CN108999680A - 利用涡轮前还原剂喷射器的排气系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了排气系统及其控制方法。系统包括与排气管道流体连通的水解催化剂装置(HCD)、设置在所述HCD下游并且经由所述管道与其流体连通的涡轮增压器涡轮、设置在所述涡轮下游并且经由所述管道与其流体连通的选择性催化还原装置(SCR)；以及配置成在所述HCD上游将还原剂喷射到所述管道中。所述HCD可以包括TiO2、V2O5、Al2O3以及SiO2。方法可以包括在涡轮上游喷射还原剂，诸如在所述SCR低于NOx起燃温度和/或还原剂分解温度时。所述系统还可以包括第二还原剂喷射器，所述第二还原剂喷射器配置成在所述涡轮下游和所述SCR上游的第二喷射位置处将还原剂喷射到所述管道中，并且所述方法可以包括经由所述第二喷射器喷射还原剂。

Description

利用涡轮前还原剂喷射器的排气系统及其控制方法
引言
在内燃机(ICE)的燃烧循环期间，向ICE的汽缸提供空气/燃料混合物。空气/燃料混合物被压缩和/或点燃并燃烧以提供输出扭矩。燃烧后，ICE的活塞迫使汽缸中的废气通过排气阀开口排出并排入排气系统中。从ICE特别是柴油机排放的废气是含有气体排放物(诸如一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SOX))以及构成颗粒物质的冷凝相材料(液体和固体)的非均相混合物。
废气处理系统可以采用一种或多种组分中的催化剂，所述催化剂被配置用于实现后处理过程，诸如还原NOx以产生更可耐受的氮气(例如N2)和水的排气成分。一种用于还原NOx排放的废气处理技术是选择性催化还原装置(SCR)，其通常包括能够还原NOx物种的催化组合物。诸如尿素的还原剂通常被喷洒到SCR上游的热废气中，分解成氨并由SCR装置吸收。然后氨在存在SCR催化剂下将NOx还原成氮气和水。另一种类型的废气处理装置是氧化催化剂(OC)装置，其通常定位在SCR上游以用于几种催化功能，包括氧化HC和CO物种。此外，为了提高下游SCR的NOx还原效率，OC可以将NO转化成NO2以改变废气的NO：NOx比率。
发明内容
根据示例性实施例的方面，提供了一种排气系统。所述系统可以包括与排气管道流体连通的水解催化剂装置(HCD)、设置在HCD下游并且经由排气管道与其流体连通的涡轮增压器涡轮、设置在涡轮增压器涡轮下游并且经由排气管道与其流体连通的选择性催化还原装置(SCR)以及配置成在HCD上游将还原剂喷射到排气管道中的还原剂喷射器。HCD可以包括TiO2和V2O5中的一个或多个。HCD可以包括TiO2、V2O5、Al2O3和SiO2中的一个或多个。还原剂可以包括尿素和/或能够分解成氨的富氮物质。还原剂的分解温度阈值可以高于SCR的起燃温度。SCR可以紧密联接到涡轮增压器涡轮。
根据示例性实施例的另一个方面，提供了一种内燃机(ICE)排气系统。所述系统可以包括配置成向排气管道排放废气的ICE、设置在ICE下游并且经由排气管道与其流体连通的涡轮增压器涡轮、设置在涡轮增压器涡轮下游并且经由排气管道与其流体连通的选择性催化还原装置(SCR)以及配置成在涡轮增压器涡轮上游的第一喷射位置处将还原剂喷射到排气管道中的第一还原剂喷射器。还原剂的分解温度阈值可以高于SCR的起燃温度。所述系统还可以包括与排气管道流体连通并且设置在还原剂喷射位置和涡轮增压器涡轮之间的水解催化剂装置(HCD)。HCD可以包括TiO2、V2O5、Al2O3和SiO2中的一个或多个。所述系统还可以包括第二还原剂喷射器，所述第二还原剂喷射器配置成在涡轮增压器涡轮下游和SCR上游的第二喷射位置处将还原剂喷射到排气管道中。ICE可以是柴油ICE。还原剂可以包括尿素和/或能够分解成氨的富氮物质。所述系统还可以包括与排气管道流体连通并设置在SCR下游的氧化催化剂装置。
根据示例性实施例的另一个方面，提供了一种用于控制内燃机(ICE)排气系统的方法。所述系统可以包括配置成向排气管道排放废气的ICE、设置在ICE下游并且经由排气管道与其流体连通的涡轮增压器涡轮、设置在涡轮增压器涡轮下游并且经由排气管道与其流体连通的选择性催化还原装置(SCR)以及配置成在涡轮增压器涡轮上游的第一喷射位置处将还原剂喷射到排气管道中的第一还原剂喷射器。还原剂的分解温度阈值可以高于SCR的起燃温度。还原剂可以包括尿素和/或能够分解成氨的富氮物质。所述方法可以包括在涡轮增压器涡轮上游喷射还原剂。在涡轮增压器涡轮上游喷射还原剂可以在SCR低于NOx起燃温度和/或还原剂分解温度阈值时发生。所述方法还可以包括随后在SCR达到NOx起燃温度和/或还原剂分解温度阈值之后，停止在涡轮增压器涡轮上游喷射还原剂。所述系统还可以包括第二还原剂喷射器，所述第二还原剂喷射器配置成在涡轮增压器涡轮下游和SCR上游的第二喷射位置处将还原剂喷射到排气管道中，并且所述方法还可以包括在SCR达到NOx起燃温度和/或还原剂分解温度阈值之后，经由第二喷射器喷射还原剂。
虽然本文中的许多实施例是相对于ICE排气系统描述的，但本文的实施例通常适用于能够使用选择性氧化/还原催化剂接受和处理NOx物种的所有系统。
根据示例性实施例的以下详细描述和附图，示例性实施例的其它目的、优点和新颖特征将变得更加明显。
附图说明
图1示出了根据一个或多个实施例的排气处理系统的示意图；
图2示出了根据一个或多个实施例的用于控制排气系统的方法。
具体实施方式
本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其它实施例可以采取各种替代形式。附图不一定按比例绘制；某些特征可能被扩大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考任何一个附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其它附图中所示的特征组合以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改对于特定应用或实施可能是期望的。
通常，本公开涉及利用涡轮增压器、选择性催化还原装置(SCR)和还原剂喷射器的排气处理系统，所述还原喷射器配置成在涡轮增压器上游喷射还原剂。在涡轮增压器上游喷射还原剂提供更好的还原剂分解并提高SCR性能，特别是在低温下。本文所述的废气处理系统可以在各种ICE系统中实施，所述ICE系统可以包括但不限于柴油机系统、汽油直喷系统和均质充气压缩点火发动机系统。本文将描述用于产生车辆扭矩的ICE，但其它非车辆应用也在本公开的范围内。因此，当提到车辆时，这种公开应被解释为适用于ICE的任何应用。此外，仅为了说明的目的，结合可选的ICE来描述废气处理系统，并且本文的公开不限于由ICE提供的气体源。还应当理解，本文公开的实施例可以适用于处理任何排放流，包括氮的氧化物(NOx)或期望通过SCR还原的其它化学物种。
图1示出了排气系统100，所述排气系统包括配置成经由排气管道9接收废气8的涡轮增压器10以及配置成经由排气管道9接收废气8和还原剂36的SCR20。还原剂36可以在还原剂喷射位置处经由喷射器30喷射到排气管道9中。例如，废气8可以由ICE1产生并传送。系统100还可以可选地包括与排气管道9流体连通并且设置在还原剂喷射位置和涡轮增压器10之间的水解催化剂装置(HCD)40。系统100还可以可选地包括配置成接收废气8的氧化催化剂装置(OC)50。如本文所使用，“上游”和“下游”可以关于来自ICE1的废气8的流动方向来定义；因此，相对于下游部件位于上游的部件通常意味着其相对更接近ICE1，或者废气8在下游部件之前先到达上游部件。
ICE1可以包括一个或多个汽缸2，每个汽缸能够接受可以在其中往复运动的活塞(未示出)。空气和燃料在一个或多个汽缸中燃烧，从而使其中的附属活塞往复运动。例如，空气4可以经由进气歧管3供应到一个或多个汽缸2。例如，活塞可以附接到可操作地附接到车辆传动系(未示出)的曲轴(未示出)，以便向其传递牵引扭矩。ICE1可以是火花点火或压缩点火设计，并且通常可以包括任意数量的汽缸布置和各种往复式发动机配置，包括但不限于V型发动机、直列式发动机和水平对置发动机；以及顶置凸轮和整体式凸轮配置。ICE1可以包括任何发动机配置或应用，包括各种车辆应用(例如汽车、船舶等)以及各种非车辆应用(例如，泵、发电机等)。
废气8通常可以包括一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(HC)、水、NOx物种和可选地硫氧化物(SOx)。如本文所使用，废气成分不限于气态物种。如本文所用，“NOx”是指一种或多种氮氧化物。NOx物种可以包括NyOx物种，其中y＞0且x＞0。氮氧化物的非限制性示例可以包括NO、NO2、N2O、N2O2、N2O3、N2O4和N2O5。HC是指包括氢和碳的可燃化学物种，并且通常包括汽油、柴油、燃料等中的一种或多种化学物种。
涡轮增压器10包括例如设置在涡轮壳体(未示出)内的涡轮11以及例如设置在压缩机壳体(未示出)内的压缩机12。涡轮11和压缩机12经由共同的可旋转轴13机械地联接。涡轮11配置成与ICE1流体连通以便从其接收废气8。在操作中，涡轮11例如经由涡轮废气进气口(未示出)接收来自ICE1的废气8。进气口可以将废气传送到圆周蜗壳或涡旋件，所述蜗壳或涡旋件接收废气8并将废气引导到涡轮11，之后将废气8从涡轮壳体排出。涡轮11捕获来自废气的动能并经由共用轴13旋转压缩机12。涡轮壳体内的废气的体积限制进一步将热能转化成另外的动能，其类似地被涡轮11捕获。这样的转化导致涡轮11上的温差(ΔT)。例如，在正常的ICE1操作条件下，废气8的温度在涡轮11上游可以是400℃，而在涡轮11下游可以是200℃(即ΔT为200℃)。压缩机12经由共用轴30的旋转通过压缩机进气口(未示出)汲取空气4，所述空气被压缩并被输送到ICE1的进气歧管3。涡轮增压器通常用于提高ICE的效率和/或性能，并且理想地与附属ICE紧密联接，使得废气8的动能和/或热能在接触涡轮11之前得到最大化。如本文所使用，“紧密联接”是指装置(例如涡轮11)相对于另一个装置(例如ICE1)的紧密取向，诸如在线性排气管道9的1米内，或在车辆的发动机舱内。
通常，SCR20包括利用还原剂36和催化剂将NOx物种还原成期望的化学物质的所有装置，所述化学物种包括例如双原子氮、含氮的惰性物种或被认为是可接受的排放的物种。还原剂36可以是氨(NH3)，诸如无水氨或氨水，或者由富含氮和氢的物质诸如尿素(CO(NH2)2)产生。例如，还原剂36可以包括尿素和/或能够分解成氨的富氮物质。另外或另选地，还原剂36可以是能够在存在废气8和/或热下分解或反应以形成氨的任何化合物。还原剂36可以在各种实施中用水稀释。在还原剂36用水稀释的实施中，热量(例如来自废气)使水蒸发，并且将氨供应给SCR20。根据需要，非氨还原剂可以用作氨的完全或部分替代物。在还原剂36包括尿素的实施中，尿素与废气反应以产生氨，并且将氨供应给SCR20。下面的反应式(1)提供了经由尿素分解而产生氨的示例性化学反应。
CO(NH2)2+H2O→2NH3+CO2 (1)
应当了解，反应式(1)仅仅是说明性的，并不意味着将尿素或其它还原剂36分解限于特定的单一机制，也不排除其它机制的操作。将尿素有效分解成NH3通常需要超过约200℃的温度，并且根据喷射的尿素的量，例如相对于废气8的流率，尿素可以在低于约200℃的温度下结晶。因此，通常基于系统温度和废气8的流率等来确定还原剂36喷射事件和/或给料量，使得尿素分解产量最大化并且尿素结晶最小化。还原剂36分解阈值可以相应地指代低于其还原剂36结晶和/或不适当分解的温度阈值。
反应式(2)-(6)提供了涉及氨的NOx还原的示例性化学反应。
6NO+4NH3→5N2+6H2O (2)
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O (3)
6NO2+8NH3→7N2+12H2O (4)
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O (5)
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O (6)
应当了解，反应式(2)-(6)仅仅是说明性的，并不意味着将SCR20限于一个或多个特定的NOx还原机制，也不排除其它机制的操作。SCR20可以配置成执行上述NOx还原反应中的任何一种、上述NOx还原反应的组合以及其它NOx还原反应。在一些情况下，SCR20包括高于其SCR20可以将还原剂36和/或其分解产物(例如，尿素、NH3)氧化成NOx的NOx氧化温度阈值。例如，NOx氧化温度阈值可以是500℃。
SCR20包括催化组合物(CC)，并且可以包装在与排气管道9流体连通并且配置成在上游侧接收废气8和还原剂36的壳体或罐中。相对于诸如不锈钢等废气成分，壳体或罐可以包括基本惰性的材料。CC可以包括多孔和大表面积材料、设置在所述材料商或浸渍到所述材料中，所述多孔和大表面积材料可以在存在还原剂36(诸如氨)下有效地操作以转化废气8中的NOx成分。例如，催化剂组合物可以含有浸渍有一种或多种碱金属组分诸如铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钒(V)、钠(Na)、钡(Ba)、钛(Ti)、钨(W)及其组合的沸石。在特定实施例中，催化剂组合物可以含有浸渍有铜、铁或钒中的一个或多个的沸石。在一些实施例中，沸石可以是β型沸石、Y型沸石、ZM5沸石或任何其它结晶沸石结构，诸如菱沸石或USY(超稳定Y型)沸石。在特定实施例中，沸石包括菱沸石。在特定实施例中，沸石包括SSZ。合适的CC可以具有高的热结构稳定性，特别是当与颗粒过滤器(PF)装置配合使用时或者当并入选择性催化还原过滤装置(SCRF)时，它们经由高温废气烟灰燃烧技术再生。CC还可以可选地包括一种或多种碱金属氧化物作为促进剂以进一步减少SO3形成并延长催化剂寿命。在一些实施例中，一种或多种碱金属氧化物可以包括WO3、Al2O3和MoO3。在一个实施例中，WO3、Al2O3和MoO3可以与V2O5组合使用。
SCR20可以具有高于其CC展现期望的或合适的催化活性或产率(例如，NOx物种的还原)的起燃温度。起燃温度可以取决于构成CC的催化材料的类型以及存在于SCR20中的催化材料的量等因素。例如，包括V2O5的CC可以具有约300℃的起燃温度。在另一个示例中，包括Fe浸渍的沸石的CC可以具有约350℃的起燃温度。在另一个示例中，包括Cu浸渍的沸石的CC可以具有约150℃的起燃温度。当SCR20在低于其起燃温度的温度下操作时，可能发生不期望的NOx渗透和NH3泄漏，其中NOx和/或NH3通过未反应或未存储的SCR20。在发动机启动不久后和寒冷条件下，NOx渗透和NH3泄漏可能特别成问题。例如，通常在柴油发动机中实施的稀燃策略也会加剧NOx的渗透。稀燃策略在高于化学计量空气与燃料质量比的情况下协调燃烧以提高燃料经济性，并产生具有相对高含量的O2和NOx物种的热排气。高O2含量可以进一步抑制或防止某些情况下NOx物种的还原。尽管具有低NOx起燃温度的SCR20可以减少或防止NOx渗透，但还原剂36分解阈值最终限制SCR20的性能。
降低废气8(诸如SCR20)的压力和/或温度的废气处理装置通常定位在涡轮11的下游，以便使涡轮增压器10的性能最大化。在一些情况下，SCR20优选地定位在涡轮11的下游，因为在一些ICE1操作条件下，涡轮11上游的废气8可以超过SCR20的NOx氧化阈值。还原剂36可以从还原剂贮存器(未示出)供应，并且通常经由喷射器30或其它合适的输送构件在SCR20上游的位置处被喷射到排气管道9中。具体而言，系统100包括喷射器30，所述喷射器配置成将还原剂36在废气8温度较高的涡轮11上游的喷射位置处喷射到排气管道9中。例如，涡轮11上游的还原剂36喷射更好地利于还原剂36的加热和/或分解，并且利用涡轮11作为混合器/蒸发器，由此允许还原剂36在ICE1操作循环中更快地喷射，并且消除或减少还原剂36结晶。为了最大化上游涡轮11还原剂36喷射的益处，在一些实施例中，SCR20紧密联接到涡轮11。
在车辆冷启动期间和系统100的温度和/或环境温度低于还原剂36分解阈值的操作条件下，喷射器30的位置是特别有利的。具体而言，在涡轮11上游喷射还原剂36允许还原剂36接触较高温度的废气8并且实现较大的分解和混合/蒸发，并且涡轮11下游的SCR20的设置不会剥夺涡轮11的热能。如本文所用，冷启动是指在一个或多个废气8处理装置(例如，SCR20)的温度低于装置的理想或合适的操作温度时发生的ICE1启动或操作时段。特定地说，SCR20的温度可以是指CC的平均温度。另外或另选地，冷启动可以通过环境温度阈值(例如，低于40℃)或低于理想或合适的SCR20 CC的操作温度的环境温度来识别。
在一些实施例中，为了增加涡轮增压器10的性能、增加SCR20的性能、优化还原剂36的分解，和/或减少由上游还原剂喷射36引起的涡轮11的磨损，系统100还可以包括第二喷射器30’，所述第二喷射器配置成在涡轮11下游和SCR20上游的第二喷射位置处喷射还原剂36。因此，还原剂36可以在特定条件下由喷射器30供应，并且还原剂36可以在相同的特定条件和/或其它条件下由喷射器30’供应。例如，还原剂36可以在车辆冷启动期间由喷射器30供应，并且还原剂36可以随后在系统100达到期望的温度之后由30’供应。在一些实施例中，还原剂36可以从共用贮存器(未示出)供应到喷射器30和30’。
可选的HCD40配置成例如经由排气管道9接收废气8，并且利于和/或促进还原剂36分解成期望的化学物种。特定地说，HCD40配置成将尿素分解成NH3。HCD40包括可包装在壳体或罐中的CC，所述壳体或罐配置成在上游侧接收废气8。相对于诸如不锈钢等废气成分，壳体或罐可以包括基本惰性的材料。CC可以包括多孔大表面积材料、设置在所述材料上或浸渍到所述材料中，并且可以包括TiO2、V2O5、Al2O3和SiO2中的一个或多个。在一个实施例中，CC包括TiO2和/或V2O5。例如，CC可以设置在多孔整体式基材上，诸如上面讨论的那些基材。HCD40，特别是CC基材，可以配置成在装置上展现低压差(ΔP)。例如，HCD40的体积和CC的量可以取决于很多因素，包括ICE1的类型、废气8的体积流量和正常喷射的还原剂36的量。尽管HCD40可能会使涡轮11的热损失和涡轮增压器10滞后更严重，但是其在涡轮11上游的设置用于实现还原剂36的增强的分解并且增强SRC20的性能，特别是在寒冷条件下。在一些实施例中，作为HCD40的替代例，涡轮11可以在一个或多个外表面上包括HCD40 CC，使得CC接触还原剂36。HCD(诸如HCD40)可以具有与SCR(诸如SCR20)类似的NOx起燃温度。
可选的OC50是包括CC并且配置成接受废气8的流通装置。通常利用OC50来氧化各种废气8物种，包括HC、CO和NOx物种。CC可以容纳在壳体内，诸如金属壳体，所述壳体具有入口(即，上游)开口和出口(即，下游)开口，或者以其它方式配置成提供结构支撑并利于流体(例如，废气)流过OC50。CC可以包括许多种不同的催化活性材料及其物理配置，并且可以可选地包括基材，诸如多孔陶瓷基体等。催化活性材料可以包括铂族金属催化剂、金属氧化物催化剂及其组合。合适的铂族金属可以包括Pt、Pd、Rh、Ru、Os或Ir或其组合，包括其合金。在一个实施例中，合适的金属包括Pt、Pd及其组合，包括其合金。例如，合适的金属氧化物催化剂可以包括氧化铁、氧化锌、氧化铝、钙钛矿及其组合。在一个实施例中，CC可以包含Pt和Al2O3。在许多实施例中，CC包含浸渍有一种或多种催化活性碱金属组分的沸石。沸石可以包括β型沸石、Y型沸石、ZM5沸石或任何其它结晶沸石结构诸如菱沸石或USY(超稳Y型)沸石。在特定实施例中，沸石包括如菱沸石。在特定实施例中，沸石包括如SSZ。应当理解，CC不限于所提供的特定示例，并且可以包括能够氧化HC、CO和NOx物种的任何催化活性装置。OC50可以存储和/或氧化废气8中的NOx物种，其例如可以在燃料燃烧期间形成。例如，在一些实施方案中，可以利用OC50将NO转化成NO2，以便优化下游SCR和/或SCRF的废气NO∶NO2比率，所述下游SCR和/或SCRF通常利用NO∶NO2比率约为1∶1的废气馈送更有效地操作。如图1所示，但是，OC设置在SCR的下游。
系统100还可以包括可操作地连接以监控和/或控制ICE1、涡轮增压器10、SCR20、喷射器30、HCD40、DOC50及其组合的控制模块60。如本文所使用，术语模块是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组的)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适的部件。例如，模块60可以控制还原剂36的喷射。
图2示出了用于控制系统100的方法200。仅出于清楚目的，方法200将在系统100的背景下进行描述，并且本领域技术人员将认识到方法100不限于此。方法200包括经由喷射器30在涡轮11的上游喷射210还原剂36。在一些实施例中，当SCR20低于NOx起燃温度时，可以发生喷射210。在一些实施例中，当SCR20低于还原剂分解温度时，可以发生喷射210。在一些实施例中，当SCR20低于NOx起燃温度和/或还原剂分解温度时，可以发生喷射210。方法200可以进一步包括随后经由喷射器30’在涡轮11下游喷射220还原剂36。在一些实施例中，可以在SCR20达到NOx起燃温度之后发生喷射220。在一些实施例中，可以在SCR20达到还原剂分解温度之后发生喷射220。在一些实施例中，可以在SCR20达到NOx起燃温度和/或还原剂分解温度之后发生喷射220方法200还可以包括停止230经由喷射器30在涡轮11下游喷射还原剂36。在一些实施例中，可以在SCR20达到还原剂分解温度之后，发生停止230还原剂36的喷射。在一些实施例中，可以在SCR20达到还原剂分解温度之后，发生停止230还原剂36的喷射。在一些实施例中，可以在经由喷射器30’喷射220还原剂之后，发生停止230还原剂36的喷射。在一些实施例中，在SCR20达到还原剂分解温度之后，和/或在经由喷射器30’喷射220还原剂之后，可发生停止230还原剂36的喷射。
尽管以上描述了示例性实施例，但是并不意图这些实施例描述权利要求所包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以做出各种改变。如前所述，各种实施例的特征可以被组合以形成可能未被明确描述或示出的本发明的另外的实施例。虽然各种实施例可能已被描述为提供优点或相对于一个或多个期望特性优于其它实施例或现有技术实施，但本领域普通技术人员认识到一个或多个特征或特性可能折衷来实现期望的总体系统属性，这取决于特定的应用和实施。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、适销性、外观、包装、尺寸、适用性、重量、可制造性、组装简易性等。因此，被描述为相对于一个或多个特性而言不如其它实施例或现有技术实施合意的实施例不是在本公开的范围之外，并且对于特定应用而言可能是合意的。

Claims (10)

1.一种排气系统，包括：
水解催化剂装置(HCD)，其与排气管道流体连通；
涡轮增压器涡轮，其设置在所述HCD下游并且经由所述排气管道与其流体连通；
选择性催化还原装置(SCR)，其设置在所述涡轮增压器涡轮下游并且经由所述排气管道与其流体连通；以及
还原剂喷射器，其配置成将还原剂喷射到所述HCD上游的所述排气管道中，其中所述还原剂包括能够分解成氨的尿素和/或富氮物质。
2.一种内燃机(ICE)排气系统，包括：
ICE，其配置成将废气排放到排气管道；
涡轮增压器涡轮，其设置在所述ICE下游并且经由所述排气管道与其流体连通；
选择性催化还原装置(SCR)，其设置在所述涡轮增压器涡轮下游并且经由所述排气管道与其流体连通；以及
第一还原剂喷射器，其配置成在所述涡轮增压器涡轮上游的第一喷射位置处将还原剂喷射到所述排气管道中，其中所述还原剂包括能够分解成氨的尿素和/或富氮物质。
3.根据权利要求2所述的排气系统，还包括与所述排气管道流体连通并设置在所述还原剂喷射位置和所述涡轮增压器涡轮之间的水解催化剂装置(HCD)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的排气系统，还包括第二还原剂喷射器，所述第二还原剂喷射器配置成在所述涡轮增压器涡轮下游和所述SCR上游的第二喷射位置处将还原剂喷射到所述排气管道中。
5.根据上述权利要求中任一项所述的排气系统，其中所述HCD包括TiO2、V2O5、Al2O3和SiO2中的一个或多个。
6.一种用于控制内燃机(ICE)排气系统的方法，其中所述系统包括配置成向排气管道排放废气的ICE、设置在所述ICE下游并且经由所述排气管道与其流体连通的涡轮增压器涡轮、设置在所述涡轮增压器涡轮下游并且经由所述排气管道与其流体连通的选择性催化还原装置(SCR)以及配置成在所述涡轮增压器涡轮上游的第一喷射位置处将还原剂喷射到所述排气管道中的第一还原剂喷射器，所述方法包括：
在涡轮增压器涡轮的上游喷射还原剂，其中所述还原剂包括能够分解成氨的尿素和/或富氮物质。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在所述涡轮增压器涡轮的上游喷射还原剂在所述SCR低于NOX起燃温度和/或还原剂分解温度阈值时发生。
8.根据权利要求6至7所述的方法，还包括随后在所述SCR达到NOX起燃温度和/或还原剂分解温度阈值之后，停止在所述涡轮增压器涡轮上游喷射还原剂。
9.根据权利要求6至8所述的方法，其中所述系统还包括第二还原剂喷射器，所述第二还原剂喷射器配置成在所述涡轮增压器涡轮下游和所述SCR上游的第二喷射位置处将还原剂喷射到所述排气管道中，并且所述方法还包括在所述SCR达到NOX起燃温度和/或还原剂分解温度阈值之后，经由所述第二喷射器喷射还原剂。
10.根据上述权利要求中任一项所述的系统和方法，其中所述还原剂的分解温度阈值高于所述SCR的起燃温度。
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