本發明專利技術涉及一種燃燒式發動機(1)的排放氣體的后處理裝置，其從上游至下游包括：氧化催化器部件DOC(3)；用于氮氧化物的選擇性催化還原SCR的還原劑或還原劑前體的輸入裝置(4)的噴口(41)；氮氧化物NOX的選擇性催化還原的催化器部件(6)以及微粒過濾器(7)，其配備有氮氧化物NOX的選擇性催化還原的催化劑覆蓋層SCRF。所述部件和噴口集中在唯一的殼體(2)中。所述氮氧化物的選擇性催化還原的催化器部件(6)的長度(L1)比所述微粒過濾器(7)的長度(L2)至少小兩倍。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及燃燒式發動機的排放氣體的污染物的處理裝置。
技術介紹
配備于機動車輛的燃燒式發動機的污染物排出由標準規定。根據所考慮的燃燒式發動機技術，受規定的污染物是一氧化碳(CO)、未燃盡的碳氫化合物(HC)、氮氧化物(NOx，即NO和NO2)以及微粒(PM)，它們在碳氫燃料的燃燒時在燃燒室內形成隨后被排放。已知在燃燒式發動機的排氣管路中使用一定數量的除污裝置以限制規定污染物的排出。氧化催化劑允許處理一氧化碳、未燃盡的碳氫化合物以及在特定條件下允許處理氮氧化物；微粒過濾器可以用于處理煙灰的微粒。將該類型的裝置用術語通常表示為排放氣體的“后處理”裝置。為了滿足關于氮氧化物(NOX)的排放的防污標準，可將后處理的特定系統引入車輛的排氣管路中，尤其引入配備有狄塞爾(Disel)發動機的車輛的排氣管路中。為了處理氮氧化物(NOX)，已知選擇性催化還原技術，或英語簡稱為“SCR”的“SelectiveCatalyticReduction”，其在于通過在排氣管路中還原劑(或這種還原劑的前體)的輸入通過催化反應使NOX還原。例如其涉及尿素溶液，其分解將允許獲得充當還原劑，還充當氣態還原劑或這種還原劑前體的氨。在本文件的后文中通常用“還原劑(réducteur)”這個詞來表示還原劑(agentréducteur)或還原劑前體。產生的催化劑允許通過在SCR催化器中，即具有能夠通過還原劑促進NOX還原的催化浸漬的基底中的反應來還原氮氧化物。尤其是歐洲標準傾向于變得越來越嚴格。并且鑒于預料到2016年以后標準的變化，為了遵守當前標準而用于減少離開排氣管路的污染物的排出的解決方案表現出不足。實際上，標準的第一步，Euro6b(于2014年九月生效)已經引導機動車制造商在不同的選項間選擇以更特定地減少NOX的排出：-“在源頭”，在發動機本身的運轉處，通過發動機中的排放氣體的再循環類型技術還原NOX，再循環根據英語術語的簡寫也稱為EGR，其對應于例如高壓和低壓“排氣再循環”；-在排氣管路處通過稱為“NOX收集器”的順序催化處理技術還原NOX；-還在排氣管路處還原NOX，通過例如在上文中簡要描述的稱為“選擇性催化還原”(SCR)的連續處理技術；甚至兼用這些解決方案中的多個。如果這些解決方案允許滿足標準(Euro6b)的變化中的該第一步，其不必然能夠滿足表明還更嚴格的第二步(Euro6c，預計于2017年九月生效)，其具有在稱為“WLTC”(英語為“WorldwideHarmoizedLightvehiclesTestCycle(全球輕型汽車測試循環)”，即法語中“cycledetestharmonisépourvéhiculeslégers”(輕型汽車協調測試循環)的簡稱)的新運行循環上的污染物測量，新運行循環包括比當前的許可循環(稱為“MVEG”，英語為“MotorvehicleEmissionsGroup”(發動機車輛排放小組)，即法語中的“grouped’émissionspourvéhiculesmotorisés”(發動機車輛排放小組)的簡稱)更多的過渡階段，但也應建立循環外的測量(替代實際行駛排放或行駛的真實狀況下的排放出，稱為“RDE”)。特別是為了應對循環外NOX過高排放的風險，可以預期不同的技術解決方案和構造。它們具有其優點及其缺點。但是效率最高的氮氧化物的處理技術是選擇性催化還原(SCR)，因為其在比作為后處理的其它解決方案的NOX收集器的溫度和氣體流量的范圍更廣泛的溫度和氣體流量的范圍中是高效的。此外，增加后處理裝置的實施限制。實際上，通常，所使用的催化器系統因為穿過的排放氣體的溫度較高(直到某一點)且穩定而更高效。于是其在發動機的起動后排放氣體的溫度逐漸升高時更快地觸發(s’amorcer)。因此，關注于將后處理裝置實施在發動機罩下的最靠近發動機處，即最靠近排放氣體的集氣管處，甚至該環境通常是非常擁擠的。后處理裝置因此應該盡量緊湊而不損害其性能。在本文本的全文中，術語“上游”和“下游”根據集成了后處理部件的排氣管路中的排放氣體流動的通常的方向理解，從發動機直到排氣管路的端部的套管。例如，由專利申請WO2011/089330已知一種在同一殼體中集中由排放氣體依次穿過的多個部件的后處理裝置。其尤其提出一系列的部件，從上游至下游包括：-氧化催化器，-尿素類型的還原劑的噴射器，-混合器，其作用是及時混合噴射入氣體所穿過的殼體中的尿素滴，以便在殼體的整個直截面上盡可能均勻地分解為氨，-SCR部件，-微粒過濾器(以后稱為FAP)。還提出一種替代辦法，其在于通過浸漬還原NOX的催化劑并且因此同時執行煙灰過濾和NOX還原作用的FAP(以后稱為SCRF)替換SCR部件和FAP。然而，如在該文件中所描述的SCR專用部件會由于不利的熱的原因而不能足夠早地熱觸發，尤其是期間在排氣管路中的溫度相當低的城市中運行的條件下。不過，這恰好在該類型的城市中運行期間，(尤其是)歐洲標準的變化在NOX排出的減少方面將變為強制性的。并且由于微粒過濾器的特定基底較大的熱惰性，在微粒過濾器中集成了SCR催化劑(SCRF)的變型例在城市中運行的條件下性能不再那么好，即使其很靠近發動機放置。實際上，保證微粒過濾并浸漬催化劑覆蓋層(浸漬的覆蓋層英語稱為“washcoat(載體涂料)”)的基底是多孔陶瓷，其消耗很多熱量以提升溫度。SCR階段的觸發因此只能在某一時間之后才發生，這不許允許該解決方案遵守未來的標準變化。
技術實現思路
本專利技術因此旨在設計一種彌補了前述缺點的排放氣體的后處理。其尤其旨在改善現有的裝置以允許在污染物的排放方面，且更具體地在涉及城市運行類型的不穩定運行條件下和/或在擴大的溫度范圍中的NOX的排放方面遵守更為嚴格的標準。有利地，其也旨在獲得一種性能更好并且還保持緊湊的后處理裝置。本專利技術首先涉及一種燃燒式發動機的排放氣體的后處理裝置，其從上游至下游包括：-氧化催化器部件DOC；-用于氮氧化物的選擇性催化還原SCR的還原劑或還原劑前體的輸入裝置(可以是噴射器的裝置)的噴口；-氮氧化物NOX的選擇性催化還原的催化器部件；-微粒過濾器，其配備有稱為SCRF的氮氧化物NOX的選擇性催化還原的催化劑覆蓋層；-所述部件和噴口集中在唯一的殼體中；-所述氮氧化物的選擇性催化還原的催化器部件的長度比微粒過濾器的長度小至少兩倍，尤其小至少2.2倍或至少2.3倍或至少2.4或2.5倍直到3倍(至少)。后處理裝置的這種構造在多個方面被證實是極為有利的。一方面，保留了整體的緊湊性，其容納于唯一的殼體中，并且其因此可以有利地安置在排氣管路上最靠近離開發動機的排放氣體的集氣管處。另一方面，其允許改善裝置的性能，尤其是針對在最不利的條件下的，即如之前提到的在城市運行的條件(其中排放氣體的溫度保持小于道路或高速公路類型的運行)下的，甚至在稱為強烈的，具有間歇地排放氣體的大流量的駕駛類型的條件下的NOX還原。還補充證明了該構造允許最大化地限制排氣管路的末端處的氨漏失(還用英語以術語“NH3slip”表示，氨漏失來自在SCR催化器的載體部件上游噴射但并未起作用的還原劑)。并且這些十分有利的結果已通過兩個SCR部件的組合得到：一個專用于該功能，另一個集成在微粒過濾器本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種燃燒式發動機(1)的排放氣體的后處理裝置，其特征在于，其從上游至下游包括：?氧化催化器部件DOC(3)；?用于氮氧化物的選擇性催化還原SCR的還原劑或還原劑前體的輸入裝置(4)的噴口(41)；?氮氧化物NOX的選擇性催化還原的催化器部件(6)；?微粒過濾器(7)，其配備有氮氧化物NOX的選擇性催化還原的催化劑覆蓋層SCRF；?所述部件和噴口集中在唯一的殼體(1)中；?所述氮氧化物的選擇性催化還原的催化器部件(6)的長度(L1)比所述微粒過濾器(7)的長度(L2)小至少兩倍，尤其小至少2.2倍至3倍。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.05.27 FR 14547531.一種燃燒式發動機(1)的排放氣體的后處理裝置，其特征在于，其從上游至下游包括：-氧化催化器部件DOC(3)；-用于氮氧化物的選擇性催化還原SCR的還原劑或還原劑前體的輸入裝置(4)的噴口(41)；-氮氧化物NOX的選擇性催化還原的催化器部件(6)；-微粒過濾器(7)，其配備有氮氧化物NOX的選擇性催化還原的催化劑覆蓋層SCRF；-所述部件和噴口集中在唯一的殼體(1)中；-所述氮氧化物的選擇性催化還原的催化器部件(6)的長度(L1)比所述微粒過濾器(7)的長度(L2)小至少兩倍，尤其小至少2.2倍至3倍。2.根據前項權利要求所述的后處理裝置，其特征在于，所述氮氧化物的選擇性催化還原的催化器部件(6)具有至多80mm，尤其至多76mm，優選地介于45mm和55mm之間的長度(L1)。3.根據前述權利要求中任一項所述的后處理裝置，其特征在于，包括在所述氮氧化物的選擇性催化還原的催化器部件(6)和所述微粒過濾器(7)之間的可能空間的總長度(L12)為至多200mm，尤其至多190mm，優選地介于170mm和180mm之間。4.根據前述權利要求中任一項所述的后處理裝置，其特征在于，所述氧化催化器部件(3)的入口和所述微...
【專利技術屬性】
技術研發人員：尼爾斯·馬特斯，珍·弗洛朗·吉尼，蒂埃里·貝爾坦，托馬斯·勒塔勒克，
申請(專利權)人：標致雪鐵龍集團，
類型：發明
國別省市：法國;FR
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