用于恢复催化剂性能的系统和方法技术方案

一种恢复催化剂性能的方法包括提供钒选择性催化还原(VSCR)催化剂。该方法包括在20℃

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于恢复催化剂性能的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年7月31日提交的美国临时申请第62/880,824号的权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本申请总体上涉及用于内燃发动机的后处理系统的领域。
[0004]背景
[0005]对于内燃发动机诸如柴油发动机，氮氧化物(NO
x
)化合物可以在排气(exhaust)中被排放。为了减少NO
x
排放物，可以实施选择性催化还原(SCR)工艺，以在催化剂和液体还原剂的帮助下将NO
x
化合物转化成更中性的化合物，诸如双原子氮、水或二氧化碳。催化剂可以被包含在排气系统的催化剂室中，诸如交通工具或发电单元的催化剂室中。液体还原剂，诸如无水氨、氨水、柴油排气流体(diesel exhaust fluid)(DEF)或含水尿素，通常在催化剂室之前被引入废气流(exhaust gas flow)中。
[0006]在一些应用中，钒SCR催化剂可以通过表面氧化钒烧结或结块成更大的氧化钒的簇(cluster of vanadium oxide)而变得失活。
[0007]概述
[0008]本文描述的实施方案总体上涉及用于恢复催化剂性能的系统和方法。
[0009]在一些实施方案中，恢复催化剂性能的方法包括提供钒选择性催化还原(VSCR)催化剂；在20℃
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100℃的范围内的第一温度，将VSCR催化剂暴露于在50％
‑/>100％相对湿度的范围内的第一湿度水平持续至少两小时的第一时间段；以及在300℃
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600℃的范围内的第二温度热处理VSCR催化剂持续至少一小时的第二时间段。
[0010]在一些实施方案中，第一湿度水平在50％
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95％相对湿度的范围内。在一些实施方案中，第二温度在400℃
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600℃的范围内。在一些实施方案中，第二温度在500℃
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600℃的范围内。在一些实施方案中，在提供VSCR催化剂的步骤中，VSCR催化剂包括氧化钒的簇。在一些实施方案中，将VSCR催化剂暴露于第一湿度水平的步骤使氧化钒分散。
[0011]在一些实施方案中，第一时间段包括至少5小时。在一些实施方案中，第二时间段包括小于或等于48小时。在一些实施方案中，提供VSCR催化剂的步骤包括提供VSCR催化剂作为交通工具系统的一部分。在一些实施方案中，提供VSCR催化剂的步骤包括在环境室(environmental chamber)中提供VSCR催化剂。
[0012]在一些实施方案中，制造钒选择性催化还原(VSCR)催化剂的方法包括：烧结氧化钒；在20℃
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100℃的范围内的第一温度，将氧化钒暴露于在50％
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100％相对湿度的范围内的第一湿度水平持续至少两小时的第一时间段；以及在300℃
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600℃的范围内的第二温度热处理氧化钒持续至少一小时的第二时间段。
[0013]在一些实施方案中，第一湿度水平在50％
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95％相对湿度的范围内。在一些实施方案中，第二温度在400℃
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600℃的范围内。在一些实施方案中，第二温度在500℃
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600℃的范围内。在一些实施方案中，氧化钒包括氧化钒的簇。在一些实施方案中，将VSCR催化剂暴露
102包括入口和出口，在入口处(例如，从发动机歧管等)接收废气，在出口处在颗粒物质大体上从废气过滤掉和/或将颗粒物质转化成二氧化碳之后，废气离开。在一些实施方式中，可以省略DPF 102。
[0031]分解室104被配置成将还原剂，诸如尿素或DEF，转化成氨。分解室104包括还原剂输送系统110，该还原剂输送系统110具有被配置成将还原剂定量供给到分解室104中的定量供给模块112(例如，定量供给器等)。在一些实施方式中，还原剂在SCR单元106的上游被注入。然后，还原剂液滴经历蒸发、热解和水解的过程，以在排气系统190内形成气态氨。分解室104包括与DPF 102流体连通以接收包含NO
x
排放物的废气的入口，以及用于使废气、NO
x
排放物、氨和/或还原剂流向SCR单元106的出口。
[0032]分解室104包括安装到分解室104的定量供给模块112，使得定量供给模块112可以将还原剂定量供给到在排气系统190中流动的废气中。定量供给模块112可以包括绝缘体(insulator)114，该绝缘体114被置于定量供给模块112的一部分和其上安装有定量供给模块112的分解室104的部分之间。定量供给模块112被流体地联接到一个或更多个还原剂源116(例如，罐、容器等)。在一些实施方式中，可以使用泵118以对来自还原剂源116的还原剂加压，用于输送到定量供给模块112。
[0033]定量供给模块112还被流体地联接到一个或更多个空气源115。例如，空气源115可以是进气口或空气存储装置(例如，罐等)。使用泵117(例如提升泵(lift pump)等)以对来自空气源115的空气加压，用于输送到定量供给模块112(例如，经由加压导管等)。定量供给模块112将来自空气源115的空气和来自还原剂源116的还原剂混合，并且将空气
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还原剂混合物提供到分解室104中。
[0034]定量供给模块112、泵117和泵118还被电联接或通信联接到控制器120。控制器120被配置成控制定量供给模块112以将空气
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还原剂混合物定量供给到分解室104中。控制器120还可以被配置成控制泵117和/或泵118。例如，控制器120可以控制泵117和泵118，以获得提供给分解室104的空气和还原剂的目标混合物。在一些实施方式中，可以省略泵117和空气源115。在这些实施方式中，定量供给模块112不接收加压空气。
[0035]控制器120可以包括微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等或它们的组合。控制器120可以包括存储器，存储器可以包括但不限于能够向处理器、ASIC、FPGA等提供程序指令的电子装置、光学装置、磁性装置或任何其他存储装置或传输装置(transmission device)。存储器可以包括存储器芯片、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪速存储器或控制器120可以从其中读取指令的任何其他合适的存储器。指令可以包括来自任何合适的编程语言的代码。
[0036]SCR单元106被配置成通过加速氨和废气的NO
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之间的NO
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还原过程来帮助NO
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排放物还原成双原子氮、水和/或二氧化碳。SCR单元106包括与分解室104流体连通的入口和与排气系统190的端部流体连通的出口，废气和还原剂从该入口被接收。SCR单元106本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种恢复催化剂性能的方法，包括：提供钒选择性催化还原(VSCR)催化剂；在20℃
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100℃的范围内的第一温度，将所述VSCR催化剂暴露于在50％
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100％相对湿度的范围内的第一湿度水平持续至少两小时的第一时间段；以及在300℃
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600℃的范围内的第二温度热处理所述VSCR催化剂持续至少一小时的第二时间段。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第一湿度水平在50％
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95％相对湿度的范围内。3.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第二温度在400℃
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600℃的范围内。4.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第二温度在500℃
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600℃的范围内。5.根据权利要求1所述的方法，其中：在提供所述VSCR催化剂的步骤中，所述VSCR催化剂包括氧化钒的簇。6.根据权利要求5所述的方法，其中：将所述VSCR催化剂暴露于所述第一湿度水平的步骤使所述氧化钒的簇分散。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一时间段是至少5小时。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二时间段小于或等于48小时。9.根据权利要求1所述的方法，其中：提供所述VSCR催化剂的步骤包括提供所述VSCR催化剂作为交通工具系统的一部分。10.根据权利要求1所述的方法，其中：提供所述VSCR催化剂的步骤包括在环境室中提供所述VSCR催化剂。11...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗，
申请(专利权)人：康明斯排放处理公司，
类型：发明
国别省市：