[发明专利]后处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种后处理系统，且更具体地涉及一种包括选择催化还原催化剂的后处理系统。

背景技术

包括柴油发动机、汽油发动机、气态燃料动力发动机和本领域中公知的其它发动机的内燃发动机排放复杂的空气污染物的混合物。这些空气污染物由颗粒和尤其包括氮氧化物（NOx）的气态化合物组成。由于环境保护意识的提高，排气排放标准已变得越来越严格，并且可以根据发动机类型、发动机尺寸和/或发动机等级来规定发动机排放到大气的颗粒和NOx的量。

为了符合颗粒和NOx方面的规定，一些发动机制造商已实行称为选择性催化还原（SCR）的策略。SCR是最普遍为尿素((NH₂)₂CO)或水/尿素溶液的还原剂被选择性地喷射到发动机的排气流中并被吸收到下游基底上的过程。所喷射的尿素溶液分解为氨（NH₃），其与排气中的NOx发生反应而形成水（H₂O）和双原子氮（N₂）。实行SCR过程的发动机制造商通常包括位于SCR基底上游的氧化催化剂，以协助在排气流传送到SCR基底前改变排气流的组分。此类氧化催化剂通常包括多孔基底，该多孔基底由催化材料如钯、铂、钒和/或其它贵金属制成，或者涂有所述催化材料，或者以其它方式包括所述催化材料。此类材料有利于NO向NO₂的转化，从而提高了SCR基底上游的NO₂与NO比例。通过氧化催化剂提供的升高的NO₂水平既可以有助于改善SCR催化剂上的NOx转化，又可以有助于氧化收集在颗粒过滤器中的烟尘粒子。

在一些应用中，用于SCR目的的基底可能需要很大，以帮助确保它具有足够的表面积或有效容积来吸收NOx的充分催化还原所需的适量的氨。这些大的基底会是昂贵的并需要排气系统内的大量空间。此外，基底必须安放在喷射位置下游足够远的位置，以便尿素溶液有时间分解成氨并均匀地分布在排气流内以用于NOx的有效还原。由于SCR基底的尺寸和所需的基底与喷射器之间的间距，封装采用了此类部件的排气系统会是困难的，并且封装在SCR基底上游采用了氧化催化剂的排气系统会更加困难。此外，由于用来制造氧化催化剂的贵金属，采用氧化催化剂会显著提高排气系统的成本。

2008年11月13日公布的Makoto的日本专利公报No.2008/274,851（’851公报）中公开了一种供燃烧发动机使用的示例性装备有SCR的系统。该系统包括具有气体蓄积罐、分开的分散罐和连接在气体蓄积罐与气体分散罐之间的混合管的排气净化装置。颗粒过滤器和氧化催化剂配置在气体蓄积罐中，而SCR催化剂和氨还原催化剂配置在气体分散罐内。尿素喷射器在SCR催化剂上游位于混合管中。

虽然’851专利的排气系统可以构造成处理排气，但这种系统在许多后处理应用中可能是有问题的。特别地，’851系统中所用的多个罐和催化剂可能增加系统的成本、封装复杂性和总体尺寸。

本发明的后处理解决了上文陈述的问题中的一个或多个问题和/或现有技术的其它问题。

发明内容

在本发明的一个示例性实施例中，一种用于内燃发动机的后处理系统包括具有结合的颗粒过滤器和SCR催化剂的处理装置。结合的颗粒过滤器和SCR催化剂处理来自内燃发动机的未经催化排气，该未经催化排气包括大约7克/千瓦时与大约10克/千瓦时之间的NOx。

在本发明的另一个示例性实施例中，一种用于内燃发动机的后处理系统包括处理装置，该处理装置具有配置在颗粒过滤器基底上的第一SCR催化剂和位于第一SCR下游的第二SCR催化剂。第一SCR催化剂处理来自内燃发动机的未经催化排气。该处理装置的特征在于大于大约95%的NOx转化效率。

在本发明的另外一个示例性实施例中，一种排气处理方法包括使用内燃发动机产生排气，所述排气包括大约7克/千瓦时与大约10克/千瓦时之间的NOx。该方法还包括将来自内燃发动机的未经催化排气引向结合的颗粒过滤器和SCR催化剂。该方法还包括使用结合的颗粒过滤器和SCR催化剂催化地还原排气中的NOx，所述结合的颗粒过滤器和SCR催化剂形成第一经处理排气。

附图说明

图1是根据本发明的一个示例性实施例的后处理系统的局部示意图。

具体实施方式