[發(fā)明專利]內(nèi)燃機(jī)廢氣中氮氧化物的選擇性催化還原的方法和排氣系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410641318.8
• 申請(qǐng)日: 2006-07-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104533579A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·布呂科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 排放技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F01N3/28
• 分類號(hào): F01N3/28;F01N9/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 張蓉珺;林柏楠

本申請(qǐng)是由排放技術(shù)有限公司于2006年7月21日提交的國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/EP2006/007196的發(fā)明名稱為“內(nèi)燃機(jī)廢氣中氮氧化物的選擇性催化還原的方法和排氣系統(tǒng)”的國(guó)際申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。該國(guó)際申請(qǐng)PCT/EP2006/007196進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的日期為2008年1月29日，國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?00680027888.1。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在內(nèi)燃機(jī)廢氣中、特別是在機(jī)動(dòng)車的排氣系統(tǒng)中氮氧化物的選擇性催化還原的方法。本發(fā)明還涉及相應(yīng)的排氣系統(tǒng)。本發(fā)明特別涉及控制向廢氣中添加還原劑或還原劑前體。

背景技術(shù)

世界上的眾多國(guó)家已經(jīng)完成法規(guī)條例，對(duì)內(nèi)燃機(jī)廢氣中的某些物質(zhì)設(shè)定了水平上限。這些一般是不希望排放至環(huán)境中的物質(zhì)。這些物質(zhì)之一是氮氧化物(NO_x)，其在廢氣中的水平必須不超過(guò)法定排放限度。由于以實(shí)現(xiàn)有利的燃料燃燒等為目的的邊界條件，例如內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)，避免發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的氮氧化物排放以便降低廢氣中的氮氧化物的水平只是有限有用，因此要求廢氣后處理以符合相對(duì)低的限度。關(guān)于這一點(diǎn)，已經(jīng)表明氮氧化物的選擇性催化還原(SCR)是有利的。該SCR方法需要含氮的還原劑。特別地，已經(jīng)證實(shí)氨(NH₃)用作還原劑是一種可能的替換方案。由于化學(xué)性質(zhì)和許多國(guó)家中的法規(guī)指令，氨并非通常保持在純氨的形式，因?yàn)檫@特別是在機(jī)動(dòng)車或其它車輛應(yīng)用方面會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。相反，往往在車輛中儲(chǔ)存和攜帶還原劑前體，而不是儲(chǔ)存還原劑本身。還原劑前體應(yīng)具體地理解為是指分解出還原劑或可以化學(xué)轉(zhuǎn)化成還原劑的物質(zhì)。例如，尿素代表還原劑氨的還原劑前體。作為還原劑的氨的其它可能還原劑前體包括氨基甲酸銨、異氰酸或氰脲酸。

還原劑前體化學(xué)轉(zhuǎn)化成還原劑、還原劑從還原劑前體中分解出以及還原劑前體和/或還原劑的可能狀態(tài)變化一般基于吸熱過(guò)程，這要求能量輸入。該能量輸入一般導(dǎo)致廢氣和/或排氣系統(tǒng)中組分的溫度降低。然而，已知化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的溫度變化也使該反應(yīng)的反應(yīng)平衡移動(dòng)。除了實(shí)際期望的反應(yīng)產(chǎn)物以外，根據(jù)當(dāng)前位置的反應(yīng)平衡也可能形成不期望的副產(chǎn)物。

發(fā)明簡(jiǎn)述

簡(jiǎn)言之，本發(fā)明涉及以下技術(shù)方案：

1.一種用于來(lái)自內(nèi)燃機(jī)(2)的廢氣中的氮氧化物(NO_x)的選擇性催化還原方法，其中在內(nèi)燃機(jī)(2)的排氣系統(tǒng)(1)中于SCR催化轉(zhuǎn)化體(3)上游形成用于添加下列試劑中的至少一種的試劑添加點(diǎn)(5)：

a)還原劑，和

b)還原劑前體，

以及正好在試劑添加點(diǎn)(5)的下游形成所述廢氣可以至少圍繞其流動(dòng)的結(jié)構(gòu)體(4)，所述方法至少包括下列步驟：

1.1)確定所述廢氣的氮氧化物含量；

1.2)確定結(jié)構(gòu)體(4)的溫度；

1.3)確定還原步驟1.1)中所確定含量的氮氧化物所需的試劑量；

1.4)確定在添加所述量的試劑之后結(jié)構(gòu)體(4)的溫度；

1.5)將結(jié)構(gòu)體(4)的溫度與可預(yù)先確定的目標(biāo)溫度進(jìn)行比較；

1.6)如果所述溫度低于所述目標(biāo)溫度，則利用下列措施中的至少一

種計(jì)算結(jié)構(gòu)體(4)的溫度；

1.6a)添加減少量的試劑，和

1.6b)提高下列溫度中的至少之一：

1.6b.1)結(jié)構(gòu)體(4)的溫度，和

1.6b.2)廢氣溫度；

直至在添加所述量的試劑之后結(jié)構(gòu)體(4)的溫度大于或等于所述目標(biāo)溫度；以及

1.7)通過(guò)所述試劑添加點(diǎn)添加所述量的試劑，并且如果合適如步驟

1.6b)中所述提高溫度。

2.技術(shù)方案1的方法，其中結(jié)構(gòu)體(4)包括蜂窩體。

3.技術(shù)方案1或2的方法，其中結(jié)構(gòu)體(4)包括下列催化轉(zhuǎn)化體中的至少一種：

3.1)水解催化轉(zhuǎn)化體(4)和

3.2)SCR催化轉(zhuǎn)化體(3)。

4.前述技術(shù)方案之一的方法，其中步驟1.1)包括下列措施中的至少一種：

4.1)測(cè)量所述氮氧化物的含量，和

4.2)由發(fā)動(dòng)機(jī)特性數(shù)據(jù)確定所述氮氧化物的排放量。

5.前述技術(shù)方案之一的方法，其中步驟1.2)包括下列措施中的至少一種：

5.1)測(cè)量結(jié)構(gòu)體(4)的溫度，和

5.2)計(jì)算所述溫度。

6.前述技術(shù)方案之一的方法，其中所述目標(biāo)溫度是至多180℃，優(yōu)選120℃-170℃，特別是大約160℃。