CN113661312B - 用于包括在后处理系统中的催化器的脱硫的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于减少具有硫含量的废气的成分的后处理系统包括氧化催化器。过滤器被设置在氧化催化器的下游。后处理系统还包括控制器，该控制器被配置成：响应于确定过滤器将被再生并且氧化催化器标准被满足，将氧化催化器的温度升高到大于或等于400摄氏度且小于550摄氏度的第一再生温度。控制器使氧化催化器保持在第一再生温度持续预先确定的时间段。控制器被配置成随后使氧化催化器的温度升高到等于或大于550摄氏度的第二再生温度。

Description

用于包括在后处理系统中的催化器的脱硫的系统和方法
相关申请的交叉引用
本公开内容要求于2019年4月9日提交的美国临时申请第62/831,482号的权益，该美国临时申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开内容总体上涉及用于与内燃(IC)发动机一起使用的后处理系统。
背景
废气后处理系统用于接收和处理由IC发动机产生的废气。通常，废气后处理系统包括降低废气中存在的有害排气排放物的水平的若干种不同部件中的任何一种。例如，用于柴油驱动的IC发动机的某些废气后处理系统包括用于氧化一氧化碳(CO)或未燃烧的碳氢化合物的氧化催化器(oxidation catalyst)，并且还可以用于升高废气的温度，用于使设置在氧化催化器的下游的过滤器再生(regenerate)。后处理系统还可以包括选择性催化还原(SCR)系统，用于分解废气的成分诸如废气中包含的氮氧化物(NOX)气体。由一些IC发动机燃烧的燃料可以包含高硫含量，高硫含量可以使氧化催化器和/或SCR催化器劣化。
概述
本文描述的实施方案总体上涉及用于脱硫的系统和方法，即，去除在后处理系统中包括的氧化催化器或SCR催化器上积聚的硫的系统和方法。特别地，本文描述的系统和方法包括将氧化催化器或SCR催化器加热到低于常规再生温度的再生温度，以便使氧化催化器或SCR催化器脱硫，同时减少水热老化。
在一些实施方案中，用于减少具有硫含量的废气的成分的后处理系统包括：氧化催化器；过滤器，所述过滤器被设置在氧化催化器的下游；以及控制器，所述控制器被配置成响应于确定过滤器将被再生并且氧化催化器标准被满足，以：使氧化催化器的温度升高到大于或等于400摄氏度且小于550摄氏度的第一再生温度；使氧化催化器的温度保持在第一再生温度持续第一时间段；在第一时间段之后，使氧化催化器的温度升高到等于或大于550摄氏度的第二再生温度。
在一些实施方案中，氧化催化器标准包括氧化催化器的脱硫条件，并且其中氧化催化器标准被满足包括脱硫条件被满足。
在一些实施方案中，脱硫条件包括燃烧产生废气的燃料中硫的浓度，并且其中脱硫条件被满足包括燃料中硫的浓度等于或大于预先确定的硫浓度阈值。
在一些实施方案中，响应于确定过滤器将被再生并且脱硫条件不被满足，控制器被配置成：使氧化催化器的温度升高到第二再生温度，而不将氧化催化器保持在第一再生温度持续第一时间段；并且使碳氢化合物引入到氧化催化器中。
在一些实施方案中，脱硫条件包括跨越氧化催化器的测量的放热，并且其中脱硫条件被满足包括测量的放热在基于参考放热曲线的预先确定的范围之外。
在一些实施方案中，后处理系统还包括：氧化催化器加热器(oxidation catalystheater)，所述氧化催化器加热器被联接到氧化催化器并且被配置成由控制器控制以使氧化催化器的温度升高并保持。
在一些实施方案中，用于减少具有硫含量的废气的成分的后处理系统包括：SCR催化器；以及控制器，所述控制器被配置成：确定SCR催化器的NOX转化效率；响应于NOX转化效率小于预先确定的阈值，使SCR催化器的温度升高到大于或等于400摄氏度且小于550摄氏度的第一再生温度；并且使SCR催化器的温度保持在第一再生温度持续预先确定的第一时间段。
在一些实施方案中，控制器还被配置成：在第一时间段之后，使SCR催化器的温度升高到大于第一再生温度且小于550摄氏度的第二再生温度；并且使SCR催化器的温度保持在第二再生温度持续第二时间段。
在一些实施方案中，控制器还被配置成：响应于再生事件之间的时间间隔不满足时间间隔阈值，使SCR催化器的温度在随后的再生事件中升高到第三再生温度，第三再生温度大于第一再生温度且小于550摄氏度；并且使SCR催化器的温度保持在第三再生温度持续预先确定的第三时间段。
在一些实施方案中，时间间隔阈值在10小时至12小时的范围内。
在一些实施方案中，控制器还被配置成：响应于再生事件之间的时间间隔不满足临界时间间隔，使SCR催化器的温度在随后的再生事件中升高到第四再生温度，第四再生温度等于或大于550摄氏度。
在一些实施方案中，临界时间间隔为1小时。
在一些实施方案中，控制器还被配置成：响应于再生事件之间的时间间隔在随后的再生事件之后继续不满足临界时间间隔，产生故障代码。
在一些实施方案中，由引入到废气中的还原剂产生的氨与流过后处理系统的废气中包含的NOX气体的量的比率大于1.0。
在一些实施方案中，后处理系统还包括：氧化催化器，所述氧化催化器被设置在SCR催化器的上游；以及碳氢化合物引入组件，所述碳氢化合物引入组件被配置成将碳氢化合物引入到氧化催化器中，其中控制器被配置成通过指示碳氢化合物引入组件将碳氢化合物引入到氧化催化器中来使SCR催化器的温度升高。
在一些实施方案中，后处理系统还包括：SCR催化器加热器，所述SCR催化器加热器被可操作地联接到SCR催化器，其中控制器被配置成指示选择性催化还原加热器升高并保持SCR催化器的温度。
在一些实施方案中，预先确定的阈值包括NOX转化效率为90％。
在一些实施方案中，用于减少具有硫含量的废气的成分的后处理系统包括：SCR催化器；以及控制器，所述控制器被配置成：确定SCR催化器的NOX转化效率；响应于NOX转化效率小于第一预先确定的阈值，使SCR催化器的温度升高到大于或等于400摄氏度且小于550摄氏度的第一再生温度；使SCR催化器的温度保持在第一再生温度持续第一时间段；响应于NOX转化效率小于比第一预先确定的阈值低的第二预先确定的阈值或者在第一温度在随后的再生事件之间的时间间隔小于时间间隔阈值，使SCR催化器的温度升高到等于或大于550摄氏度的第二再生温度；使SCR催化器的温度保持在第二再生温度持续第二时间段；并且响应于NOX转化效率小于比第二预先确定的阈值低的第三预先确定的阈值或者在第二温度在随后的再生事件之间的时间间隔小于时间间隔阈值，产生故障代码。
在一些实施方案中，第一预先确定的阈值对应于90％的NOX转化效率，第二预先确定的阈值对应于80％的NOX转化效率，并且第三预先确定的阈值对应于70％的NOX转化效率。
在一些实施方案中，控制器还被配置成：响应于与产生废气的发动机相关联的燃料罐被再填充或者预先确定的量的燃料已经被消耗，使SCR催化器的温度升高到第一再生温度。
应当理解，前述概念和下文更详细论述的另外的概念(假设这样的概念不相互不一致)的所有组合被设想为本文公开的主题的一部分。特别地，出现在本公开内容的结尾处的要求保护的主题的所有组合被设想为本文公开的主题的一部分。
附图简述
结合附图，本公开内容的前述特征和其他特征从以下描述和所附权利要求中将变得更充分明显。理解这些附图仅描绘了根据本公开内容的若干种实施方式并且因此不应被认为是对其范围的限制，将通过使用附图以另外的特征和细节来描述本公开内容。
图1是根据实施方案的后处理系统的示意图。
图2是根据实施方案的可以用作图1的后处理系统的控制器的控制电路的示意性框图。
图3示出了SCR催化器在多个再生温度的水热老化因子的图。
图4示出了在氧化催化器的多个床温，在流过其的废气中多个累积硫暴露水平的跨越氧化催化器的放热效率曲线，并且突出了氧化催化器的起燃温度(light-offtemperature)的转变。
图5示出了暴露于多个累积硫暴露水平的氧化催化器的放热效率曲线，突出了在脱硫之后氧化催化器的较低起燃温度的恢复。
图6A-图6D示出了SCR催化器的基于测量的硫释放数据的时间相对于NOX转化效率的模拟图，示出了假设在示例性工作循环(duty cycle)中使用50ppm硫燃料操作，在不同的温度和时间的硫去除策略下满足目标NOX转化水平的再生频率。
图7示出了多个NOX转化效率阈值的示例性图，所述多个NOX转化效率阈值用于触发SCR催化器的低温再生或高温再生，或者产生指示燃料具有临界高硫浓度或SCR具有与高硫燃料无关的失活的故障代码。
图8是根据实施方案的用于使氧化催化器脱硫以便使氧化催化器再生的方法的示意性流程图。
图9A-图9B是根据实施方案的用于使SCR催化器脱硫以便使SCR催化器再生的方法的示意性流程图。
贯穿以下详细描述参考附图。在附图中，相似的符号通常标识相似的部件，除非上下文另外指示。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施方式不意味着是限制性的。可以利用其他实施方式，并且可以作出其他改变，而不偏离此处呈现的主题的精神或范围。将容易理解的是，如本文通常描述和附图中说明的本公开内容的方面可以以各种各样的不同配置被布置、替代、组合和设计，所有配置被明确地设想并且构成本公开内容的一部分。
详细描述
本文描述的实施方案总体上涉及用于脱硫的系统和方法，即，去除在后处理系统中包括的氧化催化器或SCR催化器上积聚的硫的系统和方法。特别地，本文描述的系统和方法包括将氧化催化器或SCR催化器加热到低于常规再生温度的再生温度，以便使氧化催化器或SCR催化器脱硫，同时减少水热老化。
后处理系统可以包括用于分解流过其的废气中包含的CO或碳氢化合物的氧化催化器。后处理系统还可以包括用于分解废气中包含的NOX气体的SCR催化器。常规的后处理系统被设计和认证为预期它们将用具有低硫浓度，例如15ppm或更低的硫浓度的燃料(例如，柴油燃料)操作。然而，有可能可以使用具有较高浓度的硫的柴油燃料，并且特别是由于硫在氧化催化器和SCR催化器上的积聚，这可能导致氧化催化器和SCR催化器功能的可逆劣化。
氧化催化器和/或SCR催化器的硫再生通常通过将氧化催化器或SCR催化器加热到等于或大于高再生温度，例如等于或大于550摄氏度的温度来进行。此外，设置在氧化催化器的下游的过滤器的再生(即，通过燃尽从过滤器中去除积聚的烟灰或灰)可以通过将废气的温度升高到高再生温度(例如，约550摄氏度或更高)来进行。这种高再生温度通常通过将碳氢化合物引入到氧化催化器中或在氧化催化器上引入碳氢化合物来实现，所述碳氢化合物在氧化催化器中燃烧，引起废气的温度升高。热废气氧化在下游过滤器上积聚的烟灰，并且从而使过滤器再生。
由于硫再生和烟灰再生两者在这种高再生温度均是有效的，因此它们通常以相同类型的再生事件进行。然而，将氧化催化器或SCR催化器加热到高再生温度用于硫再生产生了若干个问题。在高再生温度的高频率的热再生可以导致氧化催化器部件或SCR催化器部件的快速水热老化。如图3中示出的，对于SCR催化器，该老化因子是用于去除硫的温度的指数函数。水热老化可以通过硫在SCR催化器上的存在被进一步加速。因此，硫和高温的组合可以导致SCR催化器的NOX转化效率的更快地不可逆劣化。
硫暴露的另一个挑战是氧化催化器的起燃温度，即引入到氧化催化器中的碳氢化合物点燃的温度，可以转变为较高的温度。例如，图4示出了跨越氧化催化器的放热效率曲线以及氧化催化器当暴露于废气(包括增加的硫的累积暴露)时的起燃温度的升高。这可能是来自过滤器的在过滤器烟灰再生事件期间的一个问题，其中燃料被注入到氧化催化器中以将过滤器入口温度升高到目标再生温度。如果氧化催化器的入口温度低于起燃温度，那么未燃烧的燃料可以进入过滤器，这可以导致过滤器的热损坏。在过滤器再生事件之前从氧化催化器中去除硫可以帮助缓解这个问题。虽然氧化催化器和SCR催化器可以被制造得更大，使得它们需要更长的时间以受到包括高硫含量的废气的影响，但是这增加了后处理系统的成本并且还可能增加包装的复杂性。
相比之下，本文描述的用于使氧化催化器和/或SCR催化器脱硫的系统和方法的多种实施方案可以提供一种或更多种益处，包括例如：(1)通过加热到低于高再生温度的温度(即，小于550摄氏度)来使氧化催化器和/或SCR催化器脱硫，以便限制相应的催化器的老化；(2)防止氧化催化器的起燃温度的升高，从而保护下游过滤器不暴露于未燃烧的碳氢化合物；(3)避免氧化催化器或SCR催化器的过度设计，同时防止热老化；(4)允许在发动机消耗高硫含量燃料(例如高达50ppm硫)的情况下后处理系统的操作；以及(5)增加催化器寿命，从而降低维护和保修成本。
图1是根据实施方案的后处理系统100的示意图。后处理系统100被配置成接收来自发动机10(例如，柴油发动机、汽油发动机、天然气发动机、双燃料发动机、生物柴油发动机、E-85发动机或任何其他合适的发动机)的废气，并且减少废气的成分，诸如例如NOX气体、CO、碳氢化合物等。在一些实施方案中，由发动机10消耗的燃料可以包括具有高硫浓度(例如大于15ppm)的燃料(例如，高硫浓度柴油燃料)。后处理系统100可以包括还原剂储存罐110、还原剂引入组件120、壳体101、氧化催化器130、过滤器140、SCR催化器150和控制器170。在一些实施方案中，后处理系统100还可以包括碳氢化合物引入组件132和氨氧化(AMOx)催化器160。
壳体101界定内部容积，氧化催化器130、过滤器140、SCR催化器150和AMOX催化器160被设置在该内部容积内。壳体101可以由刚性、耐热和耐腐蚀材料，例如不锈钢、铁、铝、金属、陶瓷或任何其他合适的材料形成。壳体101可以具有任何合适的横截面，例如圆形、正方形、矩形、卵形、椭圆形、多边形或任何其他合适的形状。
入口导管102被流体地联接到壳体101的入口，并且被构造成接收来自发动机10的废气并将废气连通到由壳体101界定的内部容积。此外，出口导管104可以被联接到壳体101的出口，并且被构造成将经处理的废气排放到环境中(例如，通过过滤器140处理以去除颗粒物质诸如烟灰和/或减少废气的成分，诸如废气中包含的NOX气体、CO、未燃烧的碳氢化合物等)。
第一传感器103可以被定位在入口导管102中。第一传感器103可以包括被配置成测量流入SCR催化器150中的废气中包含的NOX气体的量的NOX传感器，并且可以包括物理传感器或虚拟传感器。在多种实施方案中，温度传感器、压力传感器、氧传感器或任何其他传感器还可以被定位在入口导管102中，以便确定流过后处理系统100的废气的一个或更多个操作参数。
第二传感器105可以被定位在出口导管104中。第二传感器105可以包括第二NOX传感器，该第二NOX传感器被配置成确定在穿过SCR催化器150之后排放到环境中的NOX气体的量。在其他实施方案中，第二传感器105可以包括颗粒物质传感器，该颗粒物质传感器被配置成确定在排放到环境中的废气中的颗粒物质(例如，在离开过滤器140的废气中包含的烟灰)的量。在仍其他实施方案中，第二传感器105可以包括氨传感器，该氨传感器被配置成测量流出SCR催化器150的废气中氨的量，即确定氨泄露(slip)。这可以被用作以下的量度：确定SCR催化器150的催化效率、调节待引入到SCR催化器150中的还原剂的量和/或调节SCR催化器150的温度，以便允许SCR催化器150有效地使用氨用于催化分解在流过其的废气中包含的NOX气体。氨氧化物(AMOX)催化器160可以被定位在SCR催化器150的下游，以便分解在SCR催化器150的下游的废气中的任何未反应的氨。
氧化催化器130被定位在入口导管102的下游并且与其流体地联接，以便从其接收废气。氧化催化器130可以被配置成分解废气中包含的未燃烧的碳氢化合物和/或CO。在特定的实施方案中，氧化催化器130包括柴油氧化催化器。氧化催化器入口温度传感器133可以被定位在氧化催化器130的上游，并且被配置成确定进入氧化催化器130的废气的入口温度。氧化催化器出口温度传感器135可以被定位在氧化催化器130的下游，并且被配置成确定离开氧化催化器130的废气的出口温度。氧化催化器加热器134可以被联接到氧化催化器130，并且被配置成将氧化催化器130选择性地加热到预先确定的温度，例如，低再生温度(例如，大于或等于400摄氏度且小于550摄氏度)或高再生温度(例如，等于或大于550摄氏度)。
过滤器140被设置在氧化催化器130的下游，并且被配置成从废气中去除颗粒物质(例如，烟灰、碎片、无机颗粒等)。在多种实施方案中，过滤器140可以包括陶瓷过滤器。在一些实施方案中，过滤器140可以包括堇青石过滤器，该堇青石过滤器可以是例如非对称过滤器。在又其他实施方案中，过滤器140可以被催化。
此外，碳氢化合物引入组件132可以被联接到壳体101，并且被配置成将碳氢化合物选择性地引入到氧化催化器130上。氧化催化器130被配制成当氧化催化器130的入口温度133被加热到高于引入到氧化催化器130中的碳氢化合物的起燃温度(>275摄氏度-300摄氏度)时催化碳氢化合物的点燃，以便将废气的出口温度升高到足以燃尽在过滤器140上积聚的烟灰以便使过滤器140再生的高温(例如550摄氏度)，或者升高到低的氧化催化器出口温度(400摄氏度-550摄氏度)，以便对SCR催化器进行硫再生。
SCR催化器150被配制成在还原剂的存在下分解流过其的废气的成分，如本文描述的。在一些实施方案中，过滤器140可以被移除，并且SCR催化器150可以包括选择性催化还原过滤器(SCRF)。可以使用任何合适的SCR催化器150，诸如例如基于铂、钯、铑、铈、铁、锰、铜、钒的催化器、任何其他合适的催化器或其组合。SCR催化器150可以被设置在合适的基底诸如例如陶瓷(例如堇青石)或金属(例如坎塔尔铬铝钴耐热钢)整体芯上，该基底可以例如界定蜂窝结构。修补基面涂层(washcoat)还可以用作SCR催化器150的载体材料。这样的修补基面涂层材料可以包括例如氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、任何其他合适的修补基面涂层材料或其组合。
废气(例如，柴油废气)可以在SCR催化器150上和/或在SCR催化器150周围流动，使得废气中包含的任何NOX气体被进一步还原，以产生大体上不含NOX气体的废气。SCR催化器温度传感器153可以被定位在SCR催化器150附近(例如，在SCR催化器150的上游)，并且被配置成确定进入SCR催化器150的废气的温度。第二SCR催化器温度传感器155可以位于SCR催化器150或AMOX催化器160的下游，并且被配置成确定SCR催化器150温度，例如在SCR催化器150的下游的废气的温度。当参考SCR催化器150温度时，SCR催化器150温度可以经由第一SCR催化器温度传感器153、第二SCR催化器温度传感器155或从一个或两个传感器计算的虚拟表示来确定。SCR催化器加热器154可以被联接到SCR催化器150，并且被配置成将SCR催化器150选择性地加热到预先确定的温度(例如，大于或等于400摄氏度且小于550摄氏度)或高再生温度(例如，等于或大于550摄氏度)。
尽管图1仅示出了定位在由壳体101界定的内部容积内的氧化催化器130、过滤器140、SCR催化器150和AMOX催化器160，但是在其他实施方案中，除了氧化催化器130、过滤器140、SCR催化器150和AMOX催化器160之外，多于一个后处理部件可以被定位在由壳体101界定的内部容积内。这样的后处理部件可以包括例如混合器、挡板、二级过滤器(例如二级分流或催化过滤器)或任何其他合适的后处理部件。
还原剂端口156可以被定位在壳体101的侧壁上，并且被构造成允许将还原剂通过其引入到由壳体101界定的内部容积中。还原剂端口156可以被定位在SCR催化器150的上游(例如，以允许还原剂引入到在SCR催化器150的上游的废气中)或者被定位在SCR催化器150上(例如，以允许还原剂直接引入到SCR催化器150上)。在其他实施方案中，还原剂端口156可以被设置在入口导管102上，并且被配置成将还原剂引入到在SCR催化器150的上游的入口导管102中。在这样的实施方案中，混合器、挡板、叶片或其他结构可以被定位在入口导管102中，以便促进还原剂与废气的混合。
还原剂储存罐110被构造成储存还原剂。还原剂被配制成促进废气的成分(例如，废气中包含的NOX气体)的分解。可以使用任何合适的还原剂。在一些实施方案中，废气包括柴油废气，并且还原剂包括柴油排气流体(diesel exhaust fluid)。例如，柴油排气流体可以包括尿素、尿素的含水溶液或包含氨、副产物或本领域已知的任何其他柴油排气流体(例如，以名称
Figure GDA0004126805950000111
销售的柴油排气流体)的任何其他流体。例如，还原剂可以包括具有特定比率的尿素与水的含水尿素溶液。在特定的实施方案中，还原剂可以包括含水尿素溶液，该含水尿素溶液包含按体积计32.5％的尿素和按体积计67.5％的去离子水，包含按体积计40％的尿素和按体积计60％的去离子水，或任何其他合适的比率的尿素与去离子水。
还原剂引入组件120被流体地联接到还原剂储存罐110。还原剂引入组件120被配置成将还原剂选择性地引入到SCR催化器150中或SCR催化器150的上游(例如，引入到入口导管102中)或引入到定位在SCR催化器150的上游的混合器(未示出)中。还原剂引入组件120可以包括多种结构以促进从还原剂储存罐110接收还原剂并递送到SCR催化器150，所述多种结构例如泵、阀、筛网、过滤器等。
后处理系统100还可以包括还原剂注入器，该还原剂注入器被流体地联接到还原剂引入组件120并且被配置成将还原剂(例如，还原剂和压缩空气的组合流)引入到SCR催化器150中。在多种实施方案中，还原剂注入器可以包括具有预先确定的直径的喷嘴。在多种实施方案中，还原剂注入器可以被定位在还原剂端口156中，并且被构造成将还原剂的流或射流递送到壳体101的内部容积中，以便将还原剂递送到SCR催化器150。
控制器170可以被通信地联接到第一传感器103，并且可以被配置成接收来自第一传感器103的第一传感器信号，例如，以确定在进入后处理系统的废气中包含的NOX气体的量。控制器170还可以被通信地联接到第二传感器105，并且可以被配置成确定排放到环境中的废气中包含的NOX气体或氨的浓度。控制器170还可以被联接到氧化催化器温度传感器133和135以及SCR催化器温度传感器153和155，并且被配置成从它们接收温度信号，以分别确定进入和离开氧化催化器130或SCR催化器150的废气的温度。控制器170还可以被联接到氧化催化器加热器134和SCR催化器加热器154，并且被配置成选择性地激活加热器134或154，以便分别将氧化催化器130和SCR催化器150加热到预先确定的温度。控制器170可以使用任何类型和任何数量的有线连接或无线连接被可操作地联接到后处理系统100的多个部件。例如，有线连接可以包括串行电缆、光纤电缆、CAT5电缆或任何其他形式的有线连接。无线连接可以包括互联网、Wi-Fi、蜂窝、无线电、蓝牙、ZigBee等。在一种实施方案中，控制器局域网路(CAN)总线提供信号、信息和/或数据的交换。CAN总线包括任何数量的有线连接和无线连接。
在一些实施方案中，控制器170可以被配置成确定过滤器140是否将被再生以及氧化催化器标准是否被满足。例如，控制器170可以被配置成接收来自过滤器140的信号，例如来自跨越过滤器140定位的压差传感器142的压力信号，并且估计过滤器140内的烟灰负载量。例如，响应于跨越过滤器140的压差超过预先确定的压力阈值，该预先确定的压力阈值对应于过滤器140内的烟灰负载量超过烟灰负载量阈值，控制器170可以确定过滤器140应该被再生。
响应于确定过滤器140将被再生并且氧化催化器标准被满足，控制器170被配置成使氧化催化器130的出口温度升高到低再生温度或第一再生温度，例如，大于或等于400摄氏度且小于550摄氏度，包括400摄氏度和550摄氏度。例如，控制器170可以经由碳氢化合物引入组件132将碳氢化合物注入到氧化催化器130中，以便提高排气温度。在另一种实施方案中，控制器170可以被配置成命令碳氢化合物引入组件132将碳氢化合物引入到发动机10中，以升高废气的温度并且因此升高氧化催化器130的温度。在仍另一种实施方案中，控制器170可以激活氧化催化器加热器134，使得氧化催化器加热器134将氧化催化器130的温度升温到低再生温度。控制器170被配置成使氧化催化器130的温度保持在低再生温度持续预先确定的时间段，例如15分钟、20分钟、25分钟或30分钟，包括其间的所有范围和值。低再生温度和预先确定的时间段足以使氧化催化器130脱硫，即，去除在氧化催化器130的表面上积聚的硫。
从氧化催化器130中去除硫使氧化催化器130的碳氢化合物的起燃温度(即，引入到氧化催化器130中的碳氢化合物点燃的温度)向非硫酸化的氧化催化器(例如未暴露于硫的新鲜氧化催化器)的起燃温度转变。例如，图5示出了在被加热到不同的低再生温度之后与跨越已经暴露于多种累积硫水平的硫酸化的氧化催化器的放热效率曲线相比，跨越非硫酸化的参考氧化催化器的放热效率曲线。使氧化催化器再生将硫酸化的氧化催化器的放热效率曲线向非硫酸化的参考物转变。
在第一时间段之后，控制器170还被配置成通过指示碳氢化合物引入组件132增加引入到氧化催化器130中的碳氢化合物的量直到达到目标，使氧化催化器130的出口温度升高到高再生温度或第二再生温度，例如等于或大于550摄氏度。碳氢化合物在再生的氧化催化器130上起燃或点燃，并且升高废气的温度，该温度足以氧化在下游过滤器140上积聚的颗粒物质，从而使过滤器140再生。
在一些实施方案中，氧化催化器标准可以包括脱硫条件。例如，控制器170可以被配置成确定脱硫条件是否被满足，并且被配置成响应于脱硫条件被满足而使氧化催化器130的温度升高到低再生温度。在一些实施方案中，脱硫条件包括在发动机10中燃烧以产生废气的燃料中的硫的浓度，并且脱硫条件被满足包括废气中硫的浓度等于或大于预先确定的硫浓度阈值，例如燃料中15ppm的硫。例如，控制器170可以被联接到硫传感器12，该硫传感器12被联接到发动机10或发动机10的燃料罐并且被配置成确定燃料中硫的浓度。
在其他实施方案中，第一传感器103可以被配置成检测对应于燃料中硫的浓度的废气中SOX气体的浓度，并且控制器170可以被配置成基于从第一传感器103接收的信号来确定燃料中硫的浓度。在仍其他实施方案中，信号可以从虚拟传感器接收(例如，从包括发动机10的系统的中央控制器接收的信号，该信号基于发动机10或后处理系统100的操作参数来确定燃料中硫的浓度)。如本文先前描述的，燃料或废气中的高硫含量导致氧化催化器130被硫酸化，并且因此脱硫即去除在氧化催化器130上积聚的硫，将有益于防止氧化催化器130的起燃温度的转变。
因此，在控制器170确定高硫燃料(例如，具有大于15ppm的硫浓度)被用于发动机10中(例如，基于燃料在最后一个罐填充中被填充到与发动机10相关联的燃料罐中)后，控制器170启动氧化催化器130的低温再生循环。相反地，如果脱硫条件不被满足，例如，使用低硫燃料，则控制器170可以确定不期望氧化催化器再生。在这样的实施方案中，当控制器170检测到期望烟灰过滤器再生时，控制器170可以被配置成使氧化催化器130的温度升高到高再生温度，而不将氧化催化器保持在低再生温度，并且将碳氢化合物引入到氧化催化器130中以使过滤器140再生，如本文先前描述的。
在一些实施方案中，氧化催化器130的硫饱和度可以经由跨越氧化催化器130的放热效率曲线来评估。参考放热效率曲线指示对于非硫酸化的氧化催化器的给定还原剂注入量，跨越氧化催化器130的预期的温度升高概况。参考放热效率曲线可以以查找表、算法或方程的形式储存在控制器170的存储器中。在一些实施方案中，脱硫条件被满足可以包括测量的放热在预先确定的范围之外。例如，如果氧化催化器130被硫酸化，则其测量的放热可能小于非硫酸化的氧化催化器的放热效率曲线，这是因为氧化催化器130的起燃温度由于其上的硫积聚而升高。响应于测量的放热在预先确定的范围之外，控制器170可以在启动高温再生循环之前，启动氧化催化器130的低温再生循环持续预先确定的时间段。否则，控制器170可以启动高温再生循环。
在一些实施方案中，控制器170还可以被配置成选择性地引起SCR催化器150的再生。高硫燃料含量还可能引起硫在SCR催化器150上的积聚，引起SCR催化器150的NOX转化效率的降低。如本文先前描述的，SCR催化器150可以在高再生温度，例如约550摄氏度再生。然而，高温再生可以使SCR催化器150热老化并且降低其寿命，如本文先前描述的。为了防止SCR催化器150的热老化，控制器170可以被配置成使用低再生温度再生而不是高温再生循环来引起SCR催化器150的再生，在低再生温度再生中注入的氨是以大于或等于进入的NOX的比率，或者氨与NOX的比率(ANR)>1.0。
例如，图6A-图6D示出了模拟图，该模拟图展示出在不同的再生温度和不同的再生时间，硫去除再生事件对硫催化器的NOX转化效率的再生的影响。如果氨与NOX的比率大于1.0，那么一些硫可以用400摄氏度的SCR催化器150入口温度去除(图6A-图6B)。氨与NOX的比率可以通过基于废气中存在的NOX气体的量控制引入到废气中的还原剂的量来控制。在常规的再生事件中，SCR催化器在高再生温度被加热持续预先确定的时间段(例如，30分钟-60分钟)以使SCR催化器脱硫。相比之下，图6A-图6B中示出的再生事件在低再生温度进行，因此较少的硫在相同的时间段期间被去除。例如，在图6A中，再生在400摄氏度进行持续30分钟，这从SCR催化器中去除足够的硫，以将催化器的NOX转化效率提高到约94％。SCR催化器再次开始硫酸化，并且在NOX转化效率达到阈值(例如，90％的NOX转化效率)后，400摄氏度的再生事件再次进行持续30分钟，以此类推。图6B类似于图6A，唯一的区别是低温再生事件在400摄氏度进行持续60分钟。在450摄氏度(图6C)，可以去除另外的硫，并且在500摄氏度(图6D)可以去除甚至更多的硫，导致再生频率的进一步降低。
控制器170被配置成确定SCR催化器150的NOX转化效率。例如，控制器170可以被配置成接收来自第一传感器103和第二传感器105的NOX信号，并且由此确定SCR催化器150的NOX转化效率。响应于SCR催化器150的NOX转化效率小于预先确定的阈值，控制器170被配置成使SCR催化器150的温度升高到大于或等于400摄氏度且小于550摄氏度的第一再生温度，并且使SCR催化器150保持在第一再生温度持续预先确定的时间段。
例如，预先确定的阈值可以对应于SCR催化器150以90％的NOX转化效率进行。这可以向控制器170指示SCR催化器150将被再生。控制器170可以指示碳氢化合物引入组件132将碳氢化合物注入到氧化催化器130中，以将氧化催化器130的出口温度升高并且从而将SCR入口废气温度升高到第一再生温度，或者利用SCR催化器加热器154将SCR催化器150加热到第一再生温度，例如，大于或等于400摄氏度且小于550摄氏度(这低于例如550摄氏度或更高的常规的高再生温度)，并且将SCR催化器150保持在第一再生温度持续预先确定的时间段(例如，约30分钟-60分钟)。这将减少水热老化对SCR催化器150的影响。第一再生温度可以引起SCR催化器150的至少部分再生，导致SCR催化器150的NOX转化效率提高到高于预先确定的阈值。例如，如图6A和图6B中示出的，在400摄氏度的30分钟再生引起SCR催化器的NOX转化效率提高到约94％，并且在400摄氏度的60分钟再生引起SCR催化器的NOX转化效率在示例性工作循环中提高到约95％。
在一些实施方案中，响应于SCR催化器150的NOX转化效率小于预先确定的阈值，控制器170被配置成使SCR催化器150的温度升高到第一再生温度(例如，在400摄氏度-450摄氏度的范围内)持续预先确定的第一时间段，并且随后使SCR催化器150的温度升高到第二再生温度(例如，在450摄氏度至小于550摄氏度的范围内)，该第二再生温度大于第一再生温度且小于550摄氏度(例如，在450摄氏度至小于550摄氏度的范围内)。控制器170将SCR催化器150保持在第二再生温度持续预先确定的第二时间段。例如，如图6C和图6D中示出的，控制器170可以被配置成将SCR催化器加热到400摄氏度持续预先确定的第一时间段(分别如图6A和图6B中示出的30分钟或60分钟)，并且然后升温到450摄氏度(图6C)或500摄氏度(图6D)持续短的时间段(例如，10分钟-15分钟)，以引起SCR催化器150的NOX转化效率的更高的增加。
在一些实施方案中，响应于再生事件之间的时间间隔不满足最小时间间隔阈值，控制器170被配置成使SCR催化器150的温度在随后的再生事件中升高到第三再生温度。第三再生温度大于第一再生温度且小于550摄氏度，并且在一些实施方案中，第三再生温度可以等于第二再生温度。控制器170使SCR催化器150的温度保持在第三再生温度持续预先确定的第三时间段。例如，如果SCR催化器150的NOX转化效率在小于时间间隔阈值(例如，约10小时-12小时)内下降到低于预先确定的阈值，则控制器170可以确定在NOX转化效率下降到低于该阈值之前，至少在时间间隔阈值(例如，10小时-12小时)内，在第一再生温度(例如，400摄氏度)的再生不足以恢复SCR催化器150的NOX转化效率。因此，控制器170可以使SCR催化器150被加热到第三再生温度(例如，500摄氏度)，并且使SCR催化器150保持在第三再生温度持续预先确定的第三时间段，例如，在500摄氏度持续30分钟，如图6D中示出的。将SCR催化器150加热到更高的第三再生温度可以恢复更多的NOX转化效率，并且因此降低SCR催化器150的NOX转化效率在时间间隔阈值内下降到低于预先确定的阈值的概率。
在一些实施方案中，响应于再生事件之间的时间间隔不满足临界时间间隔，控制器170可以被配置成使SCR催化器150的温度在随后的再生事件中升高到第四再生温度(例如，等于或大于550摄氏度)。临界时间间隔短于时间间隔阈值。在一些实施方案中，临界时间间隔为约1小时。例如，在燃料具有等于或大于临界硫水平阈值的硫浓度(例如，硫浓度等于或大于500pm)的情况下，用于使SCR催化器150脱硫的低温再生事件可能开始非常频繁地发生，使得由于燃料中的高硫浓度，恢复NOX转化效率以比硫积聚更慢的速率发生。因此，当硫在SCR催化器150上的积聚与硫从SCR催化器150中的去除一样快时，SCR催化器150的NOX转化效率非常快地下降。
控制器170可以被配置成使得如果再生事件在等于或小于临界时间间隔的时间间隔之间开始发生，则控制器170在第四再生温度(例如，550摄氏度或更高)启动标准脱硫事件。在一些实施方案中，响应于再生事件之间的时间间隔在随后的再生事件之后继续不满足临界时间间隔，控制器170产生故障代码，和/或点亮故障指示灯(MIL)，以便向用户指示燃料具有非常高的硫含量。在这样的实施方案中，控制器170可以被配置成停止尝试SCR催化器150的低温再生或高温再生，直到控制器170接收到与发动机10相关联的燃料罐已经被再填充的信号，或者对应于燃料罐的体积的燃料的量是否已经被消耗的信号。
在一些实施方案中，控制器170可以被配置成响应于SCR催化器150的NOX转化效率等于或小于预先确定的阈值，启动SCR催化器150的低温再生，如本文先前描述的。在其他实施方案中，控制器170可以被配置成响应于从硫传感器12(例如，物理传感器或虚拟传感器)接收的硫信号启动SCR催化器150的低温再生，该硫信号对应于燃料中的硫浓度大于高硫浓度(例如，大于15ppm)但小于临界硫水平阈值(例如，500ppm)。如果硫浓度大于临界硫水平阈值，则控制器170产生故障代码和/或点亮MIL，直到燃料罐中的燃料被消耗或燃料罐被再填充。
在仍其他实施方案中，控制器170可以被配置成基于检测到的SCR催化器150的NOX转化效率来启动低温事件或高温事件。例如，图7示出了用于触发不同温度的SCR催化器150再生事件的多个NOX转化效率阈值水平。SCR催化器150的这些NOX转化效率将在废气的流量和温度的特定条件被确定，并且可以是时间平均信号。如图7中示出的，如果SCR催化器150的NOX转化效率下降到第一预先确定的阈值(例如，低温阈值)，例如，90％的NOX转化效率，则控制器170可以被配置成启动低温再生事件(例如，大于或等于400摄氏度且小于550摄氏度)。响应于NOX转化效率下降到小于第一预先确定的阈值的第二预先确定的阈值(例如，高温阈值)，例如，80％的NOX转化效率(例如，在预先确定的时间间隔之后)，控制器170可以被配置成启动高温再生事件(例如，在550摄氏度或更高)。此外，如果NOX转化效率继续下降到小于第二预先确定的阈值的第三预先确定的阈值(例如，故障阈值)，例如，70％的NOX转化效率，则控制器170可以被配置成产生故障代码和/或点亮MIL，并且另外的再生事件停止，直到燃料罐被再填充或者预先确定的量的燃料已经被消耗。然后可以进行低温再生事件以观察SCR催化器150的NOX转化效率是否已经提高。如果是这种情况，则恢复低温再生。
在特定的实施方案中，控制器170可以被包括在控制模块中。例如，图2是根据实施方案的包括控制器170的控制模块171的示意性框图。控制器170包括处理器172、存储器174或任何其他计算机可读介质以及通信接口176。此外，控制器170包括压力确定模块174a、硫浓度确定模块174b、温度确定模块174c、温度控制模块174d、NOX转化效率确定模块174e、碳氢化合物引入模块174f和故障代码产生模块174g。应当理解，可以使用能够进行本文描述的操作的任何其他控制器。
处理器172可以包括微处理器、可编程逻辑控制器(PLC)芯片、ASIC芯片或任何其他合适的处理器。处理器172与存储器174通信并且被配置成执行储存在存储器174中的指令、算法、命令或另外的程序。
存储器174包括本文中论述的存储器和/或储存部件中的任何一种。例如，存储器174可以包括处理器172的RAM和/或高速缓存。存储器174还可以包括对控制器170是本地的或远程的一个或更多个储存设备(例如，硬盘驱动器、闪存驱动器、计算机可读介质等)。存储器174被配置成储存查找表、算法或指令。
在一种配置中，压力确定模块174a、硫浓度确定模块174b、温度确定模块174c、温度控制模块174d、NOX转化效率确定模块174e、碳氢化合物引入模块174f和故障代码产生模块174g被体现为由处理器诸如处理器172可执行的机器可读介质或计算机可读介质(例如，储存在存储器174中)。如本文描述的，机器可读介质(例如，存储器174)促进某些操作的执行以使得能够进行数据的接收和传输。例如，机器可读介质可以提供指令(例如，命令等)以例如采集数据。在这方面，机器可读介质可以包括定义数据采集(或数据传输)的频率的可编程逻辑。因此，计算机可读介质可以包括代码，该代码可以用任何编程语言来编写，编程语言包括但不限于Java或类似编程语言和任何常规过程编程语言诸如“C”编程语言或类似的编程语言。计算机可读程序代码可以在一个处理器或多个远程处理器上执行。在后者情形下，远程处理器可以通过任何类型的网络(例如，CAN总线等)彼此连接。
在另一种配置中，压力确定模块174a、硫浓度确定模块174b、温度确定模块174c、温度控制模块174d、NOX转化效率确定模块174e、碳氢化合物引入模块174f和故障代码产生模块174g被体现为硬件单元，诸如电子控制单元。因此，压力确定模块174a、硫浓度确定模块174b、温度确定模块174c、温度控制模块174d、NOX转化效率确定模块174e、碳氢化合物引入模块174f和故障代码产生模块174g可以被体现为一个或更多个电路部件，包括但不限于处理电路、网络接口、外围设备、输入设备、输出设备、传感器等。
在一些实施方案中，压力确定模块174a、硫浓度确定模块174b、温度确定模块174c、温度控制模块174d、NOX转化效率确定模块174e、碳氢化合物引入模块174f和故障代码产生模块174g可以采取一个或更多个模拟电路、电子电路(例如，集成电路(IC)、分立电路、片上系统(SOC)电路、微控制器等)、电信电路、混合电路以及任何其他类型的“电路”的形式。在这方面，压力确定模块174a、硫浓度确定模块174b、温度确定模块174c、温度控制模块174d、NOX转化效率确定模块174e、碳氢化合物引入模块174f和故障代码产生模块174g可以包括用于完成或促进本文描述的操作的实现的任何类型的部件。例如，如本文描述的电路可以包括一个或更多个晶体管、逻辑门(例如，NAND、AND、NOR、OR、XOR、NOT、XNOR等)、电阻器、多路复用器、寄存器、电容器、电感器、二极管、布线等等。
因此，压力确定模块174a、硫浓度确定模块174b、温度确定模块174c、温度控制模块174d、NOX转化效率确定模块174e、碳氢化合物引入模块174f和故障代码产生模块174g还可以包括可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备或类似物。在这方面，压力确定模块174a、硫浓度确定模块174b、温度确定模块174c、温度控制模块174d、NOX转化效率确定模块174e、碳氢化合物引入模块174f和故障代码产生模块174g可以包括一个或更多个存储器设备，该一个或更多个存储器设备用于储存由压力确定模块174a、硫浓度确定模块174b、温度确定模块174c、温度控制模块174d、NOX转化效率确定模块174e、碳氢化合物引入模块174f和故障代码产生模块174g的处理器可执行的指令。一个或更多个存储器设备和处理器可以具有与下文关于存储器174和处理器172提供的相同的定义。
在示出的示例中，控制器170包括处理器172和存储器174。处理器172和存储器174可以被构造或配置成执行或实现本文关于压力确定模块174a、硫浓度确定模块174b、温度确定模块174c、温度控制模块174d、NOX转化效率确定模块174e、碳氢化合物引入模块174f和故障代码产生模块174g描述的指令、命令和/或控制过程。因此，描绘的配置表示上文提及的布置，压力确定模块174a、硫浓度确定模块174b、温度确定模块174c、温度控制模块174d、NOX转化效率确定模块174e、碳氢化合物引入模块174f和故障代码产生模块174g被体现为机器可读介质或计算机可读介质。然而，如上文提及的，该图示并不意味着是限制性的，因为本公开内容设想了其他实施方案诸如上文提及的实施方案，其中压力确定模块174a、硫浓度确定模块174b、温度确定模块174c、温度控制模块174d、NOX转化效率确定模块174e、碳氢化合物引入模块174f和故障代码产生模块174g，或者压力确定模块174a、硫浓度确定模块174b、温度确定模块174c、温度控制模块174d、NOX转化效率确定模块174e、碳氢化合物引入模块174f和故障代码产生模块174g中的至少一个电路被配置为硬件单元。所有这样的组合和变型意图落入本公开内容的范围内。
处理器172可以被实现为一个或更多个通用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或更多个现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、一组处理部件或其他合适的电子处理部件。在一些实施方案中，一个或更多个处理器可以由多个电路共享(例如，压力确定模块174a、硫浓度确定模块174b、温度确定模块174c、温度控制模块174d、NOX转化效率确定模块174e、碳氢化合物引入模块174f和故障代码产生模块174g可以包括同一处理器或以其他方式共享同一处理器，在一些示例性实施方案中，该处理器可以执行经由存储器的不同区域储存的指令或以其他方式访问的指令)。可选择地或另外地，一个或更多个处理器可以被构造成独立于一个或更多个协处理器来进行或以其他方式执行某些操作。在其他示例性实施方案中，两个或更多个处理器可以经由总线联接，以使得能够进行独立的、并行的、流水线的或多线程的指令执行。所有这样的变型意图落入本公开内容的范围内。存储器174(例如，RAM、ROM、闪速存储器、硬盘存储器等)可以储存数据和/或计算机代码，用于促进本文描述的多种过程。存储器174可以被通信地连接到处理器172以向处理器172提供计算机代码或指令，用于执行本文描述的至少一些过程。此外，存储器174可以是或包括有形的、非瞬态易失性存储器或非易失性存储器。因此，存储器174可以包括数据库部件、目标代码部件、脚本部件或用于支持本文描述的多种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。
通信接口176可以包括无线接口(例如，插孔、天线、发射器、接收器、通信接口、有线终端等)，用于与多种系统、设备或网络进行数据通信。例如，通信接口176可以包括用于经由基于以太网的通信网络发送和接收数据的以太网卡和端口和/或用于与第一传感器103、第二传感器105、发动机10、温度传感器133和153、压力传感器142或加热器134和154通信的Wi-Fi通信接口。通信接口176可以被构造成经由局域网或广域网(例如，互联网等)通信并且可以使用多种通信协议(例如，IP、LON、蓝牙、ZigBee、无线电、蜂窝、近场通信等)。
压力确定模块174a被配置成接收来自压差传感器142的压力信号，并且由此确定跨越过滤器140的压力。压力确定模块174a可以基于跨越过滤器140的压差超过过滤器140应该被再生的压差阈值，确定过滤器140是否负载有与烟灰负载量阈值水平相比的烟灰。压力信号可以用于启动再生事件以使过滤器140再生。
硫浓度确定模块174b被配置成接收例如来自硫传感器12或第一传感器103的硫浓度信号，并且分别确定燃料或来自燃料的废气中的硫的浓度。温度确定模块174c被配置成接收来自氧化催化器温度传感器133和SCR催化器温度传感器153的温度信号，并且由此分别确定氧化催化器130和SCR催化器150的温度。
温度控制模块174d被配置成产生氧化催化器温度控制信号。该控制信号可以是对发动机10控制致动器的命令，以升高后处理组件100的入口处的排气温度，或者如果该温度高于碳氢化合物引入组件132的目标水平，则靶向氧化催化器出口温度(例如，由氧化催化器出口温度传感器135测量的)。可选择地，由温度控制模块174d产生的氧化催化器温度控制信号可以选择性地与氧化催化器加热器134连通，并且被配置成使氧化催化器加热器134将氧化催化器130加热到低再生温度或高再生温度。此外，温度控制模块174d被配置成产生SCR催化器温度控制信号，这可以经由陈述的方法实现以满足目标氧化催化器出口温度，并且靶向还原剂注入控制以保持ANR高于1.0。可选择地，由温度控制模块174d产生的SCR催化器温度控制信号可以选择性地与SCR催化器加热器154连通，并且被配置成使SCR催化器加热器154将SCR催化器150加热到低再生温度或高再生温度，如本文先前描述的。
NOX转化效率确定模块174e被配置成确定SCR催化器150的NOX转化效率。例如，NOX转化效率确定模块174e可以接收来自第一传感器103和第二传感器105的NOX信号，并且由此确定SCR催化器150的NOX转化效率。
碳氢化合物引入模块174f被配置成产生碳氢化合物引入信号，该碳氢化合物引入信号被配置成使碳氢化合物引入组件132将预先确定的量的碳氢化合物选择性地引入到氧化催化器130中，以使过滤器140或SCR催化器150再生，如本文先前描述的。故障代码产生模块174g被配置成例如响应于燃料中硫的浓度等于或大于临界硫阈值或者SCR催化器150再生事件发生在临界时间间隔阈值内，产生故障代码信号。
在一些实施方案中，控制器170还可以包括还原剂引入控制模块174h。还原剂引入控制模块174h被配置成接收例如来自第一传感器103的入口NOX信号，并且确定进入SCR系统150的入口NOX量或NOX气体的水平。还原剂引入控制模块174h被配置成确定氨与NOX的量的比率，用于将入口NOX的量转化为氮气。还原剂引入控制模块174h可以产生还原剂引入信号，该还原剂引入信号被配置成使还原剂引入组件120将适当量的还原剂引入到废气中，用于实现必需的氨与NOX的比率。例如，在低温SCR催化器150脱硫事件期间，还原剂引入控制模块174h可以被配置成将适当量的还原剂引入到废气中，使得氨与NOX的比率>1.0。
图8是根据实施方案的用于使氧化催化器(例如，氧化催化器130)脱硫以便使氧化催化器再生的示例性方法200的示意性流程图。氧化催化器可以被包括在后处理系统(例如，后处理系统100)中，该后处理系统还包括设置在氧化催化器130的下游的过滤器(例如，过滤器140)，并且被配置成分解流过其的废气的成分。虽然方法200在本文中被描述为用控制器170实现，但是应当理解，方法200的操作可以在任何后处理系统中包括的任何控制器中实现。
方法200包括在202确定过滤器将被再生。例如，压力确定模块174a可以接收来自压差传感器142的信号，并且由此确定过滤器140是否负载有高于预先确定的烟灰负载量阈值的烟灰。响应于过滤器140负载有高于阈值水平的烟灰，该阈值水平对应于超过压差阈值的压差，压力确定模块174a确定过滤器140将被再生。
在一些实施方案中，方法200包括在204确定脱硫条件是否被满足。在一些实施方案中，脱硫条件包括燃烧产生废气的燃料中硫的浓度，并且脱硫条件被满足包括燃烧产生废气的硫的浓度等于或大于预先确定的硫浓度阈值。例如，硫浓度确定模块174b可以接收来自硫传感器12的信号，并且确定提供给发动机10的燃料中硫的浓度是否等于或大于硫浓度阈值(例如，约15ppm)。
在其他实施方案中，脱硫条件包括将跨越氧化催化器130的测量的放热与参考放热效率曲线进行比较。在这样的实施方案中，脱硫条件被满足包括测量的放热在预先确定的范围之外。例如，温度确定模块174c可以接收来自氧化催化器温度传感器133的温度信号，以确定由于引入到氧化催化器130中的碳氢化合物的燃烧而流动跨越氧化催化器130和过滤器140的废气的放热温度，碳氢化合物的燃烧在放热反应中加热废气。
在206，响应于确定脱硫条件不被满足(204：否)，将氧化催化器的温度升高到第二再生温度或高再生温度，并且将碳氢化合物引入到氧化催化器中。例如，响应于硫浓度确定模块174b确定由发动机10消耗的燃料中硫的浓度小于硫浓度阈值(例如，小于15ppm)，或者温度确定模块174c确定跨越氧化催化器130的测量的放热在预先确定的范围内，温度控制模块174d命令碳氢化合物引入组件132或氧化催化器加热器134将氧化催化器130的温度升高到高再生温度(例如，等于或大于550摄氏度)。
在208，响应于脱硫条件被满足(204：是)，将氧化催化器的温度升高到第一再生温度或低再生温度。例如，响应于硫浓度确定模块174b确定由发动机10消耗的燃料中硫的浓度等于或大于硫浓度阈值(例如，15ppm)，或者温度确定模块174c确定跨越氧化催化器130的测量的放热在预先确定的范围之外，温度控制模块174d命令氧化催化器加热器134将氧化催化器130的温度升高到低再生温度(例如，大于或等于400摄氏度且小于550摄氏度)。
在210，将氧化催化器的温度保持在低再生温度持续预先确定的时间段。例如，温度控制模块174d被配置成将温度保持在低再生温度持续预先确定的时间段(例如，15分钟-30分钟)，以去除在氧化催化器130上积聚的硫。然后，方法200可以继续进行操作206。
图9A-图9B是根据实施方案的用于使SCR催化器(例如，SCR催化器150)脱硫以便使SCR催化器再生的方法300的示意性流程图。SCR催化器可以被包括在后处理系统(例如，后处理系统100)中，该后处理系统被配置成分解由发动机(例如，发动机10)产生的废气的成分。虽然方法300在本文中被描述为用控制器170实现，但是应当理解，方法300的操作可以在任何后处理系统中包括的任何控制器中实现。
方法300包括在302确定SCR催化器的NOX转化效率。例如，NOX转化效率确定模块174e可以接收来自第一传感器和/或第二传感器103和105的信号，并且由此确定SCR催化器150的NOX转化效率。
在304，方法300包括确定SCR催化器的NOX转化效率是否小于预先确定的阈值。例如，NOX转化效率确定模块174e可以确定NOX转化效率是否由于SCR催化器150上的硫积聚而小于预先确定的阈值(例如，90％的NOX转化效率)。该NOX转化效率可以是在特定操作条件和时间间隔内的瞬时值或时间平均值。
响应于SCR催化器的NOX转化效率大于预先确定的阈值(304：否)，方法300返回到操作302。关于确定SCR催化器的NOX转化效率小于预先确定的阈值(304：是)，方法300包括在306将SCR催化器的温度升高到第一再生温度，并且靶向SCR还原剂定量给料以保持ANR>1.0，并且将SCR催化器的温度保持在第一再生温度持续预先确定的第一时间段。例如，温度控制模块174d可以命令碳氢化合物引入组件132将碳氢化合物定量给料到氧化催化器130中以升高出口温度，或者命令SCR催化器加热器154将SCR催化器150加热到预先确定的第一再生温度(例如，大于或等于400摄氏度且小于550摄氏度，包括400摄氏度和550摄氏度)，并且将SCR催化器保持在第一再生温度持续第一时间段(例如，约30分钟-60分钟)。在一些实施方案中，低温再生操作可以响应于燃烧产生废气的燃料中的硫浓度大于预先确定的硫浓度阈值(例如，大于15ppm)但小于临界硫浓度阈值(例如，500ppm)而启动。
在一些实施方案中，方法300还包括在308将SCR催化器的温度升高到预先确定的第二再生温度，该第二再生温度高于第一再生温度但低于高再生温度(例如，小于550摄氏度)，并且将SCR催化器保持在第二再生温度持续预先确定的第二时间段。例如，温度控制模块174d可以被配置成将SCR催化器150的温度从第一再生温度(例如，400摄氏度或450摄氏度)升高或升温到低于高再生温度(例如，550摄氏度)的第二再生温度(例如，500摄氏度)，并且将SCR催化器150保持在第二再生温度持续第二预先确定的时间段(例如，约15分钟-30分钟)。
在310，方法300包括确定再生事件之间的时间间隔是否满足时间间隔阈值。例如，控制器170可以确定用于使SCR催化器150再生的随后的再生事件之间的时间间隔是否等于或大于预先确定的时间间隔阈值，例如12小时。响应于时间间隔满足时间间隔阈值(310：是)，例如，时间间隔等于或大于时间间隔阈值(例如，12小时)，方法300返回到操作302。
响应于时间间隔不满足时间间隔阈值(310：否)，例如，再生事件之间的时间间隔小于12小时，方法300包括在312将SCR催化器加热到高于第一再生温度但低于高再生温度的第三再生温度(例如，小于550摄氏度)，并且将SCR催化器150保持在第三低再生温度。例如，温度控制模块174d可以命令SCR催化器加热器154将SCR催化器150加热到第三再生温度(例如，500摄氏度)持续第三时间段(例如，30分钟-60分钟)。
在一些实施方案中，方法300包括在314确定再生事件之间的时间间隔是否满足临界时间间隔。响应于时间间隔满足临界时间间隔阈值(314：是)，例如，时间间隔大于临界时间间隔(例如，12小时)，方法300返回到操作302。响应于时间间隔不满足临界时间间隔(314：否)，例如小于临界时间间隔，方法300包括在316在随后的再生事件中将SCR催化器150的温度升高到第四再生温度(例如，550摄氏度或更高)。例如，温度控制模块174d可以在随后的再生事件中将SCR催化器150的温度升高到高再生温度。
在318，方法300包括再次确定时间间隔是否满足临界时间间隔。如果临界时间间隔被满足(318：是)，则方法300返回到操作302。在320，响应于临界时间间隔仍然不被满足(318：否)，产生故障代码。例如，故障代码产生模块174g可以产生故障代码，并且还可以被配置成点亮MIL。在一些实施方案中，方法300还可以包括响应于燃料中硫的浓度等于或大于临界硫水平阈值(例如，500ppm)而产生故障代码。
在322，方法300可以包括确定燃料条件是否被满足。例如，控制器170可以确定包括大于临界硫浓度的硫浓度的所有燃料是否被消耗，或者燃料罐是否被再填充。如果燃料条件被满足(322：是)，则方法300返回到操作302。如果燃料条件不被满足(322：否)，则该方法返回到操作320并且产生故障代码。
应当注意，如本文用于描述多种实施方案的术语“示例”意图指示这样的实施方案是可能的实施方案的可能的示例、表示和/或说明(并且这样的术语并不意图意味着这样的实施方案必须是特别的或最好的示例)。
如本文使用的，术语“约”通常意指所陈述的值的正或负10％。例如，约0.5将包括0.45和0.55，约10将包括9至11，约1000将包括900至1100。
如本文使用的术语“联接”及类似术语意指两个构件彼此直接地或间接地连接。这样的连接可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除或可释放的)。这样的连接可以用两个构件或两个构件与任何另外的中间构件彼此一体地形成为单个整个主体(single unitary body)来实现，或者用两个构件或两个构件与任何另外的中间构件彼此附接来实现。
重要的是注意到，多种示例性实施方案的结构和布置仅仅是说明性的。虽然在本公开内容中仅详细描述了几种实施方案，但是审阅本公开内容的本领域技术人员将容易地理解，许多修改(例如，在多种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例；参数的值、安装布置；材料的使用、颜色、定向等方面的变化)是可能的，而实质上不偏离本文描述的主题的新颖性教导和优点。此外，应当理解，来自本文公开的一种实施方案的特征可以与本文公开的其他实施方案的特征组合，如本领域普通技术人员将理解的。也可以在多种示例性实施方案的设计、操作条件和布置方面做出其他替代、修改、变化和省略，而不偏离本文的实施方案的范围。
虽然本说明书包含许多特定的实施方式细节，但是这些不应当被解释为对任何实施方案或可被要求保护内容的范围的限制，而是解释为特定实施方案的特定实施方式特有的特征的描述。在本说明书中在单独的实施方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方式中以组合实现。相反，在单个实施方式的上下文中描述的多种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实施方式中实现。此外，虽然特征可以在上文被描述为以某些组合起作用并且甚至最初被这样要求保护，但是在一些情况下，来自要求保护的组合的一个或更多个特征可以从该组合中删除，并且要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变型。

Claims (16)

1.一种用于减少具有硫含量的废气的成分的后处理系统，所述后处理系统包括：
氧化催化器；
过滤器，所述过滤器被设置在所述氧化催化器的下游；以及
控制器，所述控制器被配置成响应于确定所述过滤器将被再生并且脱硫条件被满足，以：
使所述氧化催化器的温度升高到大于或等于400摄氏度且小于550摄氏度的第一再生温度；
使所述氧化催化器的温度保持在所述第一再生温度持续第一时间段；并且
在所述第一时间段之后，使所述氧化催化器的温度升高到等于或大于550摄氏度的第二再生温度，
其中所述脱硫条件被满足包括所述氧化催化器的测量的放热小于非硫酸化的氧化催化器的放热效率曲线。
2.根据权利要求1所述的后处理系统，其中所述控制器被配置成响应于确定所述过滤器将被再生并且所述脱硫条件不被满足：
使所述氧化催化器的温度升高到所述第二再生温度，而不将所述氧化催化器保持在所述第一再生温度持续所述第一时间段；并且
使碳氢化合物引入到所述氧化催化器中。
3.根据权利要求1所述的后处理系统，还包括：
氧化催化器加热器，所述氧化催化器加热器被联接到所述氧化催化器并且被配置成由所述控制器控制以使所述氧化催化器的温度升高并保持。
4.一种用于减少具有硫含量的废气的成分的后处理系统，包括：
选择性催化还原催化器；以及
控制器，所述控制器被配置成：
确定所述选择性催化还原催化器的NOX转化效率；
响应于所述NOX转化效率小于预先确定的阈值，使所述选择性催化还原催化器的温度升高到大于或等于400摄氏度且小于550摄氏度的第一再生温度；
使所述选择性催化还原催化器的温度保持在所述第一再生温度持续第一时间段；
在所述第一时间段之后，使所述选择性催化还原催化器的温度升高到大于所述第一再生温度且小于550摄氏度的第二再生温度；并且
使所述选择性催化还原催化器的温度保持在所述第二再生温度持续第二时间段。
5.根据权利要求4所述的后处理系统，其中所述控制器还被配置成：
响应于再生事件之间的时间间隔不满足时间间隔阈值，使所述选择性催化还原催化器的温度在随后的再生事件中升高到第三再生温度，所述第三再生温度大于所述第一再生温度且小于550摄氏度；并且
使所述选择性催化还原催化器的温度保持在所述第三再生温度持续预先确定的第三时间段。
6.根据权利要求5所述的后处理系统，其中所述时间间隔阈值在10小时至12小时的范围内。
7.根据权利要求5所述的后处理系统，其中所述控制器还被配置成：
响应于再生事件之间的所述时间间隔不满足临界时间间隔，使所述选择性催化还原催化器的温度在随后的再生事件中升高到第四再生温度，所述第四再生温度等于或大于550摄氏度。
8.根据权利要求7所述的后处理系统，其中所述临界时间间隔为1小时。
9.根据权利要求7所述的后处理系统，其中所述控制器还被配置成：
响应于再生事件之间的所述时间间隔在所述随后的再生事件之后继续不满足所述临界时间间隔，产生故障代码。
10.根据权利要求4所述的后处理系统，其中由引入到所述废气中的还原剂产生的氨与流过所述后处理系统的所述废气中包含的NOX气体的量的比率大于1.0。
11.根据权利要求4所述的后处理系统，还包括：
氧化催化器，所述氧化催化器被设置在所述选择性催化还原催化器的上游；以及
碳氢化合物引入组件，所述碳氢化合物引入组件被配置成将碳氢化合物引入到所述氧化催化器中，
其中所述控制器被配置成通过指示所述碳氢化合物引入组件将碳氢化合物引入到所述氧化催化器中来使所述选择性催化还原催化器的温度升高。
12.根据权利要求4所述的后处理系统，还包括：
选择性催化还原催化器加热器，所述选择性催化还原催化器加热器被可操作地联接到所述选择性催化还原催化器，
其中所述控制器被配置成指示所述选择性催化还原催化器加热器升高并保持所述选择性催化还原催化器的温度。
13.根据权利要求4所述的后处理系统，其中所述预先确定的阈值包括所述NOX转化效率为90％。
14.一种用于减少具有硫含量的废气的成分的后处理系统，包括：
选择性催化还原催化器；以及
控制器，所述控制器被配置成：
确定所述选择性催化还原催化器的NOX转化效率；
响应于所述NOX转化效率小于第一预先确定的阈值，使所述选择性催化还原催化器的温度升高到大于或等于400摄氏度且小于550摄氏度的第一再生温度；
使所述选择性催化还原催化器的温度保持在所述第一再生温度持续第一时间段；
响应于所述NOX转化效率小于比所述第一预先确定的阈值低的第二预先确定的阈值或者在所述第一再生温度在随后的再生事件之间的时间间隔小于时间间隔阈值，使所述选择性催化还原催化器的温度升高到等于或大于550摄氏度的第二再生温度；
使所述选择性催化还原催化器的温度保持在所述第二再生温度持续第二时间段；并且
响应于所述NOX转化效率小于比所述第二预先确定的阈值低的第三预先确定的阈值或者在所述第二再生温度在随后的再生事件之间的所述时间间隔小于时间间隔阈值，产生故障代码。
15.根据权利要求14所述的后处理系统，其中所述第一预先确定的阈值对应于90％的NOX转化效率，所述第二预先确定的阈值对应于80％的NOX转化效率，并且所述第三预先确定的阈值对应于70％的NOX转化效率。
16.根据权利要求14所述的后处理系统，其中所述控制器还被配置成：
响应于与产生所述废气的发动机相关联的燃料罐被再填充或者预先确定的量的燃料已经被消耗，将所述选择性催化还原催化器的温度升高到所述第一再生温度。
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