CN111335989B - 排气后处理系统 - Google Patents

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CN111335989B CN201911310368.7A CN201911310368A CN111335989B CN 111335989 B CN111335989 B CN 111335989B CN 201911310368 A CN201911310368 A CN 201911310368A CN 111335989 B CN111335989 B CN 111335989B
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Abstract

排气后处理系统。该排气后处理系统包括第一催化剂和第二催化剂，第一催化剂具有不同于第二催化剂的化学成分和/或第一催化剂在第一发动机负荷值时具有最佳工作性能，特别是NOx还原性能，第二催化剂(2)在第二发动机负荷值时具有最佳工作性能，特别是NOx还原性能，第一发动机负荷值不同于第二发动机负荷值；和/或第一催化剂在第一温度具有最佳操作性能，特别是NOx还原性能，第二催化剂在第二温度具有最佳工作性能，特别是NOx还原性能，第一温度不同于第二温度和/或第一温度催化剂通过第一化学反应减少有害物质，特别是NOx含量，第二催化剂通过第二化学反应减少有害物质，特别是NOx含量，第一化学反应不同于第二化学反应。

Description

排气后处理系统
技术领域
本发明涉及用于具有至少一个气缸的燃烧发动机的排气后处理系统，优选地是具有至少一个内径为至少200mm的气缸的大型船舶发动机。本发明还涉及一种内部燃烧发动机以及一种减少内部燃烧发动机有害排放物的方法。
本发明涉及燃烧发动机技术领域及其排放物的减少。
本发明优选地涉及一种内部燃烧发动机，比如大型船舶或轮船发动机或固定发动机，其气缸具有至少200mm的内径。发动机优选地为二冲程发动机或二冲程十字头发动机。发动机可以是柴油机或燃气发动机、双燃料或多燃料发动机。在这种发动机中燃烧液体和/或气体燃料是可能的，并且自燃或强制点火也是可能的。
背景技术
内部燃烧发动机可以是纵向冲洗的(longitudinally flushed)二冲程发动机。
术语内部燃烧发动机还指不仅能够以燃料自燃为特征的柴油模式工作，而且还能够以燃料的强制点火为特征的奥托模式工作，或以这两者的混合工作的大型发动机。此外，术语内部燃烧发动机特别包括双燃料发动机和大型发动机，其中，燃料的自燃用于另一燃料的强制点火。
发动机速度优选地低于800RPM(4冲程)，更优选地低于200RPM(2冲程)，这表示低速发动机的设计。
燃料可以是柴油或船用柴油或重质燃料油或乳液(emulsion)或淤浆(slurry)或甲醇或乙醇，以及如液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)等气体。
可能会使用的其它可能的燃料：LBG(液化沼气)、生物燃料(例如来自藻类的油)、氢气、来自二氧化碳的合成燃料(例如通过Power-To-Gas或Power-To-Liquid制造)。
大型船舶，特别是用于运输货物的船舶，通常由内部燃烧发动机，特别是柴油机和/或燃气发动机，主要是二冲程十字头发动机提供动力。如果在液体燃料比如重质燃料油、船用柴油、柴油或其它液体，以及如果在气体燃料比如LNG、LPG或其它燃料被发动机燃烧的情况下，来自该燃烧过程的排气需要被清洁以符合诸如IMO Tier III的现有规则。
通常称为Tier I…III标准的IMO排放标准，尤其限定了现有和新的船用发动机的NOx排放标准。
对于大型船舶，排放要求已经增加，特别是关于氮氧化物排放物。因此，需要减少由这些船舶的内部燃烧发动机排放的排气中的氮氧化物的量。
SCR(选择性催化还原)技术用于降低燃烧发动机的排气中的氮氧化物(NOx)的水平。SCR通常用于陆基发动机，例如重型车辆、工业工厂和其它应用。SCR技术也已经结合二冲程柴油发动机用于海洋环境中。由于对船用柴油机和陆基发动机的规章要求，对高效SCR系统的需求增加。
SCR可以基于利用SCR催化剂中的氨(NH3)来还原排气中的氮氧化物。通常，通过将诸如尿素溶液的氨前体物质喷射到燃烧发动机的排气中来产生氨。尿素溶液例如经由喷嘴喷射到热排气中，其中，液态尿素溶液与氨、二氧化碳和水蒸气反应。然后氨在SCR反应物中的催化剂的影响下将氮氧化物还原成氮气(N2)和水(H2O)。从液态尿素产生氨是吸热的。因此，如果排气足够热，仅完成尿素溶液的分解，并且氮氧化物(NOx)仅被还原为氮气(N2)。
EP3149298 B1公开了一种后处理系统，其中，水解催化转化器被分配给用于添加氨前体物质的定量给料装置。通过该水解催化转化器，可以改善或促进在SCR催化剂上游将氨前体物质转化成氨。
燃烧发动机中的已知SCR反应器的一个问题是充分还原NOx含量。因此，需要使排气具有足够停留时间的大体积SCR反应器。大体积SCR反应物需要大量空间并且成本很高。
通常用于SCR技术的催化剂包括钒、由TiO2负载的钨，或者是金属取代的沸石，比如Cu/沸石或Fe/沸石。钒促进NOx的氧化。然而，钒含量必须保持较低，否则在高发动机负荷和相应的高温下，SO2被氧化成SO3，当高于一定浓度时，SO3在漏斗中和漏斗下游产生硫酸的蓝烟，这必须以任何代价防止。较高的钒含量也可导致NH3在高于350℃的温度下氧化成NOx。因此，必须注入更多的还原剂。此外，较高的钒含量，特别是钒和钨的组合促进了在高于350℃的温度下N2O产量的增加。
SCR催化剂的性能高度依赖于温度。因此，已知使用具有两个或更多个并行布置的SCR催化剂的排气后处理系统。该后处理系统可以允许选择性地操作系统的某些部分，并且在加热期间仅减少SCR反应器的数量。排气的总热能比在整个体积的情况下更快地加热用过的体积。
发明内容
因此，本发明的一个目的是防止现有技术的缺点并且产生排气后处理系统，内部燃烧发动机以及用于减少内部燃烧发动机的NOx排放的方法，该方法确保降低的运行成本、减小的后处理系统尺寸、最小化的副反应产物(诸如N2O和SO3)的排放和/或减少的还原剂剂量，诸如氨或氨前体物质。
该目的通过一种用于燃烧发动机的排气后处理系统来实现，该排气后处理系统包括至少第一催化剂和第二催化剂。
燃烧发动机具有至少一个气缸。优选地，燃烧发动机是具有至少一个内径为至少200mm的气缸的大型船舶发动机(large vessel engine)。
第一催化剂具有不同于第二催化剂的化学成分。
第一催化剂可以包括具有第一化学成分的物质，第二催化剂可以包括具有不同于第一化学成分的第二化学成分的物质。
第一催化剂和第二催化剂可以包括不同材料的支撑结构。另选地，第一催化剂和第二催化剂可以包括相同材料的支撑结构，并且支撑结构可以具有不同的涂层或掺杂。
催化剂可以包括不同的钒含量。催化剂之一可以是沸石基催化剂，诸如Cu/Fe沸石催化剂。催化剂之一可包括具有第一涂层的金属基体。第二催化剂可以包括不同于第一涂层的第二涂层。
另选地或另外地，第一催化剂在第一发动机负荷值时具有最佳工作性能，特别是NOx还原性能，并且第二催化剂在第二发动机负荷值时具有最佳工作性能，特别是NOx还原性能，其中，第一发动机负荷值不同于第二发动机负荷值。
另选地或另外地，第一催化剂在第一温度具有最佳工作性能，特别是NOx还原性能，并且第二催化剂在第二温度具有最佳工作性能，特别是NOx还原性能，其中，第一温度不同于第二温度。
第一催化剂可以是在比包括由TiO2负载的钒或钨的第二催化剂低的温度具有最佳NOx还原性能的沸石催化剂。
另选地或附加地，第一催化剂能够通过第一化学反应和/或第一催化剂材料减少有害物质，特别是NOx含量，并且第二催化剂能够通过第二化学反应和/或第二催化剂材料减少有害物质，特别是NOx含量，其中，第一化学反应不同于第二化学反应和/或第一催化剂材料不同于第二催化剂材料。
因此，第一催化剂和第二催化剂来自不同的类型，其中，所述类型可以由化学成分和/或关于发动机负荷和/或温度和/或由于相应的化学反应和/或由于不同的催化剂材料的还原能力的最佳工作性能来限定。
排气后处理系统包括至少两种不同类型的催化剂。
该排气后处理系统可以包括另外的催化剂，其中，这些催化剂的一部分可以是相同类型的，和/或可以各自存在多于两种不同类型的催化剂。
特定类型的每种催化剂可以针对特定工作条件优化，诸如温度窗口、发动机负荷窗口和/或排气的特定成分。
典型地，工作条件在工作过程中改变。温度和/或发动机负荷可能升高或降低，排气可能由于工作温度或由于改变的燃料而改变其成分。
对于每个工作条件，排气后处理系统可以提供最佳的催化剂性能。
由于针对每个工作条件提供了最佳催化剂，所以可以在发动机的总工作范围内最小化排放。
由于可以针对每种工作情况选择合适的催化剂或催化剂组合，因此可以最小化副产物的排放，不必提供不适当的催化剂空间并且不必投入不适当的还原剂。因此，可以最小化工作成本。
催化剂性能可以由减少有害物质的能力来规定。因此，NOx还原性能可以是催化剂性能的量度。
催化剂性能还可以通过避免诸如SO3或N2O的不期望的副产物的能力来规定。
至少一种催化剂可以是SCR催化剂，其通常包括钒、由TiO2负载的钨或者是金属取代的沸石，例如Cu/沸石或Fe/沸石。
该排气后处理系统可以包括用于还原剂(诸如氨或氨前体物质，例如尿素)的定量给料单元。
该定量给料单元还可以被布置在该排气后处理系统的上游。
第一催化剂和第二催化剂可以是包括不同含量的钒的SCR催化剂。
第一催化剂的钒含量可以高于或等于0.3％，优选地高于或等于0.5％，更优选地高于或等0.7％。百分比是指催化剂涂层的总重量。第二催化剂的钒含量可以低于0.3％。
在低发动机负荷和/或较低温度期间，可以使用具有较高钒含量的第一催化剂。当温度和/或发动机负荷升高时，可以使用具有较低钒含量的第二催化剂。
排气后处理系统可以包括多于两个SCR催化剂，每个SCR催化剂具有不同的钒含量。
第二SCR催化剂可以在在主SCR催化剂的下游布置在排气管道中，与主SCR反应器的成分的配方相比，该第二催化剂配方略微修改。第二SCR催化剂可以允许高选择性和转化性能以避免高试剂滑移水平(reagent slip level)。在这种情况下，第二SCR催化剂主要是氨破坏催化剂。
由于过量的还原剂被注入到主SCR反应器中或主SCR反应器上游，所以可能导致高试剂滑移。升高的试剂滑移水平的其它相关原因可归因于废气中试剂混合不充分，这是由于跨催化剂模块的入口面的空间速度和/或浓度梯度导致未反应的试剂穿过催化剂的条纹。
如果不能根据主要条件适当地调节，则试剂定量控制系统中的偏移也可以在瞬态事件期间影响较高的滑移。
可以通过在主SCR催化剂下游安装催化剂来减轻升高的试剂滑移水平。进一步避免违反排放法规并更有效地使用还原剂。
优选按照在使用最小的催化剂体积的同时使催化剂性能满足所需性能的方式选择第二催化剂的分级(sizing)和化学配方。
用于这种应用的催化剂配方可以是标准SCR配方或其变体。优选地使用氨破坏催化剂的配方。例如，第二催化剂可以包括贵金属涂层，诸如铂和/或钯涂层。
不同的层可以布置在相同的基材上，使得催化剂装置的第一部分是SCR催化剂，并且催化剂装置的第二部分是氨破坏催化剂。在优选结构中，所述第一部分布置在所述第二部分的上游。
另选地，第一SCR催化剂和氨破坏催化剂布置在不同的反应器中。
不同类型的催化剂可以并行和/或串行布置。
优选地，催化剂布置在催化剂反应器中以形成相应的催化转化器。每个催化剂可以布置在单独的催化剂反应器中。多于一种催化剂可以布置在催化剂反应器中，或者甚至所有催化剂可以布置在同一个催化剂反应器中。
因此，尽管由于催化剂的数量导致系统的复杂性可能增加，但是催化剂反应器可以允许低构造努力。
第一催化剂可以是水解催化剂，并且第二催化剂可以是SCR催化剂，优选地布置在水解催化剂的下游。
水解催化剂可以包括TiO2，而SCR催化剂可以包括掺杂有氧化钨或氧化钒的TiO2。因此，水解催化剂和SCR催化剂具有不同的化学成分。
水解催化剂具有最佳的NOx还原性能的温度高于SCR催化剂具有最佳NOx还原性能的温度。
在SCR催化剂中，NOx含量在催化剂的影响下被氨还原为氮(N2)和水(H2O)。
用于还原给定量的NOx的水解催化剂和SCR催化剂的总体积小于或等于用于还原相同量的NOx的独立SCR催化剂的体积。优选地，水解催化剂和SCR催化剂的总体积小于400l/MW。
SCR催化剂可以布置在SCR反应器中。水解催化剂可以布置在水解催化反应器中。
SCR催化剂和水解催化剂可以布置在公共反应器中。
另外或另选地，SCR催化剂的钒含量高于或等于0.3％，优选地高于或等于0.5％，更优选地高于或等于0.7％。百分比是指催化剂涂层的总重量。
另外地或另选地，水解催化剂和SCR催化剂被配置成使得排气在SCR催化剂中的停留时间小于0.5s，更优选地小于0.3s，优选地在至少90％的发动机负荷和/或2-20kg/kWh，优选地7-11kg/kWh的排气质量流下。
特别地，调节水解催化剂和SCR催化剂的体积，使得在满负荷下获得短的停留时间。
另外或另选地，水解催化剂和SCR催化剂布置在相同的催化剂基材上。
SCR催化剂优选地包括钒、钨和/或TiO2，优选地包括钒和钨掺杂的TiO2。
水解催化剂不仅有助于将HNCO水解成NH3，而且有助于将尿素分子分解成HNCO和NH3。此外，在高负荷下存在的排气温度下，不仅HNCO水解发生在水解催化剂内，而且发生类似于SCR反应的副反应，其中，NOx显著还原。
因此，布置在水解催化剂下游的SCR催化剂中将不存在已在水解催化剂中还原的所有NOx。因此SCR催化剂仅必须还原较少量的NOx。
因此，对于相同的NOx还原，包括水解催化剂和SCR催化剂的整个催化系统的所需体积小于独立SCR催化剂的所需体积。与独立SCR催化剂相比，催化剂的总体积可以减少至少8-10％。
在本发明中，催化剂的体积被理解为催化剂的包封体积(envelop volume)。
因为SCR催化剂必须仅还原较少量的NOx，所以当SCR催化剂与水解催化剂结合时，SCR催化剂的体积可以较小，和/或反应时间以及因此在SCR催化剂中的停留时间可以较短。
由于排气可以仅在短时间内保持在SCR催化剂中，所以SCR催化剂的钒含量可以与更大的独立SCR催化剂一样较大，因为用于氧化SO2的反应时间以及用于产生N2O的时间也较短。此外，具有高钒含量的小SCR催化剂可以提供与具有低钒含量的大SCR催化剂相同的NOx氧化速率。
只有一小部分NH3在SCR催化剂中被氧化，并且大部分NH3被有效地使用。因此，必须提供较少量的NH3。可以降低提供过量NH3的风险，该过量的NH3可能在SCR催化剂中被氧化成NOx或者作为氨逃逸保持。可以防止尿素过量。
对于低发动机负荷和相应的较低温度，“SCR反应”的最大部分以及因此NOx还原的最大部分参与了SCR催化剂。然而，在较低负荷期间，水解催化剂按以下方式至少提供从HNCO到NH3的水解，即，使得该反应不必在SCR催化剂中发生，并且不必在SCR催化剂中为水解提供空间。因为水解催化剂还有助于分解尿素，使得几乎所有注入的尿素进入SCR催化剂时为NH3的形式，所以不必在SCR催化剂中提供额外的体积。
特别是对于较低负荷，包括高钒含量，即高于0.3％，优选地高于或等于0.5％，更优选地高于或等于0.7％的SCR催化剂具有非常高的活性，因此小SCR催化剂也可以达到与具有较低钒含量的较大SCR催化剂相同的性能。
在较高的发动机负荷运行下，水解催化剂仍然提供从HNCO到NH3的水解，但是提供大部分的NOx还原。在SCR催化剂中仅还原在水解催化剂内未被还原的少量NOx。
当水解催化剂和SCR催化剂配置成一个装置时，例如，通过布置在同一个催化剂基材上，可以实现更紧凑的装置。排气可以直接从水解催化剂流向SCR催化剂。
催化剂基材可以是金属或陶瓷。基材可以被涂覆。例如，催化装置的入口可以仅涂覆有TiO2，而基材的下游部分涂覆有钒、钨和TiO2。
该排气后处理系统还可以包括水解催化剂，该水解催化剂能够在至少420℃的温度和/或至少90％的发动机负荷和/或2-20kg/kWh，优选为7-11kg/kWh的排气质量流下将水解催化剂中的NOx浓度降低至少5％、优选地至少10％，更优选地至少20％。水解催化剂的尺寸优选地使得实现NOx还原的期望性能。
水解催化剂可以包括TiO2和/或ZrO2和/或Al2O3和/或SiO2和/或H-ZSM-5。
水解催化剂和SCR催化剂可以布置在同一个催化剂基材上。
根据适用的规则，诸如排放限制、燃料类型、发动机的功率水平、温度、期望的输出以及其他因素，需要用不同系统来处理排气。因此，排气可以在船舶发动机的排气系统内沿不同方向转向。
在有利的实施方式中，排气后处理系统包括位于第一催化剂和第二催化剂上游的至少一个旁路分离装置。
第一旁路排气管线和第二旁路排气管线连接到所述至少一个旁路分离装置。所述至少一个旁路分离装置被配置成在第一催化剂和第二催化剂的上游将排气分离成用于第一旁路排气管线的第一气流和用于第二旁路排气管线的第二气流。第一催化剂和第二催化剂在旁路分离装置的下游布置在第一旁路排气管线中。
因此，提供旁路，该旁路提供至少一部分排气的分支，使得该部分不进入第一催化剂和第二催化剂。
在第一旁路排气管线中可以布置多于两种的催化剂。
第一旁路排气管线和第二旁路排气管线可以在催化剂的下游汇合在一起，使得第一和第二气流合并在一条管线中。
优选地，排气后处理系统包括用于设定第一旁路排气管线和第二旁路排气管线的通过量的旁路调节装置。
旁路调节装置可以由用于打开和关闭第一旁路排气管线和/或第二旁路排气管线的至少一个旁路调节阀实现。
第一旁路排气管线和第二旁路排气管线可以各自有一个阀。因此，离开气缸的总排气的期望比例可以被引导通过第一旁路排气管线，并因此通过第一催化剂和第二催化剂。
包括第一催化剂和第二催化剂的完全催化系统可以例如在限定了较高NOx水平可以被认为是可接受的层II模式下分离，使得整个排气不通过催化剂。
有利地，排气后处理系统包括控制单元，该控制单元优选地根据特别是NOx的有害排放物的值、温度、还原剂(例如氨)含量和/或发动机负荷来控制第一旁路排气管线和第二旁路排气管线的通过量的。
根据整个系统的性能，可以通过第一旁路排气管线和/或第二旁路排气管线传导或多或少的排气，整个系统的性能可以例如通过测量第一催化剂或第二催化剂下游或第一气流和第二气流汇流点下游的NOx值和/或根据所需的性能来确定。
在工作期间，可以根据相应的工作条件来调整吞吐量。
在本发明的优选实施方式中，排气后处理系统包括位于第一催化剂下游的至少一个传导分离装置。第一传导排气管线和第二传导排气管线连接到至少一个传导分离装置。该至少一个传导分离装置被配置成将离开该第一催化剂的排气分离成针对第一传导排气管线的第一气流和针对该第二传导排气管线的第二气流。第二催化剂被布置在传导分离装置下游的第一传导排气管线中。
一个或多个另外的催化剂和/或至少一个另外的传导分离装置可以被布置在该第一传导排气管线中。
因此，提供旁路，旁路提供离开第一催化剂的排气的至少一部分的分支，使得该部分不进入第二催化剂。
第一传导排气管线和第二传导排气管线可以在第二催化剂的下游汇合在一起，使得第一气流和第二气流在一条管线中合并。
例如，如果第一催化剂被设计用于在高发动机负荷时将NOx完全还原到Tier III级水平，则在这种情况下可能不需要第二催化剂。第一催化剂下游的传导分离装置允许绕过第二催化剂。
优选地，排气后处理系统包括用于设定第一传导排气管线和第二传导排气管线的通过量的传导调节装置。具体地，该传导调节装置包括用于打开和关闭第一传导排气管线和/或第二传导排气管线的至少一个传导调节阀。
因此，离开第一催化剂的排气的期望比例可以被引导通过第一传导排气管线并因此通过第二催化剂。
第一催化剂下游的传导分离装置允许例如仅在低发动机负荷时使用第一催化剂和第二催化剂的组合。
有利地，排气后处理系统包括控制单元，该控制单元优选地根据特别是NOx的有害排放物的值、温度、还原剂(例如氨)含量和/或发动机负荷来控制第一传导排气管线和第二传导排气管线的通过量。在工作期间，可以根据相应的工作条件来调整吞吐量。
如果在第二催化剂下游或在第一气流与第二气流的汇流点下游测量到的NOx值超过给定值，或者如果在第一催化剂上游测量到的NOx值与在第二催化剂下游或在第一气流与第二气流的汇流点下游测量到的NOx值之间的差低于预定值，则可以认为性能太低。在这种情况下，控制单元可以触发以打开第一传导排气管线和/或增强第一气流。
在有利的实施方式中，排气后处理系统包括位于第一催化剂和第二催化剂上游的至少一个并行化装置。第一并行排气管线和第二并行排气管线连接到所述至少一个并行化装置。所述至少一个并行化装置被配置成在第一催化剂和第二催化剂上游将排气分离成针对第一并行排气管线的第一气流和针对第二并行排气管线的第二气流。第一催化剂被布置在第一并行排气管线中，并且第二催化剂被布置在第二并行排气管线中。
优选地，排气后处理系统包括用于设定第一并行排气管线和第二并行排气管线的通过量的并行化调节装置，优选地至少一个并行调节阀，所述至少一个并行调节阀用于打开和关闭第一并行排气管线和/或第二并行排气管线。
并行化调节装置允许使用第一催化剂或第二催化剂或并行使用第一催化剂和第二催化剂二者。
并行化调节装置可以配置成用于设定并行布置的超过两个排气管线的通过量，其中，在每个排气管线中布置有至少一个催化剂。催化剂可以是不同类型的催化剂。
有利地，排气后处理系统包括控制单元，该控制单元优选地根据特别是NOx的有害排放物的值、温度、还原剂(例如氨)含量和/或发动机负荷来控制第一并行排气管线和第二并行排气管线的通过量，并且根据特定运行情况在运行期间调节通过量。
控制单元可以控制通过第一旁路排气管线、第二旁路排气管线、第一传导排气管线、第二排气管线、第一并行排气管线和/或第二并行排气管线的通过量。
排气后处理系统可以包括旁路分离装置和传导分离装置。传导分离装置可以布置在第一催化剂下游的第一旁路排气管线中。
第二旁路排气管线可以与第二传导排气管线汇合，并且第一传导排气管线和第二旁路排气管线可以在第二催化剂的下游汇合，使得气流汇合。
排气后处理系统可以包括旁路分离装置和并行化装置。该并行化装置可以被布置在第一旁路排气管线中。
排气后处理系统可以包括传导分离装置和并行化装置。
传导分离装置可以布置在第一催化剂下游的第一并行排气管线中。第二并行排气管线可与第二催化剂上游的第一传导排气管线汇合。采用这种布置，催化剂可以并联和串联使用。
另选地，并行化装置可以被布置在传导分离装置下游的第二传导排气管线中。
排气后处理系统可以包括旁路分离装置、传导分离装置和并行化装置。
如上所述的传导分离装置和并行化装置的组合可以布置在第一旁路排气管线中。
不同的旁路概念可以应用于不同的操作概念，以实现残余还原剂(例如NH3)与NOx之间的排气比率的显著改变。
一种可能的选择可以是当排气保持相同浓度的残余还原剂(例如NH3)和NOx时，仅在第一SCR催化剂上引导排气。在这种情况下，SCR催化剂通过足够的NOx提供还原剂(NH3)的化学计量还原(stoichiometric reduction)。
与贵金属催化剂相比，在存在NOx的情况下减少残留试剂(NH3)的标准SCR配方是鲁棒选择，因为其更耐受失活，特别是化学失活，例如，由排气中包括的微量元素例如硫触发的失活。
如果在主SCR反应器下游的排气中NH3的浓度高于NOx的浓度，则在SCR催化剂下游可以使用SCR催化剂与第二氨破坏催化剂的组合来补偿更高的残留试剂(例如NH3)浓度。
如果在主SCR催化剂下游的排气中仅存在NH3，例如NOx仅以痕量水平存在，可以在第一SCR催化剂下游安装氨破坏催化剂。
在工作改变时，当降低NOx浓度的形成同时仍然保持高的残余试剂(NH3)浓度时，排气可以被逐渐引导经过氨破坏催化剂。
在有利的实施方式中，排气后处理系统包括用于测量有害排放物的传感器，诸如NOx传感器，优选地为两个NOx传感器。
排气后处理系统可以额外地或另选地包括至少一个传感器以检测不期望的副反应产物。
排气后处理系统可以附加地或另选地包括至少一个传感器以测量残余还原剂(例如NH3)。
排气后处理系统具体地可以包括三个传感器，诸如NOx传感器、布置在第一催化剂和/或第二催化剂上游的第一传感器、布置在第一催化剂下游的第二传感器以及布置在第二催化剂下游的第三传感器。
优选地，诸如NOx传感器的传感器被布置在第一催化剂的下游和/或第二催化剂的下游。NOx传感器也可以被布置在第一催化剂和/或第二催化剂的上游。
通过测量排气后处理系统的不同阶段的诸如NOx含量的有害排放物，可以监测相应催化剂的功效和/或性能。
代替NOx传感器，可以使用收集数据以得出关于NOX含量的结论的传感器。
优选地，排气后处理系统包括用于测量排气温度的温度传感器。
优选地，排气后处理系统包括控制单元，该控制单元将测量的或确定的有害排放物的值，特别是在不同阶段测量或确定的NOx值或NOx值之间的差值，与参考值进行比较，或者所述控制单元将测量温度与参考温度进行比较。
根据比较结果，可以采取措施。例如，可以改变注入的诸如氨或氨前体物质，例如尿素的还原剂的量，或者可以改变排气后处理系统的至少一部分的温度，或者必须提供或多或少的燃料损失。
另选地，当控制单元用信号通知已经在第一催化剂或第二催化剂中还原了足够量的NOx时，和/或当控制单元用信号通知达到、未达到或超过基准温度和/或基准负荷时，第一催化剂和/或第二催化剂可以被旁路或者仅一部分排气可以被引导通过第一催化剂或第二催化剂。
该控制单元可以被配置成用于优选地基于温度、发动机负荷和/或有害物质的量诸如NOx含量的确定来设定这些旁路控制阀、传导控制阀和/或并行化控制阀。
本发明的目的还通过一种内部燃烧发动机来实现，该内部燃烧发动机具有至少一个气缸优选为具有内径为至少200mm的至少一个气缸的大型船舶发动机，其包括如上所述的排气后处理系统。
本发明的目的还通过一种用于在如上所述的排气后处理系统中，减少内部燃烧发动机的、优选地如上所述的燃烧发动机的诸如NOx排放物的有害物质的方法来实现。排气通过气缸的出口排出。
优选地，诸如氨或氨前体物质，例如尿素的还原剂被提供到排气中。另选地，也可以提供氨水溶液、尿素溶液、碳酸铵溶液、氨基甲酸铵或尿素粉末。
排气可被引导至水解催化剂，并且在至少420℃的温度和/或至少90％的发动机负荷和/或2-20kg/kWh，优选地7-11kg/kWh的排气质量流量的情况下，水解催化剂中的NOx的浓度降低至少5％，优选地降低至少10％，更优选地降低至少20％。。
本发明的目的还通过一种用于减少内部燃烧发动机，优选地如上所述的燃烧发动机的例如NOx排放物的有害排放物的方法，优选地如上所述的方法来实现。排气通过气缸的出口排出。该方法包括以下步骤。优选地，根据测量或确定的特别是NOx的有害排放物的值、温度、还原剂(例如氨)含量和/或发动机负荷来控制第一并行排气管线和第二并行排气管线的通过量。
第一并行排气管线和第二并行排气管线连接到布置在第一催化剂和第二催化剂上游的至少一个并行化装置。第一催化剂布置在第一并行排气管线中，并且第二催化剂布置在第二并行排气管线中。
另选地或另外地，排气的至少一部分被引导至第一催化剂。优选地根据测量或确定的特别是NOx的有害排放物的值、温度和/或发动机负荷来控制第一传导排气管线和第二传导排气管线的通过量。第一传导排气管线和第二传导排气管线连接到设置在第一催化剂下游的至少一个传导分离装置。第二催化剂布置在第一传导排气管线中并且第二传导排气管线绕过第一催化剂。
本发明的目的还通过一种用于减少内部燃烧发动机的例如NOx排放物的有害排放物方法来实现，所述内部燃烧发动机优选地是如上所述的燃烧发动机，所述方法优选地是如上所述的方法。该方法包括以下步骤。
优选地，根据测量或确定的特别是NOx的有害排放物的值、温度、还原剂(例如氨)含量和/或发动机负荷来控制第一旁路排气管线和第二旁路排气管线的通过量。第一旁路排气管线和第二旁路排气管线连接到布置在第一催化剂上游的至少一个传导分离装置，其中，第一催化剂和第二催化剂布置在第一旁路排气管线中，并且第二旁路排气管线绕过第一催化剂和第二催化剂。
在该方法的优选实施方式中，测量排气中有害物质的含量，诸如NOx含量。
可以在第一催化剂和/或第二催化剂上游和/或第一催化剂和/或第二催化剂下游测量有害物质的含量。
有利地，将测量或确定的诸如NOx含量的有害物质含量与参考值进行比较。参考值可以是给定值，例如根据可应用的规则的NOx排放值。
参考值也可以是测量值。例如，可以将在第一催化剂和第二催化剂上游测量到的NOx值与在第一催化剂或第二催化剂下游测量到的NOx值进行比较。
根据比较，可以或多或少地引导气体通过第一催化剂和/或第二催化剂。
因此，在第一工作条件范围下，总排气质量流可以仅通过包括第一类型催化剂的第一催化转化器，在第二工作条件范围下，总排气质量流可以仅通过包括第二类型催化剂的第二催化转化器。并且在第三工作条件范围下，总排气质量流可以通过这两者(并联或串联)。
例如，当船舶离开港口时，发动机没有全负荷工作，排气的温度可能具有低的起始温度。可以仅使用第一催化剂。
一段时间后，负荷上升。排气的温度和体积也升高。一部分排气被引导通过第二催化剂。当排气的温度继续升高时，排气的增长部分被引导通过第二催化剂。最后，当达到全负荷时，所有排气可以仅被引导通过第二催化剂。
附图说明
在下文中，通过附图在实施方式中进一步解释本发明：
图1示出了燃烧发动机的第一示例的示意图；
图2示出了燃烧发动机的第二示例的示意图；
图3示出了燃烧发动机的第三示例的示意图；
图4示出了燃烧发动机的第四示例的示意图；
图5示出了燃烧发动机的第五示例的示意图；
图6示出了燃烧发动机的第六示例的示意图。
具体实施方式
图1示出了燃烧发动机20的第一示例的示意图。
燃烧发动机20可以具有四个气缸21，并且每个气缸21具有至少200mm的内径27。
排气通过出口7排出。
燃烧发动机20包括排气后处理系统10，该排气后处理系统具有第一催化剂1和布置在第一催化剂1下游的第二催化剂2。第一催化剂1可以是水解催化剂。第二催化剂2可以是SCR催化剂。SCR催化剂2的钒含量可以等于或大于0.3％。
排气后处理系统10包括两个NOx传感器4、5。第一NOx传感器4布置在第二催化剂2的下游。第二NOx传感器5布置在第一催化剂1的上游。图中未明确示出的另一NOx传感器可以布置在第一催化剂1与第二催化剂2之间。
排气后处理系统10包括控制单元6，控制单元6用于将使用第一NOx传感器4测量到的NOx值与使用第二NOx传感器5测量到的NOx值或者使用另外的NOx传感器测量到的NOx值进行比较，以检查第一催化剂1和第二催化剂2的性能。
控制单元6还可以适配为基于速度和燃料指令来确定发动机的负荷。
排气后处理系统10包括位于第一催化剂1上游的旁路分离装置17。第一旁路排气管线18和第二旁路排气管线19连接到旁路分离装置17。
旁路分离装置17配置成在第一催化剂1上游将排气分离成针对第一旁路排气管线18的第一气流和针对第二旁路排气管线19的第二气流。
第一旁路排气管线18和第二旁路排气管线19可以合并，并且排气可以被引导至涡轮增压器26。布置在第二催化剂下游的附加阀25可以关闭第一旁路排气管线18，以防止排气从第二旁路排气管线19流入第二催化剂。
第一催化剂1和第二催化剂2布置在位于旁路分离装置17下游的第一旁路排气管线18中。
排气后处理系统10包括用于设定第一旁路排气管线18和第二旁路排气管线19的通过量的旁路调节装置22。
旁路调节装置22包括用于打开和关闭第一旁路排气管线18的第一旁路调节阀23和用于打开和关闭第二旁路排气管线19的第二旁路调节阀24。
燃烧发动机20可以包括至少一个温度传感器，特别是用于测量排气的温度的温度传感器，在图中没有明确示出。
控制单元6可以根据NOx还原性能、测量到的NOx值、温度和/或发动机负荷，通过发送用于打开和/或关闭第一旁路调节阀23和第二旁路调节阀24的信号来控制第一旁路排气管线18和第二旁路排气管线19的通过量。
如果没有旁路，排气将通过第一催化剂1和第二催化剂2。根据工作情况，NOx的主要部分将在第一催化剂1或第二催化剂2中被还原。
图2示出了燃烧发动机20的第二示例的示意图。燃烧发动机20可以具有四个气缸21。
燃烧发动机20包括排气后处理系统10，该排气后处理系统具有第一催化剂1和布置在第一催化剂1下游的第二催化剂2。第一催化剂1可以是水解催化剂。第二催化剂2可以是SCR催化剂。
另选地，第一催化剂1可以是高温催化剂，例如具有低钒含量的SCR催化剂，并且第二催化剂2可以是低温催化剂，例如具有高钒含量的SCR催化剂。
典型地，第一高温催化剂1具有比第二低温催化剂2大的体积。当串联使用第一催化剂1和第二催化剂2时，与单独使用催化剂1和2之一(参见图4)相比，非期望的N2O产生最小化。在第一催化剂的下游仅余下少量NH3，因为最大部分已被用于NOx还原，导致仅形成非常低的N2O。
排气后处理系统10包括位于第一催化剂1下游的传导分离装置11，特别是水解催化剂，其中，第一传导排气管线12和第二传导排气管线13连接到至少一个传导分离装置11。
传导分离装置11配置成将离开第一催化剂1的排气分离成针对第一传导排气管线12的第一气流和针对第二传导排气管线13的第二气流。第二催化剂2在传导分离装置11下游被布置在第一传导排气管线12中。
排气后处理系统10包括用于设定第一传导排气管线12和第二传导排气管线13的通过量的调节装置14。调节装置14包括用于打开和关闭第一传导排气管线12的第一调节阀15和用于打开和关闭第二传导排气管线13的第二调节阀16。
排气后处理系统10可以包括两个NOx传感器4、8。第一NOx传感器4布置在第二催化剂2的下游。第二NOx传感器8布置在第一催化剂1的下游。
图中未明确示出的另一传感器可以布置在第一催化剂1的上游。
排气后处理系统10包括用于控制第一传导排气管线12和第二传导排气管线13的通过量的控制单元6。例如根据在第二NOx传感器8处测量到的NOx值，控制单元可以发送用于打开和关闭第一传导调节阀15和第二传导调节阀16的信号，该NOx值是对例如水解催化剂的第一催化剂1的NOx还原性能的量度。
控制单元还可以发送用于打开和/或关闭第一旁路调节阀23和第二旁路调节阀24的信号，使得排气的至少一部分可以绕过第一催化剂1和第二催化剂2。
通过对阀23、24、15、16进行设置，可以判定排气是仅通过第一催化剂1或仅通过第二催化剂2，还是通过串联的两种催化剂1、2。所述阀的设置可以根据工作情况来选择，例如根据温度或发动机负荷来选择。
燃烧发动机20可以包括至少一个温度传感器，特别是用于测量排气的温度的温度传感器，在图中没有明确示出。
图3示出了燃烧发动机20的第三示例的示意图。燃烧发动机20可以具有四个气缸21。
燃烧发动机20包括排气后处理系统10，该排气后处理系统具有第一催化剂1和布置在第一催化剂1下游的第二催化剂2。第一催化剂1可以是水解催化剂。第二催化剂2可以是SCR催化剂。
水解催化剂1和SCR催化剂2被布置在相同的催化剂基材3上。
用于还原给定量的NOx的水解催化剂1和SCR催化剂2的总体积Vt等于或小于用于还原相同量的NOx的独立SCR催化剂的体积。水解催化剂1和SCR催化剂2的总体积Vt等于或小于500l/MW，优选地小于400l/MW。
图4示出了燃烧发动机20的第四示例的示意图。燃烧发动机20可以具有四个气缸21。
燃烧发动机20包括排气后处理系统10，该排气后处理系统具有并行布置的第一催化剂1和第二催化剂2。第一催化剂1可以是具有较低钒含量的SCR催化剂。第二催化剂2可以是具有较高钒含量的SCR催化剂。
另外的催化剂9可以并行布置。多个催化剂可以是具有不同钒含量的SCR催化剂。
排气后处理系统10包括位于第一催化剂1和第二催化剂2上游的并行化装置28，其中，第一并行排气管线29和第二并行排气管线30连接到至少一个并行化装置28。
并行化装置28配置成将排气分离成针对第一并行排气管线29的第一气流和针对第二并行排气管线30的第二气流。第一催化剂1被布置在第一并行排气管线29中，并且第二催化剂2被布置在第二并行排气管线30中。
排气后处理系统10包括用于设定第一并行排气管线29和第二并行排气管线30的通过量的并行化调节装置31。并行化调节装置31包括用于打开和关闭第一并行排气管线29的第一并行调节阀32和用于打开和关闭第二并行排气管线30的第二并行调节阀33。
排气后处理系统10还包括形成旁路分离装置的第一旁路调节阀23和第二旁路调节阀24，使得排气的至少一部分可以绕过第一催化剂1和第二催化剂2。
通过对阀23、24、32、33进行设置，可以判定排气是仅通过第一催化剂1或仅通过第二催化剂2还是通过并联的两种催化剂1、2。所述阀的设置可以根据工作情况来选择，例如根据温度或发动机负荷来选择。
燃烧发动机20可以包括至少一个温度传感器，特别是用于测量排气的温度的温度传感器，在图中没有明确示出。
例如，对于较高负荷和较高温度，对阀进行设，使得使用第一催化剂1，如具有低钒含量或不具有钒含量的SCR催化剂，而对于较低负荷和低的温度，使用第二催化剂2，如具有较高钒含量的SCR催化剂。
在中间方式中，可以催化剂1，2二者。
而且，对于高负荷，可以使用催化剂1、2来避免大尺寸的第二催化剂2，而副反应有轻微的损失。
图5示出了燃烧发动机20的第五示例的示意图。燃烧发动机20可以具有四个气缸21。
燃烧发动机20包括排气后处理系统10，该排气后处理系统具有第一催化剂1和第二催化剂2。
排气后处理系统10包位于在第一催化剂1和第二催化剂2上游的并行化装置28，其中，第一并行排气管线29和第二并行排气管线30连接到至少一个并行化装置28。
并行化装置28被配置成将排气分离成针对第一并行排气管线29的第一气流和针对第二并行排气管线30的第二气流。第一催化剂1被布置在第一并行排气管线29中，并且第二催化剂2布置在第二并行排气管线30中。
排气后处理系统10包括用于设定第一并行排气管线29和第二并行排气管线30的通过量的并行化调节装置31。
排气后处理系统10还包括位于第一催化剂1下游的传导分离装置11，第一催化剂1特别是水解催化剂，其中，第一传导排气管线12和第二传导排气管线13连接到至少一个传导分离装置11。
传导分离装置11被配置成将离开第一催化剂1的排气分离成针对第一传导排气管线12的第一气流和针对第二传导排气管线13的第二气流。第二催化剂2被布置在传导分离装置11下游的第一传导排气管线12中。
排气后处理系统10包括用于设定第一传导排气管线12和第二传导排气管线13的通过量的传导调节装置14。
排气后处理系统10还包括形成旁路分离装置17的第一旁路调节阀23和第二旁路调节阀24，使得排气的至少一部分可以绕过第一催化剂1和第二催化剂2。
还可以存在控制单元(图中未明确示出)，该控制单元控制并行化调节装置31、传导分离装置11和旁路分离装置17的状态，以确定是否使用第一催化剂1和/或第二催化剂2、是否串联和/或并联地使用第一催化剂1和第二催化剂2、或者是否完全使用催化剂1、2。
通过控制并行化调节装置31、传导分离装置11和旁路分离装置17的状态，可以确定经过第一催化剂1和第二催化剂2的排气的百分比。
图5示出了燃烧发动机20的第五示例的示意图。
排气后处理系统10包括第一催化剂1下游的传导分离装置11，第一催化剂1例如是水解催化剂。第一传导排气管线12和第二传导排气管线13连接到至少一个传导分离装置11。第一传导排气管线12和第二传导排气管线13的通过量可以由传导调节装置14设定。
并行化装置28布置在传导分离装置11下游的第一传导排气管线12中。
并行化装置28被配置成将排气分离成针对第一并行排气管线29的第一气流和针对第二并行排气管线30的第二气流。
并行化装置28可以被配置成将排气分离成另外的气流，以用于包括另外的催化剂的另外的并行排气管线。
第二催化剂2被布置在第一并行排气管线29中，并且另一催化剂9被布置在第二并行排气管线30中。
第二催化剂2和另一催化剂9可以是具有不同钒含量的SCR催化剂。
排气后处理系统10包括用于设定至少第一并行排气管线29和第二并行排气管线30的通过量的并行化调节装置31。
燃烧发动机的所有示例可包括用于还原剂的至少一个定量给料单元，图中未示出。

Claims (19)

1.一种用于燃烧发动机(20)的排气后处理系统(10)，所述燃烧发动机(20)具有至少一个气缸(21)，所述排气后处理系统(10)包括第一催化剂(1)和第二催化剂(2)，其中
-所述第一催化剂具有不同于所述第二催化剂的化学成分，和/或
-所述第一催化剂(1)在第一发动机负荷值时具有最佳工作性能，并且所述第二催化剂(2)在第二发动机负荷值时具有最佳工作性能，其中，所述第一发动机负荷值不同于所述第二发动机负荷值，和/或
-所述第一催化剂(1)在第一温度具有最佳工作性能，并且所述第二催化剂(2)在第二温度具有最佳工作性能，其中，所述第一温度不同于所述第二温度，和/或
-所述第一催化剂(1)能够通过第一化学反应减少有害物质，所述第二催化剂(2)能够通过第二化学反应减少有害物质，其中，所述第一化学反应不同于所述第二化学反应，
其中，所述排气后处理系统(10)包括所述第一催化剂(1)下游的至少一个传导分离装置(11)，
-其中，第一传导排气管线(12)和第二传导排气管线(13)连接至所述至少一个传导分离装置(11)，
-其中，所述至少一个传导分离装置(11)被配置成将离开所述第一催化剂(1)的排气分离成针对所述第一传导排气管线(12)的第一气流和针对所述第二传导排气管线(13)的第二气流，并且
-其中，所述第二催化剂(2)被布置在所述传导分离装置(11)下游的所述第一传导排气管线(12)中，
并且其中，所述排气后处理系统(10)包括位于所述第一催化剂(1)和所述第二催化剂(2)上游的至少一个并行化装置(28)，
-其中，第一并行排气管线(29)和第二并行排气管线(30)连接到所述至少一个并行化装置(28)，
-其中，所述至少一个并行化装置(28)被配置成将所述第一催化剂(1)和所述第二催化剂(2)上游的排气分离成针对所述第一并行排气管线(29)的第一气流和针对所述第二并行排气管线(30)的第二气流，并且
-其中，所述第一催化剂(1)被布置在所述第一并行排气管线(29)中，并且所述第二催化剂(2)被布置在所述第二并行排气管线(30)中，
-其中，所述传导分离装置被布置在所述第一催化剂(1)下游的所述第一并行排气管线中，
使得
在第一工作条件范围下，总排气质量流能够仅通过包括所述第一催化剂(1)的第一催化转化器，所述第一工作条件范围为第一温度窗口、第一发动机负荷窗口和/或第一有害物质的含量，并且在第二工作条件范围下，总排气质量流能够仅通过包括所述第二催化剂(2)的第二催化转化器，所述第二工作条件范围为第二温度窗口、第二发动机负荷窗口和/或第二有害物质的含量，其中所述第一温度窗口、所述第一发动机负荷窗口和/或所述第一有害物质的含量分别不同于所述第二温度窗口、所述第二发动机负荷窗口和/或所述第二有害物质的含量。
2.根据权利要求1所述的排气后处理系统(10)，所述排气后处理系统(10)包括所述第一催化剂(1)和所述第二催化剂(2)上游的至少一个旁路分离装置(17)，
其中，第一旁路排气管线(18)和第二旁路排气管线(19)连接到所述至少一个旁路分离装置(17)，
其中，所述至少一个旁路分离装置(17)被配置成将所述第一催化剂(1)和所述第二催化剂(2)上游的排气分离成针对所述第一旁路排气管线(18)的第一气流和针对所述第二旁路排气管线(19)的第二气流，并且
其中，所述第一催化剂(1)和所述第二催化剂(2)被布置在所述旁路分离装置(17)下游的所述第一旁路排气管线(18)中。
3.根据权利要求2所述的排气后处理系统(10)，其中，所述排气后处理系统(10)包括旁路调节装置(22)，所述旁路调节装置设定所述第一旁路排气管线(18)和所述第二旁路排气管线(19)的通过量。
4.根据权利要求2或3所述的排气后处理系统(10)，其中，所述排气后处理系统(10)包括用于控制所述第一旁路排气管线(18)和所述第二旁路排气管线(19)的通过量的控制单元(6)。
5.根据权利要求1所述的排气后处理系统(10)，其中，所述排气后处理系统(10)包括传导调节装置(14)，所述传导调节装置设定所述第一传导排气管线(12)和所述第二传导排气管线(13)的通过量。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的排气后处理系统(10)，其中，所述排气后处理系统(10)包括用于控制所述第一传导排气管线(12)和所述第二传导排气管线(13)的通过量的控制单元(6)。
7.根据权利要求1所述的排气后处理系统(10)，其中，所述排气后处理系统(10)包括并行化调节装置(31)，所述并行化调节装置用于设定所述第一并行排气管线(29)和所述第二并行排气管线(30)的通过量。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的排气后处理系统(10)，其中，所述排气后处理系统(10)包括用于控制所述第一并行排气管线(29)和所述第二并行排气管线(30)的通过量的控制单元(6)。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的排气后处理系统(10)，其中，所述排气后处理系统(10)包括NOx传感器(4、5、8)。
10.根据权利要求9所述的排气后处理系统(10)，其中，所述排气后处理系统(10)包括用于将所测量的或确定的有害排放物与参考值进行比较的控制单元(6)。
11.根据权利要求9所述的排气后处理系统(10)，其中，所述排气后处理系统(10)包括两个或三个NOx传感器(4、5、8)。
12.一种包括权利要求1至11中任一项所述的排气后处理系统(10)的内部燃烧发动机(20)，所述内部燃烧发动机具有至少一个气缸(21)。
13.根据权利要求12所述的内部燃烧发动机(20)，所述内部燃烧发动机是大型船舶发动机，所述大型船舶发动机具有内径(27)至少为200mm的至少一个气缸(21)。
14.一种在根据权利要求1至11中任一项所述的排气后处理系统(10)中减少内部燃烧发动机的有害排放物的方法，其中，排气通过气缸(21)的出口(7)排出。
15.一种在排气后处理系统(10)中减少内部燃烧发动机的有害排放物的方法，其中，排气通过气缸(21)的出口(7)排出，所述方法包括以下步骤：
控制第一并行排气管线(29)和第二并行排气管线(30)的通过量，其中，所述第一并行排气管线(29)和所述第二并行排气管线(30)连接到布置在第一催化剂(1)和第二催化剂(2)上游的至少一个并行化装置(28)，并且其中，所述第一催化剂(1)被布置在所述第一并行排气管线(29)中，并且所述第二催化剂(2)被布置在所述第二并行排气管线(30)中；和/或
将所述排气的至少一部分引导至所述第一催化剂(1)；
控制第一传导排气管线(12)和第二传导排气管线(13)的通过量，其中，所述第一传导排气管线(12)和所述第二传导排气管线(13)连接到被布置在所述第一催化剂(1)下游的至少一个传导分离装置(11)，并且其中，第二催化剂(2)被布置在所述第一传导排气管线(12)中，并且所述第二传导排气管线(13)绕过所述第二催化剂(2)，使得
总排气质量流能够仅通过第一催化剂(1)，或者总排气质量流能够仅通过第二催化剂(2)，或者总排气质量流能够并行地通过所述第一催化剂和所述第二催化剂这两者，或者总排气质量流能够串行地通过所述第一催化剂和所述第二催化剂这两者。
16.根据权利要求14或15所述的方法，所述方法包括以下步骤：
控制第一旁路排气管线(18)和第二旁路排气管线(19)的通过量，其中，所述第一旁路排气管线(18)和所述第二旁路排气管线(19)连接到被布置在第一催化剂(1)上游的至少一个传导分离装置(11)，其中，所述第一催化剂(1)和所述第二催化剂(2)被布置在所述第一旁路排气管线(18)中，并且所述第二旁路排气管线(19)绕过所述第一催化剂(1)和所述第二催化剂(2)。
17.根据权利要求15所述的方法，所述方法包括以下步骤：根据所测量或确定的有害排放物的值、温度和/或发动机负荷来控制第一并行排气管线(29)和第二并行排气管线(30)的通过量。
18.根据权利要求15所述的方法，所述方法包括以下步骤：根据所测量或确定的有害排放物的值、温度和/或发动机负荷来控制第一传导排气管线(12)和第二传导排气管线(13)的通过量。
19.根据权利要求16所述的方法，所述方法包括以下步骤：根据所测量或确定的有害排放物的值、温度和/或发动机负荷来控制第一旁路排气管线(18)和第二旁路排气管线(19)的通过量。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102447393B1 (ko) * 2020-12-16 2022-09-27 주식회사 포스코 가스 퍼지 시스템
CN112814770B (zh) * 2020-12-31 2022-04-05 潍柴动力股份有限公司 并联式scr系统的均匀性评价方法及装置
WO2022178359A1 (en) * 2021-02-22 2022-08-25 Cummins Emission Solutions Inc. Exhaust gas aftertreatment system
EP4212708B1 (en) * 2022-01-17 2024-05-15 Volvo Truck Corporation A method for controlling an exhaust flow in an exhaust aftertreatment system (eats) of a vehicle

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009275530A (ja) * 2008-05-12 2009-11-26 Toyota Motor Corp 排ガス浄化装置、内燃機関及び触媒の回復方法
DE102011005654A1 (de) * 2011-03-16 2012-09-20 Man Diesel & Turbo Se Brennkraftmaschine
CN104005817A (zh) * 2013-02-22 2014-08-27 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 内燃机
CN104343499A (zh) * 2013-07-26 2015-02-11 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 用于在内燃机处的排气后处理的方法和内燃机
DE102014215269B3 (de) * 2014-08-04 2015-10-29 Ford Global Technologies, Llc Abgasnachbehandlung mit Bypass für Regeneration
CN106460612A (zh) * 2014-05-27 2017-02-22 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 用于废气后处理的废气后处理系统和方法
CN107816406A (zh) * 2016-09-12 2018-03-20 福特环球技术公司 用于减少排放的方法和系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112007000322B4 (de) * 2006-03-02 2019-04-18 Avl List Gmbh Abgassystem für eine Brennkraftmaschine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009275530A (ja) * 2008-05-12 2009-11-26 Toyota Motor Corp 排ガス浄化装置、内燃機関及び触媒の回復方法
DE102011005654A1 (de) * 2011-03-16 2012-09-20 Man Diesel & Turbo Se Brennkraftmaschine
CN104005817A (zh) * 2013-02-22 2014-08-27 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 内燃机
CN104343499A (zh) * 2013-07-26 2015-02-11 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 用于在内燃机处的排气后处理的方法和内燃机
CN106460612A (zh) * 2014-05-27 2017-02-22 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 用于废气后处理的废气后处理系统和方法
DE102014215269B3 (de) * 2014-08-04 2015-10-29 Ford Global Technologies, Llc Abgasnachbehandlung mit Bypass für Regeneration
CN107816406A (zh) * 2016-09-12 2018-03-20 福特环球技术公司 用于减少排放的方法和系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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降低柴油机NO_x排放的两种Urea-SCR催化剂对比试验;周建伟;陈凌珊;楚向锋;许露;;上海工程技术大学学报(03);全文 *

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