[发明专利]用于NOx吸藏催化剂和SCR系统的废气电元件

说明书

一种废气系统，包括：NOx吸藏催化剂；电加热元件；和NOx还原催化剂，其中所述加热元件位于NOx吸藏催化剂下游。一种处理来自内燃机的废气物流的方法，包括：(a)在温度处于或低于低温下在NOx吸藏催化剂上吸附NOx；(b)在温度高于所述低温下从NOx吸藏催化剂上热脱附NOx；(c)用电加热元件加热下游的NOx还原催化剂；和(d)在NOx还原催化剂上催化脱除脱附的NOx。

背景技术

通常应用的废气净化设备利用设置在内燃机废气通道上的选择性催化还原(SCR)催化剂或选择性催化还原过滤(SCRF)催化剂。通常，在这种净化设备中应用的催化剂只有当其温度高于某一温度时才能够净化废气中的污染物，即当温度低于催化剂活化温度时转化器内催化剂不起作用。

通常，发动机启动后净化设备内的催化剂被废气逐渐加热并达到活化温度。但当发动机的温度较低时，例如在发动机冷启动后，可能需要较长时间加热催化剂至活化温度，这是因为在到达转化器之前废气热量可能会被废气通道的冷壁移除。因此，在发动机的冷启动中，由于催化剂温度低于活化温度，发动机废气可能不能得到充分净化。

较早加热废气的一种方法包括电加热系统。应用电能的现有系统通常在载带氧化涂层的基质内组合，称作电加热催化剂(EHCs)。这类系统加热催化剂，使其能在较低入口废气温度下转化较多的烃/柴油燃料和一氧化碳，形成放热的空气对流下游，使较早的SCR或SCRF催化剂性能得以实现。所述加热元件通常在基质前端。

在基质前端具有加热元件的现有系统的问题是在想要应用NOx吸藏催化剂的系统中，加热元件可能在下游的SCR催化剂达到其活化温度之前加热NOx吸藏催化剂并引发热的NOx释放。这将使NOx通过废气系统但未被还原。

因此，希望提供一种系统，其为下游的SCR提供热，同时允许NOx继续在NOx吸藏催化剂上吸藏。

发明内容

按照本发明的一些实施方案，废气系统包括：NOx吸藏催化剂；电加热元件；和NOx还原催化剂，其中所述加热元件位于NOx吸藏催化剂下游。所述电加热元件位于NOx吸藏催化剂正后方。

在一些实施方案中，所述NOx吸藏催化剂包括冷启动催化剂、被动NOx吸附剂和/或NOx阱。

在一些实施方案中，所述电加热元件位于还原剂喷射器下游。还原剂喷射器可以包含在NOx还原催化剂的上游。

在一些实施方案中，所述电加热元件与混合器、水解催化剂和/或选择性催化还原(SCR)催化剂偶合。

在一些实施方案中，NOx还原催化剂为选择性催化还原(SCR)催化剂。在一些实施方案中，NOx还原催化剂为选择性催化还原过滤器(SCRF)。所述电加热元件可以位于NOx还原催化剂上游。在一些实施方案中，所述电加热元件与NOx还原催化剂偶合。在一些实施方案中，所述电加热元件和NOx还原催化剂在单个基质上组合。

系统可以进一步包括电加热元件和NOx还原催化剂下游的附加NOx还原催化剂。

在一些实施方案中，所述废气系统与电动和内燃机混合动力机车相关。

按照本发明的一些实施方案，处理来自内燃机的废气物流的方法包括：(a)在温度处于或低于低温下在NOx吸藏催化剂上吸附NOx；(b)在温度高于所述低温下从NOx吸藏催化剂上热脱附NOx；(c)用电加热元件加热下游的NOx还原催化剂；和(d)在NOx还原催化剂上催化脱除脱附的NOx。在一些实施方案中，所述低温为约200-250℃。在一些实施方案中，所述加热元件以间歇模式加热NOx还原催化剂，而剩余时间内NOx在NOx吸藏催化剂上吸藏。可以加热NOx还原催化剂至足以活化催化剂的温度。在一些实施方案中，电加热元件位于NOx吸藏催化剂正后方。在一些实施方案中，NOx吸藏催化剂包括冷启动催化剂、被动NOx吸附剂和/或NOx阱。