发电厂中的排放物的处理的制作方法

本申请大体上涉及燃烧系统的排气路径中的排放物的处理，且更具体地，涉及用于更高效地降低来自发电厂中的燃烧排出气体的诸如氮氧化物(或“NO_x”)的污染物水平的方法和系统。

背景技术：

政府机关持续对来自发电厂的废气排放严加控制。为了符合这些更严格的标准，在更大的程度上依赖于燃烧排出气体的后处理。如将意识到的，特别关注来自这样的排放物的NO_x的还原。通过含氮化合物而进行的对NO_x的选择性催化还原(或“SCR”)在工业应用中被证实为有效的。更具体地，诸如工业燃气涡轮、蒸汽涡轮以及联合循环厂的发电厂可以具有排气系统，该排气系统包括SCR系统或用于从废气除去NO_x的系统。在这样的情况下，将诸如氨或脲(或“NH₃”)的还原剂在废气流移动穿过SCR系统时喷射至废气流中，以从废气除去NO_x。与SCR系统相关联的一个问题是所谓的“氨泄漏(ammonia slip)”，其中氨经过SCR系统，而不起反应，并且与废气一起退出排气系统。如将意识到的，未能如预期那样起反应的氨可能导致更高的水平的NO_x排放物。为了避免这样的问题，重要的是，还原剂和废气均匀混合，使得遍及排气流路，还原剂在排出气体内的分布是基本上均匀的。

常规的SCR系统包括以例如可能导致诸如氨泄漏的问题的一些方式损害高效性能的缺陷。常规的系统由于其设计招致不必要的运行成本及设备成本而通常是不划算的。在一种常规的系统中，例如，在喷射之前，使含水或无水NH₃汽化。在这样的情况下，在HRSG的导管的外部，所存储的液态NH₃被汽化且然后作为气体而喷射至流路中。这样做是因为，将NH₃作为气体而喷射的方案促进混合，使得减轻氨泄漏的问题。然而，如将意识到的，该过程要求过度复杂的设备和能量来运行，这可能对运行成本和总体系统效率造成负面影响。其他常规的系统将液态NH₃喷射于排气流路中。在这样的情况下，然而，废气中的氨的充分混合成为问题。使液态NH₃在作为液体而喷射之后汽化，以充分地分散而达到排气导管内侧的期望的混合水平所要求的时间可能导致导管长度增加，这对系统的尺寸造成负面影响，并且，还增加设备成本及其他成本。混合装置可以用于改进所喷射的液氨与废气的混合，以减小所要求的导管长度，但这还导致典型地安装、操作以及维持昂贵的另外的设备。

总体上，由SCR系统喷射还原剂的方式保持有燃烧排出气体的后处理的技术领域中的相当大的改进范围。将在商业上需要在同样地促进或改进还原剂的混合的同时提供划算的喷射且减轻诸如氨泄漏的问题的系统和方法。

技术实现要素：

本申请因此描述了用于将还原剂喷射至燃烧涡轮发动机的废气流中来用于选择性催化还原的方法。该方法可以包括如下的步骤：指引废气流穿过排气导管；接收所指引的废气，以用于通过定位于排气导管内的催化剂来处理；提供处于液态的还原剂；以将还原剂维持为液态的方式使还原剂增压且加热；以及将加热且增压后的还原剂喷射至废气流中，使得由于压力差而使还原剂在喷射后闪蒸汽化。

本申请可以进一步描述一种用于来自燃烧涡轮系统的废气流的处理系统。处理系统可以包括：排气导管，用于指引废气流；催化剂，定位于排气导管内，以用于接收流过排气导管的废气流；以及喷射系统，用于将还原剂喷射于废气流中。喷射系统可以包括：还原剂供给线，用于供给还原剂；喷嘴，安置在排气导管内，与还原剂供给线的下游端连接；泵，与还原剂供给线联接，用于使还原剂增压；加热器，与还原剂供给线联接，用于对还原剂进行加热；以及流量控制器，用于将还原剂供给线中的还原剂维持于预定的温度值和压力值内，使得：i)还原剂在移动穿过还原剂供给线的同时保持处于液态；以及ii)由于即将喷射之前的还原剂与还原剂所喷射进入的废气流之间的压力差而使还原剂在喷射到废气流中后闪蒸汽化。

本发明的第一技术方案提供了一种用于将还原剂喷射到燃烧涡轮发动机的废气流中来用于选择性催化还原的方法，所述方法包括如下的步骤：指引所述废气流穿过排气导管；接收所指引的废气流，以用于通过定位在所述排气导管内的催化剂来处理；提供处于液态的还原剂；以将所述还原剂维持为液态的方式来增压且加热所述还原剂；将加热且增压后的还原剂喷射到所述废气流中，使得由于压力差而使所述还原剂在喷射后闪蒸汽化。

本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，进一步包括如下的步骤：提供用于增压所述还原剂的泵；以及提供用于加热所述还原剂的加热器。

本发明的第三技术方案是在第二技术方案中，所述还原剂包括氨；以及其中所述压力差包括i)即将喷射之前的所述加热且增压后的还原剂的压力和ii)所述还原剂所喷射进入的所述废气流的压力之间的差。

本发明的第四技术方案是在第三技术方案中，进一步包括提供用于指引所述还原剂穿过所述泵和所述加热器的还原剂供给线的步骤；以及其中，相对于所述还原剂流过所述还原剂供给线的方向，所述泵定位在所述加热器的上游。

本发明的第五技术方案是在第四技术方案中，增压且加热所述还原剂的步骤包括：在将所述还原剂维持处于液态的同时，利用所述泵增压所述还原剂，且然后利用所述加热器加热所述增压的还原剂。

本发明的第六技术方案是在第五技术方案中，将所述增压的还原剂加热至基本上接近于但不超过所述增压的还原剂的沸腾温度的温度。

本发明的第七技术方案是在第三技术方案中，进一步包括提供用于将所述加热且增压后的还原剂喷射到所述废气流中的安置在所述排气导管内的喷嘴的步骤；其中所述还原剂包括氨水。

本发明的第八技术方案是在第七技术方案中，进一步包括如下的步骤：在所述泵与所述喷嘴之间提供还原剂供给线，穿过该还原剂供给线而指引所述增压且加热后的还原剂；其中所述加热器安置在所述泵与所述喷嘴之间，且配置成在所述还原剂通过所述泵来增压之后加热所述还原剂。

本发明的第九技术方案是在第八技术方案中，所提供的加热器包括换热器；其中所述换热器包括用于在所述废气流与所述增压的还原剂之间换热的配置。

本发明的第十技术方案是在第七技术方案中，进一步包括如下的步骤：提供控制单元，其配置成将所述增压的还原剂在喷射之前维持在预定的温度，所述预定的温度与所述还原剂保持处于液态且以根据混合特性而理想的方式喷射后闪蒸汽化的温度一致。

本发明的第十一技术方案是在第十技术方案中，将所述增压且加热后的还原剂维持于液态的步骤包括提供用于控制所述还原剂穿过所述还原剂供给线的流的阀。

本发明的第十二技术方案是在第十一技术方案中，所提供的所述阀包括与所述控制单元可控制地链接的电磁阀。

本发明的第十三技术方案是在第四技术方案中，进一步包括经由所述闪蒸汽化而使所述还原剂雾化成亚微米级的液滴的步骤；其中所提供的泵包括变速泵。

本发明的第十四技术方案提供了一种用于来自燃烧涡轮系统的废气流的处理系统，所述处理系统包括：排气导管，其用于指引所述废气流；催化剂，其定位在所述排气导管内，用于接收流过所述排气导管的所述废气流；以及喷射系统，其用于将还原剂喷射在所述废气流中，所述喷射系统包括：还原剂供给线，其用于供给所述还原剂；喷嘴，其安置在所述排气导管内，连接至所述还原剂供给线的下游端；泵，其与所述还原剂供给线联接，用于增压所述还原剂；加热器，其与所述还原剂供给线联接，用于加热所述还原剂；以及流量控制器，其用于将所述还原剂供给线中的所述还原剂维持于预定的温度值和压力值内，使得：i)所述还原剂在移动穿过所述还原剂供给线的同时保持处于液态；以及ii)由于即将喷射之前的所述还原剂与所述还原剂所喷射进入的所述废气流之间的压力差而使所述还原剂在喷射到所述废气流中后闪蒸汽化。

本发明的第十五技术方案是在第十四技术方案中，所述流量控制器包括：阀，其操作地连接至所述还原剂供给线，用于控制所述还原剂到排气流中的喷射速率；以及控制单元，其可控制地联接至所述阀，用于控制与所述阀有关的阀流量设置。

本发明的第十六技术方案是在第十五技术方案中，所述还原剂的所述闪蒸汽化包括迅速雾化；其中所述控制单元可控制地联接至所述泵和所述加热器，以用于控制增压和加热所述还原剂，以便达到所述预定的温度值和压力值；以及其中所述阀是电磁阀。

本发明的第十七技术方案是在第十六技术方案中，所述迅速雾化的还原剂包括亚微米级的液滴。

本发明的第十八技术方案是在第十六技术方案中，所述排气导管包括热回收蒸汽发生器。

本发明的第十九技术方案是在第十四技术方案中，所述还原剂包括氨水；以及其中所述加热器安置在所述泵与所述喷嘴之间，且配置成在所述还原剂通过所述泵来增压之后加热所述还原剂。

本发明的第二十技术方案是在第十九技术方案中，所述加热器包括换热器，所述换热器包括用于在所述废气流与所述增压的还原剂之间换热的配置。

当结合附图和所附权利要求时仔细研究优选的实施例的以下的详述后，本申请的这些及其他特征将变得显而易见。

附图说明

通过对结合附图而进行的以下的对本发明的示范性的实施例的更详细的描述仔细地进行研究，将更全面地理解且意识到本发明的这些及其他特征，在附图中：

图1是示范性的燃气涡轮系统的示意图示；

图2图示具有热回收蒸汽发生器的联合循环发电厂的简化的示范性的布置；

图3图示可以使用本发明的实施例的热回收蒸汽发生器内的传热设备的示范性的内部布置；

图4示意地图示根据本发明的示范性的实施例的热回收蒸汽发生器内的喷射系统；

图5示意地图示根据本发明的备选的实施例的热回收蒸汽发生器内的喷射系统；以及

图6示意地图示根据本发明的备选的实施例的热回收蒸汽发生器内的喷射系统。

具体实施方式

在下文中，在以下的描述中，陈述本发明的方面和优点，或可以从描述显而易见本发明的方面和优点，或可以通过实践本发明而学习本发明的方面和优点。现在，将对本发明的本实施例详细地作出参考，在附图中，图示本发明的一个或更多个示例。详述使用数字标示来指附图中的特征。附图和描述中的相同或类似的标示可以用于指本发明的实施例的相同或类似的零件。如将意识到的，经由对本发明的解释而提供各示例，而不是经由对本发明的限制而提供各示例。实际上，将对本领域技术人员显而易见，在不背离本发明的范围或实质的情况下，能够在本发明中作出修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分而图示或描述的特征可以用于另一实施例上，以产生再一个实施例。因而，由于这样的修改和变型属于所附权利要求及其等效物的范围内，因而旨在本发明涵盖这样的修改和变型。将理解到，除非另作说明，否则本文中所提到的范围和界限包括属于规定的界限内的子范围，包括界限本身。

另外，选择某些术语来描述本发明及其构件子系统和零件。尽可能地基于技术领域共同的术语而选取这些术语。尽管如此，将意识到，这样的术语通常受制于不同的解释。例如，在本文中可能被称为单个构件的术语在别处可能被引用为由多个构件组成，或者，在本文中可能被引用为包括多个构件的术语在别处可能被称为单个构件。在对本发明的范围的理解中，不仅应当注意到所使用的特定的术语，而且还应当注意到所附描述和语境以及所引用且描述的构件的结构、配置、功能以及/或使用，包括术语与若干附图有关的方式，而且，当然包括所附权利要求中的术语的准确使用。而且，虽然关于某一类型的燃气涡轮或联合循环系统而提出了以下的示例，但如相关技术领域普通技术人员将理解到的，本发明的技术还可能可应用于其他类型的涡轮发动机。

经由背景，现在参考附图，图1是示范性的燃气涡轮系统110的示意图示，燃气涡轮系统110包括进气口区段112、在进气口区段112下游联接的压缩机区段114、在压缩机区段114下游联接的燃烧器区段116以及在燃烧器区段116下游联接的涡轮区段118。在系统110的后端，排气区段120可以与涡轮区段18可操作地联接。涡轮区段118可以与压缩机区段114和负载122可旋转地联接，负载122为诸如发电机或机械驱动应用，但不限于此。在示范性的运行的期间，进气口区段112将空气朝向压缩机区段114引导。压缩机区段114将入口空气压缩至更高的压力和温度。将压缩的空气朝向燃烧器区段116排放，其中使压缩空气与燃料混合而点燃，以生成燃气，该燃气流动至涡轮区段118，并且，在涡轮区段118中引起旋转，然后，该旋转驱动压缩机区段114和负载122。废气退出涡轮区段118，并且，流过排气区段120。可以将废气释放至环境大气，或者，如下文中所讨论的，可以将废气供给至热回收蒸汽发生器，并且，从废气回收的热用于产生驱动蒸汽涡轮的蒸汽。

在天然气和液体燃料的燃烧的期间，可能形成污染物并将污染物排放至大气中，污染物为诸如一氧化碳(或“CO”)、未燃碳氢化合物(或“UHC”)以及氮氧化物(或“NO_x”)排放物，但不限于此。如将意识到的，通常在温度较低的燃烧条件和/或时间不足以完成反应的条件的期间形成CO和UHC。与此相反，通常在较高的温度下形成NO_x。至少一些已知的污染物排放源包括诸如工业锅炉及火炉、更大设施的锅炉及火炉、往复式发动机、燃气涡轮发动机、蒸汽发生器以及其他燃烧系统的装置，但不限于此。

现代的空气质量法规强制发电厂持续地降低排放水平，而同时，燃料效率要求持续提高。由于排放控制标准严格，因而通过抑制NO_x排放物的形成而控制 NO_x排放物是理想的。如将理解到的，氧化亚氮包括NO和NO₂，NO₂被认为是从排气烟囱产生的可见黄色烟缕而进一步创建“酸雨”的污染物。单单燃烧控制被证实可能不足以达到这些往往相互矛盾的性能目标，且因而期望持续改进燃烧后废气处理系统。

如将意识到的，一项广泛地在大型发电站使用的用于控制 NO_x的技术是选择性催化还原(或“SCR”)。由于为了确保烃类燃料的充分燃烧而提供的氧气的比例高，因而来自这样的发电站的烟气具有纯氧化作用。由此，可能难以将存在于废气中的氮氧化物还原成仅氮气和水。解决这一问题的一种方法是经由选择性催化还原。利用该过程，使发电站的燃烧排气与无水氨或氨水混合，然后，在释放至大气中之前，越过处于规定的温度的合适的还原催化剂。氨不是燃烧排气流的固有部分，而宁可说是，出于支持还原反应的具体目的，将氨喷射至催化剂元素的上游的排气流中。

图2提供联合循环发电厂200的简化的示范性的图示。如将意识到的，联合循环发电厂200可以包括燃气涡轮201。在燃气涡轮201内，在压缩机220的空气进气口215中接收空气210，以提供压缩的空气，以用于与燃烧器230中与燃料225混合，从而将热气供给至涡轮235，来用于驱动与发电机240连接的轴，以便产生电力输出245。将废气250排放至排气导管255中，通过热回收蒸汽发生器 260而排放，并且，通过烟囱265而排放出至大气。HRSG 260包括配置成从废气250提取热的换热器262和用于控制排放物的排放物处理设备264。从废气提取的热用于生成蒸汽280。蒸汽280被供给至蒸汽涡轮282，以驱动发电机292的轴290，以便产生电力。然后，蒸汽280传递至冷凝器284，在冷凝器284中，经过管束的冷却水286使蒸汽冷凝成水288。然后，使水288返回至HRSG，从而完成闭合循环。运行的HRSG可以包括用于在许多不同的配置中产生处于不同的压力和温度的蒸汽的多个换热器和蒸发器、蒸汽系统以及水系统。类似地，排放物处理设备可以包括HRSG内的多个处理元件，这些处理元件可以适应于以不同的方式处置不同的污染物。

图3图示示范性的HRSG 300内的传热设备的内部布置。如图所示，HRSG 300可以包括管道或导管302，管道或导管302用于从燃烧涡轮发动机接收排气输出或废气304。例如，HRSG可以适用于在高压汽包305、中压汽包310以及低压汽包315中的三个压力下生成蒸汽，然而，也有可能是其他配置。然后，可以将HRSG 300所生成的蒸汽供给至高压蒸汽涡轮、中压蒸汽涡轮以及低压蒸汽涡轮(未示出涡轮)。HRSG 300可以包括多个过热器换热器320、再热器换热器325以及节热器换热器330。在示范性的情况下，HRSG还可以包括适用于产生用于相关联的高压汽包305、中压汽包310以及低压汽包315的蒸汽的高压蒸发器340、中压蒸发器345以及低压蒸发器350。HRSG 300还可以包括导管焚烧器360，导管焚烧器360用于将热供给至废气304，以便提高蒸汽生产量。上述的换热器和蒸发器中的每个都针对废气而移除热且降低温度，而导管焚烧器增加热且提高温度。如下文中更详细地讨论的，排放物处理设备可以在换热器、蒸发器以及焚烧器之间放置于废气流304中，以有利地定位氧化催化剂而减少NO_x产量并从排气烟囱370排放出。如将意识到的，与燃气涡轮和其他燃烧系统一起使用的HRSG可以包括适合于特定的应用的其他数量和布置的蒸发器和换热器。

图4图示根据本发明的示范性的实施例的喷射系统400。如将意识到的，喷射系统400可以用于将诸如氨之类的还原剂喷射至排气导管中。如在上文中关于图2而描述的，喷射系统400可以充当用于对诸如来自具有HRSG的联合循环发电厂中的燃气涡轮的排出气体的由燃烧涡轮发动机产生的废气进行处理的后处理系统。如将意识到的，本发明还可以用于不包括HRSG的燃气涡轮系统的排气导管内。如将在本文中提供的，喷射系统400的优点包括提高NO_x转化率且因此减少来自发电厂的NO_x排放物。如将意识到的，由于本文中所描述的喷射系统的效率提高，因而优点可以进一步包括催化剂体积减小，这可以降低运行成本。另外，改进的效率可导致所喷射的氨的量和SCR催化剂的表面面积两者减小。该减小可导致废气流中的压力降减小，这将导致给定的燃料消耗水平下的来自燃气涡轮的更大的输出功率。

根据示范性的实施例，喷射系统400可以定位于管道或排气导管402中。例如，排气导管402可以充当配置成接收燃气涡轮发动机的排气输出的HRSG的排气管道。在流动方向上，排气404可以首先经过预氧化催化剂406。如将理解到的，预氧化催化剂可以处理未燃碳氢化合物并将 NO转化成NO₂。由于NO₂更容易与NH₃起反应这一事实而可以实现该处理及转化。SCR催化剂408可以定位于预氧化催化剂406下游。SCR催化剂可以是例如铂、钒或沸石，然而，也有可能是其他类型。如将意识到的，SCR催化剂促进NH₃与NO_x反应，以形成氮气和水，由此减少排气流中的NO_x。根据备选的实施例，可以包括水解催化剂409。如图所示，水解催化剂409可以定位于SCR催化剂408上游。水解催化剂409可以促进脲与水反应，以形成氨和二氧化碳(或“CO₂”)，从而有助于保证进入SCR催化剂408之前的排气流中的氨的可利用性。根据另一备选方案，氧化催化剂410可以定位于SCR催化剂408下游。如将意识到的，氧化催化剂410促进未在SCR催化剂中起反应的过量的氨的分解。换句话说，氧化催化剂410促进过量的氨的氧化，从而限制来自SCR系统的氨的释放。

如图所示，喷射系统400可以进一步包括供给线412，供给线412用于递送NH₃，以便喷射至穿过排气导管402的流中。供给线412可以与本地存储罐或其他供给源连接。根据示范性的实施例，供给线412中的NH₃是含水NH₃溶液。例如，含水NH₃溶液可能是25%与40%之间的NH₃比水。根据某些优选的实施例，含水NH₃溶液是大约33%的NH₃比水，因为，该含水NH₃溶液具有最低的冻结点且因此最不可能在季节性的较冷的温度的期间冻结。也有可能使用无水NH₃。

如图所示，供给线412可以配置成指引将液态含水NH₃溶液供给至安置于导管402内的喷嘴414，以便将液态含水NH₃溶液喷射至移动穿过导管402的废气404中且与废气404混合。如所指示的，喷嘴414可以包括多个出口端口。为了促进均匀施加及混合，喷嘴414的出口端口可以围绕导管402的横截面以阵列隔开。喷嘴414可以定位于 SCR催化剂408、水解催化剂409(如果存在)以及氧化催化剂410(如果存在)上游。喷嘴414可以定位于预氧化催化剂406(如果存在)下游。

根据本发明的另外的方面，喷射系统400可以包括增压器415、加热器418以及/或流量控制器420。如图所示，这些构件可以沿着供给线412串联连接。增压器415可以包括配置成使移动穿过供给线412的含水NH₃的供给增压的常规的高压泵。虽然有可能是其他布置，但加热器418可以定位于增压器416下游的供给线412上。加热器418可以包括任何类型的常规的加热器或热源，并且，可以配置成提高移动穿过供给线412的增压的含水NH₃的温度。对增压的含水NH₃进行加热而达到的温度可以是增压的含水NH₃由于增压而依然为液体的温度。在加热器418下游，流量控制器420可以控制流动至喷嘴414的含水NH₃溶液的流量，且继而控制从喷嘴414释放的量。例如，流量控制器420可以包括诸如电磁阀的阀，并且，可以对流动至喷嘴414，以便在排气导管402内释放的液态含水NH₃溶液的量进行可变控制。根据备选的实施例，可以经由使用变速泵而将增压器416和流量控制器420的功能组合。在这样的情况下，加热器418可以定位于变速泵下游，然而，也有可能是其他配置。依据常规的系统及方法，可以提供控制单元422，以对增压器416、加热器418以及流量控制器420的运行进行控制。控制单元422可以接收与联合循环发电厂有关的发动机运行数据及信息，以帮助确定释放至排气导管402中的含水NH₃的定时和量。

可以对将增压且加热后的含水NH₃通过喷嘴414而释放至排气404中的过程进行控制，以便促使含水NH₃在从出口端口释放后，迅速地转变成蒸气或“闪蒸汽化”。如将意识到的，由于即将喷射之前在供给线412中维持的压力与排气导管402内的压力水平之间的压力急剧下降而导致该迅速汽化。更具体地，由于在释放之前，在供给线412内使含水NH₃增压且过热这一事实而导致含水NH₃闪蒸成蒸气。如将理解到的，含水NH₃的沸点随着压力增加而上升。根据喷射系统400的示范性的运行，可以使供给线412中的含水NH₃增压至大约50与100磅/平方英寸之间。与此相反，导管402内的排气404典型地接近于大气压(大约14.6磅/平方英寸)。如将理解到的，在这样的升高的压力下，含水NH₃可以加热至更高得多的温度，而不沸腾。因此，在使含水NH₃增压之后，可以由加热器418将含水NH₃加热至升高的温度水平，该升高的温度水平被选为接近于升高的压力下的含水NH₃的沸点，但低于该沸点的温度水平。而且，根据示范性的实施例，对氨还原剂进行加热且使氨还原剂增压，使得当移动穿过还原剂供给线时，氨还原剂依然处于液态，然后，在喷射至废气流中后，由于氨还原剂的过热和即将喷射之前的还原剂与还原剂所喷射进入的废气流之间的压力差而使氨还原剂闪蒸汽化。由于增压，因而可以对NH₃进行加热，而不使NH₃汽化或导致供给线412中的两相流。如将意识到的，由于对所喷射的量的控制造成负面影响，因而供给线412中的两相流可能是不理想的。含水NH₃的闪蒸可导致NH₃和水快速地蒸发，因而与越过导管402的横截面的废气有效地且均匀地混合。

如将意识到的，闪蒸汽化可以使保持处于液态的还原剂的任何部分雾化，这导致基本上所有的喷射至排气导管中的还原剂供给物的高效混合。即，在将增压且加热后的含水NH₃溶液通过喷嘴414而释放至排气404中时，液态NH₃由于在排气导管402内维持的典型的低压而导致压力迅速地下降。如文所述，在对还原剂进行加热而达到的升高的温度下，压力的急剧下降促使含水NH₃几乎立即达到含水NH₃沸腾的压力。通过该闪蒸汽化而使保持处于液态的还原剂的任何部分分解或雾化成亚微米级的液滴。含水NH₃液滴的迅速膨胀及由此产生的亚微米级允许含水NH₃与废气的高度地有效的混合。另外，氨液滴的小尺寸可导致氨液滴迅速蒸发，这同样地促进与废气流均匀混合。根据示范性的实施例，喷嘴414的出口端口如此确定尺寸且配置成使得跨过喷嘴414而实现导致闪蒸汽化的急剧的压力下降。

另外，如将意识到的，含水NH₃ 在闪蒸汽化的期间几乎不损失热，这导致雾化或汽化的NH₃保持处于相对地升高的温度。由于含水NH₃的温度比饱和蒸气压力更高，因而即使在喷射至处于比含水NH₃更低得多的温度的排气404中时，含水NH₃ 也抵抗冷凝。而且，随着含水NH₃的温度提高，含水NH₃的水解变得更高效，这改进NO_x的选择性催化还原所需要的氨的形成。这可以减小水解催化剂所必需的体积。同样地，考虑到系统的运行，由于脲的水解而产生的NH₃处于升高的温度，并且，与排气404中的废气均匀混合，导致氨与NO_x的更有效且充分的反应。如将意识到的，这不仅提高NO_x转化效率，而且还减少在经过SCR催化剂之后未起反应的氨的量，这可以降低氨泄漏和氧化催化剂的体积尺寸要求。而且，由于更好地利用氨，因而可能需要消耗较少的含水NH₃，以便实现可接受的NO_x转化水平。因而，本发明改进氨–SCR后处理系统中的NO_x转化效率。如在本文中描述的所实现的效率可以使系统的运行更划算。

图5和图6提供了按照本发明的某些其他方面的喷射系统 500、600的备选的实施例。如关于图5的喷射系统500而图示的，加热器418包括配置成将燃气涡轮的排出气体用作热源的加热器。这可以经由常规的换热器等而实现。根据所图示的示范性的实施例，供给线412可以配置成延伸穿过排气导管402的区段。如将意识到的，也有可能是供给线412中的还原剂与燃烧排出气体之间的其他换热配置。根据另一布置，如图6中所图示，并且，参考喷射系统600，加热器418定位于增压器和流量控制器下游，经由使用变速泵426而将增压器和流量控制器的功能组合。在该示例中，加热器418可以配置于供给线412的位于喷嘴414的正上游的区段中，配置成从流动导管402内的排气404吸收热。如将意识到的，该布置可以用于进一步使喷射系统简化。

如将意识到的，根据某些实施例，在同样地促进有效的NO_x转化的同时，本发明可以允许系统效率和成本节约。如所讨论的，用于将氨作为液体或蒸气而喷射的常规的系统具有某些优点及固有缺陷。例如，将氨作为液体而喷射由于与处理和递送液体有关的效率而具有优于蒸气的优点。具体地，由于更浓得多，因而可以将液氨更划算得多地递送至喷射器，然而，以相同的质量流率递送蒸气将要求更大得多的体积，且因此要求更高的设备成本。然而，在将氨作为液体而喷射至排气流中时，在可以在SCR过程中高效地使用氨之前，氨必须首先吸收足够的热来汽化。如将意识到的，排气导管内的氨液的该汽化花费时间，这必然地增加导管长度，这显著地增加设备成本。专用混合设备可以用于使汽化加速，但这样的设备同样地增加显著的成本。如上文中所提供的，根据本申请的某些方面，通过在导管外部将汽化热加到液氨，但经由增压而将液氨维持为液体，从而创建用于喷射的过热的氨液，可以克服与液体和蒸气两者都相关联的低效。可以将过热的液氨加热至足够高的温度，使得几乎一喷射至导管中，就立即部分地或完全地发生汽化。利用该方式，如将意识到的，在同样地利用一旦在排气导管内侧与氨蒸气相关联的混合效率的同时，可以实现与液氨相关联的递送效率。

如本领域普通技术人员将意识到的，在上文中关于若干示范性的实施例而描述的许多不同的特征和配置可以进一步选择性地应用于形成本发明的其他可能的实施例。为了简洁起见，并且，考虑到本领域普通技术人员的能力，未详细地提供或讨论所有的可能的重复描述，然而，下文或另外的段落中的若干权利要求所包含的所有的组合和可能的实施例旨在为本申请的一部分。另外，本领域技术人员将从上文的对本发明的若干示范性的实施例的描述认识到改进、改变以及修改。同样地旨在由所附权利要求涵盖本领域的技术内的这样的改进、改变以及修改。而且，应当显而易见的是，前文仅涉及本申请所描述的实施例，并且，可以在本文中作出许多改变和修改而不脱离由所附权利要求及其等效物限定的本申请的实质和范围。