[發明專利]涂覆的柴油顆粒過濾器

有效

• 申請號: 201310130356.2
• 申請日: 2013-04-16
• 公開（公告）號: CN103375227B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: M·普利弗;M·斯奇弗;F·道恩豪斯;S·巴索;F-W·斯庫特澤
• 申請（專利權）人: 尤米科爾股份公司及兩合公司
• 主分類號: F01N3/035
• 分類號: F01N3/035
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 柳冀

技術領域

本發明涉及一種涂覆的柴油顆粒過濾器，以及它在柴油發動機的排氣凈化中的用途。

背景技術

由柴油發動機提供動力的機動車輛的排氣不僅包括一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO_x)，而且還包括來源于燃料在汽缸的燃燒室中不完全燃燒的多種組分。所述組分不僅包含通常同樣主要以氣體形式存在的殘余的烴類(HC)，而且還包含也被稱為“柴油炭煙”或者“炭煙顆粒”的顆粒排放物。

為了凈化所述排氣，所述組分必須盡可能完全地轉化成無害化合物，這只有使用適當的催化轉化器才是可能的。

例如，粘附在炭煙顆粒上的一氧化碳(CO)、氣態碳氫化合物(HC)、以及可能的有機團聚體(所謂的“揮發性有機成分”VOF)可能在氧化催化轉換器的幫助下通過氧化被去除。氧化催化轉換器在現有技術中已知很長時間，并且在多種實施例中被描述。作為有氧化催化活性的組分，通常使用貴金屬鉑和/或鈀。

為了去除柴油車輛的排氣中的顆粒排放物，使用專用顆粒過濾器，為了提高其特性，這些專用顆粒過濾器可能具有一種有氧化催化活性的涂層。如SAE文件SAE 2005-01-1756中詳細描述的，這種涂層用于降低氧基顆粒燃燒(炭煙燃燒)的活化能并且因此降低該過濾器上的炭煙點火溫度，通過氧化該排氣中包含的一氧化氮形成二氧化氮來提高被動再生行為，并且抑制烴和一氧化碳排放物的突破。

來自柴油機的排氣的氮氧化物可能被轉換成無害的氮氣，例如，通過在一種適當的催化轉化器、即選擇性催化還原(SCR)催化轉化器上用氨作為還原劑的SCR。該還原劑必須通過該SCR催化轉化器上游的一個注射器噴嘴從一個車載輔助儲箱引入該排氣通道。然而，優選的不是將氨本身而是將一種容易斷裂形成氨的化合物，例如尿素或者氨基甲酸銨，攜帶在車上。

為了能去除所討論的有害的排氣組分到所需的含量，這些所述的催化轉化器和/或過濾器必須以一種適當的方式彼此結合以便形成一個排氣處理系統。

在已知的排氣處理系統中，例如在WO 99/39809和WO 2009/140989中描述的，如在該排氣的流動方向上看，首先安排該氧化催化轉換器，接著是該柴油顆粒過濾器，以及最后是該SCR催化轉化器。此外，一個用于該還原劑投料的注射裝置位于該柴油顆粒過濾器和該SCR催化轉化器之間。

已經發現在所述系統的運行期間，在高溫并且不考慮λ值的情況下，該氧化催化轉換器，特別是如果它富含鉑，釋放微量鉑進入氣相，該微量鉑隨著該排氣流被輸送到該SCR催化轉換器并且污染該SCR催化轉換器。由于鉑對氨的氧化呈現出高活性，它具有這樣的效果：在較高的溫度，大致300℃以上，不再有供該SCR反應可用的足夠的氨，并且氮氧化物的轉化率降低。此外，氧化二氮(N₂O)形成的增加主要在溫度范圍在250℃附近時被觀察到。例如，所述現象在SAE文件SAE 2008-01-2488以及SAE 2009-01-0627中被描述。

為了解決所述問題，US 2011/138777 A1提議一種“鉑族金屬捕捉器”的安排，其在該氧化催化轉換器的排氣系統下游或者該SCR催化轉換器的上游包括氧化鈰或者一種鈣鈦礦材料作為活性組分。

然而這一提議的缺點是該排氣處理系統必須被擴展以便包含一個附加的組分，這相對于車輛的車底區域的有限空間而言，很難實現。所述解決方案還導致較高的成本。

發明內容

因此，本發明的一個目的是提供措施使去除從該氧化催化轉換器或者其他部件釋放的微量鉑成為可能，并且防止該SCR催化轉換器的污染，而并不由此需要附加的部件或者導致顯著更高的成本。此外，該排氣處理系統作為一個整體，或者其單個的組成部分的功能，必須保持盡可能不受影響。

出人意料地是，目前已經發現，如果一個合適的鉑捕捉器被整合到該顆粒過濾器里可以實現所述目的。

因此，本發明涉及一種柴油顆粒過濾器，其具有一種有氧化催化活性的涂層，其特征在于所述柴油顆粒過濾器包括一個去除該排氣流中包含的微量鉑的材料區。

此外，本發明涉及一種用于在排氣處理系統中防止鉑對SCR催化轉化器污染的方法，如在該排氣的流動方向上看，該系統包括：一種含有鉑的氧化催化轉化器，一種柴油顆粒過濾器，以及一種SCR催化轉化器，其特征在于上面描述的該柴油顆粒過濾器被用作柴油顆粒過濾器。