[发明专利]稀燃汽油发动机的废气中的N2O的还原

说明书

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本发明涉及用于处理稀燃内燃机的废气的方法。具体地讲，本发明涉及利用至少 一种NOx储存催化剂作为废气净化元件来减少二次排放物的比例，具体地讲为减少废气后 处理系统的全部废气中的温室气体N₂O的比例。

对于稀燃内燃机(柴油机，SGDI)而言通常的情况是氮氧化物储存催化剂(NOx储存 催化剂，LNT，NSC)用于废气后处理。在贫废气(λ>1)中，所述催化剂能够暂时储存氮氧化物 并且能够在化学计量或富废气(λ≤1)中通过储存的氮氧化物到氮的还原而再生 (DE102011101079A1)。根据操作模式，一氧化二氮(N₂O)(也称为笑气)可在NOx储存催化剂 的再生过程中作为二次排放物释放。然而，一旦形成，便难以在给定的废气条件下还原笑 气。迄今为止，来自机动车辆的N₂O的排放尚未被管制。然而，由于笑气是强效的温室气体， 所以例如在美国，对于N₂O排放的0.006g/km(0.01g/英里)的阈值已被讨论。该值难以使用 NOx储存催化剂以之前的废气后处理概念实现(SAE，2013年，优美科公司(Umicore)，2013- 01-1300，低排放车辆的N₂O排放)。

DE19641644A1描述了用于在产生惰性气体的过程中在空气分离设备中分解N₂O的 方法，其中在98％氧气气氛中的甲烷和N₂O在脱氧阶段中同时进行催化反应。建议将含有 Pt、Pd、Au或Ag的催化剂作为催化剂，所述催化剂在400-600℃的温度范围内工作。用于还原 N₂O的这种方法不适用于净化来自发动机的废气，因为在这种情况下催化剂中的温度在200 和450℃之间。在这些温度下在贫气氛中的N₂O转化仅仅非常小。

EP1536111B1描述了用于减少二次排放物的方法，所述二次排放物诸如装配有NOx 储存催化剂的内燃机的废气中的甲烷和N₂O。为了能够在再生NOx储存催化剂的富操作期间 防止后来形成的二次排放物，建议在NOx储存催化剂下游布置额外的催化剂。该催化剂能够 氧化甲烷和N₂O，并且包含两种不同的催化活性材料。建议将含钯的催化剂用于氧化甲烷， 而建议将铁沸石催化剂用于还原N₂O。已知甲烷或N₂O可在贫气氛中经由含钯催化剂或铁沸 石催化剂有效地反应。然而，N₂O在贫气氛中在Pd催化剂上的反应非常小，并且在铁沸石催 化剂上的反应仅仅在超过大约400℃的较高温度下发生。为了确保用于N₂O还原的催化剂的 作用明显地变弱(这种情况对于使甲烷反应必然可行)，EP1536111B1另外建议在下游定位 的催化剂上游注入二次空气。然而，如开始所述，这在低温下不会导致期望的N₂O还原。

DE102010014468A1涉及用于后处理基本稀燃内燃机的废气的方法，以及适当有利 的废气后处理系统。具体地讲，本发明涉及利用NOx储存催化剂作为废气净化元件来减少合 适燃烧系统的全部废气中的温室气体N₂O的比例。本发明的目的是只要由NOx储存催化剂形 成的N₂O到达N₂O还原催化剂，就在λ≤1条件下使布置在NOx储存催化剂下游的N₂O还原催化 剂发挥作用。。