[發(fā)明專利]用于后處理組件的改進(jìn)脫硫的系統(tǒng)、方法和設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480009133.3
• 申請日: 2014-02-11
• 公開（公告）號(hào): CN105026716B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 艾少克·庫馬爾;邁克爾·A·史密斯;克里希那·卡瑪薩姆萊姆;尼爾·柯里爾;阿雷克西·耶澤勒茨
• 申請（專利權(quán)）人: 康明斯有限公司
• 主分類號(hào): F01N3/20
• 分類號(hào): F01N3/20;F01N9/00
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11204
• 代理人: 王達(dá)佐,王艷春

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2013年2月16日提交的第61/765,715號(hào)臨時(shí)申請的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容出于所有目的通過引用并入本文中。

背景技術(shù)

現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)通常利用后處理裝置來處理發(fā)動(dòng)機(jī)排氣并減少排氣排放。常用的裝置包括催化元件，諸如氧化催化器、催化微粒過濾器和選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)。許多催化元件具有當(dāng)隨著時(shí)間的推移暴露于硫化合物時(shí)而被中和、去活化或經(jīng)歷降低的效力的催化劑材料。隨著時(shí)間的推移由硫引起的去活化是累積過程，從而限制了催化組件的有效壽命，或者需要定期去除硫化合物。

目前公知的除硫方法需要使目標(biāo)后處理組件達(dá)到非常高的溫度，通常甚至要達(dá)到超過微粒過濾器的再生溫度的溫度。典型的除硫方法涉及超過650℃、700℃或750℃的溫度。由于催化劑的組成、物理結(jié)構(gòu)和材料、滿足催化劑任務(wù)所需的活動(dòng)水平，在900℃、850℃、800℃或更低溫度處會(huì)發(fā)生催化劑的立即失效，從而限制后處理系統(tǒng)中在各種操作條件下的反應(yīng)機(jī)制(例如，質(zhì)量傳遞受限-孔擴(kuò)散、體擴(kuò)散或表面擴(kuò)散、反應(yīng)速率受限等)。即使在設(shè)計(jì)的除硫范圍內(nèi)的較低的溫度下，也會(huì)發(fā)生催化器和其它組件的大大加速的老化。另外，在正常應(yīng)用操作過程中通常不會(huì)經(jīng)歷或僅很少經(jīng)歷的需要高溫的情況下，目前公知的脫硫操作可顯著影響燃料經(jīng)濟(jì)性、發(fā)動(dòng)機(jī)的任務(wù)性能和/或在操作過程中不實(shí)用，并且需要作為服務(wù)事件來進(jìn)行脫硫。脫硫性能不理想，因?yàn)檫@會(huì)增加成本并導(dǎo)致系統(tǒng)的停機(jī)。

由于待再生的后處理組件通常與整個(gè)排氣系統(tǒng)相聯(lián)，所以，當(dāng)除硫在應(yīng)用操作過程中進(jìn)行(例如，對(duì)于在野外的卡車)，甚至在一些情況下作為服務(wù)事件進(jìn)行時(shí)，整個(gè)后處理系統(tǒng)與待再生組件類似地被加熱。如果對(duì)單一后處理組件隔離進(jìn)行加熱，則去除和服務(wù)過程必須在該過程期間在使應(yīng)用(例如，車輛)脫離下進(jìn)行。

先前公知的除硫方法過程中經(jīng)歷的高溫大大增加了后處理系統(tǒng)的催化器和其它組件的老化。另外，再生組件上游的組件可能需要被加熱到甚至更高的溫度，以適應(yīng)系統(tǒng)中的熱損失并確保下游再生組件達(dá)到所需的溫度。該系統(tǒng)對(duì)組件老化和除硫的響應(yīng)與溫度大體呈指數(shù)關(guān)系。因此，除硫溫度的微小控制變化大大延長除硫過程時(shí)間(低溫)，導(dǎo)致除硫過程失敗(溫度過低)、大大增加催化組件或其它后處理組件的老化(高溫)、或者導(dǎo)致催化組件或其它后處理組件的立即失效(溫度過高)。脫硫過程中的溫度控制不佳會(huì)導(dǎo)致過度老化以及延長的脫硫時(shí)間，因而，期望該領(lǐng)域有進(jìn)一步發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本文中所公開的一個(gè)實(shí)施方式涉及用于在確定SCR組件的硫值超過硫再生閾值之后增加進(jìn)入選擇性催化還原(SCR)催化器的、來自發(fā)動(dòng)機(jī)的NO量的獨(dú)特方法。在另一實(shí)施方式中，公開了包括內(nèi)燃機(jī)、SCR組件、氧化催化器以及控制器的系統(tǒng)，其中，控制器構(gòu)造為響應(yīng)于確定SCR組件的硫值超過硫再生閾值而提供NO增加命令。在附加實(shí)施方式中，公開了一種設(shè)備，該設(shè)備構(gòu)造為響應(yīng)于SCR組件的硫值而提供催化器再生命令，并且響應(yīng)于催化器再生命令而提供NO增加命令和NO2減少命令中的至少一種。

根據(jù)下文描述和附圖，其它實(shí)施方式、形式、目的、特征、優(yōu)點(diǎn)、方面和益處將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是包括發(fā)動(dòng)機(jī)和示例性排氣后處理系統(tǒng)的系統(tǒng)的示意框圖。

圖2是在功能上執(zhí)行某些操作以確定流量不平衡值的控制器的示意圖。

圖3是示出了在400℃的進(jìn)料氣體溫度下在NO、NO2和NH3的各種選擇性催化還原劑入口濃度下的除硫的線形圖。

圖4是示出了在400℃的進(jìn)料氣體溫度下在用NO+NH3漸進(jìn)處理下NOx轉(zhuǎn)化的改善的線形圖。

圖5是示出了用于再生暴露于硫的SCR催化器的示例性過程的流程圖。

具體實(shí)施方式

出于促進(jìn)對(duì)本發(fā)明的原理的理解的目的，以下將參照附圖中所示的實(shí)施方式，并使用具體語言對(duì)其進(jìn)行描述。然而，應(yīng)理解的是，并不旨在由此限制本發(fā)明的范圍，并且本文中設(shè)想了本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員通常進(jìn)行的對(duì)所示實(shí)施方式的任何改變和進(jìn)一步修改、和對(duì)本文中所示的本發(fā)明的原理的任何進(jìn)一步應(yīng)用。