CN114746632B - 用于选择性催化还原催化剂的反应性再生的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制后处理系统的选择性催化还原(SCR)催化剂的再生的控制器被配置成使SCR催化剂的SCR催化剂温度升高到第一再生温度,所述第一再生温度低于高再生温度,所述高再生温度等于或大于500摄氏度。控制器被配置成确定在SCR催化剂的下游的氨滑移的量;以及基于所确定的氨滑移的量,使SCR催化剂温度升高到大于第一再生温度但低于高再生温度的第二再生温度。

Description

用于选择性催化还原催化剂的反应性再生的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年12月4日提交的美国临时申请第62/943,328号的权益和优先权,所述美国临时申请的全部公开内容据此通过引用并入本文。
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。
背景技术
废气后处理系统用于接收和处理由发动机诸如IC发动机产生的废气。常规的废气后处理系统包括若干不同部件中的任何部件,以降低废气中存在的有害废气排放物的水平。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SCR催化剂,该SCR催化剂被配制成在氨(NH3)的存在下将NOX(以一定分数的NO和NO2)转化成无害的氮气(N2)和水蒸气(H2O)。
通常,还原剂诸如柴油机废气流体(diesel exhaust fluid)(例如尿素水溶液)被引入到后处理系统中作为氨源。还原剂促进废气的成分被SCR催化剂分解。在使用期间,还原剂可以沉积在SCR催化剂上。随着时间的推移,还原剂沉积物可以积聚并且导致SCR催化剂的SCR催化转化效率(CE)的降低。SCR催化剂通常被加热以去除还原剂沉积物。然而,如果温度不足够高或者加热持续时间不足够长,则通过加热可能无法完全地去除还原剂沉积物。未被去除的沉积物将随着时间的推移而硬化,并且可能变得极其难以去除。因此,为了去除还原剂沉积物并且使SCR催化剂再生,通常将SCR催化剂加热到大于500摄氏度的设定温度,以蒸发在SCR催化剂和/或后处理系统的其他位置上形成的还原剂沉积物。然而,经常暴露于这样的高温可能导致SCR催化剂的老化和SCR催化剂的操作寿命的减少。
发明内容
本文描述的实施方案总体上涉及用于SCR催化剂的反应性再生的系统和方法,并且特别地涉及用于通过以下来使SCR催化剂再生的系统和方法:最初使用比通常用于使SCR催化剂再生的温度较低的温度,并且当该较低的温度不足以从SCR催化剂上去除还原剂沉积物时使用较高的温度。
在一些实施方案中,一种用于控制后处理系统的选择性催化还原(SCR)催化剂的再生的控制器被配置成:使SCR催化剂的SCR催化剂温度升高到第一再生温度,所述第一再生温度低于高再生温度,所述高再生温度等于或大于500摄氏度;确定在SCR催化剂的下游的氨滑移(ammonia slip)的量;以及基于所确定的氨滑移的量,使SCR催化剂温度升高到大于第一再生温度但小于高再生温度的第二再生温度。
在一些实施方案中,控制器被配置成:确定被沉积在SCR催化剂上的还原剂沉积物的量,其中控制器被配置成响应于还原剂沉积物的量大于还原剂沉积物阈值而使SCR催化剂温度升高到第一再生温度。
在一些实施方案中,控制器被配置成基于SCR催化转化效率、被引入到后处理系统中的还原剂的量和/或氨滑移的量来确定还原剂沉积物的量。
在一些实施方案中,控制器被配置成:确定被沉积在SCR催化剂上的还原剂沉积物的量;响应于被沉积在SCR催化剂上的还原剂沉积物的量小于还原剂沉积物阈值,确定自先前的高温再生以来的时间间隔是否大于时间间隔阈值,所述高温大于500摄氏度,其中控制器被配置成响应于还原剂沉积物的量小于还原剂沉积物阈值并且时间间隔等于或大于时间间隔阈值而使SCR催化剂温度升高到第一再生温度。
在一些实施方案中,控制器被配置成:响应于在将SCR催化剂温度升高到第二再生温度之后的氨滑移的量大于氨滑移阈值,将SCR催化剂维持在第二再生温度持续一段时间。
在一些实施方案中,控制器被配置成:响应于在将SCR催化剂温度升高到第二再生温度之后的氨滑移的量小于氨滑移阈值,使SCR催化剂温度升高到高再生温度;以及将SCR催化剂维持在高再生温度持续一段时间。
在一些实施方案中,控制器被配置成:响应于在将SCR催化剂温度升高到第二再生温度之后的氨滑移的量小于氨滑移阈值,确定自先前的高温再生以来的时间间隔是否大于时间间隔阈值;响应于时间间隔小于时间间隔阈值,等待直到时间间隔等于或大于时间间隔阈值;使SCR催化剂温度升高到高再生温度;以及将SCR催化剂维持在高再生温度持续一段时间。
在一些实施方案中,控制器被配置成通过以下来确定氨滑移是否发生:在将SCR催化剂的温度升高到第一再生温度之前,确定SCR催化剂的预反应性再生SCR催化转化效率(pre reactive regeneration SCR catalytic conversion efficiency);将氨与NOX的比率设定为1;确定SCR催化剂的当前SCR催化转化效率;以及响应于当前SCR催化转化效率与先前SCR催化转化效率之间的差值小于阈值,设定指示氨滑移正在发生的滑移标志(slipflag)。
在一些实施方案中,控制器被配置成:响应于确定该差值大于阈值,增加无滑移持续时间计时器(no-slip duration timer);基于无滑移持续时间计时器确定无滑移计数器持续时间(no-slip counter duration);以及响应于无滑移计数器持续时间大于阈值,去除先前的滑移标志。
在一些实施方案中,后处理系统包括:SCR催化剂;还原剂引入组件,该还原剂引入组件被配置成将还原剂引入到SCR系统中;以及控制器,该控制器被配置成:使SCR催化剂的SCR催化剂温度升高到第一再生温度,所述第一再生温度低于高再生温度,所述高再生温度等于或大于500摄氏度;确定在SCR催化剂的下游的氨滑移的量;以及基于所确定的氨滑移的量,使SCR催化剂温度升高到大于第一再生温度但小于高再生温度的第二再生温度。
在一些实施方案中,一种用于控制后处理系统的选择性催化还原(SCR)催化剂的再生的方法包括:通过控制器使SCR催化剂的SCR催化剂温度升高到第一再生温度,所述第一再生温度低于高再生温度,所述高再生温度等于或大于500摄氏度;通过控制器确定在SCR催化剂的下游的氨滑移的量;以及基于所确定的氨滑移的量,通过控制器使SCR催化剂温度升高到大于第一再生温度但小于高再生温度的第二再生温度。
在一些实施方案中,该方法还包括:通过控制器确定被沉积在SCR催化剂上的还原剂沉积物的量,其中响应于还原剂沉积物的量大于还原剂沉积物阈值,通过控制器使SCR催化剂温度升高到第一再生温度。
在一些实施方案中,该方法还包括:通过控制器确定被沉积在SCR催化剂上的还原剂沉积物的量;响应于被沉积在SCR催化剂上的还原剂沉积物的量小于还原剂沉积物阈值,通过控制器确定自先前的高温再生以来的时间间隔是否大于时间间隔阈值,所述高温大于500摄氏度,其中响应于还原剂沉积物的量小于还原剂沉积物阈值并且时间间隔等于或大于时间间隔阈值,通过控制器使SCR催化剂温度升高到第一再生温度。
在一些实施方案中,该方法还包括:响应于在将SCR催化剂温度升高到第二再生温度之后的氨滑移的量大于氨滑移阈值,通过控制器将SCR催化剂维持在第二再生温度持续一段时间。
在一些实施方案中,该方法还包括:响应于在将SCR催化剂温度升高到第二再生温度之后的氨滑移的量小于氨滑移阈值,通过控制器使SCR催化剂温度升高到高再生温度;以及通过控制器将SCR催化剂维持在高再生温度持续一段时间。
在一些实施方案中,该方法还包括:响应于在将SCR催化剂温度升高到第二再生温度之后的氨滑移的量小于氨滑移阈值,通过控制器确定自先前的高温再生以来的时间间隔是否大于时间间隔阈值;响应于时间间隔小于时间间隔阈值,由控制器等待直到时间间隔等于或大于时间间隔阈值;通过控制器使SCR催化剂温度升高到高再生温度;以及通过控制器将SCR催化剂维持在高再生温度持续一段时间。
在一些实施方案中,一种方法包括:在将SCR催化剂的温度升高到第一再生温度之前,通过控制器确定SCR催化剂的预反应性再生SCR催化转化效率;通过控制器将氨与NOX的比率设定为1;通过控制器确定SCR催化剂的当前SCR催化转化效率;以及响应于当前SCR催化转化效率与先前SCR催化转化效率之间的差值小于阈值,通过控制器设定指示氨滑移正在发生的滑移标志。
在一些实施方案中,该方法还包括:响应于该差值小于阈值,通过控制器将氨与NOX的比率降低偏移量(offset)。
在一些实施方案中,该方法还包括:响应于确定该差值大于阈值,通过控制器增加无滑移持续时间计时器。
在一些实施方案中,该方法还包括:基于无滑移持续时间计时器,通过控制器确定无滑移计数器持续时间;响应于无滑移计数器持续时间大于阈值,通过控制器去除先前的滑移标志;以及通过控制器将氨与NOX的比率设定为1。
应当认识到,前述概念和下文更详细地讨论的另外的概念的所有组合(假设这样的概念不相互不一致)被预期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所要求保护的主题的所有组合被预期为本文公开的主题的一部分。
附图说明
结合附图从以下描述和所附权利要求中,本公开内容的前述特征和其他特征将变得更充分明显。在理解这些附图仅描绘了根据本公开内容的若干实施方式并且因此不应当被认为是对其范围的限制的情况下,本公开内容将通过使用附图以另外的特性和细节来描述。
图1是根据实施方案的后处理系统的示意性图示。
图2是根据实施方案的可以被包括在图1的后处理系统中的控制器的框图。
图3A和图3B是示出了根据实施方案的用于包括在后处理系统中的SCR催化剂的反应性再生的方法的流程图。
图4是示出了根据实施方案的用于确定氨滑移的方法的流程图,氨滑移可以用于设定SCR催化剂的目标再生温度。
图5A至图5C是示出了根据另一种实施方案的用于包括在后处理系统中的SCR催化剂的反应性再生的方法的流程图。
在以下整个详细描述中参照了附图。在附图中,相似的符号通常标识相似的部件,除非上下文另外规定。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,并且可以做出其他改变,而不偏离此处呈现的主题的精神或范围。将容易地理解,如本文一般描述的和附图中说明的,本公开内容的方面可以以许多不同的配置被布置、替代、组合和设计,其全部被明确地预期并且成为本公开内容的一部分。
具体实施方式
本文描述的实施方案总体上涉及用于SCR催化剂的反应性再生的系统和方法,并且特别地涉及用于通过以下来使SCR催化剂再生的系统和方法:最初使用比通常用于使SCR催化剂再生的温度较低的温度,并且当该较低的温度不足以从SCR催化剂上去除还原剂沉积物时使用较高的温度。
还原剂沉积物是SCR催化剂的操作中的重要问题。还原剂沉积物可以在SCR催化剂或后处理系统的其他部件中积聚,并且导致SCR催化剂的SCR催化转化效率(CE)的降低。SCR催化剂通常被加热以去除还原剂沉积物。然而,如果温度不足够高或者加热持续时间不足够长,则通过加热可能无法完全地去除还原剂沉积物。未被去除的沉积物将随着时间的推移而硬化,并且可能变得极其难以去除。因此,为了去除还原剂沉积物并且使SCR催化剂再生,通常将SCR催化剂加热到大于500摄氏度的设定温度,以蒸发在SCR催化剂和/或后处理系统的其他位置上形成的还原剂沉积物。然而,经常暴露于这样的高温还可能导致SCR催化剂的老化和SCR催化剂的操作寿命的减少。
相比之下,本文描述的用于SCR催化剂的反应性再生的系统和方法的多种实施方案可以提供包括例如以下的一种或更多种益处:(1)在较低的温度和持续较短的持续时间使SCR催化剂再生,从而防止SCR催化剂频繁暴露于高再生温度;(2)基于SCR催化CE来调节再生时间和持续时间,使SCR催化剂能够以最佳CE操作;以及(3)增加SCR催化剂寿命并且降低维护成本。
图1是根据实施方案的后处理系统100的示意性图示。后处理系统100被配置成接收来自发动机10的废气(例如,柴油废气)并且处理废气的成分(例如,NOX、CO、CO2)。后处理系统100包括还原剂储存箱110、还原剂引入组件120、SCR催化剂150和控制器170,并且可以任选地还包括氧化催化剂130、过滤器140、氨氧化(AMOX)催化剂160和烃引入组件122。
发动机10可以包括,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。在一些实施方案中,发动机10包括柴油发动机。发动机10燃烧燃料并且产生包括NOX、CO、CO2和其他成分的废气。
后处理系统100包括壳体101,后处理系统100的部件被设置在所述壳体101内。壳体101可以由刚性的、耐热的和耐腐蚀的材料形成,所述材料例如不锈钢、铁、铝、金属、陶瓷或任何其他合适的材料。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(oval)、椭圆形(elliptical)、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界定的内部容积体。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,被处理以通过过滤器140去除颗粒物质,诸如烟灰,和/或通过SCR催化剂150和氧化催化剂130还原废气的成分,诸如包含在废气中的NOX气体、CO、未燃烧的烃等)。
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NOx传感器,该NOx传感器被配置成测量在流入到SCR催化剂150的废气中包含的NOx气体的量,并且第一传感器103可以包括物理传感器(physical sensor)或虚拟传感器(virtual sensor)。在多种实施方案中,温度传感器、压力传感器、氧气传感器或任何其他传感器也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催化剂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(particulate mattersensor),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,包含在离开过滤器140的废气中的烟灰)的量。在还其他实施方案中,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在流出SCR催化剂150的废气中的氨的量,即,确定氨滑移。这可以被用作SCR催化剂150的催化转化效率的量度,用于调节待引入到SCR催化剂150中的还原剂的量和/或用于调节SCR催化剂150的温度,以便允许SCR催化剂150有效地使用氨用于催化分解包含在流过其中的废气中的NOx气体。AMOx催化剂160可以被定位在SCR催化剂150的下游,以便分解在SCR催化剂150的下游的废气中的任何未反应的氨。
氧化催化剂130可以被定位在SCR催化剂150的上游,并且被配置成分解废气中包含的未燃烧的烃和/或CO。在一些实施方案中,氧化催化剂130可以包括柴油氧化催化剂。过滤器140被设置在氧化催化剂130的下游和SCR催化剂150的上游,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例如是不对称过滤器。在又其他实施方案中,过滤器140可以被催化。
SCR催化剂150被配制成在还原剂的存在下分解流过其中的废气的成分,如本文描述的。在一些实施方案中,SCR催化剂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催化剂150,诸如例如基于铂的催化剂、基于钯的催化剂、基于铑的催化剂、基于铈的催化剂、基于铁的催化剂、基于锰的催化剂、基于铜的催化剂、基于钒的催化剂、任何其他合适的催化剂或其组合。SCR催化剂150可以被设置在可以例如界定蜂窝结构的合适的基底上,所述基底诸如例如陶瓷(例如堇青石)或金属(例如坎塔尔铬铝钴耐热钢(kanthal))整体芯(monolith core)。修补基面涂层(washcoat)还可以被用作用于SCR催化剂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。
尽管图1仅示出了被设置在由壳体101界定的内部容积体内的氧化催化剂130、过滤器140、SCR催化剂150和AMOX催化剂160,但是在其他实施方案中,除了氧化催化剂130、过滤器140、SCR催化剂150和AMOX催化剂160之外,多于一个后处理部件也可以被设置在由壳体101界定的内部容积体内。这样的后处理部件可以包括例如混合器、挡板、二次过滤器(例如,二次分流或催化过滤器)或任何其他合适的后处理部件。
在一些实施方案中,后处理系统100还可以包括烃引入组件122。烃引入组件122被配置成将烃(例如,柴油)引入到废气中。氧化催化剂130催化烃的燃烧,这升高废气的温度。加热废气可以用于通过烧掉可能已经积聚在过滤器140上的颗粒物质来使过滤器140再生,和/或通过蒸发沉积在SCR催化剂150上的还原剂沉积物来使SCR催化剂150再生。在一些实施方案中,加热器153可以被联接到SCR催化剂150并且被配置成将SCR催化剂150加热到再生温度(例如,基于来自控制器170的命令)。
还原剂端口156可以被定位在壳体101的侧壁上,并且被构造成允许还原剂通过其引入到由壳体101界定的内部体积中。还原剂端口156可以被定位在SCR催化剂150的上游(例如,以允许还原剂被引入到SCR催化剂150上游的废气中)或被定位在SCR催化剂150上方(例如,以允许还原剂被直接引入到SCR催化剂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SCR催化剂150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。
还原剂储存箱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废气流体。例如,柴油废气流体可以包含尿素、尿素的水溶液、或任何其他包含氨、副产物或如本领域中已知的任何其他柴油废气流体的流体(例如,以名称销售的柴油废气流体)。例如,还原剂可以包括具有特定比率的尿素与水的尿素水溶液。在一些实施方案中,还原剂可以包括尿素水溶液,该尿素水溶液包含按体积计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,或者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箱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催化剂150中或其上游(例如,引入到入口导管102中)或引入到被定位在SCR催化剂150上游的混合器(未示出)中。还原剂引入组件120可以包括促进还原剂从还原剂储存箱110的接收和向SCR催化剂150的递送的多种结构,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射器,该还原剂注射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催化剂150中。在多种实施方案中,还原剂注射器可以包括具有预定直径的喷嘴。在多种实施方案中,还原剂注射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的内部容积体中,以便将还原剂递送到SCR催化剂150。
控制器170被可操作地联接到还原剂引入组件120、第一传感器103、第二传感器105,以及在一些实施方案中,联接到烃引入组件122和/或加热器153。例如,控制器170可以被通信地联接到第一传感器103,并且可以被配置成从第一传感器103接收第一传感器信号,例如,以确定进入后处理系统100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被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可以被配置成基于进入后处理系统100的NOX气体的入口NOX量和离开后处理系统100的NOX气体的出口NOX量来确定SCR催化剂150的SCR催化CE。例如,控制器170可以确定入口NOX量和出口NOX量之间的差值并且基于该差值确定SCR催化CE。
控制器170还可以被配置成基于从第二传感器105接收的第二传感器信号(例如,出口NOX信号)来确定氨滑移的量,即在SCR催化剂150的下游的废气中的氨气的量。例如,控制器170可以被配置成将由出口NOX传感器测量的出口NOX量相关联,并且从其确定氨滑移的量。控制器170可以被配置成基于入口NOX量、SCR催化CE、在SCR催化剂150的入口处的废气温度(例如,由可以位于后处理系统100中的多个位置处的温度传感器确定)、废气流量和/或任何其他废气参数,命令还原剂引入组件120调节引入到后处理系统100中的还原剂的量。
控制器170可以使用任何类型和任何数目的有线连接或无线连接被可操作地联接到发动机10、第一传感器103、第二传感器105、还原剂引入组件120、烃引入组件122、加热器153和后处理系统100的多种部件。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(CAN)总线提供信号、信息和/或数据的交换。CAN总线包括任何数目的有线连接和无线连接。
在一些实施方案中,控制器170被配置成确定在SCR催化剂150上的还原剂沉积物的量。例如,控制器170可以被配置成基于SCR催化CE以及被引入到后处理系统100中的还原剂的量和/或氨滑移的量来确定还原剂沉积物的量。控制器170可以包括方程式、算法或查找表,以基于本文描述的一个或更多个参数来确定还原剂沉积物的量。
控制器170被配置成使SCR催化剂150的SCR催化剂温度升高到第一再生温度。第一再生温度可以在约300摄氏度至约400摄氏度的范围内(例如,300摄氏度、310摄氏度、320摄氏度、330摄氏度、340摄氏度、350摄氏度、360摄氏度、370摄氏度、380摄氏度、390摄氏度或400摄氏度,包括端点),并且显著低于SCR催化剂通常被再生的高再生温度,该高再生温度例如等于或大于500摄氏度(例如,500摄氏度、510摄氏度、520摄氏度、530摄氏度、540摄氏度、550摄氏度、560摄氏度、570摄氏度、580摄氏度、590摄氏度或600摄氏度,包括端点)。在特定的实施方案中,第一再生温度是约350摄氏度。
控制器170可以被配置成响应于还原剂沉积物的量大于还原剂沉积物阈值而使SCR催化剂温度升高到第一再生温度。例如,SCR催化CE下降到低于70%可以指示高的氨滑移正在发生,这指示在SCR催化剂150中还原剂沉积物的分解;和/或还原剂沉积物的量大于还原剂沉积物阈值。在一些实施方案中,控制器170可以被配置成通过将烃引入到后处理系统100中来将SCR催化剂150加热到第一再生温度或任何其他再生温度,如本文先前描述的。在一些实施方案中,控制器170可以被配置成选择性地激活加热器153以将SCR催化剂150加热到第一再生温度。
在一些实施方案中,响应于确定被沉积在SCR催化剂150上的还原剂沉积物的量小于还原剂沉积物阈值,控制器170可以确定自先前的高温再生(例如,在等于或大于500摄氏度的温度的再生)以来的时间间隔是否大于时间间隔阈值。时间间隔阈值可以在约12小时至约24小时的范围内。控制器170可以被配置成响应于时间间隔等于或大于时间间隔阈值而使SCR催化剂温度升高到第一再生温度。例如,控制器170可以在SCR催化剂150在第一再生温度的再生之前等待直到时间间隔等于或大于时间间隔阈值。以这种方式,控制器170可以防止频繁的再生事件,这减少了SCR催化剂150的老化并且增加了其使用寿命。
控制器170还被配置成确定在SCR催化剂150的下游的氨滑移的量,如本文先前描述的。如果氨滑移大于氨滑移阈值,则控制器170被配置成将SCR催化剂150维持在第一再生温度持续第一时间段,例如,在约5分钟至约15分钟的范围内(例如,5分钟、7分钟、9分钟、11分钟、13分钟或15分钟,包括端点,或在这些时间段之间的任何范围内)。氨滑移的量大于氨滑移阈值指示,第一再生温度足以分解或蒸发在SCR催化剂150上的还原剂沉积物,使得不必进行较高温度的再生。
响应于氨滑移的量小于氨滑移阈值,控制器170被配置成将SCR催化剂温度升高到大于第一再生温度的第二再生温度。然而,第二再生温度仍然低于高再生温度,例如在约401摄氏度至约499摄氏度的范围内(例如,约401摄氏度、410摄氏度、420摄氏度、430摄氏度、440摄氏度、450摄氏度、460摄氏度、470摄氏度、480摄氏度、490摄氏度或499摄氏度,包括其间的所有范围和值)。在特定的实施方案中,第二再生温度是约450摄氏度。
控制器170确定在将SCR催化剂温度升高到第二再生温度之后在SCR催化剂150的下游的氨滑移的量。响应于在将SCR催化剂温度升高到第二再生温度之后的氨滑移的量大于氨滑移阈值,控制器170被配置成将SCR催化剂温度维持在第二再生温度持续第二时间段。第二时间段可以等于第一时间段,即在约5分钟至约15分钟的范围内(例如,5分钟、7分钟、9分钟、11分钟、13分钟或15分钟,包括端点,或者在这些时间段之间的任何范围内),或者可以是更长的时间段,例如约15分钟至约30分钟(例如,15分钟、17分钟、19分钟、21分钟、23分钟、25分钟、27分钟、29分钟或30分钟,包括端点,或者在这些时间段之间的任何范围内)。氨滑移大于氨滑移阈值指示,第二再生温度足以分解或蒸发被沉积在SCR催化剂150上的还原剂沉积物。
在一些实施方案中,响应于在将SCR催化剂温度升高到第二再生温度之后的氨滑移的量低于氨滑移阈值,控制器170被配置成将SCR催化剂温度升高到等于或大于500摄氏度的高再生温度。在一些实施方案中,高再生温度可以是约550摄氏度。
控制器170将SCR催化剂150维持在高再生温度持续第三时间段。在一些实施方案中,第三时间段可以在约15分钟至约30分钟的范围内(例如,15分钟、17分钟、19分钟、21分钟、23分钟、25分钟、27分钟、29分钟或30分钟,包括端点,或者在这些时间段之间的任何范围内),并且足以从SCR催化剂150去除大部分的还原剂沉积物。在某些实施方案中,控制器170仅当在低温的再生不成功时进行SCR催化剂150的这种高再生温度的再生。因此,高温再生的频率减少,这减少了SCR催化剂150的老化并且增加了其寿命。
在一些实施方案中,在使SCR催化剂温度升高到高再生温度之前,控制器170被配置成确定自先前的高温再生(例如,在大于500摄氏度的温度的再生)以来的时间间隔是否大于时间间隔阈值(例如,在12小时至24小时的范围内)。响应于时间间隔小于时间间隔阈值,控制器170被配置成在使SCR催化剂温度升高到高再生温度之前等待直到时间间隔等于或大于时间间隔阈值。
在一些实施方案中,控制器170包括被配置成执行本文描述的控制器170的操作的多种电路或模块。例如,图2示出了根据实施方案的控制器170的框图。控制器170可以包括处理器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包括还原剂沉积物确定电路174a、再生控制电路174b和氨滑移确定电路174c。应当理解,图2仅示出了控制器170的一种实施方案,并且可以使用能够执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,并且被配置成执行存储在存储器174中的指令、算法、命令或其他程序。
存储器174包括本文讨论的任何存储器和/或存储部件(storage component)。例如,存储器174可以包括处理器172的RAM和/或高速缓冲存储器(cache)。存储器174还可以包括控制器170的本地或远程的一个或更多个存储装置(例如,硬盘驱动器、闪存驱动器、计算机可读介质等)。存储器174被配置成存储查找表、算法或指令。
在一种配置中,还原剂沉积物确定电路174a、再生控制电路174b和氨滑移确定电路174c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,存储在存储器174中)。如本文描述的以及在其他用途中,机器可读介质(例如,存储器174)促进还原剂沉积物确定电路174a、再生控制电路174b和氨滑移确定电路174c的某些操作的执行以实现数据的接收和传输。例如,机器可读介质可以提供指令(例如,命令等)以例如获取数据。在这点上,机器可读介质可以包括定义数据的获取(或数据的传输)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编写,所述编程语言包括但不限于Java或类似的编程语言以及任何常规的过程编程语言,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。在后一种情况下,远程处理器可以通过任何类型的网络(例如,CAN总线等)相互连接。
在另一种配置中,还原剂沉积物确定电路174a、再生控制电路174b和氨滑移确定电路174c被体现为硬件单元,诸如电子控制单元。这样,还原剂沉积物确定电路174a、再生控制电路174b和氨滑移确定电路174c可以被体现为一个或更多个电路部件(circuitrycomponent),其包括但不限于处理电路、网络接口、外围装置、输入装置、输出装置、传感器等。
在一些实施方案中,还原剂沉积物确定电路174a、再生控制电路174b和氨滑移确定电路174c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(system on a chip)(SOC)电路、微控制器等)、电信电路(telecommunicationcircuit)、混合电路以及任何其他类型的“电路”的形式。在这点上,还原剂沉积物确定电路174a、再生控制电路174b和氨滑移确定电路174c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、多路复用器(multiplexer)、寄存器、电容器、电感器、二极管、布线以及类似电路。
因此,还原剂沉积物确定电路174a、再生控制电路174b和氨滑移确定电路174c还可以包括可编程硬件装置,诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑装置或类似的可编程硬件装置。在这点上,还原剂沉积物确定电路174a、再生控制电路174b和氨滑移确定电路174c可以包括一个或更多个存储器装置,该存储器装置用于存储由还原剂沉积物确定电路174a、再生控制电路174b和氨滑移确定电路174c的处理器可执行的指令。一个或更多个存储器装置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。
在所示的实例中,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施本文中关于还原剂沉积物确定电路174a、再生控制电路174b和氨滑移确定电路174c描述的指令、命令和/或控制过程。因此,所描绘的配置代表其中还原剂沉积物确定电路174a、再生控制电路174b和氨滑移确定电路174c被体现为机器可读介质或计算机可读介质的前述布置。然而,如上文提及的,此说明并不意味着是限制性的,因为本公开内容预期其他实施方案,诸如其中还原剂沉积物确定电路174a、再生控制电路174b和氨滑移确定电路174c,或者还原剂沉积物确定电路174a、再生控制电路174b和氨滑移确定电路174c中的至少一个电路被配置为硬件单元的前述实施方案。所有这样的组合和变型意图落在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(例如,还原剂沉积物确定电路174a、再生控制电路174b和氨滑移确定电路174c)共享,可以包括相同的处理器或以其他方式共享相同的处理器,在一些示例性实施方案中,该相同的处理器可以执行经由存储器的不同区域存储的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(co-processor)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,以实现独立的、并行的、流水式的(pipelined)或多线程的指令执行。所有这样的变型意图落在本公开内容的范围内。存储器174(例如,RAM、ROM、闪存、硬盘存储器等)可以存储数据和/或计算机代码,用于促进本文描述的多种过程。存储器174可以可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可以是或者可以包括有形的、非瞬态易失性存储器(tangible,non-transient volatilememory)或非易失性存储器。因此,存储器174可以包括数据库部件、对象代码部件(objectcode component)、脚本部件(script component)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(wire terminal)等),用于与多种系统、装置或网络进行数据通信。例如,通信接口176可以包括以太网网卡和端口,用于经由基于以太网的通信网络和/或Wi-Fi通信接口发送和接收数据,用于与第一传感器103、第二传感器105、还原剂引入组件120和烃引入组件132通信。通信接口176可以被构造成经由局域网或广域网(例如,因特网等)进行通信,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)。
还原剂沉积物确定电路174a被配置成确定被沉积在SCR催化剂150上的还原剂的量。例如,还原剂沉积物确定电路174a可以从第一传感器103接收对应于入口NOX量的入口NOX信号,从第二传感器105接收对应于出口NOX量的出口NOX信号,接收指示引入到后处理系统100中的还原剂的量的还原剂引入信号,并且确定被沉积在SCR催化剂150上的还原剂的量,如本文先前描述的。
再生控制电路174b被配置成控制SCR催化剂150的再生。例如,再生控制电路174b被配置成基于氨滑移的量选择性地使SCR催化剂150加热到第一再生温度、第二再生温度或高再生温度。例如,再生控制电路174b被配置成产生SCR加热信号,该SCR加热信号被配置成激活烃引入组件122或加热器153,以使SCR催化剂150加热到第一再生温度持续第一时间段、加热到第二再生温度持续第二时间段或加热到高再生温度持续第三时间段。
氨滑移确定电路174c被配置成确定在SCR催化剂150的下游的氨滑移的量。例如,氨滑移确定电路174c可以从第二传感器105接收出口NOX信号,并且从其确定氨滑移。
图3A和图3B是示出了根据实施方案的用于控制包括在后处理系统中的SCR催化剂的再生的示例性方法200的流程图。尽管参照后处理系统100的控制器170和SCR催化剂150进行描述,但是方法200的操作可以与包括在任何后处理系统中的任何控制器一起使用。
方法200可以包括,在202,通过控制器170确定被沉积在后处理系统100中包括的SCR催化剂150上的还原剂沉积物的量。在204,控制器170确定被沉积在SCR催化剂150上的还原剂的量是否大于还原剂沉积物阈值,如本文先前描述的。响应于沉积的还原剂的量大于还原剂沉积物阈值(204:是),方法200移动到操作208,并且在208,控制器170开启SCR催化剂150的反应性再生。
响应于还原剂沉积物的量小于还原剂沉积物阈值(204:否),在206,控制器170确定自先前的高温再生以来的时间间隔是否等于或大于时间间隔阈值(例如,在12小时至24小时的范围内)。响应于时间间隔小于时间间隔阈值(206:否),方法200返回到操作202。在另一方面中,响应于时间间隔大于时间间隔阈值,方法200移动到操作208。
在210,控制器170使SCR催化剂150的SCR催化剂温度升高到第一再生温度(例如,在300摄氏度至400摄氏度的范围内)。在212,控制器170确定氨滑移是否大于氨滑移阈值。响应于氨滑移大于氨滑移阈值(212:是),在214,控制器170确定第一再生温度足以使SCR催化剂150再生,并且将SCR催化剂150维持在第一再生温度持续第一时间段(例如,在约5分钟至约15分钟的范围内)。然后,方法200返回到操作202。
响应于确定氨滑移小于氨滑移阈值(212:否),控制器170使SCR催化剂温度升高到大于第一再生温度的第二再生温度(例如,在约401摄氏度至约499摄氏度的范围内)。在218,控制器170确定氨滑移的量是否大于氨滑移阈值。响应于氨滑移的量大于氨滑移阈值(218:是),控制器170将SCR催化剂150维持在第二再生温度持续第二时间段(例如,在约5分钟至约15分钟的范围内,或约15分钟至约30分钟的范围内)。然后,方法200返回到操作202。
然而,如果氨滑移小于氨滑移阈值(218:否),在222,控制器170确定自先前的高温再生事件以来的时间间隔是否等于或大于时间间隔阈值(例如,12小时至24小时)。响应于时间间隔等于或大于时间间隔阈值(222:是),方法200继续到操作226,并且控制器170使SCR催化剂温度升高到高再生温度(例如,在约500摄氏度至约600摄氏度的范围内)。在228,控制器170将SCR催化剂温度维持在高再生温度持续第三时间段(例如,在约15分钟至约30分钟的范围内)。如果在操作222,控制器170确定时间间隔小于时间间隔阈值(222:否),则在224,控制器170在继续到操作226之前等待直到时间间隔等于或大于时间间隔阈值。
图4是示出了根据实施方案的用于确定在SCR催化剂的下游的氨滑移的方法300的流程图,氨滑移可以用于设定目标再生温度。尽管关于后处理系统100的控制器170和SCR催化剂150描述了方法300的操作,但应当理解,方法300的操作可以在用于与任何后处理系统一起使用的任何控制器中实施。
方法300包括,在302,通过控制器170确定SCR催化剂150的预反应性再生SCR催化CE。例如,控制器170基于入口NOX量和出口NOX量在开启反应性再生之前确定SCR催化CE,如本文先前描述的。
在304,控制器确定反应性再生是否被启动。如果未启动反应性再生(304:否),则方法300结束。响应于反应性再生被启动(304:是),在306,控制器170将氨与NOX的比率(ANR)设定为1。在308,控制器170确定当前SCR催化CE和预反应性再生SCR催化CE之间的差值是否小于阈值。响应于该差值小于阈值(308:是),在310,控制器170例如基于当前SCR催化CE和预反应性再生SCR催化CE之间的差值将ANR减小偏移量。在312,控制器170设定滑移标志,该滑移标志指示氨滑移正在发生。在314,控制器170可以重新设定无滑移触发器(no-slip trigger),该无滑移触发器可能先前已经响应于氨滑移没有发生的再生事件而被触发。
如果在308,控制器170确定当前SCR催化CE和预反应性再生SCR催化CE之间的差值大于阈值(308:否),则在316,控制器170增加无滑移持续时间计时器。无滑移持续时间计时器可以是跑步计数器(running counter),该跑步计数器从在再生事件期间发生先前无滑移(即,无氨滑移)条件的时间开始连续地增加。
在318,控制器170确定无滑移计数器持续时间是否大于阈值。如果无滑移计数器持续时间小于阈值(318:否),则该方法返回到操作308。无滑移计数器持续时间对应于自上次无氨滑移再生事件以来的时间间隔。响应于无滑移计数器持续时间大于阈值(318:是),在320,控制器170清除可能先前已经在控制器170中设定的滑移标志。在322,控制器170将ANR设定为1,并且然后该方法返回到操作308。
图5A至图5C是示出了根据另一种实施方案的用于包括在后处理系统中的SCR催化剂的反应性再生的方法400的流程图。尽管关于后处理系统100的控制器170和SCR催化剂150描述了方法400的操作,但应当理解,方法400的操作可以在用于与任何后处理系统一起使用的任何控制器中实施。
方法400包括,在402,通过控制器170将目标温度设定为第一再生温度(“L1”)(例如,在约300摄氏度-400摄氏度的范围内),将L1和第二再生温度(“L2”)的持续时间设定为D2(例如,在约20分钟至40分钟的范围内,包括端点),并且将高再生温度(“L3”)的持续时间设定为D3(例如,在约5分钟至15分钟的范围内)。
在404,控制器170确定反应性再生是否是活动的(active)。如果反应性再生不是活动的(404:否),则方法400结束。如果反应性再生是活动的(404:是),则在406,控制器170确定SCR催化剂温度是否小于或等于L1。在408,控制器170确定氨滑移是否正在发生。如果氨滑移没有发生(408:否),则该方法返回到操作402。如果氨滑移正在发生(408:是),则在410,控制器170将目标温度设定为L2,并且然后操作返回到操作402。
响应于在406通过控制器170确定SCR催化剂温度大于L1(406:否),在412,控制器170确定目标温度是否等于L2。响应于通过控制器170确定SCR催化剂温度等于L2(412:是),在414,控制器170确定SCR催化剂温度是否小于或等于L2。响应于SCR催化剂温度小于或等于L2(414:是),在416,控制器170确定氨滑移是否正在发生。响应于通过控制器170确定氨滑移正在发生(416:是),在418,控制器170将用于L3的再生持续时间设定为D2。然后,方法400返回到操作402。
如果在416,控制器170确定氨滑移没有发生(416:否),则在420,控制器170确定自上次在等于或大于L3的温度使SCR催化剂150再生以来的时间间隔是否大于时间间隔阈值。响应于时间间隔大于时间间隔阈值(420:是),在422,控制器170将目标温度设定为L3。然后,方法400返回到操作402。
如果在420,控制器170确定时间间隔小于时间间隔阈值(420:否),则在424,控制器170确定在反应性再生中花费的时间是否大于持续时间阈值。响应于持续时间大于持续时间阈值(424:是),方法400返回到操作402。响应于持续时间小于持续时间阈值(424:否),控制器170停止反应性再生。
响应于控制器170在操作412确定目标温度不等于L2(412:否),或者在操作414确定SCR催化剂温度大于L2(414:否),在428,控制器170确定目标温度是否等于L3。如果目标温度不等于L3,则方法400返回到操作402。响应于目标温度等于L3(428:是),在430,控制器170增加L3持续时间计时器。在432,控制器170确定氨滑移是否正在发生。响应于确定氨滑移正在发生(432:是),在434,控制器170将L3再生计时器持续时间设定为D2,并且然后方法400返回到操作402。在另一方面,如果控制器170确定氨滑移没有发生(432:否),则在436,控制器170确定在L3的反应性再生中花费的时间是否小于持续时间阈值。响应于花费的时间小于持续时间阈值(436:是),方法400返回到操作402。在另一方面,如果花费的时间大于持续时间阈值(436:否),则方法400继续到操作426,并且控制器170停止反应性再生。
应当注意,如本文用于描述多种实施方案的术语“实例”意图指示这样的实施方案是可能的实施方案的可能的实例、表示和/或说明(并且这样的术语不意图暗示这样的实施方案必然是突出的或最好的实例)。
如本文使用的,术语“约(about)”和“大约(approximatel)”通常意指所述值的正或负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或间接连接。这样的连接可以是固定的(例如,永久的)或可移动的(例如,可移除的或可释放的)。这样的连接可以通过将两个构件或两个构件和任何另外的中间构件彼此一体地形成为单个整体(singleunitary body)来实现,或者通过将两个构件或两个构件和任何另外的中间构件彼此附接来实现。
重要的是应当注意,多种示例性实施方案的构造和布置仅是说明性的。虽然在本公开内容中仅详细地描述了几种实施方案,但是回顾本公开内容的本领域技术人员将容易地理解,许多修改是可能的(例如,多种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变化;参数值、安装布置的变化;材料、颜色、方向等的使用的变化)而实质上不脱离本文描述的主题的新颖教导和优点。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相结合,如本领域普通技术人员将理解的。在不脱离本实施方案的范围的情况下,还可以在多种示例性实施方案的设计、操作条件和布置中做出其他替换、修改、改变和省略。
虽然本说明书包含很多特定的实施方式细节,但是这些不应被解释为对任何实施方案或者可以被要求保护的内容的范围的限制,而是应被解释为对特定实施方案的特定实施方式所特有的特征的描述。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组合地在单个实施方式中实施。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施。此外,虽然特征在上文可以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,但是来自所要求保护的组合的一个或更多个特征在一些情况下可以从该组合删除,并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变形。

Claims (21)

1.一种用于控制后处理系统的选择性催化还原催化剂即SCR催化剂的再生的控制器,所述控制器被配置成:
使所述SCR催化剂的SCR催化剂温度升高到第一再生温度,所述第一再生温度低于高再生温度,所述高再生温度等于或大于500摄氏度;
确定在所述SCR催化剂的下游的氨滑移的量;以及
基于所确定的氨滑移的量,使所述SCR催化剂温度升高到大于所述第一再生温度但小于所述高再生温度的第二再生温度。
2.根据权利要求1所述的控制器,还被配置成:
确定被沉积在所述SCR催化剂上的还原剂沉积物的量,
其中所述控制器被配置成响应于所述还原剂沉积物的量大于还原剂沉积物阈值而使所述SCR催化剂温度升高到所述第一再生温度。
3.根据权利要求2所述的控制器,其中所述控制器被配置成基于所述SCR催化剂的SCR催化转化效率、被引入到所述后处理系统中的还原剂的量和/或所述氨滑移的量来确定所述还原剂沉积物的量。
4.根据权利要求1所述的控制器,还被配置成:
确定被沉积在所述SCR催化剂上的还原剂沉积物的量;
响应于被沉积在所述SCR催化剂上的所述还原剂沉积物的量小于还原剂沉积物阈值,确定自先前的高温再生以来的时间间隔是否大于时间间隔阈值,所述高温大于500摄氏度,
其中所述控制器被配置成响应于所述还原剂沉积物的量小于还原剂沉积物阈值并且所述时间间隔等于或大于所述时间间隔阈值而使所述SCR催化剂温度升高到所述第一再生温度。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的控制器,还被配置成:
响应于在将所述SCR催化剂温度升高到所述第二再生温度之后的所述氨滑移的量大于氨滑移阈值,将所述SCR催化剂维持在所述第二再生温度持续一段时间。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的控制器,还被配置成:
响应于在将所述SCR催化剂温度升高到所述第二再生温度之后的所述氨滑移的量小于氨滑移阈值,使所述SCR催化剂温度升高到所述高再生温度;以及
将所述SCR催化剂维持在所述高再生温度持续一段时间。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的控制器,还被配置成:
响应于在将所述SCR催化剂温度升高到所述第二再生温度之后的所述氨滑移的量小于氨滑移阈值,确定自先前的高温再生以来的时间间隔是否大于时间间隔阈值;
响应于所述时间间隔小于所述时间间隔阈值,等待直到所述时间间隔等于或大于所述时间间隔阈值;
使所述SCR催化剂温度升高到所述高再生温度;以及
将所述SCR催化剂维持在所述高再生温度持续一段时间。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的控制器,还被配置成:
通过以下来确定氨滑移是否发生:
在将所述SCR催化剂的温度升高到所述第一再生温度之前,确定所述SCR催化剂的预反应性再生SCR催化转化效率,
将氨与NOX的比率设定为1,
确定所述SCR催化剂的当前SCR催化转化效率,以及
响应于所述当前SCR催化转化效率与先前SCR催化转化效率之间的差值小于阈值,设定指示氨滑移正在发生的滑移标志。
9.根据权利要求8所述的控制器,还被配置成:
响应于确定所述差值大于所述阈值,增加无滑移持续时间计时器;
基于所述无滑移持续时间计时器来确定无滑移计数器持续时间;以及
响应于所述无滑移计数器持续时间大于阈值,去除先前的滑移标志。
10.一种后处理系统,包括:
选择性催化还原(SCR)催化剂;
还原剂引入组件,其被配置成将还原剂引入到SCR系统中;以及
根据权利要求1所述的控制器。
11.一种用于控制后处理系统的选择性催化还原催化剂即SCR催化剂的再生的方法,所述方法包括:
通过控制器使所述SCR催化剂的SCR催化剂温度升高到第一再生温度,所述第一再生温度低于高再生温度,所述高再生温度等于或大于500摄氏度;
通过所述控制器确定在所述SCR催化剂的下游的氨滑移的量;以及
基于所确定的氨滑移的量,通过所述控制器使所述SCR催化剂温度升高到大于所述第一再生温度但小于所述高再生温度的第二再生温度。
12.根据权利要求11所述的方法,还包括:
通过所述控制器确定被沉积在所述SCR催化剂上的还原剂沉积物的量,
其中响应于所述还原剂沉积物的量大于还原剂沉积物阈值,通过所述控制器使所述SCR催化剂温度升高到所述第一再生温度。
13.根据权利要求12所述的方法,其中基于所述SCR催化剂的SCR催化转化效率、被引入到所述后处理系统中的还原剂的量和/或所述氨滑移的量,通过所述控制器来确定所述还原剂沉积物的量。
14.根据权利要求11所述的方法,还包括:
通过所述控制器确定被沉积在所述SCR催化剂上的还原剂沉积物的量,以及
响应于被沉积在所述SCR催化剂上的所述还原剂沉积物的量小于还原剂沉积物阈值,通过所述控制器确定自先前的高温再生以来的时间间隔是否大于时间间隔阈值,所述高温大于500摄氏度,
其中响应于所述还原剂沉积物的量小于还原剂沉积物阈值并且所述时间间隔等于或大于所述时间间隔阈值,通过所述控制器使所述SCR催化剂温度升高到所述第一再生温度。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的方法,还包括:
响应于在将所述SCR催化剂温度升高到所述第二再生温度之后的所述氨滑移的量大于氨滑移阈值,通过所述控制器将所述SCR催化剂维持在所述第二再生温度持续一段时间。
16.根据权利要求11-14中任一项所述的方法,还包括:
响应于在将所述SCR催化剂温度升高到所述第二再生温度之后的所述氨滑移的量小于氨滑移阈值,通过所述控制器使所述SCR催化剂温度升高到所述高再生温度;以及
通过所述控制器将所述SCR催化剂维持在所述高再生温度持续一段时间。
17.根据权利要求11-14中任一项所述的方法,还包括:
响应于在将所述SCR催化剂温度升高到所述第二再生温度之后的所述氨滑移的量小于氨滑移阈值,通过所述控制器确定自先前的高温再生以来的时间间隔是否大于时间间隔阈值;
响应于所述时间间隔小于所述时间间隔阈值,由所述控制器等待直到所述时间间隔等于或大于所述时间间隔阈值;
通过所述控制器使所述SCR催化剂温度升高到所述高再生温度;以及
通过所述控制器将所述SCR催化剂维持在所述高再生温度持续一段时间。
18.一种确定氨滑移的发生的方法,包括:
在将选择性催化还原催化剂即SCR催化剂的温度升高到第一再生温度之前,通过控制器确定所述SCR催化剂的预反应性再生SCR催化转化效率;
通过所述控制器将氨与NOX的比率设定为1;
通过所述控制器确定所述SCR催化剂的当前SCR催化转化效率;以及
响应于所述当前SCR催化转化效率与先前SCR催化转化效率之间的差值小于阈值,通过所述控制器设定指示氨滑移正在发生的滑移标志。
19.根据权利要求18所述的方法,还包括:
响应于所述差值小于所述阈值,通过所述控制器将所述氨与NOX的比率降低偏移量。
20.根据权利要求18所述的方法,还包括:
响应于确定所述差值大于所述阈值,通过所述控制器增加无滑移持续时间计时器。
21.根据权利要求20所述的方法,还包括:
基于所述无滑移持续时间计时器,通过所述控制器确定无滑移计数器持续时间;
响应于所述无滑移计数器持续时间大于阈值,通过所述控制器去除先前的滑移标志;以及
通过所述控制器将所述氨与NOX的比率设定为1。
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WO (1) WO2021113119A1 (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102817685A (zh) * 2011-06-09 2012-12-12 福特环球技术公司 用于排气系统的NOx传感器的过滤方法和过滤器
CN104847460A (zh) * 2014-02-14 2015-08-19 道依茨股份公司 用于净化柴油发动机废气的方法
CN106014556A (zh) * 2015-03-26 2016-10-12 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5163754B2 (ja) * 2009-01-07 2013-03-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US8893475B2 (en) * 2010-03-11 2014-11-25 Cummins Inc. Control system for doser compensation in an SCR system
US9261006B2 (en) * 2013-03-01 2016-02-16 Cummins Ip, Inc. Apparatus, method and system for diagnosing reductant deposits in an exhaust aftertreatment system
US10301996B2 (en) * 2015-10-08 2019-05-28 Cummins Emission Solutions Inc. System and method for varying reductant delivery pressure to aftertreatment systems
US10352215B2 (en) * 2017-08-29 2019-07-16 Caterpillar Inc. Method and system for modeling reductant deposit growth

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102817685A (zh) * 2011-06-09 2012-12-12 福特环球技术公司 用于排气系统的NOx传感器的过滤方法和过滤器
CN104847460A (zh) * 2014-02-14 2015-08-19 道依茨股份公司 用于净化柴油发动机废气的方法
CN106014556A (zh) * 2015-03-26 2016-10-12 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置

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