JP2011511898A - 再循環NOxを用いたディーゼル微粒子フィルタのNO2利用再生のための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図4
Description
C=定数
[NO2]=反応に関与するDPF内のNO2の濃度
T=反応温度
E=活性化エネルギー
R=普遍気体定数
アルファ、ベータ、ガンマは指数である。
(A)DPFが効果的にクリーニングされる。DPFのクリーニングのための様々な適当な方法は周知であり、DPFをクリーニングするのに使用される特定の方法は、この方法がかなり一貫した結果をもたらさなければならず、同じ方法が一貫して使用されるべきであることを除いて、特に重要であるとは考えられない。
(B)ステップ(A)に続いて、検討対象のシステムで通常、再生が開始される煤煙捕集量の少なくとも90%までDPFで捕集が行われる。DPFで捕集を行うための特定条件および方法は、かなり一貫した結果をもたらすべきであり、同じ条件および方法が一貫して使用されるべきである。
(C)ステップ(B)に続いて、DPFを効果的に再生するのに必要な時間に対して有意であるがこれを超えることのない時間にわたって、有効NO2供給強化のNO2利用再生など、調査対象の方法によってDPFが再生される(「調査的再生」)。再生中の煤煙除去全体が測定される。
(D)ステップ(C)に続いて、DPFが再び効果的にクリーニングされる。
(E)ステップ(D)に続いて、調査的再生と同じ開始時煤煙捕集量まで(あるいは妥当な捕集量近くまで)DPFで捕集が行われる。
(F)ステップ(E)に続いて、調査的再生の時間と等しい時間、相対的再生方法によってDPFが再生される(「相対的再生」)。相対的再生は、DPFの入口でのNOxレベルがDPFの再生に対して有意であるレベルまで低下していることを除いて、調査的再生と同一の方法で実施される。相対的再生の終了時に、煤煙除去合計が測定される。
(G)相対的再生による煤煙除去合計が調査的再生の煤煙除去合計で割られて、調査的再生中にガス中のO2分子による酸化によりDPFから除去されてCOおよびCO2分子を生成する煤煙質量の最大画分が決定される。
11 ディーゼル微粒子フィルタ
12 煤煙
21 EATS(排気後処理システム)
23 ディーゼルエンジン
25 DPF(ディーゼル微粒子フィルタ)
29 導管
31 分岐ポイント
33 吐出ポイント
35 噴射ポイント
37 噴射領域
39,41 反応領域
43 DOC(ディーゼル酸化触媒)
43’ DOC2(ディーゼル酸化触媒2)
45 入口
47 加熱機構
49 SCR(選択的触媒還元後処理装置)
51 空気/O2ライン
52 温度モニタ
53 制御装置
55,56,57 バルブ
59 圧力センサ機構
61 燃料噴射システム
63 ターボチャージャ
65 EGRバルブ
67 機械的手段
69 排気ライン
Claims (32)
- 再循環NOxを用いてディーゼル微粒子フィルタ(DPF)のNO2利用再生を実施するための方法であって、
CO、CO2、NOが生成されるように前記DPF内の煤煙をNO2で酸化することにより前記DPFを再生することと、
分岐ポイントから前記分岐ポイントの上流のポイントまで少なくとも一部のNOを再循環させることと、
前記再循環NOをO2と反応させることによりNO2を生成することと、
を包含し、
前記DPFの再生中に、前記DPF内の煤煙を酸化する前記NO2の少なくとも一部が再循環NOから生成される、
方法。 - 触媒作用DPFにおいて前記再循環NOをO2と反応させることによりNO2を生成することを包含する、請求項1に記載の方法。
- 再生中に前記DPFと前記DPFの入口の直近のNOx含有ガス流との少なくとも一方の温度が約500℃であるように前記温度を制御することを包含する、請求項2に記載の方法。
- 再生中に前記DPFと前記DPFの入口の直近のNOx含有ガス流との少なくとも一方の温度を約450℃より上に維持することを包含する、請求項3に記載の方法。
- 再生中に触媒の存在下で前記再循環NOをO2と反応させることを包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記分岐ポイントの上流においてディーゼル酸化触媒(DOC)の上流にNOを再循環させることを包含する、請求項5に記載の方法。
- 空気とO2の少なくとも一方を前記DPFの上流に噴射することを包含する、請求項6に記載の方法。
- NOの再循環を中止することを包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記DPFの上流においてエンジンのシリンダの局所的火炎温度を調節してNOx発生を調節することを包含する、請求項1に記載の方法。
- 空気とO2の少なくとも一方を噴射することを包含する、請求項1に記載の方法。
- 再循環NOxを用いてディーゼル微粒子フィルタ(DPF)のNO2利用再生を実施するための排気後処理システムであって、
NOx含有排気ガス流を前記エンジンから受け取るように構成された、ディーゼルエンジンの下流のDPFと、
分岐ポイントから前記分岐ポイントの上流のポイントまで少なくとも一部のNOを含むガスの再循環を可能にするための導管と、
再循環NOをO2と反応させて、前記DPF内の煤煙を酸化するのに適したNO2を生成するように構成された反応領域と、
を包含する排気後処理システム。 - 前記反応領域が、空気とO2の少なくとも一方が噴射されて前記再循環NOと混合され、NO2を生成する領域を包含する、請求項11に記載の排気後処理システム。
- 前記反応領域が、前記再循環NOが触媒の存在下でO2と反応してNO2を生成する領域を包含する、請求項11に記載の排気後処理システム。
- 前記触媒が前記DPF内の触媒を包含する、請求項13に記載の排気後処理システム。
- 前記触媒が、前記DPFの上流のディーゼル酸化触媒(DOC)を包含する、請求項13に記載の排気後処理システム。
- 前記DOCの入口の温度を制御するための加熱機構を包含する、請求項15に記載の排気後処理システム。
- 温度モニタと、前記NO2が前記DPF内の煤煙を酸化する前記DPFの能動的NO2利用再生の間に、前記DPFの入口の温度が約500℃であるように前記温度を制御するための制御装置とを包含する、請求項11に記載の排気後処理システム。
- 前記DPFの入口の温度を制御するための加熱機構を包含する、請求項11に記載の排気後処理システム。
- 前記導管にバルブを包含し、全開と全閉とを含む複数の位置に前記バルブが調節可能である、請求項11に記載の排気後処理システム。
- 全開と全閉との間の位置へ前記バルブの位置を制御するように構成された制御装置を包含する、請求項19に記載の排気後処理システム。
- 前記導管においてガスを機械的に再循環させるための手段を包含する、請求項10に記載の排気後処理システム。
- 再循環NO2を用いてディーゼル微粒子フィルタ(DPF)のNO2利用再生を実施するための方法であって、
CO、CO2、NOが生成されて前記DPFに少なくともCO、CO2、NO、NO2が存在するように、前記DPF内の煤煙をNO2で酸化することにより前記DPFを再生することと、
分岐ポイントから前記分岐ポイントの上流まで少なくとも一部のNO2を再循環させることと、
を包含し、
前記DPFの再生中に、前記DPF内の煤煙を酸化する前記NO2の少なくとも一部が再循環NO2である、
方法。 - 再循環NO2を用いてディーゼル微粒子フィルタ(DPF)のNO2利用再生を実施するための排気後処理システムであって、
ディーゼルエンジンからNOx含有排気ガス流を受け取るように構成された、前記エンジンの下流のDPFと、
分岐ポイントから前記分岐ポイントの上流の吐出ポイントまでの少なくとも一部のNO2を含むガスの再循環を可能にして、再循環NO2による前記DPF内の煤煙の酸化を可能にするための導管と、
を包含する排気後処理システム。 - ディーゼル微粒子フィルタ(DPF)を再生する方法であって、
CO、CO2、NOが生成されるように前記DPF内の煤煙をNO2で酸化することにより前記DPFを再生することと、分岐ポイントから前記分岐ポイントの上流のポイントまで少なくとも一部のNOを再循環させることと、前記再循環NOをO2と反応させることによりNO2を生成することとを包含して、前記DPFの再生中に前記DPF内の煤煙を酸化する前記NO2の少なくとも一部が再循環NOから生成される、再循環NOxを用いてディーゼル微粒子フィルタのNO2利用再生を実施することにより前記DPFを少なくとも部分的に再生する第1再生を実施することと、
従来のNO2利用再生と、有効NO2供給強化の能動的NO2利用再生と、能動的O2利用再生のうち少なくとも一つを実施することにより、前記DPFを少なくとも部分的に再生する第2再生を実施することと、
を包含する方法。 - 前記第2再生の前に前記第1再生が実施される、請求項24に記載の方法。
- 前記第2再生の後に前記第1再生が実施される、請求項24に記載の方法。
- 前記第2再生中に、少なくとも一部のNOが再循環されて、再循環NOをO2と反応させることによりNO2を生成し、前記第2再生中に、前記DPF内の煤煙の少なくとも一部が再循環NOから生成されたNO2により酸化される、請求項24に記載の方法。
- ディーゼル微粒子フィルタ(DPF)を再生する方法であって、
CO、CO2、NOが生成されて前記DPF内に少なくともCO、CO2、NO、NO2が存在するように前記DPF内の煤煙をNO2により酸化することにより前記DPFを再生することと、少なくとも一部のNO2を分岐ポイントから前記分岐ポイントの上流まで再循環させることとを包含し、前記DPFの再生中に前記DPF内の煤煙を酸化する前記NO2の少なくとも一部が再循環NO2である、再循環NO2を用いてディーゼル微粒子フィルタのNO2利用再生を実施することにより前記DPFを少なくとも部分的に再生する第1再生を実施することと、
従来のNO2利用再生と、有効NO2供給強化の能動的NO2利用再生と、能動的O2利用再生とのうち少なくとも一つを実施することにより、前記DPFを少なくとも部分的に再生する第2再生を実施することと、
を包含する方法。 - 前記第2再生の前に前記第1再生が実施される、請求項28に記載の方法。
- 前記第2再生の後に前記第1再生が実施される、請求項28に記載の方法。
- 前記第2再生中に少なくとも一部のNO2が再循環され、前記第2再生中に前記DPF内の前記煤煙の少なくとも一部が再循環NO2により酸化される、請求項28に記載の方法。
- 空気とO2の少なくとも一方を排気ガス流に噴射することを包含する、ディーゼル微粒子フィルタの再生を強化するための方法。
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