[发明专利]适应冷起动的尿素SCR系统

说明书

使用具有轻油喷雾设备、DOC、稀燃NOx吸附脱吸材料（LNTR）、尿素水喷雾设备、SCR和测量/控制设备的废气净化装置，DOC和LNTR在载体上分成上下或者前后而被负载，DOC位于上层、下层或者前侧，LNTR位于上层、下层或者后侧，从发动机起动时起连续地检测SCR的入口温度，同时使排放的氮氧化物吸附于LNTR上；在SCR入口温度达到适于脱硝的温度时将轻油喷雾；使经喷雾的轻油在DOC上燃烧，使废气升温，由此使氮氧化物从LNTR上适度地脱吸；将尿素水喷雾，使生成的NH₃在SCR上与脱吸的氮氧化物接触，由此，提供了即使在不能喷雾尿素水的废气温度低的发动机起动时，也发挥充分的氮氧化物的还原性能的适应冷起动的尿素SCR系统。

技术领域

本发明涉及适应冷起动的尿素SCR系统，更详细地，涉及在从柴油机排放的废气中含有的烃（HC）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、煤等的微粒成分中、特别是冷起动时产生的氮氧化物（NOx）的净化性能优异的、组合有轻油喷雾装置、氧化催化剂（DOC）、稀燃NOx吸附脱吸材料（LNTR）、尿素水喷雾装置、和选择性还原催化剂（SCR）的适应冷起动的尿素SCR系统。

背景技术

在从锅炉、燃气涡轮、稀薄燃烧型汽油发动机、柴油机等的稀薄燃烧发动机排放的废气中，含有源于燃料、燃烧空气的各种有害物质。作为这样的有害物质，有烃（HC）、可溶性有机成分（Soluble Organic Fraction：也称为SOF）、煤（Soot）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）等，对于这些有害成分的排放量的限制逐年被加强。作为那些有害成分的净化方法，使废气与催化剂接触而净化的方法被实用化。

对于这样的稀薄燃烧发动机，还研究了控制燃料的种类、供给量、供给的时机、空气的量等而抑制有害物质的产生量。但是，利用以往的催化剂、控制方法无法进行满意的废气的净化。特别地，对于稀薄燃烧发动机，易于排放氮氧化物，而且，其限制越发被加强，但对于已有的NOx净化技术而言，在为装载于汽车中的柴油机时，由于其运转条件常常变化，因此难以抑制有害物质的排放。

进而，近年来，作为温室效应气体，二氧化碳（CO₂）的排放量的限制也被加强。CO₂的排放量由于与发动机的运转中使用的燃料的量成比例，因此对于燃烧发动机而言期望使用的燃料少、油耗优异。柴油机是油耗优异、CO₂的排放量少的燃烧发动机，但废气中含有大量的NOx。

为了抑制来自柴油机的NOx排放，还考虑了机械地减小空燃比，向发动机大量供给也有还原成分的燃料，但导致油耗的恶化，CO₂的排放也增加。另外，对于这样的燃烧控制，不能发挥油耗优异这样的柴油机的优点。

作为将从柴油机等的稀薄燃烧发动机排放的废气中的NOx进行净化的方法，已知有使含有NOx（NO和NO₂）的废气在由尿素的分解产生的氨（NH₃）成分的存在下与以氧化钛、氧化钒、沸石等为主成分的选择性还原催化剂接触而进行还原脱硝的技术，被称作为选择性还原法、或选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction：以下有时称为SCR）法。

在使用该NH₃成分作为还原剂的SCR中，主要通过以下所示的反应式（1）～（3），将NOx最终还原为N₂。

4NO＋4NH₃＋O₂→4N₂＋6H₂O　　･･･(1)

6NO₂＋8NH₃ 　→7N₂＋12H₂O 　･･･(2)

NO＋NO₂＋2NH₃→2N₂＋3H₂O　　･･･(3)。