本发明专利技术涉及用于处理来自燃式发动机(1)的排气的催化转化器。催化转化器(5)包括壁元件(5b)，所述壁元件形成催化转化器中的多个纵向通道(5a)，以用于接收排气。壁元件(5b)包括呈现为纵向通道(5a)的外表面的第一外层(5b1)和被第一层(5b1)围绕在内部设置的第二内层(5b2)。第一层包括促进氮氧化物和氨之间的催化反应的第一活性催化材料。第二层(5b2)包括具有存储氮氧化物的能力的材料和第二活性催化材料，所述第二活性催化材料具有比第一催化材料更强的促进一氧化氮氧化成二氧化氮的能力。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于处理排气的催化转化器和包含所述催化转化器的排气系统。
技术介绍
使用已知为SCR (选择性催化还原)的技术等等以减少从燃式发动机排放的氮氧化物NOx。这个技术涉及将特定剂量的尿素溶液添加到排气线路中的排气。尿素溶液能够喷洒到排气线路中，在此之后细小分布的尿素溶液在与热排气接触时蒸发，使得氨形成。氨和排气的混合物然后被引导穿过SCR催化转化器。在那里，排气中的氮氧化物中的氮与氨中的氮反应，使得氮气形成。氮氧化物中的氧气与氨中的氢反应，使得水形成。排气中的氮氧化物因此在催化转化器中还原成氮气和水汽。通过正确地配给尿素，从燃式发动机排放的氮氧化物能够很大程度地减少。传统SCR催化转化器移除氮氧化物的能力与排气温度有关。最佳温度取决于SCR催化转化器中使用的活性催化材料的类型。传统SCR催化转化器移从排气除氮氧化物的能力主要在低温下是成问题的。排气中的氮氧化物N Ox由一氧化氮NO和二氧化氮NO2构成。传统SCR催化转化器从排气移除氮氧化物的能力也取决于一氧化氮NO和二氧化氮顯2之间的比率。SCR催化转化器还原排气中的氮氧化物的量的能力在排气包含等量的一氧化氮和二氧化氮时是最佳的。尤其来自柴油发动机的排气通常包含比一氧化氮的比例明显更低的二氧化氮的比例。流过SCR催化转化器的排气是影响SCR催化转化器能力的另一因素。在SCR催化转换器上游的排气线路中的氧化催化转化器DOC (柴油氧化催化剂)的配置已知用于增加排气中的二氧化氮的比例。氧化催化转化器将一氧化氮NO氧化成二氧化氮N02。排气中的二氧化氮比例因此能够增加。然而，氧化催化转化器将一氧化氮NO氧化成二氧化氮NO2的能力随排气温度和流动变化。因此，氧化催化转化器不能一直传递一氧化氮和二氧化氮之间的理想分布。氧化催化转化器也形成排气线路中的反压力。通常，SCR催化转化器积累氨，所述氨然后与排气中的氮氧化物反应。在低温下比在高温下在SCR催化转化器中积累更多的氨。这意味着积累的氨能够与排气中的快速温度增加关连的被释放且被引导出SCR催化转化器。为了消除这种氨排放，氨逸流催化转化器能够设置在排气线路中的SCR催化转化器的下游。氨逸流催化转化器一般包括诸如铂的贵金属的涂层，所述贵金属的涂层将氨氧化成氮气、氮氧化物和一氧化二氮。一氧化二氮是强大的温室气体。氨逸流催化转化器也生成排气线路中的反压力。在具有氧化催化转化器D0C、微粒过滤器DPF、SCR催化转化器和氨逸流催化转化器ASC的传统排气系统中，在冷开启之后需要相对长的时间达到尿素溶液能够开始被添加的温度。没有来自排气的氮氧化物的消除在这个加热时段期间发生。文件US 7，431，895描述了一种排气系统，所述排气系统包括具有设置成两个层的活性催化材料的SCR催化转化器。SCR部件能够在外层中设置，且氮氧化物存储部件能够在内层中设置。氮氧化物能够借助于氮氧化物存储部件在排气具有较低温度时暂时地存储SCR催化转化器中，并且在排气到达较高温度时被释放。然而，氧化催化转化器的存在是这个SCR催化转化器良好工作的条件，所述氧化催化转化器给SCR催化转化器提供包含基本等同量的一氧化氮和二氧化氮的氮氧化物。如果随着时间推移平均存在过剩的二氧化氮，则存储能力将不能被高效地利用，因为存储能力将一般被完全利用且缺少附加存储的能力。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种催化转化器，所述催化转化器具有与冷开启关连的存储氮氧化物和减少氮氧化物排放的能力。其他目的是在基本所有操作温度下提供氮氧化物的良好消除，并且基本防止已知为“氨逸流”的氨排放。这些目的借助于前述类型的催化转化器实现，所述催化转化器的特征在于权利要求I的特征部分指明的特征。还原剂的注射仅在排气系统中达到某个温度之后开始。在冷开启期间，排气因此初始在没有添加氨的情况下流过催化转化器。内层因此包括氮氧化物存储材料和具有在载体材料上将一氧化氮氧化成二氧化氮的良好能力的催化材料。所述催化转化器能够用作系统中的氨逸流催化转化器(ASC)，所述系统具有布置在上游的氧化催化转化器、后续微粒过滤器和SCR催化转化器。在冷开启期间，氧化催化转化器首先被加热，于是氧化催化转化器开始产生二氧化氮。在这个阶段期间，微粒过滤器、SCR催化转化器和氨逸流催化转化器仍然是冷的。二氧化氮然后存储在氮氧化物存储材料中。一旦微粒过滤器已经变热且SCR催化转化器已经开始变热，就能够开始添加尿素，并且氮氧化物能够开始被还原。一旦热量到达氨逸流催化转化器，存储的氮氧化物就能够被还原。这个催化转化器也能够用作对应系统中的SCR催化转化器。在这种情况下，实现在冷开启期间存储氮氧化物的较强能力。氮氧化物排放能够在冷开启期间借助于所述氮氧化物存储功能减少，直到达到可以添加还原剂的温度。一旦最低必要操作温度达到，还原剂的注射就开始，使得在排气中形成氨。还原剂有利地是尿素溶液。到达催化转化器的排气和氨将初始与第一外层取得接触。氨扩散到第一层中且被吸收到所谓的活性座中。排气中的氮氧化物也扩散到第一层中，在第一层中，氮氧化物与所述活性座中的氨反应，使得水和氮气形成。氨和氮氧化物的浓度随着与第一层的表面的距离一起减小。然而，氨的浓度比二氧化氮的浓度随着与表面的距离更加快速地减小，因为氨被吸收到所述座位中，而氮氧化物能够基本自由地扩散到第一层中，只要氮氧化物不与氨反应。氮氧化物的一部分也穿入第二层中。氮氧化物和氨反应的倾向性在氨在相对低温下正在添加到排气的操作情况下是低的。第一层中的氮氧化物将因此与被吸收到所述座位中的氨以明显更小的程度反应。相对大量的氮氧化物将因此扩散到第二层中，在第二层中，氮氧化物的一部分将通过促进一氧化氮在第二层中氧化成二氧化氮的活性催化材料而氧化成二氧化氮。第二层中的二氧化氮扩散回到第一层，这导致在第一层中的相对深的深度处氨和氮氧化物之间的反应数量显著增加。在排气低温的情况下，第二层将促使催化转化器的能力明显增加且消除来自排气的氮氧化物。当排气低温时，这是极度理想的，并且导致催化转化器即使在低操作温度下也能够具有消除氮氧化物的良好能力。氮氧化物和氨反应的倾向性在还原剂正在注入排气中且高温占据的操作情况下是高的。扩散到第一层中的氮氧化物因此与已经吸收到第一层中的氨几乎立即反应。所述反应主要接近第一层的表面发生。仅小部分的氮氧化物到达第二层。第二层在这种情况下接收仅相对少量的氮氧化物，在这种情况下，第二层的存在仅以最低限度促使催化转化器从排气消除氮氧化物的能力增加。因为催化转化器通常已经具有在高温下从排气消除氮氧化物的良好能力，所以这是不必要的。催化转化器因此具有在低和高排气温度下从排气消除氮氧化物的良好能力。相对大量的氨能够在还原剂正在被注射且低温占据催化转化器的操作情况下存储在第一层中。因为催化转化器包括第二层，第二层具有氮氧化物存储材料和具有促进一氧化氮氧化成二氧化氮的能力的催化材料，所以第二层能够同时地包含大量的存储二氧化氮。催化转化器吸收氨的能力由于油门的发动机下压减小。积累的氨将因此从座位中的第一层释放。释放的氨的一部分沿第二层的方向扩散，在第二层中与包含高比例的二氧化氮的存储氮氧化物反应，这意味着大部分的暂时释放氨能够被消除，因此本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于处理来自燃式发动机(1)的排气的催化转化器，其中，催化转化器(5)包括壁元件(5b)，所述壁元件形成在催化转化器中的多个纵向通道(5a)，以用于接收排气，其中，壁元件(5b)包括呈现为纵向通道(5a)中的外表面的第一外层(5b1)和被第一表面(5b1)围绕在内部设置的第二内层(5b2)，其中，第一层(5b1)包括促进氮氧化物和氨之间的催化反应的第一活性催化材料，其特征在于，第二层(5b2)包括载体材料、具有存储氮氧化物的能力的材料、和第二活性催化材料，第二活性催化材料具有比第一催化材料更强的促进一氧化氮氧化成二氧化氮的能力。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·韦斯特贝里，
申请(专利权)人：斯堪尼亚商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE
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