一种降低N2O排放的氨柴后处理系统、方法及车辆与流程

本发明涉及车辆后处理系统领域，具体涉及一种降低n2o排放的氨柴后处理系统、方法及车辆。

背景技术：

1、目前，氨柴发动机在燃烧时，尾气中存在大量未燃烧的nh3和nox以及n2o。采用正常的国六后处理路线，当未燃烧的nh3流经普通柴油doc时，会造成大量的n2o生成，而n2o是一种及其稳定的温室气体，很难在500度以下，通过催化剂去除，容易造成尾气超标。

技术实现思路

1、本技术提供一种降低n2o排放的氨柴后处理系统、方法及车辆，由于n2o在高温高压下可以分解出氧气(1moln2o分解成0.5mol氧气)，而发动机缸体内可以提供高温高压的条件，因此通过将未燃烧的nh3利用强氧化性柴油氧化催化器氧化成n2o，然后直接部分通入到发动机燃烧室进行燃烧，不仅提升了发动机的功率，也降低n2o的排放，经济性更好，可以解决相关技术中未燃烧的nh3流经普通柴油doc时，会造成大量的n2o生成，容易造成尾气超标的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种降低n2o排放的氨柴后处理系统，其包括：发动机；第一处理路线，其连接于所述发动机的出口，所述第一处理路线通往外界；第二处理路线，其连接于所述发动机的出口，所述第二处理路线包括用于将nh3氧化成n2o的强氧化性柴油氧化催化器，所述强氧化性柴油氧化催化器通过废气再循环管路连接于所述发动机的进口。由于n2o在高温高压下可以分解出氧气，而发动机缸体内可以提供高温高压的条件，因此通过将未燃烧的nh3利用强氧化性柴油氧化催化器氧化成n2o，然后直接部分通入到发动机燃烧室进行燃烧，不仅提升了发动机的功率，也降低n2o的排放，经济性更好。

3、结合第一方面，在一种实施方式中，所述氨柴后处理系统还包括控制装置，所述控制装置连接所述发动机的出口，所述控制装置用于当所述发动机处于纯柴油燃烧模式时，控制尾气进入所述第一处理路线；当所述发动机处于氨柴掺烧模式时，控制尾气进入所述第二处理路线，并控制反应后的气体进入所述发动机的燃烧室。通过设置控制装置，实现了纯柴油燃烧模式与氨柴掺烧模式的切换控制，当发动机处于纯柴油燃烧模式时，采用常用路线(第一处理路线)处理尾气，当发动机处于氨柴掺烧模式时，也就是掺nh3燃烧时，引入egr回路(第二处理路线)反应未反应的nh3，并控制反应后的气体进入发动机的燃烧室，同时控制系统调整喷入的nh3的量以及柴油的量，进行提升经济性。由于n2o在高温高压下可以分解出氧气，而发动机缸体内可以提供高温高压的条件，因此通过将未燃烧的nh3利用强氧化性柴油氧化催化器氧化成n2o，然后直接部分通入到发动机燃烧室进行燃烧，不仅提升了发动机的功率，也降低了n2o的排放，经济性更好。

4、结合第一方面，在一种实施方式中，所述控制装置连接所述发动机的进口，用于控制喷入所述发动机的nh3的量和柴油的量。通过将控制装置连接发动机，根据尾气中检测的nh3的量，利用控制装置控制喷入发动机的nh3的量和柴油的量，整体提升发动机的功率，减少发动机的油耗，进一步提升发动机的经济性。

5、结合第一方面，在一种实施方式中，所述发动机的出口设置有nh3传感器检测点。nh3传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(sno2)，当传感器所处环境中存在氨气时，传感器的电导率随空气中氨气浓度的增加而增大，使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。通过设置nh3传感器检测点，可以检测发动机尾气中nh3的浓度，根据尾气中nh3的浓度，判断发动机所处的模式，当处于纯柴油燃烧模式时，采用第一处理路线处理尾气，当发动机处于氨柴掺烧模式时，采用第二处理路线反应未反应的nh3，并控制反应后的气体部分进入发动机的燃烧室，通过将未燃烧的nh3利用强氧化性柴油氧化催化器氧化成n2o，然后直接部分通入到发动机燃烧室进行燃烧，不仅提升了发动机的功率，也降低了n2o的排放，同时控制系统调整喷入的nh3的量以及柴油的量，可以减少发动机的油耗，提升发动机的经济性。

6、结合第一方面，在一种实施方式中，所述强氧化性柴油氧化催化器内设有贵金属催化剂。

7、其中，第一处理路线依次设有普通柴油氧化催化器、柴油颗粒补集器、选择性催化还原器、氨气捕捉器，普通柴油氧化催化器主要用于催化氧化废气中的有害排放物并转化成无害的物质；柴油颗粒补集器通过安装各种滤清装置对尾气中的颗粒物进行捕捉、清洁，废气穿过陶瓷网格，颗粒物无法穿过，无法穿过的颗粒物会在再生过程中被燃烧；选择性催化还原器通过喷洒的细小的尿素喷雾，将之与废气混合，在特殊陶瓷催化剂作用下让尿素分解出来的nh3与氮氧化物反应生成氮气和水，降低尾气中的氮氧化物(nox)并提高燃料消耗率；氨气捕捉器一般安在排气装置的最末端，也就是scr装置后面，通过催化氧化作用降低排气中未参与尾气催化而泄露出的氨气。

8、第二方面，本技术实施例提供了一种降低n2o排放的氨柴后处理方法，其包括以下步骤：获取发动机的燃烧模式；根据所述燃烧模式利用第一处理路线处理尾气，或利用第二处理路线的强氧化性柴油氧化催化器将nh3氧化成n2o，并控制反应后的气体通入所述发动机的燃烧室。当发动机处于纯柴油燃烧模式时，采用第一处理路线处理尾气，当发动机处于氨柴掺烧模式时，由于n2o在高温高压下可以分解出氧气(1moln2o分解成.5mol氧气)，而发动机缸体内可以提供高温高压的条件，因此通过将未燃烧的nh3利用强氧化性柴油氧化催化器氧化成n2o，然后直接部分通入到发动机燃烧室进行燃烧，不仅提升了发动机的功率，也降低n2o的排放，经济性更好。

9、结合第二方面，在一种实施方式中，所述氨柴后处理方法还包括：当所述发动机处于纯柴油燃烧模式时，利用控制装置控制尾气进入所述第一处理路线；当所述发动机处于氨柴掺烧模式时，利用所述控制装置控制尾气进入所述第二处理路线，并控制反应后的气体进入所述发动机的燃烧室。通过设置控制装置，实现了纯柴油燃烧模式与氨柴掺烧模式的切换控制，当发动机处于纯柴油燃烧模式时，采用常用路线(第一处理路线)处理尾气，当发动机处于氨柴掺烧模式时，也就是掺nh3燃烧时，引入第二处理路线反应未反应的nh3，并控制反应后的气体进入发动机的燃烧室，同时控制系统调整喷入的nh3的量以及柴油的量，进行提升经济性。

10、结合第二方面，在一种实施方式中，所述氨柴后处理方法还包括：利用所述控制装置控制喷入所述发动机的nh3的量和柴油的量。

11、结合第二方面，在一种实施方式中，所述氨柴后处理方法还包括：利用nh3传感器检测点检测发动机尾气中的氨气含量。

12、结合第二方面，在一种实施方式中，所述利用第二处理路线的强氧化性柴油氧化催化器将nh3氧化成n2o包括：利用o2与nh3反应，并利用贵金属催化剂催化，生成n2o。

13、第三方面，本技术实施例提供了一种车辆，其包括上述的降低n2o排放的氨柴后处理系统，所述n2o排放的氨柴后处理系统包括：发动机；第一处理路线，其连接于所述发动机的出口，所述第一处理路线通往外界；第二处理路线，其连接于所述发动机的出口，所述第二处理路线包括用于将nh3氧化成n2o的强氧化性柴油氧化催化器，所述强氧化性柴油氧化催化器通过废气再循环管路连接于所述发动机的进口。

14、结合第三方面，在一种实施方式中，所述氨柴后处理系统还包括控制装置，所述控制装置连接所述发动机的出口，所述控制装置用于当所述发动机处于纯柴油燃烧模式时，控制尾气进入所述第一处理路线；当所述发动机处于氨柴掺烧模式时，控制尾气进入所述第二处理路线，并控制反应后的气体进入所述发动机的燃烧室。

15、结合第三方面，在一种实施方式中，所述控制装置连接所述发动机的进口，用于控制喷入所述发动机的nh3的量和柴油的量。

16、结合第三方面，在一种实施方式中，所述发动机的出口设置有nh3传感器检测点。

17、结合第三方面，在一种实施方式中，所述强氧化性柴油氧化催化器内设有贵金属催化剂

18、本发明实施例提供的一种降低n2o排放的氨柴后处理系统、方法及车辆的原理为：相关技术中egr回路取气是scr/asc之后，asc可以转化掉大量的nh3，因此n2o产生的量很少，很难提升发动机的功率。本发明可以直接将发动机端未烧干净的nh3直接氧化成n2o，解决掉未反应的nh3，同时生成的大量n2o，通入发动机里面，增大发动机的功率，同时也可以降低n2o的排放；相关技术并没有从控制角度说明，正常的国六系统+回路egr，本发明从控制角度，正常柴油燃烧时，正常路线，而掺nh3燃烧时，引入该egr回路反应未反应的nh3，同时控制系统调整喷入的nh3的量以及柴油的量，进行提升经济性；相关技术中提到的n2o催化剂是采用锰基催化剂使egr回路中的nh3与no2反应，以产生n2o引入发动机，本发明是通过氧化性更强的贵金属催化剂直接用氧气氧化nh3，产生的n2o浓度更高，基本可以完全将nh3氧化完全。

19、具体的，当发动机在正常的柴油燃烧模式时，通过正常的doc+dpf+scr+asc(第一处理路线)进行正常的尾气后处理排放；当燃烧时掺入部分nh3进行燃烧时，通过nh3传感器检测点，检测到doc前端尾气有过高浓度的nh3时，控制器开启路线2的排气旁管(第二处理路线)，或者开启部分旁管(egr)，排气旁管内部涂覆一个高氧化性的doc催化剂，该催化剂将nh3氧化成n2o后，随即引入发动机内，增加氧浓度，促进燃烧室内的燃烧。同时也可以直接降低尾气中nh3和n2o和nox的浓度。该后处理能够兼容纯柴油模式和氨柴掺烧模式。

20、本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

21、本发明实施例提供了一种降低n2o排放的氨柴后处理系统、方法及车辆，由于n2o在高温高压下可以分解出氧气(1moln2o分解成0.5mol氧气)，而发动机缸体内可以提供高温高压的条件，因此通过将未燃烧的nh3利用强氧化性柴油氧化催化器氧化成n2o，然后直接部分通入到发动机燃烧室进行燃烧，不仅提升了发动机的功率，也降低n2o的排放，经济性更好。