[发明专利]用于从SCR催化剂中去除尿素沉积的基于车辆的战略

说明书

本申请是于2008年4月30日提交的名称为“用于从SCR催化剂中去除尿素沉积的基于车辆的战略”的中国专利申请200810096628.0的分案申请。

技术领域

本申请涉及用于改进车辆的排气后处理系统性能的系统及方法，更具体地本申请涉及用于使基于尿素的选择性催化还原（SCR）催化剂再生以改进NOx转化效率的系统及方法。

背景技术

柴油发动机驱动的车辆必须装备有稀排气（lean exhaust）后处理装置如基于尿素的选择性催化还原（SCR）催化剂以还原NOx排放物。基于尿素的SCR催化剂需要尿素的喷射以提供氨(NH₃)作为还原NOx的还原剂。主要按照如下所示的两个步骤从尿素分解中产生氨：

(1)NH₂-CO-NH₂(气态或液态)=NH₃(气态)+HNCO(气态)

(2)HNCO(气态)+H₂O(气态)=NH₃+CO₂(气态)

第一步骤（1）是热分解反应，第二步骤（2）是水解反应。在300°C以下的温度尿素的热分解缓慢且为限速步骤。因此，当排气温度是在300°C以下时，喷射到SCR催化剂的尿素溶液大部分以尿素相关化合物（compound）沉积在SCR上而没有完全分解。

当在城市驾驶循环中驾驶柴油机车辆时，柴油机排气温度较低（例如小于300°C）。因此，尿素相关沉积可以在SCR催化剂上形成。该尿素相关沉积会阻塞涂层（washcoat）中的孔并减少催化剂的表面积和催化剂的活性。此外，在催化剂上的阻塞可能增加催化剂上的背压，从而负面影响发动机性能及增加燃料消耗。

美国专利6,892,530号公开了通过将碳氢化合物的温度保持在碳氢化合物的沸点之上以去除碳氢化合物沉积而使基于尿素的SCR催化剂再生的方法。然而，本发明人在此认识到上述方法不能充分去除尿素相关沉积。例如，在‘530专利中使用的用于去除碳氢化合物沉积的温度和时间间隔对于去除基于尿素的沉积不是有效的。

发明内容

在本发明的一个方面中，提供了用于操作连接到内燃发动机下游的后处理装置的方法。该后处理装置包括基于尿素的选择性催化还原（SCR）催化剂。该方法包括确定用于SCR催化剂再生的阈值尿素沉积累积；确定是否在SCR催化剂中的阈值尿素沉积累积已经满足；及响应于该确定，通过将SCR催化剂保持在预定再生温度或高于预定再生温度持续预定时间间隔使SCR催化剂再生。在一个示例中，时间间隔和/或预定温度可以随着尿素沉积量的改变而改变。

在本发明的另一个方面中，提供了使连接到内燃发动机下游的后处理装置的基于尿素的选择性催化还原（SCR）催化剂再生的方法。该方法包括评估在SCR催化剂中的尿素沉积累积以确定SCR催化剂的再生的正时以去除尿素沉积累积；将SCR催化剂的温度升高到预定温度并保持预定温度持续预定时间间隔以使SCR催化剂再生；及调节进入SCR催化剂的排气流率以改进在SCR催化剂中的热传递和尿素沉积累积的去除。

在本发明的再一个方面中，车辆的系统包括内燃发动机；连接到内燃发动机下游的基于尿素的选择性催化还原（SCR）催化剂；及配置为调节操作参数以使SCR催化剂再生的控制器，其中控制器随着在SCR催化剂上尿素沉积的量的改变而改变SCR催化剂再生时的温度，及控制器随着所述尿素沉积的量的改变而改变SCR催化剂再生的持续期。例如，通过协调相应于尿素沉积负载的再生持续期和温度（例如，较长/较短的再生时间和/或较低/较高的温度），可以根据在SCR催化剂上的尿素沉积的具体性质实现改进的再生。

附图说明

图1A是发动机的示例实施例的示意图。

图1B是发动机的替代实施例。

图2是连接到内燃发动机下游的后处理装置的示意图。

图3示出本公开的一个实施例中的用于操作连接到内燃发动机的下游的后处理装置的示例方法200。

具体实施方式