[发明专利]控制和监测氧化催化剂装置的方法

说明书

废气系统包括能够接收废气并氧化一种或多种可燃烧碳氢化合物(HC)和一种或多种氮氧化物(NOx)物质的氧化催化剂(OC)；设置在所述OC下游并与所述OC流体连通的选择性催化还原装置(SCR)；以及设置在所述SCR上游的上游NOx传感器和设置在所述SCR下游的下游NOx传感器。用于控制系统的方法包括依次向OC和SCR提供废气，测量上游废气NOx浓度，测量下游废气NOx浓度，通过从上游废气NOx浓度减去下游废气NOx浓度来确定NOx差异，以及将所述NOx差异与差异阈值进行比较以确定OC还原性能。该方法在OC高于NOx到NH3的转化产率阈值时和/或在富燃条件下进行。

背景技术

在内燃机(ICE)的燃烧循环期间，空气/燃料混合物被提供给ICE的汽缸。空气/燃料混合物被压缩和/或点燃和燃烧以提供输出扭矩。燃烧后，ICE的活塞迫使汽缸中的废气通过排气阀开口排出并进入排气系统。从ICE、特别是柴油发动机排放的废气是一种非均相混合物，其包含气体排放物，例如一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NO_x)和硫氧化物(SO_X)，以及构成颗粒物的凝聚相材料(液体和固体)。液体可以包括例如水和碳氢化合物。

废气处理系统可以在一个或多个部件中使用催化剂，所述一个或多个部件被配置用于完成后处理过程，例如还原NO_x，以产生氮(N₂)和水(H₂O)的更可接受的废气成分。一种用于减少NO_x排放的废气处理技术是选择性催化还原装置(SCR)，其通常包括其上设置有复合催化剂的基底或载体。使废气通过催化剂将某些或所有废气成分转化为所需化合物，例如非调节废气组分。还原剂通常被喷射到SCR上游的热废气中，分解成氨，并被SCR吸收。然后，氨在SCR催化剂的存在下将NO_x还原成氮气和水。另一种类型的废气处理装置是氧化催化剂(OC)装置，其通常位于SCR的上游，以起到多种催化功能，包括氧化HC和CO物质。此外，OC可以将NO转化为NO₂以改变废气的NO：NO_x比率，从而提高下游SCR的NO_x还原效率。在一些应用(例如汽油发动机)中，三效催化剂可用于将NO_x还原功能以及HC和CO氧化功能结合在单个废气处理装置中。确保在各种运行条件下，特别是通过SCR适当地还原NO_X物质仍然是一个挑战。

发明内容

提供了一种用于诊断废气处理系统的方法，其中所述系统可以包括具有催化组合物(CC)并且能够接收废气并氧化一种或多种可燃烧碳氢化合物(HC)和一种或多种氮氧化物(NOx)物质的氧化催化剂装置(OC)；设置在所述OC下游并与所述OC流体连通，并且配置成在还原剂存在下存储NOx物质并还原NOx物质的选择性催化还原装置(SCR)；以及设置在SCR上游的上游NOx传感器和设置在SCR下游的下游NOx传感器。所述方法包括依次向OC和SCR提供废气，使用上游NOx传感器测量上游废气NOx浓度，使用下游NOx传感器测量下游废气NOx浓度，通过从上游废气NOx浓度减去下游废气NOx浓度来确定NOx差异，以及将NOx差异与差异阈值进行比较以确定OC性能。高于差异阈值的NOx差异可以表示合适的OC NOx氧化性能。SCR还原剂负载可以低于约1％和/或SCR可以低于NOx起燃温度，同时废气被提供给OC。提供给OC的废气可以是内燃机产生的浓相废气。上游NOx传感器可以设置在OC的上游。OC可以高于NH3转化产率阈值。CC可以是一种或多种铂族金属。SCR可以是选择性催化还原过滤装置。上游NOx传感器和下游NOx传感器可以各自对NOx和NH3交叉敏感。