[發明專利]用于凈化柴油發動機的排出氣體的方法

在審

• 申請號: 201610083045.9
• 申請日: 2009-12-16
• 公開（公告）號: CN105715329A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: I.格卡斯;K.約漢森
• 申請（專利權）人: 赫多特普索化工設備公司
• 主分類號: F01N3/023
• 分類號: F01N3/023;F01N3/025;F01N3/035;F01N3/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 成城;譚祐祥

本申請是申請日為2009年12月16日、申請號為200980157185.4、發明名稱為“用于凈化柴油發動機的排出氣體的方法”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及來自柴油發動機的排出氣體的凈化。從排出氣體中去除微粒、未完全燃燒的烴類、碳氧化物、CO以及氮氧化物、NO_X。

本發明具體涉及一種凈化方法，其包括用于過濾器再生的有效但簡單的方法。

背景技術

用于排出氣體凈化的方法已經公知。US6863874中描述了一種方法，其中通過在過濾器之后進行氧化來去除排出氣體中的雜質，其中煙灰被二氧化氮和氧氣氧化。進一步在下游，將還原劑噴射進入NO_X吸附器，并且隨后安裝三元催化劑或用于選擇性還原的催化劑。

US6696031中公開了另一個過程，其中雜質是通過氧化、過濾以及選擇性催化還原(SCR)來去除的。將氨噴射到氧化劑或SCR的上游并且進一步在該上游安裝預氧化催化劑，烴類可被引入所述預氧化催化劑中。計算機必須控制這兩股氨流。

通過US6871489的方法使氣體穿過氧化催化劑、配備旁通裝置的冷卻器、包括尿素噴射的SCR部分、穿過加熱器并最后穿過柴油微粒過濾器來去除來自排出氣體的雜質。以此方式，必須通過提高過濾器的溫度使過濾器再生，所述過濾器溫度的提高通過增加來自加熱器的熱量輸出來實現。

這些過程不僅復雜、耗能或具有低的尿素分解速度，同時在發動機冷起動時具有緩慢的NO_X催化還原作用。

發明內容

本發明的總體目的是提供一種凈化過程，所述凈化過程有效地去除來自排出氣體的顆粒、未完全燃燒的烴類、碳氧化物、CO和氮氧化物、NO_X并且再生過濾器，同時又非常簡單。

本發明提供一種用于在系統中凈化柴油發動機的排出氣體的方法，所述系統包括用于選擇性催化還原的器件以及柴油微粒過濾器，所述柴油微粒過濾器優選地至少由催化層部分覆蓋并且安裝在用于選擇性催化還原的器件的下游。用于催化氧化的器件安裝在用于選擇性催化還原的器件的上游和/或安裝在用于選擇性催化還原的器件與催化柴油微粒過濾器之間。用于噴射受控量的還原劑的器件安裝在用于選擇性催化還原的器件的入口，并且用于噴射受控量的烴類的器件安裝在催化氧化器件的入口。

本發明提供如下配置：催化柴油微粒過濾器通過關閉還原劑噴射而被動再生，并且催化柴油微粒過濾器通過打開至少一個用于催化氧化的器件的烴類入口噴射以及可選地關閉還原劑噴射而主動再生。過濾器在高達500℃的溫度下通過NO₂被動再生，并且在500℃至700℃的溫度下主動再生。

還原劑是氨、氨的水溶液、尿素、尿素的水溶液、三聚氰酸。其他潛在的氮基反應劑包括氰尿酰胺、三聚氰酸二酰胺（ammelinge）、氰酸氨、雙縮尿素、氨基甲酸銨、碳酸氨、甲酸氨、三聚氰胺以及三氰基尿素（tricyanourea）。氨、氨的水溶液、尿素、尿素的水溶液、三聚氰酸是更優選的。

烴類是燃料，優選地是柴油發動機的燃料。在釩基催化劑或沸石基催化劑或功能性酸性基底金屬氧化混合物存在的情況下發生選擇性催化還原。釩基催化劑是可能添加有鎢或鉬氧化物的鈦氧化物上的釩氧化物。沸石基催化劑包括銅和/或鐵改變的β沸石、ZSM-5或菱沸石，而功能性酸性基底金屬氧化混合物包括酸性的鈰鋯氧化混合物和鋯鈦氧化混合物。在從150℃至550℃的溫度下使用釩催化劑，而從150℃至800℃的溫度下使用沸石基催化劑或酸性基底金屬混合物催化劑。

當第一氧化催化劑安裝在選擇性催化還原器件的上游并且第二氧化催化劑安裝在選擇性催化還原器件與柴油微粒過濾器之間時，隨后可將氨噴射進入第一氧化催化劑。第一氧化催化劑包括鑭氧化物促進的鋁氧化物上的鉑和鈀、或硅氧化物促進的鈦氧化物上的鉑和鈀、或鋯氧化物促進的鈰氧化物上的鉑和鈀。第二氧化催化劑包括鑭氧化物促進的鋁氧化物上的鈀、或硅氧化物促進的鈦氧化物上的鈀、或鋯氧化物促進的鈰氧化物上的鈀、或者銅和錳氧化物的混合物或銅和錳氧化物的混合物上的鈀。

柴油微粒過濾器上的催化層包括可能與貴金屬-如鈀和鉑組合的基底金屬氧化物的混合物。在EP1916029中描述了具有在鈰氧化物與鋯氧化物的混合物上的鈀的特別有利的示例。

測量穿過過濾器的壓降，并且所產生的信號用于控制還原劑的添加和燃料的添加。

本發明還包括用于執行上述方法的系統。