基於質量流量計的固體儲氨系統的剩餘氨氣量的檢測方法
2023-04-27 01:54:46
基於質量流量計的固體儲氨系統的剩餘氨氣量的檢測方法
【專利摘要】本發明涉及到一種基於質量流量計的固體儲氨系統的剩餘氨氣量的檢測方法，其特徵在於：儲氨罐中設有1個氨氣質量流量計，串聯在輸氨管路上，並同顯示控制器相連接，安裝在儲氨罐上的壓力傳感器和溫度傳感器以及氨氣質量流量計和DCU相連，DCU和顯示控制器同ECU相連，依據充氨總量W和輸出氨量Wi的累計量差減△W大小，設置三個剩餘氨量水平的控制點，提示司機系統是否正常、是否需要充氨以及是否氨氣耗盡；該方法具有思路巧妙，工藝簡單，易於控制，成本低廉，安全可靠，易於維護等特點。
【專利說明】基於質量流量計的固體儲氨系統的剩餘氨氣量的檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於質量流量計的固體儲氨系統的剩餘氨氣量的檢測方法，應用於汽車尾氣的SCR後處理系統以及FCEV燃料電池系統。
【背景技術】
[0002]當前，全球面臨能源和環境的綜合挑戰。在傳統汽車的排放達標的技術手段選擇方面，以及新能源汽車的燃料供給技術方面人們仍然面臨不少的難題。
[0003]SCR後處理系統是依靠尿素還原劑的精確供給並在催化劑的前端分解成氨氣後來去除NOX危害物，達到淨化尾氣的目的，實現車輛的國4或以上的標準的達標，但是，在實際使用中，這種依靠尿素分解成氨氣的液體尿素的計量噴射存在許多的不足和難點，例如，尿素溶液在-1re環境下結冰堵塞的問題,需要額外的管路加熱系統來解決；尿素溶液在135°C以上的溫度環境下才能分解，而公交系統的許多車輛走走停停，根本無法達到尿素溶液穩定的分解溫度的，無法產出氨氣，無法消除預定的NOX成分，最後造成液體尿素在排氣管中的積累，生產三聚氰胺的聚合物，堵塞尿素噴嘴和發動機排氣管，致使車輛產生故障，影響正常的使用，此外，如果國4以上的主流車輛全面使用SCR系統，涉及到全國約15萬個加油站點重新建設液體尿素加注基礎設施的問題，由於投資巨大，目前，仍沒有看到政府和企業動手完善該基礎設施，成為SCR使用中的一個潛在的巨大問題；
對於突破能源困境，解決未來能源問題的新能源汽車發展問題，氫燃料電池被公認是一個極為重要的技術路線；但是，如何穩定的獲得氫氣來源是個制約本領域發展的不小的難題，在所有可能被採用的氫氣來源方式中，有高壓氣瓶儲氫的技術路線、有電解水制氫的技術路線、有高純烴類石油燃料裂解制氫的技術路線、低分子醇類裂解制氫的技術路線以及其它H-N的含氫的前驅體分解或裂解制氫的技術路線，上述技術路線中，都存在若干問題和不足，例如，制氫效率和成本，制氫精度和速率，也包括系統方面的問題，總之，氫的來源是燃料電池車輛發展的瓶頸，需要人們想法進行解決；
氫的前驅體其中之一是H-N含氫的化合物，其中，儲氫密度最高的是氨氣。氨氣是一種最常見的化工原料，氨氣分子屬於活潑的極性分子，分子的直徑尺寸約為3?4A，因此，常溫下非常的活潑，極易擴散，並具有毒害性；其毒害性體現在對接觸的皮膚組織都有腐蝕和刺激作用；氨氣在水中的的溶解度極高，所以主要對動物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用，此外，氨氣通常以氣體形式吸入人體，氨氣被吸入肺後容易通過肺泡進入血液，破壞運氧功能，短期內吸入大量氨氣後會出現流淚、咽痛、咳嗽、胸悶、呼吸困難、頭暈、嘔吐和乏力等；若長期吸入的氨氣過多，導致血液中氨濃度過高，就會引起心臟的停搏和呼吸停止，危及生命安全；因此，氨氣的使用的最大隱患是安全問題。
[0004]由此可見，解決好氨氣的使用中儲存和安全問題，就可以開闢一條新的氨氣利用的技術路線。
[0005]傳統的氨氣儲存方式是高壓氣瓶，或者是以高濃度氨氣溶於水形成氨水來實現。如果採用高壓氣瓶來儲存氨氣，大批量工業應用中存在操作方面和密封方面的安全隱患，如果是以高濃氨水的方式，又存在嚴重的腐蝕問題。
[0006]在工業上，利用金屬鹽與氨氣形成絡合物，通過氨氣的吸附解吸的可逆過程來應用於食品保鮮製冷，首先金屬鹽和氨氣的吸附過程是放熱過程，然後氨氣解吸又吸收熱量，使環境製冷，因此，某些特定的金屬鹽對氨氣吸附解吸附是基本的物理化學常識。
[0007]依據化學原理，絡合物又稱配位化合物，凡是由兩個或兩個以上含有孤對電子(或π鍵)的分子或離子作配位體，與具有空的價電子軌道的中心原子或離子結合而成的結構單元稱絡合單元，帶有電荷的絡合單元稱絡離子，電中性的絡合單元或絡離子與相反電荷的離子組成的化合物都稱為絡合物，習慣上有時也把絡離子稱為絡合物，一些鹼金屬或鹼土金屬，可以和氨形成絡合物的分子結構，例如，絡鹽[Ag(NH3)2]Cl和[&1(順3)4]504、絡酸!12[?比16]、絡鹼[Cu(NH3)4] (OH) 2等；也指不帶電荷的絡合分子，例如，[Fe(SCN)3]、[Co(NH3)3C13]等。其中，[Cu (NH3) 4]S04硫酸四氨合銅是著名的銅氨絡合物，分子結構的特徵成分是，由一定數量的配體(NH3)陰離子或分子通過配位鍵結合於中心離子(Cu或中性原子)周圍而形成的跟原來組分性質不同的分子或離子，這種絡合物是以配位鍵相結合。對於氨合氯化鈣[Ca(NH3)8C112]，鈣原子空的3d軌道容納氨的孤對電子形成配位鍵，其吸附/解吸附反應式如下，
【權利要求】
1.一種基於質量流量計的固體儲氨系統的剩餘氨氣量的檢測方法，由壓力傳感器，溫度傳感器，固體儲氨材料，防凍液導管，氨氣質量流量計，氨氣出入口，儲氨罐，顯示控制器所組成；其特徵在於:儲氨罐中設有I個氨氣質量流量計，串聯在輸氨管路上，並同顯示控制器相連接，實現氨氣流量大小的自動調整計量；安裝在儲氨罐上的壓力傳感器和溫度傳感器以及氨氣質量流量計和DCU相連，DCU和顯示控制器同ECU相連，組成閉環顯示和計量控制系統；其具體的檢測方法如下:顯示控制器採用PID控制器，依據充氨總量W和輸出氨量Wi的累計量差減Λ W大小，設置三個剩餘氨量水平的控制點，具有三個控制狀態:a)當累計量Λ W1=(T85%，為正常狀態，顯示綠燈；b)當累計量Λ W2=86?95%，為臨界/提醒狀態，顯示黃燈；c)當累計量Λ W3=96?100%，為終止狀態，顯示紅燈；當E⑶接收發動機信號，控制DCU，讀取壓力傳感器和溫度傳感器的值，判斷壓力傳感器和溫度傳感器的值達到設定目標，DCU控制，氨氣經氨氣出入口和氨氣質量流量計輸出，根據DCU信號控制，實現氨氣輸出量的計量功能。
2.根據權利要求1所述，其特徵在於所述的氨氣質量流量計流量範圍在(T501/min，優選範圍(T251/min。
3.根據權利要求1所述，其特徵在於所述的氨氣質量流量計流量工作溫度範圍在-45 0C ?80。。。
4.根據權利要求1所述，其特徵在於所述的氨氣質量流量計工作信號可以使數位訊號也可以是模擬信號，模擬信號電流信號r20ma，電壓信號為(T5V。
【文檔編號】F01N11/00GK103541798SQ201310523351
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月30日 優先權日:2013年10月30日
【發明者】張克金, 崔龍, 陳慧明 申請人:中國第一汽車股份有限公司