【技术实现步骤摘要】
SCR催化剂上的氨存储
本公开一般涉及气态燃烧产物流中的氧化氮(NOx)的选择性催化还原(SCR),尤其涉及用于在一时间间隔上建立通过将氨(NH3)引入到流中而引起的NOx到氮(N2)和水(H2O)的催化转化的效率与存储在用于催化转化流中的NOx的SCR催化剂上的氨的量之间的相关性的系统和方法。
技术介绍
一种用于内燃机废气后处理的技术利用SCR使得在废气中的NOx和引入到SCR催化剂上游的内燃机废气系统中的氨(NH3)之间能够发生某些化学反应以夹带废气流向其表面上存储有氨的SCR催化剂。这些反应将NOx转化成氮(N2)和水(H2O),这两种组分在地球的大气中是充足的。在某些这些反应中NOx和NH3是仅有的反应物,而在其它反应中可能存在于废气中的氧(O2)是第三反应物。将足量的氨引入以维持SCR催化剂的表面上存在氨,其中在SCR催化剂的表面上发生还原NOx的化学反应。
技术实现思路
可按多种方式中的任何方式来测量引入废气系统中的氨的量。但是,该测量结果并不一定等于被消耗的用于还原NOx的氨的量。氨被存储在SCR催化剂的表面上,并且有些时候,例如当废气流开始时,过量的氨被引入用于构建存储在SCR催化剂上的氨的量。当存储在SCR催化剂上的氨的量达到SCR催化剂的最大氨存储容量时,超过还原NOx所需量的任何量的氨不被消耗,而是通过SCR催化剂并进入大气中。这种过量被称为氨泄漏。本公开主题涉及在一时间间隔上建立通过将氨(NH3)引入到废气流中而引起的NOx到氮(N2)和水(H2O)的催化转化的效率与存储在用于催化转化流中的NOx的SCR催化剂上的氨的量之间 ...
【技术保护点】
一种内燃机,包括:燃烧室,在所述燃烧室内燃料被燃烧以操作所述内燃机;进气系统,用于支持燃烧的空气是通过所述进气系统被引入所述燃烧室的;废气系统,所述废气系统包括SCR催化剂,由所述燃烧室中的燃烧所产生的废气通过所述废气系统进入大气;氨输送系统,所述氨输送系统用于在所述SCR催化剂上游将氨引入到所述废气系统中以便夹带废气流去往所述SCR催化剂,以构建所述SCR催化剂上的氨存储;上游NOx传感器,其位于将氨向所述废气系统的引入的上游;下游NOx传感器,其位于所述SCR催化剂的下游;以及用于控制由所述氨输送系统将氨向所述废气系统的引入的处理器,使氨在一时间间隔上以足够的量引入而无显著的氨泄漏越过所述SCR催化剂直至存储在所述SCR催化剂上的氨的量基本上达到所述SCR催化剂的最大氨存储容量;所述处理器还包括算法,所述算法用于a)通过处理某些数据计算在所述时间间隔期间的多个时刻存储在所述SCR催化剂上的氨的量,所述数据包括在所述时间间隔期间由所述氨输送系统引入到所述废气系统中的氨的总量,b)通过处理某些数据计算在所述多个时刻中的每个时刻NOx通过氨向N2和H2O的催化转化的效率,所述数据包括从所 ...
【技术特征摘要】
2012.11.05 US 61/722,3421.一种内燃机,包括: 燃烧室,在所述燃烧室内燃料被燃烧以操作所述内燃机; 进气系统,用于支持燃烧的空气是通过所述进气系统被引入所述燃烧室的; 废气系统,所述废气系统包括SCR催化剂,由所述燃烧室中的燃烧所产生的废气通过所述废气系统进入大气; 氨输送系统,所述氨输送系统用于在所述SCR催化剂上游将氨引入到所述废气系统中以便夹带废气流去往所述SCR催化剂,以构建所述SCR催化剂上的氨存储; 上游NOx传感器,其位于将氨向所述废气系统的引入的上游; 下游NOx传感器,其位于所述SCR催化剂的下游;以及 用于控制由所述氨输送系统将氨向所述废气系统的引入的处理器,使氨在一时间间隔上以足够的量引入而无显著的氨泄漏越过所述SCR催化剂直至存储在所述SCR催化剂上的氨的量基本上达到所述SCR催化剂的最大氨存储容量; 所述处理器还包括算法,所述算法用于a)通过处理某些数据计算在所述时间间隔期间的多个时刻存储在所述SCR催化剂上的氨的量,所述数据包括在所述时间间隔期间由所述氨输送系统引入到所述废气系统中的氨的总量,b)通过处理某些数据计算在所述多个时刻中的每个时刻NOx通过氨向N2和H2O的催化转化的效率,所述数据包括从所述上游NOx传感器和所述下游NOx传感器获得的NOx测量结果,以及c)在所述时间间隔上建立NOx通过氨向N2和H2O的催化 转化的效率与存储在所述SCR催化剂上的氨的量之间的相关性,所述相关性包括所计算的NOx通过氨向N2和H2O的催化转化的效率以及所计算的在所述多个时刻中的每个时刻存储在所述SCR催化剂上的氨的量。2.如权利要求1所述的内燃机,其特征在于,所述算法还用于控制在所述时间间隔上由所述氨输送系统将氨向所述废气流的引入,这是通过使所述SCR催化剂上的氨存储以不连续的增量构建来进行的,其中在每个增量之后控制氨的引入以将存储在所述SCR催化剂上的氨的量维持基本恒定直至所述SCR催化剂上的氨存储被增加紧随其后的氨的增量。3.如权利要求1所述的内燃机,其特征在于,包括位于所述SCR催化剂下游的用于检测氨泄漏的氨传感器。4.如权利要求3所述的内燃机,其特征在于,所述处理器还用于在所述时间间隔期间将存储在所述SCR催化剂上的氨的量与由所述氨传感器所检测的氨泄漏的量相关联。5.一种建立存储在SCR催化剂上的氨与NOx通过氨向N2和H2O的催化转化的效率之间的相关性的方法,其中所述SCR催化剂将包含燃烧产物的废气流中的NOx催化转化,所述方法包括: 控制由所述氨输送系统将氨向所述SCR催化剂上游的所述废气流的引入,使氨在一时间间隔上以足够的量引入而无显著的氨泄漏越过所述SCR催化剂直至存储在所述SCR催化剂上的氨的量基本上达到所述SCR催化剂的最大氨存储容量,以及 在所述时间间隔期间,执行算法以a)通过处理某些数据计算在所述时间间隔期间的多个时刻存储在所述SCR催化剂上的氨的量,所述数据包括在所述时间间隔期间由所述氨输送系统引入到所述废气流中的氨的总量,b)通过处理某些数据计算在所述多个时刻中的每个时刻NOx通过氨向N2和H2O的催化转化的效率,所述数据包括...
【专利技术属性】
技术研发人员:N·辛格,M·J·米勒,A·拉克,P·恰林钱诺德,
申请(专利权)人:万国引擎知识产权有限责任公司,
类型:发明
国别省市:美国;US
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