[发明专利]排气系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年8月28日提交的韩国专利申请No.10-2009-0080791的优先权，在本文引用该专利申请的全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种排气系统。更特别地，本发明涉及一种用于还原包含于废气中的氮氧化物的排气系统。

背景技术

通常，使通过发动机的排气歧管排出的废气流经装在待净化的排气管中部的催化转换器，且在废气通过尾管排放至外部之前，当其流经消声器时其噪音被降低。

所述催化转换器处理包含于废气中的污染材料。而且，将粒子过滤器装在排气管上以捕集包含于废气中的粒状材料(PM)。

选择性催化还原设备为一类催化转换器。在选择性催化还原装置(SCR)中，如一氧化碳、总碳氢化合物(THC)等的还原剂与氮氧化物而不是氧良好反应，这就是其被称为选择性催化还原装置(SCR)的原因。

在安装选择性催化还原装置的内燃发动机中，根据废气中的氮氧化物含量连续且另外地注入燃料。因此，碳氢化合物会从选择性催化还原装置放出，且燃料消耗增加。

而且，当连续供应还原剂时，氧化/还原反应也在废气管中连续进行。因此，催化剂的耐用性被在氧化/还原反应过程中形成的反应热降低。

在此背景技术部分公开的上述信息仅为了增强对本发明的一般背景的理解，且不应被认为是承认或任何形式的暗示该信息构成了本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面在于提供一种具有改进氮氧化物纯化效率的优点的排气系统。

在本发明的一个方面，所述排气系统可包括排气管路，在发动机中形成的废气通过该排气管路排放、氮氧化物纯化催化剂，该氮氧化物纯化催化剂被置于排气管路上以还原包含于废气中的氮氧化物、将燃料另外注入排气管路或汽缸的喷射器，以及燃料裂解催化剂，该燃料裂解催化剂被置于喷射器和氮氧化物纯化催化剂之间以裂解通过喷射器注入的燃料，将注入的燃料转化为高效还原剂，并通过氧化反应升高其在后部分的温度。

所述燃料裂解催化剂可裂解长碳环以制得多个短的碳氢化合物，从而在氮氧化物纯化催化剂中改进氮氧化物的纯化效率。

所述燃料裂解催化剂包括载体，所述载体包括氧化铝、氧化锆、硫酸化氧化铝、硫酸化氧化锆、硫酸化氧化铈和氧化锆的复合氧化物、钨氧化锆、钨氧化铝和沸石，且Pt、Pd、Rh、Ir、Ag、Sn和Ru中的至少一种催化剂元素在载体中形成，其中所述载体的催化剂元素为整个涂层材料(wash-coat)质量的大约0.05重量％至大约10重量％。

所述氮氧化物纯化催化剂可通过未燃的燃料或碳氢化合物还原废气中的一部分氮氧化物，扩散还原废气中的另一部分氮氧化物以储存于其中，并使用在燃料裂解催化剂中形成的还原剂解吸储存于氮氧化物纯化催化剂中的氮氧化物并还原该解吸的氮氧化物。

所述氮氧化物纯化催化剂可包括在载体上涂布的第一和第二催化剂层，所述第一催化剂层邻接废气安置，且所述第二催化剂层邻接载体安置，其中在储存于第二催化剂层中的氮氧化物高于预定值时，控制所述喷射器注入燃料。

在废气中的碳氢化合物与氮氧化物的比例低于预定值时，可控制所述喷射器注入燃料，其中碳氢化合物与氮氧化物的比例的预定值大约为8。

所述第一催化剂层包括在多孔氧化铝上形成的沸石催化剂和金属催化剂的至少一种。

所述第二催化剂层包括贵金属和氮氧化物储存材料。

所述喷射器可包括将燃料注入形成发动机的燃烧室的汽缸的第一喷射器，和置于所述氮氧化物纯化催化剂的在前部分的第二喷射器。

本发明的方法和装置具有在附图中显而易见的或在附图中更详细地说明的其他特征和优点，并入本文的附图和如下具体实施方式一起用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为根据本发明的一个示例性具体实施方案的排气系统的示意图。

图2显示在根据本发明的一个示例性具体实施方案的排气系统中提供的燃料裂解催化剂中形成的过程的化学式。

图3显示根据本发明的一个示例性具体实施方案的排气系统的过程的示意化学式。

图4显示在根据本发明的一个示例性具体实施方案的排气系统中的燃料裂解催化剂的效果。

图5显示在根据本发明的一个示例性具体实施方案的排气系统中的氮氧化物纯化催化剂的吸收模式。

图6显示在根据本发明的一个示例性具体实施方案的排气系统中的氮氧化物纯化催化剂的还原模式。