用于排气后处理的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于内燃机(1)的排气后处理的设备，其具有排气管路，该排气管路被设置用于，将从内燃机(1)中吹出的排气输送给至少一个用于排气后处理的部件，其中，在排气管路中至少布置有用于临时储存排气中所含的碳氢化合物的吸附器(3)、用于排气的催化后处理的催化转化器(5)、可电加热的催化转化器(4)和用于使长链碳氢化合物裂化成短链碳氢化合物的裂化催化转化器(2)。裂化催化转化器(2)。裂化催化转化器(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于排气后处理的设备


[0001]本专利技术涉及一种用于内燃机的排气后处理的设备，其具有排气管路，该排气管路被设置用于：将从内燃机中吹出的排气输送给至少一个用于排气后处理的部件，其中，在排气管路中至少布置有用于临时储存排气中所含的碳氢化合物的吸附器、用于排气的催化后处理的催化转化器、可电加热的催化转化器和用于使长链碳氢化合物裂化成短链碳氢化合物的裂化催化转化器。

技术介绍

[0002]为了实现内燃机的排气后处理，在排气设备中使用所谓的碳氢化合物吸附器(HC吸附器)。这些吸附器用于在低的排气温度下例如在冷启动阶段期间临时储存碳氢化合物，以便由此防止碳氢化合物逸出到环境中。碳氢化合物——其特别是燃料的未燃烧的残留物——在排气设备中通常在为此目的设置的催化转化器中发生化学反应，从而产生对环境无害的产物。这些催化转化器从一定的最低温度、所谓的起燃温度起才可靠地工作。
[0003]为了避免排气中的碳氢化合物在排气设备中不受控地排放到环境中，因此目的是临时储存碳氢化合物直到达到起燃温度，使得碳氢化合物然后可以在适合于此的催化转化器上发生反应。
[0004]排气中所含的碳氢化合物是短链的以及长链的碳氢化合物。短链碳氢化合物被已知的碳氢化合物吸附器较弱地吸附并且因此在较低的温度下已经又被脱附。而长链碳氢化合物被较强地结合并且因此在较高的温度下才被脱附。此外，吸附器根据碳氢化合物的链长度并且基于吸附器的储存体的化学组成而可能不被完全排空，这导致：在相应下次发动机启动时在吸附器的下游的碳氢化合物浓度高于在该吸附器的上游的碳氢化合物浓度。
[0005]这导致：在被加载的吸附器的温度逐渐上升时首先短链碳氢化合物被脱附并且随后在温度继续上升时长链碳氢化合物再被脱附。这可能导致，长链碳氢化合物优先保留在吸附器中，这是不利的，因为长链碳氢化合物倾向于彼此凝聚并且在吸附器的细孔中焦化。这导致HC吸附器的储存能力在其使用寿命内降低。

技术实现思路

[0006]因此本专利技术的目的是，提供一种用于排气后处理的设备，其使得能够使长链碳氢化合物裂化，由此应当改进在碳氢化合物吸附器上的吸附和脱附。
[0007]在设备方面的目的通过具有权利要求1的特征的设备来实现。
[0008]本专利技术的一个实施例涉及一种用于内燃机的排气后处理的设备，其具有排气管路，该排气管路被设置用于，将从内燃机中吹出的排气输送给至少一个用于排气后处理的部件，其中，在排气管路中至少布置有用于临时储存排气中所含的碳氢化合物的吸附器、用于排气的催化后处理的催化转化器、可电加热的催化转化器和用于使长链碳氢化合物裂化成短链碳氢化合物的裂化催化转化器。
[0009]裂化催化转化器基本上用于使例如作为未燃烧的燃料残留物包含在排气中的长
链碳氢化合物裂化。碳氢化合物或碳氢化合物分子具有不同长度的碳原子链，其中，碳原子彼此连接并且碳的各个自由的化学键被氢原子或其他分子团占据。
[0010]碳氢化合物的链越长，它们就越难以被吸附器吸附。此外，在吸附器上需要更高的温度用来使长链碳氢化合物脱附。短链碳氢化合物被更快地吸附并且在较低的温度水平下也已经又被脱附。这使得吸附器总体上更有效，这是因为该吸附器在发动机启动之后、例如在冷启动之后更快地起作用，并且同时降低了长链碳氢化合物残留在吸附器中并且堵塞该吸附器的危险。
[0011]特别是当内燃机的运行持续时间较短时，可能在吸附器上没有达到足够高的温度水平，其中所有被吸附的碳氢化合物又被脱附。在这种情况下，一部分碳氢化合物滞留在吸附器中。在重新启动内燃机时随后可能出现的是，沿流动方向在吸附器的下游存在的碳氢化合物浓度高于沿流动方向在吸附器的上游的碳氢化合物浓度，这是因为新加入的碳氢化合物和还存在于吸附器中的、在达到脱附温度时附加地流入排气管路中的碳氢化合物都位于吸附器的下游。
[0012]裂化催化转化器在排气的流动方向上位于吸附器的上游。优选地，裂化催化转化器是被排气流过的第一部件，使得尽可能早地进行裂化。
[0013]特别有利的是，裂化催化转化器的反应表面被涂覆活性硅酸铝。硅酸铝或所谓的沸石特别适合于在催化转化器的反应表面上发生的反应中使碳氢化合物裂化。在此，这些反应表面是被排气溢流的表面。如果裂化催化转化器例如通过可通流的蜂窝体形成，则界定流动通道的壁形成反应表面。
[0014]硅酸铝例如是氧化铬(Cr2O3)。也可以有利地使用其他硅酸铝。
[0015]还有利的是，排气管路具有旁路通道，其中，该旁路通道在可电加热的催化转化器的下游从排气管路分支出并且具有裂化催化转化器、冷却元件和吸附器，并且在可电加热的催化转化器的上游通入排气管路中。这种旁路允许排气重新循环经过裂化催化转化器和其余的布置在旁路通道中的用于排气后处理的部件，由此一方面可以改进排气净化。此外可以使其他还未裂化的长链碳氢化合物在裂化催化转化器中被裂化。通过直接在可电加热的催化转化器的下游分支出旁路通道，可以尽可能早地在旁路通道中达到足够高的温度水平，由此特别可以在裂化催化转化器上非常早地使一氧化碳发生反应。
[0016]可以设置用于控制排气流的装置、例如活门/铰链板或阀，通过该装置在主通道与旁路通道之间分配排气流。
[0017]一个优选的实施例的特征在于，裂化催化转化器被设置用于：使排气中的具有相应8个至12个碳原子的长链碳氢化合物被裂化成具有最多7个碳原子的碳氢化合物。碳氢化合物的平均长度的减少有助于改进吸附并因此改进临时储存。此外，由于存在具有七个或更少个数的彼此排列在一起的碳原子的尤其是短链碳氢化合物，明显降低了吸附器焦化的危险，这是因为短链碳氢化合物在较低温度下已经再次被脱附。
[0018]同样优选的是，吸附器的脱附温度在150摄氏度到200摄氏度的温度范围内。在150摄氏度到200摄氏度的范围内的脱附温度是有利的，这是因为更快地达到该温度范围并且因此可以更迅速地进行脱附。
[0019]未裂化的长链碳氢化合物、尤其是具有七个以上的彼此链接在一起的碳原子的长链碳氢化合物的脱附通常在较高的温度范围内进行，所述温度范围例如达到400摄氏度。要
达到这样高的温度水平，经过了明显更多的时间。此外，在某些运行情况下，可能根本达不到这种高温并且因此不会发生完全脱附。
[0020]而被裂化的碳氢化合物则因此更早地从吸附器中释放出来，此外更快地实现了吸附器的完全卸载。这特别防止了吸附器的焦化并且因此提高了系统的耐久性。
[0021]此外有利的是，碳氢化合物开始裂化时的起燃温度为100摄氏度。优选地，该温度尽可能低，以使得碳氢化合物尽早地裂化。
[0022]此外有利的是，在裂化催化转化器的下游的排气管路具有冷却元件，通过该冷却元件能冷却从裂化催化转化器中流出的排气。通过碳链的裂化或断裂产生热量。此外，该热量也被输出到排气管路中。为了避免影响吸附器上的吸附和脱附，可以设置主动冷却，以便补偿由于碳链裂化的化学反应而导致的额外的热量输入。
[0023]还有利的是，裂化催化转化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于内燃机(1)的排气后处理的设备，其具有排气管路，该排气管路被设置用于将从内燃机(1)中排出的排气输送给至少一个用于排气后处理的部件，其中，在排气管路中至少布置有用于临时储存排气中所含的碳氢化合物的吸附器(3)、用于排气的催化后处理的催化转化器(5)、可电加热的催化转化器(4)和用于使长链碳氢化合物裂化成短链碳氢化合物的裂化催化转化器(2)。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，裂化催化转化器(2)的反应表面被涂覆活性硅酸铝。3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，排气管路具有旁路通道，其中，该旁路通道在可电加热的催化转化器(4)的下游从排气管路分支出并且具有裂化催化转化器(2)、冷却元件(6)和吸附器(3)，并且在可电加热的催化转化器(4)的上游通入排气管路中。4.根据前...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：纬湃技术有限公司，
类型：发明
国别省市：