[发明专利]具有上游SCR催化剂的排气处理系统

说明书

提供了一种用于处理来自发动机的排气流的系统，所述系统包含：上游选择性催化还原(SCR)催化剂，所述上游SCR催化剂在没有任何中间催化剂的情况下接收所述排气流；柴油氧化催化剂(DOC)，所述DOC定位在所述上游SCR催化剂下游；催化型烟灰过滤器(CSF)，所述CSF定位在所述柴油氧化催化剂下游；第二SCR催化剂，所述第二SCR催化剂定位在所述催化型烟灰过滤器下游；以及氨氧化(AMOx)催化剂。本申请还描述了使用此类系统以还原排气流中的氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(HC)。

技术领域

本发明涉及包括至少一种催化剂制品的排气处理系统和其使用方法。

背景技术

柴油发动机的排放物包含颗粒物质(PM)、氮氧化物(NO_x)、未燃烧的碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)。NO_x是用于描述包含一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)等在内的氮氧化物的各种化学物种的术语。通过选择性催化还原 (SCR)催化剂实现高NOx还原的一个关键问题是针对SCR反应具有足够的排气温度。具体地，这对于重型柴油机(HDD)实际道路后处理系统而言通常是一个令人关注的问题，其中SCR催化剂定位在其它催化剂(通常包含柴油氧化催化剂(DOC)和催化型烟灰过滤器(CSF))下游。通过此类系统配置，SCR 经历某种程度的低温条件，这可能会抑制SCR反应，尤其是在美国HDDT(FTP) 认证测试的初始冷却器区段之上。另外，使用降低的排气再循环(EGR)来提高效率的发动机经历发动机排放的NOx水平的增加，使满足当前目标值成为更大的挑战。针对某些HDD系统的另一个挑战涉及满足N₂O极限，因为N₂O是 SCR反应的典型副产品。

由于这些排气特性给当前的柴油机排放物催化剂技术带来了挑战，因此在本领域中仍然需要满足日益严格的环境法规的新催化剂系统。具体地，为此类系统提供具体专注于减少柴油发动机的NOx和N₂O排放量的组件将是有益的。

发明内容

本公开提供了一种排气处理系统，所述排气处理系统具有被设计成有效处理排气的一系列催化剂。具体地，此类排气处理系统包含上游SCR催化剂，并且相对于没有这种上游催化剂的比较排气处理系统，此类系统可以提供增强的 NOx去除和减少的N₂O排放量。所公开的系统中的总NOx转化率可以例如大于 95％，其中制动特定NOx(BSNOx)值小于0.1g/bhph。所公开的系统中的总N₂O排放量可以为例如BSN₂O值小于0.019g/bhph。

在本公开的一个方面中，提供了一种用于处理来自发动机的排气流的系统，所述系统包括：第一选择性催化还原(SCR)催化剂，所述第一SCR催化剂与所述排气流流体连通，其中所述第一SCR催化剂在没有任何中间催化剂的情况下接收所述排气流；柴油氧化催化剂(DOC)，所述DOC与所述第一SCR催化剂流体连通，其中所述柴油氧化催化剂定位在所述第一SCR催化剂下游；催化型烟灰过滤器(CSF)，所述CSF与所述柴油氧化催化剂流体连通，其中所述催化型烟灰过滤器定位在所述柴油氧化催化剂下游；第二SCR催化剂，所述第二 SCR催化剂与所述催化型烟灰过滤器流体连通，其中所述第二SCR催化剂定位在所述催化型烟灰过滤器下游；以及第一AMOx催化剂，所述第一AMOx催化剂与所述第二SCR催化剂整合或与所述第二SCR催化剂流体连通并且位于所述第二SCR催化剂下游。在一些实施例中，所述第一SCR催化剂处于紧密联接位置。在一些实施例中，所述第一SCR催化剂处于底层位置。