[发明专利]用于柴油器件的紧凑废气处理系统

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于柴油发动机的废气处理系统。

背景技术

车辆废气处理系统被用来处理来自车辆发动机的废气。从柴油发动机排放的废气是异质混合物，其包括气态排放物，比如一氧化碳(“CO”)、未燃烧的碳氢化合物(“HC”)和氮氧化物(“NO_X”)，还包括构成颗粒物质的凝相材料(液体和固体)。催化剂组分，其通常设置在废气处理系统内的催化剂支撑件或基质上，被提供用来将这些废气成分中的一些或全部转化为不受限制的气体成分。例如，柴油废气处理系统可包括用于还原CO和过量的HC的包含贵金属的柴油氧化催化剂(“DOC”)转化器、用于在柴油机排出流体(“DEF”)的协助下降低NO_X的选择性催化还原(“SCR”)装置、以及用于颗粒物质的去除的柴油颗粒过滤(“DPF”)装置中的一个或多个。当要求周期性再生(或烟灰氧化)时，DOC将氧化被喷射的柴油燃料，即碳氢化合物，以产生放热反应来烧掉DPF内积累的烟灰。废气系统要求DOC上游的碳氢化合物混合器和SCR上游的DEF混合器，以提供分别用于有效的DOC和SCR操作的碳氢化合物和DEF的更均匀的还原分布。

废气处理系统，比如上述的废气处理系统，特别适用于处理来自柴油发动机的废气。然而，由于局限的可用封装空间，这种复杂的废气处理系统难以封装到客车、轻型运货车和厢式汽车中。

发明内容

还提供了一种用于柴油发动机的废气处理系统。该废气处理系统包括与柴油发动机流体连通的废气导管。该废气导管配置为接收来自柴油发动机的废气流。选择性催化还原(SCR)装置包括与废气导管流体连通的入口和出口。SCR装置包括选择性催化还原组分，用于在氨还原剂存在的情况下还原废气流中的氮氧化物(NO_X)。柴油氧化催化剂(DOC)转化器包括与废气导管流体连通的入口和出口。DOC转化器在废气导管中设置在SCR装置的上游。柴油排出流体(DEF)配量系统包括与废气导管流体连通的喷射器。喷射器在废气导管中设置在DOC转化器的上游。DEF配量系统可操作为将氨还原剂喷射到DOC转化器上游的废气流内。DOC转化器包括氨-中性氧化催化剂组分，其可操作为氧化废气流中的碳氢化合物和一氧化碳，而不与废气流中的氨还原剂反应。氨-中性氧化催化剂组分允许废气流中的氨还原剂穿过DOC转化器，用于通过SCR装置中的选择性催化还原组分降低NO_X。

还提供了一种处理来自柴油发动机的废气的方法。该方法包括将氨还原剂喷射到DOC转化器上游的废气流中。DOC转化器包括氨-中性氧化催化剂组分，其可操作为氧化废气流中的碳氢化合物和一氧化碳，而不与废气流中的氨还原剂反应。氨-中性氧化催化剂组分允许氨还原剂经过DOC转化器。废气流中的氨还原剂与SCR装置中的选择性催化还原组分反应。该选择性催化还原装置设置在DOC转化器下游，以降低废气流中的NO_X。

因此，氨还原剂，即DEF溶液，被喷射到DOC转化器上游的废气流中。DOC转化器操作为在SCR装置上游混合、蒸发氨还原剂、并可能为氨还原剂提供水解，以实现SCR装置中的有效的NO_X还原。因此，用于将氨还原剂与废气流混合的废气处理系统的长度被极大地降低，由此允许废气处理系统在更小的车辆中使用，比如客车、轻型运货车和厢式汽车。

本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述连同附图时显而易见。

附图说明

图1是用于柴油发动机的废气处理系统的示意图。

图2是显示了废气处理系统的替换性实施例的示意图。

具体实施方式

具有本领域常规技术的人将认识到，诸如“之上”、“之下”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等的术语用来描述附图，且不表示对本发明的范围的限制，所述范围由所附的权利要求所限定。此外，这里可能根据功能和/或逻辑块部件和/或各种进行步骤描述本发明。应意识到，这种部件可实施为任何数量的硬件、软件和/或配置为执行特定功能的固件部件。

参考附图，其中相同的幅图标记在几幅图中指向相同的部件，废气处理系统在20处大致示出。废气处理系统20处理柴油发动机21的受调节的废气组分。