具有耐久性得到提高的结构的尾气后处理装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有耐久性得到提高的结构的尾气后处理装置，其特征在于，包括：黑烟氧化催化部，用于氧化处理尾气的黑烟；黑烟过滤部，与黑烟氧化催化部连接，用于过滤黑烟；选择性催化还原部，与黑烟过滤部连接；及氨氧化催化部，与选择性催化还原部连接，在选择性催化还原部的前方设置有用于感应从黑烟过滤部流入的尾气中的氮化合物产生量的第一气体传感器和用于选择性地阻断尾气向选择性催化还原部的流入的选择性催化还原旁通阀，并且包括为了以气体量感应信号为基础控制选择性催化还原旁通阀及选择性催化还原部运行与否而电连接的控制器。
【专利说明】具有耐久性得到提高的结构的尾气后处理装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种包括选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)工序的尾气后处理装置及方法，更详细地涉及一种以尾气内的氮化合物(NOx)的产生量及变化率为基础，选择性地决定选择性催化还原部及氨氧化催化(Ammonia OxidationCatalytic, A0C)部的运行与否的具有耐久性得到提高的结构的尾气后处理装置及方法。
【背景技术】
[0002]图1是以往的尾气后处理装置的结构图。如图1所示，从柴油车产生的尾气后处理装置一般由一连串的黑烟氧化催化部10、黑烟过滤部20、选择性催化还原部30及氨氧化催化部40等构成。
[0003]在此，在选择性催化还原部30的前方连接有定量阀31。
[0004]在这种以往的后处理装置及利用该后处理装置的工序中，尾气经过黑烟氧化催化部10及黑烟过滤部20时，氮化合物到达选择性催化还原部30。
[0005]此时，以往的后处理装置的方式为，氮化合物与其产生量的多与少无关地直接进入选择性催化还原部30。即，存在的问题是，不具有任何的能够基于氮化合物的产生量来控制该气体向选择性催化还原部30的进入及选择性催化还原部30的运行的结构。
[0006]因此，即便氮化合物的产生量少或没有，选择性催化还原部30也与其无关地持续运行，导致其耐久性下降的问题。
[0007]此外，经过选择性催化还原部30的氮化合物到达的地方为氨氧化催化部40。氨氧化催化部40为对氮化合物投入氨并使其反应的地方。
[0008]此时，氨氧化催化部40也是与氮化合物的变化率无关地运行，因此有可能产生耐久性的问题，之所以产生这种问题，是因为在氨氧化催化部40的前方没有设置任何能够感应氮化合物的变化率的感应及计算装置。
[0009]因此，急需开发一种能够以氮化合物的产生量或变化率为基础，决定选择性催化还原部30及氨氧化催化部40的运行与否的结构的装置。
【发明内容】
[0010]因此，本发明是鉴于所述的以往问题而提出的，本发明的目的是提供一种具有耐久性得到提高的结构的尾气后处理装置及根据其的处理方法，其通过在选择性催化还原部及氨氧化催化部的前方设置感应装置及旁通阀，从而能够以氮化合物的产生量及变化率为基础，选择性地决定选择性催化还原部及氨氧化催化部的运行与否。
[0011]这种本发明的目的通过本发明的具有耐久性得到提高的结构的尾气后处理装置而达到，该具有耐久性得到提高的结构的尾气后处理装置的特征在于，包括:黑烟氧化催化部，用于氧化处理尾气中的黑烟；黑烟过滤部，与黑烟氧化催化部连接，用于过滤黑烟；选择性催化还原部，与黑烟过滤部连接；及氨氧化催化部，与选择性催化还原部连接，其中，在选择性催化还原部的前方设置有用于感应从黑烟过滤部流入的尾气中的氮化合物产生量的第一气体传感器和用于选择性地阻断尾气向选择性催化还原部的流入的选择性催化还原旁通阀，并且还包括为了以气体量感应信号为基础控制选择性催化还原旁通阀及选择性催化还原部的运行与否而电连接的控制器。
[0012]其中，优选地，在氨氧化催化部的前方，控制部进一步电连接有用于感应氮化合物的第二气体传感器及用于选择性地阻断尾气向氨氧化催化部的流入的氨氧化催化旁通阀。
[0013]此外，这种本发明的目的通过本发明的尾气后处理方法而达到，该尾气后处理方法的特征在于，包括以下步骤:第一气体传感器从通过黑烟氧化催化部及黑烟过滤部的尾气中感应氮化合物气体(SlOO);控制器基于感应信号来决定选择性催化还原旁通阀的开闭与否(S200);第二气体传感器感应通过选择性催化还原部的氮化合物气体(S300);及根据基于感应信号的控制器的氮化合物变化率计算，来决定氨氧化催化旁通阀的开闭与否(S400)。
[0014]根据本发明的具有耐久性得到提高的结构的尾气后处理装置，在尾气进入选择性催化还原部之前就感应氮化合物的产生量，当该量少于基准值时，不向选择性催化还原部流入而是进行排放，从而具有能够划时代地提高选择性催化还原部的耐久性的特征。
[0015]此外，由于设置有氮化合物的变化率的检测结构，还能够选择性地开闭尾气向氨氧化催化部的流入，因此还能够实现增进氨氧化催化部的耐久性的效果。
[0016]通过与附图相关的以下的详细说明及优选实施例，能够进一步明确本发明的其他课题、特定的优点及新的特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是以往的尾气后处理装置的结构图；
[0018]图2是本发明的具有耐久性得到提高的结构的尾气后处理装置的结构图；
[0019]图3是关于本发明的尾气后处理方法的顺序图。
[0020]附图标记说明
[0021]10:黑烟氧化丨隹化部；20:黑烟过滤部；30:选择性丨隹化还原部；31:定量阀；40:氣氧化催化部；100:黑烟氧化催化部；200:黑烟过滤部；300:选择性催化还原部；310:定量阀；320:第一气体传感器；330:选择性催化还原旁通阀；400:氨氧化催化部；410:氨氧化催化旁通阀；420:第二气体传感器；500:控制器。
【具体实施方式】
[0022]下面，关于本发明的具有耐久性得到提高的结构的尾气后处理装置，结合附图进行说明。
[0023]图2是本发明的具有耐久性得到提高的结构的尾气后处理装置的结构图。如图2所示，本发明的具有耐久性得到提高的结构的尾气后处理装置是用于对汽车的尾气等进行后处理后排放的装置，尤其是，为了基于氮化合物的产生量及变化率来调节尾气向选择性催化还原部300及氨氧化催化部400的流入与否，具有包括各气体传感器320、420、各旁通阀330、410及用于控制它们的控制器500的结构。
[0024]这种本发明的尾气后处理装置包括:用于氧化处理尾气黑烟的黑烟氧化催化部100和与黑烟氧化催化部100连接并且用于过滤黑烟的黑烟过滤部200，并且具有由与黑烟过滤部200连接且在前方附设有定量阀310的选择性催化还原部300及与选择性催化还原部300连接的氨氧化催化部400构成的结构。
[0025]在此，通过黑烟氧化催化部100及黑烟过滤部200的尾气流入选择性催化还原部300，当从这种尾气中产生氮化合物时，经过选择性催化还原部300进行分解，若氮化合物的产生量少或没有时，无需进行向这种选择性催化还原部300的流入及分解过程。
[0026]在本发明的后处理装置中，在选择性催化还原部300的前方形成有感应这种氮化合物的产生量，并且当该量少于基准值时向外部排放的结构，该结构为第一气体传感器320及选择性催化还原旁通阀330。
[0027]同时，第一气体传感器320及选择性催化还原旁通阀330与控制器500电连接，在这种控制器500中存储有对氮化合物产生量的基准值。
[0028]这种控制器500为，通过与基准值的比较计算来决定对选择性催化还原旁通阀330开闭与否的E⑶逻辑计算结构。
[0029]因此，当第一气体传感器320感应氮化合物，并且将该感应信号传送至控制器500时，控制器500实施与内置基准值的比较计算，当超过基准值时，指令开放选择性催化还原旁通阀330，以控制该氮化合物通过选择性催化还原部300。
[0030]相反，当基准值以下时，指令关闭选择性催化还原旁通阀330，以使该氮化合物向大气中排放，从而能够设置为基于氮化合物产生量来决定对选择性催化还原旁通阀330的开闭及对选择性催化还原部300的氮化合物的流入与否的结构。
[0031]而且，在选择性催化还原部300的后方连接有氨氧化催化部400。在这种氨氧化催化部400的前方设置有第二气体传感器420和氨氧化催化旁通阀410。
[0032]这种第二气体传感器420和氨氧化催化旁通阀410是为了基于氮化合物变化率来决定对氨氧化催化部400的氮化合物的流入与否而设置的结构，第二气体传感器420及氨氧化催化旁通阀410都与控制器500电连接。
[0033]此时，在控制器500中存储有关于氮化合物变化率的基准值，并可设置有如下的结构:该结构进行将氮化合物的变化前后值除以变化前的值的百分率计算处理，并且根据这种与基准值的比较计算，决定对氨氧化催化旁通阀410的开闭及对氨氧化催化部400的氮化合物的流入与否。
[0034]此时，为了校正计算处理结果，可在控制器500的计算中使用根据发动机温度及大气压来相乘的系数(factor)变量等，相关的最佳值通过反映实验结果值而能够获得。
[0035]因此，当氮化合物要流入氨氧化催化部400时，在第二气体传感器420中感应该氮化合物气体，而这种感应信号被传送至控制器500。
[0036]那么，控制器500则基于感应信号，通过在前面提及的计算处理及与基准值的比较，当超过基准值时，开放氨氧化催化旁通阀410以使氮化合物向氨氧化催化部400流入并分解，当基准值以下时，指令关闭氨氧化催化旁通阀410以使基准值以下的氮化合物向大气中释放等，能够实现可通过与设定在控制器的基准值进行比较来决定氮化合物向氨氧化催化部400的流入与否的结构。
[0037]图3是关于本发明的尾气后处理方法的顺序图。如图3所示，本发明的尾气后处理方法为，能够以在尾气中产生的氮化合物的产生量和变化率为基础，实现选择性催化还原及氨氧化催化的工序。[0038]首先，在从车辆中排放的尾气从黑烟氧化催化部100及黑烟过滤部200流入选择性催化还原部300之前，感应尾气中氮化合物的产生量(S100)。
[0039]此时，在选择性催化还原部300的前方设置的第一气体传感器320中感应氮化合物的产生量。
[0040]接下来是，控制器500以氮化合物的感应信号为基础，实施与基准值的比较计算处理，并且根据该结果决定对选择性催化还原部300的选择性催化还原旁通阀330的开闭与否的步骤。
[0041]控制器500对第一气体传感器320的感应信号与存储的基准值进行比较，当超过基准值时，开放选择性催化还原旁通阀330，以使该氮化合物向选择性催化还原部300流入。
[0042]相反，当该感应信号为基准值以下时，关闭选择性催化还原旁通阀330，以使该氮化合物向大气中排放(S200)。
[0043]接下来是，当选择性催化还原部300的氮化合物气体向氨氧化催化部400流入时感应该氮化合物气体的步骤，第二气体传感器420感应通过选择性催化还原部300的氮化合物气体，并且将该感应信号传送至控制器500。
[0044]这种第二气体传感器420与氨氧化催化旁通阀410 —起设置在氨氧化催化部400的前方。
[0045]因此，当氮化合物到达氨氧化催化部400时，可通过第二气体传感器420感应氮化合物气体(S300)。
[0046]此时，控制器500为E⑶逻辑计算方式，内置有对变化率的基准值以及(变化前-变化后)/变化前X100的计算式，并且存储有作为校正值的当时的发动机温度及大气压等，下一步骤为，以第二气体传感器420的感应信号为基础，对该氮化合物的变化率进行检测，并且通过与基准值进行比较来决定氨氧化催化旁通阀410的开闭与否的步骤。
[0047]在控制器500中存储有关于氮化合物的变化率的基准值，因此对根据该感应信号计算的变化率和基准值进行比较。此时，若变化率大，则指令开放氨氧化催化旁通阀410，以使该氮化合物向氨氧化催化部410流入，若为基准值以下，则指令关闭氨氧化催化旁通阀410，以使氮化合物向大气中排放(S400)。
[0048]根据这种本发明的后处理方法的工序，能够以氮化合物的产生量及变化率为基础，决定对氮化合物的选择性催化还原反应或氨氧化催化反应与否。
[0049]产业应用性
[0050]本发明能够应用于利用选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)来净化尾气中包含的氮化合物的用途。
【权利要求】
1.一种具有耐久性得到提高的结构的尾气后处理装置，其特征在于，包括: 黑烟氧化催化部(100)，用于氧化处理尾气的黑烟； 黑烟过滤部(200)，与所述黑烟氧化催化部(100)连接，用于过滤黑烟； 选择性催化还原部(300)，与所述黑烟过滤部(200)连接；及 氨氧化催化部(400)，与所述选择性催化还原部(300)连接， 在所述选择性催化还原部(300)的前方设置有用于感应从所述黑烟过滤部(200)流入的尾气中的氮化合物产生量的第一气体传感器传感器(320);和 用于选择性地阻断尾气向所述选择性催化还原部(300)的流入的选择性催化还原旁通阀(330)， 并且包括为了以所述气体量感应信号为基础控制所述选择性催化还原旁通阀(330)及选择性催化还原部(300)的运行与否而电连接的控制器(500)。
2.根据权利要求1所述的具有耐久性得到提高的结构的尾气后处理装置，其特征在于， 在所述氨氧化催化部(400)的前方，控制部(500)进一步电连接有用于感应氮化合物气体的第二气体传感器(420)及用于选择性地阻断尾气向所述氨氧化催化部(400)的流入的氨氧化催化旁通阀(410)。
3.一种尾气后处理方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一气体传感器(320)从通过黑烟氧化催化部(100)及黑烟过滤部(200)的尾气中感应氮化合物的步骤(S100)； 控制器(500)基于所述感应信号来决定选择性催化还原旁通阀(330)对选择性催化还原部(300)开闭与否的步骤(S200)； 第二气体传感器(420)感应通过所述选择性催化还原部(300)的氮化合物气体的步骤(S300);及 根据基于感应信号的控制器(500)的氮化合物变化率计算，来决定氨氧化催化旁通阀(410)对氨氧化催化部(400)开闭与否的步骤(S400)。
【文档编号】F01N3/035GK104024595SQ201280065220
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年12月17日 优先权日:2011年12月27日
【发明者】林智勋, 高敏硕, 吴炳杰, 朴庆珉, 金相勋 申请人:斗山英维高株式会社