоны, причем область теплопередачи выполнена с возможностью для передачи тепла от выхлопного газа из двигателя внутреннего сгорания в испарительный модуль через, по меньшей мере, одну стенку, которая находится в термическом сообщении с испарительным модулем или представляет собой часть испарительного модуля, и газовый коллектор, чтобы пропускать поток выхлопного газа в проточные каналы, в которых восстановитель, образующийся в испарительном модуле, вводится в поток выхлопного газа перед тем, как он поступает в катализатор, дополнительно включающий проход из проточных каналов в реактор СКВ, в котором сплошная пластина устанавливается по диагонали между, по меньшей мере, двумя проточными каналами и реактором СКВ, направляя поток смешанного выхлопного газа из, по меньшей мере, двух проточных каналов в реактор СКВ, причем сплошная пластина выполнена с возможностью для обеспечения приблизительно равномерного импульсного распределения и концентрации восстановителя по всему поперечному сечению катализатора; и
b. испарительный модуль включает сопло, которое выполнен с возможностью для приизводства испарившегося восстановителя из раствора восстановителя или предшественника восстановителя, причем данное сопло выполнено с возможностью для регулирования формы капельного рисунка, образуемого, по меньшей мере, одним производящим аэрозоль устройством, две боковые стенки, причем каждый боковая стенка содержит множество отверстий, через которые перемещается испарившийся восстановитель в начальную смесительную зону во впускающей газовый поток системе и испарительный объем, включающий испарившийся восстановитель в испарительном модуле.
31. Способ уменьшения количества оксидов азота, образующихся в выхлопном газе из двигателя, причем данный способ включает пропускание выхлопного газа из двигателя через систему СКВ по любому предшествующему пункту.
32. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4, причем впускающая система газового потока включает два проточных канала и две начальные смесительные зоны.
33. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32, в которой испарительный модуль включает, по меньшей мере, одно производящее аэрозоль устройство, через которое пропускается раствор восстановителя или предшественника восстановителя.
34. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.33, в которой, по меньшей мере, одно производящее аэрозоль устройство представляет собой первое сопло.
35. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-34, причем испарительный модуль дополнительно включает, по меньшей мере, одно сопло, такой как второе сопло, выполнено с возможностью для регулирования формы капельного рисунка, образуемого, по меньшей мере, одним производящим аэрозоль устройством.
36. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-35, в которой выхлопной газ, после пропускания через реактор СКВ, вступает в контакт со стенкой, такой как вторая стенка, в термическом контакте с газ в испарительном модуле.
37. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-36, в которой впускающая система газового потока включает, по меньшей мере, одну стенка в термическом сообщении с испарительным модулем.
38. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-37, причем впускающая система газового потока включает, по меньшей мере, один стенка в непосредственном термическом сообщении с испарительным модулем.
39. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.38, причем впускающая система газового потока включает две стенки в непосредственном термическом сообщении с испарительным модулем.
40. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-39, в которой испарительный модуль включает, по меньшей мере, одну стенку в термическом сообщении с выхлопным газом.
41. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.40, в которой испарительный модуль включает одну стенку в непосредственном термическом сообщении с выхлопным газом.
42. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.40, в которой испарительный модуль включает две стенки в непосредственном термическом сообщении с выхлопным газом.
43. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-42, в которой впускающая система газового потока дополнительно включает проход, присоединяющий каждый из проточных каналов к реактору СКВ.
44. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.43, в которой проход включает устройство для направления потока смешанного выхлопного газа из, по меньшей мере, двух проточных каналов в реактор СКВ, причем данное устройство выполнено с возможностью для обеспения приблизительно равномерной концентрации восстановителя по всему поперечному сечению катализатора.
45. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.44, в которой устройство для направления потока смешанного выхлопного газа из, по меньшей мере, двух проточных каналов в реактор СКВ включает сплошную пластину, установленную по диагонали в соединительном проходе между, по меньшей мере, двумя проточными каналами и реактором СКВ.
46. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-45, в которой, по меньшей мере, два проточных канала выполнены с возможностью для распределения потока выхлопного газа вокруг реактора СКВ, и проточные каналы находятся в термическом сообщении с реактором СКВ.
47. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-46, в которой потоки газа в каждом из проточных каналов являются приблизительно равными.
48. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-47, в которой, по меньшей мере, один из проточных каналов располагается на первой стороне реактора СКВ, и, по меньшей мере, еще один проточный канал располагается на противоположной сторона реактора СКВ.
49. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-48, в которой проточные каналы включают отражательные пластины, расположенные и ориентированные таким образом, чтобы обеспечивать равномерное импульсное распределение выхлопного газа выше по потоку относительно катализатора.
50. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-49, дополнительно включающая устройство для регулирования введения карбамида или предшественника аммиака.
51. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.50, в которой устройство для регулирования введения карбамида или предшественника аммиака включает датчик NOx.
52. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-51, в которой катализатор СКВ присутствует в форме монолита или улавливающего твердые частицы фильтра.
53. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-52, в которой, по меньшей мере, один катализатор СКВ присутствует в форме монолита или улавливающего твердые частицы фильтра, имеющего квадратную, прямоугольную или круглую форму в результирующем направлении газового потока через монолит.
54. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-53, причем данная система СКВ дополнительно включает, по меньшей мере, одно устройство, представляющее собой нейтрализующий проскок аммиака катализатор, улавливающий твердые частицы фильтр или катализатор окисления.
55. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.54, в которой дополнительный катализатор или фильтр присутствует в форме монолита, имеющего квадратную, прямоугольную или круглую форму в результирующем направлении газового потока через монолит.
56. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по п.55, в которой каталитический фильтр присутствует в форме монолита, имеющего квадратную, прямоугольную или круглую форму в результирующем направлении газового потока через монолит.
57. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-56, в которой, по меньшей мере, две параллельные стенки в термическом сообщении располагаются между впускным потоком газов и объемом газа в испарителе.
58. Система селективного каталитического восстановления (СКВ) по любому из пп.1-4 или 32-57; в которой:
a. впускающая система газового потока включает, по меньшей мере, один впуск выхлопного газа, область теплопередачи, два проточных канала и две начальные смесительные зоны, причем область теплопередачи выполнена с возможностью для передачи тепла от выхлопного газа из двигателя внутреннего сгорания в испарительный модуль через, по меньшей мере, одну стенку, которая находится в термическом сообщении с испарительным модулем или представляет собой часть испарительного модуля и газовый коллектор, чтобы пропускать поток выхлопного газа в проточные каналы, в которых восстановитель, образующийся в испарительном модуле, вводится в поток выхлопного газа перед тем, как он поступает в катализатор, дополнительно включающий проход из проточных каналов в реактор СКВ, в котором сплошная пластина устанавливается по диагонали между, по меньшей мере, двумя проточными каналами и реактором СКВ, направляя поток смешанного выхлопного газа из, по меньшей мере, двух проточных каналов в реактор СКВ, причем сплошная пластина выполнена с возможностью для обеспечения приблизительно равномерного импульсного распределения и концентрации восстановителя по всему поперечному сечению катализатора; и
b. испарительный модуль включает сопло, которое выполнен с возможностью для приизводства испарившегося восстановителя из раствора восстановителя или предшественника восстановителя, причем данное сопло выполнено с возможностью для регулирования формы капельного рисунка, образуемого, по меньшей мере, одним производящим аэрозоль устройством, две боковые стенки, причем каждый боковая стенка содержит множество отверстий, через которые перемещается испарившийся восстановитель в начальную смесительную зону во впускающей газовый поток системе и испарительный объем, включающий испарившийся восстановитель в испарительном модуле.
59. Способ уменьшения количества оксидов азота, образующихся в выхлопном газе из двигателя, причем данный способ включает пропускание выхлопного газа из двигателя через систему СКВ по любому из пп.1-4 или 32-58.
Наверх