[发明专利]柴油排放控制后处理系统和相关方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年3月28日提交的美国临时专利申请61/616,636的权利。上述申请的公开通过引用完整的并入本文。

技术领域

本教导概括地涉及柴油排放控制后处理(Diesel emissions control after-treatment,DECAT)系统。更具体地，本教导涉及包含贱金属催化剂的DECAT系统。本教导更具体地还涉及利用贱金属催化剂控制柴油排放的方法。

背景技术

本部分的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，可以不构成现有技术。

控制污染是一项艰巨的任务。该任务在相对不太精良或者“脏”柴油机燃烧含有高水平硫(350+ppm)燃料的环境下甚至更加令人生畏。针对污染经济合作与发展组织(OECD)的国家的相对清洁的柴油机所设计的所谓的常规的DECAT系统并不适合与具有高硫水平的燃料一起使用，因为它们的柴油氧化催化剂(diesel oxidation catalyst)(“DOC”)和柴油微粒过滤器(diesel particulate filter)(“DPF”)实施方案中含有贵金属，需要超低硫柴油(ultra-low sulfur diesel)(“ULSD”)燃料以防止由于硫中毒而失效。

ULSD燃料的可用性在OECD以外的国家较小。这个因素，伴随着产生用于碳烟燃烧的高排气温度所需的复杂有效的DPF部件的成本负担，使得常规DECAT系统不可能在欠发达国家(“LDCs”)中广泛应用。新兴的LDC经济在很大程度上以数百万的脏柴油机为动力，所述脏柴油机是挥发性有机化合物(“VOC”)、碳氢化合物(“HC”)、氮氧化物(“NOx”)、颗粒物(“PM”)和已知引起大量本地和跨国健康和环境损害、以及由它们的强烈的全球变暖效力所导致的气候变化的其他污染物的超级排放器(super-emitters)。因此，LDCs需要常规DECAT系统的可行的替代品。

发明内容

本教导的另外一个目的是提供混合DECAT装置，在将排气流引入到下游柴油微粒转换器(“DPC”)之前，所述混合DECAT装置引起挥发性有机化合物和碳氢化合物的实质减少，以及氮氧化物的有选择地催化还原(“SCR”)。

本教导的另外一个目的是提供DECAT系统，所述DECAT系统(i)对硫和HC毒物具有高抵抗力，(ii)对于与基于排气冷却的具有相似成本效率的DPC系统的交互具有兼容性，以及(iii)针对具有新兴经济的欠发达国家中的设备进行了优化，在所述欠发达国家中，以高硫含量的燃料为动力的数百万的相对较低效的柴油机是臭名昭著的PM、VOC、HC、NOx以及传播(spreading)大量本地和跨国的健康和环境损害、和由它们的强烈的全球变暖效力所导致的气候变化的其它污染物的超级排放器。

根据一个特定的方面，本教导提供了包括尿素(urea)供应源和DECAT装置的柴油排放控制后处理系统。所述尿素供应源可操作将还原剂注入排气流中。所述DECAT装置接收包含所述还原剂的排气流。所述DECAT装置包括热稳定剂部分和催化剂部分。热稳定剂部分用于将排气流的温度降至350℃以下。所述催化剂部分包括贱金属催化剂，所述贱金属催化剂具有由铈-锰氧化物增强的含铁的沸石催化剂(“IZCM催化剂”)。

根据另外一个特定的方面，本教导提供了处理柴油排气的方法，所述方法包括从尿素供应源将还原剂注入排气流中。所述方法此外还包括用DECAT装置的热稳定剂部分处理包含所述还原剂的排气流，热稳定剂部分用于将排气流的温度降至350℃或更低。所述方法还进一步包括用DECAT装置的催化剂部分处理包含还原剂的排气流，所述催化剂部分包括贱金属催化剂，所述贱金属催化剂具有由铈-锰氧化物增强的含铁的沸石催化剂(“IZCM催化剂”)。

附图说明

从详细的描述、下面的附图和所附的任意权利要求，本教导将被更加充分的理解。

图1为示出根据本教导的DECAT系统的框图，所述显示的系统有效地与柴油排气、排气冷却实施方案和柴油微粒转换器进行交互；

图2为根据本公开的教导的DECAT装置的示意图；以及

图3为根据本公开的教导的另一DECAT装置的示意图。

具体实施方式