供應(yīng)到催化轉(zhuǎn)化器的還原劑中添加有活化劑材料的排氣后處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種排氣后處理系統(tǒng)（10），該排氣后處理系統(tǒng)（10）包括催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備（12），該催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備（12）具有至少一種催化材料（14），其中，催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備（12）布置在內(nèi)燃機(jī)（18）下游的排氣通道（16）中，并且該排氣后處理系統(tǒng)（10）還包括一個(gè)或多個(gè)加料接口(20、20a、20b)，該加料接口用于供應(yīng)用于減少排氣（24）中的NOx含量的至少一種還原劑（22），其中該一個(gè)或多個(gè)加料接口(20、20a、20b)布置成將至少一種活化劑材料（26）供應(yīng)到排氣（24）中，其中，與沒有活化劑材料（26）時(shí)的、所述催化材料（14）的催化活性相比，活化劑材料（26）至少在給定的溫度范圍內(nèi)引起了催化材料（14）的催化活性的提高。
【專利說明】供應(yīng)到催化轉(zhuǎn)化器的還原劑中添加有活化劑材料的排氣后 處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種排氣后處理系統(tǒng)、用于處理排氣后處理系統(tǒng)中的排氣的方法、以 及具有排氣后處理系統(tǒng)的車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前汽車市場的監(jiān)管條件導(dǎo)致了對(duì)提高燃料經(jīng)濟(jì)性并降低當(dāng)前車輛的排放物的 需求不斷增長。該監(jiān)管條件必須與消費(fèi)者對(duì)于車輛的高性能和快速反應(yīng)的需求相平衡。
[0003]柴油機(jī)具有最高達(dá)約52%的效率，因此是化石能源的最佳轉(zhuǎn)化器。NOx排放濃度(例 如氮氧化物NO和NO2的排放濃度)取決于發(fā)動(dòng)機(jī)中的局部氧原子濃度和燃燒過程中的局部 溫度。然而，所述高的發(fā)動(dòng)機(jī)效率僅在提高的燃燒溫度下是可能的，在該燃燒溫度下，高的 NOx水平是不可避免的。
[0004]此外，通過內(nèi)部方法(例如特定的空氣/燃料比)抑制NOx的形成會(huì)造成微粒的增 力口，也就是已知的、NOx-微粒的權(quán)衡。此外，來自柴油機(jī)的排氣中過多的氧氣阻礙了用于NOx 還原的化學(xué)計(jì)量三元催化劑技術(shù)的使用，該催化劑技術(shù)自上世紀(jì)80年代后期用于汽油機(jī)汽車。
[0005]碳微粒和NOx是柴油機(jī)排氣中的典型排放物。減少該排放物的要求增加了并引發(fā) 了本領(lǐng)域中各種減少排放物的方法。EP1054722B1中公開了一種排氣后處理系統(tǒng)，該排氣 后處理系統(tǒng)結(jié)合了一種微粒過濾器，該微粒過濾器用于收集排氣管中的碳煙和氮氧化物還 原催化劑。為了去除碳煙，在氧化催化劑中通過將NO氧化來生成N02。收集在微粒過濾器 中的碳煙被NO2氧化。通過將32%的尿素-水溶液噴射到選擇性催化還原(SCR)催化劑中， 排氣中的殘余量的NO和NO2在該SCR催化劑中被還原為氮?dú)?。然而，除了車用燃料以外?還需要大量的尿素-水溶液并且該尿素-水溶液需要被加注(fuelled)并裝載在車上。此 夕卜，尿素可以在低溫例如-10°C下結(jié)晶，并且因此增大了堵塞噴射器或類似裝置的風(fēng)險(xiǎn)。
[0006]通過氨或尿素實(shí)現(xiàn)的、另一種替代的SCR系統(tǒng)是通過來自燃料的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行 的SCR。當(dāng)該車用燃料用作還原劑時(shí)，可以省去用于還原劑的大的附加儲(chǔ)罐，如通過氨或尿 素實(shí)現(xiàn)的SCR的情況中一樣。然而，其NOx的轉(zhuǎn)化率通常低于通過氨或尿素實(shí)現(xiàn)的SCR (尤 其是在較低溫度下)，并且，它需要大量的碳?xì)浠衔?。在美國專?007/0289291A1中，示 出了添加氫氣以在較低溫度下提高通過碳?xì)浠衔镞M(jìn)行的NOx轉(zhuǎn)化率。氫氣可以攜載在車 輛上或從燃料中提取。然而，前者需要用于氫氣的大儲(chǔ)罐并且可能需要附加的安全裝置，而 后者需要改良的車載系統(tǒng)。
[0007]因此，希望采用如下一種排氣后處理系統(tǒng):該排氣后處理系統(tǒng)操作較少量的部署 材料并且對(duì)于故障較不敏感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的排氣后處理系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種適當(dāng)改進(jìn)的、對(duì)改進(jìn)的排氣后處理系統(tǒng)中的排氣進(jìn)行處理的方法。另一個(gè)目的是提供一種具有改進(jìn)的排氣后處理系統(tǒng)的車輛。
[0009]通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征來實(shí)現(xiàn)該目的。其它權(quán)利要求、附圖和說明書公開了本發(fā)明的有利實(shí)施例。
[0010]在本發(fā)明的第一方面,提供了一種排氣后處理系統(tǒng),該排氣后處理系統(tǒng)包括催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備，該催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備至少具有一種催化材料，其中，催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備布置在內(nèi)燃機(jī)下游的排氣通道中，并且該排氣后處理系統(tǒng)還包括一個(gè)或多個(gè)加料接口，該加料接口用于供應(yīng)用于減少排氣中的NOx含量的至少一種還原劑，其中該一個(gè)或多個(gè)加料接口布置成將至少一種活化劑材料供應(yīng)到排氣中，其中，與沒有活化劑材料時(shí)的、所述催化材料的催化活性相比，該活化劑材料至少在給定的溫度范圍內(nèi)引起了所述催化材料的催化活性的提聞。
[0011]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，與沒有活化劑材料時(shí)的催化反應(yīng)相比，提高了催化材料的轉(zhuǎn)化，尤其在低溫下的轉(zhuǎn)化，從而，所述催化材料的活性溫度范圍比沒有該活化劑材料時(shí)更接近于排氣溫度。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，可以使用寬范圍的不同催化材料，這有利地降低了成本。本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，可以維持對(duì)于通過氨或尿素實(shí)現(xiàn)的過程的替代的選擇性催化還原處理。由于對(duì)尿素和/或氨進(jìn)行替代的物質(zhì)，這減少必須車載的還原劑的量以及對(duì)于故障較不敏感的處理。此外，避免了在不利的處理?xiàng)l件情況下的、氨的不期望的排放。
[0012]催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備可以具有一個(gè)或若干個(gè)催化裝置，如NOx還原催化劑、諸如催化劑或微粒過濾器的碳煙去除部件、或者對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可行的任何其他部件和/或催化劑。此外，這些催化裝置能夠按照任意順序布置。在一種有利的布置中，NOx還原催化劑布置在碳煙催化劑的下游。此外，一個(gè)或多個(gè)加料接口可以布置在內(nèi)燃機(jī)的下游，但在所述催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備的上游，尤其在NOx還原催化劑的上游。此外，一個(gè)或多個(gè)加料接口可以包括噴射器、噴嘴、汽化器、噴霧器和/或?qū)τ诒绢I(lǐng)域技術(shù)人員而言可行的任何其它接口。還原劑和活化劑材料可以通過相同的加料接口或不同的接口被提供和/或同時(shí)作為混合物或彼此對(duì)比暫時(shí)抵消。特別地，還原劑和活化劑材料可以作為混合物通過相同的加料接口添加到排氣中?；罨瘎┎牧吓c還原劑的比值范圍可以從大致Owt-% —直到大約50wt-%(wt-%為重量百分比)，在極端情況下，一直到大約60wt-%甚至70wt-%。替代地，還可以例如通過后噴射將還原劑提供到內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)或多個(gè)氣缸中。有利地，用于將活化劑材料輸入到排氣中的該加料接口布置在內(nèi)燃機(jī)下游的排氣通道中、排氣通道上或排氣通道處。
[0013]該還原劑是相對(duì)于所述活化劑材料獨(dú)立的組分?；罨瘎┎牧蠈?duì)催化材料起作用，并且，所述活化劑材料在比沒有活化劑材料時(shí)的溫度更低的溫度下提高了催化材料的效率。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，活化劑材料可以至少包括一種含氧的碳?xì)浠衔?。?yōu)選地，活化劑材料由一種含氧的碳?xì)浠衔飿?gòu)成。添加到一次應(yīng)用處理中的活化劑材料的量可以取決于催化劑的溫度。還原劑的量也可以取決于催化劑的溫度?？偠灾?，在催化劑的高溫下，活化劑材料僅對(duì)NOx轉(zhuǎn)化率有小的影響并且可以避免。類似地，在催化劑的低溫下，當(dāng)還原劑和/或活化劑材料工作效率低下時(shí)，還原劑和/或活化劑材料可以根本不被噴入。在這兩個(gè)溫度界限之間的一定溫度范圍內(nèi)，還原劑和活化劑材料的混合物的效果最好。因此，在催化劑的高溫下，所添加的活化劑材料的量可以減少為大致為O，而在催化劑的低溫下，在所述溫度范圍內(nèi)添加的活化劑材料的量可以高達(dá)大致為50wt-%，在一些極端情況下，甚至高達(dá)大致為60wt-%-70wt-%。因此，有利地，根據(jù)催化劑的溫度來調(diào)整混合物。有利地，添加到一次應(yīng)用處理中的活化劑材料與還原劑的混合物的量可以取決于NOx的量。按重量計(jì)算，該混合物的量與NOx量的比值范圍從0.1:1 —直到大致10:1，優(yōu)選從按重量計(jì)算的大致0.5:1 —直到大致5:1，特別有利地，從按重量計(jì)算的大致1:1 一直到大致3:1。所述含氧的碳?xì)浠衔锟梢跃哂袑?duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可行的任何聚集狀態(tài)并且在應(yīng)用的狀態(tài)下優(yōu)選為流體。因此，也可以設(shè)置有用于所述加料接口的冷卻裝置。由于本發(fā)明，可以簡單地獲得催化活性和催化材料效率的提高。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有利實(shí)施例，活化劑材料包括至少一種乙醚類的含氧的碳?xì)浠衔?，?yōu)選為由三甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、乙二醇二甲醚、二乙醚(DEE)和二丙醚組成的組中的乙醚。通過該物質(zhì)，可以使用具有已知特性的材料。
[0016]在本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，活化劑材料可以至少包括三甘醇二甲醚。如上所述，添加到一次應(yīng)用處理中的三甘醇二甲醚的量排氣的溫度。因此，可以提供一種物質(zhì)，有利地，該物質(zhì)在處理和應(yīng)用于排氣的狀態(tài)下為液體。此外，在儲(chǔ)存于車輛中的狀態(tài)下，三甘醇二甲醚也是液體，這種情況在_50°C至+50°C的范圍內(nèi)是特有的。因此，能夠可靠地防止活化劑材料在車輛的操作過程中意外冷凍或結(jié)晶。因此，可以避免應(yīng)用裝置(如加料接口)的堵塞。此外，可以免去用于避免例如活化劑材料冷凍的昂貴的加熱裝置。此外，由于三甘醇二甲醚的液態(tài)，也具有液態(tài)的還原劑的混合物易于高效地生產(chǎn)和處理。在三甘醇二甲醚作為活化劑材料的情況下，相比于通過尿素-水溶液實(shí)現(xiàn)的SCR，需要較少量的、以還原劑和活化劑材料的形式應(yīng)用于SCR處理中的排氣的物質(zhì)，并且該物質(zhì)相應(yīng)地大約減少50wt-% 至 80wt_%。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，活化劑材料可以通過噴射器被噴入。由于這一點(diǎn)，可以提供一種構(gòu)造上簡單的應(yīng)用。
[0018]根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，內(nèi)燃機(jī)可以是柴油機(jī)，其中，活化劑材料和排氣的工作狀態(tài)的溫度可以輕松地彼此結(jié)合和調(diào)整。因此，相比于汽油機(jī)，本發(fā)明的實(shí)施例可以容易地補(bǔ)償柴油機(jī)較低的燃燒溫度。
[0019]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，用于NOx還原的還原劑可以包括至少一種碳?xì)浠衔铩?yōu)選地，還原劑是碳?xì)浠衔?。由于這一點(diǎn)，多種物質(zhì)是可能的并且可用的。
[0020]進(jìn)一步地提出了，所述還原劑可以是燃料，尤其是柴油燃料。該過程可以理解為通過燃料中的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行的選擇性催化還原(SCR)。此外，根據(jù)本發(fā)明，在催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備幫助進(jìn)一步地減少排氣中的NOx含量之前，將(i )三甘醇二甲醚或另一種類似化合物與
(ii)車用燃料的碳?xì)浠衔锏幕旌衔锾砑拥脚艢夤芫€內(nèi)的排氣中，尤其在低溫下進(jìn)行。此夕卜，由于使用燃料作為還原劑，車輛上僅需要載有用于所述活化劑材料的小型附加容器。
[0021]有利地，該活化劑材料至少可以在大致200°C至500°C溫度范圍內(nèi)的排氣溫度下導(dǎo)致催化材料的催化活性的提高。相比于沒有活化劑材料的情況，溫度可以減少大致100°c到大致200°C。因此，可以利用多種催化材料。
[0022]在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備可以至少包括作為催化材料的貴金屬，其中，可以使用眾所周知并且確定的概念。作為催化材料，所有類型的貴金屬，例如釕、銠、鈀、銀、鋨、銥、鉬和金都是可行的。優(yōu)選地，可以使用銠、鈀、鉬、金和銀。
[0023]在優(yōu)選實(shí)施例中，催化材料可以是銀。銀可以用作AgAl2O3催化劑。因此，可以采用低成本金屬，這相應(yīng)地得到了便宜的排氣后處理系統(tǒng)，因此，為此得到了較低成本的車輛。
[0024]根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，排氣后處理系統(tǒng)可以包括反饋控制，以相對(duì)于排氣中的NOx的量來調(diào)整被供應(yīng)到排氣中的活化劑材料的量。此外，反饋控制可以相對(duì)于排氣中NOx的量來調(diào)整被供應(yīng)到排氣中的還原劑的量。此外，該反饋控制可以包括在活化劑材料和/或還原劑的量的調(diào)整中的、排氣和/或催化劑的溫度。
[0025]進(jìn)一步提出了，排氣后處理系統(tǒng)可以包括反饋控制，以相對(duì)于排氣和/或催化劑的溫度并相對(duì)于排氣中的NOx的量來調(diào)整被供應(yīng)到排氣中的還原劑的量和活化劑材料的量。具體地，活化劑材料的相對(duì)于還原劑的量優(yōu)選根據(jù)排氣和/或催化劑的溫度來調(diào)整。優(yōu)選地，反饋控制可以包括用于檢測NOx的量和溫度的傳感器設(shè)備。由于本發(fā)明的實(shí)施例，可以提供一種聞效的排氣后處理系統(tǒng)。
[0026]在本發(fā)明的另外的方面中，提供了一種用于處理排氣后處理系統(tǒng)中的排氣的方法，其中，提供了一種還原劑以減少內(nèi)燃機(jī)的排氣中的NOx含量，并且其中，至少一種活化劑材料被添加到排氣中以相比于至少在給定的溫度范圍內(nèi)沒有活化劑材料的催化活性，提高了催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備的催化材料的催化活性。
[0027]因此，有利地增加了尤其在低溫下的催化材料的轉(zhuǎn)化，從而催化材料的活性溫度范圍更好地對(duì)應(yīng)于排氣溫度。此外，可以有益地使用寬范圍的不同催化材料，這有利地導(dǎo)致成本的降低。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì)于使用氨或尿素的SCR處理，可以使用替代的選擇性催化還原處理。由于對(duì)氨或尿素進(jìn)行替代的物質(zhì)，這導(dǎo)致了必須車載的還原劑的量的減少以及對(duì)故障較不敏感的處理。
[0028]在本發(fā)明的第三方面中，提供了一種車輛，特別是卡車，其具有至少一個(gè)排氣后處理系統(tǒng)。因此，本發(fā)明的排氣后處理系統(tǒng)可以部署在需要高度復(fù)雜解決方案的場所。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]根據(jù)下面實(shí)施例的詳細(xì)說明，將最佳地理解本發(fā)明連同上述的和其它的目的和優(yōu)點(diǎn)，但是本發(fā)明并不限于該實(shí)施例，其中，
[0030]圖1示意性地示出了具有內(nèi)燃機(jī)的車輛和根據(jù)本發(fā)明的排氣后處理系統(tǒng)的示例性實(shí)施例；
[0031]圖2示意性地示出了圖1的內(nèi)燃機(jī)和排氣后處理系統(tǒng)的詳細(xì)圖解；并且
[0032]圖3示意性地示出了一個(gè)示例性曲線圖，描繪了三種不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)置的結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0033]在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指的是相同的或類似的元件。附圖僅為示意圖，并非旨在示出本發(fā)明的特定參數(shù)。此外，附圖旨在僅示出本發(fā)明的典型實(shí)施例并且因此不應(yīng)該被看作限制本發(fā)明的范圍。
[0034]圖1示意性地示出了車輛40，該車輛40具有內(nèi)燃機(jī)18和位于內(nèi)燃機(jī)18下游的排氣后處理系統(tǒng)10。圖2中詳細(xì)地說明了該排氣后處理系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。[0035]排氣后處理系統(tǒng)10包括催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備12，該催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備12分別布置在內(nèi)燃機(jī)18下游的排氣通道16中或排氣管中，該內(nèi)燃機(jī)被具體實(shí)現(xiàn)為柴油機(jī)32。催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備12包括:用于減少碳煙含量的部件，例如用于減少碳煙的催化劑或微粒過濾器(未示出)?’以及用于NOx還原的包含催化材料14的催化劑42，該催化劑42被具體實(shí)現(xiàn)為AgAl2O3催化劑中的貴金屬銀36。
[0036]排氣后處理系統(tǒng)10還包括噴射器30形式的加料接口 20。該加料接口 20布置在內(nèi)燃機(jī)18的下游，但在催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備12的上游。此外，該加料接口 20或噴射器30把用于NOx還原的還原劑22分別供給或噴射到從內(nèi)燃機(jī)18沿著排氣通道16流到催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備12的排氣24中。用于NOx還原的還原劑22例如是碳?xì)浠衔?，該碳?xì)浠衔锸侨剂系慕M分。因此，用于NOx還原的該還原劑22是車載燃料，并且，在所述內(nèi)燃機(jī)是柴油機(jī)32的情況下，該還原劑22對(duì)應(yīng)地是柴油燃料34。[0037]柴油燃料34容納在與噴射器30連接的儲(chǔ)罐44中，作為與活化劑材料26的混合物。因此，加料接口 20還布置成將活化劑材料26供應(yīng)到排氣24中?；罨瘎┎牧?6例如包括含氧的碳?xì)浠衔铮诒緦?shí)例中，該活化劑材料26是三甘醇二甲醚28。此外，活化劑材料26布置成:與沒有活化劑材料26時(shí)的催化活性相比，該活化劑材料26至少在給定的溫度范圍內(nèi)引起所述催化材料14的催化活性的提高。
[0038]替代地，還原劑22和活化劑材料26能夠通過不同的加料接口 20、20a、20b供應(yīng)到排氣24中。因此，在該替代實(shí)施例中，儲(chǔ)罐44僅分別容納活化劑材料26或三甘醇二甲醚28，并且該活化劑材料26通過加料接口 20或噴射器30被噴入。還原劑22和活化劑材料26的混合處理在存在排氣24的情況下進(jìn)行。然而，還原劑22儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐44a中，該儲(chǔ)罐44a是用于運(yùn)行車輛40 (圖1)的柴油燃料34所用的常規(guī)儲(chǔ)罐。
[0039]在第一可替代實(shí)施例中，還原劑22或柴油燃料34分別通過加料接口 20a被噴入，該加料接口 20a布置在內(nèi)燃機(jī)18處，用于將還原劑22后噴射到內(nèi)燃機(jī)18的至少一個(gè)氣缸中。
[0040]在第二可替代實(shí)施例中，還原劑22或柴油燃料34通過加料接口 20b分別噴射到排氣通道16的排氣24中，該加料接口 20b布置在內(nèi)燃機(jī)18的下游，但在催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備12的上游。
[0041]在第三可替代實(shí)施例中，還原劑22或柴油燃料34通過加料接口 20a和20b分別噴射到排氣24中。
[0042]此外，排氣后處理系統(tǒng)10還包括反饋控制38，該反饋控制38包括傳感器和處理單元(未詳細(xì)示出)，以調(diào)節(jié)還原劑22和活化劑材料26的量，該還原劑22和活化劑材料26應(yīng)供應(yīng)到排氣24中以用于催化材料14的充分活化。為了將活化劑材料26與還原劑22的量的比值調(diào)節(jié)到期望值，通過第一傳感器(未示出)測量排氣24或催化劑42的溫度。處理單元38根據(jù)該溫度測量結(jié)果來確定所需的、還原劑22與活化劑材料26的比值。所形成的還原劑22與活化劑材料26的混合物在儲(chǔ)罐44中混合并儲(chǔ)存。因此，在本實(shí)施例中，需要用于儲(chǔ)存該活化劑材料26的附加儲(chǔ)罐(未示出)。在替代實(shí)施例中，在儲(chǔ)罐44a作為還原劑22的儲(chǔ)存容器的情況下，還原劑22與活化劑材料26的混合處理直接在存在排氣24的情況下進(jìn)行(在內(nèi)燃機(jī)18和/或排氣通道16的氣缸中)。
[0043]所期望或需要的、由還原劑22和活化劑材料26形成的混合物的量取決于排氣24中的NOx量，該NOx的量通過第二傳感器(未示出)來檢測。因此，處理單元38基于所測量到的NOx量來計(jì)算所需的還原劑22與活化劑材料26的混合物的量以及所述混合物的構(gòu)成比例。按重量計(jì)算，通過噴射器30噴射到排氣24中的、還原劑22與活化劑材料26的混合物相對(duì)于NOx量的范圍大約為1:1到3:1。
[0044]此外，該混合物中的活化劑材料26在排氣24的、溫度范圍為大致200°C到500°C的溫度下提高了催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備12的催化材料14的催化活性或效率(也參見圖3)。因此，催化材料14甚至能夠在低于大致250°C的溫度下工作。因此，分別供應(yīng)到排氣24中的還原劑22或柴油燃料34中的碳?xì)浠衔锬軌驁?zhí)行用于減少排氣24中的NOx量的選擇性催化還原(SCR)。因此，通過添加少量的三甘醇二甲醚28，提高了基于AgAl2O3的催化劑42的轉(zhuǎn)化，尤其在排氣24和/或催化劑42處于低溫時(shí)，從而，催化劑42的活化溫度范圍更好地對(duì)應(yīng)排氣溫度。
[0045]圖3以曲線圖示出了排氣后處理系統(tǒng)的三種不同實(shí)驗(yàn)設(shè)置的結(jié)果，其中添加了三種不同的添加劑，即，碳?xì)浠衔?曲線Cl)、乙醚(曲線C2)、以及碳?xì)浠衔锱c乙醚的混合物(例如20wt-%，曲線C3)。Y軸表示NOxR化率，X軸上是以。C標(biāo)示的溫度。曲線Cl (菱形形式的測量點(diǎn))代表了僅添加還原劑22時(shí)的設(shè)置結(jié)果。曲線C2 (三角形形式的測量點(diǎn))示出了僅添加活化劑材料26時(shí)的設(shè)置結(jié)果。曲線C3 (正方形形式的測量點(diǎn))示出了添加還原劑22與活化劑材料26的混合物時(shí)的設(shè)置結(jié)果。
[0046]如圖3的針對(duì)碳?xì)浠衔?菱形，曲線Cl)的設(shè)置的曲線可見，在低于350°C至400°C的溫度下，NOx轉(zhuǎn)化率幾乎為零。在僅添加乙醚(三角形；曲線C2)的情況下，在大約200°C至550°C的整個(gè)溫度范圍內(nèi)，NOxR化率相當(dāng)?shù)?。僅當(dāng)添加了該碳?xì)浠衔锱c乙醚的混合物(根據(jù)本發(fā)明，該混合物代表了還原劑22與活化劑材料26的混合物)時(shí)(正方形；曲線C3)，用于NOx的有效轉(zhuǎn)化的溫度閾值才能夠向大約250°C的較低溫度值移動(dòng)，從而能夠在大約250°C至550°C之間的較寬溫度范圍內(nèi)有效地轉(zhuǎn)化N0X。因此，與沒有活化劑材料26時(shí)的催化活性相比，活化劑材料26至少在給定的溫度范圍內(nèi)引起了催化材料14的催化活性的提高(如曲線Cl和C3中的菱形和正方形的不斷上升所清楚地證明的)。
[0047]本發(fā)明能夠提供一種改進(jìn)的、導(dǎo)致較少故障敏感度的排氣后處理系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.一種排氣后處理系統(tǒng)(10)，所述排氣后處理系統(tǒng)(10)包括催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備(12)，所述催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備(12)具有至少一種催化材料(14)，其中，所述催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備(12)布置在內(nèi)燃機(jī)(18)下游的排氣通道(16)中，并且所述排氣后處理系統(tǒng)(10)還包括一個(gè)或多個(gè)加料接口(20、20a、20b)，所述一個(gè)或多個(gè)加料接口(20、20a、20b)供應(yīng)用于減少排氣(24)中的NOx含量的至少一種還原劑(22)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)加料接口(20、20a、20b)布置成將至少一種活化劑材料(26)供應(yīng)到所述排氣(24)中，其中，與沒有所述活化劑材料(26)時(shí)的、所述催化材料(14)的催化活性相比，所述活化劑材料(26)至少在給定的溫度范圍內(nèi)引起所述催化材料(14)的催化活性的提高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣后處理系統(tǒng)，其中，所述活化劑材料(26)包括至少一種含氧的碳?xì)浠衔铮瑑?yōu)選為乙醚類的含氧的碳?xì)浠衔?，尤其是以下?xiàng)組成的組中的乙醚:三甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、乙二醇二甲醚、二乙醚(DEE)和二丙醚。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的排氣后處理系統(tǒng)，其中，所述活化劑材料(26)通過噴射器(30)來噴射。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的排氣后處理系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)燃機(jī)(18)是柴油機(jī)(32)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的排氣后處理系統(tǒng)，其中，用于NOx還原的所述還原劑(22)包括至少一種碳?xì)浠衔?，特別是燃料，尤其是柴油燃料(34)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的排氣后處理系統(tǒng)，其中，所述活化劑材料(26)至少在所述排氣(24)的、溫度范圍為大致200°C到500°C的溫度下引起所述催化材料(14)的催化活性的提高。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的排氣后處理系統(tǒng)，其中，所述催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備(12)至少包括一種貴金屬以作為所述催化材料(14)，優(yōu)選為銀(36)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的排氣后處理系統(tǒng)，其中，還設(shè)置有反饋控制(38 )，用于針對(duì)所述排氣(24 )中的NOx量和/或針對(duì)所述排氣(24 )和/或催化劑(42 )的溫度來調(diào)節(jié)被供應(yīng)到排氣(24)中的所述還原劑(22)的量和/或所述活化劑材料(26)的量。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的排氣后處理系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)加料接口(20a)布置在所述內(nèi)燃機(jī)(18)中、所述內(nèi)燃機(jī)(18)上或所述內(nèi)燃機(jī)(18)處，用于將所述還原劑(22)后噴射到所述內(nèi)燃機(jī)(18)的一個(gè)或多個(gè)氣缸中，和/或其中，至少一個(gè)加料接口(20、20b)在所述內(nèi)燃機(jī)(18 )的下游布置在所述排氣通道(16 )中、所述排氣通道(16 )上或所述排氣通道(16)處。
10.一種用于處理排氣后處理系統(tǒng)(10)中的排氣(24)的方法，其中，提供還原劑(22)以減少內(nèi)燃機(jī)(18)的排氣(24)中的NOx含量，并且其中，將至少一種活化劑材料(26)添加到所述排氣(24)中，從而，與沒有所述活化劑材料(26)時(shí)的、催化材料(14)的催化活性相t匕，至少在給定的溫度范圍內(nèi)引起了催化轉(zhuǎn)化器設(shè)備(12)的所述催化材料(14)的催化活性的提聞。
11.一種車輛(40)，其具有至少一個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的排氣后處理系統(tǒng)(10 )。
【文檔編號(hào)】F01N3/20GK103459792SQ201180069462
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月21日
【發(fā)明者】莎拉·爾克菲爾德特 申請(qǐng)人:沃爾沃技術(shù)公司