固定式富燃发动机中用于同时排放控制的后处理系统技术方案

技术编号:10440880 阅读:205 留言:0更新日期:2014-09-17 16:22
本发明专利技术涉及固定式富燃发动机中用于同时排放控制的后处理系统。催化系统可包括三向催化器,三向催化器可接收来自发动机的排气,并且将排气转换成第一经转换排气。氨泄漏催化器可接收第一经转换排气,并且将第一经转换排气转换成第二经转换排气。烃氧化催化器可接收第二经转换排气,并且将第二经转换排气转换成第三经转换排气。

【技术实现步骤摘要】
固定式富燃发动机中用于同时排放控制的后处理系统
本公开大体涉及对内燃机的排放控制,并且更特别地,涉及固定式富燃发动机中用于同时排放控制的方法和系统。
技术介绍
内燃机以一方式理想地运行,使得燃烧混合物包含处于化学计量式燃烧反应(即,燃料完全燃烧的情况)所需的确切相对比例的空气和燃料。富燃发动机可按燃料或略微过多的燃料的化学计量量运行,而贫燃发动机按与化学计量燃烧所需的量相比超量的氧 [02]运行。处于贫燃模式的内燃机的运行可降低节流损失,而且可利用更高的压缩比,从而提供性能和效率的改进。富燃发动机具有相对简单、可靠、稳定和良好地适应变化负载的好处。富燃发动机还可具有更低的氧化氮排放物,但代价是增加其它化合物的排放物。 为了符合排放标准,许多富燃内燃发动机都利用催化器,诸如非选择性催化还原(NSCR)子系统(常被称为三向催化器)。催化器可减少氧化氮NO和NO2 (统称为NOx)、一氧化碳(CO)、氨(NH3)、甲烷(CH4)、其它易挥发的有机化合物(VOC)和其它化合物的排放物和排放成分,这是通过将这样的排放成分转换成更少毒性的物质。在催化构件中使用催化化学反应来执行这个转换。催化器可具有高还原效率,而且可提供满足排放标准的经济手段(通常按照每制动马力小时的排放物的克(g/bhp-hr)来表示)。单独的催化构件或装置可包括在富燃发动机的排气路径中,以转换不同的排放成分。例如,一个催化构件可转换一氧化碳和NOx,而另一个可转换氨和甲烷。 在氧化过程中,可能需要用后续的催化器进一步转换由催化构件产生的最终物质。例如,催化构件可将由发动机产生的一氧化碳和NOx转换成氨,然后氨可被另一个催化构件转换。在富燃发动机中,控制一氧化碳和NOx排放提出了许多挑战,其中之一是在允许催化构件最佳地执行的空气/燃料比例的运行窗口内运行发动机,从而使排放物减少到最大可行程度。空气/燃料比例窗口相对较窄,因而妨碍在将减少NOx排放物的更富燃烧下运行发动机的能力。
技术实现思路
在示例性非限制性实施例中,催化系统可包括三向催化器,三向催化器可接收来自发动机的排气,并且将排气转换成第一经转换排气。氨泄漏催化器(ammonia slipcatalyst)可接收第一经转换排气,并且将第一经转换排气转换成第二经转换排气。烃氧化催化器可接收第二经转换排气,并且将第二经转换排气转换成第三经转换排气。 在另一个示例性非限制性实施例中,公开一种方法,其用于在三向催化器处接收来自发动机的排气,并且将排气转换成第一经转换排气。氨泄漏催化器可接收第一经转换排气,并且将第一经转换排气转换成第二经转换排气。烃氧化催化器可接收第二经转换排气,并且将第二经转换排气转换成第三经转换排气。 在另一个示例性非限制性实施例中,发动机可包括产生排气的内燃构件。三向催化器可接收排气,并且将排气转换成第一经转换排气。氨泄漏催化器可接收第一经转换排气,并且将第一经转换排气转换成第二经转换排气。烃氧化催化器可接收第二经转换排气,并且将第二经转换排气转换成第三经转换排气。 一种系统,包括:三向催化器,其接收来自发动机的排气,并且将排气转换成第一经转换排气;氨泄漏催化器,其接收第一经转换排气,并且将第一经转换排气转换成第二经转换排气;以及烃氧化催化器,其接收第二经转换排气,并且将第二经转换排气转换成第三经转换排气。 优选地,还包括将空气喷射到第一经转换排气中的空气喷射构件。 优选地,还包括将空气喷射到第二经转换排气中的空气喷射构件。 [0011 ] 优选地,氨泄漏催化器包括贵金属填料和沸石涂层。 优选地,贵金属填料包括钼或钯中的至少一个。 优选地,氨泄漏催化器将第一经转换排气中的一氧化碳转换成二氧化碳。 优选地,氨泄漏催化器将第一经转换排气中的氨转换成氮。 一种方法,包括:在三向催化器处接收来自发动机的排气;在三向催化器处,将排气转换成第一经转换排气;在氨泄漏催化器处接收第一经转换排气;在氨泄漏催化器处,将第一经转换排气转换成第二经转换排气;在烃氧化催化器处接收第二经转换排气;以及在烃氧化催化器处,将第二经转换排气转换成第三经转换排气。 优选地,还包括将空气喷射到第一经转换排气中。 优选地,还包括将空气喷射到第二经转换排气中。 优选地,氨泄漏催化器包括贵金属填料和沸石涂层。 优选地,贵金属填料包括钼或钯中的至少一个。 优选地,在氨泄漏催化器处,将第一经转换排气转换成第二经转换排气,包括将第一经转换排气中的一氧化碳转换成二氧化碳。 优选地,在氨泄漏催化器处,将第一经转换排气转换成第二经转换排气,包括将第一经转换排气中的氨转换成氮。 一种发动机,包括:产生排气的内燃构件;三向催化器,其接收排气,并且将排气转换成第一经转换排气;氨泄漏催化器,其接收第一经转换排气,并且将第一经转换排气转换成第二经转换排气;以及烃氧化催化器,其接收第二经转换排气,并且将第二经转换排气转换成第三经转换排气。 优选地,还包括将空气喷射到第一经转换排气中的空气喷射构件。 优选地,还包括将空气喷射到第二经转换排气中的空气喷射构件。 优选地,氨泄漏催化器包括贵金属填料和沸石涂层。 优选地,氨泄漏催化器将第一经转换排气中的氨转换成氮。 优选地,氨泄漏催化器将第一经转换排气中的一氧化碳转换成二氧化碳。 当结合附图阅读时,更好地理解以上概念以及以下详细描述。出于说明声明的主题的目的,在图中示出了说明各种实施例的示例;但是,本专利技术不局限于公开的特定系统和方法。 【附图说明】 当参照附图阅读以下详细描述时,本主题的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解,其中:图1是非限制性示例性富燃发动机和催化系统的框图。 图2是另一个非限制性示例性富燃发动机和催化系统的框图。 图3是另一个非限制性示例性富燃发动机和催化系统的框图。 图4是示出实现非限制性示例性富燃发动机和催化系统的方法的流程图。 部件列表:100催化系统 101排气流 110发动机 111催化系统 120催化构件 130催化构件 140催化构件150中间床空气喷射构件171催化系统中点172催化系统中点173催化系统中点174排气点200催化系统201排气流210发动机211催化系统220催化构件230催化构件240催化构件260中间床空气喷射构件271催化系统中点272催化系统中点273催化系统中点274排气点 300催化系统301排气流310发动机320催化构件330催化构件340催化构件350中间床空气喷射构件360中间床空气喷射构件371催化系统中点372催化系统中点373催化系统中点374排气点400方法410方法框420方法框430方法框440方法框450方法框460方法框470方法框。 【具体实施方式】 图1示出可根据实施例实现的示例性系统100,包括发动机110和催化系统111。注意,整个系统100也可被称为“发动机”。系统100是将用来阐明本文公开的理念的简单框图,并且因此不应解释为阐述本文公开的任何实施例所需的任何物理要求或特定构造。本文描述的所有构件、装置、系统和方法可实现为或采取任何形状、形式、类型或数量的构件,以及能够实本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种系统,包括:三向催化器,其接收来自发动机的排气,并且将所述排气转换成第一经转换排气;氨泄漏催化器,其接收所述第一经转换排气,并且将所述第一经转换排气转换成第二经转换排气;以及烃氧化催化器,其接收所述第二经转换排气,并且将所述第二经转换排气转换成第三经转换排气。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 13/8335281.一种系统,包括: 三向催化器,其接收来自发动机的排气,并且将所述排气转换成第一经转换排气;氨泄漏催化器,其接收所述第一经转换排气,并且将所述第一经转换排气转换成第二经转换排气;以及 烃氧化催化器,其接收所述第二经转换排气,并且将所述第二经转换排气转换成第三经转换排气。2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括将空气喷射到所述第一经转换排气中的空气喷射构件。3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括将空气喷射到所述第二经转换排气中的空气喷射构件。4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述氨泄漏催化器包括贵金属填料和沸石涂层。5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述贵金属填料包括钼或钯中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员:MN德瓦拉康达
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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