[发明专利]基于温度的选择性氧化催化剂喷射

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将氧化催化剂溶液喷射到燃料或废气流中的系统，更具体地，涉及一种基于废气温度选择性地喷射氧化催化剂溶液的系统。

背景技术

内燃机，包括柴油发动机、汽油发动机、气态燃料动力发动机和现有技术中已知的其他发动机，会排出空气污染物的复杂混合物。这些空气污染物可以包括固体物料，如已知的颗粒物质或烟灰。由于对环境的日益关注，废气排放标准已经变得更加严格，并且从发动机排出的颗粒物质的量可以根据发动机的类型、规格、和/或级别进行管制。

为了遵守关于排放到环境中的颗粒物质的排放标准，发动机制造商已执行一种办法，该办法是利用被称为微粒捕集器的装置将颗粒物质从发动机的废气流中去除。微粒捕集器是过滤器，其通常包括被设计用于捕集颗粒物质的金属丝网或蜂窝陶瓷介质。遗憾的是，使用微粒捕集器过长时间会导致颗粒物质在介质中堆积，由此降低过滤器的功能性并随后降低发动机性能。

通过被称为再生的过程可以将堆积的颗粒物质从过滤器移除。为了开始过滤器的再生，夹带在过滤器中的颗粒物质的温度必须被提升到燃烧阈值，在该燃烧阈值，颗粒物质被慢慢地烧掉。通常，由发动机排出的废气流的温度将颗粒温度提升至足以用于再生的温度。但是，在一些情形中，例如在低发动机载荷下或在冬季的各个月中，废气的温度可能不足以将颗粒物质的温度提升到所需的燃烧阈值。

解决该问题的一种方式是将所收集的颗粒物质的燃烧阈值人工地降低至废气温度以下，从而可以实现再生。实施该方法的系统的一个例子公开在2002年6月4日授权给Salvat等人的美国专利No.6397584(’584专利)中。具体地，’584专利公开了一种用于辅助颗粒过滤器再生的系统，该颗粒过滤器集成在机动车辆柴油机的排气管中。该系统包括添加剂供应源，该添加剂供应源被连续地喷射到发动机的燃料箱中。添加剂与燃料混合，并且该混合物被燃烧以产生包含与金属化合物相结合的烟灰颗粒的废气流。结合化合物的颗粒比未结合化合物的颗粒的燃烧温度低。当发动机的废气流达到较低的燃烧温度时，烟灰颗粒和金属化合物燃烧且留下灰烬，该灰烬在发动机的周期性维护过程中可以从过滤器被有效地去除。

虽然’584专利的系统可以使颗粒过滤器适当地再生，但费用昂贵且存在问题。具体地，需要喷射添加剂的低温条件是间歇性的，并且由于’584专利的系统始终喷射添加剂，一些添加剂被浪费。被浪费的添加剂提高了系统的成本。另外，由于添加剂在再生过程中被转化为灰烬，因此过量的添加剂会产生过量的灰烬。由于发动机的维护间隔至少部分地基于颗粒过滤器中的灰烬的堆积速率，因此过量的灰烬会明显减小维护间隔。减小的维护间隔除了会给车主带来不便之外还会增加车辆的运行成本。

发明内容

根据本发明的系统解决了上述一个或多个问题。

本发明的一个方面涉及一种废气处理系统。该废气处理系统可以包括：催化剂供应源，其能够降低废气组分的燃烧阈值；和喷射器，其可操作地且选择性地将催化剂传送到废气组分。该废气处理系统还可包括与喷射器通信的控制器。该控制器能够确定废气流的温度并且响应于燃烧阈值大于所确定的温度而操作喷射器传送催化剂。

本发明的另一方面涉及一种处理废气的方法。该方法可以包括收集废气组分并且确定所收集的废气组分的温度。该方法还可以包括在所收集的废气组分的燃烧阈值高于所确定的温度时，将催化剂与废气组分混合以降低所述燃烧阈值。

附图说明

图1是根据本发明的一种示例性的动力系统的示意图；以及

图2是描述图1的动力系统的一种示例性公开的操作的流程图。

具体实施方式

图1示出了一种动力系统，该动力系统包括动力单元10、燃料系统12和废气处理系统14。在一种实施方式中，动力系统可以与移动车辆，例如客车、专业车、农用车或工程车相关联。替代地，动力系统可以与固定式机器，例如工业用发电机或熔炉相关联。

出于本发明的目的，动力单元10被示出并描述为四冲程柴油机。然而，本领域技术人员可以认识到，动力单元10可以是任何其它类型的内燃机，例如汽油机、气态燃料动力发动机或涡轮机。动力单元10可以包括气缸体16，该气缸体16至少部分地限定多个燃烧室18。在所示实施方式中，动力单元10包括四个燃烧室。但是，可以设想，动力单元10可以包括更多数量或更少数量的燃烧室，并且燃烧室可以布置成“直列式”结构、“V型”结构或任何其它适当的结构。