用于柴油车辆的后处理系统技术方案

本发明专利技术涉及用于柴油车辆的后处理系统。该用于柴油车辆的后处理系统包括安装在柴油发动机下游的稀燃NOx捕集(LNT)催化剂，基于λ窗口在稀燃气氛中吸收氮氧化物(NOx)，在富燃气氛中放出氮氧化物(NOx)，并且将一些放出的氮氧化物(NOx)转化为氨(NH3)。选择性催化还原(SCR)催化剂安装在LNT催化剂下游，并且使用生成于LNT催化剂的氨(NH3)净化通过LNT催化剂的氮氧化物(NOx)。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及柴油车辆的后处理系统(ATS)，并且更具体地，通过生成氢气(H2)最大化氨(NH3)生产产率，并且能够通过控制生产的氨(NH3)的氧化增加选择性催化还原(SCR)催化剂的氮氧化物(NOx)净化性能的后处理系统。
技术介绍
氮氧化物(NOx)是与一氧化碳(CO)和烃(HC)一同由车辆释放的有害排放物。当NOx释放入大气中时，其导致呼吸问题和光化烟雾。为了避免以上源自氮氧化物(NOx)的问题，在限制大气污染物的排放方面的规范已经越来越严格。随着如上所述越来越严格的汽车废气规范，汽车制造商已经开发了减少难以使用传统催化剂去除的氮氧化物(NOx)的排放的废气后处理技术。具体地，虽然为了由于渐增的油价而改善能效，以及减少二氧化碳(CO2)排放，越来越多的关注已经朝向稀燃(稀薄燃烧，leanburn)发动机的开发，由于废气中来自稀燃发动机的大量氧气，难以使用传统的后处理技术去除来自废气的氮氧化物(NOx)。因此，已经开发的使用氨(NH3)和稀燃NOx捕集(leanNOxtrap，LNT)技术的选择性催化还原(SCR)技术作为，为了去除生成自稀燃发动机的氮氧化物(NOx)的代表性后处理技术。然而，SCR技术需要用于储存尿素并将其提供至SCR催化剂，以供应用作还原剂的氨(NH3)的另外的装置。LNT技术使用大量的金属以活化催化剂且需要复杂的发动机控制。因此，已经开发了三元催化剂(三效催化剂，three-waycatalyst，TWC)转化器以生成氨(NH3)，同时避免对车辆后处理系统的较大改变，并开发被动SCR(passiveSCR，pSCR)技术，以通过用LNT催化剂吸收氮氧化物，并且然后将一些吸收的氮氧化物(NOx)在其中产生大量氢气(H2)的富燃料环境下转化为氨(NH3)来去除氮氧化物(NOx)。常规的LNT催化剂包括二氧化铈(CeO2)和其复合氧化物(complexoxide)等，以增加氮氧化物(NOx)的储存性能，然而pSCR系统是有问题的，因为其净化性能由于存在于二氧化铈中的晶格氧将生成的氨(NH3)转化为氮气(N2)而劣化。前述内容仅旨在帮助理解本公开内容的
技术介绍
，而并非旨在表示本公开内容落在本领域技术人员已知的相关技术的范围内。
技术实现思路
考虑到以上出现在现有技术中的问题而完成本公开，并且本专利技术构思的方面提供了用于柴油车辆的后处理系统，其能够通过选择性催化还原(SCR)催化剂提高氮氧化物(NOx)净化性能，同时防止氨(NH3)的氧化。本专利技术构思的另一方面提供了用于柴油车辆的后处理系统，其能够通过生成的氢气(H2)改善氮氧化物(NOx)至氨(NH3)的转化率。根据本公开的示例性实施方式，用于柴油车辆的后处理系统包括，安装在柴油发动机下游的稀燃NOx捕集(LNT)催化剂，基于λ窗口在稀燃气氛中吸收氮氧化物(NOx)，在富燃气氛中放出氮氧化物(NOx)，并且将一些放出的氮氧化物(NOx)转化为氨(NH3)；以及安装在LNT催化剂下游的选择性催化还原(SCR)催化剂，使用生成于LNT催化剂的氨(NH3)净化通过LNT催化剂的氮氧化物(NOx)。LNT催化剂可以是用选自包括铂(Pt)、铑(Rh)、氧化钡(BaO)、和它们的混合物的组的第一涂层金属涂覆的氧化铝(Al2O3)。LNT催化剂可以不含包括二氧化铈(CeO2)的复合氧化物(compoundoxide)。LNT催化剂可以在，其中空气-燃料的当量比(λ)小于1并且温度在至少250℃的驱动条件(drivingconditions)下，将氮氧化物(NOx)转化为氨(NH3)。该后处理系统可以进一步包括氢催化剂，其安装在LNT催化剂的上游并生成氢气(H2)。该氢催化剂可以是用选自包括铂(Pt)、金(Au)、和它们的混合物的组的第二涂层金属涂覆的二氧化铈(CeO2)。该氢催化剂可以使用水煤气变换反应(watergasshiftreaction)生成氢气(H2)。该氢催化剂可以在低于200℃的温度吸收氮氧化物(NOx)，并且可以在200℃或更高的温度放出氮氧化物(NOx)。根据本公开中的示例性实施方式，可以通过防止生成于LNT催化剂的氨(NH3)的氧化，在位于LNT催化剂下游的SCR催化剂增加氮氧化物(NOx)的净化性能。此外，稀燃NOx捕集(LNT)催化剂上游的氢催化剂，通过氢催化剂中的水煤气变换反应生成氢气(H2)，最大化在稀燃NOx捕集(LNT)催化剂的氨(NH3)生成，借此其能够改善氮氧化物(NOx)的净化性能。该氢催化剂能够通过在低温吸收氮氧化物(NOx)并在高温放出氮氧化物(NOx)来增加氮氧化物(NOx)的净化性能。附图说明结合附图时根据下面的详细描述，将更为清晰地理解本公开的上述以及其他目的、特征和其他优点，其中：图1是根据本公开的示例性实施方式的用于柴油车辆的后处理系统的示意图；图2是根据本公开的示例性实施方式和比较例的稀燃NOx捕集(LNT)催化剂的氨(NH3)转化率的图；图3是描述根据本公开的示例性实施方式的在氢催化剂处的水煤气变换反应的图；图4是描述根据本公开的示例性实施方式的氢催化剂和LNT催化剂的反应的图；图5是描述生成的氨(NH3)的氧化的图；并且图6是示出通过根据本公开的示例性实施方式的氢催化剂的组合物的水煤气变换反应生成的氢气(H2)产率的图。具体实施方式在下文中，虽然将结合示例性实施方式并参考附图来详细描述本专利技术，应理解的是，本说明书并非旨在将本专利技术限制为那些示例性实施方式。供参考，本说明书的相同数字基本上表示相同的要素，在此规则下，可以通过引用在其他附图中描述的事物来描述，并且可以省略对本领域技术人员显而易见或重复的事物。本公开具有，通过在其中将被动SCR(pSCR)技术应用于柴油车辆的情况下防止在LNT催化剂生成的氨(NH3)的氧化，增加位于稀燃NOx捕集(LNT)催化剂下游的选择性催化还原(SCR)催化剂的氮氧化物(NOx)净化性能的主要构思。图1是根据本公开的示例性实施方式的用于柴油车辆的后处理系统的示意图。如图1中所示，根据示例性实施方式的用于柴油车辆的后处理系统20具有，安装在柴油发动机下游的稀燃NOx捕集(LNT)催化剂22，取决于温度吸收或放出氮氧化物(NOx)，并将一些放出的氮氧化物(NOx)转化为氨(NH3)。选择性催化还原(SCR)催化剂23随后安装在LNT催化剂的下游，并且使用生成的氨(NH3)净化氮氧化物(NOx)。LNT催化剂22是用选自包括铂(Pt)、铑(Rh)、氧化钡(BaO)、和它们的混合物的组的第一涂层金属涂覆的氧化铝(Al2O3)，并且在特定实施方式中不含二氧化铈(CeO2)。通常，作为氧储存催化剂(OSC)用于常规LNT催化剂中的二氧化铈(CeO2)通过在具有大量氧气的稀燃气氛(leanatmosphere)中储存氧气，并在具有很少量氧气的富燃气氛(richatmosphere)放出氧气，扩大λ窗口。存在于二氧化铈(CeO2)中的晶格氧将生成的氨(NH3)氧化，从而阻止其到达SCR催化剂，并且因此劣化氮氧化物(NOx)净化性能。表1表1示出了根据示例性实施方式和使用二氧化铈作为载体的比较例的LNT催化剂的组成，并且图2是示出根据示例性实施方式和比较例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于柴油车辆的后处理系统，包括：安装在柴油发动机下游的稀燃NOx捕集催化剂，基于λ窗口在稀燃气氛中吸收氮氧化物，在富燃气氛中放出氮氧化物，并且将所放出的氮氧化物中的一些转化为氨；以及安装在所述稀燃NOx捕集催化剂下游的选择性催化还原催化剂，使用生成于所述稀燃NOx捕集催化剂的氨净化通过所述稀燃NOx捕集催化剂的氮氧化物。

【技术特征摘要】
2015.09.15 KR 10-2015-01305311.一种用于柴油车辆的后处理系统，包括：安装在柴油发动机下游的稀燃NOx捕集催化剂，基于λ窗口在稀燃气氛中吸收氮氧化物，在富燃气氛中放出氮氧化物，并且将所放出的氮氧化物中的一些转化为氨；以及安装在所述稀燃NOx捕集催化剂下游的选择性催化还原催化剂，使用生成于所述稀燃NOx捕集催化剂的氨净化通过所述稀燃NOx捕集催化剂的氮氧化物。2.根据权利要求1所述的后处理系统，其中，所述稀燃NOx捕集催化剂是用选自包括铂、铑、氧化钡和它们的混合物的组的第一涂层金属涂覆的氧化铝。3.根据权利要求2所述的后处理系统，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孝京，李相敏，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR