用于排气后处理装置的方法和系统制造方法及图纸

本文提供了用于排气后处理装置的方法和系统。在一个示例中，方法包括响应于氨需求调整一个或多个发动机运转参数以在氨生成装置中产生氨。

【技术实现步骤摘要】
用于排气后处理装置的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求于2017年2月17日提交的德国专利申请号102017202574.3的优先权。以上引用申请的全部内容通过引用方式整体并入本文，用于所有目的。
本说明书大体涉及通过连接到排气后处理装置的氨生成装置催化地产生氨。
技术介绍
选择性催化还原(SCR)装置可用于还原车辆NOx输出。SCR装置可包含分散在其中的一种或多种催化活性组分，其中催化活性组分可通过引入还原剂而被还原成更具催化活性的状态。喷射器可将尿素、燃料或其他类似化合物喷射到排气流中以与SCR的表面反应。例如，喷射器可将尿素喷射到排气流中，其中尿素被分解成氨，氨气流到SCR的表面并且与SCR的表面反应。然而，将还原剂喷射到排气中可相对低效。例如，尿素分解成氨可以是温度敏感的，其中如果分解可随着排气温度降低而降低。另外，还原剂喷射的分布可由于低排气湍流而不均匀，从而导致SCR装置表面的不均匀还原。此外，还原剂喷射系统可利用不自补充的还原剂贮存器，由此迫使车辆操作者定期补充还原剂贮存器。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可通过这样的方法来解决，该方法包括：响应于氨需求，调整一个或多个发动机运转参数以将当前排气温度和压力调整到期望的排气温度和压力，以在氨生成装置中催化地产生氨。以这种方式，可在没有尿素或其他的情况下生成氨。作为一个实例，氨需求来自SCR装置和贮存器中的一个或多个，其中SCR装置和贮存器中的每一个流体连接到氨生成装置。当不满足在氨生成装置中产生氨的条件时，贮存器可将氨引导到SCR装置。当调整发动机运转参数以增加排气温度时，可有意地降低燃料经济性，其中调整包括调整火花正时或燃料喷射正时、燃料喷射压力、燃料喷射体积、废气门位置、背压阀位置和扫掠至发动机的冷凝物的量中的一个或多个。氨生成装置可被布置以从排气道接收能量。这可包括来自发动机、排气道和/或传热装置的管道或类似连接线，以便来自排气的能量(例如，热)可传递至氨生成装置。当期望氨产生时，氨生成装置可电连接到能量存储装置以接收1至5V。应当理解，以上全部被提供从而以简化的形式介绍概念的选择，所述概念在具体实施方式中被进一步描述。并不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由随附的权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方案。附图说明图1示出用于执行根据本专利技术的方法的示例性实施方式的机动车辆的内燃发动机和排气后处理装置。图2示出了混合动力车辆的发动机示意图。图3示出了用于调整一个或多个运转参数以在氨生成装置中产生氨的方法。具体实施方式以下描述涉及用于在氨生成装置中产生氨的系统和方法，所述氨生成装置用于向选择性催化还原SCR装置和贮存器中的一个或多个提供氨。图1示出了发动机、SCR装置和氨生成装置之间的关系，其中SCR装置沿着排气道布置。图2示出了布置在混合动力车辆中的发动机的发动机示意图。发动机连接到包括SCR装置的排气道。图3示出了用于调整一个或多个发动机运转参数以生成增加的排气温度从而改善在氨需求存在的情况下不满足氨产生的条件的方法。排气后处理装置可用于净化(scrub)作为牵引发动机驱动机动车辆的内燃发动机的排气或燃烧气体，以便能够观察污染限制。通过选择性催化还原(SCR)可从排气还原氮氧化物。在这样的排气后处理装置的SCR催化剂处的化学反应可以是选择性的，使得优先处理氮氧化物的还原，而消除不需要的二次反应，如二氧化硫氧化成三氧化硫。期望与排气混合的氨用于反应。反应的产物是水和氮。在反应的情况下，氮氧化物与氨的归中反应形成氮。尿素水溶液(如AdBlue)被喷射到机动车辆的排气后处理装置中，在进一步传输通过排气管道期间通过水解由所述尿素水溶液产生氨。然而，为了储存尿素溶液，需要流体箱，这增加机动车辆中的包装约束。此外，流体箱可需要定期再填充，这可对车辆操作者造成麻烦。通过Haber-Bosch工艺生产氨需要300巴和500巴之间的运转压力和400℃和500℃之间的温度。然而，这样的运转压力和温度可不通过多个发动机工况来提供。因此，可需要证明可在机动车辆中产生用于排气后处理装置的氨的方式。本公开的目的通过用于操作用于净化机动车辆的内燃发动机的排气的排气后处理装置的方法来实现，其中氨用于选择性催化还原所述排气中的氮氧化物，其中通过电解产生氨，其中分布在由氢氧化钾和氢氧化钠组成的混合物中的氧化铁(III)的纳米颗粒用作催化剂，1V和48V之间的电DC电压(直流电电压)用于电解，并且其中在150℃和450℃之间的运转温度下以及在5巴和50巴之间的运转压力下进行电解。水用作氢源。由氢氧化钠和氢氧化钾组成的等摩尔混合物被加热到150℃和450℃之间，使得产生熔融盐。大约四千万分之一毫米的小纳米颗粒的氧化铁(III)分配在熔盐中并且充当催化剂。在一些实施方式中，运转温度在200℃至250℃之间。另外地或可选地，电DC电压在1V和2V之间。另外地或可选地，在一些实施方式中，运转压力在10巴和30巴之间。另外地或可选地，运转压力在20巴和25巴之间。通过两个电极，该混合物经受1V和48V之间的电DC电压。如果水蒸汽和空气流过该电化学电池，则水分子分裂为氧和氢。在催化辅助下，氢与空气中的大气氮结合，并且产生氨。由此可在相当较低的温度和压力下为排气后处理装置提供氨。因此，不需要在流体箱中储存尿素溶液。因此，包装约束被减少，并且不再需要补充流体箱。根据一个实施方式，内燃发动机的废热可用于加热至运转温度。为此，例如使用内燃发动机的排气的热能，或者为用于冷却内燃发动机的冷却回路的冷却器提供连接。因此不需要如加热器的热源，也不消耗用于加热的附加能量，这增加了能量效率和燃料经济性。根据另外的实施方式，内燃发动机的废热可用于产生运转压力。同样为此目的，例如可使用内燃发动机的排气的热能，或者为用于冷却内燃发动机的冷却回路的冷却器提供连接。借助于废热，例如可产生水蒸汽，以便因此提供运转压力。能量效率也以这种方式增加。根据另外的实施方式，泵可产生运转压力。泵可增加通过使用废热提供的压力以达到期望的运转压力。根据另外的实施方式，使用机动车辆的车载电气系统的电能，以便提供电DC电压。以这种方式，就不需要单独的电压供应。此外，例如也可因此使用暂时以电形式存储的通过回收恢复的制动能量。同样可能的是，通过热电发电机(TEG)利用废热以提供电DC电压。根据另外的实施方式，使用由自内燃发动机的排气的水蒸汽获得的水，和/或其是收集的雨水或空气湿气。因此，可免除用于供给水的储箱的手动补充。根据另外的实施方式，通过水的分解产生的氢用于能量产生。以这种方式，可使用燃料电池提供附加的能量(例如电能)，在正常运转期间和/或在具有特定功率峰值或要求的升压操作的情况下可使用该燃料电池。图2示出了具有各种部件的相对定位的示例配置。至少在一个示例中，如果被显示彼此直接地接触，或直接地连接，那么这些元件可分别被称为直接地接触或直接地连接。类似地，至少在一个示例中，被显示彼此邻接或相邻的元件可分别为彼此邻接或相邻。作为示例，放置成彼此共面接触的部件可被称为共面接触。作为另一个示例，在至少一个示例中，被定位成彼此隔开，同时其之间仅具有空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.方法，其包括：操作用于净化机动车辆的内燃发动机的排气的排气后处理装置，其中氨用于选择性催化还原所述排气中的氮氧化物，其中通过电解产生所述氨，其中分布在由氢氧化钾和氢氧化钠组成的混合物中的氧化铁(III)的纳米颗粒用作所述催化剂，1V和48V之间的电DC电压用于所述电解，并且其中在150℃和450℃之间的运转温度下以及在5巴和50巴之间的运转压力下进行所述电解。

【技术特征摘要】
2017.02.17 DE 102017202574.31.方法，其包括：操作用于净化机动车辆的内燃发动机的排气的排气后处理装置，其中氨用于选择性催化还原所述排气中的氮氧化物，其中通过电解产生所述氨，其中分布在由氢氧化钾和氢氧化钠组成的混合物中的氧化铁(III)的纳米颗粒用作所述催化剂，1V和48V之间的电DC电压用于所述电解，并且其中在150℃和450℃之间的运转温度下以及在5巴和50巴之间的运转压力下进行所述电解。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述内燃发动机的废热用于加热至所述运转温度和运转压力。3.根据权利要求1所述的方法，其中通过泵产生所述运转压力。4.根据权利要求1所述的方法，其中通过所述机动车辆的车载电力系统的电能提供所述电DC电压。5.根据权利要求1所述的方法，其中氨暂时地储存在贮存器中。6.根据权利要求1所述的方法，其中通过电解产生氨还包括添加水，其中所述水获自来自所述内燃发动机的所述排气的水蒸汽、雨水和空气湿气中的一个或多个。7.系统，其包括：氨生成装置，其包括分布在由氢氧化钾和氢氧化钠组成的混合物中的作为催化剂的氧化铁(III)的纳米颗粒，所述氨生成装置还包括电连接以使用1V和48V之间的电DC电压用于电解，并且在150℃和450℃之间的运转温度下以及在5巴和50巴之间的运转压力下进行所述电解。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述电连接是至混合动力车辆的能量储存装置。9.根据权利要求7所述的系统，其中所述DC电压在1V和2V之间，所述运转温度在200℃和250℃之间，并且所述运转压力在20巴到25巴之间。10.根据权利要求7所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·范拜伯，H·G·奎克斯，C·赫鲁戴克，A·施密特，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US