[发明专利]被包覆的颗粒过滤器、催化剂及具有所述过滤器和催化剂的设备

说明书

本发明涉及一种被包覆的颗粒过滤器，特别是壁流式过滤器，所述过滤器具有一长度。

进一步地，本发明涉及一种催化剂，所述催化剂可以被排气流过。

最后，本发明涉及一种用于净化排气，特别是柴油动力机动车辆的排气，的设备，所述设备包括催化剂和具有一长度的被包覆的颗粒过滤器，所述被包覆的颗粒过滤器被布置在所述催化剂的下游。

操作期间，以汽油或柴油为燃料的机动车辆排放排气，所述排气可以包含多种对环境有害且损害健康的组分。这些组分包括碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮的氧化物(NO_x)。而且，在柴油动力机动车辆的情况中，烟灰颗粒被排放。

为了减少机动车辆的排气中的有害组分的排放至最大可能程度，立法者不断制定新的排气标准，所述标准指定了在排气的净化方面越来越多的严格的要求。因此，车辆和发动机制造者不得不在机动车辆的排气系统中提供净化设备，所述设备确保遵守适用的排气标准。

在大概二十年中，在在汽车工业方面已经有相当多的努力来净化在机动车辆的排气系统中的机动车辆排气。对于柴油动力机动车辆，由两个组件构成的净化设备被开发出来，所述设备可以被安装在排气系统中，或者被整合在这样的系统中。该净化装置被称为持续再生捕集系统(CRT系统)。第一组件包括催化剂，所述催化剂是被包覆的以便存在于排气中的一氧化氮(NO)被氧化为二氧化氮(NO₂)。第二组件被布置于下游，所述第二组件被用作颗粒过滤器，并过滤掉存在于排气中的烟灰颗粒。凭借所述烟灰颗粒的燃烧，在颗粒过滤器处被过滤掉的烟灰颗粒被先前形成于催化剂处的NO或已经存在于排气中的NO转化，其中NO₂被还原为NO。用该种类的设备，烟灰颗粒可以大体上适当地从柴油动力机动车辆的排气被移除。该类型的CRT系统可以被动地或自主地再生，前提是存在对于烟灰颗粒的燃烧必要的温度。此外，可以提供的是，颗粒过滤器可以通过例如在所述催化剂之前的燃料的注入和燃烧来加热颗粒过滤器并从而达到对于烟灰颗粒的燃烧的必要的温度而被主动地再生。当以走走停停的方式操作机动车辆时，这是首先必要的，因为这是城市交通中的经常情况。在这种情况下，颗粒过滤器通常达不到对于自主的烟灰烧尽所必要的温度。尽管CRT系统可以有效地从排气移除烟灰颗粒、一氧化碳和碳氢化合物，氮的氧化物，特别是高含量的NO₂，仍然残留。

使用选择性催化还原(SCR)操作的排气净化设备也是已知的。在该类型的系统中，通常在置于排气系统中的催化剂之前注入尿素溶液。被注入的尿素溶液分解产生氨，氨在催化剂处与NO和NO₂反应，以致NO_x量被减少。典型地，为此目的，在净化设备的末端还提供slip催化剂，所述催化剂被用来转化过量的氨，否则氨将被排放。SCR系统通常被用在柴油动力机动车辆上，但这导致具有很多组件的净化设备的非常复杂的设计。

对于柴油动力机动车辆，从现有技术中已知，CRT系统不仅过滤掉烟灰颗粒，而且显著减少HC量和CO量。进一步地，NO_x的总量的NO₂比例被减少至最小。为此目的，与上游催化剂组合提供的颗粒过滤器的特定包覆体是必要的，这被公开在EP 2 335 809 A1中。即使事实上柴油动力机动车辆的排气的所有有害组分可以从而被移除，然而不利的是，由于NO₂被还原为NO，NO_x量保持几乎恒定。因此，尽管满足了提供对于NO₂量的特定限制的现有排气标准，但并不满足也会规定对于NO量的更加严格限制的未来的排气标准。

本发明的目的是公开一种属于在前文中命名的类型的颗粒过滤器，所述颗粒过滤器以简单的方式构建，但其使得机动车辆，特别是柴油动力机动车辆，的排气的有效净化成为可能。

本发明的另一个目的是公开一种属于在前文中命名的类型的催化剂，所述催化剂使得有效的排气净化成为可能，特别是与下游颗粒过滤器协力工作时。

本发明的另一个额外的目的是公开一种属于在前文中命名的类型的设备，使用所述设备，机动车辆，特别是柴油动力机动车辆，的排气可以以尤其有效的方式被净化。

本发明的第一目的被这样达到：伴随着属于在前文中命名的类型的颗粒过滤器，以不同的方式被包覆的至少两个区沿着长度被提供。