含硫收集器和氧化氮贮存触媒之废气处理装置的操作方法

摘要

本发明系关于一种供内燃引擎用之废气处理装置的操作方法，其是用贫正常化空气/燃料比来操作历超过大部分之操作期间的时间。废气处理装置含有氧化氮贮存触媒及硫收集器，该氧化氮贮存触媒具有一活性窗△TvNOX以供在大于l之正常化空气/燃料比下贮存氧化氧且在小于或等于l之正常化空气/燃料比之下释出氧化氮，该硫收集器位于氧化氮贮存触媒之上游，具有硫脱附温度Ｔvs．Desox，在此温度之上贮存在硫收集器上之硫酸盐类在小于或等于l之正常化空气/燃料比之下分解。在废气中所含之氧化氮贮存在氧化氮贮存触媒上且氧化硫在大于l之正常化空气/燃料比及在活性窗TvNOX间之废气温度之下贮存在硫收集器上，在相同时间时，硫收集器正上游之废气温度低于其硫脱附温度Ｔvs．Desox。藉循环性地降低废气中正常化空气/燃料比至小于l，贮存之氧化氮再次自贮存触媒释出。(贮存循环之终结)。在氧化氮贮存循环之每一预定数N1后，硫自硫收集器除去。此藉提升硫阱正上游之废气温度至高于其硫脱附温度Ｔvs．Desox且亦降低废气中之正常化空气/燃料比至小于 l而使之发生。

主权项

/AIT{1.一种内燃引擎之废气处理装置的操作方法,其在具贫空气/燃料比之大部分操作期间操作,其中废气处理装置含有:}/ait{一种氧化氮贮存触媒,其具有一介于温度T_{K,1及T_{K,2间之活性窗T_{NOX以供在大于1之正常化空气/燃料比之下贮存氧化氮且在少于或等于1之正常化空气/燃料比之下释出氧化氮,以及一硫脱附温度T_{K,DeSOx,在此温度之上,贮存在触媒上之硫酸盐在少于或等于1之正常化空气/燃料比之下分解,及}/ait{一种硫收集器,其是氧化氮贮存触媒之上游且与触媒有一段距离,其具有一硫脱附温度T_{s,DeSOx,在此温度之上,贮存在硫收集器上的硫酸盐类在少于或等于1之正常化空气/燃料比之下分解,}/ait{其中在硫收集器及贮存触媒间,在硫收集器正下游之废气温度T_S峖b贮存触媒正上游之废气温度间有温度差T_{S,K,且此方法包括以下步骤:}/ait{a)在大于1之正常化空气/燃料比之下且在活性窗T_{NOX间之废气温度条件下,在氧化氮贮存触媒上,在废气中所含之氧化氮之贮存及在硫收集器上之氧化硫的贮存,其中同时地,废气温度T_S眯馦葡瑼赎舳_{s,DeSOx,且在废气中之正常化空气/燃料比循环降低至少于1以释出经贮存的氧化氮(贮存循环之结束),}/ait{b)在氧化氮贮存循环之每一预定数N₁寣A藉提升废气温度T_Sb硫收集器之硫脱附温度T_{s,DeSOx之上且降低废气中正常化空气/燃料比至低于1而自硫收集器除硫,且循环性重覆步骤a)及b)。}/AIT{2.如申请专利范围第1项之方法,其中以下式描述硫脱附温度T_{s,DeSOx,硫收集器正上游废气温度T_S庤J存触媒正上游T_K﹞孚赎蛃t及贮存触媒之活性窗的上限温度T_{K,2:}/ait{T_{K,2+T_{S,K{s,DeSOx}/AIT{3.如申请专利范围第1项之方法,其中在硫收集器之二次硫除去程序间,氧化氮贮存循环数N₁隆0及100,000间。}/AIT{4.如申请专利范围第3项之方法,其中在废气中之正常化空气/燃料比降低至介于0.6及0.9间以自贮存触媒释出氧化氮。}/AIT{5.如申请专利范围第4项之方法,其中以方法具有另一步骤bH在氧化氮贮存循环之每一预定数N₂嶆蛚J存触媒除硫,其中,为要除硫,贮存触媒正上游之废气温度T_Kㄓbr>至高于其硫脱附温度T_{s,DeSOx且正常化空气/燃料比降低至少于1。}/AIT{6.如申请专利范围第5项之方法,其中贮存触媒之二次除硫程序间之氧化氮贮存循环数N₂醨₁j2至100倍。}/AIT{7.如申请专利范围第4或6项之方法,其中为要自硫收集器及任意地自贮存触媒除硫,废气中之正常化空气/燃料比降至介于0.96及1.01间之値,有利地介于0.97及1.0间之値。}/AIT{8.如申请专利范围第4或6项之方法,其中为要自硫收集器及任意地自贮存触媒除硫,在废气中正常化空气/燃料比降至介于0.6及0.8间之値。}/AIT{9.如申请专利范围第8项之方法,其中在自硫收集器除硫期间添加二次空气于氧化氮贮存触媒之正上游,以提升在贮存触媒中正常化空气/燃料比至介于0.98及1.01间之値。}/AIT{10.如申请专利范围第1项之方法,其中氧化氮贮存触媒含有至少一种来自锂、钠、钾、铯、铷、钙、锶、钡、镧和钇之化合物的氧化氮贮存成份且含有至少一种来自铂族元素铂、钯、铑及铱的金属作为催化活性成份。}/AIT{11.如申请专利范围第1项之方法,其中硫收集器含有至少一种来自硷土金属镁、钙、锶及钡及镧之化合物的氧化硫贮存成份。}/AIT{12.如申请专利范围第1项之方法,其中氧化硫贮存成份是Mg/Al水滑石。}/AIT{13.如申请专利范围第12项之方法,其中Mg/Al水滑石掺以至少一种由硷土金属钙,锶,钡及稀土氧化物所形成之群中的成份,其量关于总重是0.5至40 wt%。}/AIT{14.如申请专利范围第13项之方法,其中Mg/Al水滑石在400至600℃下煆烧1至10小时,在用来作为氧化硫贮存成份前。}/AIT{15.如申请专利范围第11至14项中任一项之方法,其中硫收集器亦含有至少一种来自铂族元素铂、钯、铑及铱之金属。}/AIT{16.如申请专利范围第1项之方法,其中硫收集器是一普通的废气触媒,其另含有氧化氮贮存成份(选自锂、钠、钾、铯、铷、钙、锶、钡、镧和钇之化合物)及氧化硫贮存成份(选自镁化合物或Mg/Al水滑石),且该贮存成份含有至少一种选自铂、铯、铑和铱元素的铂族金属作为催化活性成份。}/AIT{17.如申请专利范围第1项之方法,其中硫收集器直接位于贮存触媒之上游且二者容纳于普通转化器罩盖中。}/AIT{18.如申请专利范围第1或2项之方法,其中一种普通的废气触媒,其亦含有锰、镍、锌或铁之氧化物作为硫化氢之贮存材料位于氧化氮贮存触媒之下游。}/AIT{19.如申请专利范围第17项之方法,其中硫收集器不含有任何催化活性成份以氧化氧化硫且在于一氧化或三路触媒位于引擎废气点的直接下游,此引起氧化硫之氧化。}/AIT{20.如申请专利范围第18项之方法,其中硫收集器不含有任何催化活性成份以氧化氧化硫且在于一氧化或三路触媒位于引擎废气点的直接下游,此引起氧化硫之氧化。}/AIT{21.如申请专利范围第1项之方法,其中硫收集器远离贮存触媒且位于一分离的罩盖中。}/AIT{22.如申请专利范围第21项之方法,其中硫收集器位于引擎出口正下游。}/tt第一图:由一硫收集器及一氧化氮贮存触媒组成的废气处理装置在车辆中的编排,硫收集器位于引擎附近且贮存触媒位于车辆的底部。第二图:由一硫收集器和一氧化氮贮存触媒组成的废气处理装置在车辆中的编排,硫收集器和贮存触媒位于车辆底部下的共同罩盖之内。第三图:贮存触媒之活性窗的概要作图。第四图:对于三种不同方法步骤且硫收集器及贮存触媒在分离的位置时,沿着废气处理装置,自引擎至贮存触媒,在温度上之变化的概要作图。第五图:对于三种不同方法步骤且硫收集器位于引擎附近时,沿着废气处理装置,自引擎至贮存触媒在温度上之变化的概要作图。第六图:对于三种不同方法步骤且硫收集器及贮存触媒位于共同罩盖内部时,沿着废气处理装置,自引擎至贮存触媒,在温度上之变化的概要作图。第七图-第十图:在实例1至4中自硫收集器除去硫。第十一图-第十三图:在比较实例1至3中自硫收集器除去硫。第十四图:当正常化空气/燃料比降至0.98之値时,在640℃下硫收集器之除硫特性。第十五图:当正常化空气/燃料比降至0.95之値时,在640℃下硫收集器之除硫特性。第十六图:作为正常化空气/燃料比之函数之除硫期间。第十七图:在除硫期间,以不同之正常化空气/燃料比,在位于硫收集器正下游之废气中,二氧化硫和硫化氢之比例,以百分比表示。第十八图:在除硫期间,以不同之正常化空气/燃料比,在位于硫收集器正下游之废气中,二氧化硫和硫化氢之比例,以百分比表示。第十九图:具有抑制硫化氢排放之下游触媒的废气处理装置。第二十图:废气处理装置,具有在自硫收集器除硫期间贮存触媒正上游之二次空气喷射,以抑制硫化氢之排放。第二十一图:废气处理装置,具有一前触媒位于引擎附近以氧化氧化硫。