CN102926843B - 用于lnt系统的脱硫方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于LNT系统的脱硫方法。当使用柴油时的氧化氮吸收催化剂的脱硫方法，可以包括：确定完成柴油微粒过滤器(DPF)再生的次数，如果DPF再生的次数达到预定值，则终止DPF再生并进入脱硫模式以使DPF脱硫，脱硫模式进行预定时间之后终止脱硫模式，并且计算脱硫后DPF内捕集的微粒物质(PM)量，补偿捕集的PM量，并且确定DPF再生的时间。当LNT催化剂被废气中包含的少量硫毒化时，基于DPF再生的次数确定脱硫时刻以能够简化脱硫逻辑并也可减少ECU的存储量。

Description

用于LNT系统的脱硫方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年8月12日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2011-0080718号的优先权及权益，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及氧化氮吸收催化剂系统的脱硫方法。更特别地，本发明涉及被柴油燃料中包含的硫毒化的氧化氮吸收催化剂的脱硫方法。
背景技术
通常，柴油发动机的稀薄NOx捕集器(LNT)在一定条件下吸收废气的NOx，当吸收的NOx达到最大容量时，使用富集条件将NOx还原成N2和O2。
LNT催化剂被燃料中包含的硫元素毒化且其性能被劣化。改变发动机的行车条件以消除LNT中毒化的硫，其中加热废气并同时调节实际的空气/燃料比。调节实际的空气/燃料比以升高废气的温度。
使用高硫柴油燃料的LNT系统中的传统脱硫方法计算LNT催化剂的SOx量，根据SOx量确定LNT催化剂的劣化率，和确定脱硫时刻。
特别地，当使用具有至少100ppm硫的高硫柴油燃料时，LNT催化剂被柴油燃料中的硫毒化且NOx的净化率被劣化。
在此，确定LNT内毒化的硫量和从LNT滑脱的硫量，而且由于脱硫控制需要考虑柴油微粒过滤器(DPF)的微粒物质(PM)捕集条件而进行操作，因此脱硫方法并不简单。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，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一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面提供一种方法，该方法具有用简单工艺使催化剂脱硫的优点。
同样地，本发明的各个方面提供一种脱硫方法，该方法具有减少与脱硫模式相关的ECU存储量的优点。
根据本发明的各个方面，当使用柴油时的氧化氮吸收催化剂的脱硫方法可以包括：确定完成柴油微粒过滤器(DPF)再生的次数，如果DPF再生的次数达到预定值，终止DPF再生并进入脱硫模式以使DPF脱硫，脱硫模式进行预定时间之后终止脱硫模式，并且计算脱硫后DPF内捕集的微粒物质(PM)量，补偿捕集的PM量，并且确定DPF再生的时间。
该脱硫方法可以进一步包括比较氧化氮吸收催化剂内的内部温度(T)和氧化氮吸收催化剂的降解温度(X)。
如果氧化氮吸收催化剂的内部温度(T)可能低于降解温度(X)，则确定脱硫是否进行预定时间，如果氧化氮吸收催化剂的内部温度(T)可能高于降解温度(X)，则驱动模式转换至一般稀薄驱动模式。
模式转换至一般稀薄驱动模式之后，可能比较氧化氮吸收催化剂的内部温度(T)与预定温度(Y)，如果预定温度(Y)可能高于内部温度(T)，则驱动模式进入脱硫模式，如果预定温度(Y)可能低于内部温度(T)，则继续一般稀薄驱动模式。
脱硫模式中的λ值可能低于预定值。
当稀薄NOx捕集(LNT)催化剂被废气中包含的少量硫毒化时，本发明的各个方面基于DPF再生的次数确定脱硫时刻以能够简化脱硫逻辑并也可减少ECU的存储量。
同样地，通过防止由硫毒化而导致的净化性能的劣化来改善燃料消耗效率。
本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1为根据本发明的示例性脱硫再生的流程图。
图2为表示在根据稀薄NOx捕集器(LNT)催化剂的硫中毒量的废气中硫成分的示例性滑脱阈值的曲线图。
具体实施方式
现在将具体参考本发明的各个实施例，在附图中和以下的描述中示出了这些实施例的实例。虽然本发明与示例性实施例相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施例。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，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替换、修改、等效形式以及其它实施例。
在根据本发明的各个具体实施方式的氧化氮吸收催化剂系统的脱硫方法中，当使用超低硫柴油燃料时，可假设柴油燃料的硫被捕集至LNT催化剂中，如果柴油微粒过滤器(DPF)再生的次数达到预定值，则再生DPF之后立即使DPF脱硫。
在本发明的各个具体实施方式中，超低硫柴油表示其硫小于10ppm的燃料，且柴油燃料的硫被毒化(捕集)至LNT催化剂中。
图2为表示根据LNT催化剂的硫中毒量的废气中硫成分的滑脱阈值的曲线图，可知当硫中毒量增加时，从LNT滑脱的硫的比率增加。特别地，当LNT中的硫中毒量小时，硫成分不从其滑脱，即，废气的硫全被捕集至LNT催化剂中。根据本发明的各个具体实施方式，当使用超低硫柴油燃料时，硫全被捕集至LNT系统中且不从LNT催化剂滑脱。
柴油微粒过滤器(DPF)和氧化氮吸收催化剂(LNT，稀薄NOx捕集)顺序安装在柴油发动机的排气管上以消除废气中包含的微粒物质(PM)和氧化氮。
图1为根据本发明的各个具体实施方式的脱硫再生的流程图，如图1所示，其中，根据本发明的各个具体实施方式，在步骤S100开始氧化氮净化模式。
如果废气的微粒物质(PM)被DPF捕集预定时间，则DPF的性能会劣化，要使DPF再生从而改善其净化性能，在步骤S110确定DPF再生的次数是否达到预定值，如果该次数达到预定值，则在步骤S120，终止DPF的再生之后，系统立即进入脱硫模式。
实际的空气/燃料比与理想的空气/燃料比的比值被称作λ值(λ)或空气过量比，当λ值(λ)大于1时，实际的空气/燃料比比理想的空气/燃料比更稀薄，当λ值(λ)小于1时，实际的空气/燃料比比理想的空气/燃料比更富集。
在DPF的再生之后立即进行脱硫模式，其中在步骤S130中维持λ值低于预定值以进行脱离模式，例如维持λ值(λ)低于0.95。在600-700℃的范围内进行脱硫，其中控制燃料与空气的比率使其富集以便维持温度。
然而，LNT系统由于高温而变得劣化，即高于700℃。因此，发动机控制单元(ECU)控制燃料比使其选择性地稀薄或富集从而使废气的温度不超过降解温度。
即，在步骤S140中比较LNT催化剂的内部温度(T)和LNT催化剂的降解温度(X)，如果LNT催化剂的内部温度(T)高于降解温度(X)，则在步骤S180中富集模式转换至一般稀薄模式。
然而，当LNT催化剂的内部温度(T)低于降解温度(X)时，在步骤S150中确定脱硫模式是否持续预定时间，如果脱硫模式完成，则在步骤S160中终止脱硫，且模式转换至一般模式，如果脱硫未完成，则返回至步骤S130使得实际的空气/燃料比变得富集。
在步骤S180中，如果燃料比被控制为稀薄，则LNT催化剂的温度可被降低至小于脱硫温度，在步骤S190中比较LNT催化剂的内部温度和预定温度(Y)，如果LNT催化剂的内部温度(T)小于预定温度(Y)，则确定LNT未被硫化并返回至步骤S130以升高温度。然而，当内部温度(T)高于预定，则返回至步骤S180以降低其温度。即，执行稀薄模式直至LNT催化剂的内部温度(T)被降低至预定温度(Y)。
如果通过上述过程而完成脱硫，则在步骤S170中计算DPF中捕集的PM量以对其进行补偿。
使用补偿值以确定再生DPF的时刻。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于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不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种当使用柴油时的氧化氮吸收催化剂的脱硫方法，其包括：
确定已经完成柴油微粒过滤器再生的次数；
如果柴油微粒过滤器再生的次数达到预定值，则终止柴油微粒过滤器再生并进入脱硫模式以使柴油微粒过滤器脱硫；
在脱硫模式进行预定时间之后终止脱硫模式；并且
计算脱硫后柴油微粒过滤器内捕集的微粒物质量，补偿捕集的微粒物质量，并且确定柴油微粒过滤器再生的时间。
2.根据权利要求1所述的当使用柴油时的氧化氮吸收催化剂的脱硫方法，其进一步包括：
比较氧化氮吸收催化剂内的内部温度和氧化氮吸收催化剂的降解温度。
3.根据权利要求2所述的当使用柴油时的氧化氮吸收催化剂的脱硫方法，其中，如果氧化氮吸收催化剂的内部温度低于降解温度，则确定脱硫是否进行预定时间，如果氧化氮吸收催化剂的内部温度高于降解温度，则驱动模式转换至一般稀薄驱动模式。
4.根据权利要求3所述的当使用柴油时的氧化氮吸收催化剂的脱硫方法，其中，在模式转换至一般稀薄驱动模式之后，比较氧化氮吸收催化剂的内部温度与预定温度，如果预定温度高于内部温度，则所述驱动模式进入脱硫模式，如果预定温度低于内部温度，则继续所述一般稀薄驱动模式。
5.根据权利要求1所述的当使用柴油时的氧化氮吸收催化剂的脱硫方法，其中所述脱硫模式中的λ值低于预定值，所述λ值为实际的空气/燃料比与理想的空气/燃料比的比值。
6.根据权利要求2所述的当使用柴油时的氧化氮吸收催化剂的脱硫方法，其中脱硫模式中的λ值低于预定值，所述λ值为实际的空气/燃料比与理想的空气/燃料比的比值。
7.根据权利要求3所述的当使用柴油时的氧化氮吸收催化剂的脱硫方法，其中所述脱硫模式中的λ值低于预定值，所述λ值为实际的空气/燃料比与理想的空气/燃料比的比值。
8.根据权利要求4所述的当使用柴油时的氧化氮吸收催化剂的脱硫方法，其中所述脱硫模式中的λ值低于预定值，所述λ值为实际的空气/燃料比与理想的空气/燃料比的比值。
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