發電廠中的排放物的處理的制作方法

本申請大體上涉及燃燒系統的排氣路徑中的排放物的處理，且更具體地，涉及用于更高效地降低來自發電廠中的燃燒排出氣體的諸如氮氧化物(或“NO_x”)的污染物水平的方法和系統。

背景技術：

政府機關持續對來自發電廠的廢氣排放嚴加控制。為了符合這些更嚴格的標準，在更大的程度上依賴于燃燒排出氣體的后處理。如將意識到的，特別關注來自這樣的排放物的NO_x的還原。通過含氮化合物而進行的對NO_x的選擇性催化還原(或“SCR”)在工業應用中被證實為有效的。更具體地，諸如工業燃氣渦輪、蒸汽渦輪以及聯合循環廠的發電廠可以具有排氣系統，該排氣系統包括SCR系統或用于從廢氣除去NO_x的系統。在這樣的情況下，將諸如氨或脲(或“NH₃”)的還原劑在廢氣流移動穿過SCR系統時噴射至廢氣流中，以從廢氣除去NO_x。與SCR系統相關聯的一個問題是所謂的“氨泄漏(ammonia slip)”，其中氨經過SCR系統，而不起反應，并且與廢氣一起退出排氣系統。如將意識到的，未能如預期那樣起反應的氨可能導致更高的水平的NO_x排放物。為了避免這樣的問題，重要的是，還原劑和廢氣均勻混合，使得遍及排氣流路，還原劑在排出氣體內的分布是基本上均勻的。

常規的SCR系統包括以例如可能導致諸如氨泄漏的問題的一些方式損害高效性能的缺陷。常規的系統由于其設計招致不必要的運行成本及設備成本而通常是不劃算的。在一種常規的系統中，例如，在噴射之前，使含水或無水NH₃汽化。在這樣的情況下，在HRSG的導管的外部，所存儲的液態NH₃被汽化且然后作為氣體而噴射至流路中。這樣做是因為，將NH₃作為氣體而噴射的方案促進混合，使得減輕氨泄漏的問題。然而，如將意識到的，該過程要求過度復雜的設備和能量來運行，這可能對運行成本和總體系統效率造成負面影響。其他常規的系統將液態NH₃噴射于排氣流路中。在這樣的情況下，然而，廢氣中的氨的充分混合成為問題。使液態NH₃在作為液體而噴射之后汽化，以充分地分散而達到排氣導管內側的期望的混合水平所要求的時間可能導致導管長度增加，這對系統的尺寸造成負面影響，并且，還增加設備成本及其他成本。混合裝置可以用于改進所噴射的液氨與廢氣的混合，以減小所要求的導管長度，但這還導致典型地安裝、操作以及維持昂貴的另外的設備。

總體上，由SCR系統噴射還原劑的方式保持有燃燒排出氣體的后處理的技術領域中的相當大的改進范圍。將在商業上需要在同樣地促進或改進還原劑的混合的同時提供劃算的噴射且減輕諸如氨泄漏的問題的系統和方法。

技術實現要素：

本申請因此描述了用于將還原劑噴射至燃燒渦輪發動機的廢氣流中來用于選擇性催化還原的方法。該方法可以包括如下的步驟：指引廢氣流穿過排氣導管；接收所指引的廢氣，以用于通過定位于排氣導管內的催化劑來處理；提供處于液態的還原劑；以將還原劑維持為液態的方式使還原劑增壓且加熱；以及將加熱且增壓后的還原劑噴射至廢氣流中，使得由于壓力差而使還原劑在噴射后閃蒸汽化。

本申請可以進一步描述一種用于來自燃燒渦輪系統的廢氣流的處理系統。處理系統可以包括：排氣導管，用于指引廢氣流；催化劑，定位于排氣導管內，以用于接收流過排氣導管的廢氣流；以及噴射系統，用于將還原劑噴射于廢氣流中。噴射系統可以包括：還原劑供給線，用于供給還原劑；噴嘴，安置在排氣導管內，與還原劑供給線的下游端連接；泵，與還原劑供給線聯接，用于使還原劑增壓；加熱器，與還原劑供給線聯接，用于對還原劑進行加熱；以及流量控制器，用于將還原劑供給線中的還原劑維持于預定的溫度值和壓力值內，使得：i)還原劑在移動穿過還原劑供給線的同時保持處于液態；以及ii)由于即將噴射之前的還原劑與還原劑所噴射進入的廢氣流之間的壓力差而使還原劑在噴射到廢氣流中后閃蒸汽化。

本發明的第一技術方案提供了一種用于將還原劑噴射到燃燒渦輪發動機的廢氣流中來用于選擇性催化還原的方法，所述方法包括如下的步驟：指引所述廢氣流穿過排氣導管；接收所指引的廢氣流，以用于通過定位在所述排氣導管內的催化劑來處理；提供處于液態的還原劑；以將所述還原劑維持為液態的方式來增壓且加熱所述還原劑；將加熱且增壓后的還原劑噴射到所述廢氣流中，使得由于壓力差而使所述還原劑在噴射后閃蒸汽化。

本發明的第二技術方案是在第一技術方案中，進一步包括如下的步驟：提供用于增壓所述還原劑的泵；以及提供用于加熱所述還原劑的加熱器。

本發明的第三技術方案是在第二技術方案中，所述還原劑包括氨；以及其中所述壓力差包括i)即將噴射之前的所述加熱且增壓后的還原劑的壓力和ii)所述還原劑所噴射進入的所述廢氣流的壓力之間的差。

本發明的第四技術方案是在第三技術方案中，進一步包括提供用于指引所述還原劑穿過所述泵和所述加熱器的還原劑供給線的步驟；以及其中，相對于所述還原劑流過所述還原劑供給線的方向，所述泵定位在所述加熱器的上游。

本發明的第五技術方案是在第四技術方案中，增壓且加熱所述還原劑的步驟包括：在將所述還原劑維持處于液態的同時，利用所述泵增壓所述還原劑，且然后利用所述加熱器加熱所述增壓的還原劑。

本發明的第六技術方案是在第五技術方案中，將所述增壓的還原劑加熱至基本上接近于但不超過所述增壓的還原劑的沸騰溫度的溫度。

本發明的第七技術方案是在第三技術方案中，進一步包括提供用于將所述加熱且增壓后的還原劑噴射到所述廢氣流中的安置在所述排氣導管內的噴嘴的步驟；其中所述還原劑包括氨水。

本發明的第八技術方案是在第七技術方案中，進一步包括如下的步驟：在所述泵與所述噴嘴之間提供還原劑供給線，穿過該還原劑供給線而指引所述增壓且加熱后的還原劑；其中所述加熱器安置在所述泵與所述噴嘴之間，且配置成在所述還原劑通過所述泵來增壓之后加熱所述還原劑。

本發明的第九技術方案是在第八技術方案中，所提供的加熱器包括換熱器；其中所述換熱器包括用于在所述廢氣流與所述增壓的還原劑之間換熱的配置。

本發明的第十技術方案是在第七技術方案中，進一步包括如下的步驟：提供控制單元，其配置成將所述增壓的還原劑在噴射之前維持在預定的溫度，所述預定的溫度與所述還原劑保持處于液態且以根據混合特性而理想的方式噴射后閃蒸汽化的溫度一致。

本發明的第十一技術方案是在第十技術方案中，將所述增壓且加熱后的還原劑維持于液態的步驟包括提供用于控制所述還原劑穿過所述還原劑供給線的流的閥。

本發明的第十二技術方案是在第十一技術方案中，所提供的所述閥包括與所述控制單元可控制地鏈接的電磁閥。

本發明的第十三技術方案是在第四技術方案中，進一步包括經由所述閃蒸汽化而使所述還原劑霧化成亞微米級的液滴的步驟；其中所提供的泵包括變速泵。

本發明的第十四技術方案提供了一種用于來自燃燒渦輪系統的廢氣流的處理系統，所述處理系統包括：排氣導管，其用于指引所述廢氣流；催化劑，其定位在所述排氣導管內，用于接收流過所述排氣導管的所述廢氣流；以及噴射系統，其用于將還原劑噴射在所述廢氣流中，所述噴射系統包括：還原劑供給線，其用于供給所述還原劑；噴嘴，其安置在所述排氣導管內，連接至所述還原劑供給線的下游端；泵，其與所述還原劑供給線聯接，用于增壓所述還原劑；加熱器，其與所述還原劑供給線聯接，用于加熱所述還原劑；以及流量控制器，其用于將所述還原劑供給線中的所述還原劑維持于預定的溫度值和壓力值內，使得：i)所述還原劑在移動穿過所述還原劑供給線的同時保持處于液態；以及ii)由于即將噴射之前的所述還原劑與所述還原劑所噴射進入的所述廢氣流之間的壓力差而使所述還原劑在噴射到所述廢氣流中后閃蒸汽化。

本發明的第十五技術方案是在第十四技術方案中，所述流量控制器包括：閥，其操作地連接至所述還原劑供給線，用于控制所述還原劑到排氣流中的噴射速率；以及控制單元，其可控制地聯接至所述閥，用于控制與所述閥有關的閥流量設置。

本發明的第十六技術方案是在第十五技術方案中，所述還原劑的所述閃蒸汽化包括迅速霧化；其中所述控制單元可控制地聯接至所述泵和所述加熱器，以用于控制增壓和加熱所述還原劑，以便達到所述預定的溫度值和壓力值；以及其中所述閥是電磁閥。

本發明的第十七技術方案是在第十六技術方案中，所述迅速霧化的還原劑包括亞微米級的液滴。

本發明的第十八技術方案是在第十六技術方案中，所述排氣導管包括熱回收蒸汽發生器。

本發明的第十九技術方案是在第十四技術方案中，所述還原劑包括氨水；以及其中所述加熱器安置在所述泵與所述噴嘴之間，且配置成在所述還原劑通過所述泵來增壓之后加熱所述還原劑。

本發明的第二十技術方案是在第十九技術方案中，所述加熱器包括換熱器，所述換熱器包括用于在所述廢氣流與所述增壓的還原劑之間換熱的配置。

當結合附圖和所附權利要求時仔細研究優選的實施例的以下的詳述后，本申請的這些及其他特征將變得顯而易見。

附圖說明

通過對結合附圖而進行的以下的對本發明的示范性的實施例的更詳細的描述仔細地進行研究，將更全面地理解且意識到本發明的這些及其他特征，在附圖中：

圖1是示范性的燃氣渦輪系統的示意圖示；

圖2圖示具有熱回收蒸汽發生器的聯合循環發電廠的簡化的示范性的布置；

圖3圖示可以使用本發明的實施例的熱回收蒸汽發生器內的傳熱設備的示范性的內部布置；

圖4示意地圖示根據本發明的示范性的實施例的熱回收蒸汽發生器內的噴射系統；

圖5示意地圖示根據本發明的備選的實施例的熱回收蒸汽發生器內的噴射系統；以及

圖6示意地圖示根據本發明的備選的實施例的熱回收蒸汽發生器內的噴射系統。

具體實施方式

在下文中，在以下的描述中，陳述本發明的方面和優點，或可以從描述顯而易見本發明的方面和優點，或可以通過實踐本發明而學習本發明的方面和優點。現在，將對本發明的本實施例詳細地作出參考，在附圖中，圖示本發明的一個或更多個示例。詳述使用數字標示來指附圖中的特征。附圖和描述中的相同或類似的標示可以用于指本發明的實施例的相同或類似的零件。如將意識到的，經由對本發明的解釋而提供各示例，而不是經由對本發明的限制而提供各示例。實際上，將對本領域技術人員顯而易見，在不背離本發明的范圍或實質的情況下，能夠在本發明中作出修改和變型。例如，作為一個實施例的一部分而圖示或描述的特征可以用于另一實施例上，以產生再一個實施例。因而，由于這樣的修改和變型屬于所附權利要求及其等效物的范圍內，因而旨在本發明涵蓋這樣的修改和變型。將理解到，除非另作說明，否則本文中所提到的范圍和界限包括屬于規定的界限內的子范圍，包括界限本身。

另外，選擇某些術語來描述本發明及其構件子系統和零件。盡可能地基于技術領域共同的術語而選取這些術語。盡管如此，將意識到，這樣的術語通常受制于不同的解釋。例如，在本文中可能被稱為單個構件的術語在別處可能被引用為由多個構件組成，或者，在本文中可能被引用為包括多個構件的術語在別處可能被稱為單個構件。在對本發明的范圍的理解中，不僅應當注意到所使用的特定的術語，而且還應當注意到所附描述和語境以及所引用且描述的構件的結構、配置、功能以及/或使用，包括術語與若干附圖有關的方式，而且，當然包括所附權利要求中的術語的準確使用。而且，雖然關于某一類型的燃氣渦輪或聯合循環系統而提出了以下的示例，但如相關技術領域普通技術人員將理解到的，本發明的技術還可能可應用于其他類型的渦輪發動機。

經由背景，現在參考附圖，圖1是示范性的燃氣渦輪系統110的示意圖示，燃氣渦輪系統110包括進氣口區段112、在進氣口區段112下游聯接的壓縮機區段114、在壓縮機區段114下游聯接的燃燒器區段116以及在燃燒器區段116下游聯接的渦輪區段118。在系統110的后端，排氣區段120可以與渦輪區段18可操作地聯接。渦輪區段118可以與壓縮機區段114和負載122可旋轉地聯接，負載122為諸如發電機或機械驅動應用，但不限于此。在示范性的運行的期間，進氣口區段112將空氣朝向壓縮機區段114引導。壓縮機區段114將入口空氣壓縮至更高的壓力和溫度。將壓縮的空氣朝向燃燒器區段116排放，其中使壓縮空氣與燃料混合而點燃，以生成燃氣，該燃氣流動至渦輪區段118，并且，在渦輪區段118中引起旋轉，然后，該旋轉驅動壓縮機區段114和負載122。廢氣退出渦輪區段118，并且，流過排氣區段120。可以將廢氣釋放至環境大氣，或者，如下文中所討論的，可以將廢氣供給至熱回收蒸汽發生器，并且，從廢氣回收的熱用于產生驅動蒸汽渦輪的蒸汽。

在天然氣和液體燃料的燃燒的期間，可能形成污染物并將污染物排放至大氣中，污染物為諸如一氧化碳(或“CO”)、未燃碳氫化合物(或“UHC”)以及氮氧化物(或“NO_x”)排放物，但不限于此。如將意識到的，通常在溫度較低的燃燒條件和/或時間不足以完成反應的條件的期間形成CO和UHC。與此相反，通常在較高的溫度下形成NO_x。至少一些已知的污染物排放源包括諸如工業鍋爐及火爐、更大設施的鍋爐及火爐、往復式發動機、燃氣渦輪發動機、蒸汽發生器以及其他燃燒系統的裝置，但不限于此。

現代的空氣質量法規強制發電廠持續地降低排放水平，而同時，燃料效率要求持續提高。由于排放控制標準嚴格，因而通過抑制NO_x排放物的形成而控制 NO_x排放物是理想的。如將理解到的，氧化亞氮包括NO和NO₂，NO₂被認為是從排氣煙囪產生的可見黃色煙縷而進一步創建“酸雨”的污染物。單單燃燒控制被證實可能不足以達到這些往往相互矛盾的性能目標，且因而期望持續改進燃燒后廢氣處理系統。

如將意識到的，一項廣泛地在大型發電站使用的用于控制 NO_x的技術是選擇性催化還原(或“SCR”)。由于為了確保烴類燃料的充分燃燒而提供的氧氣的比例高，因而來自這樣的發電站的煙氣具有純氧化作用。由此，可能難以將存在于廢氣中的氮氧化物還原成僅氮氣和水。解決這一問題的一種方法是經由選擇性催化還原。利用該過程，使發電站的燃燒排氣與無水氨或氨水混合，然后，在釋放至大氣中之前，越過處于規定的溫度的合適的還原催化劑。氨不是燃燒排氣流的固有部分，而寧可說是，出于支持還原反應的具體目的，將氨噴射至催化劑元素的上游的排氣流中。

圖2提供聯合循環發電廠200的簡化的示范性的圖示。如將意識到的，聯合循環發電廠200可以包括燃氣渦輪201。在燃氣渦輪201內，在壓縮機220的空氣進氣口215中接收空氣210，以提供壓縮的空氣，以用于與燃燒器230中與燃料225混合，從而將熱氣供給至渦輪235，來用于驅動與發電機240連接的軸，以便產生電力輸出245。將廢氣250排放至排氣導管255中，通過熱回收蒸汽發生器 260而排放，并且，通過煙囪265而排放出至大氣。HRSG 260包括配置成從廢氣250提取熱的換熱器262和用于控制排放物的排放物處理設備264。從廢氣提取的熱用于生成蒸汽280。蒸汽280被供給至蒸汽渦輪282，以驅動發電機292的軸290，以便產生電力。然后，蒸汽280傳遞至冷凝器284，在冷凝器284中，經過管束的冷卻水286使蒸汽冷凝成水288。然后，使水288返回至HRSG，從而完成閉合循環。運行的HRSG可以包括用于在許多不同的配置中產生處于不同的壓力和溫度的蒸汽的多個換熱器和蒸發器、蒸汽系統以及水系統。類似地，排放物處理設備可以包括HRSG內的多個處理元件，這些處理元件可以適應于以不同的方式處置不同的污染物。

圖3圖示示范性的HRSG 300內的傳熱設備的內部布置。如圖所示，HRSG 300可以包括管道或導管302，管道或導管302用于從燃燒渦輪發動機接收排氣輸出或廢氣304。例如，HRSG可以適用于在高壓汽包305、中壓汽包310以及低壓汽包315中的三個壓力下生成蒸汽，然而，也有可能是其他配置。然后，可以將HRSG 300所生成的蒸汽供給至高壓蒸汽渦輪、中壓蒸汽渦輪以及低壓蒸汽渦輪(未示出渦輪)。HRSG 300可以包括多個過熱器換熱器320、再熱器換熱器325以及節熱器換熱器330。在示范性的情況下，HRSG還可以包括適用于產生用于相關聯的高壓汽包305、中壓汽包310以及低壓汽包315的蒸汽的高壓蒸發器340、中壓蒸發器345以及低壓蒸發器350。HRSG 300還可以包括導管焚燒器360，導管焚燒器360用于將熱供給至廢氣304，以便提高蒸汽生產量。上述的換熱器和蒸發器中的每個都針對廢氣而移除熱且降低溫度，而導管焚燒器增加熱且提高溫度。如下文中更詳細地討論的，排放物處理設備可以在換熱器、蒸發器以及焚燒器之間放置于廢氣流304中，以有利地定位氧化催化劑而減少NO_x產量并從排氣煙囪370排放出。如將意識到的，與燃氣渦輪和其他燃燒系統一起使用的HRSG可以包括適合于特定的應用的其他數量和布置的蒸發器和換熱器。

圖4圖示根據本發明的示范性的實施例的噴射系統400。如將意識到的，噴射系統400可以用于將諸如氨之類的還原劑噴射至排氣導管中。如在上文中關于圖2而描述的，噴射系統400可以充當用于對諸如來自具有HRSG的聯合循環發電廠中的燃氣渦輪的排出氣體的由燃燒渦輪發動機產生的廢氣進行處理的后處理系統。如將意識到的，本發明還可以用于不包括HRSG的燃氣渦輪系統的排氣導管內。如將在本文中提供的，噴射系統400的優點包括提高NO_x轉化率且因此減少來自發電廠的NO_x排放物。如將意識到的，由于本文中所描述的噴射系統的效率提高，因而優點可以進一步包括催化劑體積減小，這可以降低運行成本。另外，改進的效率可導致所噴射的氨的量和SCR催化劑的表面面積兩者減小。該減小可導致廢氣流中的壓力降減小，這將導致給定的燃料消耗水平下的來自燃氣渦輪的更大的輸出功率。

根據示范性的實施例，噴射系統400可以定位于管道或排氣導管402中。例如，排氣導管402可以充當配置成接收燃氣渦輪發動機的排氣輸出的HRSG的排氣管道。在流動方向上，排氣404可以首先經過預氧化催化劑406。如將理解到的，預氧化催化劑可以處理未燃碳氫化合物并將 NO轉化成NO₂。由于NO₂更容易與NH₃起反應這一事實而可以實現該處理及轉化。SCR催化劑408可以定位于預氧化催化劑406下游。SCR催化劑可以是例如鉑、釩或沸石，然而，也有可能是其他類型。如將意識到的，SCR催化劑促進NH₃與NO_x反應，以形成氮氣和水，由此減少排氣流中的NO_x。根據備選的實施例，可以包括水解催化劑409。如圖所示，水解催化劑409可以定位于SCR催化劑408上游。水解催化劑409可以促進脲與水反應，以形成氨和二氧化碳(或“CO₂”)，從而有助于保證進入SCR催化劑408之前的排氣流中的氨的可利用性。根據另一備選方案，氧化催化劑410可以定位于SCR催化劑408下游。如將意識到的，氧化催化劑410促進未在SCR催化劑中起反應的過量的氨的分解。換句話說，氧化催化劑410促進過量的氨的氧化，從而限制來自SCR系統的氨的釋放。

如圖所示，噴射系統400可以進一步包括供給線412，供給線412用于遞送NH₃，以便噴射至穿過排氣導管402的流中。供給線412可以與本地存儲罐或其他供給源連接。根據示范性的實施例，供給線412中的NH₃是含水NH₃溶液。例如，含水NH₃溶液可能是25%與40%之間的NH₃比水。根據某些優選的實施例，含水NH₃溶液是大約33%的NH₃比水，因為，該含水NH₃溶液具有最低的凍結點且因此最不可能在季節性的較冷的溫度的期間凍結。也有可能使用無水NH₃。

如圖所示，供給線412可以配置成指引將液態含水NH₃溶液供給至安置于導管402內的噴嘴414，以便將液態含水NH₃溶液噴射至移動穿過導管402的廢氣404中且與廢氣404混合。如所指示的，噴嘴414可以包括多個出口端口。為了促進均勻施加及混合，噴嘴414的出口端口可以圍繞導管402的橫截面以陣列隔開。噴嘴414可以定位于 SCR催化劑408、水解催化劑409(如果存在)以及氧化催化劑410(如果存在)上游。噴嘴414可以定位于預氧化催化劑406(如果存在)下游。

根據本發明的另外的方面，噴射系統400可以包括增壓器415、加熱器418以及/或流量控制器420。如圖所示，這些構件可以沿著供給線412串聯連接。增壓器415可以包括配置成使移動穿過供給線412的含水NH₃的供給增壓的常規的高壓泵。雖然有可能是其他布置，但加熱器418可以定位于增壓器416下游的供給線412上。加熱器418可以包括任何類型的常規的加熱器或熱源，并且，可以配置成提高移動穿過供給線412的增壓的含水NH₃的溫度。對增壓的含水NH₃進行加熱而達到的溫度可以是增壓的含水NH₃由于增壓而依然為液體的溫度。在加熱器418下游，流量控制器420可以控制流動至噴嘴414的含水NH₃溶液的流量，且繼而控制從噴嘴414釋放的量。例如，流量控制器420可以包括諸如電磁閥的閥，并且，可以對流動至噴嘴414，以便在排氣導管402內釋放的液態含水NH₃溶液的量進行可變控制。根據備選的實施例，可以經由使用變速泵而將增壓器416和流量控制器420的功能組合。在這樣的情況下，加熱器418可以定位于變速泵下游，然而，也有可能是其他配置。依據常規的系統及方法，可以提供控制單元422，以對增壓器416、加熱器418以及流量控制器420的運行進行控制。控制單元422可以接收與聯合循環發電廠有關的發動機運行數據及信息，以幫助確定釋放至排氣導管402中的含水NH₃的定時和量。

可以對將增壓且加熱后的含水NH₃通過噴嘴414而釋放至排氣404中的過程進行控制，以便促使含水NH₃在從出口端口釋放后，迅速地轉變成蒸氣或“閃蒸汽化”。如將意識到的，由于即將噴射之前在供給線412中維持的壓力與排氣導管402內的壓力水平之間的壓力急劇下降而導致該迅速汽化。更具體地，由于在釋放之前，在供給線412內使含水NH₃增壓且過熱這一事實而導致含水NH₃閃蒸成蒸氣。如將理解到的，含水NH₃的沸點隨著壓力增加而上升。根據噴射系統400的示范性的運行，可以使供給線412中的含水NH₃增壓至大約50與100磅/平方英寸之間。與此相反，導管402內的排氣404典型地接近于大氣壓(大約14.6磅/平方英寸)。如將理解到的，在這樣的升高的壓力下，含水NH₃可以加熱至更高得多的溫度，而不沸騰。因此，在使含水NH₃增壓之后，可以由加熱器418將含水NH₃加熱至升高的溫度水平，該升高的溫度水平被選為接近于升高的壓力下的含水NH₃的沸點，但低于該沸點的溫度水平。而且，根據示范性的實施例，對氨還原劑進行加熱且使氨還原劑增壓，使得當移動穿過還原劑供給線時，氨還原劑依然處于液態，然后，在噴射至廢氣流中后，由于氨還原劑的過熱和即將噴射之前的還原劑與還原劑所噴射進入的廢氣流之間的壓力差而使氨還原劑閃蒸汽化。由于增壓，因而可以對NH₃進行加熱，而不使NH₃汽化或導致供給線412中的兩相流。如將意識到的，由于對所噴射的量的控制造成負面影響，因而供給線412中的兩相流可能是不理想的。含水NH₃的閃蒸可導致NH₃和水快速地蒸發，因而與越過導管402的橫截面的廢氣有效地且均勻地混合。

如將意識到的，閃蒸汽化可以使保持處于液態的還原劑的任何部分霧化，這導致基本上所有的噴射至排氣導管中的還原劑供給物的高效混合。即，在將增壓且加熱后的含水NH₃溶液通過噴嘴414而釋放至排氣404中時，液態NH₃由于在排氣導管402內維持的典型的低壓而導致壓力迅速地下降。如文所述，在對還原劑進行加熱而達到的升高的溫度下，壓力的急劇下降促使含水NH₃幾乎立即達到含水NH₃沸騰的壓力。通過該閃蒸汽化而使保持處于液態的還原劑的任何部分分解或霧化成亞微米級的液滴。含水NH₃液滴的迅速膨脹及由此產生的亞微米級允許含水NH₃與廢氣的高度地有效的混合。另外，氨液滴的小尺寸可導致氨液滴迅速蒸發，這同樣地促進與廢氣流均勻混合。根據示范性的實施例，噴嘴414的出口端口如此確定尺寸且配置成使得跨過噴嘴414而實現導致閃蒸汽化的急劇的壓力下降。

另外，如將意識到的，含水NH₃ 在閃蒸汽化的期間幾乎不損失熱，這導致霧化或汽化的NH₃保持處于相對地升高的溫度。由于含水NH₃的溫度比飽和蒸氣壓力更高，因而即使在噴射至處于比含水NH₃更低得多的溫度的排氣404中時，含水NH₃ 也抵抗冷凝。而且，隨著含水NH₃的溫度提高，含水NH₃的水解變得更高效，這改進NO_x的選擇性催化還原所需要的氨的形成。這可以減小水解催化劑所必需的體積。同樣地，考慮到系統的運行，由于脲的水解而產生的NH₃處于升高的溫度，并且，與排氣404中的廢氣均勻混合，導致氨與NO_x的更有效且充分的反應。如將意識到的，這不僅提高NO_x轉化效率，而且還減少在經過SCR催化劑之后未起反應的氨的量，這可以降低氨泄漏和氧化催化劑的體積尺寸要求。而且，由于更好地利用氨，因而可能需要消耗較少的含水NH₃，以便實現可接受的NO_x轉化水平。因而，本發明改進氨–SCR后處理系統中的NO_x轉化效率。如在本文中描述的所實現的效率可以使系統的運行更劃算。

圖5和圖6提供了按照本發明的某些其他方面的噴射系統 500、600的備選的實施例。如關于圖5的噴射系統500而圖示的，加熱器418包括配置成將燃氣渦輪的排出氣體用作熱源的加熱器。這可以經由常規的換熱器等而實現。根據所圖示的示范性的實施例，供給線412可以配置成延伸穿過排氣導管402的區段。如將意識到的，也有可能是供給線412中的還原劑與燃燒排出氣體之間的其他換熱配置。根據另一布置，如圖6中所圖示，并且，參考噴射系統600，加熱器418定位于增壓器和流量控制器下游，經由使用變速泵426而將增壓器和流量控制器的功能組合。在該示例中，加熱器418可以配置于供給線412的位于噴嘴414的正上游的區段中，配置成從流動導管402內的排氣404吸收熱。如將意識到的，該布置可以用于進一步使噴射系統簡化。

如將意識到的，根據某些實施例，在同樣地促進有效的NO_x轉化的同時，本發明可以允許系統效率和成本節約。如所討論的，用于將氨作為液體或蒸氣而噴射的常規的系統具有某些優點及固有缺陷。例如，將氨作為液體而噴射由于與處理和遞送液體有關的效率而具有優于蒸氣的優點。具體地，由于更濃得多，因而可以將液氨更劃算得多地遞送至噴射器，然而，以相同的質量流率遞送蒸氣將要求更大得多的體積，且因此要求更高的設備成本。然而，在將氨作為液體而噴射至排氣流中時，在可以在SCR過程中高效地使用氨之前，氨必須首先吸收足夠的熱來汽化。如將意識到的，排氣導管內的氨液的該汽化花費時間，這必然地增加導管長度，這顯著地增加設備成本。專用混合設備可以用于使汽化加速，但這樣的設備同樣地增加顯著的成本。如上文中所提供的，根據本申請的某些方面，通過在導管外部將汽化熱加到液氨，但經由增壓而將液氨維持為液體，從而創建用于噴射的過熱的氨液，可以克服與液體和蒸氣兩者都相關聯的低效。可以將過熱的液氨加熱至足夠高的溫度，使得幾乎一噴射至導管中，就立即部分地或完全地發生汽化。利用該方式，如將意識到的，在同樣地利用一旦在排氣導管內側與氨蒸氣相關聯的混合效率的同時，可以實現與液氨相關聯的遞送效率。

如本領域普通技術人員將意識到的，在上文中關于若干示范性的實施例而描述的許多不同的特征和配置可以進一步選擇性地應用于形成本發明的其他可能的實施例。為了簡潔起見，并且，考慮到本領域普通技術人員的能力，未詳細地提供或討論所有的可能的重復描述，然而，下文或另外的段落中的若干權利要求所包含的所有的組合和可能的實施例旨在為本申請的一部分。另外，本領域技術人員將從上文的對本發明的若干示范性的實施例的描述認識到改進、改變以及修改。同樣地旨在由所附權利要求涵蓋本領域的技術內的這樣的改進、改變以及修改。而且，應當顯而易見的是，前文僅涉及本申請所描述的實施例，并且，可以在本文中作出許多改變和修改而不脫離由所附權利要求及其等效物限定的本申請的實質和范圍。