利用烃选择性催化还原进行排出气体净化的方法和设备的制作方法

专利名称：利用烃选择性催化还原进行排出气体净化的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及内燃机和排出物的后处理。
技术背景本部分中的叙述内容仅提供了与本发明的披露内容相关的背景信 息且可能并未构成现有技术。内燃机制造商在持续地开发新的引擎控制策略来满足用户需求以 及满足各种规范。这样一种引擎控制策略包括使引擎在不足化学计量 比的空/燃比下运行以便改进燃料经济性并减少温室气体排放。这些引 擎既包括压缩点火(柴油机)引擎又包括贫燃火花点火引擎。当引擎 在不足化学计量比的区域中运行时，燃烧温度通常会增加，从而导致增加了 N0x排放。所提出的一种用于管理和减少NOx排放的排出物后处 理系统和控制策略包括将还原剂注入位于烃选择性催化还原('HC-SCR，)催化装置上游的排出气体供给流内，从而导致通过烃 选择性催化还原装置将其它气体中的NOx排出气体尤其还原成氮和氧。 目前，所提出的用于注射用来对NOx进行选择性催化剂还原的还原 剂的系统需要附加的硬件和控制布置来实现这种操作。这种系统的一 个实例包括将引擎燃料注入排出物流内。该方法的有效性在位于注射 点处的低于400°C的排出物温度下被大大降低，且需要还原剂在排出 物供给流中停滞足够的停滞时间。另 一 实例包括将氨注入位于还原催 化剂上游的排出物供给流内。对于大型船队而言(for a large fleet)， 与氨的贮存、运输和处理相关地存在涉及基础设施的问题。此外，未 反应的氨可通过选择性催化还原装置并被排入大气内。另一实例包括 利用尿素作为进行选择性催化还原的还原剂。这种系统需要在交通工 具上补充尿素，这使得需要基础设施来分配尿素。此外，尿素溶液的 冰点为-12。C,这使得其在寒冷气候下的应用存在问题。另一实例包括 利用N0x贮存催化剂。这些催化剂可能是有效的，但它们通常需要大的 催化剂体积和与极低硫燃料相结合的相当大质量的昂贵的铂族金属(如Pt、 Pd和Rh )并且需要对引擎进行周期性的侵入式操作以便使催化剂再生，因此使得降低了交通工具的有效的燃料经济性。烃选择性催化还原(HC-SCR)是一种用于减少贫化排出物如柴油 机排出物中的氮氧化物排放的技术。实施烃选择性催化还原的其中一 种主要挑战是要开发一种系统，所述系统允许在处于典型的日常运行地还原NOx排放物。此外:所希望的是，烃还原剂存在于交通工具上。一种还原剂源是排出物本身，但存在于引擎排出物中的典型的烃通常 不如柴油机燃料那样有活性。多位研究者已经对将柴油机燃料和选择 的柴油机燃料成分烃用作还原剂进行了研究。结果表明如果利用适 当的活性烃物种，则可大大提高烃选择性催化还原催化剂还原NO，的效 率。最有效的活性物种看来是氧合的烃，如乙醛和甲醛。这些氧合的温氧化而产生的。此外，长;直链烯烂i通过对这些同样的烷径i行低温氧化而产生的，且一些研究已经发现所述长的直链烯烃是比长 的直链烷烃更有效的还原剂。所希望的是存在一种系统，所述系统导致在处于日常驱动过程中 经历的速度和负载下的柴油机中通常出现的排出物温度范围内，即 200。C-500。C的范围内，充分地还原NOx排放物。多种烃已经被表明可 在银-氧化铝(Ag/Al203 )和钡-氧化钇(BaY)沸石催化剂上有效地还 原N0X，所述多种烃包括长的直链烷经、烯烃和柴油机燃料以及醇和醛。存在于柴油机和汽油机排出物中的烃，例如甲醇、乙醇、丙烯和 丙烷需要高温以实现充分的冊x转化，且通常不适用于烃选择性催化还 原。与更轻的烃相比，存在于柴油机燃料中的长的直链烷烃如n-辛烷 和n-癸烷需要某种程度上更低的温度来实现充分的NO,转化。这一发 现导致在多种研究中将柴油机燃料和长的直链烷烃用作NO,还原剂。然 而，这些研究表明，柴油机燃料以及长的直链烃仅在高于约300°C (573K)的催化剂温度下以及低催化剂空间速度下是足够的。进一步 的工作表明，醇和醛可在^f氐至200至250°C ( 473K至523K)的催化剂 温度下还原N0X。已经发现，长的直链烯烃在低至250至300。C ( 523K 至573K)的温度下是有效的。然而，在引擎排出物流中并不易于获得 这些物种。所希望的是有一种用于在交通工具上产生这些物种从而导 致在整个所需的排出物温度范围内对NO,进行高效地选择性还原的方法。已经有报告表明可通过将柴油机燃料注入位于催化剂上游的已 被预热至400。C( 673K)的区域内同时保持更低的催化剂温度来降低利 用柴油机燃料进行NOx转化的峰值温度。通过这种方法使得在接近 300。C ( 573K)的催化剂温度下获得了峰值NOx转化效率。柴油机燃料 被认为在400°C ( 673K)的温度下被部分氧化从而形成了对于进行烃选 择性催化还原而言比柴油机燃料本身更为有效的物种。然而，该方法 的缺点是，对于交通工具上实际的引擎排出系统而言，可能并不适合 对排出物进行补充加热。当将点火促进剂加入柴油机燃料中时，该点 火促进剂已被表明通过降低柴油机燃料氧化开始时所处的温度而降低 了自动点火温度。 一种利用该更低的氧化温度的优点来制备用于排出 物的烃选择性催化还原中的部分氧化产物的方法可能是有用的。特定的贫化运行引擎构型可采用紧接地位于引擎下游的氧化催化 装置来管理与烃和颗粒物质相关的排出排放物，并容纳燃料的硫。氧 化催化剂易于使醛氧化。在引擎的缸内燃烧中产生的任何醛在氧化催 化剂中被氧化且不可用于在烃选择性催化还原装置中进行N0x还原。因此，需要有一种有利于在用于引擎的后处理系统中对排出气体 NOx进行烃选择性还原的方法和系统，所述引擎是在不足化学计量比的 情况下运行的，其中所述后处理系统包括位于烃选择性催化还原装置 上游的氧化或其它催化装置，所述方法和系统同时解决了相关的问题。发明内容根据本发明的 一个实施例，提供了 一种用于进行N0X还原的方法和 设备，所述方法和设备满足了前述需求，且包括排出气体净化系统。 所述系统包括适于对流出内燃机的排出气体进行处理的烃选择性催化 还原装置。提供了一种适于在位于所述烃选择性催化还原催化剂上游 的位置处将燃料和点火促进剂的混合物注入所述排出气体内的注射器 装置。 一种控制模块适于在处于所述注射位置处的所述排出气体的温 度高于约280。C时控制所述注射器装置以将一定量的所述混合的燃料 和点火促进剂注入所述排出气体内。将易于理解本发明的这些和其它方面


本发明在某些部分和部分的布置中可采取实物形式，在附图中将对 本发明的优选实施例进行详细地描述和说明，所述附图构成了本发明的一部分，且其中图l是根据本发明的动力系系统的示意图；和 图2是根据本发明的数据图。
具体实施方式
下面参见附图，所示附图的目的仅在于对本发明进行说明而不在于 限制本发明，图1包括示出了根据本发明的一个实施例的内燃机IO、排 出物后处理系统和控制系统的示意图。典型的引擎10包括采用了四冲程运行的直接注射的压缩点火内燃 机，其中每个引擎燃烧周期包括曲柄轴24的720度角旋转，所述720 度角旋转被分成吸入-压缩-膨胀-排出的四个180度阶段，所述吸入-压 缩-膨胀-排出表明了每个引擎汽缸20中的活塞22进行的往复运动，这 使得与引擎头一起形成了体积可变的燃烧室d引擎优选采用主要以不足 化学计量比的方式运行的运行策略。汰术人员应该理解本发明可应用 于主要以不足化学计量比的方式运行的其它引擎构型，例如均质充量压 缩点火引擎、贫燃火花点火引擎和两沖程引擎构型。往复活塞被附接到 曲柄轴24上，所述曲柄轴被可操作性地附接到交通工具的传动装置和 动力传动系统上以便将牵引扭矩传送至所述传动装置和动力传动系统。 在压缩点火引擎正在进行的运行过程中，当燃料在压缩沖程中被注入燃 烧室34内时，在每个引擎周期中出现了燃烧现象，从而导致注射的燃 料被点燃。由于燃料和空气混合物质的不完全燃烧使得产生了缸内燃烧 的气体，所述缸内燃烧的气体在通过引擎排出阀的开口被排出燃烧室时 变为排出气体。该排出气体由调节的组分元素构成，所述调节的组分元 素优选被后处理系统转变为惰性气体，所述调节的组分元素通常尤其包 括烃('HC，)、 一氧化碳('C0，)、氮氧化物('NO/ )和颗粒物 质('PM，)。引擎包括用以监控引擎运行的感测装置和控制引擎运行 的致动器。感测装置和致动器被信号连通地且操作性地连接至控制模块 5。感测装置被安装在引擎上或引擎附近以便监控物理特性并产生可 与引擎参数和环境参数相关联的信号。感测装置优选包括用于监控曲柄轴速度(RPM)的曲柄传感器44、用于监控歧管压力(MAP)和环境压力 (BARO)的歧管压力传感器、用于监控吸入的质量空气流(MAF)和吸 入空气温度(TIN)的质量空气流传感器、以及用于监控一个或多个排出 气体参数例如温度、空/燃比和组分(EXH)的状态的排出气体传感器13。 排出气体传感器被示出位于排出物后处理系统的下游。本领域的技术人 员应该理解可在排出物后处理系统的前面、中间和后面设置用于监控 排出气体的一个或多个感测装置和方法以便实现控制和诊断的目的。以 操作者扭矩需求(TO—REQ)的形式存在的操作者输入通常尤其是通过节 流阀踏板和制动踏板而获得的。引擎优选配备有用于监控运行且用于实 现系统控制目的的其它传感器(未示出)。感测装置中每个感测装置被 信号连通地连接至控制模块5以便提供信号信息，控制模块将所述信号 信息转变成代表相应的被监控参数的信息。应该理解该构型是示例性 的、非限制性的，其所包括的各种感测装置可被功能上等效的装置和算 法替代且仍落入本发明的范围内。致动器被安装在引擎上且被安装在后处理系统中，并响应于操作者 的输入而受到控制模块5的控制从而实现各种性能目标。致动器包括响 应于指令性输入(ETC)来控制节流阀打开的电子控制的节流阀装置和 适于响应于指令性输入(INJ-PW)来将燃料直接注入燃烧室中的每个燃 烧室内的燃料注射器12，所有这些装置都响应于操作者的扭矩需求 (TO—REQ)而受到控制。其它引擎系统部件(未示出)尤其可包括吸入 空气压缩装置，如几何尺寸可变的涡轮机装置和空气压缩机、增压空气 冷却器、排出气体再循环(EGR)阀和冷却器、以及吸入/排出阀控制和 管理系统。在该实施例中，系统包括第二注射器装置14，所述第二注射器装 置被机械化且适于将燃料和点火促进剂的混合物质注入位于烃选择性 催化还原装置15上游的排出管内，且受到来自控制模块的信号 (INJ_PW_POST)输出的控制，所述控制模块适于控制注射的定时和数 量。存在燃料罐18和包含点火促进剂的罐或其它贮存装置19。燃料和 点火促进剂被混合，且利用第二注射器装置14注射混合物。第二注射 器装置14优选包括适于将混合的燃料和十六烷注入排出系统内的由螺线管致动的燃料注射器。该系统被机械化以便包括用于计量到达注射器14的点火促进剂流的控流阀21。控流阀21的操作受到控制模块的 控制。控制模块产生控制信号，CE—FLOW,来控制控流阀21的运行以 便根据运行条件实现燃料和点火促进剂的优选混合，最值得注意的运 行条件是注射混合的燃料和点火促进剂的注射位置处的温度以及引擎 运行条件。正如结合图2所描述地那样，当注射位置处的排出气体温 度高于约430。C时，燃料自身可产生氧化以便在位于烃选择性催化还 原催化装置15上游的排出气体供给流中产生足够量的氧合的烃还原剂 例如乙醛。因此，在该运行温度下或高于该运行温度的温度下对于混 合的燃料和点火促进剂的需要可能是有限的，且因此，控流阀n优选被关闭以便使点火促进剂流被终止。燃料和点火促进剂的混合物质流入位于烃选择性催化还原装置l5 上游的排出气体供给流内的质量流速是基于引擎运行条件和烃选择性 催化还原装置15的空间速度来确定的。引擎运行条件特别地包括可用 来确定流出引擎的NOx排放物的质量的那些引擎运行条件。可通过监控 各个引擎参数的运行状态来确定NOx排放物的质量流速，所述各个引擎 参数包括引擎速度、质量空气流速、再循环的排出气体流和燃料流速， 技术人员能够从中估计或测得引擎的空/燃比和N0X排放物的质量流 速。还可通过适当的NO,传感器实现对排出物中的N0x的直接测量。通 过控制注射器脉沖宽度的定时和占空因数(INJ—PW-POST)来控制燃料 和点火促进剂的混合物质流入排出系统内的质量流速以便使燃料被部 分氧化从而产生足够量的活性物种的烃。这些活性物种流过烃选择性 催化还原装置(HC-SCR)催化剂以便在存在催化剂的情况下且在比未 氧化的柴油机燃料所可能具有的温度更低的催化剂温度下将N0X分子 还原成氮和其它惰性气体。排出物后处理系统包括用于将排出气体的组分元素转化成惰性气 体的整合系统。排出物后处理系统优选由多个装置构成，所述多个装 置采用了具有用于处理引擎的排出气体的组分元素的各种能力的技 术，所述技术包括例如选择性催化还原、氧化和颗粒过滤。优选利用 已公知的管道和连接器对装置进行串联地流体连接。排出歧管将排出 气体流携带并引导至排出物后处理系统。所示的后处理系统包括氧化 催化装置('D0C， ) 16和烃选择性催化剂还原('HC-SCR，)装置15。所示出的氧化催化装置16包括被担载在氧化铝载体涂层 (washcoat)上的铂族金属催化剂，所述氧化铝栽体涂层已被浸渍到 陶瓷蜂窝结构基底上，所述陶瓷蜂窝结构基底被组装入具有流入口和 流出口的金属罐装置内，尽管如此，本发明并未如此受限。烃选择性催化剂还原('HC-SCR，)装置15被流体连接至氧化催 化剂16以便接收从所述氧化催化剂流出的排出气体，且使排出气体流 动通过所述烃选择性催化还原装置。典型的烃选择性催化还原催化剂 包括氧化铝催化剂、银-氧化铝(Ag/Al203 )催化剂以及钡-氧化钇和钠 -氧化钇沸石催化剂。所选择的烃选择性催化还原催化剂被包括在适当 的载体涂层内且被浸渍在陶瓷或金属基底上，所述陶瓷或金属基底具 有流过(flow-through)特性，例如蜂窝构型。被浸渍的基底被组装 在具有入口和出口的不锈钢金属组件内，以便形成烃选择性催化还原 装置。该烃选择性催化还原装置具有适合于应用了该烃选择性催化还 原装置的特定引擎和交通工具的物理特性，所述物理特性包括尺寸、 体积、空间速度和限流特性。排出物后处理系统15的其它装置可包括 在交通工具开发过程中因此被确定的且被置于烃选择性催化还原装置 下游的例如柴油机颗粒过滤器装置('DPF，)。控制模块5优选是包括多个控制模块的分布式控制系统的元件， 所述多个控制模块适于提供对包括本文所述的动力系系统的各个交通 工具系统的协调控制。控制模块可运行以便监控来自感测装置的输入、 综合相关信息、并且实施算法以便控制各个制动器从而实现控制目标， 所述控制目标包括例如燃料经济性、排放物、性能、驱动性能和硬件 保护的参数。控制模块直接或通过控制系统被可操作性地连接至多个 其它装置，交通工具操作者通常通过所述多个其它装置来控制或引导 交通工具和动力系的操作。交通工具操作者用来控制或引导动力系的 操作的典型装置包括节流阀踏板和制动踏板、传动齿轮选择器和交通 工具速度巡航控制装置。控制模块5包括通过数据总线被信号连通地电连接至易失性存储 器装置和非易失性存储器装置的中央处理器单元。控制模块优选是通 用数字计算机，所述通用数字计算机通常包括微处理器或中央处理单 元、包括随机存取存储器(RAM)的存储介质、包括只读存储器(ROM)和电可编程只读存储器(EPROM)的非易失性存储器装置、高速时钟、 模/数(A/D )和数/模(D/A )电路以及输入/输出电路和装置(I/O ) 以及适当的信号调节和緩冲电路。包括常驻程序指令和标定算法(calibration)的控制算法被存储在非易失性存储器装置中且被实施 以便提供相应的功能。算法通常在预置的循环周期中被实施以使得每 个算法在每个循环周期中被实施至少一次。通过中央处理单元中的一 个中央处理单元来实施算法以便监控来自感测装置的输入并且实施控 制和诊断例行程序以便控制相应装置的运行。通常在正在进行的引擎 和交通工具的运行过程中以规则的间隔实施循环周期，所述规则的间 隔例例如为每3.125、 6.25、 12.5、 25和100毫秒。另一种可选方式 是，可响应于事件的出现来实施算法。本发明包括一种方法，所述方法优选被实施作为控制模块中的一 个或多个算法以便在引擎10的位于烃选择性催化还原装置上游且位于 任何中间的催化装置如前面所述的氧化催化装置后面的排出气体供给 流中产生活性物种，所述活性物种包括氧合的烃和直链烯烃还原剂。 所述方法包括将与点火促进剂混合的基于烃的燃料注入排出气体供给 流内，从而使得在注射开始时位于进行燃料注射的位置处的排出气体 的温度处于从约280。C至约430°C的温度范围内。可利用温度监控装置(未示出)来直接测量排出气体的温度，或基于在引擎开发过程中生 成的并被存储在控制模块的非易失性存储器中的预定标定算法来推算 所述排出气体的温度。现在参见图2，图中示出的结果表明，对于柴油机燃料(被标为 n-庚烷)和其中添加了少量点火促进剂如十六烷促进剂的柴油机燃料 而言，基于注射点处的温度产生了乙醛。这些结果证明，与没有添加 剂的柴油机燃料相比，添加二叔丁基过氧化物(2%DTBP)和辛基过氧 化氢(octylhydroperoxide) ( 2%C8H17OOH )的十六烷促进剂4吏得在更 低的温度下形成了可用于穿过烃选择性催化还原装置而进行N0x还原 的乙醛。通过使柴油机燃料与少量的点火促进剂混合而使得大大降低 了启动足够的低温氧化所需的温度。点火促进剂，例如提高了一定量 燃料中的十六烷数量的物质，包括的材料例如为二叔丁基过氧化物、 曱基过氧化氢、庚基过氧化氢(heptyl hydroperoxide)、辛基过氧 化氢、硝酸异辛酯和其它过氧化物、过氧化氢、硝酸烷基酯或乙炔。因此，可通过将燃料和点火促进剂的混合物质注入排出物内而在引擎 排出物中形成氧合的烃物种。注射该混合物质导致产生了低温氧化反 应，所述低温氧化反应使得产生了活性物种。与不存在添加的过氧化物或过氧化氢所需的温度相比，98%的n-庚烷和2%的二叔丁基过氧化 物或异辛基过氧化氢的混合物质可使产生相当大量的乙醛和其它氧合 物质所处的温度降低约40-50°C。与注射没有点火促进剂的燃料所获得 的温度相比，这使得大大降低了在烃选择性催化还原中实现高NOx转化 率所需的排出物温度。可通过在交通工具上的自动氧化由汽油或柴油 机燃料产生过氧化氢和过氧化物。该方法使得在交通工具上产生过氧 化氢和过氧化物与使用这些不稳定化合物之间的时间量被最小化。另 一种可选方式是，可在工厂或服务站对所需化合物的小的贮存装置进 行充注，如果需要，所述所需化合物可与引擎燃料进行混合。假设注 入排出物内以便进行烃选择性催化还原的燃料的使用水平为1. 8g/英 里，且汽油的平均分子质量为110g/摩尔，则摩尔浓度为2%的异辛基 过氧化氢在100， 000英里的运行过程中需要32. 7摩尔的过氧化氢，对 应于约4. 8 kg的过氧化氢。第三种可选方式是利用已经包含所需量的 添加剂的引擎燃料。在排出物中产生的活性物种用作用于在烃选择性催化还原装置中 在低至200至250°C的催化剂温度下将氮氧化物转化成分子氮的还原 剂。在该催化剂温度下，柴油机燃料本身在被注入位于烃选择性催化 还原催化剂上游的排出物内时，不如烃选择性催化还原中的还原剂那 样有效。本发明使得有利于在较宽的排出物温度范围内且因此在较宽 的速度和负载条件范围内发生高效的选择性N0x还原。这种操作的优点 包括改进了在低催化剂温度下穿过烃选择性催化还原装置进行还原的 性能(更高的N0x转化率)且提供了降低排出物后处理装置的体积、质 量和成本的可能性。在操作中，控制模块对注射器装置进行控制以便将一定量的燃料 与点火促进剂的混合物注入位于烃选择性催化还原催化剂上游的排出 气体内。优选根据下面的计划，第二注射器装置14和控流阀21被致 动以便在处于注射位置的排出气体的温度高于约280°C时将一定量的 混合的燃料和点火促进剂注入排出气体内。当温度为约280°C时，注 射的混合物包括燃料，而没有点火促进剂流。随着温度的升高，当温度介于280。C与400。C之间时，控流阀被致动从而控制点火促进剂流， 以使得混合物所包括的混合物质中有约2%的点火促进剂且剩余量包括 燃料。在280。C至350。C的温度范围内，在点火促进剂与排出物流中的 柴油机燃料之间几乎不发生反应。然而，与仅通过柴油机燃料实现的 烃氧化率相比，点火促进剂可在某种程度上提高烃氧化率，从而导致 在选择性催化还原催化剂上产生烃活化，因此使得提高了在烃选择性 催化还原催化剂上的转化效率。随着温度进一步升高，优选以线性方 式控制控流阀21的致动，直至排出气体的温度高于约430°C时，注射 的混合物包括燃料，且点火促进剂基本上不流动。基于引擎运行条件 和烃选择性催化还原装置的空间速度来确定被注入排出气体内的混合 的燃料和点火促进剂的量从而通过所述烃选择性催化还原装置实现有 效的N(h还原。在注射开始时在从约350。C至430。C的温度范围内注射燃料和点火 促进剂的混合物质导致燃料产生了部分氧化反应，因此产生了活性或 氧合的物种。在适当选择点火促进剂及其混合在柴油机燃料中的浓度 的情况下，该范围可延伸至更低的温度。燃料的部分氧化产物用作还 原剂，所述部分氧化产物包括活性物种，所述还原剂与烃选择性催化 还原装置上的排出气体进行反应以便在所述装置中在较宽的温度范围 内对NOx排放物进行还原。在从350°C至430°C的温度范围内注射燃料 产生了用于对排出气体供给流中的排出引擎的N0X物种进行烃选择性 催化氧化(HC-SCR)的氧合物质和其它特定的活性物种。活性物种包 括，但不限于，氧合物质如乙醇、曱醛、乙醛；以及直链烯烃如1-丁 烯和l-辛烯。优选的燃料可以是任何适宜的烃燃料，这包括，但不限 于，汽油或柴油机燃料。已经特别地结合优选实施例和所述优选实施例的变型对本发明进 行了描述。本领域的技术人员在阅读和理解了说明书之后可易于作出 进一步的变型和改变。所有这种变型和改变旨在被包括以使它们处于 本发明的范围内。
权利要求
1、一种排出气体净化系统，所述排出气体净化系统包括烃选择性催化还原装置，所述烃选择性催化还原装置适于对流出内燃机的排出气体进行处理；注射器装置，所述注射器装置适于在位于所述烃选择性催化还原催化剂上游的位置处将燃料和点火促进剂的混合物注入所述排出气体内；和控制模块，所述控制模块适于在处于所述注射位置处的所述排出气体的温度高于约280℃时控制所述注射器装置以将一定量的所述混合的燃料和点火促进剂注入所述排出气体内。
2、 根据权利要求1所述的排出气体净化系统，其中所述烃选择性 催化还原装置包括银-氧化铝催化剂。
3、 根据权利要求1所述的排出气体净化系统，其中所述烃选择性 催化还原装置包括钡-氧化钇沸石催化剂和钠-氧化钇沸石催化剂中的 一种催化剂。
4、 根据权利要求1所述的排出气体净化系统，其中所述注射器装 置进一步包括适于传输一定量的所述燃料和点火促进剂的混合物的装 置，所述适于传输一定量的所述燃料和点火促进剂的混合物的装置包括用于将燃料从交通工具的燃料罐输运至所述注射器装置的装置以及用 于计量从ji&存装置进入所述燃料内的所述点火促进剂的控流装置。
5、 根据权利要求4所述的排出气体净化系统，其中基于引擎运行 条件和所述烃选择性催化还原装置的空间速度来确定被注入所述排出 气体内的所述混合的燃料和点火促进剂的量。
6、 根据权利要求1所述的排出气体净化系统，其中 当处于所述注射位置处的所述排出气体的温度高于约280。C时，所述混合物包括所述燃料；当处于所述注射位置处的所述排出气体的温度介于约280°C与 400。C之间时，所述混合物包括混合物质，所述混合物质包括约2%的 点火促进剂且剩余的量包括燃料，并且当处于所述注射位置处的所述排出气体的温度高于约430°C时，所 述混合物包括所述燃料。
7、 根据权利要求6所述的排出气体净化系统，其中所述点火促进剂包括过氧化物、过氧化氢、硝酸烷基酯和乙炔中的一种。
8、 根据权利要求7所述的排出气体净化系统，其中所述过氧化物 包括二叔丁基过氧化物；所述过氧化氢包括甲基过氧化氢、庚基过氧 化氢和辛基过氧化氢；且所述硝酸烷基酯包括硝酸异辛酯。
9、 根据权利要求6所述的排出气体净化系统，其中所述注射的燃 料和点火促进剂的混合物产生了还原剂，所述还原剂包括所述燃料的部 分氧化产物，所述部分氧化产物包括活性物种。
10、 根据权利要求1所述的排出气体净化系统，进一步包括位于所 述烃选择性催化还原装置和所述注射器装置上游的氧化催化装置。
11、 根据权利要求1所述的排出气体净化系统，其中所述内燃机包 括贫燃压缩点火引擎。
12、 根据权利要求1所述的排出气体净化系统，其中所述内燃机包 括火花点火贫燃引擎。
13、 一种设备，所述设备包括排出物后处理系统，所述排出物后处理系统被流体连接至从内燃机 流出的排出气体且适于对所述排出气体进行处理，所述内燃机可在不足 化学计量比的空/燃比下运行，所述排出物后处理系统包括位于烃选 择性催化还原装置上游且被流体连接至所述烃选择性催化还原装置的 氧化催化装置；注射器装置，所述注射器装置适于在介于所述氧化催化剂与所述烃 选择性催化还原催化剂之间的位置处将燃料和点火促进剂的混合物注 入所述排出气体内，所述燃料和点火促进剂的混合所基于的是处于所述 注射位置处的所述排出气体的温度；和控制模块，所述控制模块适于在处于所述注射位置处的所述排出 气体的温度高于约280°C时控制所述注射器装置以将所述混合的燃料 和点火促进剂注入所述排出气体内。
14、 根据权利要求13所述的设备，其中所述注射的燃料和点火促 进剂的混合物在所述烃选择性催化还原装置的上游产生了还原剂，所述 还原剂包括所述燃料的部分氧化产物，所述部分氧化产物包括活性物 种。气体中的NO,排放物进行还原的方法，所述方法包括当处于所述注射位置处的所述排出气体的温度高于约280°C时，将燃料和点火促进剂的 混合物注入位于烃选择性催化还原装置上游的所述排出气体内。
15.
16、 根据权利要求15所述的方法，其中将燃料和点火促进剂的混 合物注入所述排出气体内进一步包括当处于所述注射位置处的所述排 出气体的温度介于约280。C与400。C之间时，使所述燃料和点火促进剂 的混合物包括约2%的点火促进剂且剩余的量包括燃料。
17、 根据权利要求16所述的方法，其中将所述燃料和点火促进剂 的混合物注入所述排出气体内进一步包括当处于所述注射位置处的 所述排出气体的温度高于约430°C时，在没有点火促进剂的情况下注 射燃料。
18、 根据权利要求15所述的方法，进一步包括 基于引擎运行条件来确定NOx排放物的质量流速；并且基于所述烃选择性催化还原装置的空间速度来控制所述注射的燃 料和点火促进剂的混合物的质量流速以便降低穿过所述烃选择性催化 还原催化剂的NO,排放物的质量流速。
全文摘要
提供了一种用于进行排出气体净化，特别是进行NO_x还原，的方法和设备。所述设备包括适于主要以不足化学计量比的方式运行的内燃机。提供了一种后处理系统，所述后处理系统被流体连接至从所述内燃机流出的排出气体且适于对所述排出气体进行处理。所述后处理系统包括烃选择性催化还原装置。提供了一种注射器装置，所述注射器装置适于在位于所述烃选择性催化还原装置上游的位置处将燃料和点火促进剂的混合物注入所述排出气体内。一种控制模块适于在处于所述注射位置处的所述排出气体的温度高于约280℃时控制所述注射器装置以将所述混合的燃料和十六烷促进剂注入所述排出气体内。
文档编号F01N3/20GK101275480SQ20081008748
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月28日 优先权日2007年3月28日
发明者T·M·斯洛恩 申请人:通用汽车环球科技运作公司