[發明專利]用于選擇性催化還原系統的方法和設備

有效

• 申請號: 201780077903.1
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN110088440B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 亞歷克西斯·伊登;利奧·謝德;羅納德·西爾弗;本·里德;格拉哈姆·哈格雷夫;保羅·蓋諾;托馬斯·洛克伊爾
• 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
• 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

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。這種系統典型地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定量配給系統受到在后處理系統表面上不形成沉積物的情況下可以輸送的DEF量的影響。基于SCR系統的一組特征，以第一速率給沖擊設備定量配給以DEF?；谝唤M標準(諸如，DEF的分解速率)，確定第二組特征(諸如，DEF的可用存儲容量)?；诘诙M特征，將DEF定量配給速率變為第二速率。在滿足第二組標準(例如，DEF的可用存儲的較低閾值)后，將定量配給速率恢復到第一速率。

領域

本發明涉及用于處理排氣的選擇性催化還原(SCR)系統。特別地，本發明涉及提高SCR系統效率的方法。

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SCR催化器，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公開了一種裝置，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。通常，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。

當將DEF定量配給到SCR系統中的沖擊設備(impaction device)(例如，水解催化器)上時，在某些條件下，DEF充分冷卻沖擊設備，以減緩或有效防止尿素的熱解和異氰酸的隨后水解，以及氨和異氰酸的解吸。對氨釋放的這種抑制造成沖擊設備功能的滯后或延遲。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，出現排氣入口溫度升高)未經處理地流出排放通道。

為了防止沉積物形成，到沖擊設備上的DEF定量配給速率通常被設定為等于或小于DEF在給定排放條件下的分解速率(也稱為“穩定狀態”、“安全”或“穩定”定量配給速率)。然而，使用“安全”定量配給速率并不能充分地利用沖擊設備的DEF存儲容量，從而實際上限制了氨的產量。

本公開的目的是至少解決上述問題中的一些。

概述

根據本發明的第一方面，提供了用于催化系統的方法，該催化系統包括水解催化器，該方法包括：

基于第一組特征，以第一速率給沖擊設備定量配給柴油機排放流體(DEF)；

基于第一組標準，確定沖擊設備的第二組特征；

基于第二組特征，將定量配給速率變為第二速率；以及

基于第二組標準，將定量配給速率恢復到第一速率。

根據本發明的第二方面，提供了用于處理排放通道中的排氣的選擇性催化還原系統，該系統包括：

沖擊設備；

DEF定量配給單元，其被配置為將DEF注射到沖擊設備上；以及

控制器，其被配置為執行如上所述的方法。

根據本發明的第三方面，提供了計算機程序產品，其包含用于執行如上所述的方法的機器可讀指令的一個或更多個序列。