用于柴油車輛的后處理系統(tǒng)技術方案

本發(fā)明專利技術涉及用于柴油車輛的后處理系統(tǒng)。該用于柴油車輛的后處理系統(tǒng)包括安裝在柴油發(fā)動機下游的稀燃NOx捕集(LNT)催化劑，基于λ窗口在稀燃氣氛中吸收氮氧化物(NOx)，在富燃氣氛中放出氮氧化物(NOx)，并且將一些放出的氮氧化物(NOx)轉(zhuǎn)化為氨(NH3)。選擇性催化還原(SCR)催化劑安裝在LNT催化劑下游，并且使用生成于LNT催化劑的氨(NH3)凈化通過LNT催化劑的氮氧化物(NOx)。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本公開涉及柴油車輛的后處理系統(tǒng)(ATS)，并且更具體地，通過生成氫氣(H2)最大化氨(NH3)生產(chǎn)產(chǎn)率，并且能夠通過控制生產(chǎn)的氨(NH3)的氧化增加選擇性催化還原(SCR)催化劑的氮氧化物(NOx)凈化性能的后處理系統(tǒng)。
技術介紹
氮氧化物(NOx)是與一氧化碳(CO)和烴(HC)一同由車輛釋放的有害排放物。當NOx釋放入大氣中時，其導致呼吸問題和光化煙霧。為了避免以上源自氮氧化物(NOx)的問題，在限制大氣污染物的排放方面的規(guī)范已經(jīng)越來越嚴格。隨著如上所述越來越嚴格的汽車廢氣規(guī)范，汽車制造商已經(jīng)開發(fā)了減少難以使用傳統(tǒng)催化劑去除的氮氧化物(NOx)的排放的廢氣后處理技術。具體地，雖然為了由于漸增的油價而改善能效，以及減少二氧化碳(CO2)排放，越來越多的關注已經(jīng)朝向稀燃(稀薄燃燒，leanburn)發(fā)動機的開發(fā)，由于廢氣中來自稀燃發(fā)動機的大量氧氣，難以使用傳統(tǒng)的后處理技術去除來自廢氣的氮氧化物(NOx)。因此，已經(jīng)開發(fā)的使用氨(NH3)和稀燃NOx捕集(leanNOxtrap，LNT)技術的選擇性催化還原(SCR)技術作為，為了去除生成自稀燃發(fā)動機的氮氧化物(NOx)的代表性后處理技術。然而，SCR技術需要用于儲存尿素并將其提供至SCR催化劑，以供應用作還原劑的氨(NH3)的另外的裝置。LNT技術使用大量的金屬以活化催化劑且需要復雜的發(fā)動機控制。因此，已經(jīng)開發(fā)了三元催化劑(三效催化劑，three-waycatalyst，TWC)轉(zhuǎn)化器以生成氨(NH3)，同時避免對車輛后處理系統(tǒng)的較大改變，并開發(fā)被動SCR(passiveSCR，pSCR)技術，以通過用LNT催化劑吸收氮氧化物，并且然后將一些吸收的氮氧化物(NOx)在其中產(chǎn)生大量氫氣(H2)的富燃料環(huán)境下轉(zhuǎn)化為氨(NH3)來去除氮氧化物(NOx)。常規(guī)的LNT催化劑包括二氧化鈰(CeO2)和其復合氧化物(complexoxide)等，以增加氮氧化物(NOx)的儲存性能，然而pSCR系統(tǒng)是有問題的，因為其凈化性能由于存在于二氧化鈰中的晶格氧將生成的氨(NH3)轉(zhuǎn)化為氮氣(N2)而劣化。前述內(nèi)容僅旨在幫助理解本公開內(nèi)容的
技術介紹
，而并非旨在表示本公開內(nèi)容落在本領域技術人員已知的相關技術的范圍內(nèi)。
技術實現(xiàn)思路
考慮到以上出現(xiàn)在現(xiàn)有技術中的問題而完成本公開，并且本專利技術構思的方面提供了用于柴油車輛的后處理系統(tǒng)，其能夠通過選擇性催化還原(SCR)催化劑提高氮氧化物(NOx)凈化性能，同時防止氨(NH3)的氧化。本專利技術構思的另一方面提供了用于柴油車輛的后處理系統(tǒng)，其能夠通過生成的氫氣(H2)改善氮氧化物(NOx)至氨(NH3)的轉(zhuǎn)化率。根據(jù)本公開的示例性實施方式，用于柴油車輛的后處理系統(tǒng)包括，安裝在柴油發(fā)動機下游的稀燃NOx捕集(LNT)催化劑，基于λ窗口在稀燃氣氛中吸收氮氧化物(NOx)，在富燃氣氛中放出氮氧化物(NOx)，并且將一些放出的氮氧化物(NOx)轉(zhuǎn)化為氨(NH3)；以及安裝在LNT催化劑下游的選擇性催化還原(SCR)催化劑，使用生成于LNT催化劑的氨(NH3)凈化通過LNT催化劑的氮氧化物(NOx)。LNT催化劑可以是用選自包括鉑(Pt)、銠(Rh)、氧化鋇(BaO)、和它們的混合物的組的第一涂層金屬涂覆的氧化鋁(Al2O3)。LNT催化劑可以不含包括二氧化鈰(CeO2)的復合氧化物(compoundoxide)。LNT催化劑可以在，其中空氣-燃料的當量比(λ)小于1并且溫度在至少250℃的驅(qū)動條件(drivingconditions)下，將氮氧化物(NOx)轉(zhuǎn)化為氨(NH3)。該后處理系統(tǒng)可以進一步包括氫催化劑，其安裝在LNT催化劑的上游并生成氫氣(H2)。該氫催化劑可以是用選自包括鉑(Pt)、金(Au)、和它們的混合物的組的第二涂層金屬涂覆的二氧化鈰(CeO2)。該氫催化劑可以使用水煤氣變換反應(watergasshiftreaction)生成氫氣(H2)。該氫催化劑可以在低于200℃的溫度吸收氮氧化物(NOx)，并且可以在200℃或更高的溫度放出氮氧化物(NOx)。根據(jù)本公開中的示例性實施方式，可以通過防止生成于LNT催化劑的氨(NH3)的氧化，在位于LNT催化劑下游的SCR催化劑增加氮氧化物(NOx)的凈化性能。此外，稀燃NOx捕集(LNT)催化劑上游的氫催化劑，通過氫催化劑中的水煤氣變換反應生成氫氣(H2)，最大化在稀燃NOx捕集(LNT)催化劑的氨(NH3)生成，借此其能夠改善氮氧化物(NOx)的凈化性能。該氫催化劑能夠通過在低溫吸收氮氧化物(NOx)并在高溫放出氮氧化物(NOx)來增加氮氧化物(NOx)的凈化性能。附圖說明結合附圖時根據(jù)下面的詳細描述，將更為清晰地理解本公開的上述以及其他目的、特征和其他優(yōu)點，其中：圖1是根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于柴油車輛的后處理系統(tǒng)的示意圖；圖2是根據(jù)本公開的示例性實施方式和比較例的稀燃NOx捕集(LNT)催化劑的氨(NH3)轉(zhuǎn)化率的圖；圖3是描述根據(jù)本公開的示例性實施方式的在氫催化劑處的水煤氣變換反應的圖；圖4是描述根據(jù)本公開的示例性實施方式的氫催化劑和LNT催化劑的反應的圖；圖5是描述生成的氨(NH3)的氧化的圖；并且圖6是示出通過根據(jù)本公開的示例性實施方式的氫催化劑的組合物的水煤氣變換反應生成的氫氣(H2)產(chǎn)率的圖。具體實施方式在下文中，雖然將結合示例性實施方式并參考附圖來詳細描述本專利技術，應理解的是，本說明書并非旨在將本專利技術限制為那些示例性實施方式。供參考，本說明書的相同數(shù)字基本上表示相同的要素，在此規(guī)則下，可以通過引用在其他附圖中描述的事物來描述，并且可以省略對本領域技術人員顯而易見或重復的事物。本公開具有，通過在其中將被動SCR(pSCR)技術應用于柴油車輛的情況下防止在LNT催化劑生成的氨(NH3)的氧化，增加位于稀燃NOx捕集(LNT)催化劑下游的選擇性催化還原(SCR)催化劑的氮氧化物(NOx)凈化性能的主要構思。圖1是根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于柴油車輛的后處理系統(tǒng)的示意圖。如圖1中所示，根據(jù)示例性實施方式的用于柴油車輛的后處理系統(tǒng)20具有，安裝在柴油發(fā)動機下游的稀燃NOx捕集(LNT)催化劑22，取決于溫度吸收或放出氮氧化物(NOx)，并將一些放出的氮氧化物(NOx)轉(zhuǎn)化為氨(NH3)。選擇性催化還原(SCR)催化劑23隨后安裝在LNT催化劑的下游，并且使用生成的氨(NH3)凈化氮氧化物(NOx)。LNT催化劑22是用選自包括鉑(Pt)、銠(Rh)、氧化鋇(BaO)、和它們的混合物的組的第一涂層金屬涂覆的氧化鋁(Al2O3)，并且在特定實施方式中不含二氧化鈰(CeO2)。通常，作為氧儲存催化劑(OSC)用于常規(guī)LNT催化劑中的二氧化鈰(CeO2)通過在具有大量氧氣的稀燃氣氛(leanatmosphere)中儲存氧氣，并在具有很少量氧氣的富燃氣氛(richatmosphere)放出氧氣，擴大λ窗口。存在于二氧化鈰(CeO2)中的晶格氧將生成的氨(NH3)氧化，從而阻止其到達SCR催化劑，并且因此劣化氮氧化物(NOx)凈化性能。表1表1示出了根據(jù)示例性實施方式和使用二氧化鈰作為載體的比較例的LNT催化劑的組成，并且圖2是示出根據(jù)示例性實施方式和比較例本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種用于柴油車輛的后處理系統(tǒng)，包括：安裝在柴油發(fā)動機下游的稀燃NOx捕集催化劑，基于λ窗口在稀燃氣氛中吸收氮氧化物，在富燃氣氛中放出氮氧化物，并且將所放出的氮氧化物中的一些轉(zhuǎn)化為氨；以及安裝在所述稀燃NOx捕集催化劑下游的選擇性催化還原催化劑，使用生成于所述稀燃NOx捕集催化劑的氨凈化通過所述稀燃NOx捕集催化劑的氮氧化物。

【技術特征摘要】
2015.09.15 KR 10-2015-01305311.一種用于柴油車輛的后處理系統(tǒng)，包括：安裝在柴油發(fā)動機下游的稀燃NOx捕集催化劑，基于λ窗口在稀燃氣氛中吸收氮氧化物，在富燃氣氛中放出氮氧化物，并且將所放出的氮氧化物中的一些轉(zhuǎn)化為氨；以及安裝在所述稀燃NOx捕集催化劑下游的選擇性催化還原催化劑，使用生成于所述稀燃NOx捕集催化劑的氨凈化通過所述稀燃NOx捕集催化劑的氮氧化物。2.根據(jù)權利要求1所述的后處理系統(tǒng)，其中，所述稀燃NOx捕集催化劑是用選自包括鉑、銠、氧化鋇和它們的混合物的組的第一涂層金屬涂覆的氧化鋁。3.根據(jù)權利要求2所述的后處理系統(tǒng)，其中，所述...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：李孝京，李相敏，
申請(專利權)人：現(xiàn)代自動車株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：韓國;KR