Устройство и способ для воздействия на количество оксидов азота в выхлопных газах из двигателя внутреннего сгорания - заявка 2016137489 на патент на изобретение в РФ


1. Способ обработки потока (303) выхлопных газов, формирующихся при сгорании в двигателе (301) внутреннего сгорания и содержащих оксиды азота NOx, включающие моноксид азота NO и диоксид азота NO2; причем способ включает:
- первое воздействие (210) на первое количество оксидов азота NOx_1, достигающее первого устройства (331), расположенного в системе (350) обработки выхлопных газов для оказания воздействия на первое количество оксидов азота NOx_1, так что первое воздействие выполняют посредством использования, по меньшей мере, первого катализатора (SC1) предотвращения проскока в первом устройстве (331), причем первый катализатор (SC1) предотвращения проскока выполняет, в первую очередь, восстановление оксидов азота NOx и, во вторую очередь, окисление потенциальной добавки в потоке (303) выхлопных газов, так что первым воздействием (210) активно управляют на основе, по меньшей мере, первого количества оксидов азота NOx_1, достигающего первого устройства (331); и
- второе воздействие (220) на второе количество оксидов азота NOx_2, достигающее второго устройства (332), расположенного ниже по потоку от первого устройства (331) для оказания воздействия на второе количество оксидов азота NOx_2.

2. Способ по п. 1, в котором обработка потока выхлопных газов также содержит окисление (230) одного или более оксидов азота NO и частично окисленных соединений углерода в потоке (303) выхлопных газов, причем окисление (230) происходит на по меньшей мере одном субстрате с окислительным покрытием, расположенным ниже по потоку от первого устройства (331).

3. Способ по любому из пп. 1-2, в котором
- первому воздействию (210) предшествует первая подача (205) первой добавки в поток (303) выхлопных газов выше по потоку от первого устройства (331); и
- первое воздействие (210) содержит первое восстановление первого количества оксидов азота NOx_1 посредством первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR1), с последующим первичным восстановлением оксидов азота NOx и вторичным окислением потенциальной добавки в потоке (303) выхлопных газов посредством первого катализатора (SC1) предотвращения проскока.

4. Способ по п. 3, в котором активное управление первым воздействием (210) также основано на степени покрывания для добавки для первого катализатора (SCR1) селективного каталитического восстановления и/или для первого катализатора (SC1) предотвращения проскока.

5. Способ по любому из пп. 3-4, в котором активное управление первым воздействием (210) также основано на по меньшей мере одной каталитической характеристике первого устройства (331).

6. Способ по любому из пп. 3-5, в котором активное управление первым воздействием (210) также основано на температуре TSCR1 первого катализатора селективного каталитического восстановления и/или температуре TSC1 первого катализатора предотвращения проскока.

7. Способ по любому из пп. 3-6, в котором активное управление первым воздействием (210) также основано на том, сколько из первого количества оксидов азота NOx_1 возможно удержать и/или восстановить посредством первого устройства (331).

8. Способ по любому из пп. 3-7, в котором активное управление первым воздействием (210) включает то, что первая подача (205) первой добавки проводят в такой степени, что степень покрывания для первой добавки в первом катализаторе (SCR1) селективного каталитического восстановления превышает значение для максимальной степени покрывания для добавки в первом катализаторе (SCR1) селективного каталитического восстановления.

9. Способ по любому из пп. 3-8, в котором активное управление первым воздействием (210) выполняют так, что первая подача (205) первой добавки приводит к проскоку добавки из первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR1).

10. Способ по п. 9, в котором активное управление первым воздействием (210) выполняют так, что проскок добавки из первого катализатора (SCR1) селективного каталитического восстановления может быть по существу удержан и/или окислен в первом катализаторе (SC1) предотвращения проскока.

11. Способ по п. 10, в котором активное управление первым воздействием (210) выполняют так, что первая подача (205) первой добавки снижена так, что степень покрывания для первого катализатора (SCR1) селективного каталитического восстановления падает, если степень покрывания для первой добавки в первом катализаторе (SC1) предотвращения проскока превышает значение для максимальной степени покрывания для добавок в первом катализаторе (SC1) предотвращения проскока.

12. Способ по любому из пп. 3-11, в котором первому восстановлению первого количества оксидов азота NOx_1 посредством первого катализатора (SCR1) селективного каталитического восстановления предшествует удержание оксидов азота NOx посредством NOx-удерживающего катализатора (NCC), расположенного выше по потоку от первого катализатора (SCR1) селективного каталитического восстановления.

13. Способ по любому из пп. 3-12, в котором за восстановлением оксидов азота NOx и/или окислением потенциальной добавки в потоке (303) выхлопных газов первым катализатором (SC1) предотвращения проскока следует удержание оксидов азота NOx посредством NOx-удерживающего катализатора (NCC), расположенного ниже по потоку от первого катализатора (SC1) предотвращения проскока.

14. Способ по любому из пп. 3-13, в котором активное управление первым воздействием (210) также основано на степени покрывания оксидов азота NOx в NOx-удерживающем катализаторе (NCC), включенным в первое устройство (331).

15. Способ по любому из пп. 1-11, в котором первое воздействие состоит из удержания оксидов азота NOx посредством NOx-удерживающего катализатора (NCC), и первичного восстановления оксидов азота NOx и вторичного окисления потенциальной добавки в потоке (303) выхлопных газов посредством первого катализатора (SC1) предотвращения проскока.

16. Способ по любому из пп. 1-15, в котором активное управление первым воздействием (210) также основано на определенном значении (NO2_2/NOx_2)det второго отношения между вторым количеством диоксида азота NO2_2 и вторым количеством оксидов азота NOx_2, достигающим второго устройства (332).

17. Способ по п. 16, в котором активное управление первым воздействием (210) достигает уменьшения значения (NO2_2/NOx_2) второго отношения, при этом уменьшение достигается посредством увеличения второго количества оксидов азота NOx_2.

18. Способ по п. 17, в котором уменьшение значения (NO2_2/NOx_2) второго отношения достигается посредством активного управления первым воздействием на первое количество оксидов азота NOx_1, выполняемого так, что первое воздействие включает уменьшенное восстановление первого количества оксидов азота NOx_1 в первом устройстве (331), так, что второе количество оксидов азота NOx_2 увеличивается.

19. Способ по любому из пп. 16-18, в котором
- первому воздействию (210) предшествует первая подача (205) первой добавки в поток (303) выхлопных газов выше по потоку от первого устройства (331); и
- первая подача (205) основана на определенном значении (NO2_2/NOx_2)det второго отношения, так что высокое определенное значение (NO2_2/NOx_2)det второго отношения приводит к подаче меньшего количества добавки, чем низкое определенное значение (NO2_2/NOx_2)det.

20. Способ по п. 19, в котором первая подача (205) добавки уменьшена, если определенное значение (NO2_2/NOx_2)det второго отношения выше, чем верхнее пороговое значение (NO2_2/NOx_2)threshold_high, (NO2_2/NOx_2)det>(NO2_2/NOx_2)threshold_high.

21. Способ по п. 20, в котором верхнее пороговое значение (NO2_2/NOx_2)threshold_high имеет значение, которое зависит от одного или более из группы:
- каталитические характеристики первого устройства (331);
- каталитические характеристики второго устройства (332);
- тип катализатора первого устройства (33,1);
- тип катализатора второго устройства (332);
- интервал температур, в пределах которого активно первое устройство (331);
- интервал температур, в пределах которого активно второе устройство (332);
- степень покрывания добавки первого устройства (331);
- степень покрывания добавки второго устройства (332);
- температура в первом устройстве (331);
- температура во втором устройстве (332).

22. Способ по любому из пп. 20-21, в котором верхнее пороговое значение (NO2_2/NOx_2)threshold_high имеет значение в пределах интервала из группы:
(NO2_2/NOx_2)threshold_high>50%;
50%<(NO2_2/NOx_2)threshold_high≤85%; и
60%<(NO2_2/NOx_2)threshold_high≤75%.

23. Способ по пп. 16-22, в котором активное управление первым воздействием (210) достигает увеличения значения NO2_2/NOx_2 второго отношения, при этом увеличение достигается посредством уменьшения второго количества оксидов азота NOx_2.

24. Способ по п. 23, в котором увеличение значения NO2_2/NOx_2 второго отношения достигается посредством активного управления первым воздействием на первое количество оксидов азота NOx_1, выполняемого так, что первое воздействие включает увеличенное восстановление первого количества оксидов азота NOx_1 в первом устройстве (331), так что второе количество оксидов азота NOx_2 уменьшено.

25. Способ по любому из пп. 16-24, в котором
- первому воздействию (210) предшествует первая подача (205) первой добавки в поток (303) выхлопных газов выше по потоку от первого устройства (331); и
- первая подача (205) основана на определенном значении (NO2_2/NOx_2)det второго отношения, так что низкое определенное значение (NO2_2/NOx_2)det второго отношения приводит к подаче большего количества добавки, чем высокое определенное значение (NO2_2/NOx_2)det.

26. Способ по любому из пп. 23-25, в котором первая подача (205) увеличивается, если определенное значение (NO2_2/NOx_2)det второго отношения меньше или равно нижнему пороговому значению (NO2_2/NOx_2)threshold_low, (NO2_2/NOx_2)det≤(NO2_2/NOx_2)threshold_low.

27. Способ по п. 26, в котором нижнее пороговое значение (NO2_2/NOx_2)threshold_low имеет значение, которое зависит от одного или более из группы:
- каталитические характеристики первого устройства (331);
- каталитические характеристики второго устройства (332);
- тип катализатора первого устройства (331);
- тип катализатора второго устройства (332);
- интервал температур, в пределах которого активно первое устройство (331);
- интервал температур, в пределах которого активно второе устройство (332);
- степень покрывания добавки первого устройства (331);
- степень покрывания добавки второго устройства (332);
- температура в первом устройстве (331);
- температура во втором устройстве (332).

28. Способ по любому из пп. 26-27, в котором нижнее пороговое значение (NO2_2/NOx_2)threshold_low имеет значение в пределах интервала из группы:
(NO2_2/NOx_2)threshold_low<50%;
10%≤(NO2_2/NOx_2)threshold_low≤40%; и
20%≤(NO2_2/NOx_2)threshold_low≤60%.

29. Способ по любому из пп. 1-28, в котором
- второе количество оксидов азота NOx_2 соответствует второму отношению NO2_2/NOx_2 между вторым количеством диоксида азота NO2_2 и вторым количеством оксидов азота NOx_2, достигающим второго устройства (331); и
- управление первой подачей (205) первой добавки проводят на основе определенного значения (NO2_2/NOx_2)det второго отношения, так что возможно применение быстрого восстановления во втором устройстве (331).

30. Способ по любому из пп. 16 и 29, в котором определенное значение первого значения (NO2_1/NOx_1)det отношения между первым количеством диоксида азота NO2_1 и первым количеством оксидов азота NOx_1, достигающего первого устройства, и/или второе (NO2_2/NOx_2)det отношение состоит из одного из группы:
- измеренное значение;
- смоделированное значение;
- прогнозируемое значение.

31. Способ по любому из пп. 1-30, в котором активное управление первым воздействием достигнуто с помощью использования одного или более из:
- управления дозировкой добавки в первом устройстве (331);
- управления температурой в первом устройстве (331); и
- управления состоянием выхлопных газов в первом устройстве (331).

32. Компьютерная программа, содержащая программный код, который, при выполнении программного кода на компьютере, достигает того, что компьютер выполняет способ по любому из пп. 1-31.

33. Компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель и компьютерную программу по п. 32, причем компьютерная программа содержится на машиночитаемом носителе.

34. Система (350) обработки выхлопных газов, выполненная с возможностью обработки потока (303) выхлопных газов, формирующихся при сгорании в двигателе (301) внутреннего сгорания и содержащих оксиды азота NOx, включающие моноксид азота NO и диоксид азота NO2; причем система содержит
- первое устройство (331), расположенное в системе (350) обработки выхлопных газов для обеспечения первого воздействия (210) на первое количество оксидов азота NOx_1, достигающее первого устройства (331), причем первое воздействие выполнено посредством использования, по меньшей мере, первого катализатора (SC1) предотвращения проскока в первом устройстве (331), причем первый катализатор (SC1) предотвращения проскока выполнен с возможностью, в первую очередь, восстановления оксидов азота NOx и, во вторую очередь, окисления потенциальной добавки в потоке (303) выхлопных газов, и причем первое воздействие (210) подвергается активному управлению на основе первого количества оксидов азота NOx_1, достигающего первого устройства (331); и
- второе устройство (332), расположенное ниже по потоку от первого устройства (331), для обеспечения второго воздействия (220) на второе количество оксидов азота NOx_2, достигающее второго устройства (332).

35. Система (350) обработки выхлопных газов по п. 34, в которой первое каталитическое устройство (331) содержит одно из группы:
- первый катализатор (SCR1) селективного каталитического восстановления, за которым ниже по потоку следует первый катализатор (SC1) предотвращения проскока;
- первый катализатор (SC1) предотвращения проскока, за которым ниже по потоку следует первый катализатор (SCR1) селективного каталитического восстановления;
- первый катализатор (SC1) предотвращения проскока, за которым ниже по потоку следует первый катализатор (SCR1) селективного каталитического восстановления, за которым ниже по потоку следует дополнительный первый катализатор (SC1b) предотвращения проскока, причем дополнительный первый катализатор (SC1b) предотвращения проскока выполнен с возможностью окисления добавки и/или способствования первому катализатору (SCR1) селективного каталитического восстановления в восстановлении оксидов азота NOx в потоке (303) выхлопных газов;
- первый катализатор (SC1) предотвращения проскока;
- первый катализатор (SC1) предотвращения проскока, за которым ниже по потоку следует первый катализатор (SCR1) селективного каталитического восстановления, объединенный с исключительно окисляющим покрытием в своей выходной части;
- первый катализатор (SCR1) селективного каталитического восстановления, за которым ниже по потоку следует первый катализатор (SC1) предотвращения проскока, за которым ниже по потоку следует NOx-удерживающий катализатор (NCC);
- NOx-удерживающий катализатор (NCC), за которым ниже по потоку следует первый катализатор (SCR1) селективного каталитического восстановления, за которым ниже по потоку следует первый катализатор (SC1) предотвращения проскока;
- NOx-удерживающий катализатор (NCC), за которым ниже по потоку следует первый катализатор (SCR1) селективного каталитического восстановления, за которым ниже по потоку следует первый катализатор (SC1) предотвращения проскока, за которым ниже по потоку следует дополнительный NOx-удерживающий катализатор (NCCb); и
- первый катализатор (SC1) предотвращения проскока и NOx-удерживающий катализатор (NCC).

36. Система (350) обработки выхлопных газов по пп. 34-35, в которой второе устройство (332) содержит одно из группы:
- второй катализатор (SCR2) селективного каталитического восстановления;
- второй катализатор (SCR2) селективного каталитического восстановления, за которым ниже по потоку следует второй катализатор (SC2) предотвращения проскока, причем второй катализатор (SC2) предотвращения проскока выполнен с возможностью окисления остатка добавки и/или способствования второму катализатору селективного каталитического восстановления (SCR2) в дополнительном восстановлении оксидов азота NOx в потоке (303) выхлопных газов.
Наверх