气体还原剂注入控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于排气后处理的气体还原剂注入控制系统。在一个实施例中，选择性催化还原(SCR)催化剂与从发动机产生的排气流流体连通。氧化催化剂(OC)在SCR催化剂的上游并与排气流流体连通。气体还原剂注入器在SCR催化剂的上游并在OC的下游并与排气流流体连通。第一气体传感器在OC的上游且第二气体传感器在SCR催化剂的下游。控制器155接收表示由第一气体传感器和第二气体传感器在排气流中检测到的气体浓度的信号，并且根据它们来评估排气流中的一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)的浓度。

【技术实现步骤摘要】
气体还原剂注入控制系统
本专利技术大体涉及减少来自燃烧过程的污染物排放，且更具体而言，涉及气体还原剂注入系统，该气体还原剂注入系统用于由贫燃发动机产生的氮氧化物(NOx)或氨(NH3)排放物的排气后处理。
技术介绍
贫燃发动机，例如被柴油动力和天然气动力车辆、设备和发电机使用的那些与富燃发动机相比在高空气燃料比下燃烧。本来，贫燃发动机使用更少的燃料，但是产生与相似尺寸的富燃发动机等量的动力。然而，贫燃发动机通常由于与稀的燃料混合物(即，与燃料一起引入的过量空气)相关的慢喷燃速率而具有增加的NOx和NH3排放物。后处理选项典型地用于减少来自贫燃发动机排气的NOx和NH3排放物。
技术实现思路
在本专利技术的一方面中，提供了一种系统。在本专利技术的该方面中，系统包括发动机。选择性催化还原(SCR)催化剂与从发动机产生的排气流流体连通。氧化催化剂(OC)在SCR催化剂的上游并且与排气流流体连通。在SCR催化剂上游和OC下游的气体还原剂注入器与排气流流体连通。第一气体传感器在OC的上游，且第二气体传感器在SCR催化剂的下游。控制器操作地连接至第一气体传感器、第二气体传感器和气体还原剂注入器。控制器接收表示由第一气体传感器和第二气体传感器在排气流中检测到的气体浓度的信号，根据由第一气体传感器和第二气体传感器检测到的气体浓度来评估排气流中的一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)的浓度，并基于NO和NO2估值来确定待由气体还原剂注入器注入排气流中的气体还原剂的流速。在本专利技术的另一方面中，提供用于从发动机产生的排气的排气后处理的尿素注入控制系统。在本专利技术的该方面中，系统包括与排气流体连通的选择性催化还原(SCR)催化剂。氧化催化剂(OC)在SCR催化剂的上游，与排气流体连通。在SCR催化剂上游并在OC下游的尿素溶液注入器将尿素注入排气中。OC上游的第一气体传感器检测排气中的气体浓度。SCR催化剂下游的第二气体传感器检测排气中的气体浓度。与排气流流体连通的多个传感器检测发动机外的操作状态。控制器操作地连接至第一气体传感器、第二气体传感器、该多个传感器和尿素溶液注入器。控制器根据由第一气体传感器和第二气体传感器检测到的气体浓度和由该多个传感器检测到的操作状态来评估排气中的一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)的浓度。控制器基于NO和NO2估值和检测的操作状态来确定由尿素溶液注入器注入排气中的尿素的流速。技术方案1：一种系统，包括：发动机：选择性催化还原(SCR)催化剂，其与从发动机产生的排气流流体连通；氧化催化剂(OC)，其在SCR催化剂的上游并与排气流流体连通；气体还原剂注入器，其在SCR催化剂的上游并在OC的下游，并与排气流流体连通；第一气体传感器，其在OC的上游；第二气体传感器，其在SCR催化剂的下游；控制器，其操作地连接至第一气体传感器、第二气体传感器和气体还原剂注入器，其中，控制器接收代表由第一气体传感器和第二气体传感器在排气流中检测到的气体浓度的信号，根据由第一气体传感器和第二气体传感器检测到的气体浓度来评估排气流中的一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)的浓度，并且基于NO和NO2估值来确定待由气体还原剂注入器注入排气流中的气体还原剂的流速。技术方案2：根据技术方案1的系统，其特征在于，第一气体传感器和第二气体传感器包括氮氧化物(NOx)传感器、氨传感器、和它们的组合中的一种。技术方案3：根据技术方案1的系统，其特征在于，控制器包括OC模型和SCR催化剂模型。技术方案4：根据技术方案3的系统，其特征在于，控制器构造成获得表示在发动机的排气流中产生的排放物浓度的排放物模型。技术方案5：根据技术方案4的系统，其特征在于，还包括多个传感器，多个传感器与排气流流体连通，各自检测发动机外的操作状态。技术方案6：根据技术方案5的系统，其特征在于，多个传感器包括流速传感器、温度传感器和压力传感器。技术方案7：根据技术方案5的系统，其特征在于，控制器根据由第一气体传感器和第二气体传感器检测到的气体浓度和由多个传感器检测的发动机外的操作状态来评估NO和NO2浓度。技术方案8：根据技术方案1的系统，其特征在于，控制器还构造成根据由第一气体传感器和第二气体传感器检测的气体浓度来评估排气流中的氨(NH3)的浓度。技术方案9：根据技术方案1的系统，其特征在于，气体还原剂注入器是尿素溶液注入器。技术方案10：根据技术方案1的系统，其特征在于，发动机包括贫燃发动机。技术方案11：一种用于从发动机产生的排气的排气后处理的尿素注入控制系统，包括：选择性催化还原(SCR)催化剂，其与排气流体连通；氧化催化剂(OC)，其在SCR催化剂的上游，与排气流体连通；尿素溶液注入器，其在SCR催化剂的上游和OC的下游，将尿素注入排气中；OC上游的第一气体传感器，其检测排气中的气体浓度；SCR催化剂下游的第二气体传感器，其检测排气中的气体浓度；与排气流流体连通的多个传感器，其检测发动机外的操作状态；和控制器，其操作地连接至第一气体传感器、第二气体传感器、多个传感器和尿素溶液注入器，其中，控制器根据由第一气体传感器和第二气体传感器检测到的气体浓度和由多个传感器检测到的操作状态来评估排气中的一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)的浓度，控制器基于NO和NO2估值和检测到的操作状态来确定待通过尿素溶液注入器注入排气中的尿素的流速。技术方案12：根据技术方案11的系统，其特征在于，第一气体传感器和第二气体传感器包括氮氧化物(NOx)传感器、氨传感器、和它们的组合中的一种。技术方案13：根据技术方案11的系统，其特征在于，控制器包括评估器，评估器具有OC模型和SCR催化剂模型。技术方案14：根据技术方案13的系统，其特征在于，评估器构造成获得排放物模型，排放物模型表示在发动机的排气中产生的排放物浓度。技术方案15：根据技术方案13的系统，其特征在于，评估器是线性观察器和非线性观察器中的一种。技术方案16：根据技术方案13的系统，其特征在于，控制器包括控制算法，控制算法从评估器接收NO和NO2浓度估值并且确定待由尿素溶液注入器注入排气中的尿素的流速。技术方案17：根据技术方案11的系统，其特征在于，多个传感器包括检测排气的流速的流速传感器、检测排气的温度的温度传感器和检测排气的压力的压力传感器。技术方案18：根据技术方案17的系统，其特征在于，控制器根据由第一气体传感器和第二气体传感器检测到的气体浓度、排气的流速、排气的温度和排气的压力来评估NO和NO2浓度。技术方案19：根据技术方案11的系统，其特征在于，控制器还构造成根据由第一气体传感器和第二气体传感器检测到的气体浓度来评估排气流中的氨(NH3)的浓度。技术方案20：根据技术方案19的系统，其特征在于，控制器包括控制算法，控制算法接收NH3浓度估值并且确定待由尿素溶液注入器注入排气中的尿素的流速。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的发动机的排气后处理的气体还原剂注入控制系统的示意框图；并且图2是描述根据本专利技术的实施例的在图1中绘出的系统的操作的流程图。具体实施方式本专利技术的各种实施例涉及评估从发动机(例如贫燃发动机)产生的排气中的一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)和氨(NH3)，以便在排气上进行后处理，使得氮氧化物(NOx)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：发动机：选择性催化还原(SCR)催化剂，其与从所述发动机产生的排气流流体连通；氧化催化剂(OC)，其在SCR催化剂的上游并与所述排气流流体连通；气体还原剂注入器，其在所述SCR催化剂的上游并在OC的下游，并与所述排气流流体连通；第一气体传感器，其在所述OC的上游；第二气体传感器，其在所述SCR催化剂的下游；控制器，其操作地连接至所述第一气体传感器、所述第二气体传感器和所述气体还原剂注入器，其中，所述控制器接收代表由所述第一气体传感器和所述第二气体传感器在所述排气流中检测到的气体浓度的信号，根据由所述第一气体传感器和所述第二气体传感器检测到的气体浓度来评估所述排气流中的一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)的浓度，并且基于NO和NO2估值来确定待由所述气体还原剂注入器注入所述排气流中的气体还原剂的流速。

【技术特征摘要】
2013.10.24 US 14/0620981.一种用于发动机的后处理系统，所述后处理系统包括：选择性催化还原(SCR)催化剂，其与从所述发动机产生的排气流流体连通；氧化催化剂(OC)，其在SCR催化剂的上游并与所述排气流流体连通；气体还原剂注入器，其在所述SCR催化剂的上游并在OC的下游，并与所述排气流流体连通；第一气体传感器，其在所述OC的上游；第二气体传感器，其在所述SCR催化剂的下游；多个传感器，所述多个传感器与排气流流体连通，各自检测所述发动机的操作状态；控制器，其操作地连接至所述第一气体传感器、所述第二气体传感器、所述多个传感器和所述气体还原剂注入器，其中，所述控制器接收代表由所述第一气体传感器和所述第二气体传感器在所述排气流中检测到的气体浓度的信号，根据由所述第一气体传感器和所述第二气体传感器检测到的气体浓度和由所述多个传感器检测的所述发动机的操作状态来评估所述排气流中的一氧化氮(NO)的浓度和二氧化氮(NO2)的浓度，并且基于NO的浓度估值和NO2的浓度估值来确定待由所述气体还原剂注入器注入所述排气流中的气体还原剂的流速。2.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述第一气体传感器和所述第二气体传感器包括氮氧化物(NOx)传感器、氨传感器、或它们的组合。3.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述控制器包括OC模型和SCR催化剂模型。4.根据权利要求3所述的后处理系统，其特征在于，所述控制器构造成获得表示在所述发动机的排气流中产生的排放物浓度的排放物模型。5.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述操作状态包括所述发动机的速度和所述发动机的负载。6.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述多个传感器包括速度传感器、流速传感器、温度传感器和压力传感器。7.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述控制器还构造成根据由所述第一气体传感器和所述第二气体传感器检测的气体浓度和由所述多个传感器检测的所述发动机的操作状态来评估所述排气流中的氨(NH3)的浓度。8.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述气体还原剂注入器是尿素溶液注入器。9.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述发动机包括贫燃发动机。10.一种用于从发动机产生的排气的排气后处理的尿素注入控制系统，包括：选择性催化还原(SCR)催化剂，其与排气流体连通；氧化催化剂(OC)，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：MNR德瓦拉康达，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US