[发明专利]供入还原剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种将还原剂供入尤其是用于机动车内燃机的废气处理装置中的废气物质流内的方法。

背景技术

为了在现代的内燃机、特别是柴油内燃机中阻止燃烧所产生的氮氧化合物的释放，已经建立了SCR(选择性催化还原)方法。为此目的，使用了这样的SCR催化转化器，其具有使反应可在相对低的温度下发生的涂层。在选择性催化还原期间，引发氮氧化合物与氨气反应，从而生成氮气和水。为了获得尽可能高的转化率，理想的是有尽可能最大量的氨水参与反应。但是同等重要的是，尽可能少量的氨气会再次逸出SCR转化器或废气处理装置，这是因为即使是少量的氨气也可感受到其难闻的味道。因此，氨气的化学计量代表了所需的计量。按各个需求的量来对进入所流出的废气中的氨气进行计量是一个迄今仍未达到的目标，或者仅能以非常低的精度但在控制技术方面的花费非常高的方式来达到该目标。因此，通常使用存储了过量的计量氨气的存储催化转化器，在氨气计量不足的情况中，可使所存储的氨气再次用于与废气反应。还寻求以这种方式来阻止计量系统(喷射件、泵等)的非常频繁的操作，以便由此能够实现尽可能最小的磨损和能量消耗。

存储催化转化器的一个缺点是，存储催化转化器中存储的氨气受到许多边界条件的限制，该边界条件影响了最大存储量，也就是说存储催化转化器的填充水平。最大装载量特别地受到强烈的温度依赖性的限制和老化的限制，后者尤其归因于存储涂层的热诱导变化。另外，用于控制存储催化转化器的装载量的测量传感器也受到各种干扰变量的影响。总而言之，这会导致错误的控制事件，其减少了存储催化转化器的利用率，或甚至使存储催化转化器不能使用。

发明内容

以此为起点，本发明的目标是至少部分地克服现有技术中已知的缺点和问题。通过独立权利要求的特征来达到所述目标。从属权利要求涉及有利的实施方案。

本发明涉及一种将还原剂供入废气处理装置中的废气物质流内的方法，其中该废气处理装置包括还原剂的供入点、用于存储还原剂的存储催化转化器、以及用于实施废气中的氮氧化合物的选择性催化还原的SCR催化转化器，所述方法至少具有以下步骤：

a)执行第一配量策略，其中监控存储催化转化器的还原剂的装载量，并且基于当前的装载量来确定第一目标转化率；

b)根据第一目标转化率来供入还原剂；

c)确定由SCR催化转化器所得到的当前进行的转化率；

d)将当前进行的转化率与第一目标转化率相比较，并且记录偏差；

e)如果偏差超过第一阀值则切换到另一个配量策略，其中，在另一个配量策略中不考虑存储催化转化器的装载量；

待供入的还原剂可以气态氨和/或还原剂前体、例如尿素水溶液的形式添加在废气处理装置中的废气物质流内。它要么直接添加到废气中并热式地转换成氨气和水(热解)，和/或最先在水解催化转化器中(在废气外和/或在废气中)制备以形成氨气(水解)。作为还原剂，通常使用的是已知商品名为的具有32.5％尿素的尿素水溶液。为此目的，通常使用配量喷嘴、阀或注入件来将还原剂与废气混合，其中例如可通过混合器来帮助废气与还原剂很好地混合。通过这种方式可以使得两种反应物—氮氧化合物和氨气—开始与彼此接触，并且可在废气处理装置中反应。通过设置在废气处理装置中的供入点来实施这种还原剂的供入。废气处理装置通过废气线路与内燃机相连。内燃机尤其是柴油内燃机。

在废气处理装置中的供入点的下游设置了可提供还原剂或氨气专用的存储的存储催化转化器。为此目的，存储催化转化器具有相应的涂层，例如铁沸石涂层或铜沸石涂层。这种涂层典型地产生每升约1克氨的存储能力。所述存储能力通常限制在相对窄的温度范围内，例如在100℃到400℃之间，其中在每种情况中存储能力朝向温度边界急剧降低。精确的温度边界和存储能力对温度的精确依赖取决于各个涂层。

另外，在废气处理装置中设置了SCR催化转化器。存储催化转化器和SCR催化转化器也可实现在一个催化转化器基体中。所述催化转换基体优选地具有涂层，该涂层具有存储能力并且还可催化SCR反应。

在SCR催化转化器中，通过还原剂进行的氮氧化合物的选择性催化反应可在低温下进行，例如甚至是从130℃到150℃的温度。氨气在SCR催化转化器中的吸收甚至开始得稍早一些(取决于涂层类型)。

在本方法中执行第一配量策略，由此意在SCR催化转化器中得到氮氧化合物的目标转化率。目标转化率是在内燃机和废气处理装置的当前运行条件下表征废气中的氮氧化合物的转化的理论强度的参数。