一种用于氢内燃机的后处理系统的制作方法

本发明属于尾气处理，涉及一种用于氢内燃机的后处理系统。

背景技术：

1、氢能源是一种未来的清洁能源。在移动源的使用上有氢燃料电池和氢内燃机两种方式。在氢内燃机的尾气排放中存在着未燃烧的氢气、燃烧过程中产生的氮氧化合物(nox)和发动机机油带来的灰分颗粒。常规的后处理系统为oc+pf+scr，其中氧化催化剂(oc)位于上游将未燃烧的氢气氧化，再加装颗粒捕集器(pf)以除去灰分颗粒排放物，同时还需要选择性还原催化剂(scr)还原nox。常规设计的问题在于发动机产生的nox经过上游的oc后，nox中的部分no会被oc氧化成no2，在下游的scr上no2和还原剂氨气容易生成n2o，造成控制n2o排放的难度加大。同时oc上发生氢气燃烧会造成下游scr的温度过高，从而引起scr性能的急剧劣化。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于氢内燃机的后处理系统，该系统将oc的功能集成在pf之上，并将pf置于scr的下游，该pf上涂敷的催化剂氧化未燃烧的氢气和上游scr来的氨泄露，同时避免产生大量的n2o，本发明充分利用了pf的孔道结构，有效减小系统的总体积和成本，可在氢内燃机尾气处理中取得良好的应用。

2、本发明将通过以下技术方案实现上述目的：

3、一种用于氢内燃机的后处理系统，包括：

4、scr催化装置，该装置设有scr催化剂，用于选择性还原尾气中的氮氧化合物nox；

5、还原剂喷射系统，位于scr催化装置上游，该系统将还原剂配量输入尾气流中；

6、pf颗粒捕集器，位于scr催化装置下游，可以捕集尾气中的颗粒排放物，其进口端涂敷氧化型催化涂层，出口端涂敷scr催化涂层。

7、优选的，所述scr催化剂包括负载fe的沸石，所述沸石为beta，zsm5，mor，fer，mfi沸石中的至少一种。

8、优选的，所述scr催化剂包括负载cu的沸石，所述沸石为cha、aei沸石中的至少一种。

9、优选的，所述scr催化剂包括负载v、w和sb的钛白粉。

10、优选的，所述还原剂包括尿素。

11、优选的，所述pf颗粒捕集器中的scr催化涂层具有与所述scr催化装置中的scr催化剂相同的催化活性组分。

12、优选的，所述pf颗粒捕集器具有壁流式蜂窝载体，催化涂层均涂敷在所述载体的过滤壁内。

13、具体地，pf颗粒捕集器进口过滤壁内涂敷氧化型催化涂层，涂敷长度为载体全长的30-60％，所述氧化型催化涂层含有pt、pd贵金属组分，其中pt、pd的总浓度为0.2-5g/ft3，pt与pd的质量比为1:0-1:1。

14、具体地，pf颗粒捕集器出口过滤壁内涂敷scr催化涂层，所述scr催化涂层的涂敷长度为载体全长的60-90％，涂敷量为100-200g/l。

15、对比已知的系统，本发明在pf颗粒捕集器的进口处涂敷氧化型催化涂层，其功能主要是将上游带来的过量的氨气进行部分氧化，同时将未燃烧的氢气氧化；然后从出口处涂敷scr催化涂层，其功能主要是将经过进口孔道的氨气和部分被氧化成的nox进行选择性还原，转化成n2。如若进口端氧化型催化涂层的氧化能力过强，则可能将所有的氨气氧化成nox，经过出口处scr催化涂层时，由于缺少还原剂导致无法进行scr催化反应，如若氧化能力太弱，则nh3过剩，容易造成氨泄露。

技术特征：

1.一种用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于，所述scr催化剂包括负载fe的沸石，所述沸石为beta，zsm5，mor，fer，mfi沸石中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于，所述scr催化剂包括负载cu的沸石，所述沸石为cha、aei结构沸石中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于，所述scr催化剂包括负载v、w和sb的钛白粉。

5.根据权利要求1所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于，所述还原剂包括尿素。

6.根据权利要求1所述的所述的颗粒捕集器，其特征在于，pf颗粒捕集器中的scr催化涂层具有与scr催化装置中的scr催化剂相同的催化活性组分。

7.根据权利要求1所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于，所述pf颗粒捕集器具有壁流式蜂窝载体，催化涂层均涂敷在所述载体的过滤壁内。

8.根据权利要求7所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于，所述pf颗粒捕集器进口过滤壁内涂敷氧化型催化涂层，涂敷长度为载体全长的30-60％，所述氧化型催化涂层含有pt、pd贵金属组分，其中pt、pd的总浓度为0.2-5g/ft3，pt与pd的质量比为1:0-1:1。

9.根据权利要求7所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于，所述pf颗粒捕集器出口过滤壁内涂敷scr催化涂层，所述scr催化涂层的涂敷长度为载体全长的60-90％，涂敷量为100-200g/l。

10.一种如权利要求1-9任一项所述用于氢内燃机的后处理系统在氢内燃机尾气处理中的应用。

技术总结
本发明属于尾气处理技术领域，涉及一种用于氢内燃机的后处理系统。该系统包括：SCR催化装置，该装置设有SCR催化剂，用于选择性还原尾气中的氮氧化合物NO<subgt;x</subgt;；还原剂喷射系统，位于SCR催化装置上游，该系统将还原剂配量输入尾气流中；PF颗粒捕集器，位于SCR催化装置下游，可以捕集尾气中的颗粒排放物，其进口端涂敷氧化型催化涂层，出口端涂敷SCR催化涂层。其中设计的PF颗粒捕集器集成了OC的功能并位于SCR的下游，同时避免产生大量的N<subgt;2</subgt;O，本发明充分利用了PF的孔道结构，有效减小后处理系统的总体积和成本。

技术研发人员：汪利峰,方学卫,路中将
受保护的技术使用者：惠州市瑞合环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13