在选择性催化还原(SCR)系统中控制氨逸出的方法、设备和系统。该方法包括检测发动机操作切换事件、增加排向SCR催化剂的NOx并且减少还原剂的量。该系统包含控制器用于接收发动机切换信号、预期SCR处响应发动机切换信号的温度切换、并且使排向SCR催化剂的排气流中NOx增加和排向SCR催化剂的还原剂减少与SCR催化剂处的温度切换相一致。该设备包含NOx增加模块用于使排向SCR催化剂的排气流中NOx响应发动机切换信号而增加。该设备也包含还原剂关闭模块用于使往排气流的还原剂添加响应发动机切换信号而关闭。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】高温切换期间控制选择性催化还原(SCR)催化剂氨逸出的方法、设备和系统相关申请的交叉参考本申请根据35 U.S.C.§ 119要求2012年11月30日提交的美国临时申请系列第61/731，546号的优先权，并且根据35 U.S.C.§ 120要求2013年3月15日提交的美国申请系列第13/837492号的优先权，本文以其内容为基础并将其通过引用全文纳入本文。
技术介绍
本专利技术的示例性实施方式涉及在选择性催化还原(SCR)系统中控制氨逸出的方法、系统和设备。背景讨论选择性催化还原(SCR)技术是当今内燃机最常用的NOx还原技术之一，如在全世界例如美国和欧洲用于道路行驶(on-road)重载和轻载柴油发动机应用。SCR系统中使用的主要试剂是尿素。一种在SCR系统中所用尿素的一种形式在美国称为柴油排气流体(Diesel Exhaust Fluid,DEF)并且在欧洲称为AU32或ADBLUE?，两者都是水中含32.5%尿素的水溶液。喷射的尿素在热和水分存在的情况下分解形成氨和二氧化碳。然后氨在SCR催化剂存在下与NOx反应以将NOx还原成氮气和水。SCR系统的最优操作可取决于高效控制策略，其有助于以最小的氨逸出来最小化总体NOx排放。氨逸出是指未反应的氨排放出SCR系统。可能在SCR催化剂下游需要氨氧化(ΑΜ0Χ)催化剂来将大多数越过SCR催化剂逸出的氨转化成N2和其他有害程度较低的化合物以避免氨从尾管处排放。氨逸出是SCR催化反应不需要的副产物并且希望能将氨逸出保持在最低水平。氨在欧洲是受到监管的排放物；在认证周期中，对于道路行驶，平均氨逸出被要求低于lOppm，而对于非道路行驶，平均氨逸出被要求低于25ppm，并且预期美国在不久的将来在也进行监管。大多数的SCR催化剂在低温条件(低于约300°C)下吸附氨，其然后可在SCR催化剂存在下用于NOx还原。当SCR催化剂基材暴露于高温(超过约350至约400°C )时可解吸氨并且这可能产生短暂的氨尖峰。短暂的氨尖峰不仅产生增加的氨逸出，但也产生未使用(浪费)的氨。因此，从监管角度和SCR系统操作效率角度来看，都希望有方法来避免这种氨逸出。背景部分中公开的上述信息仅用于增强对本专利技术技术背景的理解并且因此可能含有不构成现有技术任意部分的信息或并非现有技术对本领域普通技术人员的可能启示。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施方式提供了在选择性催化还原(SCR)系统中控制氨逸出的方法。本专利技术的示例性实施方式也提供了控制内燃机的选择性催化还原(SCR)系统的设备。本专利技术的示例性实施方式也提供了控制选择性催化还原(SCR)催化剂中氨逸出的系统。本专利技术的其他特征将列于以下的说明书中，并且部分会由说明书显见，或者可由本专利技术的实践而习得。一个示例性实施方式公开了在选择性催化还原(SCR)系统中控制氨逸出的方法。该方法包括检测发动机操作切换事件，增加发动机排气流中NOx浓度，和降低向排气流加入的还原剂的量。—个示例性实施方式也公开了配置用于控制内燃机系统的选择性催化还原(SCR)系统的设备。该设备包含设置为响应发动机操作切换信号使发动机排气流中NOx浓度增加的NOx增加模块。该设备也包含设置为响应发动机操作切换信号使发动机排气流中加入的还原剂减少的还原剂控制模块。一个示例性实施方式也公开了内燃机的选择性催化还原(SCR)系统。该系统包含设置为产生排气流的内燃机，接收排气流并在还原剂存在下还原排气流中的NOx排放物的选择性催化还原(SCR)催化剂，设置为检测发动机操作切换事件并响应该检测产生发动机操作切换信号的切换传感器模块。该系统包含SCR系统控制器，设置为接收发动机操作切换信号，并且响应发动机操作切换信号使排气流中NOx增加和往SCR催化剂的还原剂添加减少。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是示例和说明性的，并且意在对要求保护的专利技术提供进一步解释。附图简要说明附图用来帮助进一步理解本专利技术，纳入说明书中并构成说明书的一部分，附图显示了本专利技术的示例性实施方式，与说明书一起用来解释本专利技术的原理。图1是具有本专利技术的一个示例性实施方式的选择性催化还原(SCR)系统的内燃机的示意框图。图2是来自SCR系统的数据图，其显示发动机条件切换后的氨逸出和温度响应延迟。图3是来自正常操作下的SCR系统的数据图，其显示响应步骤切换发动机条件的约650ppm的氨(NH3)峰。图4是来自本专利技术的一个示例性实施方式的SCR系统的数据图，显示在发动机条件切换后短期增加NOx并停止尿素喷射以减少氨逸出。图5是来自图3和图4中所示SCR系统的数据图，显示在图4所示的本专利技术的示例性实施方式中累积还原剂消耗减少。图6是来自本专利技术的一个示例性实施方式的SCR系统的数据图，显示氨逸出随着增加的NOx脉冲而减少。图7是本专利技术的一个示例性实施方式的用于控制SCR系统中氨逸出的方法的流程示意图。图8是根据一个示例性实施方式设置为检测发动机操作切换，使排向SCR催化剂的排气流中NOx增加并使排向SCR催化剂的还原剂减少的控制系统的流程示意图。说明实施方式的详述下文将参照附图更完整地描述本专利技术，附图中给出了示例性实施方式。然而，权利要求可以以许多不同的方式实施，不应被解读成限定于在此提出的实施方式。相反，提供这些实施方式使得说明透彻，并能够向本领域技术人员完全地展示本专利技术的范围。附图中，层和区域的尺寸和相对尺寸可能为了清楚而有夸大。附图中相似的附图标记表示相似的元件。应当理解，当描述一种元件在另一元件“之上”或“连接到”另一元件时候，该元件可以直接位于另一元件上或直接连接到另一元件，或者可存在插入元件。相反，当一个元件被称为“直接”在另一元件“之上”或“直接连接到”另一元件时，不存在插入元件。应理解，对于本专利技术的目的，“X、Y和Z中的至少一个”可表示仅X，仅Y，仅Z，或两个或多个项目X、Y和Z的任意组合(例如，XYZ、XYY、YZ、ZZ)。图1是具有本专利技术的一个示例性实施方式的选择性催化还原(SCR)系统的内燃机的示意框图。内燃机100可以是柴油发动机、汽油发动机等，其排放排气流。输入控制装置110可向内燃机100输入控制信号以控制内燃机100的操作。输入控制装置110可检测踏板移动并将踏板移动传输至发动机控制单元(ECU) 111。然后ECU 111响应踏板移动控制内燃机100。ECU 111可响应踏板移动或其他检测到的输入基于查找表格或计算通过闭环控制或开环控制来控制内燃机100。内燃机100在排气歧管120处排放排气流。排气再循环(EGR)阀130可将一部分的排气流在入口 140处导回内燃机100。图1中也显示摄入空气(IA)、排气(Ex)、涡轮增压器(Tc)和后冷却机(Ac)。在设置为去除各种化学化合物和/或颗粒物质的处理系统200后的排气可连接至内燃机100的排气歧管120。处理系统200之后的排气可包含氧化催化剂(0C)和/或颗粒物质(PM)过滤器210，和具有SCR催化剂230、还原剂喷射器240、还原剂源250、还原剂控制阀260以及SCR催化剂控制器270的SCR系统220。在一些示例性实施方式中，SCR催化剂230可以是具有SCR催化剂功能的颗粒物质过滤器。处理系统20本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在选择性催化还原(SCR)系统中控制氨逸出的方法，所述方法包括：检测发动机操作切换事件；增加发动机排气流中的NOx浓度；并且减少排向排气流的还原剂的量。
【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：S·乔治，A·KE·海贝尔，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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