用于后处理组件的改进脱硫的系统、方法和设备的制造方法_3

文档序号:9308224阅读:来源:国知局
SCR组件的催化器再生诊断模块230被构造为接收和解释来自催化器状态模块的SCR组件的硫值222和硫再生阈值214,硫再生阈值214可以存储在控制器108的存储位置中。SCR组件的催化器再生诊断模块230还被构造为响应于SCR组件的硫值222和硫再生阈值214确定NO增加命令232和/或N02减少命令234中的一个或多个。在某些实施方式中,SCR催化器再生诊断模块可还被构造为输出脱硫命令236,脱硫命令236包括指示在升高的温度下操作以恢复SCR组件106的催化活性的命令。
[0032]示例性控制器108包括SCR组件的硫状态模块220,SCR组件的硫状态模块220还响应于发动机燃料量输入204确定SCR组件的硫值222。另外或可替代地,SCR组件的硫状态模块220还可响应于内燃机操作持续时间输入206和/或SCR组件的活性检查输入208确定SCR组件的硫值222。
[0033]在某些实施方式中,NO增加命令232和/或N02减少命令234可包括排气流速增加命令、EGR分数降低命令、进气节流阀命令、排气节流阀命令、排气温度升高命令、还原剂加入命令和/或氧化催化器旁通阀命令中的一个或多个。
[0034]参照图3,为SCR催化器采集的数据300包括示出NO入口 310的第一曲线302、示出NO2入口 312的第二曲线304、示出NH3入口 314的第三曲线306以及示出位于SCR催化器出口处的SO2的第四曲线308。所有数据均在400°C的进料气体温度下采集。在所示数据的第一个10分钟中,将NO单独作为进料气体添加剂提供,并且在所示数据的第二个10分钟中,将NH3单独作为进料气体添加剂提供。在第四曲线308中可以看出,在单独存在NO或順3的情况下,没有发生显著的S02释放。在所示数据的第三个10分钟316中,順3和NO以等摩尔比添加入进料气体中,显示出明显的SO2释放。在400°C下的SO2释放是低温下显著优于本领域公知的其它方式的性能,本领域公知的其它方式通常需要500°C -700°C的温度以在可接受的时间范围内从硫中毒再生SCR催化器。所示数据的第四个10分钟显示在进料气体中提供等摩尔的NO和NO2,并且第五个10分钟包括仅向进料气体中加入氨的阶段。所示数据的第六个10分钟318显示通过加入可使ANR(氨与NOx的比)为I的总量的氨而在进料气体中提供等摩尔的NO和N02。在采集数据的温度下,仅向进料气体中加入NO和NH3,从而提供显著的SO2释放。具有标准的氧化催化器的、正常操作的发动机在SCR催化器组件处的较大部分的NOxS NO 2,NO2分数可以是50%或更高。
[0035]参照图4,对于SCR催化器,绘制了数据集400的若干个操作曲线402、404、406。操作曲线402是在400°C下暴露于SOx 24小时后SCR催化器的NOxR化操作曲线。操作曲线406示出了在400°C下暴露于SOx1分钟后的SCR催化器的啤转化操作曲线,其中以在操作中的发动机中通常观察到的浓度将等摩尔的NO和順3加入进料气体中。操作曲线404示出了在400°C下暴露于S0x50分钟后的SCR催化器的NOjf化操作曲线,其中以在操作中的发动机中通常观察到的浓度将等摩尔的NO和順3加入进料气体中。可以看出的是,NO与还原剂一起使用可显著降低SCR催化器在合理的时间内从硫暴露恢复所需的温度。本文所述的再生操作可作为服务事件进行,例如将催化器从应用(例如车辆)脱离并将SCR催化器置于服务单元中,或者通过将排气流转接器或其它专用服务装置置于该应用上以提供再生操作。另外或可替代地,再生操作可作为运行时间操作提供,从而恢复SCR催化器的一些活性。应用可包括两种再生类型,诸如运行时利用长时间的高负荷或升高的排气温度的短机会再生,以及作为维护或故障响应操作进行的较长的服务事件再生。
[0036]下文的示意性流程说明提供执行用于从硫暴露再生SCR催化器的过程的说明性实施方式。所示出的操作应理解为仅是示例性的,并且除非本文中明确说明与此相反,否则操作可组合或分开、添加或删除以及全部或部分重新排序。所示出的某些操作可由位于执行非瞬态计算机可读存储介质上的计算机程序产品的计算机执行,其中该计算机程序产品包括使计算机执行一个或多个操作或者对其它装置发出命令以执行一个或多个操作的指令。
[0037]图5示出了用于从硫暴露再生SCR催化器的示例性过程500的流程图。过程500开始于操作502,在操作502中进行用于从硫暴露再生SCR催化器106的过程。操作502可通过解释接通事件(key-on event)、完成循环、完成后重新开始过程500或者通过由操作者或技术人员开始而开始。
[0038]过程500继续到操作504以解释SCR组件的硫值。从操作504,过程500继续到有条件的操作506以确定SCR组件的硫值是否大于硫再生阈值。如果SCR组件的硫值小于或等于硫再生阈值,则过程500行进到操作510,在操作510,过程500结束。如果SCR组件的硫值大于硫再生阈值,则过程500继续到操作508,以增加进入SCR组件的发动机NO量。
[0039]在某些实施方式中,过程500还可包括通过包括以下中的至少一种的操作解释SCR组件的硫值的操作:确定已由发动机燃烧的燃料量;确定发动机的操作持续时间超过发动机操作持续时间阈值;确定自先前的硫再生操作已经过一段时间;确定累积量的硫已通过SCR组件;和/或执行SCR组件的催化器活性检查并确定SCR组件的催化器活性已下降到低于阈值。
[0040]过程500的某些其它实施方式包括下文描述的特征中的一个或多个。过程500可包括通过降低整个上游氧化催化器的NO到勵2的转化率来增加NO的量的操作,并且在某些实施方式中,该降低整个上游氧化催化器的NO到NO2的转化率的操作包括增加排气流速的操作。在某些实施方式中,用于增加排气流速的操作包括递增地打开进气节流阀和/或排气节流阀的操作。示例性过程500可包括通过降低发动机气体再循环(EGR)分数来增加NO的量的操作。另一示例性过程500可包括通过升高排气温度(EGT)、和/或通过向氧化催化器上游的排气通道中加入烃和/或向发动机的汽缸中加入烃升高EGT降低整个上游氧化催化器的NO到NO2的转化率的操作。在某些实施方式中,降低整个上游氧化催化器的NO到NO2的转化率的操作包括通过以下加入还原剂的操作:向氧化催化器上游的排气通道中加入烃、和/或向发动机的汽缸中加入烃。
[0041]另一示例性过程500可包括通过递增地打开绕过上游氧化催化器旁通至少一部分排气的旁通阀、和/或通过提供具有选择为产生低于至少一种所选发动机操作条件的阈值的NO2 = NO比率的Pt:Pd比率上游氧化催化器来增加NO的量的操作。在某些实施方式中,所选发动机操作条件包括响应于脱硫发动机操作条件选择的发动机操作条件。
[0042]如从附图和上文给出的正文明显看出,本文设想了各种实施方式并公开了设备和方法的各个方面。例如,一个方面涉及包括以下的方法:操作发动机以产生具有NOx组分的排气,该发动机可操作地联接至用于接收排气的排气系统,该排气系统包括排气后处理系统,该排气后处理系统包括布置在排气流中的选择性催化还原(SCR)组件;解释该SCR组件的硫值;以及确定该硫值是否超过硫再生阈值。该方法还包括确定响应于该硫值大于该硫再生阈值进入该SCR组件的发动机NO量增加以及基于该发动机NO量增加而增加传送到该排气系统中的NO量。
[0043]在该方法的另一实施方式中,解释硫值并确定该硫值是否超过硫再生阈值包括从以下组成的操作中选择的操作:确定一定量的燃料已由发动机燃烧;确定发动机的操作持续时间超过发动机操作持续时间阈值;确定自从之前的硫再生操作已经过一段时间;以及确定累积量的硫已通过SCR组件。该实施方式还包括对SCR组件的催化器活性进行检查并确定SCR组件的催化器活性已下降到低于阈值。
[0044]在又一实施方式中,增加NO的量还包括以下中的至少一个:降低整个位于SCR组件上游的氧化催化器的NO到勵2的转化率;递增
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