[发明专利]一种改进的选择性催化还原系统

说明书

提供了使用选择性催化还原系统处理排放通道中的排气的方法。该系统包括：水解催化器(18)，其在SCR催化器(20)上游的通道(12)中；以及柴油机排放流体(DEF)定量配给单元(16)，其用于以可变DEF定量配给速率将DEF注射到水解催化器上。该方法包括以下步骤：预测用于转化排气中包含的所有氮氧化物(NOx)的初始DEF定量配给速率，以及估计存储在SCR催化器(20)上的氨的量。该方法还包括以下步骤：测量系统的NOx转化率，并基于氨存储估计和测量的系统的NOx转化率来调节初始DEF定量配给速率，以产生第一调节的DEF定量配给速率。然后，估计存储在水解催化器(18)上的氨当量的量，并基于氨当量存储估计来调节第一调节的DEF定量配给速率，以产生第二调节的DEF定量配给速率。然后，以第二调节的DEF定量配给速率注射DEF。

发明领域

本发明涉及用于处理柴油发动机排气的选择性催化还原系统。

发明背景

选择性催化还原(SCR)系统是已知的，并且通常包括在柴油发动机的排放系统中，以便处理这种发动机的排气。这种系统涉及将柴油机排放流体(DEF)引入到在发动机的排放通道中流动的排气中。DEF包含尿素，尿素在排放通道内经受水解和/或热解，从而产生氨。氨进入到SCR催化器中，在SCR催化器中氨与排气反应，其中在排气中存在的任何氮氧化物(NOx)在排气排出到大气中之前被转化为氮气和水。

已经提出了将DEF定量配给到排放通道的许多SCR系统。这种系统有时被称为“湿式喷射(wet spray)”系统，并将尿素溶液喷雾注射到排气中，在排气中尿素分解形成氨。这种系统的示例在US2008307967A1中示出。US’967公开了一种布置，其中DEF在主排放通道外部的供给通道中被水解。具体而言，将DEF定量配给到水解催化器上并水解成氨。氨向下游流到SCR催化器的入口，在那里氨起到还原NOx的作用。当需要氨来还原NOx时，SCR系统(诸如，US’967中公开的SCR系统)所遵循的已知控制过程涉及给水解反应器定量配给DEF。

当在某个条件下将DEF定量配给到SCR系统中的水解催化器上时，DEF充分冷却催化剂，以减缓或有效防止尿素的热解和异氰酸随后的水解，以及氨和异氰酸的解吸。对氨释放的这种抑制造成水解催化器功能的滞后或延迟。这限制了可对SCR催化器中氨储存和NOx转化施加的控制量。此外，尿素缓慢的或被阻止的热解也可能导致在排放通道中形成尿素沉积物，并且未反应的尿素或氨在氨泄漏事件中(例如，如果排放入口温度升高的话)未经处理地流出排放通道。

本发明的目的是消除或减轻已知SCR排放系统的上述缺点中的至少一个。

发明概述

根据本发明的第一方面，提供了使用选择性催化还原系统处理排放通道中的排气的方法。该系统包括：水解催化器，其在SCR催化器上游的通道中；以及柴油机排气流体(DEF)定量配给单元，其用于以可变DEF定量配给速率将DEF注射到水解催化器上。该方法包括以下步骤：预测用于转化排气中包含的所有氮氧化物(NOx)的初始DEF定量配给速率，以及估计存储在SCR催化器上的氨的量。然后，测量系统的NOx转化率。然后，基于氨储存估计和测量的NOx转化率来调节初始DEF定量配给速率，以产生第一调节的DEF定量配给速率。然后，估计储存在水解催化器上的氨当量(ammonia-equivalent)的量。然后，基于氨当量储存估计调节第一调节的DEF定量配给速率，以产生第二调节的DEF定量配给速率。然后，以第二次调节的DEF定量配给速率注射DEF。