[发明专利]处理排气的系统和方法

说明书

本发明涉及处理排气的系统和方法。用于处理排气的系统包括排气管道(1)、设置在排气管道(1)中的催化转化器(30)和用于向该系统中注入物质的注入器(20)。该系统还包括绕过排气管道(1)的一部分的旁路管道(2)，其中旁路管道(2)被设置为使仅仅部分的催化转化器(30)被该旁路管道绕过。

技术领域

本发明涉及处理排气的系统和方法。更具体而言，本发明涉及处理柴油机的排气的系统和方法。

背景技术

在例如客车的排气系统的可用的受限空间中，可以在所谓的封闭接合装置中设置不同的转化器。这些转化器是例如用于氧化一氧化碳和碳氢化合物的氧化转化器，和用于转化排气中的氮氧化物的选择性催化反应器(SCR)。在WO 2012/080585中，将氧化催化剂直接设置在柴油颗粒过滤器(DFP)和SCR组合的上游。为支持SCR中的催化反应，向两种催化剂之间的受限空间中注入尿素。为使尿素与排气混合，在两种催化剂之间提供混合装置。然而，这种混合装置会增加反压，而混合物进入SCR之前的混合路径长度无法增加。另外，混入尿素时排气的温度已经降低。此外，尿素和气体混合物的停留时间非常短，在排气流速很高时尤其如此。

还已知将尿素注入与位于DPF和SCR组合的上游的氧化催化剂平行的旁路中，以确保碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)的适当氧化。由此，取自排气管道上游部分的排气可以直接用于与尿素混合，这使得能够使设置在旁路管道中的水解催化剂在高温工作。但是，这些系统需要很大的空间，并且经常不能使尿素与排气在被引入SCR中之前充分混合。经过旁路的排气部分未被氧化催化剂处理，这可能导致在正常的驱动循环中出现HC和CO排放故障。

因此，对于能够应对已知系统和方法的问题的处理排气的系统和方法存在需求。特别是，对于在如封闭接合催化转化器系统中等受限空间条件下也提供高效、可靠的排气处理这样的系统和方法存在需求。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种处理排气的系统。该系统包括排气管道和设置在该排气管道中的催化转化器。该系统还包括用于向该系统中注入物质的注入器。该物质不同于排气，并优选包含支持排气的化学反应的一种或多种成分。在本发明的系统中，旁路管道绕过排气管道的一部分，其中，包括旁路入口和旁路出口的旁路管道设置为使仅仅部分的催化转化器被旁路管道绕过。

绕过排气管道的一部分可实现设置在排气管道中的催化转化器中的一部分排气和旁路管道中的另一(优选较小)部分排气的并行处理。旁路管道中的处理可以例如是向排气中注入尿素，或者注入其他化学物质，将该物质与排气混合，注入的物质进行化学转化，还可能进行化学反应。通过仅仅分流小部分排气，分流部分的空速可以降低。与化学物质混合的排气的降低的流速延长了该混合物的例如混合、转化或反应等任何物理或化学过程可用的时间。因此，可以在不增加占用空间的构成元件的情况下增加混合时间。例如，在封闭接合装置中，添加的物质是设置在催化转化器下游的第二催化转化器所需要的。然而，两台催化转化器之间的空间基本上仅允许化学物质的引入，却因高排气流速限制停留时间而不能分别实现充分混合或其完全转化。在本发明的系统中，与一部分排气流的混合已经在旁路管道中发生，而其余(优选较多)部分的排气在设置在排气管道中的催化转化器中得到处理。

旁路的设置使本发明的系统可用于空间受限的应用中，例如在如客车等机动车辆的发动机舱或底部区域中。本发明的系统特别适合在封闭接合系统中的应用，其中催化转化器(例如，如柴油氧化催化剂(DOC)等氧化催化剂)与颗粒过滤器或者例如进行选择性催化反应(SRC)的另一催化转化器串联设置。