CN106894865B - 包括电解生成的h2和nh3的排气后处理*** - Google Patents

包括电解生成的h2和nh3的排气后处理*** Download PDF

Info

Publication number
CN106894865B
CN106894865B CN201611164404.XA CN201611164404A CN106894865B CN 106894865 B CN106894865 B CN 106894865B CN 201611164404 A CN201611164404 A CN 201611164404A CN 106894865 B CN106894865 B CN 106894865B
Authority
CN
China
Prior art keywords
exhaust
electrochemical
treatment fluid
exhaust treatment
aftertreatment system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611164404.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106894865A (zh
Inventor
孙勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tenneco Automotive Operating Co Inc
Original Assignee
Tenneco Automotive Operating Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tenneco Automotive Operating Co Inc filed Critical Tenneco Automotive Operating Co Inc
Publication of CN106894865A publication Critical patent/CN106894865A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106894865B publication Critical patent/CN106894865B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/2073—Selective catalytic reduction [SCR] with means for generating a reducing substance from the exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/04—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric, e.g. electrostatic, device other than a heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/34—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electrolyser
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1406—Storage means for substances, e.g. tanks or reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1433—Pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1433—Pumps
    • F01N2610/144—Control thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

一种排气后处理***，包括一排气通道；提供在该排气通道中的一稀NOx捕集器(LNT)；承载水溶液试剂的一储箱；与该储箱连通并且被配置成用于从该储箱接收水溶液试剂的一电化学室，该电化学室被配置成用于将该水溶液试剂转换为用于净化该LNT的氢气排气处理流体；以及与该电化学室连通的一控制器，其中该控制器被配置成用于改变由该电化学室生成的氢气排气处理流体的量。

Description

包括电解生成的H2和NH3的排气后处理***
技术领域
本披露涉及包括电解生成的、用于发动机尾气处理的氢气和氨气的排气后处理***。
背景技术
此部分提供与本披露相关的背景信息，其并不一定是现有技术。
已经开发了多种排气后处理装置，以试图减少内燃发动机运行期间排放到大气中的NOX和颗粒物质的量。当实施狄塞尔燃烧过程时，尤其需要排气后处理***。用于柴油发动机排气的典型后处理***可以包括柴油机颗粒过滤器(DPF)、选择性催化还原(SCR)***(包括尿素注入器)、碳氢化合物(HC)注入器、以及柴油机氧化催化器(DOC)中的一者或多者。
已经在减少排放到大气中的NOX方面显示出潜力的另一后处理装置是稀NOX捕集器(LNT)。LNT是以类似于海绵的方式捕集NOX(NO和NO2 分子)的装置。一旦LNT饱和(就像充满水的海绵)，就不能再吸收NOX。因此，已经设计了多种不同方案来“净化”或“再生”捕集器。用于净化LNT 的一个方案是在LNT上游注入柴油燃料。在此方面，柴油燃料提供碳氢化合物，这些碳氢化合物在富集条件下与被吸收的NOx发生化学反应以生成水(H2O)和氮气(N2)作为该化学反应的产物。然而，使用柴油燃料作为反应物导致不希望发生的燃料损耗。因此，希望的是开发具有不使用柴油燃料作为用于净化或再生LNT的反应物的LNT的排气后处理***。
发明内容
概述
此部分提供本披露的总体概述而不是其全部范围或其全部特征的全面披露。
本披露涉及一种排气后处理***，包括：一排气通道；提供在该排气通道中的一稀NOx捕集器(LNT)；承载水溶液试剂的一储箱；与该储箱连通并且被配置成用于从该储箱接收水溶液试剂的一电化学室，该电化学室被配置成用于将该水溶液试剂转换为用于净化该LNT的氢气排气处理流体；以及与该电化学室连通的一控制器，其中该控制器被配置成用于改变由该电化学室生成的氢气排气处理流体的量。
从本文所提供的描述中将清楚其他适用范围。本概述中的描述和具体实例仅旨在用于说明的目的而并非旨在限制本披露的范围。
附图说明
在此描述的附图仅用于所选择实施例的而不是对所有可能实施方式的说明性目的，并且不旨在限制本披露的范围。
图1是根据本披露的示例性实施例的排气后处理***的示意性表示；
图2是可以用在根据本披露的排气后处理***中的电化学室的示意性表示；
图3是根据本披露的另一示例性实施例的排气后处理***的示意性表示；
图4是根据本披露的另一示例性实施例的排气后处理***的示意性表示；
图5是根据本披露的另一示例性实施例的排气后处理***的示意性表示；
图6是根据本披露的另一示例性实施例的排气后处理***的示意性表示；
图7是根据本披露的另一示例性实施例的排气后处理***的示意性表示；并且
图8是根据本披露的另一示例性实施例的排气后处理***的示意性表示。
贯穿附图中的若干视图，相应的参考号表示相应的部分。
具体实施方式
详细说明
现在将参考附图更全面地描述多个示例性实施例。
提供了多个示例性实施例从而使得本公开将是详尽的，并将其范围充分地告知本领域的技术人员。阐述了许多特定的细节，例如特定的部件、装置和方法的示例，以提供对本披露的实施例的详尽理解。对本领域的技术人员来说显然地不必采用特定的细节，而可以用多种不同的形式实施示例性实施例、并且这些特定的细节都不应解释为是对本披露的范围的限制。在一些示例性实施例中，对周知过程、周知装置结构、以及周知技术不做详细描述。
在此所使用的术语仅是出于描述特定示例性实施例的目的而并不旨在限制。如在此所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”可以旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指明。术语“包括”、“含有”、“包含”和“具有”都是包括性的并且因此指定所陈述特征、整合物、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或加入一种或多种其他特征、整合物、步骤、操作、元件、部件和/或它们的集合。在此所描述的这些方法步骤、过程和操作不应当被解释为必须要求它们按所讨论或示出的特定顺序执行，除非特别指出执行顺序。还应当理解的是，可以采用另外的或替代性的步骤。
当一个元件或层涉及“在……上”、“接合到”、“连接到”、或“联接到”另一元件或层时，它可以是直接在该另一元件或层上、接合、连接或联接到该另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相比之下，当一个元件涉及“直接在……上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，就可能不存在中间元件或层。用于描述这些元件之间关系的其他词语应当以类似的方式进行解释(例如，“之间”与“直接之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。如在此所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目的一项或多项的任意和所有组合。
虽然术语“第一”、“第二”、“第三”等在此可以用来描述不同的元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语的限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开。术语诸如“第一”、“第二”和其他数字术语在此使用时并不暗示序列或顺序，除非上下文明确指出。因此，下文中讨论的第一元件、部件、区域、层或区段可以被称为第二元件、部件、区域、层或区段，而不偏离示例性实施例的传授内容。
空间相关术语，诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等在此是为了使得对如这些附图中所示出的一个元件或特征相对于另一个或多个元件或者一个或多个特征的关系的描述易于阐释。空间相关术语可以旨在涵盖除了在附图中描绘的取向之外的、装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果装置在这些附图中被翻转，则被描述为“下方”或“之下”的元件或特征将被取向为在其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以涵盖上方和下方两种取向。装置可以被另外取向(旋转90度或以其他取向)，并且在此所使用的空间相关描述符做出了相应的解释。
图1示意性地展示了根据本披露原理的示例性排气***10。排气*** 10可以包括与燃料源(未示出)连通的至少一个发动机12，燃料一旦消耗掉就将产生排放气体，排放气体排入具有排气后处理***16的排气通道14 中。发动机12可以是用于如汽车、卡车、机车、或船舶的发动机，或者是用在固定式发电厂应用中的发动机。可以在发动机12的下游布置一对排气处理部件18和20，该对排气处理部件可以包括催化剂涂覆的基材或过滤器22 和24。在所展示的实施例中，基材22包括稀NOx捕集器(LNT)部件，并且基材24包括SCR部件。LNT是在稀薄排气条件下吸收NOx并在富集条件下将NOx化学还原为水和氮气的类型的NOx消除***。
尽管本披露没有要求，但是排气后处理***16可以进一步包括诸如热增强装置或燃烧器26的部件以便提高经过排气通路14的排放气体的温度。提高排放气体的温度有利于实现在寒冷天气条件下以及在发动机12启动时在排气处理部件18中的催化剂(如果存在)的起燃、以及在排气处理基材 22是LNT时引发排气处理部件18的再生。
为协助对发动机12所产生的排放物加以还原，排气后处理***16可以包括定量给送模块或注入器28和38以用于周期性地将第一排气处理流体和第二排气处理流体对应地定量给送到排气流中。如图1中所展示的，注入器 28可以定位在排气处理部件18的上游，并且可操作来将第一排气处理流体注入到被选择用于例如净化或再生LNT的排气流中。注入器38可以定位在排气处理部件20的上游，并且可运行来将第二排气处理流体注入到排气流中，第二排气处理流体可以操作来例如协助排气流中的NOx的选择性还原。
更具体地，根据本披露，注入器28和38与电化学室29流体连通，电化学室29通过入口管线34从试剂储箱30和泵32接收尿素水溶液。尽管本披露没有要求，但是电化学室29可以经由返回管线36与试剂储箱30连通。返回管线36允许任何没有发生电化学反应的尿素溶液回流至试剂储箱30。
如将在以下更详细地描述的，尿素水溶液在电化学室29中发生电化学反应以生成氨气(NH3)和氢气(H2)。氢气随后可以被供应给注入器28，该注入器将氢气定量给送到排气通道14中LNT 22的上游以协助再生LNT(即，协助消除NOx的积累)。如果LNT 22饱和，或者如果被吸收到LNT 22中的NOx没有完全被还原为水和氮气，则生成的氨气被供应给注入器38，该注入器将氨气定量给送到排气通道14中SCR基材24的上游以促进排气流中NOx的消除。尽管排气***16被设计成用于在通过电化学室29后对应地向注入器28和38提供氢气和氨气，但是应当理解的是，可以被绕过室29 而使得试剂储箱30中的尿素水溶液可以经由注入器入口管线39被直接提供给注入器38。
此外，通过使用氢气来升高排气温度，促进了SCR基材24的后置催化器的激活。在此方面，氢气的使用改善了几乎所有类型的催化器的起燃和转化效率，这使得在较低温度下能有较高的转化效率，促进了冷启动和低负荷负载循环响应，这些是排气排放物减少的焦点领域。
此外，应当理解的是由室29生成的氢气可以与二氧化碳反应来生成车载碳氢化合物，这些碳氢化合物随后可以在双燃料应用中使用(即，包括一种以上燃料源的发动机应用，如船舶或固定式应用)。替代地，氢气可以被供应给发动机12以改善燃烧，这在提高燃料效率的同时减少了排放物。供应给发动机12的氢气的额外益处包括解决发动机爆震、减少燃烧过程中生成的NOx的量、以及减少缸内颗粒物质。
LNT排气处理基材22可以是已经涂覆NOx吸收涂层(如含有沸石的一种涂层)的整体式催化剂担体。沸石充当像分子海绵一样捕集NOx分子的吸附物质。一旦LNT基材22饱和，就不能再吸收更多的NOx，并且LNT 基材需要被净化或再生，这是通过使反应物穿过LNT基材22来将存储在其中的NOx化学地还原为氮气和水(例如，在富集运行条件下)来实现的。根据本披露，排气后处理***16包括电化学室29以用于通过电解尿素水溶液试剂来生成氢气。由电化学室29生成的氢气随后可以按需要定量给送到排气通道14中LNT排气处理基材22的上游位置处。在此方面，如将在以下更详细地描述的，由电化学室29生成的氢气可被储存以便需要时使用，或者所述氢气可以按需要在被电化学室29生成后立即使用。无论如何，随着氢气被用于净化或再生LNT基材22，避免了通过将柴油燃料作为反应物使用而产生的燃料损耗，因为LNT基材22的净化或再生不要求富集运行条件。
再生LNT基材22以及有效地处理SCR基材24中的排气流的所需的由电化学室29生成的氢气和氨气的量可以随载荷、发动机转速、排放气体温度、排放气体流量、发动机燃料注入正时、所希望的NOx还原、气压计压力、相对湿度、EGR比率以及发动机冷却剂温度而变化。可以在排气处理部件24的下游定位NOx传感器或量计40。NOx传感器40可运行来向发动机控制单元42输出指示排气NOx含量的信号。可以经发动机/车辆的数据总线从发动机控制单元40将所有或者一些发动机运行参数提供给试剂电子定量给送控制器44。试剂电子定量给送控制器44也可以作为发动机控制单元 42的一部分而包括在内。如在图1中指示的，可以通过对应的传感器来测量排放气体温度、排放气体流量和排气背压以及其他车辆运行参数。
有效处理排气流所需的氢气和氨气的量还可能取决于发动机12的大小。就此而言，在火车机车、海洋应用、以及固定式应用中使用的大型柴油发动机可能具有超过单一注入器28和38能力的排气流量。因而，尽管仅展示了用于定量给送氢气的单个注入器28和用于定量给送氨气(或用于定量给送尿素水溶液)的单个注入器38，但应理解的是本披露设想了用于氢气和氨气注入的多个注入器28和38。
图2中展示了示例性电化学室29。电化学室29可以包括反应室46，该反应室可以由诸如钢的、不会被反应室46所容纳的碱性电解液成分腐蚀的材料制成。阳极48和阴极50悬挂在容纳在腔室46中的碱性电解液成分52 之中。分隔体53定位在阳极48与阴极50之间，这样使得在阳极48和阴极 50处各自生成的氨气和氢气产物流可以对应地被单独引导至对应的注入器 28和38。碱性电解液成分52包括从试剂储箱30接收到的有效量的尿素水溶液。阳极48与阴极50电连接至诸如电压源的电源54，该电源对碱性电解液成分52中所含有的尿素水溶液的电解提供电能。尽管未展示出，但是腔室46可以包括使尿素水溶液与碱性电解液成分52混合的搅拌装置。
电极48和50可以各自包括导体或包括可以涂覆有一个或多个活性传导部件的支撑体。示例性导体包括但不限于诸如镍和铂的金属、诸如碳钢或不锈钢的合金、或诸如碳或石墨的能够导电的其他材料。示例性电极支撑材料可以从许多已知的支撑物中选择，例如像箔、网、以及海绵。支撑材料可以包括但不限于镍箔、钛箔、石墨、碳素纤维、碳纸、玻璃钢、碳纳米纤维、以及碳纳米管。除了这些列举出的具体的支撑材料以外，本领域普通技术人员将识别出其他适合的支撑物。
阳极48可以包括对碱性电解液成分52显惰性的导体。此外，阳极48 可以进一步包括对碱性电解液成分52显惰性的并且涂覆有一个或多个活性传导部件的支撑材料。根据本披露的实施例，尿素水解反应发生在阳极48的传导部件处。因此，阳极48处的导体和/或传导部件包括对尿素的电解水解显活性的一种或多种金属。活性金属可以包括例如钴、铜、铱、铁、铂、镍、铑、钌、或其混合物或合金，并且尤其是镍。活性金属可以是氧化形式的，如氢氧化镍。
阴极50可以包括对碱性电解液成分52显惰性的导体。此外，阴极50 可以进一步包括对碱性电解液成分显惰性的并且涂覆有一个或多个活性传导部件的支撑材料。例如，阴极的传导部件可以包括例如碳、钴、铜、铱、铁、镍、钯、铂、铑、钌、或其混合物或合金。示例性传导部件包括碳钢和不锈钢。
阳极48与阴极50的结构不限于任何具体的形状或形式。例如，活性金属可以形成为箔、线、网、珠、或涂覆到支撑物上。替代地，阳极48和阴极 50可以形成为一系列的电极板、圆柱形元件、波浪形元件、或瑞士卷类型的电极。
分隔体53使阳极48与阴极50分隔开。分隔体53一般由对碱性电解液成分52化学耐受的材料构造成。许多聚合物适合构造分隔体53，包括诸如
Figure GDA0002383026090000081
和聚丙烯之类的材料。替代地，分隔体53可以是例如离子交换膜、固体电解质、或电解质胶体。进一步地，分隔体53对气体或液体而言可以是可渗透的、半渗透的、或不可渗透的。
电解液成分52优选地是碱性的。因而，碱性电解液成分52可以包括足量的任何合适的氢氧化盐、碳酸盐、或碳酸氢盐。也可以使用碱性金属氢氧化物或碱土金属氢氧化盐，诸如氢氧化锂、氢氧化铷、氢氧化铯、氢氧化钡、氢氧化锶、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钙、以及其混合物。类似地，碱性金属碳酸盐或碳酸氢盐或碱土金属碳酸盐或碳酸氢盐也是合适的电解质。碱性电解液成分52还可以包括胶体，诸如固体聚合物电解质。适合的胶体包括但不限于那些含有聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺以及类似聚合物和共聚物的胶体。
电压源54可以是任何合适的源，诸如汽车电池(未示出)、汽车交流发电机、或燃料电池。在固定式应用的情况中，该电压源可以是例如来自电网或来自可再生能源诸如太阳能电池或风力涡轮发电机的电源。也可以使用本领域技术人员已知的其他电压源。不论何种电压源，均要求充足的电压以引发尿素的电解水解。总体上，使尿素电解或电解水解所要求的最小电压是 0.85伏特。
此外，根据本披露，从尿素水溶液生成氨气和氢气的速率可以通过独立地改变阳极48和阴极50各自的电压来控制。例如，可以基于针对特定的发动机运行条件所要求的SCR所希望的量将第一电压施加至阳极48以使氨气生成速率合适；可以基于净化或再生LNT 22所要求的希望的氢气的量，或者如果氢气被供应至发动机12，则基于所希望用以改善燃烧来减少由发动机 12生成的排放物的氢气的量，来将第二电压施加至阴极以使氨气生成速率合适。以此方式，电化学室29可以生成具体适合于发动机12的多种不同运行条件的氨气和氢气的多种不同调配。
进一步，由电压源54施加至阳极48与阴极50的第一和第二电压可以受ECU 42或控制器44控制。例如，控制器44被配置成基于从NOx传感器 40接收的信号来确定由发动机12生成的NOx的量。控制器44因此可以调节由电压源54施加至阳极48的第一电压以便增加或减少由电化学室29生成的氨气。替代地，控制器44被配置成基于曲轴位置、发动机负荷、每分钟转数、排气体积、排气温度等确定施加至阳极48和阴极50各自上的正确电压。以此方式，生成的氨气和氢气可以被单独地、动态地增加或减少。
对应地在阳极48与阴极50处生成氢气和氨气后，气体混合物通过出口 55离开电化学室29，气体混合物随后被引导至注入器28或注入器38并且被定量给送到排气流中。就此而言，出口55包括阀门57，该阀门可以将该气体混合物引导至注入器28或注入器38。替代地，阀门57可以用于分出该混合气体的一部分给注入器28，并且分出该混合气体的一部分给注入器38。无论如何，如以上所指出的，电化学室29可以以能够生成氢气和氨气的多种不同调配的方式来运行。基于所希望的排气***16的运行条件，阀门57 的使用允许将按需要或希望的多种不同调配的气体混合物引导至一个或多个注入器28和/或38。
现参考图3，可以看到代替将氢气和氨气的混合物送至各个注入器28和 /或注入器38，排气处理***16可以包括位于电化学室29下游的气体分离装置31。气体分离装置31被配置成用于将由电化学室29生成的气体混合物分离成用于净化或再生LNT 22的氢气和用于协助SCR 24处NOx的选择性催化还原的氨气。
气体分离装置31可以包括罐33，该罐具有定位在其中的分离膜或过滤器35。分离膜或过滤器35可以选择成将氢气从气体混合物中分离出，或可以选择成将氨气从由电化学室29生成的气体混合物中分离出。就此而言，除了氢气和氨气，电化学室29还可以生成诸如CO2和N2的气体。不论为气体分离装置31选择了何种类型的分离膜或过滤器35，被分离的氢气可以在气体混合物分离后立即提供至注入器28或者被提供至储存器37a以用于储存。类似地，被分离的氨气可以在气体混合物分离后立即提供至注入器38 或者被提供至储存器37b以用于储存。然后可以在需要时使用所储存的氢气和氨气。
现在参考图4，可以看到排气后处理***16可以包括多个电化学室29，与每个室29相关联的每个电压源54与控制器44连通。替代地，每个电压源54可以额外与ECU 42连通或仅与ECU 42连通。应理解的是，尽管展示了三个电化学室29a、29b、和29c，但是可以使用更多或更少数量的室29而不偏离本披露的范围。
每个电压源54独立地与控制器44或ECU 42连通，因此每个电化学室 29可以被单独地控制。因此，由每个室29生成的氨气和氢气的量可以被独立地调整以针对排气后处理和发动机燃烧生成多种不同调配的氨气和氢气。例如，所有这些室29a-29c均可以被控制器44或ECU 42控制成只生成氨气或比氢气多的氨气，或者所有这些室29a-29c均可以被控制器44或ECU 42 控制成只生成氢气或比氨气多的氢气。替代地，这些室29中的一些室(例如，29a和29b)可以用于生成氨气或增加氨气生成，并且这些室29之一(例如，29c)可以用于生成氢气或增加氢气生成。又替代地，单个室(例如，29a) 可以用于氨气生成并且其余的室(例如，29b和29c)可以用于氢气生成，或者反之亦然。在其他实施例中，一定数量的(例如，1、2、或3个)室(例如，29a)可以用于生成用于发动机燃烧的氢气，另一数量的(例如，1或2个)室可以用于排气后处理。此外，可以根据需要来解除激活室29a至29c 中任何数量的室。针对氨气和氢气生成考虑了使用室29a至29c的任何数量的不同组合。
每个室29a、29b、和29c包括可以通过阀门57打开和关闭的出口55，这些阀门57各自与控制器44或ECU 42连通。在此构型中，可以控制阀门 57来将由室29a、29b、和29c生成的气体混合物引导至注入器28或注入器 38。替代地，阀门57可以用于分出该混合气体的一部分给注入器28，并且分出该混合气体的一部分给注入器38。无论如何，如以上所指出的，电化学室29a、29b、和29c可以以能够生成氢气和氨气的多种不同调配的方式来运行。基于所希望的排气***16的运行条件，多个阀门57的使用允许将按需要或希望的多种不同调配的气体混合物引导至一个或多个注入器28和/或38。
图4还展示了与各电化学室29a、29b、和29c相关联的温度控制装置59 的使用。温度控制装置59可以使电化学室29a、29b、和29c加热或降温以便进一步使由各室生成的氢气和氨气的量合适。即，也可以使用温度来在影响氢气和氨气的生成的程度上影响在阳极48和阴极50处的反应特性。因为各温度控制装置59与控制器44或ECU 42连通，所以各室29a、29b、和29c 可以被独立地调整来影响由各室生成的气体的调配。
先参见图5，可以看到电化学室29与氢气气体储存器61和氨气气体储存器63连通。尽管图5中只展示了单个电化学室29，但是应理解的是可以使用多个电化学室(例如，图4中展示的电化学室29a、29b、和29c)而不偏离本披露的范围。根据图5中展示的构型，尿素水溶液试剂在经过旁通阀 65后通过泵32从储箱30被供应至一个或多个电化学室29。替代地，由控制器44或ECU 42控制的旁通阀65可以通过旁通管线39将尿素水溶液试剂直接引导至注入器38。尽管只有图5展示了旁通阀65的使用，但是应理解的是图1-8中展示的构型中的任一者都可以包括旁通阀67和旁通管线39 来将尿素水溶液试剂直接提供至注入器38。
在一个或多个电化学室29接收尿素水溶液试剂后，氨气或氢气的生成被如同以上所描述的执行。更具体地，通过利用控制器44或ECU 42控制电压源54来指导一个或多个电化学室29生成氨气或氢气。由一个或多个电化学室29生成的氨气或氢气随后通过出口55离开一个或多个电化学室，阀门 67被放置在该出口处以将气体引导至所希望的储存器61或63。即，如果一个或多个电化学室29生成氢气，则阀门67将氢气引导至氢气储存器61。如果一个或多个电化学室29生成氨气，则阀门67将该氨气引导至氨气储存器 63。储存器61和63于是可以对应地储存氢气和氨气，直到排气***16需要时。当排气***16需要这些气体时，储存器61和63于是可以供给注入器28和38以用于定量给送到排气流中。为了控制将气体供应至注入器28 和38，储存器61和63可以包括由控制器44或ECU 42控制的机械的或机电的出口(未示出)。
现在参考图6，可以看到排气后处理***16可以包括多个电化学室29，与每个室29相关联的每个电压源54与控制器44连通。替代地，每个电压源54可以额外与ECU 42连通或仅与ECU 42连通。应理解的是，尽管展示了四个电化学室29a、29b、29c、和29d，但是可以使用更多或更少数量的室 29而不偏离本披露的范围。
每个电压源54独立地与控制器44或ECU 42连通，因此每个电化学室 29可以被单独地控制。因此，由每个室生成的氨气和氢气的量可以被独立地调整以针对排气后处理和发动机燃烧生成多种不同调配的氨气和氢气。例如，所有这些室29a-29d均可以被控制器44或ECU 42控制成只生成氨气或比氢气多的氨气，或者所有这些室29a-29d均可以被控制器44或ECU 42控制成只生成氢气或比氨气多的氢气。替代地，这些室29中半数的室(例如，29a和29b)可以用于生成氨气或增加氨气生成，并且这些室29中半数的室(例如，29c和29d)可以用于生成氢气或增加氢气生成。又替代地，单个室(例如，29a)可以用于氨气生成并且其余的室(例如，29b-29d)可以用于氢气生成，或者反之亦然。在其他实施例中，一定数量的(例如，1、2、或3个) 室(例如，29a)可以用于生成用于发动机燃烧的氢气，另一数量的(例如， 1、2或3个)室可以用于排气后处理。此外，可以根据需要来解除激活室29a 至29d中任何数量的室。针对氨气和氢气生成考虑了使用室29a至29d的任何数量的不同组合。
尽管图6中的室29a至29d被展示为彼此分离且间隔开的并且经由出口 56和58对应地与它们自己相应的注入器28和38连通，但是本披露不应受限于此。例如，如7图中所展示的，氨气和氢气的出口管线56和58对应地可以供给各室29共用的供给管线60和62。供给管线60和62则可以与单个注入器28或38连通，或通过使用额外的管线64和阀门66(图8)与多个注入器28或38连通，阀门66与控制器44或ECU 42连通，这样使得所希望的氨气或氢气的定位可以通过打开或关闭不同的阀门66来控制。替代地，室29a至29d可以如图6中所展示的堆叠方式安排。
如以上所指出的，对施加至阳极48与阴极50各自上的电压的调整可以用于使由各室29生成的氨气和氢气量合适。类似地，对施加至阳极48与阴极50各自上的电流的调整也可以用于影响室29的性能。假设施加至阳极48 和阴极50各自上的电压恒定，通过调整室29的电阻可以使施加至阳极48 和阴极50的电流变化。更具体地说，通过升高或降低室29的电阻可以调整电流。为了调整室29的电阻，可以通过增大或减小提供至室29的尿素水溶液试剂的量来改变尿素水溶液试剂的浓度。这可以通过调整泵32的运行来增大或减小进入室29的尿素水溶液试剂的流速来完成。替代地，增大或减小电解液52的浓度可以影响室29的电阻。就此而言，尽管未在图中展示，但应理解的是使用储箱(未示出)以及允许电解液52被再充入的进口和出口，碱性电解液52就可以被不断地回收利用。类似于尿素水溶液试剂，可以调整进入室的碱性电解液52的流速来影响其浓度。
此外，如果阳极48由镍形成，则相信在阳极48的表面处羟基氧化镍 (NiOOH)的形成有助于从尿素水溶液试剂催化形成氨气。通过调整施加至阳极48的电流可以增加或减少羟基氧化镍的形成。因而，为了增加由室29 生成的氨气的量，可以通过增加羟基氧化镍的形成来增加施加至阳极48的电流，并且从而增加氨气的生成速率。替代地，如果希望生成较少的氨气，则可以通过降低施加至阳极48的电流来减少氢氧化镍的形成。无论如何，应理解的是，通过调整施加至阳极48和阴极50的电流，各室29就可以生成不同调配的氨气和氢气。尽管室29的电阻可以被尿素水溶液浓度或电解液52浓度影响，但是应理解的是也可以以其他方式来改变该电阻。例如，添加盐、酸或碱也可以用来修改室的电阻。
还可以用电流来控制来自尿素的电解水解的氨气的生成，从而控制将氨气注入排放气体处理***中的速率。例如，可能要求给定的电流来在该阳极的所有区域中引发活性金属的活性形式以使氨气的生成最大化。当对氨气的需求减小时，施加的电流可以降低。
还应理解的是，室29可以在变化范围的压力和温度下运行。优选地，该压力可以大约是大气或环境压力。就温度而言，室29运行的优选温度范围可以在约0℃至约100℃的范围之间。从防止室中发生不希望的共聚反应的立场来说，一般不希望超过100℃的温度。示例性的不希望的共聚反应包括尿素水溶液经历热解反应，热解反应可能生成不希望的副产物，如缩二脲、三聚氰酸、氰尿酰胺、氰尿二酰胺、和三聚氰胺。无论如何，应理解的是可以通过任何可供使用的源来控制室29的温度。例如，电解室29可以包括加热设备，如围绕腔室46的加热套，通过将排气提供至该套可以从该加热套供应热量。替代地，可以对室29提供电加热器。
最后，应理解的是代替图1中展示的LNT 22和SCR 24，排气处理*** 16可以被配置成只包括LNT 22。如果选择了这种构型，应理解的是试剂储箱30可以被配置成用于容纳水而不是尿素水溶液试剂。储箱30中的水于是可以在电化学室29中经历电解以生成氢气，氢气被按照要求动态地供应至注入器28以用于净化或再生LNT 22。
以上对这些实施例的描述是出于展示和描述的目的提供的。并不旨在是穷尽的或限制本披露。具体实施例的单独的要素或特征通常并不局限于该具体实施例，而是在适用时是可互换的、并且可以用在甚至并未明确示出或描述的选定实施例中。也可以用多种方式来对其加以变化。这样的变化不应视作是脱离本披露，并且所有这样的改动都旨在包括在本披露的范围之内。

Claims (29)

1.一种排气后处理***，包括：
一排气通道；
提供在该排气通道中的一稀NOx捕集器(LNT)；
提供在该排气通道中的一排气处理部件；
承载水溶液试剂的一储箱；
与该储箱连通并且被配置成用于从该储箱接收水溶液试剂的一电化学室，该电化学室被配置成用于将该水溶液试剂转换为用于净化该LNT的氢气排气处理流体、以及位于该排气处理部件内的用于处理排气的另一排气处理流体；以及
与该电化学室连通的一控制器，该控制器被配置成用于改变由该电化学室生成的氢气排气处理流体的量。
2.根据权利要求1所述的排气后处理***，进一步包括与该电化学室和该排气通道连通的一注入器，该注入器被配置成用于从该电化学室接收氢气排气处理流体，并且将氢气排气处理流体定量给送到该排气通道中LNT上游一位置处。
3.根据权利要求2所述的排气后处理***，其中，该水溶液试剂包括尿素。
4.根据权利要求3所述的排气后处理***，其中，除氢气排气处理流体之外，该另一排气处理流体包括氨气排气处理流体，并且该注入器被配置成用于从该电化学室接收氢气和氨气排气处理流体，并且将该氢气和氨气排气处理流体定量给送到该排气通道中该LNT上游一位置处。
5.根据权利要求4所述的排气后处理***，其中，该排气处理部件包括：
设置在该排气通道中该LNT下游的一SCR排气处理部件；以及
该排气后处理***进一步包括与该电化学室和该排气通道连通的一第二注入器，该第二注入器被配置成用于从该电化学室接收氨气排气处理流体和/或从该储箱接收该水溶液试剂，并且将该氨气排气处理流体和/或该水溶液试剂定量给送到该排气通道中该SCR排气处理部件上游一位置处。
6.根据权利要求1所述的排气后处理***，其中，该电化学室包括一阳极和一阴极，该阳极和该阴极各自与一电源连通。
7.根据权利要求6所述的排气后处理***，其中，该电源与该控制器连通。
8.根据权利要求7所述的排气后处理***，其中，该电源被配置成用于基于从该控制器接收到的一命令向该阳极和该阴极各自施加一电压。
9.根据权利要求1所述的排气后处理***，进一步包括多个该电化学室。
10.根据权利要求4所述的排气后处理***，进一步包括与该电化学室连通的一第一储存器和一第二储存器，该第一储存器被配置成用于储存由该电化学室生成的氢气排气处理流体，并且该第二储存器被配置成用于储存该氨气排气处理流体。
11.一种排气后处理***，包括：
一排气通道；
提供在该排气通道中的一稀NOx捕集器(LNT)；
提供在该排气通道中的一SCR排气处理部件；
承载尿素水溶液试剂的一储箱；
与该储箱连通并被配置成用于从该储箱接收尿素水溶液试剂的多个电化学室，这些电化学室各自被配置成用于将该水溶液试剂转换为氨气排气处理流体和氢气排气处理流体；
与这些电化学室中的每一者连通的一控制器，该控制器被配置成用于改变由这些电化学室生成的氢气排气处理流体和氨气排气处理流体各自的量；
与这些电化学室中的每一者和该排气通道连通的一第一注入器，该第一注入器被配置成用于从这些电化学室接收氢气排气处理流体，并且将氢气排气处理流体定量给送到该排气通道中LNT上游一位置处以便净化该LNT；以及
与这些电化学室中的每一者和该排气通道连通的一第二注入器，该第二注入器被配置成用于从这些电化学室接收氨气排气处理流体，并且将该氨气排气处理流体定量给送到该排气通道中SCR排气处理部件上游一位置处。
12.根据权利要求11所述的排气后处理***，其中，这些电化学室各自包括一阳极、一阴极、和一电源，该阳极和该阴极各自与该电源连通。
13.根据权利要求12所述的排气后处理***，其中，这些电源中的每一者与该控制器连通。
14.根据权利要求13所述的排气后处理***，其中，每个室的电源被配置成用于基于从该控制器接收到的一命令向各室的该阳极和该阴极各自施加一电压。
15.根据权利要求14所述的排气后处理***，其中，施加给每个室的该阳极和该阴极的该电压是由该控制器独立地选定来改变这些电化学室中的每一者所生成的氨气排气处理流体和氢气排气处理流体各自的量。
16.根据权利要求11所述的排气后处理***，进一步包括在该储箱与这些电化学室中的每一者之间的一泵，该泵用于将该尿素水溶液试剂从该储箱提供至这些电化学室中的每一者，这些泵各自与该控制器连通。
17.根据权利要求16所述的排气后处理***，其中，由各个泵提供至这些电化学室中的每一者的尿素水溶液试剂的流速是由该控制器独立地选定来改变这些电化学室中每一者中该水溶液试剂的浓度。
18.根据权利要求17所述的排气后处理***，其中，改变这些电化学室中每一者中的尿素水溶液试剂的浓度改变了施加至这些电化学室各自的阳极和阴极上的电流，从而改变这些电化学室中每一者所生成的氨气排气处理流体和氢气排气处理流体各自的量。
19.根据权利要求11所述的排气后处理***，其中，这些电化学室中的每一者与一第一供给管线连通，该第一供给管线被配置成用于将这些电化学室中的每一者所生成的氢气排气处理流体提供至该第一注入器，并且这些电化学室中的每一者与一第二供给管线连通，该第二供给管线被配置成用于将这些电化学室中的每一者所生成的氨气排气处理流体提供至该第二注入器。
20.一种排气后处理***，包括：
一排气通道；
提供在该排气通道中的一稀NOx捕集器(LNT)；
提供在该排气通道中的一SCR排气处理部件；
承载尿素水溶液试剂的一储箱；
与该储箱连通并被配置成用于从该储箱接收尿素水溶液试剂的多个电化学室，这些电化学室各自被配置成用于将该水溶液试剂转换为氢气排气处理流体和氨气排气处理流体；
与这些电化学室中的每一者连通的一控制器，该控制器被配置成用于改变由这些电化学室生成的氢气排气处理流体和氨气排气处理流体各自的量；
与这些电化学室中的每一者连通并被配置成用于从这些电化学室中的每一者接收氢气排气处理流体的一第一供给管线；
与这些电化学室中的每一者连通并被配置成用于从这些电化学室中的每一者接收氨气排气处理流体的一第二供给管线；
与该第一供给管线连通的多个第一注入器，这些第一注入器各自被配置成用于将氢气排气处理流体定量给送到该排气通道中该LNT上游一位置处；以及
与该第二供给管线连通的多个第二注入器，这些第二注入器各自被配置成用于将氨气排气处理流体定量给送到该排气通道中该SCR排气处理部件上游一位置处，
其中，多个第一阀门定位在这些第一注入器与该第一供给管线之间，并且多个第二阀门定位在这些第二注入器与该第二供给管线之间。
21.根据权利要求20所述的排气后处理***，其中，这些第一阀门中的每一者以及这些第二阀门中的每一者与该控制器连通。
22.根据权利要求21所述的排气后处理***，其中，这些第一阀门中的每一者以及这些第二阀门中的每一者是由该控制器独立地致动来改变定量给送到该排气通道中的氨气排气处理流体和氢气排气处理流体的量。
23.根据权利要求20所述的排气后处理***，其中，这些电化学室各自包括一阳极、一阴极、和一电源，该阳极和该阴极各自与该电源连通。
24.根据权利要求23所述的排气后处理***，其中，这些电源中的每一者与该控制器连通。
25.根据权利要求24所述的排气后处理***，其中，每个室的电源被配置成用于基于从该控制器接收到的一命令向各室的该阳极和该阴极各自施加一电压。
26.根据权利要求23所述的排气后处理***，其中，施加给每个室的该阳极和该阴极的电压是由该控制器独立地选定来改变这些电化学室中的每一者所生成的氢气排气处理流体和氨气排气处理流体各自的量。
27.根据权利要求20所述的排气后处理***，进一步包括在该储箱与这些电化学室中的每一者之间的一泵，该泵用于将该尿素水溶液试剂从该储箱提供至这些电化学室中的每一者，这些泵各自与该控制器连通。
28.根据权利要求27所述的排气后处理***，其中，由各个泵提供至这些电化学室中的每一者的尿素水溶液试剂的流速是由该控制器独立地选定来改变这些电化学室中每一者中该水溶液试剂的浓度。
29.根据权利要求28所述的排气后处理***，其中，改变这些电化学室中每一者中的尿素水溶液试剂的浓度改变了施加至这些电化学室各自的阳极和阴极上的电流，从而改变这些电化学室中每一者所生成的氢气排气处理流体和氨气排气处理流体各自的量。
CN201611164404.XA 2015-12-17 2016-12-16 包括电解生成的h2和nh3的排气后处理*** Active CN106894865B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/972,642 US9790830B2 (en) 2015-12-17 2015-12-17 Exhaust after-treatment system including electrolysis generated H2 and NH3
US14/972,642 2015-12-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106894865A CN106894865A (zh) 2017-06-27
CN106894865B true CN106894865B (zh) 2020-07-10

Family

ID=58994107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611164404.XA Active CN106894865B (zh) 2015-12-17 2016-12-16 包括电解生成的h2和nh3的排气后处理***

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9790830B2 (zh)
CN (1) CN106894865B (zh)
DE (1) DE102016123850A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3043038A1 (en) * 2015-01-12 2016-07-13 Inergy Automotive Systems Research (Société Anonyme) NOx reduction system
US10458302B2 (en) 2015-08-20 2019-10-29 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Exhaust aftertreatment system with ammonia gas generator
EP3165732A1 (en) * 2015-11-09 2017-05-10 Plastic Omnium Advanced Innovation and Research A method for activating/deactivating a biological catalyst used in a conversion system on board a vehicle
US10036291B2 (en) * 2016-01-20 2018-07-31 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Exhaust after-treatment system including ammonia and hydrogen generation
DE102017202574A1 (de) 2017-02-17 2018-08-23 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs
US11073067B2 (en) 2019-01-10 2021-07-27 Deere & Company Exhaust gas treatment system and method with reductant injection and close-coupled treatment element
DE102019210415B4 (de) * 2019-07-15 2021-03-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Abgasnachbehandlung

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5272871A (en) 1991-05-24 1993-12-28 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Method and apparatus for reducing nitrogen oxides from internal combustion engine
GB2257696B (en) 1991-06-28 1995-05-31 Riken Kk Method and apparatus for cleaning exhaust gas
US5985222A (en) 1996-11-01 1999-11-16 Noxtech, Inc. Apparatus and method for reducing NOx from exhaust gases produced by industrial processes
US5809775A (en) 1997-04-02 1998-09-22 Clean Diesel Technologies, Inc. Reducing NOx emissions from an engine by selective catalytic reduction utilizing solid reagents
DE19947198B4 (de) 1999-10-01 2008-05-15 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Nachbehandeln von Abgasen einer Brennkraftmaschine
DE10047512A1 (de) 2000-09-22 2002-08-22 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Dosierung eines Reduktionsmittels
US6436359B1 (en) 2000-10-25 2002-08-20 Ec&C Technologies, Inc. Method for controlling the production of ammonia from urea for NOx scrubbing
ATE411468T1 (de) 2002-12-23 2008-10-15 Grundfos Nonox As Dosierpumpenaggregat
JP4284087B2 (ja) 2003-02-18 2009-06-24 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気ガス浄化装置
US7157166B2 (en) * 2003-06-13 2007-01-02 Hrl Laboratories, Llc Ammonia fuel cell
US7485211B2 (en) 2003-10-10 2009-02-03 Ohio University Electro-catalysts for the oxidation of ammonia in alkaline media
DE10359522A1 (de) 2003-12-18 2005-07-28 Purem Abgassysteme Gmbh & Co. Kg Reduktionsmitteldosiersystem für ein Kraftfahrzeug
JP4857821B2 (ja) * 2006-03-06 2012-01-18 日産自動車株式会社 車両の制御方法及び制御装置
US7770384B2 (en) 2006-09-18 2010-08-10 Ford Global Technologies, Llc Ammonia vapor storage and purge system and method
US7954311B2 (en) 2007-03-15 2011-06-07 Ford Global Technologies, Llc Ammonia vapor management system and method
US20100018476A1 (en) * 2007-05-31 2010-01-28 Svetlana Mikhailovna Zemskova On-board hydrogen generator
US8303781B2 (en) 2007-10-15 2012-11-06 Ohio University Electrolytic cells and methods for the production of ammonia and hydrogen
JP4306782B2 (ja) 2007-11-21 2009-08-05 トヨタ自動車株式会社 車両の冷却制御装置および冷却制御方法
DE102008013960A1 (de) 2008-03-12 2009-09-17 Albonair Gmbh Dosiersystem zur Eindüsung einer Harnstofflösung in den Abgasstrom eines Verbrennungsmotors
EP2181963B1 (en) 2008-10-06 2018-12-12 Amminex Emissions Technology A/S Release of stored ammonia at start-up
US20100114463A1 (en) 2008-10-30 2010-05-06 Caterpillar Inc. System for cold starting machine
DE102009015419A1 (de) 2009-03-27 2010-09-30 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren zur Zufuhr von Reduktionsmittel in ein Abgassystem und entsprechendes Abgassystem
US8166926B2 (en) 2009-05-12 2012-05-01 Southwest Research Institute Internal combustion engine with ammonia fuel
KR101148861B1 (ko) 2010-01-15 2012-05-29 삼성중공업 주식회사 선택적 촉매 환원법을 이용하는 선박 엔진 배기 가스 정화 장치 및 선박 엔진의 배기 가스 정화 방법
US8740113B2 (en) 2010-02-10 2014-06-03 Tenneco Automotive Operating Company, Inc. Pressure swirl flow injector with reduced flow variability and return flow
WO2011123620A1 (en) * 2010-04-02 2011-10-06 Ohio University Selective catalytic reduction via electrolysis of urea
US8562929B2 (en) 2010-04-02 2013-10-22 Ohio University Selective catalytic reduction via electrolysis of urea
KR101631149B1 (ko) 2010-04-21 2016-06-20 희성촉매 주식회사 암모니아 분해 모듈을 가지는 디젤엔진 배기가스 배출장치
CN103370508B (zh) 2010-12-15 2016-05-04 佛吉亚排气***有限公司 具有用于注入气体试剂的设备的排气管路
US20130000729A1 (en) 2011-06-30 2013-01-03 Caterpillar Inc. Def pump and tank thawing system and method
EP2568137B1 (de) 2011-09-08 2015-08-05 Ford Global Technologies, LLC Beheiztes Injektionssystem für Dieselmotor-Abgassysteme
DE102013200361B4 (de) * 2012-03-09 2017-04-06 Ford Global Technologies, Llc Abgasnachbehandlungssystem, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Abgasnachbehandlung
US8978364B2 (en) 2012-05-07 2015-03-17 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Reagent injector
US8911699B2 (en) 2012-08-14 2014-12-16 Clearsign Combustion Corporation Charge-induced selective reduction of nitrogen
US8998116B2 (en) 2012-09-07 2015-04-07 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Reagent injector with crimped pintle
US20140116032A1 (en) 2012-10-31 2014-05-01 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Injector with Capillary Aerosol Generator
US20140170030A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 International Engine Intellectual Property Company, Llc Aftertreatment System Using LNT and SCR
DE102013211509A1 (de) * 2013-06-19 2014-12-24 Behr Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Abgaskondensaten eines Verbrennungsmotors
US9482132B2 (en) 2013-11-07 2016-11-01 Cummins Emission Solutions, Inc. Gaseous reductant delivery devices and systems
DE102014001880A1 (de) 2014-02-14 2015-08-20 Deutz Aktiengesellschaft Verfahren zum Reinigen von Dieselmotorenabgassen
DE102014019427A1 (de) 2014-02-14 2015-08-20 Deutz Aktiengesellschaft Verfahren zur Reinigung von Dieselmotorenabgasen
DE102014001879A1 (de) 2014-02-14 2015-08-20 Deutz Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
US20170175603A1 (en) 2017-06-22
US9790830B2 (en) 2017-10-17
DE102016123850A1 (de) 2017-06-22
CN106894865A (zh) 2017-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10036291B2 (en) Exhaust after-treatment system including ammonia and hydrogen generation
CN106894865B (zh) 包括电解生成的h2和nh3的排气后处理***
AU2011235087B2 (en) Selective catalytic reduction via electrolysis of urea
US8562929B2 (en) Selective catalytic reduction via electrolysis of urea
USRE39720E1 (en) Catalytic reduction of emissions from internal combustion engines
US5845485A (en) Method and apparatus for injecting hydrogen into a catalytic converter
EP2609229A1 (en) Selective catalytic reducton via electrolysis of urea
US5813222A (en) Method and apparatus for heating a catalytic converter to reduce emissions
US9985307B2 (en) Fuel treatment device
WO2011004344A1 (en) Device for hydrogen enrichment of the fuel of internal combustion engine fed by ammonia, during the start-up and during the steady state
IE20150359A1 (en) A hydrogen reformer electrolysis device to improve combustion efficiency, fuel efficiency and emisions reduction on internal combustion engines.
Tsiplakides et al. Electrochemical promoted catalysis: towards practical utilization
JP2004168568A (ja) 水素ガス生成装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant