JP6689960B2 - 排気ガス流の処理のための方法および排気処理システム - Google Patents
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Description
4NH3+4NO+O2←→4N2+6H2O (i)
4NH3+2NO+2NO2+←→2N2+3H2O (ii)
6NO2+8NH3←→7N2+12H2O (iii)
8NO2+6NH3→7N2O+9H2O (iv)
4NO2+4NH3+O2→4N2O+6H2O (v)
− 選択触媒還元触媒SCR;
− 下流にスリップ触媒SCが続く選択触媒還元触媒SCRであって、スリップ触媒SCは、添加剤の残留物を酸化させるように配置されており、および/または、排気流303の中の窒素酸化物NOxの追加的な還元によって選択触媒還元触媒SCRを支援するように配置されている、選択触媒還元触媒SCR;および、
− スリップ触媒SCであって、一次的に、窒素酸化物NOxの還元のために配置され、二次的に、排気流303の中の添加剤の酸化のために配置されている、スリップ触媒SC
の群からの1つを含む。
NH3+O2→N2; (vi)
および
NOx+NH3→N2+H2O (vii)
ここで、等式viによる反応は、添加剤の酸化、たとえば、アンモニアを含み得る添加剤の残留物の酸化を提供する。等式viiによる反応は、窒素酸化物NOxの還元をもたらす。
Claims (42)
- 排気流(303)の処理のための方法であって、前記排気流(303)は、燃焼エンジン(301)の中の燃焼から結果として生じ、排気処理システム(350)を通過し、窒素酸化物NOxを含み、前記窒素酸化物NOxは、一酸化窒素NOおよび二酸化窒素NO2を含む、方法において、
前記排気流(303)の中の窒素、炭素、および水素のうちの1つまたは複数を含む化合物の第1の酸化(210)であって、前記排気処理システム(350)の中に配置されている第1の酸化触媒(310)によって実施される、第1の酸化(210)と、
前記第1の酸化触媒(310)から出る二酸化窒素NO2_1の第1の量と窒素酸化物NOx_1の第1の量との間の比率に関する値(NO2_1/NOx_1)detの決定(220)と、
第1の投与デバイス(371)の使用による、前記排気流(303)の中への第1の添加剤の第1の供給(230)であって、前記第1の投与デバイス(371)は、前記第1の酸化触媒(310)の下流に配置されており、前記第1の供給(230)は、前記比率に関する前記決定された値(NO2_1/NOx_1)detに基づいてアクティブに制御される、第1の供給(230)と、
触媒フィルタ(320)の中の触媒反応を介した、窒素酸化物NOx_1の少なくとも前記第1の量の第1の還元(240)であって、前記触媒フィルタ(320)は、前記第1の投与デバイス(371)の下流に配置されており、前記触媒フィルタ(320)は、還元特性を有する少なくとも部分的に触媒のコーティングを備えた微粒子フィルタから構成されており、前記微粒子フィルタは、スート粒子を捕らえて酸化させるように配置されており、また、窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の前記第1の還元を実施するように配置されており、前記第1の還元に関する触媒反応は、前記第1の添加剤を使用する、第1の還元(240)と、
第2の投与デバイス(372)の使用による、前記排気流(303)の中への第2の添加剤の第2の供給(260)であって、前記第2の投与デバイス(372)は、前記触媒フィルタ(320)の下流に配置されている、第2の供給(260)と、
還元触媒デバイス(330)に到達する窒素酸化物NO x_2 の第2の量の第2の還元(270)であって、前記還元触媒デバイス(330)は、前記第2の投与デバイス(372)の下流に配置されており、前記第2の還元は、前記第1の添加剤および/または前記第2の添加剤を使用する、第2の還元(270)と
を含む、方法。 - 前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御は、前記還元触媒デバイス(330)に到達する二酸化窒素NO2_2の第2の量と窒素酸化物NOx_2の第2の量との間の第2の比率に関する決定された値(NO2_2/NOx_2)detにも基づいている、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の添加剤の前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御は、前記触媒フィルタ(320)の中で実施される、窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の前記第1の還元(240)のアクティブ制御をもたらす、請求項1または2に記載の方法。
- 窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の前記第1の還元(240)は、前記第1の添加剤が前記触媒フィルタ(320)の中の窒素酸化物NOx_1の前記第1の量と反応することによって実現される、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の前記第1の還元(240)は、窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の中に含まれる二酸化窒素NO2_1の第1の量が、前記触媒フィルタ(320)の中の前記スート粒子の前記酸化において前記スート粒子と反応することによって実現され、前記第1の添加剤の前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御は、前記触媒フィルタ(320)の中のスートの量に基づいている、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記比率に関する前記決定された値(NO2_1/NOx_1)detが、上側閾値(NO2_1/NOx_1)threshold_high以上である場合に((NO2_1/NOx_1)det≧(NO2_1/NOx_1)threshold_high)、前記アクティブ制御が、前記触媒フィルタ(320)の中の窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の第1の還元の減少を与えるように、前記第1の添加剤の前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御が実施される、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の前記第1の還元の減少は、前記第1の添加剤の前記第1の供給(230)の減少をもたらす前記アクティブ制御によって実現される、請求項6に記載の方法。
- 前記上側閾値(NO2_1/NOx_1)threshold_highは、
45%;
50%;
60%;および、
>65%
の群からの1つを表す値を有する、請求項6または7に記載の方法。 - 前記上側閾値(NO2_1/NOx_1)threshold_highは、前記触媒フィルタ(320)および/または還元触媒デバイス(330)の温度の表現に依存する値を有しており、前記還元触媒デバイス(330)は、前記触媒フィルタ(320)の下流に配置されている、請求項6から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒フィルタ(320)の中に含まれる前記少なくとも部分的に触媒のコーティングは、酸化特性も有する、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記排気流(303)の中の窒素、炭素、および水素のうちの1つまたは複数を含む化合物の第2の酸化(250)をさらに含み、前記第2の酸化(250)は、第2の酸化触媒(311)によって実施され、前記第2の酸化触媒(311)は、前記触媒フィルタ(320)の下流に配置されていて、
前記第2の投与デバイス(372)は、前記第2の酸化触媒(311)の下流に配置されている、請求項1に記載の方法。 - 前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御は、前記還元触媒デバイス(330)に到達する二酸化窒素NO2_2の第2の量と窒素酸化物NOx_2の第2の量との間の第2の比率に関する決定された値(NO2_2/NOx_2)detにも基づいている、請求項11に記載の方法。
- 前記第1の添加剤の前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御は、前記触媒フィルタ(320)の中で実施される、窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の前記第1の還元(240)のアクティブ制御をもたらす、請求項10から12のいずれか一項に記載の方法。
- 窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の前記第1の還元(240)は、前記第1の添加剤が前記触媒フィルタ(320)の中の窒素酸化物NOx_1の前記第1の量と反応することによって実現される、請求項10から13のいずれか一項に記載の方法。
- 窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の前記第1の還元(240)は、窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の中に含まれる二酸化窒素NO2_1の第1の量が、前記触媒フィルタ(320)の中の前記スート粒子の前記酸化において前記スート粒子と反応することによって実現され、前記第1の添加剤の前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御は、前記触媒フィルタ(320)の中のスートの量に基づいている、請求項10から14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記比率に関する前記決定された値(NO2_1/NOx_1)detが、上側閾値(NO2_1/NOx_1)threshold_high以上である場合に((NO2_1/NOx_1)det≧(NO2_1/NOx_1)threshold_high)、前記第1の添加剤の前記アクティブ制御が前記触媒フィルタ(320)の中の窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の第1の還元の減少を与えるように、前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御が実施される、請求項10から15のいずれか一項に記載の方法。
- 窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の前記第1の還元の減少は、前記第1の添加剤の前記第1の供給(230)の減少をもたらす前記アクティブ制御によって実現される、請求項16に記載の方法。
- 前記上側閾値(NO2_1/NOx_1)threshold_highは、
45%;
50%;
60%;および、
>65%
の群からの1つを表す値を有する、請求項16または17に記載の方法。 - 前記上側閾値(NO2_1/NOx_1)threshold_highは、前記触媒フィルタ(320)および/または還元触媒デバイス(330)の温度の表現に依存する値を有しており、前記還元触媒デバイス(330)は、前記触媒フィルタ(320)の下流に配置されている、請求項16から18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記比率に関する前記決定された値(NO2_1/NOx_1)detが、下側閾値(NO2_1/NOx_1)threshold_low以下である場合に((NO2_1/NOx_1)det≦(NO2_1/NOx_1)threshold_low)、窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の第1の還元の増加が前記触媒フィルタ(320)の中で実施されるように、前記第1の添加剤の前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御が実施される、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アクティブ制御は前記第1の添加剤の前記第1の供給(230)を増加させるので、窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の前記第1の還元の増加が実現される、請求項20に記載の方法。
- 前記下側閾値(NO2_1/NOx_1)threshold_lowは、
50%;
45%;
30%;
20%;および、
10%
の群からの1つを表す値を有する、請求項20または21に記載の方法。 - 前記下側閾値(NO2_1/NOx_1)threshold_lowは、前記触媒フィルタ(320)および/または還元触媒デバイス(330)の温度の表現に依存する値を有しており、前記還元触媒デバイス(330)は、前記触媒フィルタ(320)の下流に配置されている、請求項20から22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御は、前記第2の比率に関する前記決定された値(NO2_2/NOx_2)detに基づいており、前記第2の比率に関する高い決定された値(NO2_2/NOx_2)detが、低い決定された値(NO2_2/NOx_2)detがもたらすものよりも少ない添加剤の供給をもたらすようになっている、請求項2または12に記載の方法。
- 前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御は、前記還元触媒デバイス(330)に到達する二酸化窒素NO2_2の第2の量と窒素酸化物NOx_2の第2の量との間の第2の比率に関する決定された値(NO2_2/NOx_2)detに基づいており、前記還元触媒デバイス(330)は、前記触媒フィルタ(320)の下流に配置されており、
前記比率に関する前記決定された値(NO2_2/NOx_2)detが、下側閾値(NO2_2/NOx_2)threshold_low以下である場合に((NO2_2/NOx_2)det≦(NO2_2/NOx_2)threshold_low)、窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の第1の還元の増加が前記触媒フィルタ(320)の中で実施されるように、前記第1の添加剤の前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御が実施される、請求項1から24のいずれか一項に記載の方法。 - 前記アクティブ制御は前記第1の添加剤の前記第1の供給(230)を増加させるので、窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の前記第1の還元の増加が実現される、請求項25に記載の方法。
- 前記下側閾値(NO2_2/NOx_2)threshold_lowは、
50%;
45%;
30%;
20%;および、
10%
の群からの1つを表す値を有する、請求項25または26に記載の方法。 - 前記下側閾値(NO2_2/NOx_2)threshold_lowは、前記触媒フィルタ(320)および/または前記還元触媒デバイス(330)の温度の表現に依存する値を有する、請求項25から27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御は、前記還元触媒デバイス(330)に到達する二酸化窒素NO2_2の第2の量と窒素酸化物NOx_2の第2の量との間の第2の比率に関する決定された値(NO2_2/NOx_2)detに基づいており、前記還元触媒デバイス(330)は、前記触媒フィルタ(320)の下流に配置されており、
前記比率に関する前記決定された値(NO2_2/NOx_2)detが、上側閾値(NO2_2/NOx_2)threshold_high以上である場合に((NO2_2/NOx_2)det≧(NO2_2/NOx_2)threshold_high)、窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の第1の還元の減少が前記触媒フィルタ(320)の中で実施されるように、前記第1の添加剤の前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御が実施される、請求項1から28のいずれか一項に記載の方法。 - 前記アクティブ制御が前記第1の添加剤の前記第1の供給(230)を減少させることによって、窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の前記第1の還元の減少が実現される、請求項29に記載の方法。
- 前記上側閾値(NO2_2/NOx_2)threshold_highは、
45%;
50%;
60%;および、
65%
の群からの1つを表す値を有する、請求項29または30に記載の方法。 - 前記上側閾値(NO2_2/NOx_2)threshold_highは、前記触媒フィルタ(320)および/または前記還元触媒デバイス(330)の温度の表現に依存する値を有する、請求項29から31のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御は、前記触媒フィルタ(320)および/または還元触媒デバイス(330)に関する添加剤のためのカバー度にも基づいており、前記還元触媒デバイス(330)は、前記触媒フィルタ(320)の下流に配置されている、請求項1から32のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御は、また、前記触媒フィルタ(320)および/または還元触媒デバイス(330)に関する少なくとも1つの触媒特性に基づいており、前記還元触媒デバイス(330)は、前記触媒フィルタ(320)の下流に配置されている、請求項1から33のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の供給(230)の前記アクティブ制御は、前記触媒フィルタ(320)および/または還元触媒デバイス(330)の温度の表現にも基づいており、前記還元触媒デバイス(330)は、前記触媒フィルタ(320)の下流に配置されている、請求項1から34のいずれか一項に記載の方法。
- 前記比率に関する前記決定された値(NO2_1/NOx_1)detは、
予測された値;
モデル化された値;および、
測定された値
の群からの1つから構成されている、請求項1から35のいずれか一項に記載の方法。 - プログラムコードを含むコンピュータプログラムであって、前記プログラムコードは、前記プログラムコードがコンピュータの中で実行されたとき、前記コンピュータが請求項1から36のいずれか一項に記載の方法を実施することを実現する、コンピュータプログラム。
- コンピュータ可読媒体および請求項37に記載のコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータ可読媒体の中に含まれている、コンピュータプログラム製品。
- 排気流(303)の処理のために配置されている排気処理システム(350)であって、前記排気流(303)は、燃焼エンジン(301)の中の燃焼から結果として生じ、また、窒素酸化物NOxを含み、前記窒素酸化物NOxは、一酸化窒素NOおよび二酸化窒素NO2を含む、排気処理システム(350)において、
前記排気流(303)の中の窒素、炭素、および水素のうちの1つまたは複数を含む化合物を酸化させる(210)ために、前記排気処理システム(350)の中に配置されている第1の酸化触媒(310)と、
前記第1の酸化触媒(310)から出る二酸化窒素NO2_1の第1の量と窒素酸化物NOx_1の第1の量との間の比率に関する値(NO2_1/NOx_1)detの決定(220)、および、
前記比率に関する前記決定された値(NO2_1/NOx_1)detに基づいた、前記排気流(303)の中への第1の添加剤の第1の供給(230)を実施するために前記第1の酸化触媒(310)の下流に配置されている第1の投与デバイス(371)のアクティブ制御(230)
を提供するように配置されている、制御デバイス(380)と、
前記第1の投与デバイス(371)の下流に配置されている触媒フィルタ(320)であって、還元特性を有する少なくとも部分的に触媒のコーティングを備えた微粒子フィルタから構成されており、前記微粒子フィルタは、スート粒子を捕らえて酸化させるように配置されており、また、窒素酸化物NOx_1の前記第1の量の第1の還元(250)を実施するように配置されており、前記第1の還元に関する触媒反応は、前記第1の添加剤を使用する、触媒フィルタ(320)と、
前記排気流(303)の中への第2の添加剤の第2の供給(260)を実施するために、前記触媒フィルタ(320)の下流に配置されている第2の投与デバイス(372)と、
還元触媒デバイス(330)に到達する窒素酸化物NO x_2 の第2の量の第2の還元(270)を実施するために、前記第2の投与デバイス(372)の下流に配置されている還元触媒デバイス(330)であって、前記第2の還元は、前記第1の添加剤および/または前記第2の添加剤を使用する、還元触媒デバイス(330)と
を含む、排気処理システム(350)。 - 前記触媒フィルタの中に含まれている前記少なくとも部分的に触媒のコーティングは、酸化特性も有する、請求項39に記載の排気処理システム。
- 前記排気流(303)の中の窒素、炭素、および水素のうちの1つまたは複数を含む化合物の第2の酸化(250)を実施するために、前記触媒フィルタ(320)の下流に配置されている第2の酸化触媒(311)をさらに含み、
前記第2の投与デバイス(372)は前記第2の酸化触媒(311)の下流に配置されている、請求項39に記載の排気処理システム(350)。 - 前記還元触媒デバイス(330)は、
選択触媒還元触媒(SCR);
下流にスリップ触媒(SC)が続く選択触媒還元触媒(SCR)であって、前記スリップ触媒(SC)は、添加剤の残留物を酸化させるように配置されている、かつ/または、前記排気流(303)の中の窒素酸化物NOxの追加的な還元によって前記選択触媒還元触媒(SCR)を支援するように配置されている、選択触媒還元触媒(SCR)
の群からの1つを含む、請求項39から41のいずれか一項に記載の排気処理システム(350)。
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