[发明专利]一种降低柴油机SCR/SCRF系统N2O排放的催化剂系统

说明书

本发明描述了一种降低柴油机SCR/SCRF系统N₂O排放的催化剂系统。该系统包括DOC催化剂，用于将NO氧化成NO₂，进而提高SCR/SCRF对NO_X的转化效率；尿素喷射装置，用于向排气管中喷射尿素，尿素分解生成的NH₃同时作为SCR和N₂O催化还原反应的还原剂；加热装置，安置在柴油机排气管SCR/SCRF前端，用以对排气进行加热；控制器，根据传感器所测得的数据对催化环境进行主动控制；SCR/SCRF系统，对排气中的NO_X进行处理；N₂O催化剂，利用SCR/SCRF系统处理后排气中剩余的NH₃作为还原剂，对N₂O进行催化还原，从而达到脱除N₂O的目的。

技术领域

本发明专利涉及柴油机后处理领域，尤其涉及一种降低柴油机SCR/SCRF系统N₂O排放的催化剂系统。

背景技术

柴油机由于具有负荷大、比油耗低、热效率高、坚固耐用、经济性好等诸多优点，在中重型客、货车上得到了广泛的应用，但是，柴油机的NO_X排放问题较为严重。NO_X是大气污染物中主要污染物之一，也是柴油机排放主要污染物。目前，降低柴油机NO_X排放主要有两种技术路线：优化燃烧+SCR路线和EGR+DOC+DPF路线。其中选择性催化还原(SCR)技术因能满足较高排放标准中对NO_X排放量的限值而被普遍采用。选择催化还原过程中化学反应方程式催化NO_X反应式：

4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O (1)

2NH₃+NO+NO₂→2N₂+3H₂O (2)

6NO₂+8NH₃→7N₂+12H₂O (3)

但在较低温度时，SCR催化剂表面生成NH₄NO₃，NH₄NO₃再分解生成分N₂O，在高温条件下，NH₃在SCR中被氧化也会生成N₂O，反应方程式如下：

NH₄NO₃→N₂O+2H₂O (4)

2NH₃+2NO₂→N₂+N₂O+3H₂O (5)

N₂O是重要的大气温室气体，其温室气体效应是CO₂的270-310倍，N₂O在大气中性能稳定，寿命长达150年，它能通过光化学反应产生NO_X，对臭氧层造成严重破坏。目前大气中的N₂O浓度大约为310nmol/mol，并且以每年0.2％-0.3％左右的速度增加，其增温潜势非常高。N₂O目前的发展趋势对人类居住环境构成很大的威胁，因而在国六排放法规中增加了控制项目温室气体N₂O。