[發明專利]后處理系統

無效

• 申請號: 201210316558.1
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102966413A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: J·J·德里斯科爾;D·M·希頓;R·G·西爾弗;B·T·舒爾
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F01N3/035
• 分類號: F01N3/035
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及一種后處理系統，且更具體地涉及一種包括選擇催化還原催化劑的后處理系統。

背景技術

包括柴油發動機、汽油發動機、氣態燃料動力發動機和本領域中公知的其它發動機的內燃發動機排放復雜的空氣污染物的混合物。這些空氣污染物由顆粒和尤其包括氮氧化物（NOx）的氣態化合物組成。由于環境保護意識的提高，排氣排放標準已變得越來越嚴格，并且可以根據發動機類型、發動機尺寸和/或發動機等級來規定發動機排放到大氣的顆粒和NOx的量。

為了符合顆粒和NOx方面的規定，一些發動機制造商已實行稱為選擇性催化還原（SCR）的策略。SCR是最普遍為尿素((NH₂)₂CO)或水/尿素溶液的還原劑被選擇性地噴射到發動機的排氣流中并被吸收到下游基底上的過程。所噴射的尿素溶液分解為氨（NH₃），其與排氣中的NOx發生反應而形成水（H₂O）和雙原子氮（N₂）。實行SCR過程的發動機制造商通常包括位于SCR基底上游的氧化催化劑，以協助在排氣流傳送到SCR基底前改變排氣流的組分。此類氧化催化劑通常包括多孔基底，該多孔基底由催化材料如鈀、鉑、釩和/或其它貴金屬制成，或者涂有所述催化材料，或者以其它方式包括所述催化材料。此類材料有利于NO向NO₂的轉化，從而提高了SCR基底上游的NO₂與NO比例。通過氧化催化劑提供的升高的NO₂水平既可以有助于改善SCR催化劑上的NOx轉化，又可以有助于氧化收集在顆粒過濾器中的煙塵粒子。

在一些應用中，用于SCR目的的基底可能需要很大，以幫助確保它具有足夠的表面積或有效容積來吸收NOx的充分催化還原所需的適量的氨。這些大的基底會是昂貴的并需要排氣系統內的大量空間。此外，基底必須安放在噴射位置下游足夠遠的位置，以便尿素溶液有時間分解成氨并均勻地分布在排氣流內以用于NOx的有效還原。由于SCR基底的尺寸和所需的基底與噴射器之間的間距，封裝采用了此類部件的排氣系統會是困難的，并且封裝在SCR基底上游采用了氧化催化劑的排氣系統會更加困難。此外，由于用來制造氧化催化劑的貴金屬，采用氧化催化劑會顯著提高排氣系統的成本。

2008年11月13日公布的Makoto的日本專利公報No.2008/274,851（’851公報）中公開了一種供燃燒發動機使用的示例性裝備有SCR的系統。該系統包括具有氣體蓄積罐、分開的分散罐和連接在氣體蓄積罐與氣體分散罐之間的混合管的排氣凈化裝置。顆粒過濾器和氧化催化劑配置在氣體蓄積罐中，而SCR催化劑和氨還原催化劑配置在氣體分散罐內。尿素噴射器在SCR催化劑上游位于混合管中。

雖然’851專利的排氣系統可以構造成處理排氣，但這種系統在許多后處理應用中可能是有問題的。特別地，’851系統中所用的多個罐和催化劑可能增加系統的成本、封裝復雜性和總體尺寸。

本發明的后處理解決了上文陳述的問題中的一個或多個問題和/或現有技術的其它問題。

發明內容

在本發明的一個示例性實施例中，一種用于內燃發動機的后處理系統包括具有結合的顆粒過濾器和SCR催化劑的處理裝置。結合的顆粒過濾器和SCR催化劑處理來自內燃發動機的未經催化排氣，該未經催化排氣包括大約7克/千瓦時與大約10克/千瓦時之間的NOx。

在本發明的另一個示例性實施例中，一種用于內燃發動機的后處理系統包括處理裝置，該處理裝置具有配置在顆粒過濾器基底上的第一SCR催化劑和位于第一SCR下游的第二SCR催化劑。第一SCR催化劑處理來自內燃發動機的未經催化排氣。該處理裝置的特征在于大于大約95%的NOx轉化效率。

在本發明的另外一個示例性實施例中，一種排氣處理方法包括使用內燃發動機產生排氣，所述排氣包括大約7克/千瓦時與大約10克/千瓦時之間的NOx。該方法還包括將來自內燃發動機的未經催化排氣引向結合的顆粒過濾器和SCR催化劑。該方法還包括使用結合的顆粒過濾器和SCR催化劑催化地還原排氣中的NOx，所述結合的顆粒過濾器和SCR催化劑形成第一經處理排氣。

附圖說明

圖1是根據本發明的一個示例性實施例的后處理系統的局部示意圖。

具體實施方式