用于净化内燃机的废气的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于净化内燃机的废气的装置，该废气的装置具有第一和第二净化级(2,3)。第一净化级(2)具有用于去除在废气中携带的炭黑颗粒的颗粒过滤器。第二净化级(3)包括用于去除在废气中存在的氮氧化物的脱氮催化器。该第一净化级的颗粒过滤器是设计为壁流过滤器的、配设有催化层的部分过滤器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于净化内燃机、例如柴油内燃机的废气的装置，具有用于去除在废气中携带的炭黑颗粒的包括颗粒过滤器的第一净化级和用于去除在废气中的氧化氮的包括反硝化催化器的第二净化级。为了净化内燃机、例如柴油内燃机的废气而使用废气净化装置，它将在废气中的颗粒、尤其炭黑颗粒过虑出以及将废气脱氮，由此降低携带的氧化氮。对于脱氮，在很多情况下进行对氧化氮的选择性的催化还原。为此，需要还原剂。通常使用氨气作为还原剂。还原剂和/或还原剂的前驱体，通常在水中溶解的尿素，通常沿废气的流动方向在SCR催化器的上游被喷射入废气流中。喷射入废气流中的尿素在废气中液压和/或热力分解，以便释放用作还原剂的氨气，因此能够将该氨气用于氧化氮的希望的SCR催化。根据这两个净化级(颗粒过滤器和SCR催化器)的优选的布置，SCR催化器在废气的流动方向上位于包括颗粒过滤器的第一净化级的下游。在两个净化级之间存在用于输入还原剂或该还原剂的前驱体的喷射装置。在内燃机运行时在颗粒过滤器上和/或内积聚的炭黑在时间上相隔地被去除。为此，炭黑氧化要么被主动触发、要么被动运行。对于被动的过滤器再生需要NO2，以便充分地降低炭黑氧化温度。对于为了再生而需要NO2的再生过程，在颗粒过滤器上游将氧化催化器接入废气线路。该氧化催化器同时用于降低在废气流中携带的碳氢化合物和降低携带的一氧化碳的目的。在这种设计方案中，这种氧化催化器的设计是特别优选的，以便由它可提供足够的NO2，以便在废气流中的NO：NO2的比例在SCR催化器的入口处在1:2至2:1之间。这种NO：NO2比例有利于SCR催化，并且即使在较低的温度下SCR催化也有充分的转换率。在这种废气净化装置中，为了满足严格的废气标准，通常使用设计为全过滤器的壁流过滤器。这样的颗粒过滤器能够配设有氧化催化层。但是，为了满足对在废气流中以及在流动方向上在(其上积聚有再吸收No2的炭黑颗粒的)颗粒过滤器之后、为希望的改善的SCR催化确定的NO：NO2比例，需要在颗粒过滤器之前连接单独的或附加的氧化催化器。因此为了实现废气装置设备，如前面所示，在流动方向上需要三个相继连接的设备：氧化催化器、颗粒过滤器和SCR过滤器。在颗粒过滤器之后和SCR催化器之前连接有还原剂喷射装置。可以理解到，为了实现这种废气净化设备必须存在相应的结构空间。这正好在使用这种废气净化装置时为了净化不稳定应用的柴油发动机的废气偶尔会造成困难。此外，所述类型的废气净化装置也需要用于对废气净化标准不那么严格的情况。因此，本专利技术所要解决的技术问题在于，建议一种废气净化装置，借助该废气净化装置同样能够实现对携带的炭黑颗粒的还原，例如实现有效的脱氮，这种脱氮，若期望，原则上也能够用较少数量的单独设备来实现。所述技术问题根据本专利技术通过一种开头所述类型的废气净化装置所解决，其中，第一净化级的颗粒过滤器是设计为壁流过滤器和配设氧化催化层的部分过滤器。在这种废气净化装置中，氧化催化器的基质是设计为壁流过滤器的部分过滤器。这种部分过滤器具有氧化催化层。通常，整个颗粒部分过滤器都配设氧化催化层。在这种配属于第一净化级的设备中，通常的氧化催化器和颗粒过滤器具有一致的优点。令人感兴趣的是，如果设计为壁流的颗粒部分过滤器配设有氧化催化层，在相同的基质体积下与颗粒全过滤器相比，在炭黑负载时设计为壁流的颗粒部分过滤器能够产生比氧化催化层的颗粒全过滤器更多的NO2。因此，通过单独的设备、即前面所述的设计为颗粒部分过滤器的用于后接的、为了使废气脱氮的SCR催化的氧化催化器能够提供在废气流中的NO：NO2比例，以便该比例有助于在SCR催化器上的NOx还原，并且由此即使在较低的温度下也能够以希望的较高的转换率进行。因此，在废气净化系统的这种设计中，仍只需要两个设备和在这两个设备之间的还原剂喷射装置。此外，在这种设计方案中会利用，在大量的应用中颗粒排放量比NOx排放极限值更宽松地被调节。对于第一净化级的颗粒过滤器描述的设计方案同样可以应用在第二净化级的催化器上。因此，在优选的设计方案中设置，脱氮催化器的基质是设计为壁流过滤器的颗粒部分过滤器。这种系统的功能性与之前描述的系统相相应，其中，颗粒排放量通过两个颗粒部分过滤器的串联连接在相同的名义上的沉淀率下自然比只具有一个颗粒部分过滤器的系统要少。作为颗粒部分过滤器的氧化催化器的被要求保护的设计方案还能够在废气净化系统中与设计为全过滤器的SCR催化器一起被使用。即使在这种设计方案中，使用氧化催化的颗粒部分过滤器是合理的，因为由此后接的、用作为SCR催化器的颗粒全过滤器在它的过滤功能方面降低负载并且因此在它的SCR催化功能方面得到支持。根据通过前接的颗粒部分过滤器减轻炭黑积聚，通常更不常需要再生设计为全过滤器的SCR过滤器。因此，这种脱氮设备在颗粒部分过滤器的基础上设计的氧化催化器前置的情况下在基质体积方面可以设计得更小并且由此尤其构造得更短。如果不限制用于安装废气净化装置的结构空间，则存在这种可能性，在废气的流动方向上分别相继地连接多个设计为氧化催化器的颗粒部分过滤器和/或多个设计为颗粒部分过滤器的SCR催化器。如果相继连接了多个SCR催化器，则原则上在每个SCR催化器之前都能够设有用于输入还原剂和/或还原剂的前驱体的喷射装置。当然优选的是这样的结构设计，其中用于输入还原剂到废气中的喷射装置对于所有的SCR催化器来说位于第一SCR催化器的上游。在这种结构设计中，根据所存在的全部SCR催化体积，向废气流中喷入还原剂和/或还原剂的前驱体，以便有充分的还原剂用于第二SCR催化器和同样地其余每个在第一SCR催化器下游的SCR催化器。这意味着，在第一SCR催化器之前喷入还原剂的量为，使得一个或多个第一SCR催化器被过度喷射。如果作为脱氮催化器在第二净化级中设置构造在颗粒部分过滤器的基质上的SCR催化器，则它建议，将基质分区地、催化涂层。在这种设计方案中，在一个实施例中设置具有水解涂层的设置在流入侧的入口区域，而一个或多个后置的区域具有SCR催化层。这种水解层的目的是，释放通常作为还原剂前驱体被喷入废气流中的尿素，用于在较短的流动路径上释放作为还原剂所需的NH3。这种流动路径由于废气的较小的必要流动路径在这种废气净化设备的长度方面节省了结构空间。同时，在颗粒部分过滤器上的水解催化器构造为基质的背景下可将炭黑从废气中去除。根据优选的实施例，作为用于一个或多个颗粒部分过滤器的基质使用这种具有高孔隙率、尤其高于50％孔隙率。这种高孔隙率、优选大约在60％至70本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于净化内燃机、例如柴油内燃机的废气的装置，具有用于去除在废气中携带的炭黑颗粒的包括颗粒过滤器的第一净化级(2)和用于去除在废气中存在的氮氧化物的包括脱氮催化器的第二净化级(3，3.1)，其特征在于，所述第一净化级(2)的颗粒过滤器是设计为壁流过滤器的、配设有催化层的部分过滤器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于净化内燃机、例如柴油内燃机的废气的装置，具有用于去除在废气中携带
的炭黑颗粒的包括颗粒过滤器的第一净化级(2)和用于去除在废气中存在的氮氧化物的包
括脱氮催化器的第二净化级(3，3.1)，其特征在于，所述第一净化级(2)的颗粒过滤器是设
计为壁流过滤器的、配设有催化层的部分过滤器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一净化级(2)包括至少两个在废气
方向上相继连接的、设计为壁流过滤器的和配设有催化层的部分过滤器。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一净化级(2)的一个或多个部分
过滤器的催化层设计为氧化催化层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二净化级(3,3.1)的脱
氮催化器是设计为壁流过滤器的和配设有NOx还原催化层的部分过滤器。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二净化级(3,3.1)包括至少两个在
废气的流动方向上相继连接的、设计为壁流过滤器的和配设有NOx还原催化层的部分过滤
器。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述NOx还原层设计为SCR层，并且沿废
气流动方向在第二净化级(3,3.1)的上游设有喷射装置(9,9.1)，用于向废气流中输入SCR
催化所需的还原剂或者还原剂的前驱体，例如尿素。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，沿废...

【专利技术属性】
技术研发人员：K施赖韦，S斯泰格特，
申请(专利权)人：HJS排放技术两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE