[發明專利]廢氣凈化系統以及廢氣凈化方法

有效

• 申請號: 201780038688.4
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN109312650B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 中垣邦彥
• 申請（專利權）人: 日本礙子株式會社
• 主分類號: F01N3/08
• 分類號: F01N3/08;B01D53/94;F01N3/20;F01N3/28;G01N27/416
• 代理公司: 北京旭知行專利代理事務所(普通合伙) 11432
• 代理人: 王軼;鄭雪娜

本發明涉及廢氣凈化系統以及廢氣凈化方法。廢氣凈化系統(200)具有：尿素水注入噴射器(210)，其設置在燃燒裝置(202)與SCR催化器(206)之間；第一氣體傳感器(10A)，其設置于SCR催化器(206)的下游側，且對從SCR催化器(206)輸出來的廢氣中的NO濃度和NH₃濃度進行檢測；以及開度控制機構(216)，其對尿素水注入噴射器(210)的開度進行控制。

技術領域

本發明涉及使用了能夠對被測定氣體中的多個目標成分的各濃度進行測定的氣體傳感器的廢氣凈化系統以及廢氣凈化方法。

背景技術

以往，已知：具有串聯二室結構的NOx傳感器(串聯二室型NOx傳感器)、以及使用了該NOx傳感器的NOx測定方法(例如，參照日本特開2015-200643號公報)、使用了氧化物半導體電極的混合電位型或者電阻變化型的NO₂傳感器、或者NH₃傳感器(例如，參照日本特開2013-068632號公報以及日本特開2009-243942號公報)。

另外，已知：使用氧化物半導體電極的混合電位來測定NH₃濃度的方法。該方法如下：用另一個傳感器來測定NOx濃度，在不存在NO、NO₂的情況下，直接使用氧化物半導體電極的混合電位，在存在NO、NO₂的情況下，對氧化物半導體電極的混合電位加以補正(例如，參照日本特表2009-511859號公報)。

發明內容

近年來，存在著各國加大力度強化對CO₂排出量進行限制的趨勢，柴油車的普及率正在增加。使用稀薄燃燒的柴油發動機具有如下缺點：雖說CO₂排出量比較少，但包含有過量氧的廢氣中的NOx凈化變得困難。因此，與CO₂排出量限制的強化同樣地，NOx排出量的限制也正在強化。目前，能夠不有損于CO₂排出量亦即燃料消耗量地進行NOx凈化的選擇性還原型催化系統(以下、稱為SCR系統)占據了NOx凈化的主流。SCR系統使所注入的尿素與廢氣發生反應而生成氨，使氨與NOx發生反應而分解為N₂和O₂。在該SCR系統中，為了使NOx凈化效率接近于100％，需要增加尿素的注入量，不過，如果增加尿素注入量，則有可能未反應的氨向大氣中排出。因此，要求有一種傳感器能夠將NOx和氨區別開。

此外，在美國，正在準備規定：有義務對氧化催化器(以下、稱為DOC催化器)、柴油顆粒過濾器(以下、稱為DPF)、選擇性還原型催化器(以下、稱為SCR催化器)分別進行故障診斷。DPF、SCR催化器的故障診斷可以利用已有的PM傳感器、NOx傳感器來進行，但是，對于DOC催化器就沒有找到有效的故障診斷裝置。目前，推薦使用：對200℃以下的低溫時在DOC催化器下游漏出的烴(以下、稱為HC)量進行測定的方法、以及由向DOC催化器下游排出的NO與NO₂的比率判斷故障的方法等。特別是，與HC流出量的增大相比，先發生NO與NO₂的比率中的NO₂的減少，因此，作為更安全的故障診斷方法，備受期待。因此，要求有一種傳感器能夠將NO和NO₂區別開。

關于上述的日本特開2015-200643號公報中記載的NOx傳感器以及NOx測定方法，它是將NO、NO₂、NH₃轉化為NO，并使轉化后的NO分解而生成O₂，再對該O₂的量、或者濃度進行測定。因此，即便能夠測定NO、NO₂、NH₃的總量，也無法將它們區別開。

關于日本特開2013-068632號公報以及日本特開2009-243942號公報中記載的氧化物半導體電極，NO、NO₂的選擇性優異的另一面，針對NO和NO₂的靈敏度的輸出特性卻相反，因此，在NO和NO₂共存的氣氛下，無法準確地測定NO、或者NO₂濃度。