本发明专利技术涉及基本贫油燃烧内燃机的排气后处理的方法和相应的有利的排气后处理系统。特别地，本发明专利技术涉及利用至少一种NOx存储催化剂作为排气净化元件减少来自相应内燃系统的全部排气中温室气体N2O的比例。本发明专利技术的目标是当由NOx存储催化剂形成的N2O到达N2O减低催化剂时，在λ≤1条件下操作位于NOx存储催化剂下游的N2O减低催化剂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及贫油燃烧内燃机的排气后处理的方法和相应的有利的排气后处理系统。特别地，本专利技术涉及利用至少一种NOx存储催化剂作为排气净化元件减少来自相应的排气后处理系统的全部排气中温室气体N2O的比例。
技术介绍
在贫油燃烧内燃机(柴油机，S⑶I)中，NOx存储催化剂常常用于排气后处理。在再生NOx存储催化剂的过程中，取决于操作模式，一氧化二氮N2O,也被称作氧化亚氮，可能作为二次排放物释放出。然而，在贫油燃烧排气条件下一旦形成很难减少队0。至今还无法控制来自机动车辆的氧化亚氮排放物。然而，由于氧化亚氮是强烈的温室气体，所以在美国已经讨论了 O. Olg/英里N2O排放物的极限值。通过使用利用NOx存储催化剂的迄今已知的排气后处理概念很难或不可能达到该极限值。 DE19641644A1描述了在回收稀有气体的过程中在空气分馏装置中分解N2O的方法，其中甲烷和N2O还原在脱氧(deoxo)阶段含有98%氧气的富氧气氛中同时进行催化转化。建议使用的催化剂是含有Pt、Pd、Au或Ag的催化剂，这些催化剂在400° C-600。C的温度范围起作用。这种N2O还原方法不适用于贫油燃烧内燃机的排气净化，因为催化剂的温度在这种情况在200° C-400° C的范围内。在这些温度下在贫油燃烧气氛中的N2O转化非常低。EP1536111B1描述了减低诸如来自装备有NOx存储催化剂的内燃机的排气中甲烷或N2O的二次排放物的方法。为了能够减少在后来再生NOx存储催化剂的富操作(richoperation)期间形成的二次排放物，建议在NOx存储催化剂下游布置催化剂。该催化剂能够氧化甲烷和N2O,因此包含两种不同的催化活性物质。建议含有钯的催化剂用于氧化甲烷，而建议铁沸石用于减低N20。已知甲烷和N2O在贫油燃烧气氛中在含钯催化剂和铁沸石催化剂上可以有效地转化。然而，N2O在贫油燃烧气氛中在Pd催化剂上的转化率非常低，并且在Fe沸石催化剂上的转化仅仅在高于大约400° C的高温下发生。因此，该方法也不适用于减低N2O,因为NOx存储催化剂下游的排气温度通常不超过200° C-4000 C。为了确保催化剂在还原N2O的不同贫油燃烧条件下起作用-该条件也必然用于甲烷的转化，EP1536111又建议在下游的催化剂之前引入二次空气。然而，如之前所表明，这在低温不会导致期望的N2O减低。EP1027919A2描述了用于柴油发动机的排气后处理的方法，其中第一催化剂在低温从贫油燃烧排气吸收氮氧化物，并且在更高温度又释放排气，在下游的第二催化剂上将释放的氮氧化物转化成氮气(队)或N20。第二催化剂是HC-DeNOx催化剂或SCR催化剂。NOx存储催化剂总是在贫油燃烧条件下工作，并且未说明随后如何能够再次还原在第二催化剂上形成的N2O。总之，可以认为，从现有技术仅知道用于减少贫油燃烧内燃机的排气中温室气体N2O的不令人满意的方法。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供用于排气后处理的有利方法和相应的排气后处理系统，该系统不仅能够减低排气中主要的气体污染成分，例如，碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(N0X)，而且减少只是在排气净化单元中显著程度形成的诸如N2O或氨(NH3)的二次排气的量。该问题的解决方案应当是成本尽可能地低的，但却有效且有力。通过具有本权利要求I的特征的方法实现了这些目标和未详细描述但是从现有技术以明显的方式可以得出的进一步目标。在权利要求I到11中可以看到该方法的有利实施方式。本专利技术的相应的排气后处理系统通过权利要求12的特征实现了以上所述目标。在权利要求13到17中可以发现本专利技术系统的有利实施方式。提出了减低贫油燃烧内燃机诸如柴油发动机的有害排气的方法，优选地为在贫油燃烧条件(SGDI)下工作的汽油发动机，其利用排气后处理系统，该系统在上游位置具有第一 NOx存储催化剂，然后是N2O减低催化剂，该方法包含以下步骤a)在正常工作期间将贫油燃烧排气通过NOx存储催化剂； b)在开始步骤(C)之前不久或与开始步骤(C)同时将λ < I的排气送至N2O减低催化剂；c)将λ ^ I的排气混合物通过NOx存储催化剂，直到NOx存储催化剂被充分再生；d)建立正常的操作。该方法已经相当出乎意料地但是有利地导致所述目标实现。在N2O减低催化剂上游提前或至少同时设置排气λ值<I使得可以有效且简单地从排气中移除该二次排气，使得即使对于贫油燃烧内燃机，能够实现关于N2O排放物的将来排气极限值的跟进。作为N2O减低催化剂，原则上可以使用任何催化剂，其在指出的条件下，能够将N2O的浓度降低至足够程度。这优选地是选自下列的催化剂三效催化剂、NOx还原催化剂和NOx存储催化剂以及氧化催化剂。应当在优选地可以还原所有N2O的时间，实现在N2O减低催化剂上游λ彡I的还原气氛的供应。这是因为在λ ( I的排气到达该催化剂用于再生目的时，从上游NOx存储催化剂产生大量的Ν20。然而，在此时间点，稍微贫的排气仍流过位于NOx存储催化剂上游的催化剂。但是，NOx存储催化剂在再生阶段一开始就形成N2O的主要部分。然后，传递至布置在下游的催化剂，同时过量的还原剂在到达下游N2O减低催化剂之前从一开始就与存储的氮氧化物和存在于NOx存储催化剂的任何氧气反应(NOx存储催化剂的再生)。因此，N2O和还原剂通常连续地进入下游N2O减低催化剂。在N2O到达下游催化剂时，几乎没有还原剂存在和可用于还原N2O,因此，几乎没有N2O可以在催化剂上反应。本领域的技术人员的任务是，以实现最优N2O减低的方式调整根据本专利技术的排气净化系统。已经发现，当还原剂至少同时与N2O浓度峰值到达N2O减低催化剂时，实现以上所述。然而，有利的是，将N2O减低催化剂暴露于事先的还原环境，从而为即将到来的N2O浓度峰值的还原做准备。已经发现，当使用NOx还原催化剂时这是特别有利的，以及当使用三效催化剂时这是非常有利的。因此，优先地在步骤c)之前大约O. 1-15秒开始根据本专利技术的步骤b)。步骤b)特别优选地在步骤c)之前O. 1-10秒执行，以及非常特别优选地在步骤c)之前O. I秒-5秒执行。本领域的技术人员将能够想到各种实施方式，通过它们可以至少与即将到来的N2O浓度峰值同时在下游一侧N2O减低催化剂的上游建立还原排气环境。图I中示出优选的实施方式。这里，通过排气调节的绕过NOx存储催化剂，在步骤b)提供了 λ < I的排气混合物。调节的旁路能够使来自发动机的排气可以完全地或部分地越过NOx存储催化剂并直接地至N2O减低催化剂。在最简单的情况中，这通过增加至排气系统合适位置的简单的旁路管线引起；该旁路管线具有可调阀门。然而，可调阀门未安装在旁路管线但是直接位于旁路管线流入端或流出端的排气尾管(train)的实施方式也是可以想到的。在有利的实施方式中可调阀门可以实现排气尾管或旁路管线的完全关闭位置或完全开启位置。然而，取决于排气系统必须满足的需求，同样可想到使各排气管具有或多或少的开启位置。本领域的技术人员将能够找到和设定排气尾管中可调阀门的位置及其调节的最佳解决方案，它们是发动机、驱动情况和排气规定的函数。对本领域的技术人员而言，进一步有利的可能性是这样的本专利技术实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.09 DE 102010014468.11.一种减低贫油燃烧内燃机的有害排气的方法，该方法利用一个排气后处理系统，该排气后处理系统在一个上游位置具有一个第一 NOx存储催化剂，随后是一种N2O减低催化齐U，该方法包含以下步骤 a)在正常工作期间将贫油燃烧的排气通过该NOx存储催化剂； b)在开始步骤(c)之前不久或与开始步骤(c)同时将λ( I的排气送至该N2O减低催化剂； c)将λ( I的排气混合物通过该NOx存储催化剂，直到该N0X#储催化剂被充分再生； d)建立正常的操作。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，该N2O减低催化剂是选自由三效催化剂、NOx减低催化剂、NOx存储催化剂和氧化催化剂组成的组中的催化剂。3.根据前述权利要求中一项或多项所述的方法，其特征在于，在开始步骤c)之前大约O. 1-15秒开始步骤b)。4.根据前述权利要求中一项或多项所述的方法，其特征在于，通过绕NOx存储催化剂的一个被调节的排气旁路管线实现步骤b)中λ < I的排气混合物的供应。5.根据前述权利要求I到4中一项或多项所述的方法，其特征在于，利用将第二还原剂注入该NOx存储催化剂与该N2O减低催化剂之间的排气来实现步骤b)中λ ( I的排气混合物的供应。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，步骤b)只在该N2O减低催化剂的上游存在充足的λ ( I的排气之前才继续进行，以几乎完全还原步骤c)中引入的Ν20。7.根据前述权利要求I到3中一项或多项所述的方法，其特征在于，在包含两排汽缸和具有两个单独的排气尾管的发动机的情况中-其中每个排气尾管均具有NOx存储催化剂，通过结合该NOx存储催化剂下游的排气尾管和位于共同排气尾管的该N2O减低催化剂上游的排气尾管，并且调节主要排气排放物以再生这些对应的NOx存储催化剂，实现步骤b)中λ ( I的排气混合物的供应，如下 i)将该第一排气尾管中的排气混合物设定为λ大约I.005-1. 20 ； ii)将该第二排气尾管中的排气混合物设定为λ< 1，以便在该N2O减低催化剂上游的全部排气中导致λ < I ...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·埃克霍夫，F·亚当，C·拉马克，
申请(专利权)人：尤米科尔股份公司及两合公司，
类型：
国别省市：
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