RU2524165C2 - Способ очистки выхлопного газа дизельного двигателя - Google Patents

Способ очистки выхлопного газа дизельного двигателя Download PDF

Info

Publication number
RU2524165C2
RU2524165C2 RU2011138296/06A RU2011138296A RU2524165C2 RU 2524165 C2 RU2524165 C2 RU 2524165C2 RU 2011138296/06 A RU2011138296/06 A RU 2011138296/06A RU 2011138296 A RU2011138296 A RU 2011138296A RU 2524165 C2 RU2524165 C2 RU 2524165C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
selective catalytic
palladium
catalytic reduction
oxide
Prior art date
Application number
RU2011138296/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011138296A (ru
Inventor
Иоаннис ГЕКАС
Кельд ЙОХАНСЕН
Original Assignee
Хальдор Топсеэ А/С
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=42077443&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2524165(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Хальдор Топсеэ А/С filed Critical Хальдор Топсеэ А/С
Publication of RU2011138296A publication Critical patent/RU2011138296A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2524165C2 publication Critical patent/RU2524165C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F01N3/0253—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9477—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on separate bricks, e.g. exhaust systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0093—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are of the same type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F01N3/106—Auxiliary oxidation catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2067—Urea
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/208—Hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1021—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1023—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20707—Titanium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20723—Vanadium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20738—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20761—Copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/40—Mixed oxides
    • B01D2255/407—Zr-Ce mixed oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/50—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/915—Catalyst supported on particulate filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/20—Vanadium, niobium or tantalum
    • B01J23/22—Vanadium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/064—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/072—Iron group metals or copper
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/08—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a pressure sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

Изобретение относится к способу очистки выхлопных газов дизельного двигателя в системе, которая включает в себя устройство для селективного каталитического восстановления и дизельный сажевый фильтр, предпочтительно, по меньшей мере, частично покрытый каталитическим слоем, установленный ниже по ходу потока устройства селективного каталитического восстановления. Устройство для каталитического окисления установлено выше по ходу потока устройства для селективного каталитического восстановления и/или между устройством селективного каталитического восстановления и дизельным сажевым фильтром. Устройство для инжекции контролируемого количества восстановителя устанавливается на входе в устройство для селективного каталитического восстановления, и устройство для инжекции контролируемого количества углеводорода устанавливается перед каталитическим окислением. Техническим результатом изобретения является обеспечение эффективного удаления частиц и регенерации фильтра. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к очистке выхлопного газа дизельного двигателя. Частицы, не полностью сгоревшие углеводороды, оксид углерода, СО, и оксиды азота, NOx, удаляются из выхлопного газа.
Настоящее изобретение, в частности, относится к способу очистки, включающему эффективный, но при этом простой способ регенерации фильтра.
Способы очистки выхлопных газов уже известны. В US 6,863,874 описывается способ, в котором примеси выхлопного газа удаляются окислением с последующей фильтрацией, где сажа окисляется диоксидом азота и кислородом. Далее ниже по ходу потока восстановитель инжектируется во впускное отверстие абсорбера NOx, и впоследствии устанавливается трехкомпонентный нейтрализатор или катализатор для селективного восстановления.
Другой процесс раскрывается в US 6,696,031, где примеси удаляются окислением, фильтрацией и селективным каталитическим восстановлением (СКВ). Аммиак инжектируется выше окисления или СКВ по ходу потока, и далее, выше этого по ходу потока, устанавливается катализатор предварительного окисления, на который может подаваться углеводород. Компьютер должен контролировать оба потока аммиака.
Примеси выхлопного газа согласно способу, описанному в US 6,871,489, удаляются путем пропускания газа через катализатор окисления, охлаждающее устройство, оснащенное отводом, секцию СКВ, включающую инжекцию мочевины, через нагреватель и, в конечном счете, через дизельный сажевый фильтр. В этом случае, фильтр должен быть регенерирован повышением температуры фильтра путем увеличения теплоты, отводимой от нагревателя.
Эти процессы являются либо сложными, энергозатратными, либо отличаются медленным разложением мочевины, одновременно с медленным каталитическим восстановлением NOx при холодном старте двигателя.
Основная задача настоящего изобретения состоит в обеспечении процесса очистки, который отличается эффективным удалением частиц, не полностью сгоревших углеводородов, оксида углерода, СО, и оксидов азота, NOx, из выхлопного газа, а также регенерацией фильтр, и в то же время является очень простым.
Настоящее изобретение обеспечивает способ очистки выхлопного газа дизельного двигателя в системе, которая содержит устройство для селективного каталитического восстановления и дизельный сажевый фильтр, желательно, по меньшей мере, частично покрытый каталитическим слоем и установленный ниже по ходу потока устройства для селективного каталитического восстановления. Устройство для каталитического окисления устанавливается выше по ходу потока устройства для селективного каталитического восстановления и/или между устройством для селективного каталитического восстановления и катализированным дизельным сажевым фильтром. Устройство инжекции контролируемого количества восстановителя устанавливается на входе в устройство для селективного каталитического восстановления, и устройство инжекции контролируемого количества углеводорода устанавливается на входе в устройство каталитического окисления.
Настоящее изобретение обеспечивает пассивную регенерацию катализированного дизельного сажевого фильтра прекращением инжекции восстановителя, и катализированный дизельный сажевый фильтр активно регенерируется открытием для инжекции углеводорода впускного отверстия, по меньшей мере, одного устройства для каталитического окисления и, при необходимости, закрытием для инжекции восстановителя. Фильтр пассивно регенерируется под воздействием NO2 при температуре до 500°С и активно регенерируется при температуре от 500 до 700°С.
Восстановителем является аммиак, водный раствор аммиака, мочевина, водный раствор мочевины, циануровая кислота. Другие потенциальные реагенты на основе азота включают аммелид, аммелин, цианат аммония, биурет, карбамат аммония, карбонат аммония, формиат аммония, меламин и трицианомочевина. Предпочтительными являются аммиак, водный раствор аммиака, мочевина, водный раствор мочевины, циануровая кислота.
Углеводород представляет собой топливо, предпочтительно топливо для дизельного двигателя. Селективное каталитическое восстановление происходит в присутствии катализатора на основе ванадия, либо катализатора на основе цеолита, или функционализированной подкисленной смеси оксидов неблагородных металлов. Катализатор на основе ванадия представляет собой оксид ванадия на оксиде титана с возможным добавлением оксидов вольфрама или молибдена. Катализатор на основе цеолита включает бета-цеолит, модифицированный медью и/или железом, ZSM-5 или хабазит, и функционализированная подкисленная смесь оксидов неблагородных металлов содержит подкисленные смеси оксидов церия-циркония и смеси оксидов циркония-титана. Катализатор на основе ванадия применяется при температурах от 150°С до 550°С, и катализатор на основе цеолита или катализатор на основе подкисленной смеси неблагородных металлов применяется при температурах от 150°С до 800°С.
Когда первый катализатор окисления устанавливается выше по ходу потока устройства селективного каталитического восстановления, и второй катализатор окисления устанавливается между устройством селективного каталитического восстановления и дизельным сажевым фильтром, тогда аммиак может инжектироваться на входе в первый катализатор окисления. Первый катализатор окисления содержит платину или палладий на активированном оксидом лантана оксиде алюминия, или платину и палладий на активированном оксидом кремния оксиде титана, либо платину и палладий на активированном оксидом циркония оксиде церия. Второй катализатор окисления содержит палладий на активированном оксидом лантана оксиде алюминия, или оксид палладия на активированном кремнием оксиде титана, либо палладий на активированном оксидом циркония оксиде церия, либо смесь оксидов меди и марганца или палладий на смеси оксидов меди и марганца.
Каталитический слой на дизельном сажевом фильтре содержит смесь оксидов неблагородных металлов в возможной комбинации с благородными металлами, такими как палладий и платина. Особый подходящий пример с палладием на смеси оксида циркония и оксида церия описывается в ЕР 1916029.
Измеряется перепад давления через фильтр, и полученный сигнал применяется для регулировки добавления восстанавливающего агента и добавления топлива.
Настоящее изобретение, кроме того, относится к системе осуществления вышеописанного способа.
Данная система обеспечивает быстрый холодный старт катализатора селективного восстановления и получение очень высокой степени превращения NOx. Посредством активного управления «включение/выключение» инжекцией восстанавливающего агента и углеводорода обеспечивается пассивная и активная регенерация катализированного фильтра.
Настоящее изобретение очень полезно для очистки выхлопного газа дизельного двигателя, который устанавливается в автотранспорте, в основном в машинах, микроавтобусах, грузовиках, а также самолетах. Также на энергостанциях, приводимых в действие дизельными двигателями, выхлопной газ может быть очищен предпочтительно способом по изобретению.
На Фиг.1 приведено схематическое изображение процесса очистки выхлопного газа в соответствии с известной технологией.
На Фиг.2 приведено схематическое изображение процесса очистки выхлопного газа в соответствии с одним предпочтительным вариантом выполнения способа по изобретению.
На Фиг.3 приведено схематическое изображение процесса очистки выхлопного газа в соответствии с другим предпочтительным вариантом выполнения способа по изобретению.
На Фиг.4 приведено схематическое изображение процесса очистки выхлопного газа в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом выполнения способа по изобретению.
Дизельные двигатели работают с избыточным воздухом и их газы содержат оксиды азота, NOx, оксиды углерода, СО, твердые частицы и не полностью выгоревшие карбоны, которые представляют риск для здоровья.
Изобретение, в сущности, включает три процесса в ходе обычной очистки выхлопного газа:
каталитическое окисление, при котором СО, NO и НС реагируют с O2 с образованием СО2, NO2, H2O и тепла.
селективное каталитическое восстановление, при котором NO и NO2, как правило, восстанавливаются с помощью NH3, с образованием N2 и Н2О.
и улавливание частиц в каталитически покрытом фильтре, где СО, С, НС, и возможно проскочивший NH3 окисляются до N2, CO2 и H2O.
Углерод в данном случае относится к твердым частицам или саже, расположенным на дизельном сажевом фильтре.
Однако когда происходит накопление частиц на фильтре, фильтр может быть регенерирован окислением диоксидом азота, оксидом неблагородного металла, содержащимся в покрытии фильтра или, при повышенных температурах, кислородом, содержащимся в выхлопном газе:
С и НС окисляются под воздействием NO, NO2 и/или O2, с образованием N2, CO2, И H2O.
В настоящее время используемая технология очистки выхлопных газов дизельного двигателя (известной технологии) отличается применением СКВ катализатора ниже по ходу потока катализированного фильтра, как показано на Фиг.1.
Выхлопной газ 1 движется от двигателя к катализатору окисления 2, окисленный выхлопной газ 3 затем поступает в дизельный сажевый фильтр 4. После этого восстановитель 5 инжектируется в выхлопной газ, и смешанный выхлопной газ 6 затем вводится в катализатор 7 для селективного каталитического восстановления, СКВ, после чего выхлопной газ 8 покидает катализатор 7 очищенным. Когда нужны повышенные температуры, углеводород 9 пост-инжектируется в двигатель или инжектируется в выхлопной газ 1 между двигателем и катализатором окисления 2. Это описывается ниже на схеме процесса (1).
Figure 00000001
где ДОК означает дизельный катализатор окисления, содержащий Pt для образования NO2, и сДСФ означает катализированный сажевый фильтр, который также может содержать Pt для образования NO2.
Мочевинаinj означает инжектируемый восстановитель, обычно водный раствор мочевины, zCKB это цеолитовый основный СКВ катализатор или функционализированная подкисленная смесь оксидов неблагородных металлов
В течение принудительной регенерации фильтра при температуре входа в фильтр около 600°С система будет выглядеть следующим образом:
Figure 00000002
где HCinj означает углеводород, который инжектируется в выхлопной газ двигателя и находится выше ДОК по ходу потока.
Пассивная регенерация копоти с NO2 происходит в конфигурации, показанной на схеме процесса (1).
Эта система имеет несколько недостатков. Нагрев и старт СКВ реакции при холодном старте являются медленными, и общее выделение NOx, также измеряемое в тестовом цикле, очень высоко. Старт так же медленный, так как для инжекции мочевины требуется минимум 200°С. Далее, zCKB катализатор должен быть способен выдерживать температуры регенерации фильтра, по меньшей мере, в 750°С, и работа с zCKB также обычно требует регулируемого соотношения NO2/NO, которое распределяется сДСФ, так как твердые частицы так же реагируют с NO2 в фильтре. Наконец, система очень дорогая.
Предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения показан на Фиг.2. Выхлопной газ 1 из двигателя проходит через катализатор окисления 2, катализатор 7 для селективного каталитического восстановления и на последнем шаге через дизельный сажевый фильтр 4. Восстановитель 5 инжектируется между окислительным катализатором 2 и СКВ катализатором 7. Углеводород 9 может вводится выше по ходу потока катализатора окисления 2.
Новая дизельная система выпуска отработавших с обратной конфигурацией, СКВ предшествует сДСФ, далее описывается на схеме процесса (3), приведенной ниже. Она, кроме того, содержит новое, специальное управление.
Figure 00000003
где zCKB означает СКВ катализатор на основе цеолита или катализатор на основе функционализированной подкисленной смеси оксидов благородных металлов, который выдерживает минимум 750°С.
сДСФ означает дизельный сажевый фильтр, предпочтительно с каталитическим покрытием. В этом варианте выполнения изобретения особенно предпочтительно применять покрытие на основе оксида неблагородного металла и палладия, как например в коммерчески доступном катализаторе ВМС-211 от Haldor Topsoe A/S и описанном в заявке на патент ЕР 1 916 029. Этот катализатор ограничивает возможное выделение NO2 и содействует выгоранию копоти в диапазоне температур 300-600°С.
ДОК означает дизельный катализатор окисления, который может иметь различные композиции. Этот катализатор представляет собой благородный металл(ы) на активированных металлооксидных носителях, который обычно наносится на монолитную основу подложки, как например, кордиерит, муллит-карбида кремния или фехраль. Обычно в нем содержится платина. Он содержит платину и палладий на активированном оксидом лантана оксиде алюминия, или платину и палладий на активированном оксидом кремния оксиде титана, или платину и палладий на активированном оксидом циркония оксиде церия
Настоящее изобретение обеспечивает эффективную регенерацию сажи фильтра эффективно как для пассивного, так и для активного состояния в дизельных выхлопных системах, где СКВ катализатор помещен ниже по ходу потока сДСФ. Настоящее изобретение, кроме того, обеспечивает высокую степень превращения NOx при холодном старте. Сгорание сажи с O2 в выхлопном газе происходит в диапазоне температур выше 575°С во время активной регенерации. Пассивная регенерация NO2, которое используется при сгорании сажи, происходит в диапазоне температур от 250 до около 450°С. В конечном итоге, пассивное каталитическое сжигание сажи так же может происходить в катализированном фильтре. В интервале температур 300-600°С катализатор на основе металла ВМС-211 может облегчить сгорание сажи.
Активная регенерация в системе (3) происходит при температуре на входе в фильтр около 620°С наряду с дизельной пост-инжекцией в двигатель при одновременной остановке инжекции мочевины, как показано описанном ниже процессе (4). В этой системе необходимо чтобы катализатор СКВ, например, цеолитовый СКВ катализатор, мог выдерживать температуру
Figure 00000004
У процесса (3) есть множество преимуществ по сравнению с настоящей технологией, но очевидно, что он имеет один недостаток, связанный с пассивной регенерацией фильтра диоксидом азота. Настоящее изобретение решает этот недостаток системы (3), состоящий в очень низкой концентрации NO2 ниже по ходу потока СКВ, по сравнению с системой, где катализатор СКВ находится ниже по ходу потока катализированного фильтра, как показано в известном технологическом процессе (1). Настоящее изобретение обеспечивает пассивную регенерацию сажевого фильтра с помощью NO2.
Настоящее изобретение также касается активного управления системами (3) или (4). Согласно настоящему изобретению концентрация NO2 временно повышается на короткие интервалы времени остановкой инжекции мочевины, соответственно NO2 образуется для пассивной регенерации, и можно сохранить дизельное топливо. Временное повышение NO2 начинается, когда перепад давления в катализированном фильтре увеличивается до заданного значения, и температура на входе в фильтр достигает заданного значения, которое должно составлять, по меньшей мере, 250°С. Затем система (3) функционирует как показано на схеме процесса (5).
Figure 00000005
В диапазоне температур около 300-400°С отношение NO2/NO будет оптимально для высокого содержания NO2. Концентрация NO2 и эффект пассивного сгорания сажи может быть в дальнейшем повышен временной остановкой рециркуляции выхлопного газа (EGR) двигателя, как показано на приведенной ниже схеме (6) одновременно с остановкой инжекции мочевины, как показано на схеме (5).
Figure 00000006
Дальнейшее улучшение системы (3) может быть достигнуто вводом аммиака (NH3) вместо мочевины, когда необходима теплота как для испарения воды, так и для разложения мочевины. Затем реакция СКВ может начаться при около 150°С, и катализатор СКВ может быть помещен намного ближе к катализатору дизельного окисления ДОК, так как смешивание NH3 может происходить внутри несколько сантиметровой выхлопной трубы длинной, например, 5 см.
Таким образом, на дороге и при тестировании любым циклом испытаний согласно государственным стандартам наблюдается пониженное выделение NOx из выхлопной системы.
Система с усовершенствованной пассивной регенерацией путем остановки инжекции NH3 показана в процессах (5) и (6).
Дальнейшее возможное улучшение системы (5) заключается в инжекции аммиака (NH3) выше по ходу потока ДОК. Благодаря этому образуется избыток NO2 в ДОК, и он применяется для пассивной регенерации. В то же время, повышается температура системы. Это показано ниже: с использованием рецикла выхлопного газа и без использования.
Figure 00000007
Figure 00000008
Система (3) представляет особый интерес для пассажирских машин с опцией дизельной пост-инжекции.
Другой предпочтительный вариант выполнения изобретения показан на Фиг.3, где показано, что выхлопной газ 1 двигателя последовательно проходит через первый катализатор окисления 2, катализатор селективного восстановления 7, второй катализатор окисления 10 и, наконец, дизельный сажевый фильтр 4. Углеводороды 9 и 11 могут быть добавлены в поток выхлопного газа выше по ходу потока первого 2 и второго 10 катализатора окисления, в то время как восстановитель 5 инжектируется на входе в катализатор селективного восстановления 7. Из фильтра 4 выходит поток очищенного выхлопного газа 8.
Количество восстановителя 5 контролируется вентилем 12. Он будет получать сигнал от, например, разницы давления, измеренного в фильтре 4, и вентиль 12 закроется для того, чтобы началась пассивная регенерация. Подобным образом, если есть необходимость в повышении температуры на входе или на выходе одного из катализаторов окисления 2, 10, вентиль 16 и/или 14 будет открыт.Аммиак может быть добавлен здесь при необходимости. Этот вариант будет рассмотрен ниже. Обычная операция описывается следующим образом:
Figure 00000009
Это важный пример, так называемая реверсивная стандартная система Евро IV Haldor Topsee. СКВ может-представлять собой либо СКВ на основе ванадия, либо цеолитовый СКВ, либо функционализированную подкисленную смесь оксидов неблагородных металлов. В течение активной регенерации протекает следующий процесс:
Figure 00000010
При холодном старте и одновременной активной регенерации:
Figure 00000011
При введении NH3 в первый ДОК(1), расположенный выше по ходу потока, эффективность холодного старта может быть улучшена благодаря образующемуся теплу, и отношение NO2/NO будет более оптимальным для реакции СКВ, как и на zCKB.
ДОК (1) означает ДОК, описанный для системы (3).
Катализатор ДОК (2) представляет собой благородные металлы на активированных металлооксидных носителях, который обычно наносится на монолитную основу подложки, как например, кордиерит, муллит-карбида кремния или фехраль. Этот катализатор может также представлять собой смесь оксидов неблагородных металлов с неблагородными металлами или без них, которая обычно наносится на монолитную основу подложки, как например, кордиерит, муллит-карбида кремния или фехраль. Обычно он не содержит платину. Катализатор включает в себя палладий на активированном оксидом лантана оксиде алюминия, или оксид палладия на активированном кремнием оксиде титана, или палладий на активированном оксидом циркония оксиде церия, или смесь оксидов меди и марганца или палладий на смеси оксидов меди и марганца.
Система (9) предпочтительна для грузовых и пассажирских машин. Третий предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения показан на Фиг.4. Здесь выхлопной газ 1 из двигателя проходит через селективное каталитическое восстановление 7, каталитическое окисление 10 и, в конце, через фильтр 4. Восстановитель 5 добавляется в выхлопной газ 1, и углеводород 11 может быть введен между селективным каталитическим восстановлением 7 и каталитическим окислением 10.
Преимущество данной выхлопной системы в том, что максимальная температура на входе в катализатор СКВ может быть такой же как на выходе из двигателя, что составляет около 550°С. Эта система способствует тому, что может быть выбран стандартный СКВ катализатор на основе ванадия (V-CKB). С использованием V-CKB процесс будет следующим:
Figure 00000012
Цеолитовые СКВ катализаторы на основе меди, Cu-zCKB, могут применяться в качестве селективных СКВ катализаторов, так как они менее зависят от отношения NO2/NO, но требуется тип Cu-zCKB, который выдерживает эмиссию НС из двигателя.
Система с инжекцией NH3 вместо мочевины для СКВ реакции и одновременной активной регенерацией будет следующей:
Figure 00000013
В системе (13) расстояние от коллектора двигателя до V-CKB катализатора может быть уменьшено в 10 раз, с 50 см до 5 см. Благодаря этому при холодном старте двигателя тепло не применяется для нагрева излишней длины трубы, а применяется для начала химической реакции. Система (13) во время управляемой пассивной регенерации, где инжекция NH3 остановлена, временно будет следующей:
Figure 00000014
И эквивалентная система без EGR:
Figure 00000015
Система (12) особенно предпочтительна для грузового оборудования.
Пример 1.
Эксперименты на двигательной испытательной установке на двенадцатилитровым двигателе Scania 12 с системой СКВ+ДОК+сДСФ показали неменяющийся перепад давлений при нагружении сажи после 7 соизмеримых с реальными условиями циклов с периодической дозировкой мочевины и временным повышенным содержанием NO2.
Измерение перепада давлений через сДСФ для первого и седьмого повторяющихся соизмеримых с реальными условиями циклов (WHTC) сделано в один день, когда в системе была установлена как низкая, так и высокая доза мочевины.
На Фиг.5 обе кривые идентичны, поэтому она обозначены друг над другом. Это означает, что отсутствует увеличение перепада давления при дополнительном нагружении сажи. Этот результат должен быть сравнен с контрольным примером, приведенным ниже.
В этом контрольном примере доза мочевина является постоянной и высокой для интенсивной СКВ реакции. Это приводит к низким выходам NO2 и NOx (около 1-2 г NOx/кВт-ч) из СКВ катализатора, которые поступают в сДСФ. На Фиг.6 мы видим, в противоположность Фиг.5, описанному выше, что перепад давления увеличивается от первого к седьмому WHTC циклу. Это означает, что сажа скапливается на фильтре.

Claims (14)

1. Способ очистки выхлопного газа дизельного двигателя в системе, содержащей:
устройство для селективного каталитического восстановления;
дизельный сажевый фильтр, предпочтительно, по меньшей мере, частично покрытый каталитическим слоем, установленный ниже по ходу потока устройства для селективного каталитического восстановления;
устройство для каталитического окисления, установленное выше по ходу потока устройства для селективного каталитического восстановления и/или между устройством для селективного каталитического восстановления и дизельным сажевым фильтром;
устройство для инжекции контролируемого количества восстановителя, инжектируемого на входе в устройство селективного каталитического восстановления; и
устройство для инжекции контролируемого количества углеводорода, инжектируемого на входе в устройство для каталитического окисления;
отличающийся тем, что дизельный сажевый фильтр пассивно регенерируется прекращением инжекции восстановителя; и дизельный сажевый фильтр активно регенерируется открытием инжекции углеводорода на входе в, по меньшей мере, одно устройство для каталитического окисления, и, при необходимости, прекращением инжекции восстановителя.
2. Способ по п.1, в котором фильтр пассивно регенерируется посредством NO2 при температуре до 500°С.
3. Способ по п.1, в котором фильтр активно регенерируется при температуре от 500°С до 700°С.
4. Способ по п.1, в котором восстановитель представляет собой аммиак, водный раствор аммиака, мочевину, водный раствор мочевины, циануровую кислоту, аммелид, аммелин, цианат аммония, биурет, карбамат аммония, карбонат аммония, формиат аммония, меламин или трицианомочевину.
5. Способ по п.4, в котором восстановитель представляет собой аммиак, водный раствор аммиака, мочевину, водный раствор мочевины или циануровую кислоту.
6. Способ по п.1, в котором углеводород представляет собой топливо, предпочтительно такое же топливо, как для дизельного двигателя.
7. Способ по п.1, в котором селективное каталитическое восстановление происходит в присутствии катализатора на основе ванадия или катализатора на основе цеолита или катализатора на основе функционализированной подкисленной смеси оксидов неблагородных металлов.
8. Способ по п.7, в котором катализатор на основе ванадия представляет собой оксид ванадия на оксиде титана с возможным добавлением оксидов вольфрама или молибдена, катализатор на основе цеолита представляет собой бета-цеолит, модифицированный медью и/или железом, ZSM-5 или хабазит, и катализатор на основе функционализированной подкисленной смеси оксидов неблагородных металлов содержит подкисленные смеси оксидов церия-циркония и смеси оксидов циркония-титана.
9. Способ по п.7, в котором катализатор на основе ванадия применяется при температурах от 150°С до 550°С, и катализатор на основе цеолита применяется при температурах от 150°С до 800°С.
10. Способ по п.1, в котором каталитический слой на дизельном сажевом фильтре содержит смесь оксидов неблагородных металлов, при необходимости в комбинации с благородными металлами, предпочтительно с палладием и платиной.
11. Способ по п.1, в котором первый катализатор окисления установлен выше по ходу потока устройства селективного каталитического восстановления, и второй катализатор окисления установлен между устройством селективного каталитического восстановления и дизельным сажевым фильтром, и аммиак инжектируется на входе в первый катализатор окисления.
12. Способ по п.1, в котором устройство для каталитического окисления, установленное выше по ходу потока устройства для селективного каталитического восстановления, содержит катализатор, содержащий платину и палладий на активированном оксидом лантана оксиде алюминия, или платину и палладий на активированном оксидом кремния оксиде титана, или платину и палладий на активированном оксидом циркония оксиде церия; и устройство для каталитического окисления, установленное ниже по ходу потока устройства для селективного каталитического восстановления, содержит катализатор, содержащий палладий на активированном оксидом лантана оксиде алюминия, или палладий на активированном оксидом кремния оксиде титана, или палладий на активированном оксидом циркония оксиде церия, или смесь оксидов меди и марганца или палладий на смеси оксидов меди и марганца.
13. Способ по п.1, в котором измеряется перепад давления через фильтр, и полученный сигнал применяется для контроля добавления восстановителя и добавления углеводорода.
14. Система для применения в способе по пп.1-13.
RU2011138296/06A 2009-02-20 2009-12-16 Способ очистки выхлопного газа дизельного двигателя RU2524165C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA200900236 2009-02-20
DKPA200900236 2009-02-20
PCT/EP2009/009017 WO2010094313A1 (en) 2009-02-20 2009-12-16 Method for purification of exhaust gas from a diesel engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011138296A RU2011138296A (ru) 2013-03-27
RU2524165C2 true RU2524165C2 (ru) 2014-07-27

Family

ID=42077443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011138296/06A RU2524165C2 (ru) 2009-02-20 2009-12-16 Способ очистки выхлопного газа дизельного двигателя

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8997465B2 (ru)
EP (1) EP2399011B1 (ru)
JP (1) JP5757574B2 (ru)
KR (1) KR101699923B1 (ru)
CN (2) CN102325971A (ru)
BR (1) BRPI0924120B1 (ru)
CA (1) CA2750013C (ru)
ES (1) ES2414160T3 (ru)
PL (1) PL2399011T3 (ru)
RU (1) RU2524165C2 (ru)
WO (1) WO2010094313A1 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2681870C1 (ru) * 2015-08-27 2019-03-13 Сканиа Св Аб Способ и система для первой и второй подачи добавки в поток выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания
RU2682203C1 (ru) * 2015-08-27 2019-03-15 Сканиа Св Аб Система очистки выхлопных газов и способ для очистки потока выхлопных газов
RU2698758C2 (ru) * 2015-02-11 2019-08-29 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ регулирования выбросов
RU2706315C2 (ru) * 2015-06-28 2019-11-15 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани Каталитический фильтр с проточными стенками, снабженный мембраной
RU2737175C2 (ru) * 2015-10-06 2020-11-25 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани ПАССИВНЫЙ NOx-АДСОРБЕР
US11103858B2 (en) 2015-10-06 2021-08-31 Johnson Matthey Public Limited Company Passive NOx adsorber

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2956039B1 (fr) * 2010-02-08 2014-08-29 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de traitement des gaz d'echappement contenant des oxydes d'azote
US9528413B2 (en) * 2010-07-30 2016-12-27 Ford Global Technologies, Llc Synergistic SCR/DOC configurations for lowering diesel emissions
US8479500B2 (en) * 2011-04-08 2013-07-09 GM Global Technology Operations LLC Exhaust treatment system for an internal combustion engine
KR101251463B1 (ko) * 2011-04-14 2013-04-04 한국기계연구원 배기 가스 정화 장치 및 배기 가스 정화 방법
US8629781B2 (en) * 2011-05-05 2014-01-14 GM Global Technology Operations LLC Efficiency determination for a selective-catalytic-reduction catalyst
DE102011100677A1 (de) * 2011-05-06 2012-11-08 Daimler Ag Betriebsverfahren für einen Kraftfahrzeug-Dieselmotor
PT2597279T (pt) * 2011-11-22 2021-10-15 Deutz Ag Dispositivo e método para purificar gases de escape de motores a diesel
CN104053871B (zh) * 2011-12-23 2018-05-01 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 排气后处理系统和用于运行该系统的方法
US8997461B2 (en) * 2012-05-21 2015-04-07 Cummins Emission Solutions Inc. Aftertreatment system having two SCR catalysts
WO2014149297A1 (en) 2013-02-18 2014-09-25 Cummins Inc. Method and apparatus for managing after treatment temperature
RU2016110987A (ru) * 2013-08-28 2017-10-03 Джонсон Мэтти Плс Катализатор проскока оксида углерода
DE102015000955A1 (de) 2014-01-20 2015-07-23 Cummins Inc. Systeme und Verfahren zur Minderung von NOx- und HC-Emissionen
US9512761B2 (en) 2014-02-28 2016-12-06 Cummins Inc. Systems and methods for NOx reduction and aftertreatment control using passive NOx adsorption
US9567888B2 (en) 2014-03-27 2017-02-14 Cummins Inc. Systems and methods to reduce reductant consumption in exhaust aftertreament systems
WO2016001034A1 (en) 2014-06-30 2016-01-07 Haldor Topsøe A/S An exhaust aftertreatment system for a diesel engine
BR112017002843B1 (pt) * 2014-08-15 2022-01-04 Johnson Matthey Public Limited Company Sistema e método para tratamento de um gás de escape
KR101628098B1 (ko) * 2014-11-03 2016-06-08 현대자동차 주식회사 자동차의 배기가스 정화장치
CN105709861B (zh) * 2014-12-05 2018-07-03 中国石油化工股份有限公司 一种scr脱硝催化剂的再生方法
CN117282263A (zh) 2015-04-21 2023-12-26 托普索公司 从含硫气体流中除去烟灰的方法
US20180169580A1 (en) * 2015-07-03 2018-06-21 Haldor Topsøe A/S Method and system for temperature control in catalytic oxidation reactions
FR3043430B1 (fr) * 2015-11-09 2019-08-09 Psa Automobiles Sa. Dispositif de post-traitement des gaz d’echappement d’un moteur thermique
WO2018025827A1 (ja) * 2016-08-04 2018-02-08 エヌ・イーケムキャット株式会社 コールドスタート対応尿素ｓｃｒシステム
US10337959B2 (en) * 2016-09-01 2019-07-02 Ford Global Technologies, Llc System, method and apparatus for making evident diesel exhaust fluid contamination
US10598061B2 (en) * 2017-03-22 2020-03-24 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a diesel oxidation catalyst
US10392980B2 (en) * 2017-03-22 2019-08-27 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a diesel oxidation catalyst
KR102301890B1 (ko) * 2017-04-03 2021-09-13 현대자동차주식회사 Sdpf의 재생 제어
CN107237663A (zh) * 2017-07-19 2017-10-10 无锡威孚高科技集团股份有限公司 一种用于轻型车双蒸发式dpf再生系统
JP2019035360A (ja) * 2017-08-14 2019-03-07 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化システム
RU2705354C1 (ru) * 2019-01-14 2019-11-06 Кирилл Николаевич Войнов Способ улавливания и очистки выхлопных газов
US11015502B2 (en) * 2019-04-18 2021-05-25 Caterpillar Inc. Thermal management lightoff assist systems and methods for regenerating oxidation catalyst in exhaust system
KR20220016466A (ko) * 2019-04-29 2022-02-09 바스프 코포레이션 초저 NOx 및 콜드 스타트용 배기 가스 처리 시스템
US11421572B2 (en) * 2020-01-09 2022-08-23 Cummins Inc. Exhaust gas aftertreatment system with a selective catalytic reduction catalyst member upstream of a particulate filter
CN115697532A (zh) * 2020-06-12 2023-02-03 巴斯夫公司 包含多功能催化剂的尾气处理系统
US11927124B2 (en) 2021-11-30 2024-03-12 Cummins Power Generation Inc. Aftertreatment system, dual fuel system, and methods therefor
US11519315B1 (en) 2021-11-30 2022-12-06 Cummins Power Generation Inc. Aftertreatment system, dual fuel system, and dual fuel apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004049289A1 (de) * 2004-10-09 2006-04-20 Robert Bosch Gmbh Abgasnachbehandlungssystem und Abgasnachbehandlungsverfahren für einen Verbrennungsmotor
WO2006066043A1 (en) * 2004-12-15 2006-06-22 Donaldson Company, Inc. Control for an engine exhaust treatment system
KR100785156B1 (ko) * 2006-10-19 2007-12-11 현대자동차주식회사 차량의 배기가스 저감장치
JP2008286059A (ja) * 2007-05-16 2008-11-27 Hino Motors Ltd 排気処理装置
DE102007030234A1 (de) * 2007-06-29 2009-01-02 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9913331D0 (en) * 1999-06-09 1999-08-11 Johnson Matthey Plc Treatment of exhaust gas
JP2003049637A (ja) 2001-08-02 2003-02-21 Toyota Industries Corp エンジンの排気浄化装置
DE10243270A1 (de) * 2002-09-18 2004-03-25 Robert Bosch Gmbh Abgasreinigungsanlage einer Brennkraftmaschine und Verfahren zur Reinigung deren Abgase
US6928806B2 (en) * 2002-11-21 2005-08-16 Ford Global Technologies, Llc Exhaust gas aftertreatment systems
US6947831B2 (en) * 2003-04-11 2005-09-20 Ford Global Technologies, Llc Pressure sensor diagnosis via a computer
US7229597B2 (en) * 2003-08-05 2007-06-12 Basfd Catalysts Llc Catalyzed SCR filter and emission treatment system
JP2006274986A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 排気後処理装置
DE102006022599B4 (de) * 2006-05-15 2011-02-10 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
GB0617070D0 (en) * 2006-08-30 2006-10-11 Johnson Matthey Plc Low Temperature Hydrocarbon SCR
US7591132B2 (en) * 2006-09-20 2009-09-22 Gm Global Technology Operations, Inc. Apparatus and method to inject a reductant into an exhaust gas feedstream
JP5118331B2 (ja) * 2006-11-15 2013-01-16 三菱ふそうトラック・バス株式会社 排気浄化装置
US7709414B2 (en) * 2006-11-27 2010-05-04 Nanostellar, Inc. Engine exhaust catalysts containing palladium-gold
US20080127638A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Marius Vaarkamp Emission Treatment Systems and Methods
CN101683622B (zh) * 2007-01-17 2013-03-06 纳米星公司 含有钯-金的发动机排气催化剂
JP4900002B2 (ja) 2007-04-05 2012-03-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP4844467B2 (ja) 2007-05-07 2011-12-28 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
ES2481447T3 (es) * 2008-01-10 2014-07-30 Haldor Topsoe A/S Método y sistema para la purificación del gas de escape de motores diesel
EP2112341B1 (en) * 2008-04-22 2018-07-11 Umicore AG & Co. KG Method for purification of an exhaust gas from a diesel engine
DE102008039112A1 (de) * 2008-08-21 2010-02-25 Deutz Ag Abgasnachbehandlungssystem
JP2010180861A (ja) * 2009-02-09 2010-08-19 Toyota Industries Corp 排気ガス浄化装置
US8621854B2 (en) * 2010-06-29 2014-01-07 GM Global Technology Operations LLC System and method for determining an age of and controlling a selective catalytic reduction catalyst
US20120144802A1 (en) * 2010-12-10 2012-06-14 Driscoll James J Exhaust system having doc regeneration strategy

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004049289A1 (de) * 2004-10-09 2006-04-20 Robert Bosch Gmbh Abgasnachbehandlungssystem und Abgasnachbehandlungsverfahren für einen Verbrennungsmotor
WO2006066043A1 (en) * 2004-12-15 2006-06-22 Donaldson Company, Inc. Control for an engine exhaust treatment system
KR100785156B1 (ko) * 2006-10-19 2007-12-11 현대자동차주식회사 차량의 배기가스 저감장치
JP2008286059A (ja) * 2007-05-16 2008-11-27 Hino Motors Ltd 排気処理装置
DE102007030234A1 (de) * 2007-06-29 2009-01-02 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2698758C2 (ru) * 2015-02-11 2019-08-29 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ регулирования выбросов
RU2706315C2 (ru) * 2015-06-28 2019-11-15 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани Каталитический фильтр с проточными стенками, снабженный мембраной
RU2681870C1 (ru) * 2015-08-27 2019-03-13 Сканиа Св Аб Способ и система для первой и второй подачи добавки в поток выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания
RU2682203C1 (ru) * 2015-08-27 2019-03-15 Сканиа Св Аб Система очистки выхлопных газов и способ для очистки потока выхлопных газов
RU2737175C2 (ru) * 2015-10-06 2020-11-25 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани ПАССИВНЫЙ NOx-АДСОРБЕР
US10975745B2 (en) 2015-10-06 2021-04-13 Johnson Matthey Public Limited Company Passive NOx adsorber
US11103858B2 (en) 2015-10-06 2021-08-31 Johnson Matthey Public Limited Company Passive NOx adsorber
RU2762479C2 (ru) * 2015-10-06 2021-12-21 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани ПАССИВНЫЙ NOx-АДСОРБЕР

Also Published As

Publication number Publication date
PL2399011T3 (pl) 2013-09-30
JP2012518734A (ja) 2012-08-16
CA2750013C (en) 2016-11-22
US20110283680A1 (en) 2011-11-24
CN105715329A (zh) 2016-06-29
JP5757574B2 (ja) 2015-07-29
KR20110116029A (ko) 2011-10-24
RU2011138296A (ru) 2013-03-27
BRPI0924120A2 (pt) 2016-10-25
WO2010094313A1 (en) 2010-08-26
EP2399011B1 (en) 2013-04-24
ES2414160T3 (es) 2013-07-18
CA2750013A1 (en) 2010-08-26
BRPI0924120B1 (pt) 2020-11-17
KR101699923B1 (ko) 2017-01-25
US8997465B2 (en) 2015-04-07
EP2399011A1 (en) 2011-12-28
CN102325971A (zh) 2012-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2524165C2 (ru) Способ очистки выхлопного газа дизельного двигателя
KR101659788B1 (ko) 조건에 따라 이산화질소를 제공하기 위한 온도제어식 프리캐탈리스트를 사용하는 디젤기관 배기가스의 질소 산화물 제거
CN101564646B (zh) 净化柴油机废气的方法
RU2504668C2 (ru) Выхлопная система для двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях
EP1458960B1 (en) Improvements in selective catalytic reduction
US8920756B2 (en) Silver promoted close-coupled NOx absorber
RU2608998C2 (ru) Монолитная подложка с катализатором scr
US8752367B2 (en) Exhaust system for lean burn IC engine including particulate filter and NOx absorbent
KR100922513B1 (ko) 린번 내연기관용 배기가스 후처리 시스템, 및 린번내연기관용 배기가스 후처리 방법
JP6074912B2 (ja) 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法
WO2013172215A1 (ja) 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法
KR101798030B1 (ko) 배출물 조절에서의 개선
KR20140143145A (ko) 엔진 배기 가스로부터 유독 화합물의 제거를 위한 방법 및 시스템
CN207363741U (zh) 用于柴油发动机的排气后处理系统
KR20110117323A (ko) 암모니아 분해 모듈을 가지는 디젤엔진 배기가스 배출장치
US20170157564A1 (en) Dual-layer catalyst
Chatterjee et al. Heavy duty diesel engine emission control to meet BS VI regulations
WO2016184774A1 (en) Method, multifunctional filter and system for the removal of particulate matter and noxious compounds from engine exhaust gas
US10309278B2 (en) Method for desulfurization of selective catalytic reduction devices
JP2005226458A (ja) ディーゼル排ガスの処理方法および装置
JP2022110644A (ja) エンジンの排気浄化装置
LI et al. VERFAHREN ZUR REINIGUNG VON ABGAS AUS EINEM DIESELMOTOR PROCÉDÉ DE PURIFICATION DE GAZ D’ÉCHAPPEMENT D’UN MOTEUR DIESEL

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20180731