CN102787892B - 排放气体后处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种排放气体后处理系统。排放气体后处理方法可以包括白烟消除步骤和柴油微粒过滤器再生步骤，所述白烟消除步骤将排放气体的温度维持在第一预定温度第一预定时间，从而从硫成分中消除湿气，所述柴油微粒过滤器再生步骤在白烟消除步骤结束之后将排放气体的温度维持在高于第一预定温度的第二预定温度第二预定时间，从而燃烧柴油微粒过滤器中捕获的微粒物质。

Description

排放气体后处理系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年5月17日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2011-0046283号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及排放气体后处理方法，所述方法捕获包含在排放气体中的微粒物质并升高排放气体的温度以再生DPF（柴油微粒过滤器）。
背景技术
减少有害物质是产生大量有害排放气体的柴油汽车的重要问题。特别地，有必要减少由燃料的不完全燃烧造成的PM（微粒物质）。
各种减少PM的技术业已被介绍，这些技术中有DPF（柴油微粒过滤器），其用于捕获排放气体的PM并将捕获的PM的温度升高至比其被消除的燃点更高的温度。
当发动机在高RPM下或以高负载条件运转时，DPF通过其高温而有效再生；然而，排放气体的温度需要强制升高从而在低RPM下或以低负载条件再生DPF。
因此进行后燃料喷射，且安置在DPF上游侧的DOC（柴油氧化催化剂）燃烧喷射燃料以升高排放气体的温度，从而再生DPF。柴油燃料中通常包含硫成分，H2SO4在燃烧过程中形成并附着在排放系统元件上，且附着的H2SO4吸收湿气。
同时，当柴油微粒过滤器再生时，存在硫酸（H2SO4）的湿气被高温蒸发而产生白烟的问题。
公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种排放气体后处理方法，所述方法的优点在于避免了当柴油微粒过滤器再生时由于从附着于排放系统元件的硫酸蒸发湿气而产生白烟。
在本发明的一个方面，一种排放气体后处理方法，所述方法可包括白烟消除步骤和柴油微粒过滤器再生步骤，所述白烟消除步骤将排放气体的温度维持在第一预定温度持续第一预定时间，从而从硫成分中消除湿气；在白烟消除步骤结束之后，所述柴油微粒过滤器再生步骤将排放气体的温度维持在高于第一预定温度的第二预定温度持续第二预定时间，从而燃烧柴油微粒过滤器中捕获的微粒物质。
所述白烟消除步骤分别以预定时间间隔进行一次或多次持续第一预定时间；在最终白烟消除步骤结束之后，进行中间升高步骤，所述中间升高步骤将排放气体的温度升高至在第一预定温度和第二预定温度之间的第三预定温度，且在中间升高步骤结束之后进行柴油微粒过滤器再生步骤。
第一预定温度的范围为300至500℃，第一预定时间在15分钟之内，第二预定温度的范围为600至650℃，且其中当柴油微粒过滤器的再生完成时设定第二预定时间，且第三预定温度为当发动机进入怠速条件时柴油微粒过滤器没有受到损坏的值。
所述白烟消除步骤进行一次；在白烟消除步骤结束之后，进行中间升高步骤，所述中间升高步骤将排放气体的温度升高至在第一预定温度和第二预定温度之间的第三预定温度，且在中间升高步骤结束之后进行柴油微粒过滤器再生步骤。
第一预定温度的范围为300至500℃，第一预定时间在15分钟之内，第二预定温度的范围为600至650℃，且其中当柴油微粒过滤器的再生完成时设定第二预定时间，且第三预定温度为当发动机进入怠速条件时柴油微粒过滤器没有受到损坏的值。
在第一预定时间之内，通过预定周期使所述第一预定温度重复升高和降低持续预定时间，其中第一预定温度的范围为300至500℃，第一预定时间在15分钟之内，且第二预定温度的范围为600至650℃。
在白烟消除步骤结束之后，以预定时间间隔进行中间升高步骤两次或多次持续第三预定时间，所述中间升高步骤将排放气体的温度升高至第二预定温度，且在最终中间升高步骤结束之后进行柴油微粒过滤器再生步骤持续第二预定时间，其中第一预定温度的范围为300至350℃，第二预定温度的范围为600至650℃，且其中第三预定时间小于30秒，第二预定时间大于10分钟。
在本发明的另一方面，一种排放气体后处理方法，可包括白烟消除步骤，所述白烟消除步骤将排放气体的温度维持在第一预定温度持续第一预定时间，从而从硫成分中消除湿气；中间升高步骤，所述中间升高步骤在白烟消除步骤结束之后将排放气体的温度升高至在第一预定温度和第二预定温度之间的第三预定温度；和柴油微粒过滤器再生步骤，所述柴油微粒过滤器再生步骤在中间升高步骤之后将排放气体的温度维持在高于第一预定温度的第二预定温度持续第二预定时间，从而燃烧柴油微粒过滤器中捕获的微粒物质，其中以预定时间间隔进行中间升高步骤两次或多次，其中第一预定温度的范围为300至500℃，第二预定温度的范围为600至650℃，第三预定时间在5分钟之内，且第二预定时间大于10分钟。
如上所述，在柴油微粒过滤器再生之前从硫化合物缓慢消除湿气，因此在根据本发明的排放气体后处理方法中预先避免了排放气体中由湿气的蒸发而造成的白烟。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1为根据本发明的示例性实施方案的排放气体后处理方法的示意图。
图2为显示了根据本发明的各个示例性实施方案的排放气体后处理方法的控制方法的曲线图。
图3为显示了根据本发明的各个示例性实施方案的排放气体后处理方法的控制方法的曲线图。
图4为显示了根据本发明的各个示例性实施方案的排放气体后处理方法的控制方法的曲线图。
图5为显示了根据本发明的各个示例性实施方案的排放气体后处理方法的控制方法的曲线图。
应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征（包括例如具体尺寸、方向、位置和外形）将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记涉及本发明的同样的或等同的部分。
具体实施方式
下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。
图1为根据本发明的示例性实施方案的排放气体后处理方法的示意图。
参考图1，排放气体后处理系统包括柴油微粒过滤器（DPF）110、压差传感器120、温度传感器130、发动机140和喷射器150。
柴油微粒过滤器110过滤包含在排放气体中的微粒物质，且压差传感器120检测柴油微粒过滤器110的前侧和后侧之间的压差并将检测信号传送至控制部100。
控制部100根据来自压差传感器120的传送信号确定柴油微粒过滤器110是否需要再生。
控制部100可不考虑压差传感器120而根据预定的行驶距离或行驶时间再生柴油微粒过滤器110。
加热待流经柴油微粒过滤器110的排放气体从而再生柴油微粒过滤器110。在该过程中，控制部100通过喷射器150喷射燃料从而升高输送至柴油微粒过滤器110的排放气体的温度。
喷射器150可为安装在发动机140中的燃料喷射喷射器，或安装在柴油微粒过滤器110的上游侧的排放管线上的后喷射喷射器。
此外，控制部100通过温度传感器130检测输送至柴油微粒过滤器110的排放气体的温度，并基于检测温度控制喷射器150，使得输送至柴油微粒过滤器110的排放气体的温度包含在预定温度范围内。
因此，柴油微粒过滤器110中捕获的PM（微粒物质）通过高温燃烧而消除。
同时，在本发明的一个示例性实施方案中，在柴油微粒过滤器110基本上再生之前进行白烟消除模式，从而解决当柴油微粒过滤器110再生时包含在硫化合物中的湿气蒸发并形成白烟的问题。
下文参考图2至图4详细说明白烟消除模式。
图2为显示根据本发明的第一示例性实施方案的排放气体后处理方法的控制方法的曲线图。
参考图2，横轴代表行驶距离或行驶时间，纵轴代表温度。
第一预定温度（A）的范围为300至500℃，第二预定温度（B）的范围为600至650℃，第三预定温度（C）包括在第一预定温度（A）和第二预定温度（B）之间。
如果确定柴油微粒过滤器110需要再生，则控制部100控制喷射器150以升高输送至柴油微粒过滤器110的排放气体的温度。
如图2所示，进行白烟消除步骤#1，其中升高排放气体的温度以维持第一预定温度（A）持续第一预定时间t1。
在此，第一预定时间t1在15分钟之内。以预定间隔进行白烟消除步骤#1四次（#1-1、#1-2、#1-3、#1-4），并可根据行车条件和硫含量（行驶距离）进行一次或多次白烟消除步骤#1。
在此，从附着于排放元件的硫化合物缓慢消除湿气。
进行白烟消除步骤#1四次（可根据行车条件或硫含量进行一次或多次），然后进行中间升高步骤#2，其中排放气体的温度升高至第三预定温度（C）。
在此，当发动机140进入怠速条件时，柴油微粒过滤器110在第三预定温度（C）下并没有受到损坏，且第三预定温度（C）持续第三预定时间t3。
一旦中间升高步骤#2结束，则进行柴油微粒过滤器再生步骤#3，其中排放气体的温度升高至第二预定温度（B）。
在柴油微粒过滤器再生步骤#3的过程中，柴油微粒过滤器110中捕获的PM在第二预定温度（B）下燃烧以消除，且柴油微粒过滤器再生步骤#3持续第二预定时间t2，直至消除预定量的PM。
如果不进行白烟消除步骤#1和中间升高步骤#2而进行柴油微粒过滤器再生步骤#3，则湿气从排放元件的硫化合物中快速蒸发从而产生具有白色的排放气体。
因此，在本发明的一个示例性实施方案中，在进行柴油微粒过滤器再生步骤#3之前，进行白烟消除步骤#1多于一次以逐步蒸发硫化合物从而避免在柴油微粒过滤器再生步骤#3的过程中产生的白烟。
图3为显示根据本发明的第二示例性实施方案的排放气体后处理方法的控制方法的曲线图。
参考图3，在第一预定温度（A）下进行白烟消除步骤#1持续第一预定时间t1，其中第一预定温度（A）的范围为300至500℃且第一预定时间t1在15分钟之内。
一旦白烟消除步骤#1结束，则将排放气体温度升高至第三预定温度（C）以进行中间升高步骤#2。
在此，第三预定温度（C）为柴油微粒过滤器110不被高温破坏而发动机140进入怠速条件的值，且第三预定温度（C）持续第三预定时间t3。
一旦中间升高步骤#2结束，则将排放气体的温度升高至用于柴油微粒过滤器再生步骤#3的第二预定温度（B）。
柴油微粒过滤器110中捕获的PM在第二预定温度（B）下燃烧，且柴油微粒过滤器再生步骤#3持续第二预定时间t2，直至预定量的捕获的PM在柴油微粒过滤器再生步骤#3中被消除。
因此，在本发明的一个示例性实施方案中，在进行柴油微粒过滤器再生步骤#3之前，进行白烟消除步骤#1以从排放管线的硫化合物缓慢蒸发湿气，因此在进行柴油微粒过滤器再生步骤#3时，不形成由硫化合物的湿气造成的白烟。
此外，中间升高步骤#2避免了当白烟消除步骤#1过渡至柴油微粒过滤器再生步骤#3时的剧烈温度波动，因此改善了柴油微粒过滤器110的耐久性。
图4为显示根据本发明的第三示例性实施方案的排放气体后处理方法的控制方法的曲线图。
在第一预定温度（A）下进行白烟消除步骤#1持续第一预定时间t1，且第一预定温度（A）的范围为300至500℃。
一旦白烟消除步骤#1结束，则将排放气体温度升高至第二预定温度（B），且温度（B）在中间升高步骤（#2）中持续第三预定时间t3。
在此，第二预定温度（B）是使柴油微粒过滤器110中捕获的部分PM燃烧的值，其中第三预定时间t3在5分钟之内。
在本发明的一个示例性实施方案中，进行中间升高步骤#2相对较短的时间并以预定间隔重复两次#2-1和#2-2。
然而，可根据行车条件和硫含量（行驶距离）进行一次或多次步骤#2。当中间升高步骤#2结束并经过预定时间时，将排放气体的温度升高至柴油微粒过滤器再生步骤#3的第二预定温度（B）。
第二预定温度（B）为使柴油微粒过滤器110中捕获的部分PM燃烧以被消除的值，且柴油微粒过滤器再生步骤#3持续用于柴油微粒过滤器再生步骤#3的第二预定时间t2，直至消除预定量的PM。在此，第二预定时间t2持续超过10分钟从而使柴油微粒过滤器110的PM被充分燃烧以消除。
在本发明的一个示例性实施方案中，第一预定时间t1、第二预定时间t2，和第三预定时间t3可基本上预先确定，且可为进行白烟消除步骤#1、中间升高步骤#2，和柴油微粒过滤器再生步骤#3所必需的时间。
图5为显示根据本发明的第四示例性实施方案的排放气体后处理方法的控制方法的曲线图。参考图5，横轴代表行驶距离且纵轴代表温度。
第一预定温度（A）的范围为300至500℃，第二预定温度（B）的范围为600至650℃，且第三预定温度（C）包括在第一预定温度（A）和第二预定温度（B）之间。
如图所示，在白烟消除步骤#1的过程中，将排放气体的温度升高至第一预定温度（A）且温度（A）持续第一预定时间t1。在此，第一预定时间t1在15分钟之内。在此，第一预定温度（A）可在第一预定温度（A）的周围波动或重复升高和降低持续第一预定时间t1。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (9)

1.一种排放气体后处理方法，包括：
白烟消除步骤，所述白烟消除步骤将排放气体的温度维持在第一预定温度持续第一预定时间，从而从硫成分中消除湿气；和
柴油微粒过滤器再生步骤，所述柴油微粒过滤器再生步骤在白烟消除步骤结束之后将排放气体的温度维持在高于第一预定温度的第二预定温度持续第二预定时间，从而燃烧柴油微粒过滤器中捕获的微粒物质；
其中进行一次或多次所述白烟消除步骤持续第一预定时间，其中多次所述白烟消除步骤分别在预定时间段内进行，在最终白烟消除步骤结束之后进行中间升高步骤，所述中间升高步骤将排放气体的温度升高至在第一预定温度和第二预定温度之间的第三预定温度，且在中间升高步骤结束之后进行所述柴油微粒过滤器再生步骤；
所述第一预定温度的范围为300至500℃，所述第一预定时间在15分钟之内，所述第二预定温度的范围为600至650℃，其中当柴油微粒过滤器的再生完成时设定所述第二预定时间，且所述第三预定温度为当发动机进入怠速条件时所述柴油微粒过滤器没有受到损坏的值。
2.根据权利要求1所述的排放气体后处理方法，其中所述白烟消除步骤进行一次，在白烟消除步骤结束之后进行中间升高步骤，所述中间升高步骤将排放气体的温度升高至在第一预定温度和第二预定温度之间的第三预定温度，且在中间升高步骤结束之后进行所述柴油微粒过滤器再生步骤。
3.根据权利要求2所述的排放气体后处理方法，其中所述第一预定温度的范围为300至500℃，所述第一预定时间在15分钟之内，所述第二预定温度的范围为600至650℃，其中当柴油微粒过滤器的再生完成时设定所述第二预定时间，且所述第三预定温度为当发动机进入怠速条件时所述柴油微粒过滤器没有受到损坏的值。
4.根据权利要求1所述的排放气体后处理方法，其中在第一预定时间之内，通过预定周期使所述第一预定温度重复升高和降低持续预定时间。
5.根据权利要求4所述的排放气体后处理方法，其中所述第一预定温度的范围为300至500℃，所述第一预定时间在15分钟之内，且所述第二预定温度的范围为600至650℃。
6.根据权利要求1所述的排放气体后处理方法，其中在白烟消除步骤结束之后，以预定时间间隔进行中间升高步骤两次或多次持续第三预定时间，所述中间升高步骤将排放气体的温度升高至第二预定温度，且在最终中间升高步骤结束之后进行所述柴油微粒过滤器再生步骤持续第二预定时间。
7.根据权利要求6所述的排放气体后处理方法，其中所述第一预定温度的范围为300至350℃，所述第二预定温度的范围为600至650℃，且其中所述第三预定时间小于30秒，所述第二预定时间大于10分钟。
8.一种排放气体后处理方法，包括：
白烟消除步骤，所述白烟消除步骤将排放气体的温度维持在第一预定温度持续第一预定时间，从而从硫成分中消除湿气；
中间升高步骤，所述中间升高步骤在白烟消除步骤结束之后将排放气体的温度升高至在第一预定温度和第二预定温度之间的第三预定温度；和
柴油微粒过滤器再生步骤，所述柴油微粒过滤器再生步骤在中间升高步骤结束之后将排放气体的温度维持在高于第一预定温度的第二预定温度持续第二预定时间，从而燃烧柴油微粒过滤器中捕获的微粒物质；
其中所述第一预定温度的范围为300至500℃，所述第二预定温度的范围为600至650℃，所述第三预定时间在5分钟之内，且所述第二预定时间大于10分钟。
9.根据权利要求8所述的排放气体后处理方法，其中以预定时间间隔进行所述中间升高步骤两次或多次。
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