[发明专利]用于NOx储存的选择性催化还原(SCR)系统

说明书

技术领域

本发明的示例性实施例涉及用于内燃发动机的排气处理系统，更具体地，涉及一种具有电加热催化剂(“EHC”)以及吸收性颗粒的流过式容器的排气处理系统，所述吸收性颗粒低于阈值温度时从排气中显著地吸收水。

背景技术

从内燃发动机(特别是柴油发动机)中排出的排气是异质混合物，该混合物中含有气体排放物，例如一氧化碳(“CO”)、未燃烧的碳氢化合物(“HC”)和氮氧化物(“NO_x”)、以及构成颗粒物质(“PM”)的凝聚相物质(液体和固体)。在发动机排气系统中提供通常设置在催化剂载体上的催化剂组合物，用于把某些或所有的这些排气组分转化成非管制的排气成分。

一种类型的用于减小CO和HC排放的排气处理技术是氧化催化剂装置(“OC”)。OC装置包括流过式载体和涂布在载体上的催化剂化合物。一旦OC装置已达到阈值或起燃温度，OC的催化剂化合物则引起排气的氧化反应。一种类型的用于减小NO_x排放的排气处理技术是可位于OC装置下游的选择性催化还原(“SCR”)装置。SCR装置包括载体，该载体具有涂布在载体上的SCR催化剂化合物。通常在SCR装置上游将还原剂喷射入热的排气。还原剂可以是尿素溶液，尿素在热的排气中分解成氨(“NH₃”)并且被SCR装置吸收。然后，在SCR催化剂存在下，氨将NO_x还原成氮气。SCR装置需达到阈值或起燃温度才能有效地将NO_x还原成氮气。在达到阈值或起燃温度之前，在储存的NH₃存在下SCR起NO_x吸附器的作用。具体地，SCR装置捕集NO_x并且通过与NH₃形成中间体(例如硝酸铵和/或亚硝酸铵)而储存NO_x，直到达到起燃温度。一旦达到起燃温度，在SCR催化剂存在下将NO_x还原成氮气。

除了从内燃发动机中排出的气体排放物以外，排气中也含有水蒸气。具体地，例如柴油发动机的排气中通常含有在大约0.5和大约8%之间的水蒸气。然而，在达到起燃温度之前，排气中的水蒸气会降低SCR催化剂化合物上的NO_x吸附能力。因此，期望提供一种用于在SCR装置达到起燃温度之前在SCR装置存在下限制水蒸气量的有效方法。

发明内容

在本发明的一个示例性实施例中，提供一种用于内燃发动机的排气处理系统，该系统包括排气管道、吸收性颗粒的流过式容器、电加热催化剂(“EHC”)装置、选择性催化还原(“SCR”)装置、和控制模块。排气管道与内燃发动机流体连通，并且构造成接收来自内燃发动机的排气。排气含有氮氧化物(“NO_x”)和水。吸收性颗粒的流过式容器与排气管道流体连通，并且构造成接收排气。流过式容器低于阈值温度时从排气中显著地吸收水。EHC装置与排气管道流体连通，并且构造成接收排气。EHC装置位于流过式容器的下游，并且选择性地被启动而产生热。SCR装置与排气管道流体连通，并且构造成接收排气。SCR装置位于流过式容器的下游。通过EHC装置选择性地把SCR装置加热到起燃温度。利用SCR温度曲线来表示SCR装置的总体温度。控制模块与EHC装置连通。控制模块包括用于确定SCR温度曲线的控制逻辑。控制模块还包括用于如果SCR温度曲线低于起燃温度则启动EHC装置的控制逻辑。在吸收性颗粒的流过式容器达到阈值温度之前，选择性地启动EHC装置而把SCR装置加热到起燃温度。

本发明提供以下技术方案：

1. 一种用于内燃发动机的排气处理系统，包括：

排气管道，所述排气管道与所述内燃发动机流体连通，并且构造成接收来自所述内燃发动机的排气、含有氮氧化物(“NO_x”)和水的排气；

吸收性颗粒的流过式容器，所述流过式容器与所述排气管道流体连通并且构造成接收所述排气，其中，所述流过式容器在低于阈值温度时从排气中显著地吸收水；

电加热催化(“EHC”)装置，所述电加热催化装置与所述排气管道流体连通并且构造成接收所述排气，其中，所述电加热催化装置位于吸收性颗粒的流过式容器的下游，并且其中，选择性地启动电加热催化装置而产生热；