[发明专利]旨在减少机动车辆排放气体中的NOx量的系统

说明书

技术领域

本发明涉及旨在减少机动车辆排放气体中的NO_X量的SCR(选择性催化还原)催化剂系统。

背景技术

与交通有关的污染物排放已经在工业中经历了约三十年的重要发展。对四种受管制污染物（CO、HC、NOx、颗粒）的排放限制已经逐渐变得更加严格的事实已经使得空气质量得以显著地改善，特别是在大城市中。

机动车辆使用的不断增加要求更进一步减少这些污染物排放的持续努力。由此，预计在2015年欧6标准生效时更严格的欧洲排放阈值的范围内减少氮氧化物（NOx）仍然是复杂的问题。具有在所有运行条件下高效的可得的污染控制技术仍然是运输业的主要挑战。

其次，近年来与CO₂排放直接相关的燃料消耗成为了汽车工业的主要关注点。由此，自2012年起欧洲水平的规定将落实在私家车的CO₂排放上。已经建立的是在即将到来的数十年将有规律地降低这个限制。因此CO₂成为整个交通业的新的增长驱动力。

局部污染(NOx)的减少和燃料消耗(CO₂)的减少的该双重问题对柴油发动机特别困难，柴油发动机的稀混合物燃烧伴随着难以处理的NO_X排放。

在此背景下对分配于货物运输与私家车辆的车辆均设想SCR后处理技术。事实上，已经说明NO_X减少的高效率可以使发动机在效率方面发挥其最优的功能，在排放气体的高NO_X排放随后通过SCR系统处理。

SCR技术的一个限制在于需要在车辆上安装用于还原氮氧化物必须的还原剂。重型货车目前采用的系统使用尿素的水溶液作为还原剂。注射进排放气体后，尿素通过排放气体的温度作用分解为氨（NH₃），并使NO_X能在特定催化剂上被还原。

尿素水溶液的储槽的集成仍是SCR系统的高限制条件。研究中的替代的解决办法是将气态的氨贮藏在盐中。在此情况中，氨以化学络合物的形式贮藏在由特定的氯化物类型的盐（MgCl₂、SrCl₂、CaCl₂、BaCl₂、ZnCl₂等）构成的多孔的基质中。通过改变基质的温度和/或压力解吸氨，并随后将其注射入排放气体用于NO_X的处理。

涉及来自热机内的燃烧的烟的后处理的化学反应是催化反应，其主要取决于排放气体和催化浸渍的温度。

然而，当车辆启动时，排放气体的温度不足以提供显著的催化转化。因此，需要等待一定的时长用于排放气体达到SCR有效还原NO_X的温度。图1显示排放气体温度随欧洲批准循环（新欧洲行驶循环：NEDC）的典型变化。也指出通过SCR催化剂后处理后获得的NO_X排放和该后处理的效率。由此，当车辆启动时，排放气体中的温度不足以确保显著的催化转化，因此由发动机产生的排放不受到后处理，且效率接近于零。在循环的过程中温度逐渐增加，并随后能够“点燃”后处理系统，催化转化可能具有可以达到100%的效率。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种旨在减少机动车辆排放气体中的NO_X量的系统，其设置成当机动车辆启动时加速排放气体的温度升高以缩短用于催化转化到达最优的必要时间。