[發明專利]一種改進的選擇性催化還原系統

有效

• 申請號: 201780077531.2
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN110073086B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 利奧·謝德;亞歷克西斯·伊登;羅納德·西爾弗
• 申請（專利權）人: 珀金斯發動機有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N9/00;F01N11/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 許春波;楊淑媛

提供了使用選擇性催化還原系統處理排放通道中的排氣的方法。該系統包括：水解催化器(18)，其在SCR催化器(20)上游的通道(12)中；以及柴油機排放流體(DEF)定量配給單元(16)，其用于以可變DEF定量配給速率將DEF注射到水解催化器上。該方法包括以下步驟：預測用于轉化排氣中包含的所有氮氧化物(NOx)的初始DEF定量配給速率，以及估計存儲在SCR催化器(20)上的氨的量。該方法還包括以下步驟：測量系統的NOx轉化率，并基于氨存儲估計和測量的系統的NOx轉化率來調節初始DEF定量配給速率，以產生第一調節的DEF定量配給速率。然后，估計存儲在水解催化器(18)上的氨當量的量，并基于氨當量存儲估計來調節第一調節的DEF定量配給速率，以產生第二調節的DEF定量配給速率。然后，以第二調節的DEF定量配給速率注射DEF。

發明領域

本發明涉及用于處理柴油發動機排氣的選擇性催化還原系統。

發明背景

選擇性催化還原(SCR)系統是已知的，并且通常包括在柴油發動機的排放系統中，以便處理這種發動機的排氣。這種系統涉及將柴油機排放流體(DEF)引入到在發動機的排放通道中流動的排氣中。DEF包含尿素，尿素在排放通道內經受水解和/或熱解，從而產生氨。氨進入到SCR催化器中，在SCR催化器中氨與排氣反應，其中在排氣中存在的任何氮氧化物(NOx)在排氣排出到大氣中之前被轉化為氮氣和水。

已經提出了將DEF定量配給到排放通道的許多SCR系統。這種系統有時被稱為“濕式噴射(wet spray)”系統，并將尿素溶液噴霧注射到排氣中，在排氣中尿素分解形成氨。這種系統的示例在US2008307967A1中示出。US’967公開了一種布置，其中DEF在主排放通道外部的供給通道中被水解。具體而言，將DEF定量配給到水解催化器上并水解成氨。氨向下游流到SCR催化器的入口，在那里氨起到還原NOx的作用。當需要氨來還原NOx時，SCR系統(諸如，US’967中公開的SCR系統)所遵循的已知控制過程涉及給水解反應器定量配給DEF。

當在某個條件下將DEF定量配給到SCR系統中的水解催化器上時，DEF充分冷卻催化劑，以減緩或有效防止尿素的熱解和異氰酸隨后的水解，以及氨和異氰酸的解吸。對氨釋放的這種抑制造成水解催化器功能的滯后或延遲。這限制了可對SCR催化器中氨儲存和NOx轉化施加的控制量。此外，尿素緩慢的或被阻止的熱解也可能導致在排放通道中形成尿素沉積物，并且未反應的尿素或氨在氨泄漏事件中(例如，如果排放入口溫度升高的話)未經處理地流出排放通道。

本發明的目的是消除或減輕已知SCR排放系統的上述缺點中的至少一個。

發明概述

根據本發明的第一方面，提供了使用選擇性催化還原系統處理排放通道中的排氣的方法。該系統包括：水解催化器，其在SCR催化器上游的通道中；以及柴油機排氣流體(DEF)定量配給單元，其用于以可變DEF定量配給速率將DEF注射到水解催化器上。該方法包括以下步驟：預測用于轉化排氣中包含的所有氮氧化物(NOx)的初始DEF定量配給速率，以及估計存儲在SCR催化器上的氨的量。然后，測量系統的NOx轉化率。然后，基于氨儲存估計和測量的NOx轉化率來調節初始DEF定量配給速率，以產生第一調節的DEF定量配給速率。然后，估計儲存在水解催化器上的氨當量(ammonia-equivalent)的量。然后，基于氨當量儲存估計調節第一調節的DEF定量配給速率，以產生第二調節的DEF定量配給速率。然后，以第二次調節的DEF定量配給速率注射DEF。