用于监视和再生选择性催化还原过滤器装置的方法制造方法及图纸

提供了一种用于监视和/或再生选择性催化还原颗粒过滤器(SCRF)的方法。SCRF包含多孔性过滤器基体和能够还原施加于其的NOx的催化组合物。方法包括确定SCRF压差(dP)和确定SCRF煤烟负载量，在SCRF尚未被熟化时使用第一SCRF dP图来确定SCRF煤烟负载量，或者在SCRF已经被熟化时使用第二SCRF dP图来确定SCRF煤烟负载量。在达到熟化累积时间和温度阈值中的一个或多个并且达到过滤器再生次数阈值时SCRF已经被熟化。第一SCRF dP图和第二SCRF dP图将SCRF dP以及SCRF温度、废气质量流量和废气体积流量中的一个或多个与SCRF煤烟负载量相关联。所述方法可任选地进一步包括在所确定的SCRF煤烟负载量高于煤烟负载量阈值时启动过滤器再生。

Method for monitoring and regenerating selective catalytic reduction filter units

A method for monitoring and/or regenerating selective catalytic reduction granular filter (SCRF) is provided. SCRF comprises a porous filter matrix and a catalytic composition capable of reducing the NO x applied to it. Methods include determining SCRF pressure difference (dP) and SCRF soot load, using the first SCRF dP chart to determine SCRF soot load before SCRF has been ripened, or using the second SCRF dP chart to determine SCRF soot load when SCRF has been ripened. SCRF has been ripened when one or more of the cumulative maturation time and temperature thresholds are reached and the filter regeneration number threshold is reached. The first SCRF dP chart and the second SCRF dP chart correlate one or more of SCRF dP and SCRF temperature, mass flow rate and volume flow rate with SCRF soot load. The method can optionally further include starting filter regeneration when the determined SCRF soot load is higher than the threshold of soot load.

【技术实现步骤摘要】
用于监视和再生选择性催化还原过滤器装置的方法引言在内燃机(ICE)的燃烧循环过程中，空气/燃料混合物被供应到ICE的气缸中。空气/燃料混合物被压缩和/或点火并燃烧，以提供输出扭矩。燃烧之后，ICE活塞将气缸中的废气通过排气阀开口挤出并进入排气系统。从ICE(特别是柴油发动机)排放的废气是非均质混合物，其含有气体排放物，例如一氧化碳(CO)、未燃烧的烃、氮的氧化物(NOx)和硫的氧化物(SOX)，以及构成煤烟的凝聚相含碳材料(液体和固体)。液体可包括(例如)水和烃。废气处理系统可在配置为进行后处理过程(例如将NOx还原，以产生更可容忍的废气组成氮气(N2)和水(H2O))的一个或多个部件中使用催化剂。一种用于还原NOx排放物的废气处理技术是选择性催化还原(SCR)装置，其通常包括基体或支持物，在其上布置有催化组合物。将废气通过催化剂将某些或全部废气成分转化为期望的化合物，例如不受管制的废气组分。还原剂通常喷射到SCR上游热的废气中，分解为氨，并被SCR吸收。然后氨在SCR催化剂的存在下将NOx还原为氮气和水。选择性催化还原过滤器装置包括施加到多孔性过滤器基体的SCR催化组合物。SCRF中累积的煤烟可被定期氧化、燃烧或者在高温再生事件过程中除去。
技术实现思路
提供了一种用于确定内燃机(ICE)废气处理系统中采用的选择性催化还原颗粒过滤器装置(SCRF)中的煤烟负载量的方法。废气处理系统可包括配置为将废气输送到SCRF的ICE，并且所述SCRF可包含多孔性过滤器基体和能够将施加于其的NOx物质还原的催化组合物。所述方法可包括确定SCRF压差(dP)和确定SCRF煤烟负载量，在过滤器再生次数阈值以及熟化累积时间和温度阈值均未达到时使用第一SCRFdP图来确定SCRF煤烟负载量或者在达到过滤器再生次数阈值或熟化累积时间和温度阈值中的至少一个时使用第二SCRFdP图来确定SCRF煤烟负载量。SCRF煤烟负载量可在过滤器再生次数阈值以及过滤器再生累积时间和温度阈值均达到时使用第二SCRFdP图确定。SCRF催化组合物可被配置为利用还原剂来还原NOx物质。累积时间和温度阈值可包括时间-温度图，其中多个时间和温度阈值的各自时间和温度大小相反地变化。第一SCRFdP图和第二SCRFdP图可将SCRFdP与SCRF煤烟负载量水平相关联。第一SCRFdP图和第二SCRFdP图可将流动阻力和SCRFdP与SCRF煤烟负载量水平相关联，其中流动阻力可通过将SCRFdP除以通过SCRF的废气的体积流速来计算。提供了用于确定SCRF中的煤烟负载量的方法。SCRF可包括多孔性过滤器基体和能够还原施加于其的NOx的催化组合物，并且可被配置为接收废气。所述方法可包括确定SCRFdP和确定SCRF煤烟负载量，在SCRF尚未被熟化时使用第一SCRFdP图来确定SCRF煤烟负载量，或者在SCRF已经被熟化时使用第二SCRFdP图来确定SCRF煤烟负载量。SCRF在已经达到熟化累积时间和温度阈值时可被看作被熟化。SCRF过滤器基体可具有至少约60％的孔隙度。SCRF过滤器基体可具有约55％到约75％的孔隙度。SCRF可具有约60克每升到约180克每升的催化组合物负载量。SCRF过滤器基体可具有约12微米到约28微米的平均孔径。SCRF催化组合物可以是浸渍有金属的沸石。第一SCRFdP图和第二SCRFdP图可将SCRFdP、SCRF温度以及通过SCRF的废气的质量流量与SCRF煤烟负载量水平相关联。提供了一种用于将ICE废气处理系统使用的SCRF再生的方法。所述废气处理系统可包括配置为将废气输送到SCRF的ICE，并且SCRF可包括多孔性过滤器基体和能够还原施加于其的NOx的催化组合物，所述方法可包括确定SCRFdP、确定SCRF煤烟负载量以及在所确定的SCRF煤烟负载量高于煤烟负载量阈值时启动过滤器再生，在SCRF尚未被熟化时使用第一SCRFdP图来确定SCRF煤烟负载量，或者在SCRF已经被熟化时使用第二SCRFdP图来确定SCRF煤烟负载量。SCRF在已经达到熟化累积时间和温度阈值时可被看作被熟化。SCRF在达到过滤器再生次数阈值时可被看作被熟化。过滤器再生可包括通过调控ICE以实施后喷射策略、利用电加热催化剂、利用电加热器以及利用设置于SCRF上游的氧化催化剂装置中的一个或多个结合延迟喷射策略和辅助喷射策略的烃喷射策略中的一个或多个来提高废气和/或过滤器基体的温度。第一SCRFdP图和第二SCRFdP图可将SCRFdP以及SCRF温度、通过SCRF的废气的质量流量以及通过SCRF的废气的体积流量中的一个或多个与SCRF煤烟负载量水平相关联。SCRF过滤器基体可具有至少约52％的孔隙度。示例性实施例的其它目的、优势和新颖性特征从示例性实施例的以下详述和附图将变得更加显而易见。附图说明图1示出根据一个或多个实施例的废气处理系统的示意图；图2示出根据一个或多个实施例的过滤器基体的透视图；并且图3示出根据一个或多个实施例用于控制和/或监视废气处理系统的方法的流程图。具体实施方式本文描述了本公开的实施例。但应理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其它实施例可采取各种可替代的形式。附图并不一定是成比例的；一些特征可能被扩大或缩小以显示特定部件的细节。因此，本文所公开的特定结构和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式利用本专利技术的代表性基础。本领域普通技术人员应理解，参考任一特征说明和描述的各种特征可与一个或多个其它图中显示的特征结合，以产生未明确说明或描述的实施例。举例说明的各特征的组合提供典型应用的代表性实施例。但是，对于特定的应用或实施方案可期望与本公开的教导一致的各特征的各种组合和改动。本公开大体上涉及NOx储存和/或处理材料、装置和系统的控制和监视。特别地，本公开提供用于监视和控制选择性催化还原过滤器装置(SCRF)的方法，其中SCRF被配置为从废气源接收废气流。本文提供用于监视SCRF内的煤烟累积的方法和用于启动其去除的方法。煤烟通常包括与ICE废气密切相关或者会在废气处理系统内形成的含碳颗粒物质和其它固体和/或液体含碳物质。如本文所使用，“NOx”是指一种或多种氮氧化物。NOx物质可包括NyOx物质，其中y＞0并且x＞0。氮氧化物的非限制性实例可包括NO、NO2、N2O、N2O2、N2O3、N2O4和N2O5。在一些实施例中，产生废气流的废气源可以是内燃机(ICE)。本文所述方法与ICE系统密切相关，所述ICE系统可包括(但不限于)柴油发动机系统、汽油直喷式系统和均质充量压燃发动机系统。ICE可包括与曲轴连接的多个往复活塞，曲轴可可操作地连接到传动系统，例如车辆传动系统，以便为车辆提供动力(例如为传动系统提供牵引扭矩)。例如，ICE可以是任何发动机配制或应用，包括各种运输应用，例如汽车应用、海运应用等，以及各种非运输应用，例如泵、发电机等。尽管ICE可在运输的情境中进行描述，例如产生扭矩，但是其它非运输应用也在本公开的范围内。因此当提及车辆时，这种公开内容应被解释为可应用于ICE的任何应用。此外，ICE通常可代表能够产生包含气体(例如NOx、O2)和/或煤烟物质的废气流的任何装置，因此本文的公开内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定内燃机(ICE)废气处理系统中使用的选择性催化还原颗粒过滤器装置(SCRF)中的煤烟负载量的方法，其中所述废气处理系统包括配置为将废气输送到所述SCRF的ICE，并且所述SCRF包含多孔性过滤器基体和能够还原施加于其的NOx物质的催化组合物，所述方法包含：确定SCRF压差(dP)；以及确定SCRF煤烟负载量：在未达到过滤器再生次数阈值并且未达到熟化累积时间和温度阈值时使用第一SCRF dP图来确定SCRF煤烟负载量；或者在达到过滤器再生次数阈值或所述熟化累积时间和温度阈值中的至少一个时使用第二SCRF dP图来确定SCRF煤烟负载量。

【技术特征摘要】
2017.08.07 US 15/6700431.一种用于确定内燃机(ICE)废气处理系统中使用的选择性催化还原颗粒过滤器装置(SCRF)中的煤烟负载量的方法，其中所述废气处理系统包括配置为将废气输送到所述SCRF的ICE，并且所述SCRF包含多孔性过滤器基体和能够还原施加于其的NOx物质的催化组合物，所述方法包含：确定SCRF压差(dP)；以及确定SCRF煤烟负载量：在未达到过滤器再生次数阈值并且未达到熟化累积时间和温度阈值时使用第一SCRFdP图来确定SCRF煤烟负载量；或者在达到过滤器再生次数阈值或所述熟化累积时间和温度阈值中的至少一个时使用第二SCRFdP图来确定SCRF煤烟负载量。2.一种用于确定选择性催化还原颗粒过滤器装置(SCRF)中的煤烟负载量的方法，其中所述SCRF包含多孔性过滤器基体和能够还原施加于其的NOx的催化组合物，并且配置为接收废气，所述方法包含：确定SCRF压差(dP)；以及确定SCRF煤烟负载量：在所述SCRF尚未被熟化时使用第一SCRFdP图来确定SCRF煤烟负载量；或者在所述SCRF已经被熟化时使用第二SCRFdP图来确定SCRF煤烟负载量。3.一种用于再生内燃机(ICE)废气处理系统中使用的选择性催化还原颗粒过滤器装置(SCRF)的方法，其中所述废气处理系统包括配置为将废气输送到所述SCRF的ICE，并且所述SCRF包含多孔性过滤器基体和能够还原施加于其的NOx的催化组合物，所述方法包含：确定SCRF压差(dP)；...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·李，R·米塔尔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US