[发明专利]用于向废气处理装置添加还原剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将还原剂计量加入到废气处理装置中的方法，其中使用基于模型的调节来对还原剂进行计量。

背景技术

为了还原移动式内燃机废气中的氮氧化物，采用所谓的SCR(选择性催化还原)法。在这种情况下，将具有氨或可转化成氨的还原剂前体的还原剂添加到废气中，并且在SCR催化转化器中对氮氧化物进行转化，以形成氮和水。在该方法中，希望对废气中的氨与氮氧化物之间的化学计量比进行设置。如果添加或产生过多的氨，则会出现所谓的还原剂滑移，换言之，这意味着将氨与废气一起排放到环境中，并且即使是少量也会感觉得到异味。还原剂滑移还导致了增加的还原剂消耗。在氨的计量不足或低于化学计量的情况下，废气中的氮氧化物不能完全转化，由此使得在某些环境下不能(永久地)满足所要求的废气标准。然而，当氮氧化物的量受制于由于变化的内燃机功率输出、废气的温度变化和内燃机的温度变化所导致的剧烈动态变化和/或由于其他废气处理装置的影响所造成的剧烈动态变化时，问题在于如何能实现尽可能如同化学计量方式那样精确地添加氨的计量。

发明内容

以此为出发点，本发明的目的在于至少部分地克服现有技术中已知的问题。具体地，寻求一种能可靠地防止还原剂滑移并因此还免除了在废气处理装置中位于SCR催化转化器下游设置氧化催化转化器(阻挡式催化转化器)的方法。所述方法应当具体适用于那种其中的SCR催化转化器不具有(明显的)还原剂存储能力的废气处理装置。同时，所述方法应当允许对废气中的氮氧化物进行高效且动态的转化。

所述目的通过独立权利要求所述的特征来实现。从属权利要求则涉及优选实施例。

本发明涉及一种用于将还原剂计量地添加到废气处理装置中的方法，其中所述废气处理装置具有供给点，并具有用于转化废气中的氮氧化物的SCR催化转化器，所述方法具有至少以下步骤：

a)计算以下目标转化率，所述目标转化率表明废气中存在的氮氧化物有多少比例可通过所述SCR催化转化器来转化：

a.1)第一目标转化率，其根据所连接内燃机的功率输出来确定；

a.2)第二目标转化率，其根据经净化的废气中的氮氧化物的质量流来确定；和

a.3)第三目标转化率，其根据所述SCR催化转化器上游的氮氧化物的量与所述SCR催化转化器下游的氮氧化物的量之间的比率来确定；

b)选择最低的目标转化率；

c)使用所选择的目标转化率来确定还原剂的投配量；和

d)将所确定的投配量计量地加入废气处理装置中。

所述还原剂可以纯氨的形式计量加入到废气处理装置中。然而，尿素水溶液计量优选例如以商品名为尿素含量为32.5％的产品来获得。所述尿素水溶液在废气中受热转化，和/或在水解催化转化器中水解转化，以形成氨。待处理的废气行进在废气处理装置中，其中所述废气包含不允许的或不期望的大量氮氧化物。为了能够以精确的方式来计量出所需份量的还原剂，这里的情况是，基于多个目标转化率来确定投配量。所述转化率是根据已转化成氮和水的氮氧化物与存在于废气中的氮氧化物总量的比率所形成的百分比值。在本示例中，所存在的氮氧化物总量可以通过测量(例如，使用氮氧化物探针的测量)来确定，和/或以基于模型的方式(例如，源自根据产生废气的内燃机的测量值)来计算，其中所述值优选通过测量来确定。未转化的氮氧化物的份量同样通过测量和/或基于模型的方式来确定。已转化的氮氧化物的份量优选以基于模型的方式来确定。

在本文所提出的方法中，在步骤b)中，选择多个目标转化率(对通过经计量的还原剂所能实际得到的氮氧化物的转化进行测量)中最低的目标转化率。因此，选择能引起较低的氮氧化物转化的目标转化率。进行这种选择是由于试图防止滑移的发生以及防止从废气系统释放氨。如果对分别基于不同的测量值及模型的不同目标转化率进行计算，则能够确定无疑地选择出能给出最低值的目标转化率，由此可确定不会发生还原剂滑移。这特别意味着选择出能引起最低投配量的目标转化率。

在步骤a.1)中，计算出在经净化的废气中与相连接内燃机的功率输出有关的第一目标转化率。所述第一目标转化率可以是废气中的氮氧化物的目标质量、在现行(平均)废气温度下的目标体积，和/或标准化的目标体积(在标准化条件下：15℃或0℃，1013.25hPa(百帕)，0％的相对湿度)。在按照步骤a.1)计算第一目标转化率的时刻处的内燃机功率输出具体通过引擎控制器来确定，或者根据引擎测量来确定。