用于NOx储存的选择性催化还原(SCR)系统技术方案

本发明专利技术涉及用于NOx储存的选择性催化还原(SCR)系统。提供一种用于内燃发动机的排气处理系统，该系统包括排气管道、吸收性颗粒的流过式容器、电加热催化(“EHC”)装置、选择性催化还原(“SCR”)装置和控制模块。排气管道与内燃发动机流体连通并且构造成接收来自内燃发动机的排气。排气中含有氮氧化物(“NOx”)和水。吸收性颗粒的流过式容器与排气管道流体连通并且构造成接收所述排气。流过式容器低于阈值温度时从排气中显著地吸收水。电加热催化装置与排气管道流体连通并且构造成接收排气。电加热催化装置位于流过式容器的下游，并且被选择性地启动以产生热。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的示例性实施例涉及用于内燃发动机的排气处理系统，更具体地，涉及一种具有电加热催化剂(“EHC”)以及吸收性颗粒的流过式容器的排气处理系统，所述吸收性颗粒低于阈值温度时从排气中显著地吸收水。
技术介绍
从内燃发动机(特别是柴油发动机)中排出的排气是异质混合物，该混合物中含有气体排放物，例如一氧化碳(“CO”)、未燃烧的碳氢化合物(“HC”)和氮氧化物(“N0X”)、以及构成颗粒物质(“PM”)的凝聚相物质(液体和固体)。在发动机排气系统中提供通常设置在催化剂载体上的催化剂组合物，用于把某些或所有的这些排气组分转化成非管制的排气成分。一种类型的用于减小CO和HC排放的排气处理技术是氧化催化剂装置(“0C” )。OC装置包括流过式载体和涂布在载体上的催化剂化合物。一旦OC装置已达到阈值或起燃温度，OC的催化剂化合物则引起排气的氧化反应。一种类型的用于减小NOx排放的排气处理技术是可位于OC装置下游的选择性催化还原(“SCR”)装置。SCR装置包括载体，该载体具有涂布在载体上的SCR催化剂化合物。通常在SCR装置上游将还原剂喷射入热的排气。还原剂可以是尿素溶液，尿素在热的排气中分解成氨(“NH3”)并且被SCR装置吸收。然后，在SCR催化剂存在下，氨将NOx还原成氮气。SCR装置需达到阈值或起燃温度才能有效地将NOx还原成氮气。在达到阈值或起燃温度之前，在储存的NH3存在下SCR起NOx吸附器的作用。具体地，SCR装置捕集NOx并且通过与NH3形成中间体(例如硝酸铵和/或亚硝酸铵)而储存NOx，直到达到起燃温度。一旦达到起燃温度，在SCR催化剂存在下将NOx还原成氮气。除了从内燃发动机中排出的气体排放物以外，排气中也含有水蒸气。具体地，例如柴油发动机的排气中通常含有在大约0.5和大约8%之间的水蒸气。然而,在达到起燃温度之前，排气中的水蒸气会降低SCR催化剂化合物上的NOx吸附能力。因此，期望提供一种用于在SCR装置达到起燃温度之前在SCR装置存在下限制水蒸气量的有效方法。
技术实现思路
在本专利技术的一个示例性实施例中，提供一种用于内燃发动机的排气处理系统，该系统包括排气管道、吸收性颗粒的流过式容器、电加热催化剂(“EHC”)装置、选择性催化还原(“SCR”)装置、和控制模块。排气管道与内燃发动机流体连通，并且构造成接收来自内燃发动机的排气。排气含有氮氧化物(“N0X”)和水。吸收性颗粒的流过式容器与排气管道流体连通，并且构造成接收排气。流过式容器低于阈值温度时从排气中显著地吸收水。EHC装置与排气管道流体连通，并且构造成接收排气。EHC装置位于流过式容器的下游，并且选择性地被启动而产生热。SCR装置与排气管道流体连通，并且构造成接收排气。SCR装置位于流过式容器的下游。通过EHC装置选择性地把SCR装置加热到起燃温度。利用SCR温度曲线来表示SCR装置的总体温度。控制模块与EHC装置连通。控制模块包括用于确定SCR温度曲线的控制逻辑。控制模块还包括用于如果SCR温度曲线低于起燃温度则启动EHC装置的控制逻辑。在吸收性颗粒的流过式容器达到阈值温度之前，选择性地启动EHC装置而把SCR装置加热到起燃温度。本专利技术提供以下技术方案: 1.一种用于内燃发动机的排气处理系统，包括: 排气管道，所述排气管道与所述内燃发动机流体连通，并且构造成接收来自所述内燃发动机的排气、含有氮氧化物(“N0X”)和水的排气； 吸收性颗粒的流过式容器，所述流过式容器与所述排气管道流体连通并且构造成接收所述排气，其中，所述流过式容器在低于阈值温度时从排气中显著地吸收水； 电加热催化(“EHC”)装置，所述电加热催化装置与所述排气管道流体连通并且构造成接收所述排气，其中，所述电加热催化装置位于吸收性颗粒的流过式容器的下游，并且其中，选择性地启动电加热催化装置而产生热； 选择性催化还原(“SCR”)装置，所述选择性催化还原装置与所述排气管道流体连通并且构造成接收排气，其中，所述SCR装置位于所述流过式容器的下游，并且其中，利用电加热催化装置选择性地把所述选择性催化还原装置加热到选择性催化还原起燃温度，并且其中，由选择性催化还原温度曲线代表所述选择性催化还原装置的总体温度；以及控制模块，所述控制模块与电加热催化装置相通信，包括: 用于确定所述选择性催化还原温度曲线的控制逻辑；以及 用于如果选择性催化还原温度曲线低于选择性催化还原起燃温度则启动电加热催化装置的控制逻辑，其中，在吸收性颗粒的流过式容器达到所述阈值温度之前，选择性地启动电加热催化装置以便把选择性催化还原装置加热到选择性催化还原起燃温度。2.如方案I所述的排气处理系统，还包括: 位于所述选择性催化还原装置的上游的第一温度传感器；以及 位于所述选择性催化还原装置的下游的第二温度传感器。3.如方案2所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括用于监测所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的控制逻辑。4.如方案3所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括用于基于所述第一温度传感器确定电加热催化装置的电加热催化温度的控制逻辑，并且，所述控制模块包括用于所述电加热催化温度高于电加热催化起燃温度则停用电加热催化装置的控制逻辑。5.如方案3所述的排气处理系统其中，所述控制模块包括用于基于来自所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的信号而计算所述选择性催化还原温度曲线的控制逻辑，其中，将所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的温度一起进行平均计算而形成所述选择性催化还原温度曲线。6.如方案5所述的排气处理系统，其中，还原剂喷射器与所述排气管道流体连通并且与所述控制模块信号通信，并且，所述还原剂喷射器构造成添加还原剂。7.如方案6所述的排气处理系统，还包括与所述排气管道流体连通的第一 NOx传感器和第二 NOx传感器，所述第一 NOx传感器位于所述内燃发动机的下游并且位于所述选择性催化还原装置的上游，所述第二 NOx传感器位于所述选择性催化还原装置的下游，并且其中，所述控制模块包括基于所述第一 NOx传感器、所述第二 NOx传感器以及所述选择性催化还原温度曲线温度而确定排气中被选择性催化还原装置还原的NOx量的控制逻辑。8.如方案7所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括用于确定在以前内燃发动机冷起动期间所述选择性催化还原装置中所储存的还原剂量的控制逻辑。9.如方案8所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括用于确定已由所述选择性催化还原装置消耗用来转化排气中的NOx的量的还原剂的量的控制逻辑，其中排气中的NOx被选择性催化还原装置还原。10.如方案9所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括用于启动所述还原剂喷射器以便把被所述选择性催化还原装置消耗的还原剂补充到在以前内燃发动机冷起动期间储存在所述选择性催化还原装置中的还原剂的量的控制逻辑。11.如方案I所述的排气处理系统，其中，所述阈值温度大约为100°C。12.如方案I所述的排气处理系统，其中，所述吸收性颗粒的流过式容器包括氧化铝颗粒、活性碳颗粒、吸水性沸石材料、和吸水性分子筛材料中的一种。13.如方案I所述的排气处理系统，其中，吸收性颗粒的流过式容器包括作为载体涂层形式涂布在流过式载体表面上的选择性催化剂组合物。1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃发动机的排气处理系统，包括：排气管道，所述排气管道与所述内燃发动机流体连通，并且构造成接收来自所述内燃发动机的排气、含有氮氧化物(“NOx”)和水的排气；吸收性颗粒的流过式容器，所述流过式容器与所述排气管道流体连通并且构造成接收所述排气，其中，所述流过式容器在低于阈值温度时从排气中显著地吸收水；电加热催化(“EHC”)装置，所述电加热催化装置与所述排气管道流体连通并且构造成接收所述排气，其中，所述电加热催化装置位于吸收性颗粒的流过式容器的下游，并且其中，选择性地启动电加热催化装置而产生热；选择性催化还原(“SCR”)装置，所述选择性催化还原装置与所述排气管道流体连通并且构造成接收排气，其中，所述SCR装置位于所述流过式容器的下游，并且其中，利用电加热催化装置选择性地把所述选择性催化还原装置加热到选择性催化还原起燃温度，并且其中，由选择性催化还原温度曲线代表所述选择性催化还原装置的总体温度；以及控制模块，所述控制模块与电加热催化装置相通信，包括：?????用于确定所述选择性催化还原温度曲线的控制逻辑；以及?????用于如果选择性催化还原温度曲线低于选择性催化还原起燃温度则启动电加热催化装置的控制逻辑，其中，在吸收性颗粒的流过式容器达到所述阈值温度之前，选择性地启动电加热催化装置以便把选择性催化还原装置加热到选择性催化还原起燃温度。...

【技术特征摘要】
2011.12.15 US 13/327,2911.一种用于内燃发动机的排气处理系统，包括: 排气管道，所述排气管道与所述内燃发动机流体连通，并且构造成接收来自所述内燃发动机的排气、含有氮氧化物(“N0X”)和水的排气； 吸收性颗粒的流过式容器，所述流过式容器与所述排气管道流体连通并且构造成接收所述排气，其中，所述流过式容器在低于阈值温度时从排气中显著地吸收水； 电加热催化(“EHC”)装置，所述电加热催化装置与所述排气管道流体连通并且构造成接收所述排气，其中，所述电加热催化装置位于吸收性颗粒的流过式容器的下游，并且其中，选择性地启动电加热催化装置而产生热； 选择性催化还原(“SCR”)装置，所述选择性催化还原装置与所述排气管道流体连通并且构造成接收排气，其中，所述SCR装置位于所述流过式容器的下游，并且其中，利用电加热催化装置选择性地把所述选择性催化还原装置加热到选择性催化还原起燃温度，并且其中，由选择性催化还原温度曲线代表所述选择性催化还原装置的总体温度；以及 控制模块，所述控制模块与电加热催化装置相通信，包括: 用于确定所述选择性催化还原温度曲线的控制逻辑；以及 用于如果选择性催化还原温度曲线低于选择性催化还原起燃温度则启动电加热催化装置的控制逻辑，其中，在吸收性颗粒的流过式容器达到所述阈值温度之前，选择性地启动电加热催化装置以便把选择性催化还原装置加热到选择性催化还原起燃温度。2.如权利要求1所述的排气处理系统，还包括: 位于所述选择性催化还原装置的上游的第一温度传感器；以及 位于所述选择性催化还原装置的下游的第二温度传感器。3.如权利要求2所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括用于监测所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的控制逻辑。4.如权利要求3所述的排气处理系统，其中，所述控制模块包括用于基于所述第一温度传感器确定电加热催化装置的电加热催化温度的控制逻辑，并且，所述控制模块包括用于所述电加热催化温度高于电加热催化起燃温度则停用电加热催化装置的控制逻辑。5.如权利要求3所述的排气处理系统其中，所述控制模块包括用于基于来自所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的信号而计算所述选择性催化还原温度曲线的控制逻辑，其中，将所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的温度一起进行平均计算而形成所述选择性催化还原温度曲线。6.如权利要求5所述的排气处理系统，其中，还原剂喷射器与所述排气管道流体连通并且与所述控制模块信号通信，并且，所述还原剂喷射器构造成添加还原剂。7.如权利要求6所述的排气处理系统，还包括与所述排气管道流体连通的第一NOx传感器和第二 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：EV冈策，MJ小帕拉托尔，CH金，SJ施米格，
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：