[发明专利]废气后处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的废气后处理系统。该废气后处理系统尤其是包括用于将碳氢化合物(HC)引入到导引内燃机过程废气的排气管中的引入装置和在引入位置下游由过程废气流过的处理装置，该处理装置通过氧化所引入的碳氢化合物来提高过程废气温度。

背景技术

这种废气后处理系统由EP1537304公开。该废气后处理系统设计用于连接在压燃式发动机、如柴油机上。在此，该文献的主题所要解决的技术问题是减小这种压燃式发动机的总排放。为此而建议，以不同的运行方式运行压燃式发动机并且在排气系统中设置预定选择的催化成分，所述成分至少具有一种铂催化剂。公知的是，可以使用铂催化剂来产生确定的预定的催化反应。

公知的是，使用用于颗粒过滤器例如催化燃烧器的常见的热力式再生系统。在此，大多将液态的HC剂量以及柴油氧化催化剂加入到废气中，该柴油氧化催化剂转化这些碳氢化合物并提供用于将废气温度提高到约600度的热能。优选将燃料在内燃机和催化器之间喷入废气导管中。在轿车应用中，碳氢化合物通常通过后来的、不再热转化的后喷射提供到内燃机的燃烧室中。所有这些系统都利用催化剂，所述催化剂在很大程度上包含铂。此外，也使用明显更物美价廉的钯，主要为了催化剂的热稳定性，然而钯的质量份额最大约为全部贵金属的50％。

由EP1857648可知，所谓的“燃油处理器”可以用于在柴油发动机的排气管路中产生热量。在此，该处理装置可以由氧化催化器和重整催化器组成，其可以利用引入废气中的燃料必要时来加热设置在后面的颗粒陷阱。

发明内容

本发明的目的是，提供一种废气后处理系统和一种用于运行这种废气后处理系统的方法，该系统和方法能够加热内燃机的废气并还能经济地实现。

这些以及其它的在此没有详细述及的、然而由现有技术以显而易见的方式得到的目的通过给出一种用于内燃机的废气后处理系统实现，其包括用于将碳氢化合物引入到导引内燃机过程废气的排气管中的装置，其中，碳氢化合物在该装置中至少部分地蒸发以及通过裂解反应和/或通过部分氧化而发生化学变化，并且其还具有在引入位置下游由过程废气流过的处理装置，该处理装置通过氧化所引入的、部分蒸发的以及通过裂解反应和/或通过部分氧化而发生化学变化的碳氢化合物来提高过程废气温度，其中，用于至少部分蒸发以及用于通过裂解反应和/或通过部分氧化来引起碳氢化合物发生化学变化的装置是这样的装置，它具有带有用于燃料和空气的供给装置的燃烧器(2)以及燃烧室(3)和废气导管(4)，该废气导管配设有用于碳氢化合物的喷入装置(5)，该废气导管在引入位置处通入排气管(6)中，并且提高过程废气温度的处理装置具有被涂覆催化剂的构件，其中，铂的份额至少在构件的催化剂涂层的部分区域内小于在该涂层的所述部分区域中的所有起催化作用的物质的总质量的50％，并且被涂覆催化剂的构件是催化剂基体或者颗粒过滤器，所述催化剂基体或颗粒过滤器可以被分别整体地或者局部不同地涂层。

这种设计构造基于出人意料的认知，即，废气后处理系统可以以比在传统的碳氢化合物混合物的情况下明显更小的在后续处理装置的催化剂组分中的铂含量工作，所述废气后处理系统在使用恰当的引入装置的情况下已经以通过特别的方式蒸发的以及通过裂解反应和/或通过部分氧化而发生化学变化的形式提供碳氢化合物。在此，引入碳氢化合物以及在处理装置中的转化的目标是，连续或者不连续地燃烧在颗粒过滤器中从内燃机的过程废气中过滤出的碳黑颗粒。这可以利用按照本发明的装置非常成功地并且尽管如此还廉价地转化是不可预见的。

在废气后处理系统中，处理装置的构件的催化剂涂层的部分区域包括在提高过程废气温度的处理装置的构件上的催化剂涂层的总质量的至少20％、优选30％、进一步优选50％并且尤其优选100％。构件的催化剂涂层理解为这样的涂层，该涂层沿着在废气加热阶段的流动方向具有大于+1K/cm、优选大于+2.5K/cm并且尤其优选大于+10K/cm的梯度。由此确保了系统的可靠的功能。

在处理装置的催化剂涂层的部分区域中存在其它的起催化作用的物质，尤其是可以存在钯。部分区域的催化剂涂层优选包含相对于构件体积或基体体积的贵金属总质量在0.1至10g/L、优选0.5至5g/L并且尤其优选在0.7至3.5g/L范围内的贵金属。

在一种特别有利的设计构造中规定并且可能的是，处理装置的部分区域的催化剂涂层的贵金属份额小于所考虑的部分区域的催化剂涂层的总质量的10％、优选小于5％并且尤其优选小于3％。在极限情况下这意味着根本不存在贵金属。在这种情况下优选存在其它的起催化作用的物质，这些物质行使催化功能。