Способ применения, связанный с устройством для обработки отработанного газа

Авторы патента:


Способ применения, связанный с устройством для обработки отработанного газа
Способ применения, связанный с устройством для обработки отработанного газа
Способ применения, связанный с устройством для обработки отработанного газа
Способ применения, связанный с устройством для обработки отработанного газа
Способ применения, связанный с устройством для обработки отработанного газа

 


Владельцы патента RU 2618758:

МАН ТРАК УНД БАС АГ (DE)

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Способ очистки, при котором восстановление оксида азота происходит вследствие того, что в поток отработанного газа до катализатора, который заполнен материалом катализатора для селективного каталитического восстановления оксида азота, добавляют выделяющий аммиак восстановитель, отличающийся тем, что отношение количества NH3 к NOx (коэффициент загрузки α) периодически варьируется с помощью изменения выхода необработанных оксидов азота из двигателя внутреннего сгорания таким образом, что коэффициент загрузки α периодически колеблется около заданного значения. При использовании изобретения появляется возможность изменять количество находящегося в катализаторе аммиака, отказавшись при этом от повышения количества восстановителя. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения изобретение относится к устройству для последующей обработки отработанного газа двигателей внутреннего сгорания, в частности, работающих на обедненных смесях двигателей внутреннего сгорания автомобилей.

В общем, известно применение SCR-катализаторов (катализаторов селективного восстановления) для восстановления оксида азота в потоке отработанного газа двигателя внутреннего сгорания. В рамках проводимого с помощью данного SCR-катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) к потоку отработанного газа непосредственно добавляют вещество, имеющее восстанавливающее действие, такое как, например, аммиак или полуфабрикатный продукт, который высвобождает восстанавливающие вещества только в отработанном газе. В качестве полуфабрикатного продукта можно, например, применять водный раствор мочевины.

В эксплуатируемых в автомобилях двигателях внутреннего сгорания организация восстановления оксида азота с помощью SCR-процесса затруднена потому, что, с одной стороны, в данном случае преобладают изменяющиеся условия эксплуатации, что затрудняет количественное дозирование восстановителя, с другой стороны, из соображения безопасности нельзя непосредственно использовать крайне реакционноспособный восстановитель аммиак, а его необходимо получать посредством разложения предшественников аммиака, таких как мочевина, формиат гуанидина, карбонат аммония или других.

Кроме того, следует обращать внимание на то, что хотя, с одной стороны, необходимо достигать по возможности большей степени преобразования оксида азота, с другой стороны, необходимо избегать излишнего выхода в атмосферу неизрасходованного восстановителя, такого как, например, аммиак.

Относительно реакции разложения мочевины с образованием аммиака известно, что она в оптимальных условиях, то есть при температуре выше 350°C, происходит в две стадии. Согласно уравнению:

(NH2)2CO->NH3+HNCO(1)

происходит термолиз, то есть термическое разложение мочевины. Затем согласно уравнению:

HNCO+H2O->NH3+CO2(2)

происходит гидролиз, то есть каталитическое разложение изоциановой кислоты (HNCO) на аммиак (NH3) и диоксид углерода (CO2).

При этом, для преобразования одного моль монооксида азота необходим один моль аммиака.

4NO+4NH32->4N2+6H2O(3)

Соотношение между NH3 и NOx обозначают как коэффициент загрузки α.

α=NH3/NOx(4)

В случае идеального катализатора при коэффициенте загрузки более единицы все оксиды азота восстанавливаются, то есть достигают 100% преобразования NOx, так как для степени преобразования NOx XNOx считается:

(5)

где: CNOx,0: выход необработанного NOx [частей на миллион]

CNOx: выход NOx после катализатора [частей на миллион]

Если количество подводимого аммиака превосходит количество преобразуемых оксидов азота, то происходит выход в атмосферу неизрасходованного аммиака. По причине его токсичности этого необходимо избегать при любых обстоятельствах.

Для того чтобы понять процессы, происходящие в катализаторе, необходимо кратко ознакомиться с реакционными и техническими основами.

Рассмотрим реакцию

(6)

где: A1,A2: исходные вещества

A3,A4: продукты

νi: стехиометрические коэффициенты

νi<0 для исходных веществ

νi>0 для продуктов

Данная реакция протекает с определенной скоростью, так называемой скоростью реакции «r» (7). Скорость реакции определяется как изменение во времени компонента «i» по отношению к его стехиометрическому коэффициенту. Таким образом, скорость реакции относится к уравнению реакции и не имеет значения без его указания.

(7)

где: ni: число молей компонента i [моль]

t: время [сек]

Для постоянной по объему реакции можно изменение числа молей «dni» заменить изменением концентрации «dci»:

(8)

где: ci: концентрация компонента i [моль/м3]

Если важна не скорость определенной реакции, а изменения компонента, то говорят о скорости изменения количества вещества «R».

(9)

В случае N реакций получается следующее:

(10)

Для того чтобы можно было лучше сравнивать скорости реакций и скорости изменения количества вещества различных катализаторов друг с другом, их относят к репрезентативным величинам, таким как, например, масса катализатора, объем катализатора или поверхность раздела фаз.

Для того чтобы описать зависимость, которая определяет скорость реакции, существует несколько выражений, одно из которых, так называемое степенное выражение, к которому прибегают, если механизм реакции не известен.

(11)

где k: константа скорости реакции

mi: частичный порядок реакции относительно реагента Ai,

m: : общий порядок реакции

Частичный порядок «mi» реагентов обычно определяют лабораторными измерениями.

Скорость реакции зависит не только от концентрации исходных продуктов и их порядка, а также, конечно, от температуры «T». Температура в приведенном выше выражении содержится в константе скорости «k».

(12)

где kO: частотный фактор или фактор частоты [моль1-m ·s-1]

EA: энергия активации [Дж/моль]

R: универсальная газовая постоянная: 8,31 Дж/моль K

Для скорости изменения количества вещества NO в SCR-катализаторе можно применять так называемое формальное кинетическое выражение (степенное выражение) формы:

(13)

при этом «m» обычно принимает значение «один», и «n» значение «ноль».

Практически это влечет за собой то, что скорость изменения количества вещества повышается с небольшим увеличением концентрации NO, в то время как увеличение концентрации NH3 не оказывает на нее влияния.

Если перед SCR-катализатором добавляют содержащий платину катализатор окисления NO для образования NO2

2NO+О2<->2NO2(14)

то SCR-реакция может значительно ускориться, и низкотемпературная активность заметно увеличиться.

NO+2NH3+NO2->2N2+3H2O(15)

Так как восстановитель, например, при применении в виде обозначаемой как AdBlue® жидкости для восстановления, находится в растворенной в воде форме, эта вода перед и во время непосредственно термолиза и гидролиза должна испаряться. Если температура при обеих приведенных выше реакциях находится ниже 350°C или если нагревание происходит медленно, образуются преимущественно твердая нерасплавляемая циануровая кислота при тримеризации изоциановой кислоты, что приводит к твердым отложениям или к полному засорению SCR-катализатора. С данным недостатком можно справиться, как описано в DE 4038054 A1, если содержащий восстановитель поток отработанного газа провести над катализатором гидролиза. Температуру отработанного газа, при которой становится возможным количественный гидролиз, можно снизить, таким образом, до 160°C, до тех пор пока добавленное количество мочевины не станет слишком большим. Однако такой дополнительный катализатор гидролиза дополнительно повышает стоимость устройства для обработки отработанного газа.

Несмотря на эти меры, часто не удается избежать образования циануровой кислоты, меламина или других нежелательных твердых продуктов реакций, в частности, когда вещество предшественник NH3, такое как мочевина или водный раствор мочевины, и отработанный газ неравномерно распределены во всем поперечном сечении потока, или добавляемое количество становится слишком большим. При этом особенно критично, когда локальные большие количества восстановителя сталкиваются со стенками труб или катализатором разложения мочевины, в то время как одновременно на этом месте находится локальный минимум скорости потока. Это приводит к тому, что отработанный газ не может предоставить достаточное количество тепла для того, чтобы обеспечить количественное разложение восстановителя в NH3. Более того, на данных местах образуются указанные отложения из нежелательных продуктов разложения восстановителя.

Этот эффект еще усиливает тот факт, что в транспортных средствах предоставляется только ограниченное пространство для подготовки восстановителя, что влечет за собой, в частности при проходе через катализатор, получение длины прохождения очень короткой, что в свою очередь влечет за собой очень плохую равномерность распределения в поперечном сечении катализатора по причине застойных зон потока, резких изменений поперечного сечения и/или разрывов потока.

Все это влечет за собой то, что степень преобразования NOx в большинстве случаев лимитируется не непосредственной SCR-реакцией, а высвобождением аммиака из его предшественников.

Из DE 3604045 C1, EP 362483 A1 известны способы, в которых вместо непрерывного, постоянного добавления аммиака применяют периодическое непостоянное добавление аммиака, для того, чтобы таким образом повысить преобразование NOx в SCR-катализаторе.

При этом кратковременно добавляют больше аммиака, чем необходимо в постоянных условиях, в частности, коэффициент загрузки в данном случае может превышать единицу, и затем количество аммиака снижают по сравнению с количеством, необходимым в постоянных условиях, или даже совсем прекращают подачу аммиака.

Причиной для наблюдаемого при данном способе повышения степени преобразования NOx является то, что можно снизить ингибирование исходных продуктов аммиаком благодаря кратковременному снижению количества NH3 в отработанном газе, а, следовательно, и на поверхности катализатора.

Однако данный способ, конечно, нельзя без затруднений применять в SCR-системах, которые работают не с чистым аммиаком, а с предшественниками аммиака, так как по причине периодической очень сильной передозировки в большинстве случаев происходит неполное разложение реакционной среды и, как следствие, отложение циануровой кислоты, меламина и других.

Задачей данного изобретения является предложить способ обработки отработанного газа в системе выпуска отработанного газа двигателей внутреннего сгорания, в частности, работающих на обедненных смесях двигателей внутреннего сгорания автомобилей, который делает возможным функциональное, в частности количественно улучшенное преобразование NOx в отработанном газе, простым и надежным в эксплуатации способом.

Данную задачу можно решить с помощью отличительных признаков пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные и особенно целесообразные усовершенствования данного изобретения являются объектами зависимых пунктов.

Для того чтобы снизить ингибирование исходных веществ реакции аммиаком, находящимся на поверхности катализатора, выход необработанных NOx периодически поднимают и снижают, без того приспосабливания подводимого количества восстановителя соответствующим образом, в частности пропорционально. Это влечет за собой то, что в фазе с высоким выходом необработанных NOx, количество NOx превосходит подводимое количество восстановителя, так что снижается коэффициент загрузки, что в свою очередь влечет за собой реакцию NOx с находящимся в катализаторе аммиаком, так что загрузка катализатора аммиаком прекращается, так как он теперь расходуется без того, чтобы он мог возмещаться достаточным количеством NH3 из газовой фазы. Дополнительно с помощью повышения выхода необработанных NOx, как описано выше, повышается скорость изменения количества вещества и вследствие этого количество преобразованного NOx.

В фазе с низким выходом необработанного NOx напротив, подводимое количество восстановителя превышает количество, необходимое для соответствующего преобразования NOx, так что имеется высокий коэффициент загрузки, вследствие чего катализатор снова загружается аммиаком.

Преимущество данного способа состоит в том, что возможно изменять количество находящегося в катализаторе NH3 даже в критических для разложения восстановителя условиях эксплуатации, таких как низкая температура отработанного газа и/или низкий массовый поток отработанного газа, отказавшись при этом от повышения количества восстановителя для повторной загрузки катализатора аммиаком. Дополнительно количество преобразованного NOx поднимается благодаря повышению скорости изменения количества вещества.

Кроме того, данный способ позволяет эксплуатировать двигатель внутреннего сгорания, по меньшей мере, во время отдельных фаз на более высоком уровне NOx, что влечет за собой, как правило, улучшение эффективности и вместе с этим снижение расхода топлива.

Для того чтобы ускорять «разгрузку» катализатора от аммиака можно в фазе с высоким выходом необработанных NOx подводимое количество восстановителя снижать или совсем прекращать подачу. Конечно, в фазе эксплуатации, в которой обеспечивается надежное разложение восстановителя, в фазе с низким выходом необработанных NOx также допустимо увеличивать подводимое количество восстановителя и, таким образом, ускорять накопление аммиака.

Выход необработанных NOx, как уже было объяснено, можно варьировать с помощью изменения параметров эксплуатации двигателя внутреннего сгорания. В качестве параметров эксплуатации, которые имеют непосредственное влияние на выход NOx, принимают во внимание, в том числе начало впрыскивания, соотношение воздуха и топлива (лямбда), давление впрыска, число впрыскиваний топлива отдельными форсунками на рабочий такт, температуру всасываемого воздуха и, при наличии рециркуляции отработанного газа, количество возвращаемого отработанного газа (доля EGR (рециркуляция отработанного газа)). При этом следующие изменения указанных эксплуатационных параметров влекут за собой увеличение выхода необработанных NOx:

- смещение начала впрыскивания на более раннее время,

- смещение отношения количества воздуха к количеству топлива в направлении более высоких значений лямбда,

- повышение давления впрыска,

- снижение числа впрыскиваний топлива отдельными форсунками на рабочий такт,

- повышение температуры всасываемого воздуха, например, с помощью обводного трубопровода охладителя наддувочного воздуха,

- снижение количества возвращаемого отработанного газа.

Конечно, меры по повышению или уменьшению выхода необработанных NOx в различных условиях эксплуатации двигателя внутреннего сгорания, в частности, когда двигатель эксплуатируется в автомобиле, должны быть приспособлены к прочим условиям эксплуатации, например, к максимально возможной мощности охлаждения системы охлаждения двигателя, мощности, задаваемой водителем и т.д.

Так как режимы накопления и разгрузки аммиака сильно зависят от условий проведения обработки отработанного газа, таких как температура катализатора, степень заполнения катализатора аммиаком, степень преобразования NOx, выход необработанных NOx, выход NO2 выше SCR-катализатора по патоку, выход NOx из системы, выход NH3 из системы и количество подводимого восстановителя, предпочтительно делать длину периода и/или размер повышения, и/или размер снижения, и/или длительность повышения, и/или длительность снижения выхода необработанных NOx и/или количества подводимого восстановителя зависимыми от данных величин. При этом следует обратить внимание на следующую зависимость:

длина периода и/или размер повышения, и/или размер снижения, и/или длительность повышения, и/или длительность снижения выхода необработанных NOx увеличиваются со снижением температуры катализатора и/или со снижением выхода NO2 выше SCR-катализатора по патоку, если соотношение NO2/NOx меньше единицы, и/или с повышением выхода NO2 выше SCR-катализатора по патоку, если соотношение NO2/NOx больше единицы, и/или со снижением выхода NH3 из системы, и/или со снижением количества подводимого восстановителя, и/или со снижением степени преобразования NOx и/или с повышением выхода NOx из системы.

Условия эксплуатации могут определяться с одной стороны непосредственно датчиками или с помощью моделей в виде математических функций, параметрических поверхностей и/или нейронных сетей. Подобные способы давно известны специалистам, так что подробное описание излишне.

Принцип действия предлагаемого способа рассмотрен ниже подробно с помощью нескольких примеров со ссылкой на фигуры, на которых:

на фиг.1 показано принципиальное изображение области, в пределах которой варьирует коэффициент загрузки;

на фиг.2 показан пример с первым вариантом периодического хода повышения NOx/снижения NOx с постоянным поступлением восстановителя;

на фиг.3 показана степень преобразования NOx в % при различных температурах катализатора и ходом повышения NOx/снижения NOx согласно фиг.2;

на фиг.4 показан второй пример периодического хода повышения NOx/снижения NOx с постоянным поступлением восстановителя.

На фиг.1 представлена в виде принципиальной схемы зависимость температуры катализатора от коэффициента загрузки в SCR-катализаторе двигателя внутреннего сгорания применительно к максимально достижимой степени преобразования оксида азота, при этом на ось абсцисс нанесена температура, и на ось ординат коэффициент загрузки α. Представленный сплошной линией ход кривой указывает теоретический коэффициент загрузки α, который следует выбирать при определенной температуре катализатора для того, чтобы для данной температуры катализатора получить максимальную степень преобразования для поступающего в катализатор оксида азота. Вместе с этим данная кривая представляет теоретическое установившееся состояние. Было обнаружено, что если коэффициент загрузки α варьирует в пределах определенных границ, которые можно установить только экспериментально для определенного типа катализатора в зависимости от температуры катализатора, с помощью соответственного изменения выхода необработанного NOx можно существенно повысить степень преобразования NOx. Указанные границы также нанесены на фиг.1, отнесенные к температуре для того, чтобы разъяснить принципиальную взаимосвязь. При этом, прерывистая линия представляет относящуюся к температуре верхнюю границу, и пунктирная линия представляет нижнюю границу для области вариации коэффициента загрузки α. На примере это означает то, что для температуры катализатора 250°C коэффициент загрузки α, например, периодически варьирует около теоретического значения 0,5 на короткие интервалы, а именно внутри границ 0,25 и 0,8. Данное варьирование, как было указано выше, осуществляется посредством того, что выход необработанного NOx двигателя внутреннего сгорания кратковременно поднимают, и затем снова снижают. Технические приемы в двигателе, которые вызывают указанные действия, в достаточной мере известны специалистам, на этом уже останавливались выше.

В ходе исследований было подтверждено, что предпочтительно варьировать выход необработанного NOx и/или коэффициент загрузки α, по меньшей мере, до 20%, более предпочтительно, по меньшей мере, до 40%, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, до 60%.

Для того чтобы продемонстрировать влияние изменения выхода необработанного NOx на степень преобразования, проводили измерения в испытательном катализаторе, которые описаны ниже в примере в сочетании с фиг.2 и 3. При измерениях использовали двигатель внутреннего сгорания типа MAN-D2676 с внешней рециркуляцией охлажденного отработанного газа, в выпускном тракте был установлен SCR-катализатор со следующими данными:

- ячеистое строение: 300 cpsi (ячеек на квадратный дюйм)

- активный компонент: V2O5 на WO3-стабилизированном TiO2

- объем: 30,3 л.

Изменение выхода необработанных NOx осуществляли с помощью изменения количества отработанного газа, направляемого обратно со стороны поступления свежего воздуха (повышение доли EGR (рециркуляции отработанного газа).

Режимы работы двигателя были 1200 об/мин/800 Нм, 1200 об/мин/1200 Нм и 1200 об/мин/1700 Нм, температура катализатора, которая получалась вследствие этого, составляла 200°C, 300°C и 400°C.

Как можно видеть на фиг.2, концентрацию NOx (в частях на миллион) варьировали таким образом, чтобы получался периодический трапециевидный ход кривой, при этом концентрация NOx колебалась от предельных значений 500 частей на миллион до 1500 частей на миллион симметрично около концентрации NH3 1000 частей на миллион, длительность периода составляла 4 секунды. На фиг.3 показана степень преобразования NOx в % для температуры катализатора 200°C, 300°C и 400°C, которая достигалась в выбранных на фиг.2 условиях. Для сравнения, на фиг.3 дополнительно нанесены степени преобразования NOx в %, которые достигались при неизменяемом выходе необработанных NOx, то есть при длительности периода 0 секунд и иным образом неизменяемый в остальном таком же устройстве и принципе действия. Как нетрудно заметить, с помощью предлагаемого способа достигается значительное повышение степени преобразования NOx, даже при низких температурах катализатора.

Как показано на фиг.4 концентрация NOx (в частях на миллион), конечно, также может варьировать согласно другому ходу кривой. На данной фигуре показан периодический прямоугольный ход кривой, при этом концентрация NOx также колеблется от предельных значений 500 частей на миллион до 1500 частей на миллион симметрично вокруг концентрации NH3 1000 частей на миллион.

Также длительность периода, которая в примере согласно фиг.3 составляет две секунды, может применяться в качестве регулирующей переменной для оптимизации степени преобразования NOx. То же самое относится и к амплитуде колебаний. Коэффициент загрузки α не должен обязательно симметрично колебаться вокруг теоретического постоянного значения (сплошная линия на фиг.1), более того на практике может оказаться целесообразным выбирать асимметричные снижения и повышения выхода необработанных NOx (прерывистая и пунктирная линии на фиг.1). Как уже отмечалось выше, фактическое изменение коэффициента загрузки α может быть указано только таким образом, что значение α варьирует около предполагаемого теоретического значения в положительном и отрицательном направлении и данные изменения должны происходить с помощью кратковременных повышений и снижений выхода необработанных NOx. Соответственно, оптимальный размер повышения или снижения в значительной мере зависит от используемого материала катализатора и должен определяться эмпирически для катализатора определенного типа.

Главной идеей предлагаемого технологического процесса является то, что отношение количества NH3 к количеству NOx (коэффициент загрузки α) периодически варьируется с помощью изменения выхода необработанных оксидов азота таким образом, что коэффициент загрузки α периодически колеблется около теоретического постоянного значения.

Конечно, существует возможность изменять приведенный выше наглядно объясненный пример технологического процесса. Так, существует возможность оптимизировать действие способа таким образом, чтобы подводимое количество восстановителя приспосабливалось не в соответствии, в частности не пропорционально, к периодически колеблющемуся выходу необработанных NOx. При этом также допустимо снижение количества восстановителя, однако при этом должно быть обеспечено, например, с помощью учета температуры до и/или в SCR-катализаторе, чтобы заданный уровень температуры при повторном повышении количества восстановителя не был ниже нижней границы.

Далее, может быть выгодным выбирать длину периода, и/или размер повышения, и/или размер снижения, и/или длительность повышения, и/или длительность снижения выхода необработанных NOx в зависимости от условий эксплуатации устройства для обработки отработанного газа. При этом, в качестве условий эксплуатации можно учитывать температуру катализатора, и/или степень загрузки аммиака в катализаторе, и/или степень преобразования NOx, и/или выход необработанных NOx, и/или количество NO2 до фильтра твердых частиц, и/или выход NOx после устройства для обработки отработанного газа, и/или выход NH3 после устройства для обработки отработанного газа, и/или количество подводимого восстановителя, и/или количество накопленного NH3, и/или количество NH3, которое может быть накоплено. Данные условия эксплуатации можно определить с помощью датчиков и/или моделей, в виде математических функций, параметрических поверхностей и/или нейронных сетей. Подобные способы давно известны специалистам в данной области, так что подробное описание излишне.

Если, несмотря на предложенные меры, SCR-катализатор пропускает неизрасходованный NH3, то можно предусмотреть, чтобы он разлагался с помощью загрузки материала с окисляющим действием расположенного на стороне очищенного газа, и/или чтобы способность накопления аммиака поднималась в направлении стороны очищенного газа для того, чтобы амортизировать пики содержания аммиака с помощью накапливания.

1. Способ применения, связанный с устройством для обработки отработанного газа, которое эксплуатируется с работающим при избытке воздуха двигателем внутреннего сгорания, при котором восстановление оксидов азота происходит вследствие того, что в поток отработанного газа до катализатора, который заполнен материалом катализатора для селективного каталитического восстановления оксида азота, добавляют выделяющий аммиак восстановитель, отличающийся тем, что отношение количества NH3 к NOx (коэффициент загрузки α) периодически варьируется с помощью изменения выхода необработанных оксидов азота из двигателя внутреннего сгорания таким образом, что коэффициент загрузки α периодически колеблется около заданного значения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество подводимого восстановителя согласовывают не соответственно, в частности не пропорционально, периодически изменяющемуся выходу необработанных NOx.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что подводимое количество восстановителя, в частности в фазе с высоким выходом необработанных NOx, уменьшается или подача восстановителя полностью прекращается.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что подводимое количество восстановителя в фазе с низким выходом NOx поднимается.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что выход необработанных NOx поднимают с помощью изменения начала впрыскивания топлива, и/или соотношения воздуха и топлива, и/или давления впрыска топлива, и/или числа и очередности во времени отдельных впрыскиваний топлива во время рабочего хода, и/или количества возвращаемого отработанного газа, и/или температуры всасываемого воздуха.

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что длину периода, и/или размер повышения, и/или размер снижения, и/или длительность повышения, и/или длительность снижения выхода необработанных NOx выбирают в зависимости от условий эксплуатации устройства для обработки отработанного газа.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве условий эксплуатации учитывают температуру катализатора, и/или степень загрузки аммиака в катализаторе, и/или степень преобразования NOx, и/или выход необработанных NOx, и/или количество NO2 до SCR катализатора, и/или выход NOx после устройства для обработки отработанного газа, и/или выход NH3 после устройства для обработки отработанного газа, и/или количество подводимого восстановителя, и/или количество накопленного NH3, и/или количество NH3, которое может быть накоплено.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что условия эксплуатации устройства для обработки отработанного газа определяют с помощью датчиков и/или моделей, в виде математических функций, параметрических поверхностей и/или нейронных сетей.

9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что проходящий SCR-катализатор неизрасходованный NH3 разлагается с помощью расположенного на стороне чистого газа SCR-катализатора материала с окисляющим действием.

10. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что выход необработанных NOx и/или коэффициент загрузки α варьируют по меньшей мере до 20%, предпочтительно по меньшей мере до 40%, наиболее предпочтительно по меньшей мере до 60%.

11. Устройство для осуществления способа по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что загрузка SCR-катализатора SCR-активным материалом производится таким образом, что способность накапливания аммиака в SCR-катализаторе повышается по направлению к стороне чистого газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе нейтрализации вредных выбросов для транспортных средств, оснащенных бензиновыми двигателями внутреннего сгорания, а также к способу уменьшения выброса вредных веществ, содержащихся в отработавших газах бензиновых двигателей.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Способ эксплуатации установки нейтрализации отработанных газов, в котором удаление частиц сажи из отработанных газов проводят посредством пылевого фильтра.

Изобретение относится к катализированному блоку-носителю для использования при очистке выхлопного газа, выбрасываемого из двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедной топливной смеси.

Изобретение относится к системе дополнительной каталитической обработки, которая может быть применена в частности в автомобилях для выхлопного газа дизельного двигателя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ эксплуатации двигателя заключаются в том, что во время работы двигателя (210) обеспечивают протекание выхлопных газов через первый, второй и третьи каталитические нейтрализаторы (82A, 82B), (84A, 84B), (70A, 70B) для накопления по меньшей мере некоторого количества выхлопного аммиака в первом каталитическом нейтрализаторе (82A, 82B).

Изобретение относится к области обработки отработавших газов. Предложены способ и устройство (10, 100) для подачи содержащей аммиак текучей среды в канал (22) для отходящего газа установки сжигания.
Заявлена система выпуска выхлопных газов для двигателей внутреннего сгорания и покрытая катализатором подложка для использования в системе выпуска выхлопных газов.

Изобретение может быть использовано для диагностирования датчика NOx, присоединенного к системе очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Способ определения ухудшения работы датчика NOx выхлопных газов предназначен для двигателя (10), содержащего восстановительный каталитический нейтрализатор (152) и датчик (160) NOx выхлопных газов в подаваемых газах, расположенный выше по потоку от восстановительного каталитического нейтрализатора (152).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, имеющих устройство для обработки отработавшего газа, в которое подводится жидкая добавка. Способ эксплуатации дозирующего устройства (1) для жидкой добавки предназначен для устройства, имеющего по меньшей мере один насос (2) с подвижным насосным элементом, который для подачи жидкой добавки совершает подающие движения, и по меньшей мере один инжектор (4), который с помощью напорного трубопровода (5) подсоединен к напорной стороне насоса (2) и может открываться для дозирования жидкой добавки.

Изобретение относится к системам обработки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Устройство для защиты катализатора включает в себя: катализатор, предусмотренный в системе выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания и очищающий отработавшие газы; блок сбора данных о температуре слоя, получающий информацию о текущей температуре слоя катализатора; блок расчета базового значения приращения, рассчитывающий базовое значение приращения, которое является базовой величиной значения приращения количества топлива, впрыскиваемого форсункой, предусмотренной в двигателе внутреннего сгорания, для охлаждения катализатора, когда текущая температура слоя превышает заданное значение для определения температуры перегрева; компенсатор, получающий скорректированное значение приращения посредством корректировки базового значения приращения с использованием коэффициента уменьшения, рассчитываемого с задействованием значения целевой температуры слоя, заданной явно ниже значения определения; и блок увеличения количества впрыскиваемого топлива, выбирающий одно из значений - базовое значение приращения или скорректированное значение приращения.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Способ эксплуатации установки нейтрализации отработанных газов, в котором удаление частиц сажи из отработанных газов проводят посредством пылевого фильтра.

Изобретение относится к переработке отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. При эксплуатации двигателя осуществляют подачу зажигания для сжигания воздушно-топливной смеси в двигателе, накапливают в сажевом фильтре твердые частицы, образуемые при сжигании воздушно-топливной смеси, и нагревают сажевый фильтр для улучшения его регенерации при нагрузке двигателя ниже порогового значения и отпускании акселератора посредством прекращения подачи зажигания в один или более цилиндров и подачи топлива в эти цилиндры.

Изобретение относится к системе последующей обработки отработавших газов. Способ контроля компонентов системы последующей обработки отработавших газов (EATS) для дизельного двигателя содержит по направлению потока отработавших газов форсунку системы усовершенствованного впрыска углеводородов (AHI), блок дизельного катализатора окисления (DOC), дизельный сажевый фильтр (DPF) и систему селективного каталитического восстановления (SCR), включает: измерение количества тепла (QDOC), выделившегося на блоке DOC в течение цикла впрыска углеводородов системой AHI; измерение количества тепла (QEATS) от впрыснутого системой AHI топлива, выделившегося на блоке DOC и фильтре DPF в течение цикла впрыска углеводородов системой AHI; измерение коэффициента преобразования (ηSCR) оксидов NOx в N2 системой SCR, когда впрыск углеводородов системой AHI не осуществляется; вычисление количества поданного тепла (QAHI) от топлива, впрыснутого системой AHI, в течение цикла впрыска углеводородов в случае полноценной работы форсунки; вычисление величины коэффициента прохождения углеводородов через блок DOC, равного: 1 - (QDOC/QEATS); вычисление величины коэффициента выноса углеводородов в системе AHI, равного: 1 - (QEATS/QAHI); и идентификацию неисправности форсунки системы AHI, блока DOC, фильтра DPF или системы SCR путем сравнения каждого из вычисленного коэффициента прохождения углеводородов через блок DOC, вычисленного коэффициента выноса углеводородов в системе AHI и измеренного коэффициента преобразования оксидов NOx с заданными величинами.

Настоящее изобретение относится к фильтру (2) частиц для фильтрации выхлопного газа в двигателе внутреннего сгорания, в частности автотранспортного средства. Фильтр содержит корпус и фильтрующий элемент (5).

Изобретение относится к устройствам для очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Устройство включает в себя катализатор (7) окислов азота (NOx), расположенный в выпускном трубопроводе (3) двигателя (1) внутреннего сгорания для восстановления окислов азота с помощью восстанавливающего агента, подаваемого к нему, устройство (6) подачи, которое подает мочевину к катализатору (7) окислов азота выше по потоку относительно катализатора (7) окислов азота, фильтр (5), расположенный в выпускном трубопроводе выше по потоку относительно устройства (6) подачи, чтобы улавливать твердые частицы (ТЧ) в отработавших газах.

Группа изобретений относится к способу очистки сажевого фильтра транспортного средства и к системе с глушителем транспортного средства и сажевым фильтром. Транспортное средство снабжено двигателем внутреннего сгорания и сажевым фильтром, установленным в рабочее положение внутри глушителя системы выпуска отработавших газов при нормальной работе двигателя.

Изобретение относится к устройству для обработки выхлопных газов. Устройство (1) для обработки выхлопных газов, содержит впускную трубу (2) для ввода образованного в результате сгорания отработанного газа; выпускную трубу (3) для выпуска образованного в результате сгорания отработанного газа; газонепроницаемый внутренний корпус (7), который соединен по текучей среде с впускной трубой (2) на одной стороне и с выпускной трубой (3) на другой стороне, для размещения в нем фильтра (4) частиц; соединительный элемент (9), который расположен в области (8) соединения внутреннего корпуса (7), обращенной к выпускной трубе (3) относительно направления потока, для механического соединения фильтра (4) частиц с внутренним корпусом (7); окислительный нейтрализатор (5), расположенный выше по потоку по отношению к фильтру (4) частиц во внутреннем корпусе (7), для катализа реакции восстановления образованного в результате сгорания отработанного газа; по меньшей мере одно место (11, 12, 13, 14) измерения, расположенное на максимальной длине (L) фильтра (4) частиц относительно направления потока, для измерения противодавления, созданного фильтром (4) частиц, при работе устройства (1) для обработки выхлопных газов.

Изобретение относится к очистке отработавших газов дизельного двигателя. Система содержит нейтрализатор 1 отработавших газов, катализатор 2, устройство 3 хранения и подачи мочевины, трубку 4 подачи мочевины через форсунку 5 в трубопровод 6 выпуска отработавших газов.

Настоящее изобретение относится к конструкции для установки модуля очистки выхлопных газов в выпускном канале. Конструкция для установки модуля (2) очистки выхлопных газов в выпускном канале содержит устройство (13) крепления, с помощью которого можно закреплять с возможностью отсоединения модуль (2) очистки выхлопных газов в требуемом положении установки в выхлопном канале через отверстие (1a) со съемно устанавливаемой крышкой (9).

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для сокращения частиц сажи в отработанном газе (ОГ), прежде всего ОГ в двигателе внутреннего сгорания (ДВС), имеющему по меньшей мере одну первую, по меньшей мере, частично электропроводную структуру (1), вторую, по меньшей мере, частично электропроводную структуру (2), промежуточное пространство (3) между первой структурой (1) и второй структурой (2), источник (11) высокого напряжения для создания электрического потенциала между первой структурой (1) и второй структурой (2), причем в промежуточном пространстве (3) расположена по меньшей мере одна, по меньшей мере, частично электропроводная промежуточная структура (8), на которой может быть создан промежуточный потенциал.
Изобретение относится к ловушке NOx для выхлопных систем двигателей внутреннего сгорания и способу обработки выхлопных газов из двигателей внутреннего сгорания. Ловушка NOx включает подложку, первый слой, содержащий первый металл платиновой группы, первый компонент аккумулирования NOx и первый носитель, второй слой, содержащий второй металл платиновой группы, второй компонент аккумулирования NOx и второй носитель, и третий слой, содержащий родий и третий носитель, где первый слой характеризуется уровнем введения металла платиновой группы, который находится в диапазоне от 1 до 40 процентов от уровня введения металла платиновой группы во второй слой, при этом первый компонент аккумулирования NOx и второй компонент аккумулирования NOx являются идентичными, и идентичными являются первый носитель и второй носитель. Изобретение обеспечивает снижение подверженности дезактивации в ходе десульфатизации/регенерации ловушки NOx. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 табл., 2 пр.
Наверх