[发明专利]用于使废气后处理部件运行的方法以及废气后处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于使用于废气后 处理(Abgasnachbehandlung)的部件运行的方法以及一种根据权利要求 11的前序部分的用于废气后处理的装置。

背景技术

由于不再可仅仅通过发动机方面的(motorisch)措施而实现的日益 严格的废气极限值，现在大多数内燃机配备有用于减小有害物质排放 的后处理系统。除了固体颗粒之外，尤其地氮氧化物也属于受限制的 废气成分，该废气成分在燃烧过程期间产生并且其允许的排放不断地 降低。为了使在机动车中运行的内燃机中该废气成分最小化，当今应 用不同的方法。通常借助于催化器(Katalysator)减少氮氧化物，其中， 附加地将还原剂(尤其为碳氢化合物、氨或尿素)配量(zudosieren)到富 含氧气的废气中，以用于提高选择性和NO_x转化(Umsatz)。这种应用 的方法称为SCR方法，利用该方法进行选择性催化还原(SCR)。相反 地，三元催化器(Drei-Wege-Katalysator)用于在Lambda-1发动机之后 减小氮氧化物。氧化催化器(Oxidationskatalysator)负责氧化未燃烧的碳 氢化合物和一氧化碳。

为了使细物质颗粒(Feinstoffpartikel)最小化，在车辆中应用颗粒分 离器或颗粒过滤器(Partikelfilter)。例如，从文件EP 1 022 765 A1中已 知用于应用在车辆中的带有颗粒分离器的典型的布置方案。相反地， 从文件EP 0 341 832 A2中已知带有颗粒过滤器的布置方案和方法。在 两个提及的出版物中，分别相对于颗粒分离器或颗粒过滤器在上游布 置氧化催化器，其借助于同样含有的剩余氧气将在废气中的一氧化氮 氧化成二氧化氮：

在此应注意的是，在高温时，以上反应的平衡位于NO侧。这继 而导致，由于该热动态的限制，限制了在高温时可得到的NO₂份额。 在颗粒分离器或在颗粒过滤器中该NO₂再次与碳颗粒一起转化成 CO、CO₂、N₂以及NO。由此，以通常已知的方式借助于强氧化剂 NO₂实现连续地除去积聚的细物质颗粒。由此可取消如在其它布置方 案中必须以高成本的方式实施的再生循环(Regenerationszyklen)。因 此，在这种情况中称为被动再生。反应方程内容如下：

2NO₂+C→2NO+CO₂

2NO₂+2C→2NO+2CO

2C+2NO₂→N2+2CO₂

如果在颗粒过滤器中沉积(eingelagert)的碳借助于NO₂未发生完 全氧化，则碳份额增加并且由此废气背压持续增加。为了避免这种情 况，实际上颗粒过滤器以增加的方式(vermehrt)设有用于氧化NO的催 化的覆层。在此，其大多为含铂的催化剂。然而，该方法的缺点在于， 在颗粒过滤器处形成的NO₂仅仅可用于氧化这样的颗粒，即，在用于 NO氧化的催化性的主动层(katalytisch aktiven Schicht)的下游分离该 颗粒，即，在过滤器介质之内。相反地，如果在过滤器表面上并且由 此在催化性主动层上形成由分离的颗粒组成的层(所谓的滤饼 (Filterkuchen))，则NO氧化催化剂位于滤饼的下游，从而不借助于来 自施加在颗粒过滤器上的NO氧化催化剂的NO₂氧化在该处分离的炭 黑颗粒。此外，准确地说，仅仅施加在未经处理的气体侧上的催化剂 层对于系统的性能有贡献，因为在净化气体侧上的催化地形成的NO₂不再可与在未经处理的气体侧上且在过滤器材料之内分离的炭黑接 触。出于这一原因，尽管过滤器的催化的覆层，也不可取消在颗粒过 滤器之前的NO氧化催化器，从而出现相对大的结构体积。