包括壳体的可配置后处理系统的制作方法

文档序号:32348172发布日期:2022-11-26 12:02阅读:61来源:国知局
包括壳体的可配置后处理系统的制作方法
包括壳体的可配置后处理系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年5月8日提交的第63/022,057号美国临时申请的权益,该美国临时申请的全部公开内容在此通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明总体上涉及用于处理由发动机产生的排气的成分的后处理系统。
4.背景
5.排气后处理系统用于接收并且处理由内燃发动机生成的排气。通常,排气后处理系统包括几个不同的部件中的任何一个,以降低排气中存在的有害排放物的水平。例如,用于柴油驱动的内燃发动机的某些排气后处理系统包括选择性催化还原(scr)系统,该scr系统包括催化器,该催化器被配制成在氨(nh3)存在的情况下将no
x
(某种比例的no和no2)转化为无害的氮气(n2)和水蒸气(h2o)。通常在这样的后处理系统中,排气还原剂(例如,诸如尿素的柴油排气处理液)被注入到scr系统内以提供氨的来源,并与排气混合以部分地还原no
x
气体。排气的还原副产物然后被流体地传送到被包括在scr系统中的催化器以使基本上所有no
x
气体分解成相对无害的副产物,该相对无害的副产物从后处理系统被排出。将包括各种部件的后处理系统安装在诸如交通工具底盘的结构上取决于可用空间的大小。具体地,日益增加的排放法规使得在安装结构上可用的有限空间中结合多个后处理部件具有挑战性。
6.概述
7.本文描述的实施例总体上涉及包括壳体的后处理系统和架构,后处理系统的各种后处理部件被设置在该壳体内。特别地,本文描述的后处理系统的各种实施例包括壳体,该壳体限定两个或更多个内部容积,该两个或更多个内部容积彼此流体隔离。多个后处理支路(leg)设置在壳体内,每个支路包括一个或更多个后处理部件。排气由后处理支路中的至少一个后处理支路排放到流体隔离的内部容积中的一个内部容积中,然后被传输到下游后处理支路。
8.在一些实施例中,一种用于处理排气的成分的后处理系统,该后处理系统包括:壳体,该壳体限定至少第一内部容积和与第一内部容积流体隔离的第二内部容积;第一后处理支路,该第一后处理支路从第一内部容积延伸到第二内部容积,第一后处理支路包括温度控制后处理部件以及氧化催化器,该温度控制后处理部件沿第一轴线延伸,并被配置成经由流体联接到温度控制后处理部件的入口导管接收排气的至少一部分,该氧化催化器设置在温度控制后处理部件的下游并与温度控制后处理部件轴向对准,氧化催化器的出口设置在第二内部容积中;第二后处理支路,该第二后处理支路从第二内部容积延伸到第一内部容积,第二后处理支路包括过滤器,该过滤器沿相对于第一轴线偏移的第二轴线延伸,该过滤器被配置成通过第二内部容积接收来自氧化催化器的排气,该过滤器的出口设置在第一内部容积内并被配置成在排气通过过滤器之后将排气排放到第一内部容积中;第三后处理支路,该第三后处理支路从第一内部容积延伸到第二内部容积,该第三后处理支路包括
至少一个选择性催化还原(scr)催化器,该至少一个scr催化器设置在至少第一内部容积中并沿着相对于第一轴线和第二轴线偏移的scr轴线延伸,该至少一个scr催化器的入口设置在第二内部容积中;分解管,该分解管沿着相对于第一轴线和第二轴线中的每一个偏移的轴线从第一内部容积延伸到第二内部容积,该分解管的入口设置在第一内部容积中,使得分解管被配置成接收被排放到第一内部容积中的排气,并将来自第一内部容积的排气传送到第二内部容积中的至少一个scr催化器的入口;以及还原剂注入入口,该还原剂注入入口位于分解管的入口附近并且被配置成允许还原剂注入到分解管中。
9.在一些实施例中,分解管的入口以垂直于分解管的轴线的角度定向,并且位于过滤器的出口附近。
10.在一些实施例中,分解管的入口包括:平端面,还原剂注入器安装在该平端面上;以及多个孔,该多个孔被限定为在分解管的入口处穿过分解管的壁,并被配置成允许排气进入分解管。
11.在一些实施例中,该至少一个scr催化器包括:沿第一scr轴线延伸的第一scr催化器和沿平行于第一scr轴线并相对于第一scr轴线偏移的第二scr轴线延伸的第二scr催化器,并且后处理系统还包括scr入口气室(plenum),该scr入口气室设置在第一内部容积中并流体联接到第一scr催化器和第二scr催化器的相应入口,分解管的出口流体联接到scr入口气室,并且scr入口气室被配置成将在其中流动的排气重定向成朝向第一scr催化器和第二scr催化器的相应入口。
12.在一些实施例中,scr出口气室设置在第二内部容积中并联接到第一scr催化器和第二scr催化器的相应出口,scr出口气室限定延伸穿过壳体的侧壁的出口导管。
13.在一些实施例中,该至少一个scr催化器包括:沿第一scr轴线延伸的第一scr催化器和沿平行于第一scr轴线并相对于第一scr轴线偏移的第二scr轴线延伸的第二scr催化器,其中,从第一轴线到第一scr轴线的第一线性距离基本上等于从第一轴线到第二scr轴线的第二线性距离,后处理系统还包括scr入口气室,该scr入口气室设置在第一内部容积中并流体联接到第一scr催化器和第二scr催化器中的每一个,从第一轴线到分解管轴线的线性距离大于第一线性距离和第二线性距离,并且分解管的出口流体联接到scr入口气室。
14.在一些实施例中,后处理系统还包括:scr出口气室,该scr出口气室设置在第二内部容积中并流体联接到第一scr催化器和第二scr催化器中的每一个的相应出口,该scr出口气室具有流体联接到第一内部容积并被配置成将经处理的排气排放到第一内部容积中的出口;以及出口导管,该出口导管联接到壳体的形成第一部分的侧壁并被配置成将经处理的排气排出到环境中。
15.在一些实施例中,在scr出口气室的垂直于第一scr轴线和第二scr轴线的侧壁中限定凹槽,分解管的入口的一部分设置在凹槽中。
16.在一些实施例中,该至少一个scr催化器包括:沿第一scr轴线延伸的第一scr催化器、沿平行于第一scr轴线并相对于第一scr轴线偏移的第二scr轴线延伸的第二scr催化器、以及沿平行于第一scr轴线和第二scr轴线并相对于第一scr轴线和第二scr轴线偏移的第三scr轴线延伸的第三scr催化器,并且后处理系统还包括scr入口气室,scr入口气室设置在第一内部容积中并流体联接到第一scr催化器、第二scr催化器、和第三scr催化器中的每一个,分解管设置在壳体的中心部分附近,并且分解管的出口流体联接到scr入口气室。
17.在一些实施例中,后处理系统还包括:scr出口气室,该scr出口气室设置在第二内部容积中并联接到第一scr催化器、第二scr催化器、和第三scr催化器中的每一个的相应出口,该scr出口气室具有流体联接到第一内部容积并被配置成将经处理的排气释放到第一内部容积中的出口;以及出口导管,该出口导管联接到壳体的形成第一部分的侧壁并被配置成将经处理的排气排出到环境中。
18.在一些实施例中,该氧化催化器为第一氧化催化器,并且该过滤器为第一过滤器,并且第一后处理支路还包括:沿平行于第一轴线的第二轴线延伸的第二氧化催化器;设置在第一内部容积中的第一后处理支路入口气室,该第一后处理支路入口气室联接到第一氧化催化器、第二氧化催化器中的每一个的入口,并且联接到所述入口导管,第一后处理支路入口气室被配置成将排气的第一部分传送到第一氧化催化器,以及将排气的第二部分传送到第二氧化催化器;以及第二过滤器,该第二过滤器设置在第二氧化催化器下游并与第二氧化催化器轴向对准,第二过滤器的出口设置在第二内部容积中,其中:分别地,第一过滤器被配置成排放排气的第一部分,并且第二过滤器被配置成将排气的第二部分排放到第二内部容积中,并且分解管被配置成接收排气的第一部分和第二部分中的每一者。
19.在一些实施例中,该至少一个scr催化器包括:沿第一scr轴线延伸的第一scr催化器,以及沿平行于第一scr轴线并相对于第一scr轴线偏移的第二scr轴线延伸的第二scr催化器,第一scr轴线平行于第一轴线并相对于第一轴线偏移,并且第二scr轴线平行于第二轴线并相对于第二轴线偏移。
20.在一些实施例中,该后处理系统还包括:scr入口气室,该scr入口气室设置在第一内部容积中并流体联接到第一scr催化器和第二scr催化器中的每一个的相应入口,该scr入口气室被配置成将在其中流动的排气重定向成朝向第一scr催化器和第二scr催化器中的每一个的相应入口,其中,分解管设置在壳体的中心部分附近,使得分解管被第一后处理支路和第二后处理支路包围,分解管的出口流体联接到scr入口气室。
21.在一些实施例中,该后处理系统还包括:scr出口气室,该scr出口气室设置在第二内部容积中并联接到第一scr催化器和第二scr催化器中的每一个的相应出口,该scr出口气室具有流体联接到第一内部容积并配置成将经处理的排气释放到第一内部容积中的出口;以及出口导管,该出口导管联接到形成第一内部容积的壳体的侧壁并被配置成将经处理的排气排出到环境中。
22.在一些实施例中,入口导管包括入口锥,该入口锥具有从该入口锥的上游端到下游端不断扩展的横截面,下游端联接到第一后处理支路。
23.在一些实施例中,提供了一种用于处理排气的成分的后处理系统,该后处理系统包括:壳体,该壳体限定至少第一内部容积和与第一内部容积流体隔离的第二内部容积;第一后处理支路,该第一后处理支路从第一内部容积延伸到第二内部容积,该第一后处理支路包括温度控制后处理部件以及氧化催化器,该温度控制后处理部件沿第一轴线延伸并被配置成经由流体联接到温度控制后处理部件的入口导管接收排气的至少一部分,该氧化催化器设置在温度控制后处理部件的下游并与温度控制后处理部件轴向对准,该氧化催化器的出口设置在第二内部容积中;第二后处理支路,该第二后处理支路从第二内部容积延伸到第一内部容积,该第二后处理支路与与第一后处理支路平行,该第二后处理支路包括过滤器,该过滤器被配置成通过第二内部容积接收来自氧化催化器的排气,该过滤器的出口
设置在第一内部容积内并被配置成在排气通过过滤器后将排气排放到第一内部容积中;第三后处理支路,该第三后处理支路从第一内部容积延伸到第二内部容积,该第三后处理支路包括设置在至少第一内部容积中并沿平行于第一轴线并相对于第一轴线偏移的scr轴线延伸的至少一个scr催化器,该至少一个scr催化器的入口设置在第二内部容积中;分解管,该分解管沿与第一轴线和第二轴线中的每一个平行并相对于第一轴线和第二轴线中的每一个偏移的轴线从第一内部容积延伸到第二内部容积,该分解管的入口设置在第一内部容积中,使得分解管被配置成接收排放到第一内部容积中的排气,并将来自第一内部容积的排气传送到第二内部容积中的至少一个scr催化器的入口;以及还原剂注入入口,该还原剂注入入口位于分解管的入口附近并且被配置成允许还原剂注入到分解管中。
24.在一些实施例中,该至少一个scr催化器包括:沿第一scr轴线延伸的第一scr催化器以及沿平行于第一scr轴线并相对于第一scr轴线偏移的第二scr轴线延伸的第二scr催化器,第一scr轴线平行于第一轴线,并且第二scr轴线平行于过滤器第二scr轴线。
25.在一些实施例中,该后处理系统还包括:scr入口气室,该scr入口气室设置在第二内部容积中并流体联接到第一scr催化器和第二scr催化器中的每一个,scr入口气室被配置成将在其中流动的排气重定向成朝向第一scr催化器和第二scr催化器中的每一个的相应入口,其中,分解管设置在壳体的中心部分附近,使得分解管被第一后处理支路和第二后处理支路包围,分解管的出口流体联接到scr入口气室。
26.在一些实施例中,该温度控制后处理部件包括钒scr催化器。
27.在一些实施例中,该后处理系统还包括碳氢化合物注入器,该碳氢化合物注入器设置在第一后处理支路上并被配置成将碳氢化合物引入到温度控制后处理部件下游和氧化催化器上游的排气中。
28.应该认识到,前述构思和以下更详细讨论的附加构思的所有组合(只要这些构思不是相互矛盾的)被设想为本文公开的发明主题的一部分。特别地,出现在本公开的末尾处的所要求保护的主题的所有组合被设想为本文所公开的发明主题的一部分。
29.附图简述
30.从下面的描述和所附的权利要求,结合附图,本公开的上述特征和其他特征将变得更加明显。应当理解,这些附图仅描绘了根据本公开的几个实现方式,且因此不被认为是对本公开的范围的限制,将通过使用附图以额外的具体性和细节来描述本公开。
31.图1是根据一个实施例的后处理系统的示意图。
32.图2是根据另一实施例的后处理系统的示意图。
33.图3是根据又一实施例的后处理系统的示意图。
34.图4是根据再一实施例的后处理系统的示意图。
35.图5是根据又一实施例的后处理系统的示意图。
36.图6是根据再一实施例的后处理系统的示意图。
37.图7是根据一个实施例的后处理系统的顶部、前部、右侧透视图。
38.图8是图7中的后处理系统的前部视图。
39.图9是图7中的后处理系统的顶部视图。
40.图10是图7中的后处理系统的左侧视图。
41.图11是根据一个实施例的后处理系统的顶部、前部、右侧透视图。
42.图12是图11中的后处理系统的前部视图。
43.图13是图11中的后处理系统的顶部视图。
44.图14是图11中的后处理系统的左侧视图。
45.图15是根据一个实施例的后处理系统的顶部、后部、左侧透视图。
46.图16是图15中的后处理系统的前部视图。
47.图17是图15中的后处理系统的顶部视图。
48.图18是图15中的后处理系统的左侧视图。
49.图19是根据一个实施例的后处理系统的底部、后部、左侧透视图。
50.图20是图19中的后处理系统的前视图。
51.图21是根据一个实施例的后处理系统的顶部、后部、左侧透视图。
52.图22是图21中的后处理系统的前部视图。
53.图23是图21中的后处理系统的顶部视图。
54.图24是图21中的后处理系统的左侧视图。
55.图25是根据一个实施例的后处理系统的顶部、前部、和左侧透视图。
56.图26是图25中的后处理系统的前部视图。
57.图27是图25中的后处理系统的顶部视图。
58.图28是图25中的后处理系统的左侧视图。
59.图29是图25中的后处理系统的一部分的前部,左侧透视图。
60.图30是图25中的后处理系统的一部分的横截面图,其示出了设置在其中的分解管。
61.图31是图25中的后处理系统的一部分的放大图,其示出了从过滤器的出口排放的排气进入分解管的入口。
62.图32是图30中所示的后处理系统的部分的另一视图。
63.图33是沿图25所示的x-x线截取的图33中的后处理系统的横截面图,并且其中,后处理系统的壳体被移除,以示出被包括在其中的各种后处理部件。
64.图34是图25中的后处理系统的另一横截面图,其示出了设置在其中的分解管。
65.图35是图25中的后处理系统的另一横截面图,其中后处理系统的壳体被移除。
66.图36是图25中的后处理系统的后部、顶部、左侧透视图,其中后处理系统的壳体被移除。
67.在整个下面的详细描述中,参考了附图。在附图中,相似的符号通常标识相似的部件,除非上下文另有规定。在详细描述、附图、和权利要求中描述的说明性的实现方式并不意味着是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围的情况下,可以使用其他实现方式,并且可以进行其他改变。容易理解的是,如本文大致描述的和在图中示出的本公开的方面可以被布置、替换、组合、和设计成多种不同的配置,所有这些配置都明确地被设想并构成本公开的一部分。
68.详细描述
69.本文描述的实施例总体上涉及包括壳体的后处理系统和架构,后处理系统的各种后处理部件设置在该壳体内。特别地,本文描述的后处理系统的各种实施例包括壳体,该壳体限定两个或更多个内部容积,该两个或更多个内部容积彼此流体隔离。多个后处理支路
设置在壳体内,每个支路包括一个或更多个后处理部件。排气通过后处理支路中的至少一个后处理支路排放到流体隔离的内部容积中的一个内部容积中,然后被传输到下游后处理支路。
70.本文所描述的后处理系统的各种实施例可提供一个或更多个益处,包括例如:1)允许将多个后处理部件包装到壳体内的紧凑空间中,减少安装后处理系统所需的空间;2)允许增加催化器前部面积,同时支持各种架构;3)在主流动路径中提供可配置的支路或区段,允许包装各种后处理部件或子部件;以及4)满足排放法规,同时满足空间要求。
71.应该理解,在图中,各种外表面被显示为透明的,这仅仅是为了允许系统的内部部件被看到。外表面可以是不透明的、半透明的、透明的、或其组合。
72.图1是根据一个实施例的后处理系统100的示意图。后处理系统100被配置成接收来自发动机(例如,柴油发动机、汽油发动机、天然气发动机、生物柴油发动机、双燃料发动机、乙醇发动机、e85或任何其他合适的内燃发动机)的排气(例如,柴油排气),并分解排气的成分,诸如例如no
x
气体、co等。后处理系统100包括壳体170,在壳体170内设置氧化催化器110、过滤器120、混合器130、scr催化器150和氨氧化催化器160。后处理系统100还可以包括还原剂储存罐112、还原剂引入组件114和碳氢化合物引入组件116。
73.壳体170被配置成容纳后处理系统100的每个部件。壳体170可由刚性、耐热和耐腐蚀材料形成,例如由不锈钢、铁、铝、金属、陶瓷、或任何其它合适的材料形成。壳体170可以具有任何合适的横截面,例如,圆形、正方形、矩形、卵形、椭圆形、多边形、或任何其他合适的形状。在各种实施例中,壳体170可被划分为彼此流体隔离的至少第一内部容积和第二内部容积。后处理系统100的各种部件可跨越第一内部容积和第二内部容积延伸,并可将排气释放到第一内部容积或第二内部容积中的一个中或从第一内部容积或第二内部容积中的一个吸收排气。各种部件可以以水平、垂直、或任何其他定向设置在壳体170内,并且可以彼此平行或垂直地定向。
74.后处理系统100包括入口导管102,该入口导管102被配置成接收来自发动机的排气并将排气传送到设置在壳体170内的氧化催化器110。一个或更多个传感器可以定位在入口导管102中。该一个或更多个传感器可以包括例如no
x
传感器(例如,物理或虚拟no
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传感器)、氧传感器、颗粒物传感器、一氧化碳传感器、温度传感器、压力传感器、任何其它传感器或它们的组合,这些传感器被配置成测量排气的一个或更多个可操作参数。这样的操作参数可以包括,例如,在排气中no
x
气体的量、排气的温度、排气的流速和/或压力。此外,出口导管104可联接到壳体170的出口,并被构造成将经处理的排气排出到环境中(例如,经处理以通过过滤器120去除诸如碳烟的颗粒物质和/或通过scr催化器150和氧化催化器110减少在排气中包括的诸如no
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气体、co、未燃烧的碳氢化合物等的排气的成分)。各种传感器可以包括设置在出口导管中的第二no
x
传感器,第二no
x
传感器被配置成确定在通过后处理部件后排出到环境中的no
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气体的量。其它传感器可以包括例如被配置成确定被排出到环境中的排气中的颗粒物(例如,在离开过滤器140的排气中包括的碳烟)的量的颗粒物传感器或者被配置成测量从scr催化器150流出的排气中的氨的量(即确定氨逃逸(ammonia slip))的氨传感器。
75.氧化催化器110(例如,柴油氧化催化器)被配置成分解存在于排气中的未燃烧碳氢化合物和/或将co氧化为co2。在一些实施例中,后处理系统100还可以包括碳氢化合物引
入组件116,碳氢化合物引入组件116被配置成选择性地将碳氢化合物(例如,柴油)引入氧化催化器110中。碳氢化合物在氧化催化器110内燃烧,并将排气的温度增加到再生过滤器120和/或scr催化器150的温度(例如,大于500摄氏度)。第一加热器108可以操作地联接到氧化催化器110,并被配置成将氧化催化器110加热到氧化催化器的起燃温度,在该起燃温度下,氧化催化器110催化引入的碳氢化合物的燃烧,以提高排气的温度。
76.过滤器120设置在氧化催化器110的下游和scr催化器150的上游,并被配置成从排气中去除颗粒物质(例如,碳烟、碎屑、无机颗粒等)。在各种实施例中,过滤器120可包括陶瓷过滤器。在一些实施例中,过滤器120可以包括堇青石或碳化硅过滤器,其可以是例如非对称过滤器。在另外其他的实施例中,过滤器120可被催化。在一些实施例中,第二加热器122(例如,电加热器)可以联接到过滤器120,并被配置成将过滤器120加热到再生温度,以去除积聚在过滤器120上的特定物质。
77.混合器130设置在过滤器120和scr催化器150之间。混合器130可包括挡板或脉管(veins),其被配置成在排气被传送到scr催化器150中之前将引入到排气中的还原剂与排气混合。在各种实施例中,混合器130可以设置在分解管内。
78.在一些实施例中,后处理系统100包括还原剂储存罐112,该还原剂储存罐112包含还原剂,该还原剂被配制成通过scr催化器150促进对排气的成分(例如,no
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气体)的还原。在排气是柴油排气的实施例中,还原剂可包括提供氨的来源的柴油排气处理液(def)。合适的def可以包括尿素、尿素的水溶液或任何其他def(例如,商标名称为的可商购的def)。在特定的实施例中,还原剂包括含有质量分数为32.5%的尿素和质量分数为67.5%的去离子水的尿素水溶液。在其它实施例中,还原剂包括含有质量分数为40%的尿素和质量分数为60%的去离子水的尿素水溶液。
79.还原剂引入组件114流体联接到还原剂储存罐112,并被配置成将还原剂提供给定位在混合器130上游或安装在混合器130上的还原剂注入器156。在各种实施例中,还原剂注射器156可以包括具有预定直径的喷嘴。在各种实施例中,还原剂注射器156可以定位在还原剂端口中,并且被构造成将还原剂的流或射流输送到壳体170的内部容积中,以便将还原剂输送到scr催化器150。
80.还原剂引入组件114可以包括各种结构,以便于从还原剂储存罐112接收还原剂并将还原剂输送到还原剂注入器156以引入到混合器130中。还原剂引入组件114可以包括一个或更多个泵(例如,隔膜泵、容积泵、离心泵、真空泵等),以用于以一定的操作压力和/或流速将还原剂输送到还原剂注入器156。还原剂引入组件还可以包括过滤器和/或滤网(例如,以防止还原剂或污染物的固体颗粒流入一个或更多个泵)和/或被配置成从还原剂储存罐112抽取还原剂的阀(例如,止回阀)。滤网、止回阀、脉动阻尼器、或其它结构也可以定位在还原剂引入组件114的一个或更多个泵的下游,并且被配置成去除污染物和/或促进将还原剂输送到还原剂注入器156。
81.scr催化器150设置在混合器130的下游,并被配置成接收和处理在存在氨的情况下流过scr催化器150的排气(例如,柴油排气)。在一些实施例中,scr催化器150可包括选择性催化还原过滤器(scrf)或被配置成分解在存在还原剂的情况下流过scr催化器150的排气的成分(例如,no
x
气体,诸如一氧化二氮、一氧化氮、二氧化氮等)的任何其他后处理部件,如本文所描述的。可使用任何适当的催化器150,诸如例如基于铂、钯、铑、铈、铁、锰、铜、
钒的催化器(包括它们的组合)。在特定实施例中,scr催化器150包括铜沸石催化器。
82.scr催化器150可以设置在合适的衬底上,诸如例如,陶瓷(例如,堇青石或碳化硅)或金属(例如,铬铝钴耐热钢(kanthal))的整体芯,其可以例如限定蜂窝结构。涂层也可以用作scr催化器150的载体材料。这种涂层材料可以包括例如氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、任何其他合适的涂层材料,或其组合。排气可以流过scr催化器150以及绕scr催化器150流动,使得被包括在排气中的no
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气体被进一步还原以产生基本上不含一氧化碳和no
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气体的排气。在一些实施例中,氨氧化催化器160可设置在scr催化器150的下游,并被配制成分解scr催化器150下游的排气中的任何未反应的氨(即,减少氨逃逸)。
83.图2是根据另一实施例的后处理系统200的示意图。后处理系统200包括上游氧化催化器210和壳体270,在壳体270内设置有上游scr催化器240、过滤器120、混合器130、scr催化器150和氨氧化催化器160。后处理系统200包括入口导管102和出口导管104,该入口导管102被配置成将排气传送到设置在壳体270内的后处理部件,该出口导管104被配置成将经处理的排气排出到环境中。上游氧化催化器210联接到壳体170上游的入口导管102。在一些实施例中,碳氢化合物可引入上游氧化催化器210中以提高排气的温度。上游还原剂注入器206安装在入口导管102上,并被配置成将还原剂引入流过入口导管102的排气中。因此,入口导管102还可以用作分解引入到入口导管102中的还原剂的分解管。在过滤器120的上游引入还原剂可减少由后处理系统200排放的颗粒物的量。
84.进入壳体170的排气首先流入上游scr催化器240。在一些实施例中,上游scr催化器240包括铜沸石催化器。加热器208(例如,电加热器)可操作地联接到上游scr催化器240,并被配置成将上游scr催化器240加热到例如scr催化器240的操作温度。过滤器120设置在上游scr催化器240的下游,并被配置成从排气中过滤颗粒物。在一些实施例中,过滤器120可包括催化过滤器。类似于后处理系统100,混合器130、scr催化器150和氨氧化催化器160设置在过滤器120的下游。还原剂注入器156设置在混合器130上,并被配置成将还原剂引入混合器130中,如本文前面所述的。上游scr催化器240和scr催化器150的组合通过提供两级no
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还原来增强后处理系统200的no
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的转化效率。在一些实施例中,附加的no
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传感器,氨传感器,温度传感器、no
x
与氨组合传感器、和/或任何其他传感器可以设置在上游scr催化器240和scr催化器150之间。从这些传感器接收的信息可用于控制由还原剂注入器156引入到排气中的还原剂的量。
85.图3是根据另一实施例的后处理系统300的示意图。后处理系统300基本上类似于后处理系统100,并且包括壳体170,在壳体170内设置有氧化催化器110、过滤器120、混合器130、scr催化器150、和氨氧化催化器160。与后处理系统100不同,后处理系统300包括流体联接到入口导管102的上游氧化催化器309。在一些实施例中,上游氧化催化器309可以设置在入口导管102内。在一些实施例中,上游氧化催化器309可配置成从排气中去除未燃烧的碳氢化合物。在一些实施例中,碳氢化合物引入组件116可用于将碳氢化合物引入上游氧化催化器309中。上游氧化催化器309可以使碳氢化合物燃烧,以增加排气的温度,例如,以促进氧化催化器110和/或scr催化器150的温度在冷起动期间增加到操作温度。在这些实施例中,第一加热器108被排除在后处理系统300之外。例如,上游氧化催化器309可以具有比氧化催化器110更低的起燃温度,即可以在相对于氧化催化器110更低的操作温度下催化碳氢化合物的燃烧。
86.图4是根据又一实施例的后处理系统400的示意图。后处理系统400包括上游氧化催化器210和壳体270,在壳体中设置有scr过滤器(scrf)422、混合器130、scr催化器150和氨氧化催化器160,在混合器130上设置有还原剂注入器156。后处理系统400包括入口导管102和出口导管104,入口导管102被配置成将排气传送到设置在壳体470内的后处理部件,出口导管104被配置成将经处理的排气排出到环境中。如关于图2所述的,上游氧化催化器210联接到壳体470上游的入口导管102。上游还原剂注入器206安装在入口导管102上,并被配置成将还原剂引入流过入口导管102的排气中,如关于图2所述的。在过滤器120的上游引入还原剂可减少由后处理系统400排放的颗粒物的量。
87.进入壳体470的排气首先流入scrf 422。scrf 422执行处理排气的成分(例如,分解被包括在排气中的no
x
气体)以及过滤存在于排气中的颗粒物的双重功能。然后,排气流入混合器130,其中还原剂被引入到混合器130中,且然后排气被传送到scr催化器150,以用于进一步处理排气的成分。在排气被传送到scr催化器150之前,位于scr催化器150上游的scrf 422提供对排气的预处理(例如,还原排气的no
x
成分)。scrf 422和scr催化器150的组合通过提供两级no
x
还原来增加后处理系统400的no
x
转化效率,同时还通过允许从后处理系统400去除过滤器来减少空间占用。在一些实施例中,附加的no
x
传感器、氨传感器、温度传感器、no
x
与氨组合传感器、和/或任何其他传感器可以设置在scrf 422和scr催化器150之间。从这些传感器接收的信息可用于控制由还原剂注入器156引入到排气中的还原剂的量。
88.图5是根据又一实施例的后处理系统500的示意图。后处理系统400基本上类似于后处理系统100,并且包括壳体170和入口导管102,在壳体170内设置有氧化催化器110、过滤器120(例如,催化过滤器)、混合器130、scr催化器150和氨氧化催化器160,入口导管102将排气传送到壳体170内的部件。与后处理系统100不同,后处理系统300不包括第一加热器108和第二加热器122。替代地,钒scr(vscr)催化器505联接到壳体170上游的入口导管102。
89.上游还原剂注入器506设置在vscr催化器505的上游,并被配置成将还原剂引入排气中。vscr催化器505被配制为在较低温度下操作,并且当其催化对被包括在排气中的no
x
成分的还原(例如,以放热反应)时,导致排气温度升高。vscr催化器505可以将排气的温度增加到氧化催化器110的操作温度,使得不需要单独的加热器。在过滤器120的上游引入还原剂可减少由后处理系统500排放的颗粒物的量。碳氢化合物注入器508设置在vscr催化器505的下游,并被配置成在排气进入氧化催化器110之前选择性地将(例如,由还原剂引入组件114提供的)碳氢化合物引入排气中。在一些实施例中,附加的no
x
传感器、氨传感器、温度传感器、no
x
与氨组合传感器和/或任何其他传感器可以设置在vscr催化器505和scr催化器150之间(例如,在vscr 505下游的入口导管102中)。从这些传感器接收的信息可用于控制由还原剂注入器156引入排气中的还原剂的量。
90.图6是根据一个实施例的后处理系统600的示意图。后处理系统600类似于后处理系统500,并且包括壳体670,在壳体670内设置有氧化催化器110、过滤器120(例如,催化过滤器)、混合器130、scr催化器150和氨氧化催化器160。然而,与后处理系统500不同,vscr催化器605也设置壳体670内,在氧化催化器110上游。上游还原剂注入器606联接到vscr催化器605上游的入口导管,并被配置成将还原剂引入vscr催化器605上游的排气中。将还原剂引入过滤器120的上游可减少由后处理系统600排放的颗粒物质的量。上游混合器630设置在vscr催化器605和氧化催化器110之间。碳氢化合物注入器608联接到上游混合器630并被
配置成将碳氢化合物引入排气中。上游混合器630在排气被传送到氧化催化器110之前促进碳氢化合物与排气的混合。在一些实施例中,附加的no
x
传感器、氨传感器、温度传感器、no
x
与氨组合传感器、和/或任何其他传感器可以设置在vscr催化器605和scr催化器150之间。从这些传感器接收的信息可用于控制由还原剂注入器156引入排气中的还原剂的量。
91.图7-图10是根据一个实施例的用于处理排气(例如,柴油气体)的成分的后处理系统700的各种视图。后处理系统700包括壳体770,该壳体770限定第一内部容积772和与第一内部容积流体隔离的第二内部容积774。例如,板773可沿壳体770的长轴线(major axis)延伸并将壳体770分成第一内部容积772和第二内部容积774。安装支架790或其他安装特征可被设置在壳体770上,以允许壳体770安装在结构(例如,交通工具底盘)上。后处理系统700包括设置在壳体770内的第一后处理支路710'、第二后处理支路750'和分解管780。
92.第一后处理支路710'例如在平行于壳体770的短轴线(minor axis)的方向上从第一内部容积772延伸到第二内部容积774。例如,第一后处理支路710'可以沿着壳体770的最短尺寸延伸。对应的开口可以限定在板773中,以允许第一后处理支路710'从第一内部容积772到第二内部容积774。附加板也可平行于板773设置,并可用作支架以支撑第一后处理支路710'、第二后处理支路750'和分解管780。
93.第一后处理支路710'包括沿第一轴线a
l1
延伸的氧化催化器710,第一轴线a
l1
可以平行于壳体770的短轴线。氧化催化器710被配置成经由流体联接到氧化催化器710的入口管道702接收排气的至少一部分。氧化催化器710可以具有在300mm至350mm(包括300mm和350mm)范围内的直径,和在90mm至110mm(包括90mm和110mm)范围内的长度。在一些实施例中,入口导管702包括入口锥704,入口锥704具有从入口导管702的上游端到下游端不断扩展的横截面。入口锥704的下游端联接到第一后处理支路710'。入口锥704可用作扩散器,以降低排气的流速并使排气流经过氧化催化器710的面扩散。
94.过滤器720(例如,柴油颗粒过滤器)设置在氧化催化器710的下游并与氧化催化器710轴向对准。过滤器720的出口722设置在第二内部容积774内,并被配置成在排气通过第一后处理支路710'之后将排气排放到第二内部容积774中。如图7和图9-图10所示,过滤器720的出口722可包括多个周向狭缝,该多个周向狭缝被限定在过滤器的壳体中在过滤器的壳体的端部处,该过滤器的壳体的端部位于第二内部容积774中。排气在第一方向上流过第一后处理支路710'并被释放到第二内部容积774中。过滤器720可以具有在300mm至350mm(包括300mm和350mm)范围内的直径和在150mm至200mm(包括150mm和200mm)范围内的长度。
95.第二后处理支路750'包括至少一个scr催化器,该至少一个scr催化器设置在至少第一内部容积中,并沿平行于第一轴线并相对于第一轴线偏移的第二轴线延伸,使得该至少一个scr催化器的入口设置在第一内部容积772中。例如,如图7-图8所示,第二后处理支路750'包括第一scr催化器750a和第二scr催化器750b。第一scr催化器750a沿第一scr轴线a
scr1
延伸,并且第二scr催化器750b沿第二scr轴线a
scr2
延伸,它们彼此平行,并且也平行于第一轴线a
l1
。第一scr轴线a
scr1
以及第二scr轴线a
scr2
可以沿竖直平面彼此对准。在一些实施例中,第一scr催化器750a和第二scr催化器750b中的每一个具有在250mm至300mm(包括250mm和300mm)范围内的直径和在220mm至260mm(包括220mm和260mm)范围内的长度。
96.分解管780沿平行于第一轴线a
l2
、第一scr轴线a
scr1
和第二scr轴线a
scr2
并相对于第一轴线a
l2
、第一scr轴线a
scr1
和第二scr轴线a
scr2
偏移的轴线从第二内部容积774延伸到
第一内部容积772。在图7-图10的特定实施例中,分解管780垂直地设置在第一后处理支路710'的上方,但也可以位于任何其他合适的位置。分解管780的入口782设置在第二内部容积774中,使得分解管780被配置成接收被排放到第二内部容积774中的排气,并将排气从第二内部容积774传送到第一内部容积中的scr催化器750a和750b的入口。还原剂注入入口被限定在分解管780的入口782附近,并被配置成允许还原剂被注入到分解管782中。还原剂注入器756在分解管780的入口782附近被安装在分解管780上,并且被配置成经由还原剂注入入口将还原剂引入到分解管780中。
97.在一些实施例中,分解管780的入口782以垂直于分解管780的轴线的角度定向,并位于过滤器720的出口722附近。在一些实施例中,分解管780的入口782包括平端面783,还原剂注入器756安装在平端面783上。多个孔785被限定为在分解管780的入口782处穿过分解管780的壁,并被配置成允许排气进入分解管780。
98.后处理系统700还包括scr入口气室784,scr入口气室784设置在第一内部容积772中并流体联接到两个scr催化器750和750b中的每一个的相应的入口。分解管780的出口流体联接到scr入口气室784。分解管780接收来自第二内部容积774的排气,并在基本上与第一方向相反的第二方向(例如,第二方向以相对于第一方向180+10度的角度定向)上将排气传送到scr入口气室784。scr入口气室784被配置成将在其中流动的排气重定向成朝向两个scr催化器750a和750b中的每一个的相应入口,使得排气在第三方向上流过第二后处理支路750'。第三方向基本上与第二方向相反,即在与第一方向相同的方向上。scr出口气室786设置在第二内部容积774中,并联接到两个scr催化器750a和750b中的每一个的相应出口。scr出口气室786限定了出口导管788,出口导管788延伸穿过壳体770的侧壁,并将经处理的排气排放到环境中。
99.图11-图14是根据一个实施例的用于处理排气(例如,柴油气体)的成分的后处理系统800的各种视图。后处理系统800包括壳体870,壳体870限定第一内部容积872和与第一内部容积872流体隔离第二内部容积874。例如,板873可沿壳体870的长轴线延伸并将壳体870分成第一内部容积872和第二内部容积874。安装支架890或其他安装特征可以被设置在壳体870上,以允许壳体870安装在结构(例如,交通工具底盘)上。后处理系统800包括设置在壳体870内的第一后处理支路810'、第二后处理支路850'和分解管880。
100.第一后处理支路810'在平行于壳体870的短轴线的方向上从第一内部容积872延伸到第二内部容积874。例如,第一后处理支路810'可以沿壳体870的最短尺寸延伸。对应的开口可以被限定在板873中,以允许第一后处理支路810'从第一内部容积872延伸到第二内部容积874。附加板也可平行于板873设置,并可用作支架以支撑第一后处理支路810'、第二后处理支路850'和分解管880。
101.第一后处理支路810'包括沿第一轴线a
l1
延伸的氧化催化器810,第一轴线a
l1
可以平行于壳体870的短轴线。氧化催化器810被配置成经由流体联接到氧化催化器810的入口导管802接收排气的至少一部分。氧化催化器810可以具有在300mm至350mm(包括300mm和350mm)范围内的直径和在90mm至110mm(包括90mm和110mm)范围内的长度。在一些实施例中,入口导管802包括入口锥804,入口锥804具有从入口导管802的上游端到下游端不断扩展的横截面,如关于入口导管702所述的。
102.过滤器820(例如,柴油颗粒过滤器)设置在氧化催化器810的下游并与氧化催化器
910轴向对准。过滤器820的出口822设置在第二内部容积874内,并被配置成在排气通过第一后处理支路810'之后将排气排放到第二内部容积874中。过滤器820的出口822包括多个周向狭缝,该多个周向狭缝被限定在过滤器820的壳体中,在该过滤器820的壳体的端部处,该过滤器820的壳体的端部位于第二内部容积874中。排气在第一方向上流过第一后处理支路810'并被释放到第二内部容积874中。过滤器920可以具有在300mm至350mm(包括300mm和350mm)范围内的直径和在150mm至200mm(包括150mm和200mm)范围内的长度。
103.第二后处理支路850'包括三个scr催化器850a、850b、和850c。三个scr催化器850a、850b、850c中的第一scr催化器850a平行于三个scr催化器850a、850b、850c中的第二scr催化器850b。此外,三个scr催化器850a、850b、850c中的第三scr催化器850c平行于第二scr催化器850b设置。第一scr催化器850a沿第一scr轴线a
scr1
延伸,第二scr催化器850b沿第二轴线a
scr2
延伸,并且第三scr催化器850c沿第三scr轴线a
scr3
延伸,它们中的每一个都平行于第一轴线a
l1
。三个scr催化器中的每一个可以具有在200mm至250mm(包括200mm至250mm)范围内的直径和在200mm至230mm(包括200mm至230mm)范围内的长度。
104.分解管880沿平行于第一轴线a
l2
、第一scr轴线a
scr1
、第二scr轴线a
scr2
、和第三scr轴线a
scr3
中的每一个并相对于第一轴线a
l2
、第一scr轴线a
scr1
、第二scr轴线a
scr2
、和第三scr轴线a
scr3
中的每一个偏移的轴线从第二内部容积874延伸到第一内部容积872。如图13-图14所示,分解管880的入口882设置在第二内部容积874中,使得分解管880被配置成接收被排放到第二内部容积874中的排气,并将排气从第二内部容积874传送到第一内部容积中的scr催化器850a/850b/850c的入口。还原剂注入入口限定在分解管880的入口882附近,并被配置成允许还原剂注入到分解管882中。还原剂注入器856安装在分解管880上,在分解管880的入口882附近,并且被配置成经由还原剂注入入口将还原剂引入分解管880。
105.在一些实施例中,分解管880的入口882以垂直于分解管880的轴线的角度定向,并位于过滤器820的出口822附近。分解管880的入口882包括平端面883,还原剂注入器856安装在平端面883上。多个孔885被限定为在分解管880的入口882处穿过分解管880的壁,并被配置成允许排气进入分解管880。分解管880被设置在壳体870的中心部分附近,使得分解管880被三个scr催化器850a/850b/850c和第一后处理支路810'包围。
106.后处理系统800还包括scr入口气室884,该scr入口气室884设置在第一内部容积872中并流体联接到第一scr催化器850a、第二scr催化器850b、和第三scr催化器850c中的每一个的相应入口。分解管880的出口流体联接到scr入口气室884。分解管880接收来自第二内部容积874的排气,并在基本上与第一方向相反的第二方向上将排气传送到scr入口气室884。scr入口气室884被配置成将在其中流动的排气重定向成朝向两个scr催化器850a和850b中的每一个的相应入口,使得排气在第三方向上流过第二后处理支路850'。第三方向与第二方向相反,即在与第一方向相同的方向上。
107.scr出口气室886设置在第二内部容积874中并联接到第一scr催化器850a、第二scr催化器850b、和第三scr催化器850c中的每一个的相应出口。scr出口气室886限定出口889,出口889流体联接到第一内部容积872并被配置成将经处理的排气释放到第一内部容积872中。出口导管888联接到壳体870的形成第一内部容积872的侧壁,并被配置成将经由scr出口气室886传送到第一内部容积872中的经处理的排气排出到环境中。在scr出口气室886的与第一scr催化器850a、第二scr催化器850b和第三scr催化器850c各自的轴线a
scr1
、ascr2
、和a
scr3
垂直的侧壁中限定凹槽891。分解管880的入口882的一部分设置在凹槽891中。
108.图15-图18是根据另一实施例的用于处理排气(例如,柴油气体)的成分的后处理系统900的各种视图。后处理系统900包括壳体970,壳体970限定第一内部容积972和与第一内部容积972流体隔离的第二内部容积974。例如,板973可沿壳体970的长轴线延伸并将壳体970分成第一内部容积972和第二内部容积974。安装支架990或其他安装特征可以被提供在壳体970上,以允许壳体970安装在结构(例如,交通工具底盘)上。后处理系统900包括设置在壳体970内的第一后处理支路910'、第二后处理支路950'和分解管980。
109.第一后处理支路910'在平行于壳体970的短轴线的方向上从第一内部容积972延伸到第二内部容积974。例如,第一后处理支路910'可以沿壳体970的最短尺寸延伸。对应的开口可以被限定在板973中,以允许第一后处理支路910'从第一内部容积972延伸到第二内部容积974。附加板也可平行于板973设置,并可用作支架以支撑第一后处理支路910'、第二后处理支路950'和分解管980。
110.第一后处理支路910'包括沿第一轴线a
l1
延伸的氧化催化器910,第一轴线a
l1
可以平行于壳体970的短轴线。氧化催化器910被配置成经由流体联接到氧化催化器910的入口导管902接收排气的至少一部分。氧化催化器910可以具有在300mm至350mm(包括300mm和350mm)范围内的直径和在150mm至200mm(包括150mm和200mm)范围内的长度。在一些实施例中,入口导管902包括入口锥904,入口锥904具有从入口导管902的上游端到下游端不断扩展的横截面,如关于入口导管702、802所述的。
111.过滤器920(例如,柴油颗粒过滤器)被设置在氧化催化器910的下游并与氧化催化器910轴向对准。过滤器920的出口922设置在第二内部容积974内,并被配置成在排气通过第一后处理支路910'之后将排气排放到第二内部容积974中。过滤器920的出口922包括多个周向狭缝,该多个周向狭缝被限定在过滤器920的壳体中,在过滤器920的壳体的端部处,该过滤器920的壳体的端部位于第二内部容积974中。排气在第一方向上流过第一后处理支路910'并被释放到第二内部容积974中。过滤器920可以具有在300mm至350mm(包括300mm和350mm)范围内的直径和在150mm至200mm(包括150mm和200mm)范围内的长度。
112.第二后处理支路950'包括两个scr催化器,第一scr催化器950a和第二scr催化器950b,它们被设置成与彼此以及第一轴线a
l1
平行并相对于彼此以及第一轴线a
l1
偏移。从第一轴线a
l1
到第一scr催化器950a的第一scr轴线a
scr1
的第一线性距离d1基本上等于从第一轴线a
l1
到第二scr催化器950b的第二scr轴线a
scr2
的第二线性距离d2。第一scr催化器950a和第二scr催化器950b中的每一个可以具有在250mm至300mm(包括250mm和300mm)范围内的直径和在220mm至260mm(包括220mm和260mm)范围内的长度。
113.分解管980沿与第一轴线a
l1
、第一scr轴线a
scr1
和第二scr轴线a
scr2
中的每一个平行并相对于第一轴线a
l1
、第一scr轴线a
scr1
和第二scr轴线a
scr2
中的每一个偏移的轴线从第二内部容积974延伸到第一内部容积972。如图16所示,从第一轴线a
l1
到分解管980的轴线的线性距离d3大于第一线性距离d1和第二线性距离d2。换句话说,分解管980相对于第一scr催化器950a和第二scr催化器950b位于离第一后处理支路910'更远的距离处。
114.分解管980的入口982设置在第二内部容积974中,使得分解管980被配置成接收被排放到第二内部容积974中的排气,并将排气从第二内部容积974传送到第一内部容积中的scr催化器950a和950b的入口。在一些实施例中,分解管980的入口982以垂直于分解管980
的轴线的角度定向,使得分解管980形成弯管。入口982位于过滤器920的出口922附近。还原剂注入入口被限定在分解管980的入口982附近,并被配置成允许还原剂注入到分解管982中。还原剂注入器956在分解管980的入口982附近被安装在分解管980上,并且被配置成经由还原剂注入入口将还原剂引入分解管980。例如,还原剂注入器956可以安装在入口982下游的分解管980中限定的弯曲部处。
115.后处理系统900还包括scr入口气室984,scr入口气室984设置在第一内部容积972中并流体联接到第一scr催化器950a和第二scr催化器950b中的每一个的相应入口。分解管880的出口流体联接到scr入口气室984。分解管980接收来自第二内部容积974的排气,并在基本上与第一方向相反的第二方向上将排气传送到scr入口气室984。scr入口气室984被配置成将在其中流动的排气重定向成朝向两个scr催化器950a和950b中的每一个的相应入口,使得排气在第三方向上流过第二后处理支路950'。第三方向与第二方向相反,即第三方向在与第一方向相同的方向上。
116.scr出口气室986设置在第二内部容积974中并联接到scr催化器950a和950b中的每一个的相应出口。scr出口气室985限定出口989,出口989流体联接到第一内部容积972并被配置成将经处理的排气释放到第一内部容积972中。出口导管988联接到壳体970的形成第一内部容积972的侧壁,并被配置成将经由scr出口气室986传送到第一内部容积972中的经处理的排气排出到环境中。在scr出口气室986的与两个scr催化器950a和950b各自的第一scr轴线a
scr1
和第二scr轴线a
scr2
垂直的侧壁中限定凹槽991。分解管980的入口982的一部分设置在凹槽991中。
117.图19-图20示出了根据一个实施例的后处理系统1000的不同视图。后处理系统1000包括壳体1070,在壳体1070内设置氧化催化器1010、过滤器1020、第一scr催化器1050a和第二scr催化器1050b。壳体1070可以被分成两个或更多个内部容积,这些内部容积可以彼此流体隔离。氧化催化器1010沿第一轴线a
l1
延伸,第一轴线a
l1
平行于壳体1070的长轴线(例如,该长轴线沿着壳体1070的最长尺寸延伸)。入口导管1002流体联接到氧化催化器1010,并被配置成将排气传送到氧化催化器1010。过滤器1020沿第二轴线a
l2
延伸,第二轴线a
l2
与第一轴线a
l1
平行并相对于第一轴线a
l1
水平偏移。与后处理系统700、800、和900不同,第一scr催化器1050a和第二scr催化器1050b分别沿垂直于第一轴线a
l1
和第二轴线a
l2
的第一scr轴线a
scr1
和第二scr轴线a
scr2
延伸。例如,第一scr轴线a
scr1
和第二scr轴线a
scr2
可以平行于壳体1070的短轴线(例如,沿壳体1070的最短尺寸延伸)。分解管1080可以设置在平行于第一scr轴线a
scr1
和第二scr轴线a
scr2
的方向上,并且被配置成将排气从过滤器1020传送到第一scr催化器1050a和第二scr催化器1050b。
118.图21-图24是根据又一实施例的用于处理排气(例如,柴油气体)的成分的后处理系统1100的各种视图。后处理系统1100包括壳体1170,壳体1170限定第一内部容积1172和与第一内部容积1172流体隔离的第二内部容积1174。例如,板1173可沿壳体1170的长轴线延伸并将壳体1170分成第一内部容积1172和第二内部容积1174。在其它实施例中,内部壳体可设置在壳体1170内并限定与壳体1170的内部容积隔离的内部壳体内部容积。安装支架1190或其他安装特征可设置在壳体1170上,以允许壳体1170安装在结构(例如,交通工具底盘)上。后处理系统1100包括设置在壳体1170内的第一后处理支路1110'、第二后处理支路1150'和分解管1180。
119.第一后处理支路1110'在平行于壳体1170的短轴线的方向上从第一内部容积1172延伸到第二内部容积1174。例如,第一后处理支路1110'可以沿壳体1170的最短尺寸延伸。对应的开口可以限定在板1173中,以允许第一后处理支路1110'从第一内部容积1172延伸到第二内部容积1174。附加板也可平行于板1173设置,并可用作支架以支撑第一后处理支路1110'、第二后处理支路1150'和分解管1180。
120.第一后处理支路1110'从第一内部容积延伸到第二内部容积,并包括沿平行于壳体1170的短轴线的第一轴线a
l1
延伸的第一段和沿平行于第一轴线a
l1
的第二轴线a
l2
延伸的第二段。第一段包括第一氧化催化器1110a和第一过滤器1120a,第一过滤器1120a设置在第一氧化催化器1110a的下游并与第一氧化催化器1110a轴向对准。第一过滤器1120a的出口设置在第二内部容积中。第二段包括平行于第一氧化催化器1110a设置并与第一氧化催化器1110a水平对准的第二氧化催化器1110b。第二过滤器1120b设置在第二氧化催化器1110b的下游并与第二氧化催化器1110b轴向对准。第一氧化催化器1110a和第二氧化催化器1110b中的每一个可以具有在240mm至280mm(包括240mm和280mm)范围内的直径和在70mm至120mm(包括70mm和120mm)范围内的长度。此外,第一过滤器1120a和第二过滤器1120b中的每一个可以具有在240mm至280mm(包括240mm和280mm)范围内的直径和在110mm至150mm(包括110mm和150mm)范围内的长度。
121.第一后处理支路入口气室1106设置在第一内部容积1172中。第一后处理支路入口气室1106联接到第一氧化催化器1110a和第二氧化催化器1110b中的每一个的入口,并且联接到入口导管1102。第一后处理支路入口气室1106被配置成将排气的第一部分传送到第一氧化催化器1110a,并将排气的第二部分传送到第二氧化催化器1110b。在一些实施例中,入口导管1102包括入口锥1104,入口锥1104具有从入口导管1102的上游端到下游端的不断扩展的横截面,如关于入口导管702、802、902所述的。
122.第一过滤器1120a被配置成经由第一过滤器出口1122a排放排气的第一部分,并且第二过滤器1120b被配置成经由第二过滤器出口1122b将排气的第二部分排放到第二内部容积中。第一过滤器出口1122a和第二过滤器出口1122b中的每一个包括多个周向狭缝,该多个周向狭缝限定在过滤器1120a和1120b的相应壳体中,在该相应的壳体的端部处,该相应的壳体的端部位于第二内部容积1174中。排气在第一方向上流过第一后处理支路1110',并被释放到第二内部容积1174中。
123.第二后处理支路1150'包括两个scr催化器:沿第一scr轴线a
scr1
延伸的第一scr催化器1150a以及沿第二scr轴线a
scr2
延伸的第二scr催化器1150b。第一scr催化器1150a和第二scr催化器1150b彼此平行地设置并且彼此水平对准。在一些实施例中,第一scr催化器1150a被设置成平行于第一氧化催化器1110a并与第一氧化催化器1110a竖直对准。此外,第二scr催化器1150b被设置成平行于第二氧化催化器1110b且与第二氧化催化器1110b竖直对准。scr催化器1150a和1150b中的每一个可以具有在240mm至280mm(包括240mm和280mm)范围内的直径和在220mm至260mm(包括220mm和260mm)范围内的长度。
124.分解管1180被设置在壳体1170内从第二内部容积1174到第一内部容积1172,并沿平行于第一轴线a
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、第二轴线a
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、第一scr轴线a
scr1
和第二scr轴线a
scr2
中的每一个并相对于第一轴线a
l1
、第二轴线a
l2
、第一scr轴线a
scr1
和第二scr轴线a
scr2
中的每一个偏移的轴线延伸。分解管1180的入口设置在第二内部容积1174中,并被配置成接收来自第二内部容积
的排气的第一部分和第二部分中的每一个,且将来自第二内部容积1174的排气传送到第一内部容积中的scr催化器1150a和1150b的入口。分解管1180的入口可位于过滤器1020a和1020b各自的出口1022a和1022b附近。还原剂注入入口限定在分解管1180的入口1182附近,并被配置成允许还原剂注入到分解管1182中。还原剂注入器1156在分解管1180的入口附近被安装在分解管1180上,并被配置成经由还原剂注入入口将还原剂引入分解管1180中。如图21-图22所示,分解管1180被设置成在壳体1170的中心部分附近,使得分解管1180被第一后处理支路1110'和第二后处理支路1150'包围。
125.后处理系统1100还包括scr入口气室1184,scr入口气室1184设置在第一内部容积1172中并流体联接到第一scr催化器1150a和第二scr催化器1150b中的每一个的相应入口。scr入口气室1184被配置成将在其中流动的排气重定向成朝向两个scr催化器1150a和1150b中的每一个的相应入口。分解管1180的出口流体联接到scr入口气室1184。分解管1180接收来自第二内部容积1174的排气,并在基本上与第一方向相反的第二方向上将排气传送到scr入口气室1184。scr入口气室1184被配置成将在其中流动的排气重定向成朝向两个scr催化器1150a和1150b中的每一个的相应入口,使得排气在第三方向上流过第二后处理支路1150'。第三方向与第二方向相反,即第三方向在与第一方向相同的方向上。
126.scr出口气室1186设置在第二内部容积1174中,并联接到scr催化器1150a和1150b中的每一个的相应出口。scr出口气室1186可以限定出口,该出口流体联接到第一内部容积1172并被配置成将经处理的排气释放到第一内部容积1172中。出口导管1188联接到形成第一内部容积1172的壳体1170的侧壁,并被配置成将经由scr出口气室1186传送到第一内部容积1172中的经处理的排气排出到环境中。
127.图25-图36是根据又一实施例的用于处理排气(例如,柴油气体)的成分的后处理系统1200的各种视图。后处理系统1200包括壳体1270,该壳体1270限定第一内部容积1272和与第一内部容积1272流体隔离的第二内部容积1274。例如,板1273可沿壳体1270的长轴线延伸,并将壳体1270分成第一内部容积1272和第二内部容积1274。在其它实施例中,内部壳体可设置在壳体1270内,并限定与壳体1270的内部容积隔离的内部壳体内部容积。安装支架1290或其他安装特征可以被设置在壳体1270上,以允许壳体1270安装在结构(例如,交通工具底盘)上。后处理系统1200包括设置在壳体1270内的第一后处理支路1210'、第二后处理支路1220'、第三后处理支路1250'和分解管1280。
128.第一后处理支路1210'在平行于壳体1270的短轴线的方向上从第一内部容积1272延伸到第二内部容积1274。例如,第一后处理支路1210'可以沿壳体1270的最短尺寸延伸。对应的开口可以被限定在板1273中,以允许第一后处理支路1210'从第一内部容积1272延伸到第二内部容积1274。附加板也可平行于板1273设置,并可用作支架以支撑第一后处理支路1210'、第二后处理支路1220'、第三后处理支路1250'、和分解管1280。
129.如图29和图33所示,第一后处理支路1210'包括沿平行于壳体1270的短轴线的第一轴线a
l1
延伸的温度控制后处理部件1209。第一后处理支路1210'被配置成经由流体联接到温度控制后处理部件1209的入口导管1202接收排气。在一些实施例中,入口导管1202包括入口锥1204,入口锥1204具有从入口导管1202的上游端到下游端的不断扩展的横截面,如关于入口导管702、802、902、1102所述的。
130.氧化催化器1210设置在温度控制后处理部件1209的下游并与第一氧化催化器
1210轴向对准。在一些实施例中,碳氢化合物注入器1218设置在第一后处理支路1210'上,在温度控制后处理部件1209和氧化催化器1210之间。碳氢化合物注入器1218安装在碳氢化合物注入入口1207上(图33),并被配置成在氧化催化器1210催化碳氢化合物燃烧时,将碳氢化合物引入排气中以提高排气的温度(例如,从而再生下游过滤器1220或scr催化器1150a和1150b)。氧化催化器1210的出口设置在第二内部容积1274中。温度控制后处理部件1209和氧化催化器1210中的每一个可以具有在250mm至300mm(包括250mm和300mm)范围内的直径和在130mm至170mm(包括130mm和170mm)范围内的长度。
131.在一些实施例中,温度控制后处理组件1209可以包括vscr催化器。vscr催化器可以被配置成在还原剂存在的情况下在放热反应中催化对排气的成分(例如,no
x
气体)的分解,放热反应会提高排气的温度。这在后处理系统1200的冷启动操作期间可能是有益的,因为排气的温度在通过vscr之后可能增加,从而导致下游氧化催化器1210和scr催化器1250a和1250b的温度增加。在这些实施例中,混合管1201可以设置在入口导管1202的上游。第一还原剂注入器1206可以设置在混合管1201上,例如,在混合管1201的与联接到入口导管1202的端部相对的端部处,并且被配置成将还原剂引入排气中。混合管1201可以具有足够的长度或包括内部结构(例如,挡板、脉管、叶片等)以促进还原剂与排气的混合。在其他实施例中,温度控制后处理部件1209可包括加热器(例如,10kw电加热器),该加热器被配置成选择性地加热流入氧化催化器1210中的排气。在这些实施例中,可以不包括混合管1201和第一还原剂注入器1206。
132.第二后处理支路1220'从第二内部容积1274延伸到第一内部容积1272,平行于第一后处理支路1210',并与第一后处理支路1210'水平对准。第二后处理支路包括平行于氧化催化器1210设置并沿第二轴线a
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延伸的过滤器1220,第二轴线a
l2
平行于第一轴线a
l1
并相对于第一轴线a
l1
偏移。过滤器1220被配置成通过第二内部容积1274接收来自氧化催化器1210的排气。过滤器1220的出口设置在第一内部容积1272内,并被配置成在排气通过过滤器1220之后将排气排放到第一内部容积1272中。过滤器可以具有在250mm至300mm(包括250mm和300mm)范围内的直径和在220mm至280mm(包括220mm和280mm)范围内的长度。后处理系统1200包括将氧化催化器1210的出口流体联接到过滤器1220的入口的过渡气室1208。排气在第一方向上流过第一后处理支路1210',且然后在与第一方向相反的第二方向上流过第二后处理支路1220'。
133.第三后处理支路1250'包括两个scr催化器:沿第一scr轴线a
scr1
延伸的第一scr催化器1250a以及沿第二scr轴线a
scr2
延伸的第二scr催化器1250b。第一scr催化器1250a和第二scr催化器1250b相对于彼此偏移地平行设置。在一些实施例中,第一scr催化器1250a被设置成平行于第一后处理支路1210'。此外,第二催化器1250b被设置成平行于第二后处理支路1220'。scr催化器1250a和1250b中的每一个可以具有在250mm至300mm(包括250mm和300mm)范围内的直径和在220mm至260mm(包括20mm和260mm)范围内的长度。
134.分解管1280设置在壳体1270内,并沿与第一轴线a
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、第二轴线a
l2
、第一scr轴线a
scr1
、和第二scr轴线a
scr2
中的每一个平行并相对于第一轴线a
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、第二轴线a
l2
、第一scr轴线a
scr1
、和第二scr轴线a
scr2
中的每一个偏移的轴线从第一内部容积1272延伸到第二内部容积1274。如图30-图31所示,分解管1280的入口设置在第一内部容积1272中,并被配置成接收来自第一内部容积1272的排气,且将来自第一内部容积1272的排气传送到第一内部容积
1272中的scr催化器1250a和1250b的入口。分解管1280的入口1282可位于过滤器1220的出口1222附近。还原剂注入入口1255(图30)被限定在壳体1270的在分解管1280的入口1282附近的壁上,并被配置成允许还原剂注入到在分解管1282的入口1282附近的第一内部容积1272中。第二还原剂注入器1256安装在壳体1270的壁上,并被配置成经由还原剂注入入口1255将还原剂引入到第一内部容积1272中。还原剂可以在被抽吸到分解管的入口1282之前与排气在第一内部容积内混合。如图25-图26所示,分解管1280被设置在壳体1270的中心部分附近,使得分解管1280被第一后处理支路1210'、第二后处理支路1220'和第三后处理支路1250'包围。
135.后处理系统1200还包括scr入口气室1284,该scr入口气室1284设置在第二内部容积1272中并流体联接到第一scr催化器1250a和第二scr催化器1250b中的每一个的相应入口。scr入口气室1284被配置成将在其中流动的排气重定向成朝向两个scr催化器1250a和1250b中的每一个的相应入口。分解管1280的出口流体联接到scr入口气室1284。分解管1280接收来自第二内部容积1274的排气,并在基本上与第二方向相反但与第一方向相同的第二方向上将排气传送到scr入口气室1284。scr入口气室1284被配置成将在其中流动的排气重定向成朝向第一scr催化器1250a和第二scr催化器1250b中的每一个的相应入口,使得排气在第四方向上流过第三后处理支路1250'。第四方向与第三方向和第一方向相反,即,第四方向在与第二方向相同的方向上。
136.scr出口气室1286设置在第二内部容积1274中并联接到scr催化器1250a和1250b中的每一个的相应出口。scr出口气室1286可以限定出口,该出口被配置成将排气排放到第二内部容积1274中。出口导管1288联接到壳体1270的形成第二内部容积1274的侧壁,并被配置成将经由scr出口气室1286传送到第二内部容积1274中的经处理的排气排出到环境中。
137.应注意,如本文用于描述各种实施例的术语“示例”意图指示,这些实施例是可能的实施例的可能的示例、代表和/或例证(并且这些术语不意图意味着这些实施例必须是特别的或极好的示例)。
138.本文使用的术语“联接”以及类似术语是指两个构件直接或间接地彼此连结。这种连结可以是固定的(例如,永久的)或可移动的(例如,可移除的或可释放的)。这种连结可以通过两个构件或两个构件和任何附加的中间构件彼此一体形成为单个整体来实现,或者通过两个构件或两个构件和任何附加的中间构件彼此附接来实现。
139.如本文所用,术语“大约”通常指所述值的正负10%。例如,大约0.5将包括0.45和0.55,大约10将包括9至11,大约1000将包括900至1100。
140.重点注意的是,各种示例性实施例的构造和布置仅仅是说明性的。虽然在本公开中只详细描述了几个实施例,但阅读本公开的本领域技术人员将容易认识到,在实质上不偏离本文所描述的主题的新颖性教导和优点的情况下很多修改(例如,在各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、材料的使用、颜色、定向等方面的变化)是可能的。此外,应当理解,如本领域中的普通技术人员应理解的,来自本文公开的一个实施例的特征可以与本文公开的其它实施例的特征组合。也可在各种示例性实施例的设计、操作条件和布置方面做出其它替代、修改、变化和省略,而不偏离本发明的范围。
141.虽然本说明书包含很多特定的实现细节,但这些不应被解释为对任何发明点或可
被要求保护内容的范围的限制,而是解释为特定发明点的特定实现方式所特有的特征的描述。本说明书在单独实现方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实现方式中组合实现。相反,在单个实现方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实现方式中单独实现或在任何合适的子组合中实现。此外,尽管上述特征可以描述为在某些组合中起作用,且甚至最初是这样要求保护的,但在某些情况下,来自要求保护的组合的一个或更多个特征可以从该组合中删除,并且所要求保护的组合可以指向子组合或子组合的变型。
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