[发明专利]排气后处理系统及用于排气后处理的方法

说明书

用于内燃机的排气后处理系统(2)，该排气后处理系统具有布置在内燃机(1)下游的用于从排气中滤除烟粒的颗粒过滤器(4)，并且具有布置在颗粒过滤器(4)的上游和内燃机(1)的下游的用于使SO₂氧化成SO₃的氧化催化转化器(3)，其中SO₃和/或沉析的H₂SO₄用于使颗粒过滤器(4)中的烟粒氧化，并因此用于颗粒过滤器(4)的再生。

技术领域

本发明涉及一种排气后处理系统。本发明还涉及一种用于排气后处理的方法。

背景技术

通过实践，内燃机的排气后处理系统是已知的，该排气后处理系统包括颗粒过滤器和以排气的流动方向来看布置在颗粒过滤器上游的至少一个排气后处理组件。以排气的流动方向来看位于颗粒过滤器上游的排气后处理组件特别地是用于使一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO₂)的氧化催化转化器。术语“颗粒过滤器”表示排气在其中流经的常规颗粒过滤器，以及其中排气流沿着分离结构(separating structure)传导的颗粒过滤器。

特别是当用于使NO氧化成NO₂的氧化催化转化器以排气流的流动方向来看位于颗粒过滤器的上游时，在氧化催化转化器中根据以下方程式借助于排气流中所含的剩余氧气O₂使NO氧化成NO₂：

2NO+O₂←→2NO₂

在此使一氧化氮氧化成二氧化氮的过程中，在高温下氧化反应的平衡朝向一氧化氮一侧。

这导致在高温下极大地限制了可获得的二氧化氮的组分。

在颗粒过滤器中，氧化催化转化器中提取的二氧化氮与颗粒过滤器中收集的含碳颗粒(所谓的烟粒(soot))被转化成一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)和一氧化氮(NO)。在该步骤中，以颗粒过滤器的被动再生的方式进行积聚在颗粒过滤器中的含碳颗粒物或烟粒的连续去除，其中根据以下方程式进行该转化：

2NO₂+C→2NO+CO₂

NO₂+C→NO+CO

2C+2NO₂→N₂+2CO₂

特别地当采用颗粒过滤器的这种被动再生的方式时，会发生嵌入在颗粒过滤器中的含碳颗粒物或烟粒的不完全转化，颗粒过滤器中的碳含量或烟粒含量增加，然后该颗粒过滤器具有发生堵塞的倾向，其结果为最终布置在所述排气后处理系统上游的内燃机上的排气背压增加。内燃机上的排气背压增加会降低内燃机的功率并导致燃料消耗增加。

为了避免颗粒过滤器中含碳颗粒物或烟粒的增加和由此导致的颗粒过滤器的堵塞，通过实践已知的是提供具有催化涂层的颗粒过滤器。在此优选地采用含铂涂层。然而，这种具有催化涂层的颗粒过滤器的使用仅可以防止颗粒过滤器被含碳颗粒物(即被烟粒)装填到不充分的程度。

此外，通过实践已知采用颗粒过滤器的主动再生以降低烟粒装填颗粒过滤器的程度。在颗粒过滤器的这种主动再生期间，主动地提高排气温度(例如通过将燃料添加到排气流中)以便经由放热反应或烃类的氧化来烧除已积聚在颗粒过滤器中的含碳颗粒物或烟粒颗粒。由此，根据以下方程式，借助于颗粒过滤器中的氧气来烧除碳：

C+O₂→CO₂

在颗粒过滤器的主动再生期间，通过烧除烟粒颗粒，可以在颗粒过滤器中形成高达1000℃的主要温度升高。在这种主要温度升高期间，会发生对颗粒过滤器的损坏。

发明内容