[发明专利]选择性催化还原时调节还原剂的计量添加的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到根据权利要求1的前序部分的方法。

背景技术

除了固体颗粒之外，燃烧过程中所产生的氮氧化物也属于受到限制的废气成分，其允许排放量越来越低。当今使用不同的方法来减少在汽车中运行的内燃机的这些废气成分。通常借助催化器来减少氮氧化物。在富氧废气中还需要加入还原剂来提高选择性和NO_x转化率。

这些方法均被统称为SCR方法，SCR表示“选择性催化还原”。这些方法在发电厂领域已有许多年的应用历史，近来也应用于内燃机。关于这些方法的详细描述，可参阅DE 34 28 232 A1。可以使用含有V₂O₅的混合氧化物例如V₂O₅/WO₃/TiO₂形式的混合氧化物作为SCR催化剂。典型的V₂O₅含量为0.2～3％。还可以考虑使用含有铁和/或铜的沸石。

在实际应用中使用氨或者能分解出氨的化合物(例如固态或溶液形式的尿素或甲酸铵)作为还原剂。

尿素在高温下分解成异氰酸和氨。

异氰酸由废气中所含的水进一步水解而生成NH₃和CO₂。

一摩尔尿素完全水解由此产生二摩尔氨和一摩尔二氧化碳。

由此通过尿素水解提供了本身在发电厂领域已证实有效的还原剂，也即氨。

其中，为了转化-摩尔-氧化氮，需要-摩尔氨。

NH₃与NO_x的比例称作进料比α。

α＝NH₃/NO_X

对于理想的催化剂而言，当进料比为一时，还原掉所有氮氧化物，也就是达到100％的NO_x转化率，这是因为针对NO_x转化率X_NOx，满足：

XNOx=cNOx,0-cNOxcNOx,0]]>

其中：c_NOx，0：NO_x的未处理排放量[ppm]

c_NOx：经催化器处理后的NO_x排放[ppm]

如果在SCR催化剂上游连接用于生成NO₂的含有铂的NO-氧化催化剂

则可以显著加速SCR-反应，并且可显著提高低温活性。

当然在有NO₂存在的情况下，也要考虑到在下述反应后笑气排放量升高：

所以在车辆中运行的内燃机情况下难以利用SCR方法来还原氮氧化物，因为这里存在交变的工作条件(例如波动的废气温度、废气量和NO_x的未处理排放量)，这使得难以按量配给(Zumessung)还原剂。尽管一方面要达到尽可能高的氮氧化物转化率，但另一方面也要注意不要出现笑气、异氰酸或者未消耗掉的氨气的排放。

当前在计量添加针对车辆中使用的SCR法的还原剂时使用两种方法来确定(Bestimmung)正确的还原剂计量添加量。