[發明專利]控制和監測氧化催化劑裝置的方法

有效

• 申請號: 201810751968.6
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN109281737B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: G·拉特法;R·埃斯波西托;G·蒙蒂納羅
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F01N11/00
• 分類號: F01N11/00;F01N9/00;F01N13/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 韋欣華;楊思捷

廢氣系統包括能夠接收廢氣并氧化一種或多種可燃燒碳氫化合物(HC)和一種或多種氮氧化物(NOx)物質的氧化催化劑(OC)；設置在所述OC下游并與所述OC流體連通的選擇性催化還原裝置(SCR)；以及設置在所述SCR上游的上游NOx傳感器和設置在所述SCR下游的下游NOx傳感器。用于控制系統的方法包括依次向OC和SCR提供廢氣，測量上游廢氣NOx濃度，測量下游廢氣NOx濃度，通過從上游廢氣NOx濃度減去下游廢氣NOx濃度來確定NOx差異，以及將所述NOx差異與差異閾值進行比較以確定OC還原性能。該方法在OC高于NOx到NH3的轉化產率閾值時和/或在富燃條件下進行。

背景技術

在內燃機(ICE)的燃燒循環期間，空氣/燃料混合物被提供給ICE的汽缸。空氣/燃料混合物被壓縮和/或點燃和燃燒以提供輸出扭矩。燃燒后，ICE的活塞迫使汽缸中的廢氣通過排氣閥開口排出并進入排氣系統。從ICE、特別是柴油發動機排放的廢氣是一種非均相混合物，其包含氣體排放物，例如一氧化碳(CO)、未燃燒的碳氫化合物(HC)、氮氧化物(NO_x)和硫氧化物(SO_X)，以及構成顆粒物的凝聚相材料(液體和固體)。液體可以包括例如水和碳氫化合物。

廢氣處理系統可以在一個或多個部件中使用催化劑，所述一個或多個部件被配置用于完成后處理過程，例如還原NO_x，以產生氮(N₂)和水(H₂O)的更可接受的廢氣成分。一種用于減少NO_x排放的廢氣處理技術是選擇性催化還原裝置(SCR)，其通常包括其上設置有復合催化劑的基底或載體。使廢氣通過催化劑將某些或所有廢氣成分轉化為所需化合物，例如非調節廢氣組分。還原劑通常被噴射到SCR上游的熱廢氣中，分解成氨，并被SCR吸收。然后，氨在SCR催化劑的存在下將NO_x還原成氮氣和水。另一種類型的廢氣處理裝置是氧化催化劑(OC)裝置，其通常位于SCR的上游，以起到多種催化功能，包括氧化HC和CO物質。此外，OC可以將NO轉化為NO₂以改變廢氣的NO：NO_x比率，從而提高下游SCR的NO_x還原效率。在一些應用(例如汽油發動機)中，三效催化劑可用于將NO_x還原功能以及HC和CO氧化功能結合在單個廢氣處理裝置中。確保在各種運行條件下，特別是通過SCR適當地還原NO_X物質仍然是一個挑戰。

發明內容

提供了一種用于診斷廢氣處理系統的方法，其中所述系統可以包括具有催化組合物(CC)并且能夠接收廢氣并氧化一種或多種可燃燒碳氫化合物(HC)和一種或多種氮氧化物(NOx)物質的氧化催化劑裝置(OC)；設置在所述OC下游并與所述OC流體連通，并且配置成在還原劑存在下存儲NOx物質并還原NOx物質的選擇性催化還原裝置(SCR)；以及設置在SCR上游的上游NOx傳感器和設置在SCR下游的下游NOx傳感器。所述方法包括依次向OC和SCR提供廢氣，使用上游NOx傳感器測量上游廢氣NOx濃度，使用下游NOx傳感器測量下游廢氣NOx濃度，通過從上游廢氣NOx濃度減去下游廢氣NOx濃度來確定NOx差異，以及將NOx差異與差異閾值進行比較以確定OC性能。高于差異閾值的NOx差異可以表示合適的OC NOx氧化性能。SCR還原劑負載可以低于約1％和/或SCR可以低于NOx起燃溫度，同時廢氣被提供給OC。提供給OC的廢氣可以是內燃機產生的濃相廢氣。上游NOx傳感器可以設置在OC的上游。OC可以高于NH3轉化產率閾值。CC可以是一種或多種鉑族金屬。SCR可以是選擇性催化還原過濾裝置。上游NOx傳感器和下游NOx傳感器可以各自對NOx和NH3交叉敏感。