用于减少H2S的柴油车辆的后处理系统的制作方法

本公开内容涉及能够减少排放的柴油车辆的后处理系统。

背景技术：

本部分中的陈述仅提供了涉及本公开内容的背景信息并且不可构成现有技术。

本公开内容涉及柴油车辆的后处理系统，其中，稀燃NO_x捕集催化剂(lean NO_x trap catalyst)(LNT催化剂)和柴油颗粒过滤器(diesel particulate filter)(DPF)被顺序布置，用于在LNT催化剂再生时减少H₂S的排放并且在低温下容易地去除柴油颗粒过滤器(DPF)的颗粒物质。

通常，从发动机通过排气歧管排放的废气被引入安装在排气管中的催化转化器中并且在催化转化器中净化，然后通过尾管排放到大气中，通过穿过消音器减弱了噪音。

催化转化器使包括在废气中的污染物净化。进一步地，排气管设置有用于收集包括在废气中的颗粒物质(PM)的烟尘过滤器。

脱氮催化剂(DeNO_x催化剂)是净化包括在废气中的氮氧化物(NO_x)的催化转化器的一种类型。当还原剂诸如尿素、氨、一氧化碳和碳氢化合物(HC)提供到废气时，脱氮催化剂通过与还原剂的氧化还原反应减少包括在废气中的氮氧化物。

在脱氮催化剂中，稀燃NO_x捕集催化剂(LNT催化剂)当发动机在稀燃气氛下运行时吸附包括在废气中的氮氧化物并且当发动机在富燃气氛下运行时释放所吸附的氮氧化物。在这种情况下，稀燃NO_x捕集催化剂在车辆长时间行驶之后被包括在燃料和润滑剂中的硫(S)组份毒化并且因此其性能劣化。

因此，每隔预定周期需要进行去除所毒化的硫组份的脱硫再生。在此，脱硫再生使用发动机的高温富燃控制来去除使LNT催化剂中毒的硫(S)。

在这种情况下，产生具有臭味的无色有毒气体硫化氢(H₂S)直到释放硫S。因此，存在通过使硫化氢脱硫去除在LNT催化剂的再生期间产生的硫化氢(H₂S)的需要。

在相关技术的LNT系统的脱硫方法中详细了解了用于脱硫的现有方法，在氮氧化物吸附催化剂被废气中的硫组分连续毒化之后，再生柴油颗粒过滤器(DPF)然后连续进行脱硫。

然而，我们已经发现现有方法不可以根据催化剂的中毒程度和劣化程度来适当地进行再生控制，并且在有害氧化物的净化性能的改善方面具有局限性。

进一步地，我们已经发现现有方法尚不能解决在去除毒化的硫S的脱硫过程期间产生的硫化氢在没有净化的情况下被排放到大气中的问题，并且因此造成大气污染。

技术实现要素：

本公开内容涉及用于减少H₂S的柴油车辆的后处理系统，其能够减少出现臭味的因素的硫化氢(H₂S)，并且在低温容易地去除柴油颗粒过滤器(DPF)的颗粒物质。

根据本公开内容的实施方式，一种用于减少H₂S的柴油车辆的后处理系统，其中，LNT催化剂和DPF从发动机顺序布置在发动机的废气通道上，后处理系统包括：LNT催化剂，被配置为基于理论空气-燃料比窗口(window of theoretical air-fuel ratio)在稀燃气氛下吸附氮氧化物(NO_x)并且在富燃气氛下释放氮氧化物(NO_x)；以及柴油颗粒过滤器(DPF)，被配置为包括布置在LNT催化剂后端处并且净化碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)的第一净化器，以及布置在第一净化器的后端处并且净化硫化氢(H₂S)的第二净化器。

柴油颗粒过滤器可以具有涂有包括锰(Mn)和铝(Al)的氧化催化剂涂层的前表面。

氧化催化剂涂层可进一步包括铂(Pt)。

第一净化器可进一步包括贵金属涂层，其中，前表面涂有以1：1的重量比混合的铂(Pt)和钯(Pd)的贵金属。

贵金属涂层可涂有包括约为5g/ft³至12g/ft³的铂(Pt)和钯(Pd)的贵金属。

从本文所提供的描述进一步的应用领域将变得显而易见。应当理解，该描述和具体实例仅旨在说明的目的，并且不是为了限制本公开内容的范围。

附图说明

为了较好地理解本公开内容，现在将参考附图以其各种形式通过举例进行描述，其中：

图1是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的用于减少H₂S的柴油车辆的后处理系统的示图；

图2是用于描述根据本公开内容的示例性实施方式的柴油颗粒过滤器(DPF)的示图；以及

图3是示出了现有柴油颗粒过滤器(相关技术)和本公开内容的实例的根据温度的再生效率的图表。

本文所描述的附图仅用于说明目的并且不旨在以任何方式限制本公开内容的范围。

具体实施方式

以下描述实际上仅是示例性的并且并不旨在限制本公开内容、应用或者用途。应当理解的是，整个附图，相应的参考标号指代相似或相应的部件或特征。

图1是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的用于减少H₂S的柴油车辆的后处理系统的示图。

如图1所示，用于减少H₂S的柴油车辆的后处理系统是其中LNT催化剂和柴油颗粒过滤器(DPF)沿废气的流动方向被顺序布置在废气通道上的柴油车辆的后处理，并且包括根据发动机的运行条件吸附或释放氮氧化物(NO_x)的LNT催化剂10以及包括第一净化器21和第二净化器22的柴油颗粒过滤器20。

根据本公开内容的示例性实施方式的LNT催化剂10在基于理论空气燃料比窗口空气比高的稀燃气氛下吸附氮氧化物(NO_x)并且在燃料比高的富燃气氛下释放氮氧化物(NO_x)。

图2是用于描述根据本公开内容的示例性实施方式的柴油颗粒过滤器(DPF)的示图。

如图2所示，柴油颗粒过滤器20包括净化碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)的第一净化器21以及布置在第一净化器21的后端处以去硫(desulfurize)毒化LNT催化剂10的硫S以便净化在再生时产生的硫化氢(H₂S)的第二净化器22。

柴油颗粒过滤器20的前表面设置有包括锰(Mn)和铝(Al)的氧化催化剂涂层100。在根据本公开内容的方式中，柴油颗粒过滤器20进一步包括铂Pt。

因此，根据本公开内容的示例性实施方式的氧化催化剂涂层100可以比由铜(Cu)和铝(Al)制成的现有涂层更能提高硫化氢(H₂S)的净化性能。进一步地，根据本公开内容的示例性实施方式的氧化催化剂涂层100可进一步包括铂(Pt)以提高颗粒物质(烟尘)的氧化效率。

根据本公开内容的示例性实施方式，布置在LNT催化剂10的后端处的第一净化器21可进一步包括贵金属涂层200，涂有以1：1的重量比混合的铂(Pt)和钯(Pd)的贵金属。

通过这样做，提高了在低于600℃的低温下去除颗粒物质(烟尘)的性能。

在这种情况下，根据本公开内容的示例性实施方式的贵金属涂层200可以涂有包括约为5g/ft³至12g/ft³的铂(Pt)和钯(Pd)的贵金属。原因是当贵金属小于5g/ft³时，颗粒物质(烟尘)的去除效率降低并且柴油颗粒过滤器20的再生效率降低，并且当贵金属大于12g/ft³时，制造成本过度增加。

图3是示出了现有柴油颗粒过滤器和本公开内容的实施例的根据温度的再生效率的图表。比较材料1和比较材料2各自是通道5的商用柴油颗粒过滤器(DPF)和通道6的商用柴油颗粒过滤器(PDF)，并且实施例 1是施加根据本公开内容的示例性实施方式的氧化催化剂涂层的柴油颗粒过滤器(DPF)，以及实施例2是根据本公开内容的示例性实施方式的氧化催化剂涂层与贵金属涂层一起施加的柴油颗粒过滤器(DPF)。

如图3所示，本公开内容的示例性实施方式可以呈现出在低于600℃的低温下再生效率等于或大于现有比较材料的再生效率。

具体地，可以认识到，其中贵金属涂层200堆叠在第一净化器21中的实施例2在580℃下具有约50％的再生效率，并且因此比具有约42％的再生效率的比较材料1提高约20％，并且比具有约35％的再生效率的比较材料2提高约40％。

进一步地，可以认识到，实施例2在540℃下具有约24％的再生效率，并且因此比具有约12％的再生效率的比较材料1提高约100％，并且比具有约4％的再生效率的比较材料2提高约600％。

因此，可以认识到，根据本公开内容的示例性实施方式的柴油颗粒过滤器20具有的再生效率高于现有柴油颗粒过滤器(DPF)的再生效率。

根据本公开内容的示例性实施方式，可以通过柴油车辆的柴油颗粒过滤器(DPF)甚至在600℃以下温度容易地去除颗粒物质(烟尘)并且氧化并去除一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)。

进一步地，可以通过提高硫化氢(H₂S)的净化效率来减少排放到大气中的硫化氢(H₂S)。

如上所述，尽管已经参考本公开内容的示例性实施方式描述了本公开内容，但是本领域技术人员将认识到在不偏离如所附权利要求中公开的本公开内容的范围和精神的情况下可做出各种修改和改变。