用于氨儲(chǔ)存的模塊化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】用于氨儲(chǔ)存的結(jié)構(gòu)(100)的構(gòu)建模塊，所述結(jié)構(gòu)(100)包括適用于吸附或吸收氨的鹽的至少一層(110)，所述模塊包括用于將所述模塊附接至至少另一模塊的附接構(gòu)件(11、13、51)。
【專利說(shuō)明】
用于氨儲(chǔ)存的模塊化系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明總體涉及氣體在固體中的儲(chǔ)存。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣體在固體中的儲(chǔ)存通常能夠在比純氣體儲(chǔ)存情況下更小的儲(chǔ)存壓力下儲(chǔ)存氣 體。
[0003] 這種類型的儲(chǔ)存的應(yīng)用是多樣的，并且涉及例如：氫在燃料電池中用于產(chǎn)生電的 用途，或氨通過(guò)選擇性催化還原（SCR)還原氮氧化物NOx的應(yīng)用，特別是氨用于還原內(nèi)燃機(jī) (尤其是柴油機(jī))排放的污染物的應(yīng)用。
[0004] 因此，發(fā)明人提出了一種儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)(或罐），該儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)(或罐）用于裝載機(jī)動(dòng)車輛 上并且能夠根據(jù)車輛馬達(dá)的動(dòng)力調(diào)整來(lái)釋放氨流，以使氨與發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣混合，并且進(jìn)行 SCR反應(yīng)。
[0005] 更確切地說(shuō)，發(fā)明人提出了一種罐，在所述罐中，包括能夠吸附或吸收氨的鹽的氨 儲(chǔ)存材料處于連續(xù)晶片形式(也就是說(shuō)，鹽不是處于疏松狀態(tài)）。
[0006] 晶片通過(guò)導(dǎo)電材料(諸如石墨）區(qū)而隔開。放置在罐中的鹽層和石墨層是交替的， 以形成連續(xù)(或?qū)嵭?層的疊體。
[0007] 由于在不同的車輛中裝載的罐的形狀和尺寸很可能發(fā)生相當(dāng)大程度的變化這一 事實(shí)，所以在裝配不同車輛方面帶來(lái)問(wèn)題。
[0008] 事實(shí)上，由于考慮諸如罐的所需尺寸、車輛中的布局約束以及罐必須對(duì)幾巴的內(nèi) 壓具有耐性這一事實(shí)，將需要根據(jù)具體情況來(lái)調(diào)整這些形狀和尺寸。
[0009] -個(gè)方案是生產(chǎn)鹽和石墨的"定制"層以將它們的形狀和尺寸調(diào)節(jié)至罐的內(nèi)部必 須能夠容納它們的形狀和尺寸。
[0010] 但是，這將需要針對(duì)每種類型車輛進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。并且，從運(yùn)營(yíng)的角度來(lái)看，層的 多種形狀與多種尺寸的疊加將帶來(lái)物流的復(fù)雜化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明旨在消除這些限制。
[0012] 為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，本發(fā)明提出了一種用于構(gòu)建氨儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)的模塊，所述結(jié)構(gòu)包括 至少一層能夠吸附或吸收氨的鹽，所述模塊包括用于附接至至少另一模塊的附接構(gòu)件。
[0013] 因此，僅需要具有標(biāo)準(zhǔn)形狀的一種類型的元件或少數(shù)幾種不同類型的元件來(lái)實(shí)現(xiàn) 高度可變形狀和尺寸的層和儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)。
[0014] 該標(biāo)準(zhǔn)化尤其能夠使相關(guān)方法的規(guī)模經(jīng)濟(jì)化和實(shí)施簡(jiǎn)單化。
[0015] 本發(fā)明還有利地通過(guò)以下特征來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充，其中這些特征可單獨(dú)使用或以它們技 術(shù)上可能組合中的任何一種來(lái)使用：
[0016] 所述模塊包括由能夠吸附或吸收氨的鹽制成的部件；
[0017] 所述結(jié)構(gòu)包括能夠吸附或吸收氨的鹽的層與導(dǎo)熱材料層的交替層；
[0018] 所述模塊包括由所述導(dǎo)熱材料制成的部件；
[0019] 所述附接構(gòu)件包括至少一個(gè)元件，所述至少一個(gè)元件形成所述模塊的第一表面的 凸出部并且能夠伸入所述另一模塊的表面；
[0020] 所述至少一個(gè)凸出元件由通過(guò)插入所述模塊的第一表面而附接的至少一個(gè)導(dǎo)桿 形成；
[0021 ]具有所述至少一個(gè)導(dǎo)桿的底部；
[0022] 所述附接構(gòu)件包括所述模塊的第一表面的部件，所述第一表面的部件具有所述模 塊的第二表面的部件互補(bǔ)的形狀。
[0023] 本發(fā)明還涉及如前所述的至少一個(gè)模塊以及如前所述的至少另一模塊的組件，所 述至少一個(gè)模塊和所述至少另一模塊通過(guò)所述至少一個(gè)模塊的附接構(gòu)件來(lái)組裝。
[0024] 本發(fā)明還涉及一種氨儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，所述氨儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)包括能夠吸附或吸收氨的至少一 個(gè)鹽層，所述氨儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)包括如前所述的組件。
[0025] 本發(fā)明還涉及一種通過(guò)吸收或吸附來(lái)儲(chǔ)存氣體的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)在其內(nèi)放置有如 前所述的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)的殼體。
[0026] 本發(fā)明還涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)廢氣的選擇性催化還原的系統(tǒng)，所述選擇性催化還 原的系統(tǒng)包括:如前所述的儲(chǔ)存系統(tǒng)，以及用于將氨注入廢氣的模塊。
[0027] 最后，本發(fā)明涉及一種用于前述結(jié)構(gòu)的制造方法，所述制造方法包括:利用前述模 塊的所述附接構(gòu)件，將該模塊組裝至如前所述的另一模塊。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 在下文對(duì)實(shí)施方式的描述中，將呈現(xiàn)出本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)。在附圖 中：
[0029]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的構(gòu)建模塊。
[0030]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的構(gòu)建模塊。
[0031]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方式的構(gòu)建模塊。
[0032]圖4a和圖4b示出了圖2的模塊的兩個(gè)相對(duì)面的立體圖。
[0033]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方式的構(gòu)建模塊。
[0034]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方式的構(gòu)建模塊。
[0035]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于儲(chǔ)存氣體的系統(tǒng)。
[0036] 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的選擇性催化還原系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 構(gòu)造模塊
[0038] 參照附圖來(lái)描述用于構(gòu)建氨儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)100的模塊10。
[0039]結(jié)構(gòu)100包括能夠吸附或吸收氨的鹽的至少一層。
[0040] 模塊10包括附接構(gòu)件，以將模塊附接至至少另一模塊。
[0041] 因此，能夠容易地組裝這種模塊以產(chǎn)生儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)。因此，這僅需要具有標(biāo)準(zhǔn)形狀的 一種類型的元件或少數(shù)幾種不同類型的元件來(lái)形成具有高度可變形狀和尺寸的層和儲(chǔ)存 結(jié)構(gòu)。
[0042]該標(biāo)準(zhǔn)化尤其使相關(guān)方法的規(guī)模經(jīng)濟(jì)化和實(shí)施簡(jiǎn)單化。
[0043]此外，能夠容易地得到儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)并且沒有任何困難地將它們布置在殼體中，設(shè)置 附接構(gòu)件以使模塊維持所形成的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)。
[0044]此外，因此能夠得到這樣的結(jié)構(gòu):其中的模塊相互成為一個(gè)整體體，從而使結(jié)構(gòu)具 有極好的魯棒性，并且尤其能夠在殼體外無(wú)風(fēng)險(xiǎn)地運(yùn)輸該結(jié)構(gòu)。
[0045]能夠得到這樣的模塊:該模塊在多個(gè)面上包括附接構(gòu)件，從而能夠沿?cái)?shù)個(gè)方向進(jìn) 行組裝，例如，垂直組裝和水平組裝。
[0046]參照?qǐng)D1，附接構(gòu)件包括例如模塊10的第一表面12的部件11，其形狀與模塊10的第 二表面14的部件13互補(bǔ)。
[0047] 該第一表面12的部件11例如是凸出的，第二表面的部件13則形成適用于容納該凸 出的中空區(qū)以維持兩個(gè)模塊的接觸。該凸出可具有略微大于中空區(qū)的尺寸，從而允許壓入 配合。
[0048]模塊10可包括由能夠吸附或吸收氨的鹽制成的部件15?？商娲鼗蜃鳛檠a(bǔ)充例， 模塊10可包括由所述導(dǎo)熱材料制成的部件16。
[0049]如圖1所示，模塊可由鹽15組成?？商娲?，模塊10可由熱導(dǎo)材料16組成。
[0050]參照?qǐng)D2,因此能夠在分別由鹽15組成的兩個(gè)組件20和40之間裝配由熱導(dǎo)材料組 成的模塊30。
[0051]因此，能夠容易地得到包括層的交疊體的結(jié)構(gòu)。
[0052]參照?qǐng)D3、圖4a和圖4b，模塊10可包括由能夠吸附或吸收氨的鹽制成的部件15;以 及由所述導(dǎo)熱材料制成的部件16。
[0053] 這種模塊10使得能夠容易地得到雙層結(jié)構(gòu)，該雙層結(jié)構(gòu)具有能夠吸附或吸收氨的 鹽的層與導(dǎo)熱材料層的交疊層。
[0054] 能夠吸附或吸收氨的鹽制成的部件15與所述導(dǎo)熱材料制成的部件16例如在模塊 10中一個(gè)接一個(gè)地疊置。
[0055] 第一表面例如為由鹽制成的部件15的表面;第二表面例如為由所述導(dǎo)熱材料制成 的部件16的表面。
[0056]因此，模塊10的第一表面12的部件11例如形成在由鹽制成的部件15處，模塊10的 第二表面14的部件13例如形成在所述導(dǎo)熱材料制成的部件16處，從而在組裝期間，由鹽制 成的部件15附接至另一模塊的所述導(dǎo)熱材料制成的部件16。
[0057]模塊10可具有允許組裝的不同類型的常見形狀。
[0058]模塊10可具有旋轉(zhuǎn)的常見的圓柱形狀，以允許容易地堆疊。
[0059]可替代地，模塊10可具有圓柱的大體形狀，該圓柱具有多邊形底部(例如，正多邊 形底部），以能夠與相同形狀的另一模塊側(cè)向地組裝，從而形成棋盤格圖案。
[0060] 因此，能夠選擇合適的模塊形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)不同形狀的和具有不同布置的層的結(jié)構(gòu)的 組裝。
[0061] 參照?qǐng)D5,附接構(gòu)件可包括：形成模塊50的第一表面52的凸出部51的至少一個(gè)元 件。附接構(gòu)件可例如包括形成凸出部51的多個(gè)這樣的元件。
[0062] 該形成凸出部51的至少一個(gè)元件可例如能夠伸入至少另一模塊60的第二表面53， 以使兩個(gè)模塊彼此附接。
[0063] 因此，能夠僅在模塊50的一個(gè)表面上設(shè)置附接構(gòu)件，而不在另一模塊60的互補(bǔ)表 面上設(shè)置附接構(gòu)件，該互補(bǔ)表面稍后被伸入。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模的經(jīng)濟(jì)化。
[0064] 此外，模塊間的這種附接能夠確保組裝的連續(xù)性，尤其是當(dāng)被伸入的表面由鹽制 成時(shí)，這就通過(guò)伸入而將自身添加至該組件。
[0065] 該形成凸出部51的至少一個(gè)元件例如通過(guò)插入模塊的第一表面52而附接的至少 一個(gè)導(dǎo)桿形成。
[0066] 因此，該模塊可通過(guò)將導(dǎo)桿固定至塊體來(lái)容易地制得，從而形成該模塊，其中，塊 體由構(gòu)成待產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的至少一種材料制成。
[0067] 第一表面52可例如為模塊50的由鹽制成的部件的表面和/或由所述導(dǎo)熱材料制成 的表面。
[0068] 因此，該模塊可通過(guò)將導(dǎo)桿附接至塊體，例如附接至由能夠吸附或吸收氨的鹽制 成的部件或由所述導(dǎo)熱材料制成的部件來(lái)容易地制得，所述塊體包括鹽或所述導(dǎo)熱材料， 或由鹽或所述導(dǎo)熱材料制成。
[0069]能夠容易地生產(chǎn)模塊20,該模塊20包括在模塊20的數(shù)個(gè)表面上形成凸出部的元 件。
[0070] 具體地，因而能夠容易地生產(chǎn)允許沿?cái)?shù)個(gè)方向進(jìn)行組裝的模塊20,例如模塊50和 模塊70之間的垂直組裝，以及模塊50和模塊60之間的水平組裝。
[0071] 導(dǎo)桿典型地包括:在模塊外形成凸出部的部分；以及通過(guò)伸入由構(gòu)成待組裝的結(jié) 構(gòu)的至少一種材料制成的塊體內(nèi)部來(lái)插入的部分。優(yōu)選地，導(dǎo)桿在位于模塊外部的端部和 由構(gòu)成待組裝的結(jié)構(gòu)的至少一種材料制成的塊體內(nèi)部的端部之間延伸。
[0072]參照?qǐng)D6,模塊10可包括底部60,該底部60具有從底部延伸的至少一個(gè)導(dǎo)桿，例如 數(shù)個(gè)導(dǎo)桿。
[0073] 該底部60形成例如這樣的底部:從該底部，導(dǎo)桿能夠優(yōu)選地以完全伸入的方式伸 入塊體61(包括鹽或所述導(dǎo)熱材料，或由鹽或所述導(dǎo)熱材料制成的部件組成），以形成模塊， 導(dǎo)桿的部分伸入塊體并且在塊體外延伸，同時(shí)形成凸出部，該凸出部構(gòu)成用于將該模塊附 接至另一模塊的構(gòu)件。因此導(dǎo)桿可伸過(guò)若干個(gè)塊體。
[0074] 因此，能夠容易地形成用于插入至殼體并且與殼體的形狀相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)。
[0075] 因此，能夠利用底部使儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)的整合模塊化到殼體中，而不是必須通過(guò)手動(dòng)插 入。
[0076] 因此，能夠使由此得到的結(jié)構(gòu)的功能化，例如，通過(guò)利用至少一個(gè)導(dǎo)桿能夠與電阻 器形成通道來(lái)調(diào)節(jié)該結(jié)構(gòu)的溫度;或能夠形成連接器，該連接器將其自身固定在殼體的底 部;或甚至能夠形成管狀物，該管狀物使得一旦儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)被組裝，允許氨在所述結(jié)構(gòu)與殼體 的外部之間循環(huán)。
[0077] 底部60可形成殼體的蓋，在該殼體中，很可能放置有由此形成的結(jié)構(gòu)。
[0078] 氨儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)
[0079]參照?qǐng)D7來(lái)描述氨儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)。
[0080]結(jié)構(gòu)100包括能夠吸附或吸收氨的至少一個(gè)鹽層110。
[0081 ] 結(jié)構(gòu)100可由這種鹽組成。
[0082]可替代地，該結(jié)構(gòu)可包括能夠吸附或吸收氨的鹽層110與導(dǎo)熱材料層120的交疊 層。
[0083] 該鹽為例如粉末狀鹽。該粉末狀鹽可例如選自堿土金屬氯化物。
[0084] 具體地，粉末狀鹽選自下列化合物:SrCl2、MgCl2、BaCl 2、CaCl2、NaCl2。
[0085] 此外，氨的儲(chǔ)存依據(jù)于以下類型的可逆固體-氣體反應(yīng)：
[0086] 〈固體A>+(氣體）g〈固體B>
[0087] 該鹽典型地處于固定形式。
[0088]氨與堿土金屬氯化物形成配合物(也被稱為氨酯(ammoniacates))。該現(xiàn)象是本領(lǐng) 域技術(shù)人員所公知的。
[0089]結(jié)構(gòu)100的至少一個(gè)導(dǎo)熱材料層120由例如多孔介質(zhì)組成。
[0090] 該導(dǎo)熱材料層120包括例如由膨脹天然石墨制成的多孔基質(zhì)。該導(dǎo)熱材料層120可 例如包括或由至少一個(gè)膨脹天然石墨層組成，該膨脹天然石墨在安置在殼體130之前，將其 預(yù)先壓制或預(yù)壓制到其自由密度和構(gòu)成其石墨骨架的密度的中間值。
[0091] 該結(jié)構(gòu)包括如前所述的模塊的組件，并且因此具有容易制造這一同樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0092] 模塊能夠是相同的或不同的。
[0093] 儲(chǔ)存系統(tǒng)
[0094]參照?qǐng)D7來(lái)描述通過(guò)吸收或吸附來(lái)儲(chǔ)存氣體的系統(tǒng)1000,該系統(tǒng)1000包括:殼體 130，在該殼體中，放置有如前所述的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)100。
[0095] 催化還原系統(tǒng)
[0096]參照?qǐng)D8來(lái)描述一種用于內(nèi)燃機(jī)廢氣的選擇性催化還原的系統(tǒng)。
[0097]該催化還原系統(tǒng)包括如前所述的儲(chǔ)存系統(tǒng)81。
[0098]催化還原系統(tǒng)進(jìn)一步包括:模塊82,用于將氨注入到廢氣中。
[0099]儲(chǔ)存系統(tǒng)81和注入系統(tǒng)82相連接，并且對(duì)該組件進(jìn)行控制以將儲(chǔ)存的氨注入到廢 氣中。
[0100] 制造方法
[0101 ]本發(fā)明還包括一種用于制造如前所述的結(jié)構(gòu)的方法。
[0102] 所述方法包括:利用前述模塊的附接構(gòu)件，將該模塊與前述另一模塊進(jìn)行組裝。
[0103] 這兩個(gè)模塊可為相同的或不同的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于構(gòu)建氨儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)（100)的模塊，所述結(jié)構(gòu)（100)包括能夠吸附或吸收氨的至 少一個(gè)鹽層(110)，所述模塊包括用于附接至至少另一模塊的附接構(gòu)件(11、13、51)， 所述附接構(gòu)件包括:至少一個(gè)元件，所述至少一個(gè)元件形成所述模塊的第一表面(52) 的凸出部(51)并且能夠伸入所述另一模塊的表面(53)，和/或 所述附接構(gòu)件包括：所述模塊的第一表面（12)的部件（11)，該第一表面（12)的部件 (11)具有與所述模塊的第二表面（14)的部件（13)互補(bǔ)的形狀，所述第一表面（12)的部件 (11)是凸出的，所述第二表面（14)的部件（13)形成適用于容納該凸出的中空區(qū)以保持兩個(gè) 組件的接觸。2. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的模塊，其特征在于，所述模塊包括由能夠吸附或吸收氨的 鹽制成的部件（15)。3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)（100)包括能夠吸附 或吸收氨的鹽層(110)與導(dǎo)熱材料層(120)的交疊層。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的模塊，其特征在于，所述模塊包括由所述導(dǎo)熱材料制成的部件 (16)〇5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊，其特征在于，形成凸出部(51)的所述至少 一個(gè)元件由至少一個(gè)導(dǎo)桿形成，所述至少一個(gè)導(dǎo)桿通過(guò)插入所述模塊的第一表面(22)來(lái)附 接。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的模塊，其特征在于，所述模塊包括具有至少一個(gè)導(dǎo)桿的基底 (60)〇7. 至少一個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊和至少另一個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求 中任一項(xiàng)所述的模塊的組件，至少一個(gè)所述模塊與所述至少另一模塊通過(guò)至少一個(gè)所述模 塊的附接構(gòu)件來(lái)組裝。8. -種氨儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，所述氨儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)包括能夠吸附或吸收氨的至少一個(gè)鹽層，其特征 在于，所述氨儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)包括根據(jù)權(quán)利要求7所述的組件。9. 一種通過(guò)吸收或吸附來(lái)儲(chǔ)存氣體的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括殼體，在所述殼體中放置有 根據(jù)權(quán)利要求8所述的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)（100)。10. -種用于內(nèi)燃機(jī)廢氣的選擇性催化還原的系統(tǒng)，其特征在于，所述選擇性催化還原 的系統(tǒng)包括:根據(jù)權(quán)利要求9所述的儲(chǔ)存系統(tǒng)（1000)，以及用于將氨注入所述廢氣的模塊。11. 一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求8的結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述方法包括:將根據(jù)權(quán) 利要求1至6中任一項(xiàng)所述的模塊利用該模塊的附接構(gòu)件與另一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至6中任 一項(xiàng)所述的模塊組裝。
【文檔編號(hào)】C01C1/00GK105829247SQ201480069930
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日
【發(fā)明人】J-B·德芒東
【申請(qǐng)人】阿奎斯&阿奎斯股份有限公司