[發明專利]一種內燃機排氣后處理器系統及其應用

在審

• 申請號: 202010616139.4
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111878198A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 譚丕強;姚超捷
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 吳文濱

本發明涉及一種內燃機排氣后處理器系統及其應用，所述后處理器系統設于內燃機(1)后，所述后處理器系統包括依次連接的進氣管(2)、多個后處理器(3)和排氣管(4)，所述后處理器(3)包括殼體(11)，所述殼體(11)內設有載體(5)，所述載體(5)上涂覆有控溫涂層(6)，所述控溫涂層(6)中包含添加劑，所述添加劑選自包含金屬氧化物、金屬碳酸鹽和金屬氫氧化物中的一種或多種。與現有技術相比，本發明可將內燃機排氣后處理器系統的溫度控制在合適的范圍內，有利于DOC、SCR、TWC、LNT的催化劑活性，從而有效減少內燃機尾氣中的污染物，且添加劑可再生。

技術領域

本發明屬于后處理器領域，具體涉及一種內燃機排氣后處理器系統及其應用。

背景技術

內燃機以其良好的動力性和經濟性，廣泛地應用于交通運輸、農業、工業、發電等領域。然而內燃機排放較高，對環境和人體健康都有巨大危害。隨著國六排放法規、非道路國四的逐步推行，除了采用先進的缸內凈化技術以外，機外凈化——內燃機排氣后處理器已然成為控制內燃機排放的必要技術手段。

廣泛應用的內燃機主要為柴油機與汽油機。柴油機的后處理器主要有：柴油機氧化催化轉化器(DOC)、選擇性催化還原裝置(SCR)、柴油機顆粒捕集器(DPF)；汽油機的后處理器主要有：三元催化器(TWC)、汽油機顆粒捕集器(GPF)、稀燃氮氧化物捕集技術(LNT)。

其中DOC、SCR、TWC、LNT主要通過催化反應來減少內燃機尾氣中的污染物，溫度極大的影響了其工作效果。不同催化劑的適宜溫度一般在200-500攝氏度不等。DPF、GPF雖然工作對溫度要求沒有那么高，但是其再生尤其是被動再生，也非常依賴后處理器的溫度。后處理器溫度過低或過高都會導致后處理器工作效果降低，過高的后處理器溫度甚至會永久損壞后處理器。尤其是混合動力汽車上的發動機，由于發動機長期啟停，導致排氣后處理器溫度很不穩定，產生的排放較高。

因此，在內燃機排氣及后處理器溫度較低工況(如冷啟動)時，需要一些附加裝置來加熱后處理器，以使其快速得到較高的工作效果；在內燃機排氣、后處理器溫度過高工況(如持續的大負荷工況)時，需要對后處理器進行冷卻，確保其工作效果和安全性。

事實上，內燃機行業尤其是混合動力方面非常重視內燃機排氣后處理器的溫度控制，常見的內燃機排氣后處理器加熱方法有：電加熱、排氣節流等方式，這些方式都會降低內燃機的燃油經濟性，加熱速度不快；而內燃機排氣后處理器并不多，效果也不是很好。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題而提供一種內燃機排氣后處理器系統及其應用，本發明可將內燃機排氣后處理器系統的溫度控制在合適的范圍內，有利于DOC、SCR、TWC、LNT的催化劑活性，從而有效減少內燃機尾氣中的污染物，且添加劑在溫度過高時參加反應的反應物是和溫度過低時產熱反應的生成物，構成一個循環過程，避免添加劑過度損耗，添加劑可再生。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種內燃機排氣后處理器系統，所述后處理器系統設于內燃機后，所述后處理器系統包括依次連接的進氣管、多個后處理器和排氣管，所述后處理器包括殼體，所述殼體內設有載體，所述載體上涂覆有控溫涂層，所述控溫涂層中包含添加劑，所述添加劑選自包含金屬氧化物、金屬碳酸鹽和金屬氫氧化物中的一種或多種。

優選地，所述金屬氧化物為氧化鎂或氧化鋇中的一種或多種。

優選地，所述金屬氧化物的添加量為3.0～6.0g/L載體，也可以根據實際情況添加所需的量。

優選地，所述金屬碳酸鹽為碳酸鎂或碳酸鋇中的一種或多種。

優選地，所述金屬氫氧化物為氫氧化鎂或氫氧化鋇中的一種或多種。

優選地，所述控溫涂層采用以下方法制備得到：

(a)將添加劑與去離子水攪拌均勻，后經研磨，獲得漿液；