[發(fā)明專利]從發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中除去顆粒物和有害化合物的系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010184653.5
• 申請(qǐng)日: 2016-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN111271157B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·約翰森;T·V·W·詹森斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 優(yōu)美科股份公司及兩合公司
• 主分類號(hào): F01N3/10
• 分類號(hào): F01N3/10;F01N3/20;F01N3/035;F01N13/00
• 代理公司: 中國(guó)貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 劉學(xué)媛

用于從壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中除去揮發(fā)性有害化合物和顆粒物的系統(tǒng)，其包括具有NH₃?SCR活性、氨氧化活性和對(duì)上游SCR活性催化劑揮發(fā)出的揮發(fā)性釩和鎢化合物的吸附能力的三效催化劑單元。

本申請(qǐng)是原始中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01680040419.7，申請(qǐng)日2016年7月6日，發(fā)明名稱“從發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中除去顆粒物和有害化合物的系統(tǒng)”的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于從壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中除去揮發(fā)性有機(jī)化合物、顆粒物和氮氧化物(NOx)的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

具有稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)代交通工具的排氣系統(tǒng)典型地配備有氧化催化劑、顆粒物過濾器和用于在還原劑存在下選擇性還原NOx(SCR)的催化劑。

在氧化揮發(fā)性有機(jī)化合物和一氧化碳方面呈活性的氧化催化劑和SCR催化劑在本領(lǐng)域是已知的并且在許多出版物中公開。

在柴油廢氣清潔系統(tǒng)中典型使用的顆粒物過濾器(DPF)是具有多個(gè)入口和出口通道的壁流式過濾器。入口通道在它們的出口側(cè)封閉并且出口通道在它們的入口側(cè)封閉，從而通過限定通道的多孔壁迫使氣體流入過濾器，由此將顆粒物濾出氣體。

為了滿足對(duì)柴油乘用車和卡車的未來的排放法規(guī)，需要使用柴油顆粒物過濾器(DPF)技術(shù)和NOx還原催化劑二者。由于其潛在的燃料優(yōu)化和NOx除去方面的高效率，使用氨作為還原劑的選擇性催化還原(NH3-SCR)目前是用于NOx還原的優(yōu)選的技術(shù)。

可以將SCR催化劑布置為在DPF上游和/或下游的單獨(dú)的單元。本領(lǐng)域中還已建議提供具有SCR催化劑的DPF，以獲得更緊湊的清潔系統(tǒng)。

用于氨SCR中的催化劑是本領(lǐng)域中公知的。這些之中，基于負(fù)載在TiO₂載體上的V₂O₅和WO₃的催化劑提供了借助采用氨的選擇性催化還原(SCR)有效減少來自柴油燃料的交通工具的NOx排放的根本解決方案。與NOx排放控制的替代性策略如廢氣再循環(huán)(EGR)和沸石基催化劑相比，釩基SCR催化劑的一大優(yōu)勢(shì)在于它們的SCR效率、對(duì)硫的穩(wěn)定性和它們的價(jià)格。

當(dāng)運(yùn)行具有DPF的清潔系統(tǒng)時(shí)，過濾器中捕獲的顆粒物必須不時(shí)地形成或連續(xù)除去，從而避免過濾器上的壓降。增加的壓降的代價(jià)是燃料經(jīng)濟(jì)性的缺陷。因此，必須將在過濾器的入口側(cè)處聚集在過濾器壁上的顆粒物通過活性再生或通過非催化被動(dòng)再生而除去，在所述活性再生中，將顆粒物與負(fù)載在過濾器壁上的氧化催化劑接觸與廢氣中的氧氣組合在升高的廢氣溫度以催化方式燒除。

在被動(dòng)碳煙再生中，在低于550℃的溫度用在上游DOC上通過氧化NO產(chǎn)生的NO₂再生DPF。應(yīng)當(dāng)避免用廢氣中的氧氣再生，從而控制溫度低于550℃。如果過濾器不受控地用氧氣再生，則溫度可能上升到高于550℃。

盡管是有效的SCR催化劑，但是氧化釩基催化劑包含V₂O₅作為必要組分，其是有毒的。文獻(xiàn)中的報(bào)道表明大體積的V₂O₅在與催化劑運(yùn)行相關(guān)的溫度具有明顯蒸氣壓，并且V和W化合物與水反應(yīng)形成具有增加的蒸氣壓的物質(zhì)。

首先在600℃的高于大約這些系統(tǒng)的最高可應(yīng)用工作溫度的溫度釋放可測(cè)量的量的釩。

因此，尤其在一體化至DPF中時(shí)存在V和W揮發(fā)性化合物可能從V₂O₅/WO₃/TiO₂ SCR催化劑中蒸發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。V-SCR催化的DPF中的溫度具有被暴露至超過600℃的溫度的最高可能性，但是在嚴(yán)重的情況下，V-SCR催化劑中的溫度還可能升高至高于600℃并且引發(fā)這些化合物的蒸發(fā)。