通過選擇性催化還原來去除污染的污染去除系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于減少機動車排放氣體中的氮氧化物量的污染去除系統中的氨的 捕集。
【背景技術】
[0002] 存在于車輛、特別是柴油車輛的排放氣體中的氮氧化物可以由使用選擇性催化還 原(英文為"Selective Catalytic Reduction"，縮寫為SCR)技術的污染去除系統來消除。 根據該技術，定量的氨(NH3)被注入到催化器上游的排放線中，還原反應在該催化器上發 生。
[0003] 目前，通過前驅物(通常為尿素水溶液)的熱解來產生氨。在車載尿素存儲系統中， 隨著時間推移，尿素溶液經受分解成氨氣的反應，該反應在溫度上升時增強。在某些情況 下，由該分解生成的并存在于儲箱內部的氨氣會穿過尿素存儲儲箱的壁。由此，存在該氨氣 散發到儲箱外部、即儲箱周圍的空氣中的風險。這是特別麻煩的。
[0004] 實際上，氨氣是刺激性很大的氣味源，并且對于環境、尤其是對于人類是有毒的。 此外，氨氣還對一些金屬具有腐蝕性。
[0005] 因此，需要捕集主動或者意外產生的且可能離開儲箱的氨蒸氣。
[0006] 由文件EP 1 911 508已知一種用于捕集在SCR污染去除系統的尿素存儲儲箱內部 產生的氨的設備。
[0007] 在該文件中描述的解決方案在于借助于運輸管道將存在于尿素存儲儲箱內部的 氨氣引向尿素存儲儲箱外部的捕集器。然而，該解決方案的缺陷在于存在這樣的風險，即存 在于儲箱中的氨氣的一部分沒有被引向捕集器。因此該部分氨氣可能穿過儲箱的壁。
[0008] 另外，還存在氨在傳輸管道處泄漏的風險。然而，前述解決方案不適于解決該問 題。更一般地，上述現有技術的解決方案不能夠捕集可能從除了儲箱以外的SCR系統部件 (例如尿素注射線)泄漏的氨。現有技術的解決方案也不允許保護置于其壁可由可滲透氨氣 的材料制成的殼體(boitier)中的SCR系統部件，例如尿素栗的發動機的、更經常被稱為線圈 的銅質蛇形盤管。
【發明內容】
[0009] 本發明旨在在所有氨氣可能造成麻煩之處捕集SCR污染去除系統內部產生的氨氣 的全部或一部分。
[0010] 為此，本發明的主題在于一種通過選擇性催化還原來去除污染的污染去除系統的 子系統，所述污染去除系統用于減少機動車排放氣體中氮氧化物的量，該子系統的特征在 于所述子系統包括：
[0011] -至少一個室，該室包括至少一個壁;和
[0012] -捕集器，該捕集器配置為捕獲(capter)從該至少一個壁散發出的氨氣或者如尚 未被捕集則可能將從該至少一個壁散發出的氨氣。
[0013] "污染去除系統的子系統"指的是由構成污染去除系統的、用于被裝載在車輛中的 所有元素構成的集合的子集。
[0014] "室"指的是由至少一個壁限定的體積。由此，在由第一壁限定的第一體積的內部 由第二壁限定第二體積的情況下，限定了兩個室。一個室對應于兩個壁之間的空間。第二室 對應于由第二壁限定的第二體積。
[0015] "壁"指的是(至少部分或全部地)阻擋氨的結構。更確切地說，對于Imm的厚度，該 結構具有小于每天3g/m 2的氨滲透率。
[0016] 可選地，捕集器集成在壁中。
[0017] 在本發明中，子系統形成單體模塊，這樣能夠優化由室和捕集器占據的總體積。該 單體模塊的配置還有利于室和捕集器在污染去除系統中的安裝。
[0018] 在第一變型中，室包含配置為捕獲氨氣的捕集器，并且包含對氨敏感的組件。
[0019] 優選地，對氨敏感的組件由銅或其合金制成，并且優選地構成尿素栗的發動機的 蛇形盤管。
[0020] 氨通過腐蝕侵蝕銅及其所有合金。然而，SCR污染去除系統的車載尿素存儲、輸配 和定量系統可以包含來自于尿素分解的氨，并且包括包含銅的組件。這些組件對尿素也可 能是敏感的，因此將它們置于殼體中，以免與尿素接觸。然而，保護殼體的壁不是完全不透 氨的。本發明的該配置能夠提供這些組件的使用壽命，這允許預防污染去除系統中突然出 現的功能性故障，并且提供了經濟上的優點。
[0021 ]在第二變型中，捕集器以固定或可拆卸的方式被安裝為與壁聯結。
[0022] 捕集器在壁上的固定方式的可拆卸性允許更換捕集器，例如在捕集器氨飽和時。
[0023] 可以根據不同的方式(例如膠合、焊接、螺固或其他方式)來固定捕集器。
[0024] 有利地，子系統包括兩個室，其中第一室包含氨捕集器，所述兩個室通過第二室的 至少一個壁彼此分隔，使得包含在第二室中的、通過滲透性或通過所述至少一個壁的斷裂 而泄漏的氨不能達到除第一室以外的其他目的地。
[0025] 有利地，氨捕集器包括以下元件中的至少一個：
[0026] -能夠在其上通過吸附來存儲氨的材料，更具體地為鹽，再具體地為堿土金屬氯化 物，例如氯化鎂，以及
[0027]-高吸收性聚合物。
[0028] 如果與其他吸收性元件(例如活性炭）比較，這些元件具有大的吸收能力。這些元 件的使用因此允許獲得體積更小的捕集器。
[0029] 這些元件的優點還在于其對環境是沒有危險的。
[0030] 最后，這些元件的特征在于在相對長的時期內捕集氨的能力。
[0031] 有利地，高吸收性聚合物的形式為由所述聚合物吸水而形成的膠質（氨被該水捕 集)。
[0032] 作為變型，分隔兩個室的第二室的壁為兩個室共有的壁。
[0033] 可選地，氨捕集器與兩個室共有的壁接觸。
[0034] 該配置能夠改善氨的捕獲，所述氨一旦通過分隔兩個室的壁就與該捕集器接觸。
[0035] 可選地，兩個室具有相鄰的兩個壁。
[0036] 壁的"相鄰"指的是壁并排（Cdte i c6te)，并分隔特定的距離。
[0037] 作為變型，第二室適于包含氨前驅物。
[0038] 優選地，第二室適于包含尿素。
[0039]可選地，第二室由尿素注射線構成。
[0040]可選地，第二室由尿素存儲儲箱構成。
[0041 ]有利地，至少一個室的壁由熱塑性材料制成。
[0042] 作為變型，第一室包含對氨敏感的組件。
[0043] 優選地，對氨敏感的組件由銅或其合金制成，并優選地構成尿素栗的發動機的蛇 形盤管、即線圈。
[0044] 優選地，第二室適于容納其上能夠通過吸附來存儲氨的化合物。
[0045] 實際上，一種用于在SCR污染去除系統中提供氨的替代技術在于通過在鹽上的吸 附來存儲氨，該鹽最經常地為堿土金屬氯化物。在該情況下，一般性地，存儲系統包括被設 計為包容該鹽以及配置為加熱該鹽的加熱設備的儲箱。由此，通過加熱鹽來釋放氨。本發明 還能夠保證具有該氨存儲設備的SCR污染去除系統的安全。實際上，該配置能夠捕集在意外 情況下可能會突然從包含氨氣的室中排出的氨，由此改善SCR污染去除系統的安全性，其中 所述意外情況例如為該室的壁的缺陷或斷裂。
[0046]本申請人名下的歐洲專利申請EP2574599描述了用于通過在鹽上的吸附來存儲氨 的儲箱的一個示例。所述儲箱包括多個相互聯通的存儲用蜂窩狀空腔(alveole)，這些蜂窩 狀空腔還與至少一個與輸配管道聯通的開孔聯通。蜂窩狀空腔是能夠包含其上通過吸附而 存儲有氨的化合物的空腔。
[0047] 作為變型，子系統包括蜂窩狀空腔，該蜂窩狀空腔的至少一部分限定第二室。
[0048] 可選地，蜂窩狀空腔的至少另一部分限定第一室。
[0049] 本發明的該實施例允許簡化和加速安裝，這是因為以單一部件的形式來提供兩個 室。該配置還允許提供更緊湊的子系統。
[0050] 有利地，兩個室包括用于使兩個室流體聯通的使流體聯通裝置，這些裝置在第二 室過壓或存儲裝置解除吸附操作情況下將氨引向第一室。
[0051] 第二室中的過壓可能由存儲裝置的過度加熱產生。
[0052] 由此，將使流體聯通裝置的至少一部分(包括使流體聯通裝置與第二室之間的連 接)位于第一室中。該部分因此還受益于由捕集器構成的安全保證系統。
[0053] 使流體聯通裝置還可以用于排出通過吸附而存儲在捕集器上的氨，以再生處理該 捕集器。
[0054] 在該配置中，捕集器因此實現三個功能。
[0055] 有利地，捕集器由占據第一室的整個自由空間的基質構成。
[0056] 由基質占據的空間隨著氨的吸附而增大。基質因此在第一室的空間中被壓縮，由 此限制氨穿過壁的流動。
[0057] 基質允許改善氨的捕獲，氨一旦通過分隔兩個室的壁就與捕集器相接觸。
[0058] 基質實現隔熱功能，這能夠阻止尿素溶液達到過高的溫度，以限制氨由于分解而 造成的散發。隔熱還方便將尿素溶液維持在高于其結晶溫度的溫度。最后，在通過鹽吸附來 存儲氨的情況下，基質能夠將鹽維持在穩定的溫度，以優化對氨通過加熱的釋放的控制。
[0059] 本發明的主題還在于一種通過選擇性催化還原來去除污染的污染去除系統，該系 統包括如上所述的子系統。
[0060]最后，本發明的主題還在于一種用于對氨敏感的組