[发明专利]使用LNT和SCR的后处理系统

说明书

相关申请

本申请要求2012年12月14日提交的、美国申请61/737,199号的优先权，这里结合其作为参考。

背景技术

燃料发动机可以使用排放控制或系统，把这些排放控制或系统配置成减少氮氧化物（NO_x）、二氧化碳（CO₂）和／或铁（Fe）等的量，这些都存在于发动机的废气中。例如，控制这种排放的一个方面可以包括选择性催化还原（SCR）系统的使用。SCR一般使用催化剂和还原剂把废气中的NO_x转换成至少氮气和水。还原剂可以是液体或气体，例如，诸如尿素、无水氨或氨水等。

在一些系统中，氨还原剂与放置在称之为主单元的金属容器内的固态主体盐进行分子结合。通过放热反应，从主体盐中释放出气态的氨还原剂。热发动机冷却液的流提供了这种放热反应的启动，所述冷却液通过围绕主单元的加热套循环。此外，在这种系统中，通过传导传递到冷却液的发动机热量可以提供热量，该热量有助于从固态主体盐释放氨还原剂的放热反应。

还可以与氨氧化催化剂（AMO_x）一起使用这种SCR系统。一般配置AMO_x系统以防止已经喷入废气中但是SCR系统在NO_x的转换中没有使用的氨（NH₃）从后处理系统中逸出。例如，AMO_x系统可以包括催化剂，例如，诸如基于沸石的和氧化铝负载的金属或金属氧化物催化剂，其把剩余在废气中的至少一部分氨转换成氮气（N₂）和水（H₂O）。然而，在至少一些系统中，废气的温度会影响AMO_x系统的有效性，更具体地，影响是否已经使废气被加热到促使AMO_x系统有能力把氨转换成氮气和水的温度。

例如，在温度低于摄氏200°时SCR系统在控制NO_x排放方面一般不怎么有效，这在符合排放规则方面可能存在问题。此外，SCR系统的定量能力可能需要废气温度高于摄氏190°，为的是防止喷入到废气中的还原剂沉积在SCR系统上。因此，为了有效，单单依靠SCR系统的后处理系统为了除去NO_x，通常需要相当快速地提高废气温度。

为了达到SCR系统需要的升温，与只具有处理NO_x的SCR系统的后处理系统一起使用的发动机可以在加热模式中工作，在加热模式中，发动机在具有更多燃料消耗的更充裕的条件下运行，为的是产生SCR系统有效工作所必需的热。然而，较高的燃料消耗直接与增加CO₂的产生有关，并且也可能增加发动机的燃料消耗率。

再有，具有SCR系统，在发动机冷却液达到发动机冷却液有助于上述放热反应所需要的温度之前会有一个延迟。例如，冷的内燃机在冷起动之后、发动机冷却液升高到足够温度（例如，大于摄氏200°）之前，可能需要足够的工作时间以有助于这个放热反应。这个时间上的延迟可能因为周围环境的温度而进一步延长，诸如，例如在极冷天气情况期间。减少发动机废气中存在的NO_x量的基于另一个类型催化剂的系统是贫油NO_x捕集（LNT）。一般配置LNT使之通过捕集或吸收NO_x（例如，诸如通过使用沸石）而从废气除去NO_x。LNT捕集NO_x的能力一般不取决于相关联发动机工作所产生的废气的温度。因此，在冷发动机启动和／或发动机在相对冷的环境中工作的情况下，LNT至少是部分有效的。

发明内容

根据某些实施例，提供一种多催化剂系统，用于进行后处理系统的废气的处理。该系统包括公共基板和多个催化剂。所述多个催化剂可以提供多个催化剂部分（catalyst section）。

此外，根据某些实施例，提供一种多催化剂系统，用于后处理系统中的废气的处理。所述多催化剂系统包括施加于基板一部分的第一催化剂，该第一催化剂包括贫油NO_x捕集催化剂。此外，把第二催化剂施加于所述基板的一部分，该第二催化剂包括选择性催化还原催化剂。

实施例还提供用于后处理系统废气的多催化剂系统，该系统包括具有多个催化剂部分的公共基板。所述多个催化剂部分的每一个包括为处理内燃机产生的废气而配制的至少一个催化剂。

附图说明

图1示出多催化剂系统，所述系统包括具有多个催化剂的单个公共基板。