[發明專利]機動車用排氣設備

在審

• 申請號: 201880042966.8
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN110869106A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: J·布萊克曼;C·埃斯曼;U·蓋特納;A·馬斯納;M·斯蒂勒
• 申請（專利權）人: 戴姆勒股份公司
• 主分類號: B01D53/94
• 分類號: B01D53/94;F01N3/10;F01N3/20;F01N3/021
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 殷玲;吳鵬

本發明涉及機動車用排氣設備(10)，具有用于再處理機動車內燃機排氣的排氣后處理裝置。排氣后處理裝置包括具有含銅的沸石材料(28)的第一SCR催化器(26)、設于第一SCR催化器(26)下游的氨逃逸催化器(30)和顆粒過濾器(14)。在第一SCR催化器(26)的上游設有第二SCR催化器(22)，其具有含釩的SCR催化器材料(24)。

本發明涉及機動車用排氣設備，其具有用于再處理機動車內燃機排氣的排氣后處理裝置。該排氣后處理裝置包括具有含銅的沸石材料的第一SCR催化器、設于第一SCR催化器下游的氨逃逸催化器和顆粒過濾器。

例如，US 2014/0237995 A1描述了一種具有內燃機的系統，其排氣被供應給具有含銅沸石材料的SCR催化器。該后處理系統也包括氨氧化催化器和柴油顆粒過濾器。給含銅沸石催化器供應含有尿素、氨或碳氫化合物的流體流，以使沸石催化器在從不到500℃至600℃的溫度下脫硫。

即，常見的是，含銅的或銅置換的沸石催化器的脫硫在以柴油運行的內燃機的正常排氣條件下需要在500℃至600℃范圍內的高排氣溫度。為了獲得這樣的溫度，需要附加的加熱措施。在滿足歐洲6號標準或EPA-10的當前所用排氣后處理系統中，這通過設于含銅的沸石催化器前面的柴油氧化催化器獲得。在氧化催化器上，附加噴入的燃料被分解。因此，排氣溫度被提高。但這導致更高的燃料消耗且也導致排氣設備且尤其是排氣后處理裝置的增強的熱負荷和老化。

本發明的任務因此是提供前言所述類型的改進的排氣設備。

該任務通過一種具有權利要求1的特征的排氣設備完成。在從屬權利要求中指出了具有本發明的合適改進方案的有利設計。

根據本發明的用于機動車、尤其是載貨機動車的排氣設備包括用于再處理機動車內燃機排氣的排氣后處理裝置。排氣后處理裝置包括具有含銅沸石材料的第一SCR催化器。排氣后處理裝置還包括設于第一SCR催化器下游的氨逃逸催化器。排氣后處理裝置的顆粒過濾器布置在氨逃逸催化器的下游。在第一SCR催化器的上游設有第二SCR催化器。第二SCR催化器具有含釩的SCR催化器。這基于以下認識：含釩的SCR催化器引起尤其是長鏈碳氫化合物的化學反應。在這種部分氧化中生成一氧化碳并且長鏈碳氫化合物裂解為短鏈碳氫化合物。因此，通過含釩的SCR催化器提供還原劑分子。

還原劑分子進入含銅的沸石催化器的籠結構中并在那里分解所存的硫化合物。因為從第一SCR催化器的含銅的沸石材料中除去硫化合物，第一SCR催化器能更好地完成排氣脫氮。脫氮是由第一SCR催化器執行的選擇性催化還原(SCR＝選擇性催化還原)、即選擇性催化還原反應，此時排氣所含的氮氧化物與氨盡量反應成氮氣和水。

硫化合物在含銅的沸石材料上的沉積就排氣脫氮而言限制了其效率。因此，通過含釩的SCR催化器的前置來長久維持第一SCR催化器從排氣中除去氮氧化物的能力。即，通過硫化合物釋放，這未妨礙含銅的沸石催化器的SCR反應。此外，含釩的SCR催化器也催化SCR反應并因此有助于排氣脫氮。

對于第一SCR催化器的含銅沸石材料尤其按規定脫硫，在第二SCR催化器的上游將燃料加入排氣中。但脫硫所需溫度可被顯著降低。因此，在第一SCR催化器的含銅沸石材料中不需要調節出500℃-600℃的溫度以使含銅的沸石材料脫硫。相反，含銅的沸石催化器已經可以在300℃至500℃的溫度范圍內擺脫硫化合物，做法是通過用于還原硫化合物的含釩的SCR催化器來提供合適的還原劑。

與含釩的SCR催化器相比更易于硫沉積的含銅沸石催化器有以下顯著優點，即便在低排氣溫度下也已允許排氣內的氮氧化物含量通過選擇性催化還原被良好減小。這例如在具有排氣設備的機動車的冷起動時是有利的。