[發明專利]與廢氣后處理裝置結合的應用方法

有效

• 申請號: 201310106493.2
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN103362610B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: A.德林
• 申請（專利權）人: 曼卡車和巴士股份公司
• 主分類號: F01N3/10
• 分類號: F01N3/10;B01D53/94
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 石克虎,林森

技術領域

本發明涉及一種用于在用過量空氣運行的內燃機例如帶有直接噴油的柴油機和汽油機中操作廢氣后處理系統的方法。

背景技術

除了固體顆粒之外，燃燒過程中所產生的氮氧化物也屬于受到限制的廢氣成分，其允許排放量越來越低。當今使用不同的方法來使在車輛中運行的內燃機的這些廢氣成分最小化。通常借助催化劑(Katalysator,在本申請中該術語有時與術語“催化器”可互換使用)來減少氮氧化物。在富氧廢氣中還需要加入還原劑來提高選擇性和NO_x轉化率。這些方法均被統稱為SCR方法，其中SCR表示“選擇性催化還原”。這些方法在發電廠領域已有許多年的應用歷史，近來也應用于內燃機。關于這些方法的詳細描述，可參閱DE 34 28 232 A1。在實際應用中以固態或溶液形式使用氨或者能裂解出氨的化合物(例如尿素或甲酸銨)作為還原劑。其中，為了轉化1摩爾一氧化氮，需要1摩爾氨，其中氮氧化物與在催化器上積聚的NH₃根據下列方程式進行反應：

NH₃與NO_x的比例稱作進料比α。

α＝NH₃/NO_X

對于理想的催化劑(Katalysator)而言，當進料比α為1時，還原掉所有氮氧化物，也就是達到100％的NO_x轉化率，這是因為針對NO_x轉化率X_NOx，滿足：

其中：c_NOx,0：NO_x的未處理排放量[ppm]

c_NOx：通過催化劑后的NO_x排放量[ppm]

如果在SCR催化劑上游連接用于生成NO₂的含有鉑的NO-氧化催化劑

則可以顯著加速SCR-反應，并且可顯著提高低溫活性。

所以在車輛中運行的內燃機情況下難以利用SCR方法來還原氮氧化物，因為那里存在變化著的運行條件，這使得難以按量配給(Zumessung)還原劑。盡管一方面要達到盡可能高的氮氧化物轉化率，但另一方面也要注意不要出現未消耗掉的氨的排放。這里為了進行補救，經常使用在SCR催化劑下游安置的氨阻隔催化劑，它將過量的氨轉化為氮氣和水蒸氣。

為了使細物質顆粒最小化，在發電廠領域和車輛中使用顆粒過濾器。在顆粒過濾器中，過濾器通道的直徑位于顆粒直徑范圍內。鑒于這種情況，顆粒過濾器有被堵塞的風險，這會提高廢氣的反壓力和降低發動機功率。從EP 0 341 832 A2中獲知一種利用顆粒過濾器的布置(Anordnung)和方法。上述布置或上述方法的特色之處在于，在顆粒過濾器上游安置的氧化催化器-大部分是含有鉑作為活性材料的催化器-將廢氣中的一氧化氮借助于同樣包含的殘余氧氣氧化成二氧化氮，該二氧化氮接著在顆粒過濾器中與碳顆粒反應生成為CO、CO₂、N₂和NO。以此方式，實現了積聚的細物質顆粒的連續去除，由此省去了在其它布置中必須麻煩地進行的再生循環。

如果在顆粒過濾器中儲存的碳沒有利用NO₂實現完全氧化的話，則碳含量和因此廢氣反壓力不斷上升。如果達到了臨界質量，在高廢氣溫度下可能導致碳控制不住地被點燃，然后突然地與氧氣發生燃燒。

這導致溫度升高到最多1000℃。

為了滿足未來適用的廢氣排放規定，需要同時使用用于降低氮氧化物排放量的布置和用于降低細物質顆粒排放量的布置。為此已知有各種不同的布置和方法。