[发明专利]NOx还原系统在审
申请号: | 201680004947.7 | 申请日: | 2016-01-12 |
公开(公告)号: | CN107109984A | 公开(公告)日: | 2017-08-29 |
发明(设计)人: | 让-佛朗索瓦·贝拉尔;安妮塔·克亚库;朱勒-约瑟夫·范夏夫汀根 | 申请(专利权)人: | 全耐塑料高级创新研究公司 |
主分类号: | F01N3/08 | 分类号: | F01N3/08;F01N3/20;F01N13/00 |
代理公司: | 北京汉鼎理利专利代理事务所(特殊普通合伙)11618 | 代理人: | 潘满根,赵晶 |
地址: | 比利时,*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | nox 还原 系统 | ||
技术领域
本发明涉及用于还原存在于车辆发动机产生的废气中的氮氧化物的系统和方法。
背景技术
全世界的政府和组织越来越担心来自于车辆发动机的排放。因此,存在对排放控制技术的需求。
已知排放控制技术包括用于还原车辆发动机产生的废气的氮氧化物(即NO、NO2)的系统。这样的技术包括选择性催化还原(SCR)和稀燃NOx捕集器(LNT)。SCR和LNT系统是在车辆的排废线中设置的。
选择性催化还原是被用于将车辆发动机产生的氮氧化物(NOx)转换成双原子氮气(N2)和水(H2O)的过程。用于选择性催化还原的合适的催化剂包括诸如钒和钨的碱金属催化剂。在选择性催化还原单元中,NOx的还原一般在催化室中发生。在NOx气体进入该室中之前,它们与还原剂混合。合适的还原剂包括液态尿素溶液(例如:)和气态氨。
SCR催化仅能够在发动机已经达到大约120℃至180℃的温度之后才工作,但这在冷启动条件下或在低发动机负载时可能会需要数分钟。当还原剂是诸如的液态尿素溶液时,要求大约180℃的温度,当还原剂是气态氨时,要求大约120℃的温度。
稀燃NOx捕集器是NOx吸附器,其在车辆发动机稀燃工作期间与NOx化学地结合。稀燃NOx捕集器包括陶瓷堇青石蜂窝结构,该结构覆有诸如氧化铝(Al2O3)的细粒度氧化物、催化活性材料(即铂族金属铂(Pt)、钯(Pd)和铹(Rd))、碱性氧化物或碳氢化合物(例如钡(Ba)或钠(Na)的),和氧存储成分(通常是氧化铈-氧化锆固溶体)。
在发动机的稀燃工作期间,用过多空气燃烧燃料。这意味着在发动机的稀燃工作期间,给NOx捕集器提供氧气,该氧气被用于将NO氧化为NO2。NOx(NO和NO2)能够被碱性氧化物或碳氢化合物吸附在NOx捕集器的表面上。然而,NOx捕集器上的吸附位置最终会变得饱和,NOx捕集器将不再能够与NOx结合。
当NOx捕集器的吸附器容量饱和时,车辆发动机需要被转换到富燃模式。与稀燃发动机工作相对照地,在富燃发动机工作期间,使用提供正好足以燃烧所有燃料的空气的空气/燃料比值。这意味着NOx捕集器中的氧气被还原物(诸如H2、CO和碳水化合物)代替。这导致被NOx捕集器吸附的NOx经过还原催化剂被还原为N2。该N2然后从捕集器被释放。
然而,当车辆发动机在富燃模式下工作时,燃料消耗增大。
此外,当废气正在被发动机产生但排废线路对于SCR催化的良好工作温暖不够时,在废气管中形成固态成分和沉积物。例如,当被注入处于低于180℃的温度的SCR中时,形成固态沉积物。这样的沉积物可能会导致系统构件的故障或阻塞。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善的还原NOx系统。本发明因此提供一种用于还原车辆发动机产生的废气的氮氧化物的系统,该系统包括NOx捕集器和用于给废气添加还原剂的第一添加装置,其中,该第一添加装置被定位在发动机的下游,以及NOx捕集器上游或NOx捕集器内部。
通过将用于给废气添加还原剂的第一添加装置定位在NOx捕集器的上游或其内部,所添加的还原剂可以用于清洁NOx捕集器。如上所述,此前需要将发动机转换到富燃模式以清洁NOx捕集器。本发明因此去除了转换到发动机富燃模式的需求,导致节省燃料。NOx捕集器的清洁也可以通过氨注射和减少的富燃发动机工作的组合来激活,这也导致节省燃料。
优选地,第一添加装置定位在NOx捕集器的上游。
优选地,NOx捕集器是稀燃NOx捕集器(LNT)。用于本发明的LNT中的合适的材料由例如US专利号US 8,853,123、US专利申请US 2002/0076373、和题为“Novel low temperature NOx storage-reduction catalysts for diesel light-duty engine emissions based on hydrotalcite compounds”的、在Catalysis Today(Volume 75,issues 1to 4,3July 2002,pages 421-429)中发表的文献披露。
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