Система обработки выхлопных газов и способ обработки потока выхлопных газов - RU2016137488A
Код документа: RU2016137488A
Формула
1. Система (350) обработки выхлопных газов, выполненная с возможностью обработки потока (303) выхлопных газов, являющегося результатом сгорания в двигателе (301) внутреннего сгорания, отличающаяся тем, что она содержит:
- первое дозирующее устройство (371), выполненное с возможностью подачи первой присадки в поток (303) выхлопных газов;
- первое восстановительное каталитическое устройство (331), установленное после первого дозирующего устройства (371) и выполненное с возможностью восстановления оксидов азота NOx в потоке (303) выхлопных газов посредством применения первой присадки, причем первое восстановительное каталитическое устройство (331) содержит, по меньший мере, один катализатор (SC) проскока, выполненный с возможностью, в первую очередь, восстановления оксидов азота NOx и, во вторую очередь, окисления присадки в потоке (303) выхлопных газов;
- окислительный катализатор (310), установленный после первого восстановительного каталитического устройства (331) и выполненный с возможностью окисления одного или нескольких из оксидов азота NO и неполностью окисленных соединений углерода в потоке (303) выхлопных газов;
- сажевый фильтр (320), установленный после окислительного катализатора (310) и выполненный с возможностью улавливания и окисления частиц сажи;
- второе дозирующее устройство (372), установленное после сажевого фильтра (320) и выполненное с возможностью подачи второй присадки в поток (303) выхлопных газов; и
- второе восстановительное каталитическое устройство (332), установленное после второго дозирующего устройства (372) и выполненное с возможностью восстановления оксидов азота NOx в потоке (303) выхлопных газов с помощью применения, по меньшей мере, одной из упомянутых первой и второй присадок.
2. Система (350) обработки выхлопных газов по п. 1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна из первой и второй присадок содержит аммиак или состав, из которого может быть извлечен и/или освобожден аммиак.
3. Система (350) обработки выхлопных газов по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что первое восстановительное каталитическое устройство (331) содержит одно из группы:
- первого катализатора с селективным каталитическим восстановлением (SCR1), сопряженного на выходе с первым катализатором проскока (SC1), который установлен в первую очередь для восстановления оксидов азота NOx и во вторую очередь для окисления остатков присадки в потоке (303) выхлопных газов;
- первого катализатора с селективным каталитическим восстановлением (SCR1), за которым следует на выходе отдельный первый катализатор проскока (SC1), который установлен в первую очередь для восстановления оксидов азота NOx и во вторую очередь для окисления остатков присадки в потоке (303) выхлопных газов;
- первого катализатора проскока (SC1), сопряженного на выходе с первым катализатором с селективным каталитическим восстановлением (SCR1), причем первый катализатор проскока (SC1) установлен в первую очередь для восстановления оксидов азота NOx и во вторую очередь для окисления присадки в потоке (303) выхлопных газов;
- первого катализатора проскока (SC1), за которым следует на выходе отдельный первый катализатор с селективным каталитическим восстановлением (SCR1), причем первый катализатор проскока (SC1) установлен в первую очередь для восстановления оксидов азота NOx и во вторую очередь для окисления присадки в потоке (303) выхлопных газов;
- первого катализатора проскока (SC1), сопряженного на выходе с первым катализатором с селективным каталитическим восстановлением (SCR1), сопряженным на выходе с дополнительным первым катализатором проскока (SC1b), причем первый катализатор проскока (SC1) и/или дополнительный первый катализатор проскока (SC1b) установлен в первую очередь для восстановления оксидов азота NOx и во вторую очередь для окисления присадки в потоке (303) выхлопных газов;
- первого катализатора проскока (SC1), за которым следует на выходе отдельный первый катализатор с селективным каталитическим восстановлением (SCR1), за которым следует на выходе отдельный дополнительный первый катализатор проскока (SC1b), причем первый катализатор проскока (SC1) и/или упомянутый дополнительный первый катализатор проскока (SC1b) установлен в первую очередь для восстановления оксидов азота NOx и во вторую очередь для окисления присадки в потоке (303) выхлопных газов;
- первого катализатора проскока (SC1), сопряженного на выходе с первым катализатором с селективным каталитическим восстановлением (SCR1), за которым следует на выходе отдельный дополнительный первый катализатор проскока (SC1b), причем первый катализатор проскока (SC1) и/или дополнительный первый катализатор проскока (SC1b) установлен в первую очередь для восстановления оксидов азота NOx и во вторую очередь для окисления присадки в потоке (303) выхлопных газов;
- первого катализатора проскока (SC1), за которым следует на выходе отдельный первый катализатор с селективным каталитическим восстановлением (SCR1), сопряженный на выходе с дополнительным первым катализатором проскока (SC1b), причем первый катализатор проскока (SC1) и/или дополнительный первый катализатор проскока (SC1b) установлен в первую очередь для восстановления оксидов азота NOx и во вторую очередь для окисления присадки в потоке (303) выхлопных газов;
- первого катализатора проскока (SC1), который установлен в первую очередь для восстановления оксидов азота NOx и во вторую очередь для окисления присадки в упомянутом потоке (303) выхлопных газов.
4. Система (350) обработки выхлопных газов по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что второе восстановительное каталитическое устройство (332) содержит одно из группы:
- второго катализатора с селективным каталитическим восстановлением (SCR2);
- второго катализатора с селективным каталитическим восстановлением (SCR2), сопряженного на выходе со вторым катализатором проскока (SC2), причем второй катализатор проскока (SC2) установлен для окисления остатков присадки и/или для помощи второму катализатору с селективным каталитическим восстановлением (SCR2) в дополнительном восстановлении оксидов азота NOx в потоке (303) выхлопных газов; и
- второго катализатора с селективным каталитическим восстановлением (SCR2), за которым следует на выходе отдельный второй катализатор проскока (SC2), причем второй катализатор проскока (SC2) установлен для окисления остатков присадки и/или для помощи второму катализатору с селективным каталитическим восстановлением (SCR2) в дополнительном восстановлении оксидов азота NOx в потоке (303) выхлопных газов.
5. Система (350) обработки выхлопных газов по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что она содержит систему (370) для подачи присадки, которая содержит, по меньшей мере, один насос (373), установленный для снабжения первого (371) и второго (372) дозирующих устройств первой и второй присадками соответственно.
6. Система (350) обработки выхлопных газов по п. 5, отличающаяся тем, что система (370) для подачи присадки содержит устройство (374) управления дозированием, установленное для управления упомянутым, по меньшей мере, одним насосом (373).
7. Система (350) обработки выхлопных газов по п. 5, отличающаяся тем, что система (370) для подачи присадки содержит устройство (374) управления дозированием, содержащее:
- первое устройство (378) управления насосом, установленное для управления упомянутым, по меньшей мере, одним насосом (373), причем первая доза первой присадки подается в поток выхлопных газов с помощью первого дозирующего устройства (371); и
- второе устройство (379) управления насосом, установленное для управления упомянутым, по меньшей мере, одним насосом (373), причем вторая доза второй присадки подается в поток выхлопных газов с помощью второго дозирующего устройства (372).
8. Система обработки выхлопных газов по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что первое восстановительное каталитическое устройство (331) установлено для восстановления оксидов азота NOx в интервале Tred температур восстановления, который, по меньшей мере, частично отличается от интервала Tox температур окисления, в котором сажевый фильтр (320) установлен для окисления неполностью окисленных соединений углерода; Tred≠Tox.
9. Система обработки выхлопных газов по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что первое восстановительное каталитическое устройство (331) представляет собой, по меньшей мере, частично защитный слой перед каталитически окисляющим покрытием.
10. Система обработки выхлопных газов по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что сажевый фильтр, по меньшей мере, частично содержит каталитически окисляющее покрытие.
11. Способ обработки потока (303) выхлопных газов, являющегося результатом сгорания в двигателе (301) внутреннего сгорания, отличающийся тем, что
- управляют подачей (401) первой присадки в поток выхлопных газов посредством применения первого дозирующего устройства (371), причем подача (401) первой присадки влияет на восстановление (402) оксидов азота NOx в потоке выхлопных газов с помощью первой присадки в, по меньшей мере, одном первом восстановительном каталитическом устройстве (331), установленном после первого дозирующего устройства (371), причем первое восстановительное каталитическое устройство (331) содержит, по меньшей мере, один катализатор проскока (C), который в первую очередь осуществляет восстановление оксидов азота NOx и во вторую очередь окисляет присадку в потоке (303) выхлопных газов;
- осуществляют окисление (403) одного или нескольких из оксидов азота NO и неполностью окисленных соединений углерода в потоке (303) выхлопных газов посредством применения окислительного катализатора (310), который установлен после первого восстановительного каталитического устройства (331);
- улавливают и осуществляют окисление (404) частиц сажи в потоке (303) выхлопных газов с помощью сажевого фильтра (320), который установлен после окислительного катализатора (310); и
- управляют подачей (405) второй присадки в поток (303) выхлопных газов посредством применения второго дозирующего устройства (372), установленного после сажевого фильтра (320), причем подача (405) второй присадки влияет на восстановление (406) оксидов азота NOx в потоке (303) выхлопных газов с помощью, по меньшей мере, одной из первой и второй присадки во втором восстановительном каталитическом устройстве (332), установленном после второго дозирующего устройства (372).
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что осуществляют управление двигателем (301) внутреннего сгорания для выделения тепла для нагрева первого восстановительного каталитического устройства (331) в такой степени, что первое восстановительное каталитическое устройство (331) достигает заданной температуры.
13. Способ по п. 11 или 12, отличающийся тем, что управление восстановлением посредством первого восстановительного каталитического устройства (331) осуществляют таким образом, чтобы оно происходило в интервале Tred температур восстановления, который, по меньшей мере, частично отличается от интервала Tox температур окисления, в котором происходит окисление неполностью окисленных соединений углерода посредством сажевого фильтра (320); Tred≠Tox.
14. Способ по любому из пп. 11-13, отличающийся тем, что подачу (401, 405), по меньшей мере, одной из первой и второй присадок с помощью одного из первого дозирующего устройства (371) и второго дозирующего устройства (372), соответственно, увеличивают до уровня, при котором возникает риск осадков присадки.
15. Способ по любому из пп. 11-14, отличающийся тем, что подачу (401, 405), по меньшей мере, одной из первой и второй присадок с помощью одного из первого дозирующего устройства (371) и второго дозирующего устройства (372), соответственно, уменьшают, после чего остатки, по меньшей мере, одного из первой и второй присадок устраняются теплом в потоке выхлопных газов, причем уменьшение подачи осуществляют, если требуемая полная каталитическая функция для системы (350) обработки выхлопных газов, осуществляющей упомянутый способ, может обеспечиваться после такого уменьшения.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что требуемая каталитическая функция зависит от измеренных в настоящий момент и/или расчетных условий эксплуатации для двигателя (301) внутреннего сгорания.
17. Способ по любому из пп. 15-16, отличающийся тем, что уменьшение подачи представляет собой прерывание подачи.
18. Способ по любому из пп. 11-17, отличающийся тем, что влияние на восстановление оксидов азота NOx для первого восстановительного каталитического устройства (371) регулируют на основе одной или нескольких характеристик и/или условий эксплуатации для первого восстановительного каталитического устройства (331).
19. Способ по любому из пп. 11-17, отличающийся тем, что влияние на восстановление оксидов азота NOx для первого восстановительного каталитического устройства (331) регулируют на основе одной или нескольких характеристик и/или условий эксплуатации для второго восстановительного каталитического устройства (332).
20. Способ по любому из пп. 11-17, отличающийся тем, что влияние на второе восстановительное каталитическое устройство (332) регулируют на основе одной или нескольких характеристик и/или условий эксплуатации для второго восстановительного каталитического устройства (332).
21. Способ по любому из пп. 11-17, отличающийся тем, что влияние на второе восстановительное каталитическое устройство (332) регулируют на основе одной или нескольких характеристик и/или условий эксплуатации для первого восстановительного каталитического устройства (331).
22. Способ по любому из пп. 19-21, отличающийся тем, что характеристики для первого (331) и второго (332) восстановительного каталитического устройства, соответственно, относятся к одному или нескольким из группы:
- каталитических характеристик для первого восстановительного каталитического устройства (331);
- каталитических характеристик для второго восстановительного каталитического устройства (332);
- типа катализатора для первого восстановительного каталитического устройства (331);
- типа катализатора для второго восстановительного каталитического устройства (332);
- интервала температур, в котором первое восстановительное каталитическое устройство (331) является активным;
- интервала температур, в котором второе восстановительное каталитическое устройство (332) является активным;
- степени покрытия аммиака для первого восстановительного каталитического устройства (331);
- степени покрытия аммиака для второго восстановительного каталитического устройства (332).
23. Способ по любому из пп. 11-22, отличающийся тем, что первое восстановительное каталитическое устройство (331) представляет собой слой, который, по меньшей мере, частично защищает каталитически окисляющее покрытие.
24. Способ по любому из пп. 11-23, отличающийся тем, что
- первое восстановительное каталитическое устройство (331) осуществляет первое восстановление первого количества оксидов азота NOx_1, которое достигает первого восстановительного каталитического устройства (331);
- второе восстановительное каталитическое устройство (332) осуществляет второе восстановление второго количества оксидов азота NOx_2, достигающего второго восстановительного каталитического устройства (332); и
- осуществляется адаптация соотношения NO2_2/NOx_2 между количеством диоксида азота NO2_2 и количеством оксидов азота NOx_2, достигающим второго восстановительного каталитического устройства (332), причем осуществляется в активное регулирование первого восстановления первого количества оксидов азота NOx_1на основе значения соотношения NO2_2/NOx_2.
25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что значение для соотношения NO2_2/NOx_2 состоит из одного из группы:
- измеренного значения;
- моделируемого значения;
- расчетного значения.
26. Способ по любому из пп. 11-25, отличающийся тем, что сажевый фильтр, по меньшей мере, частично содержит каталитически окисляющее покрытие и, следовательно, окисляет одно или несколько из оксидов азота NO и неполностью окисленных соединений углерода в потоке (303) выхлопных газов.
27. Компьютерная программа, содержащая программный код, который при исполнении программного кода в компьютере обеспечивает то, что компьютер осуществляет способ по любому из пп. 11-26.
28. Компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель и компьютерную программу по п. 27, расположенную на машиночитаемом носителе.
