[發(fā)明專利]用于選擇性催化還原設(shè)備泄漏檢測(cè)的方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380033936.8
• 申請(qǐng)日: 2013-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104411936A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·威廉姆斯;M·尼喬爾森;S·史密斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珀金斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司
• 主分類號(hào): F01N3/20
• 分類號(hào): F01N3/20
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 蘇娟;朱利曉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及選擇性催化還原(SCR)設(shè)備泄漏檢測(cè)的方法和裝置。

背景技術(shù)

選擇性催化還原(SCR)設(shè)備可用于將，例如，可由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的氮氧化物(NOx)，轉(zhuǎn)化成危害較小的排放物，如氮?dú)夂退CR設(shè)備可包括促進(jìn)可能存在于穿過(guò)SCR設(shè)備的氣流中的NOx之間反應(yīng)的催化劑，和為了基本上從氣流中去除NOx的還原劑。

還原劑可添加到所述氣流中，并且在與穿過(guò)所述SCR設(shè)備的氣流中的NOx反應(yīng)之前，被催化劑吸收。當(dāng)氨被用來(lái)做還原劑時(shí)，它可以，例如，無(wú)水氨、氨水或尿素的形式，在被催化劑吸收之前，在SCR設(shè)備中熱分解成氨，并添加到所述氣流中。

對(duì)SCR設(shè)備正確地施用還原劑時(shí)，氨和NOx之間的反應(yīng)應(yīng)當(dāng)消除幾乎所有的NOx和氨。如果SCR設(shè)備被過(guò)量給料，那么所述SCR設(shè)備中的氨可能多于可以被催化劑吸收的量，這可能會(huì)導(dǎo)致氨從所述SCR設(shè)備中排出(通常稱為“氨泄漏”)。氨排放不是所期望的，因?yàn)榘睂?duì)環(huán)境非常有害。如果該系統(tǒng)給料不足，那么可能沒(méi)有足夠的氨被催化劑吸收與穿過(guò)所述SCR設(shè)備中的氣流中的所有NOx反應(yīng)，這可能會(huì)導(dǎo)致未處理的NOx從所述SCR設(shè)備中排出。這可能會(huì)降低SCR設(shè)備的轉(zhuǎn)化效率，因此也不是所期望的。

為了更精確地控制給料水平，可能期望監(jiān)測(cè)SCR設(shè)備的輸出端處的NOx和氨的泄漏量。然而，NOx傳感器對(duì)氨交叉敏感。因此，NOx排出傳感器的高讀數(shù)可能是給料不足而致使未經(jīng)處理的NOx被排放，也可能是給料過(guò)量而致使氨泄漏導(dǎo)致的。

因此，可能難以通過(guò)SCR設(shè)備的輸出端處的NOx傳感器讀數(shù)來(lái)分辨SCR設(shè)備是給料不足還是給料過(guò)量。這使得有效的給料控制更加困難。

也可以在SCR設(shè)備的輸出端處結(jié)合使用氨傳感器和NOx傳感器，以區(qū)分NOx排放和氨泄漏。然而，氨傳感器是昂貴的附加部件。因此，在SCR設(shè)備的輸出端處使用氨傳感器也不是所期望的。

國(guó)際專利申請(qǐng)第WO2006000877號(hào)提出一種旨在克服NOx傳感器交叉敏感性問(wèn)題的控制技術(shù)。在該申請(qǐng)所提出的方法中，可將脈沖以氨的饋送速率引入到SCR設(shè)備中。SCR設(shè)備下游的NOx傳感器的讀數(shù)變化被監(jiān)測(cè)。響應(yīng)于正脈沖的讀數(shù)增加指示氨泄漏，因此指示應(yīng)減少給料水平。響應(yīng)于正脈沖的讀數(shù)減少指示未被處理的NOx正在從SCR設(shè)備中排出，因此指示應(yīng)增加給料水平。

然而，這種技術(shù)依賴于中斷SCR設(shè)備的正常給料體制來(lái)引入脈沖，然后監(jiān)測(cè)其效果。不僅允許氨給料的脈沖在設(shè)備輸出端生效和計(jì)算需要時(shí)間，并且所述SCR設(shè)備經(jīng)常會(huì)在被給料過(guò)量時(shí)被測(cè)試，給料的脈沖可能會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)更進(jìn)一步增加氨泄漏。在給料不足的相反情形下，轉(zhuǎn)化效率將會(huì)進(jìn)一步降低。此外，僅指示給料過(guò)量是否正在發(fā)生，并不能給出可能用于隨后的給料控制的給料過(guò)量程度的準(zhǔn)確指示。此外，在很大的催化劑存儲(chǔ)釋放時(shí)，氨泄漏主要源于催化劑本身，而給料方面影響很小。給料和下游NOx傳感器的NOx輸出讀數(shù)之間的相關(guān)性會(huì)丟失，這可能會(huì)導(dǎo)致氨檢測(cè)缺失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供：一種用于估計(jì)從選擇性催化還原(SCR)設(shè)備中輸出的氨的量的方法，該方法包括以下步驟：由所述SCR設(shè)備的輸入端處的NOx傳感器測(cè)量信號(hào)的方差和所述SCR設(shè)備的輸出端處的NOx傳感器測(cè)量信號(hào)的方差來(lái)確定所述SCR設(shè)備的NOx轉(zhuǎn)化效率；由所述SCR設(shè)備的NOx轉(zhuǎn)化效率和所述SCR設(shè)備的輸入端處的NOx傳感器測(cè)量信號(hào)來(lái)估計(jì)所述SCR設(shè)備的NOx輸出量；以及由估計(jì)的NOx輸出和所述SCR設(shè)備的輸出端處的NOx傳感器測(cè)量信號(hào)來(lái)估計(jì)所述SCR設(shè)備的氨輸出量。

本發(fā)明還提供：一種用于估計(jì)從選擇性催化還原(SCR)設(shè)備中輸出的氨的量的控制器，該控制器被配置為：由所述SCR設(shè)備的輸入端處的NOx傳感器測(cè)量信號(hào)的方差和所述SCR設(shè)備的輸出端處的NOx傳感器測(cè)量信號(hào)的方差來(lái)確定所述SCR設(shè)備的NOx轉(zhuǎn)化效率；由所述SCR設(shè)備的NOx轉(zhuǎn)化效率和所述SCR設(shè)備的輸入端處的NOx傳感器測(cè)量信號(hào)來(lái)估計(jì)所述SCR設(shè)備的NOx輸出量；以及由估計(jì)的NOx輸出和所述SCR設(shè)備的輸出端處的NOx傳感器測(cè)量信號(hào)來(lái)估計(jì)所述SCR設(shè)備的氨輸出量。

附圖說(shuō)明

圖1顯示了包括SCR設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)組的示意圖；

圖2顯示了可用于估計(jì)圖1中的SCR設(shè)備的氨氣輸出量的方法步驟；

圖3顯示了決定是否應(yīng)繼續(xù)向圖1中的SCR設(shè)備給料或停止給料時(shí)可采取的步驟；以及

圖4顯示了可能使用圖1顯示的發(fā)動(dòng)機(jī)組的示例性的交通工具。

具體實(shí)施方式