DE112012001456T5

DE112012001456T5 - System, Verfahren und Gerät zur Behandlung einer mit Platin kontaminierten katalytischen Komponente

Info

Publication number: DE112012001456T5
Application number: DE112012001456T
Authority: DE
Inventors: Xu Chen; Neal W. Currier; Aleksey Yezerets; Krishna Kamasamudram
Original assignee: Cummins Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2013-12-19
Also published as: WO2012145489A3; US8986620B2; WO2012145489A2; US20120270725A1; US20140241947A1; US8822364B2

Abstract

Ein beispielhaftes Verfahren umfasst das Bestimmen, dass eine selektive katalytische Reduktionskomponente (selektive catalytic reduction component, SCR component), die einen zeolith-basierten Katalysator umfasst, mit Platin (Pt) kontaminiert ist. Weiterhin umfasst das Verfahren das Erhöhen der Temperatur der SCR-Komponente auf mindestens 600°C in Reaktion auf die Bestimmung, dass die katalytische Komponente mit Pt kontaminiert ist, und das Halten der erhöhten Temperatur der katalytischen Komponente für eine vorbestimmte Zeitspanne, wodurch die Reduktionsaktivität des Katalysators wiederhergestellt wird.

Description

Verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung ist verwandt mit und beansprucht die Priorität der am 19. April 2011 eingereichten US-Provisional-Anmeldung Nr. 61/476,807, die hierin vollumfänglich zu jedem Zweck durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Hintergrund
Motornachbehandlungssysteme werden gewöhnlich dazu genutzt, regulierte und gewünschte Emissionsbestimmungen in Motoranwendungen einzuhalten. Viele Nachbehandlungskomponenten sind katalytische Komponenten zur Förderung bestimmter chemischer Reaktionen in dem Nachbehandlungssystem. Ein gebräuchlicher Katalysator, der in Nachbehandlungssystemen genutzt wird, ist Platin. In einer katalytischen Komponente enthaltenes Platin kann im Laufe der Zeit durch Verschleiß, durch thermische Ereignisse in der Komponente oder durch andere Mechanismen freigesetzt werden. Freigesetztes Platin wird in anderen nachgelagerten katalytischen Komponenten beobachtet. Die Anwesenheit von Platin in bestimmten katalytischen Komponenten kann den ordnungsgemäßen Betrieb dieser Komponenten stören.
Zusammenfassung
Verschiedene Ausführungsbeispiele umfassen einzigartige Verfahren zum Diagnostizieren einer Platinkontamination eines Katalysators und Verfahren zum Regenerieren der Katalysatoraktivität. Diese Zusammenfassung dient dazu, eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die nachfolgend in den Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Diese Zusammenfassung ist nicht dazu vorgesehen, Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstandes zu bestimmen, noch ist sie dazu gedacht, eine Hilfe zur Einschränkung des Umfangs des beanspruchten Gegenstandes zu liefern. Weitere Ausführungsformen, Ausgestaltungen, Aufgaben, Merkmale, Vorteile, Aspekte und Nutzen sollen aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen deutlich werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Teils eines Systems zur Behandlung einer platinkontaminierten katalytischen Komponente.
1B zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Teils eines Systems zur Behandlung einer platinkontaminierten katalytischen Komponente.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Aufbereitungssubsystems zur Behandlung einer platinkontaminierten katalytischen Komponente.
3 zeigt Daten, die eine Regeneration der NO_x-Umwandlungseffizienz eines platinkontaminierten Katalysators veranschaulichen.
4 zeigt Daten, die eine Regeneration der NO_x-Umwandlungseffizienz eines platinkontaminierten Katalysators in Abhängigkeit der Zeit veranschaulichen.
5 zeigt eine beispielhafte Anpassung der Daten aus 4 an eine Kurve.
6 zeigt die Bildung von N₂O vor und nach der Regeneration für ein beispielhaftes Nachbehandlungssystem.
7 zeigt die Bildung von N₂O vor und nach der Regeneration für ein weiteres beispielhaftes Nachbehandlungssystem.
8 zeigt die Oxidation von NH₃ durch O₂ vor und nach der Regeneration für ein beispielhaftes Nachbehandlungssystem.
9 zeigt die Oxidation von NH₃ durch O₂ vor und nach der Regeneration für ein weiteres beispielhaftes Nachbehandlungssystem.
Beschreibung erläuternder Ausführungsbeispiele
Zum besseren Verständnis der Grundlagen der Erfindung wird nun Bezug genommen werden auf die in den Figuren wiedergegebenen Ausführungsbeispiele und es werden Fachbegriffe zum Beschreiben derselben verwendet werden. Es versteht sich jedoch, dass dadurch keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist und dass alle Änderungen und weiteren Abwandlungen der dargestellten Ausführungsbeispiele und jegliche weiteren Anwendungen der Grundlagen der vorliegend dargestellten Erfindung, die einem Fachmann auf dem Gebiet, das die Erfindung betrifft, normalerweise einfallen würden, hier umfasst und geschützt sein sollen.
Die folgenden schematischen Ablaufbeschreibungen stellen erläuternde Ausführungsbeispiele zur Durchführung von Verfahren zur Steuerung eines Nachbehandlungssystems dar, das einen NO_x-Reduktionskatalysator stromabwärts eines Platin enthaltenen Katalysators umfasst. Dargestellte Schritte sind nur als beispielhaft zu verstehen und Schritte können kombiniert oder getrennt und hinzugefügt oder weggelassen sowie ganz oder teilweise in ihrer Reihenfolge umgeordnet werden, sofern hier nicht explizit Gegenteiliges angegeben ist. Bestimmte dargestellte Schritte können durch einen Computer, der ein Computerprogrammprodukt auf einem computerlesbaren Medium ausführt, implementiert werden, wobei das Computerprogrammprodukt Anweisungen umfasst, die den Computer veranlassen, einen oder mehrere Schritt(e) auszuführen, oder Befehle an andere Geräte zur Ausführung eines oder mehrerer Schritts/Schritte auszugeben.
Ein beispielhaftes Verfahren beinhaltet einen Schritt zur Bestimmung, dass eine katalytische Komponente, die eine Hochtemperaturalterungs-Widerstandsfähigkeit aufweist, mit Platin (Pt) kontaminiert ist. Das Verfahren beinhaltet einen Schritt zur Erhöhung der Temperatur der katalytischen Komponente auf mindestens 600°C in Reaktion auf die Bestimmung, dass die katalytische Komponente mit Pt kontaminiert ist. Weiterhin beinhaltet das Verfahren einen Schritt zum Halten der erhöhten Temperatur der katalytischen Komponente für eine vorbestimmte Zeitspanne.
Bestimmte weitere Ausführungsbeispiele des Verfahrens werden nachfolgend beschrieben. Das beispielhafte Verfahren beinhaltet weiterhin das Bestimmen der vorbestimmten Zeitspanne in Reaktion auf einen minimalen NO_x-Umwandlungseffizienzwert oder einen maximalen NH₃-Oxidationseffizienwert für die katalytische Komponente. Zum Beispiel reduziert an dem NO_x-Reduktionskatalysator angelagertes Pt eine NO_x-Umwandlungseffizienz des NO_x-Reduktionskatalysators, beispielsweise aufgrund einer parasitären Oxidation des Reduktionsmittels, die die Menge des Reduktionsmittels, die zur Reduktion des NO_x zur Verfügung steht, verringert. Der minimale NO_x-Umwandlungseffizienzwert kann ein gewählter Wert, ein durch eine Emissionsbestimmung bestimmter Wert oder ein auf diesem technischen Gebiet gebräuchlicher Wert sein. Der minimale NO_x-Umwandlungseffizienzwert kann ein Wert der NO_x-Reduktion pro Einheit des zugeführten Reduktionsmittels oder eine NO_x-Reduktion über den gesamten NO_x-Reduktionskatalysator sein, da die maximale NO_x-Umwandlungskapazität des NO_x-Reduktionskatalysators aufgrund des vorhandenen Pt reduziert sein kann. Gemäß dem minimalen NO_x-Umwandlungseffizienzwert kann die vorbestimmte Zeitspanne so gewählt werden, dass ausreichend Pt entfernt wird, um eine Wiederherstellung der NO_x-Umwandlungseffizienz auf ein Niveau größer oder gleich dem minimalen NO_x-Umwandlungseffizienzwert zu erreichen. In bestimmten Ausführungsbeispielen ist der minimale NO_x-Umwandlungseffizienzwert größer als ein Wert, der zur Erfüllung der NO_x-Umwandlungsanforderungen erforderlich ist, zum Beispiel um eine Betriebsdauer des NO_x-Reduktionskatalysators nach der Regeneration zu ermöglichen, bis sich die NO_x-Umwandlungseffizienz aufgrund weiterer Pt-Ablagerung wieder verschlechtert.
In einem anderen Beispiel erhöht an dem NO_x-Reduktionskatalysator angelagertes Pt die NH₃-Oxidationseffizienz (oder die Oxidationseffizienz eines anderen Reduktionsmittels, wie zum Beispiel HC). Die Erhöhung der NH₃-Oxidationseffizienz erhöht die Betriebskosten des NO_x-Reduktionssystems und reduziert die Leistungsfähigkeit des NO_x-Reduktionssystems. Die maximale NH₃-Oxidationseffizienz kann entsprechend der erforderlichen Leistungsfähigkeit des NO_x-Reduktionskatalysators oder entsprechend der geforderten Nutzungseffizienz des Reduktionsmittels gewählt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die maximale NH₃-Oxidationseffizient geringer gewählt werden als der zur Erfüllung von Emissions- oder Betriebskostenzielwerten erforderliche Wert, zum Beispiel um eine Betriebsdauer des NO_x-Reduktionskatalysators nach der Regeneration zu ermöglichen, bis sich die NH₃-Oxidationseffizient aufgrund weiterer Pt-Ablagerung wieder erhöht.
Ein Fachmann kann ohne weiteres die Menge des an dem NO_x-Reduktionskatalysator angelagerten Pt bestimmen, die zu inakzeptablen Niveaus der NH₃-Oxidation und/oder der Degradation der NO_x-Reduktion führt. Zusätzlich kann der Fachmann, unter Nutzung der hier enthaltenen Offenbarungen, ohne weiteres die vorbestimmte Zeitspanne entsprechend der erhöhten Temperatur bestimmen, bei der eine akzeptable Regeneration des NO_x-Reduktionskatalysators erfolgt.
Weiterhin umfasst das beispielhafte Verfahren das Bestimmen der vorbestimmten Zeitspanne in Reaktion auf einen Wert der erhöhten Temperatur. Höhere Temperaturen regenerieren den NO_x-Reduktionskatalysator schneller als niedrigere Temperaturen. Die erhöhte Temperatur sollte mindestens ungefähr 600°C betragen und in kann in bestimmten Ausführungsbeispielen mindestens ungefähr 700°C betragen. Die vorbestimmte Zeitspanne für eine auf 600°C erhöhte Temperatur ist abhängig von der gewünschten NH₃-Oxidationsreduktion (oder der NO_x-Umwandlungszunahme), kann aber in einer typischen Ausführungsform zwischen dreißig (30) und fünfzig (50) Stunden betragen. Anwendungen, die ein geringeres Maß an Regeneration benötigen, können auf vorbestimmte Zeitspannen von weniger als dreißig Stunden zurückgreifen, und Anwendungen, die ein höheres Maß an Regeneration benötigen, können auf vorbestimmte Zeitspannen von mehr als fünfzig Stunden zurückgreifen.
Die vorbestimmte Zeitspanne für eine auf 700°C erhöhte Temperatur hängt gleichermaßen von dem gewünschten Maß an Regeneration ab. In einer typischen Ausführungsform erfolgt eine signifikante Regeneration innerhalb von ungefähr zwei Stunden. Signifikante Verbesserungen in der Regeneration werden bei bis zu vierzig Stunden und mehr beobachtet.
Die Beziehung zwischen dem Maß an Regeneration und der Temperatur ist als nicht linear verstanden. Die Form der nicht linearen Kurve ist abhängig von anwendungsspezifischen Faktoren, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, der Art des abgelagerten Pt, der Geometrie des Substrats und der Porenstruktur des NO_x-Reduktionskatalysators, etc. Für ein äquivalentes Maß an Regeneration ist zwischen 600°C und 700°C für dieselbe Zeitspanne ein Unterschied von wenigstens ungefähr dem 32 (2⁵)-fachen und in bestimmten Ausführungsbeispielen bis zu dem 1.000.000 (2²⁰)-fachen zu erwarten. Für die nichtlineare Kurve ist zu erwarten, dass sie sich oberhalb von 700°C fortsetzt, obwohl die obere Grenze für die erhöhte Temperatur durch die Degeneration des NO_x-Reduktionskatalysators bestimmt wird. In bestimmten Ausführungsbeispielen ist der NO_x-Reduktionskatalysator ein zeolithbasierter Katalysator, der bis zu Temperaturen von 700°C (oder ein wenig höher) sehr robust ist, und der seine NO_x-Reduktionsaktivität in diesem Temperaturbereich nicht verliert. In bestimmten weiteren Ausführungsbeispielen ist der NO_x-Reduktionskatalysator ein Zeolith-Cu-SCR(selektiver katalytischer Reduktions)-Katalysator und/oder ein Zeolith-Fe-Katalysator.
In bestimmten Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren einen Schritt zum Bestimmen der vorbestimmten Zeitspanne in Reaktion auf ein Ausmaß der Kontamination mit Pt. Das Ausmaß der Kontamination des NO_x-Reduktionskatalysators mit Pt kann gemäß der Art eines Pt-Ablagerungsereignisses (zum Beispiel wird der Art des Defekts und der Pt-Beladung eines aufstromseitigen Katalysators Rechnung getragen), durch eine NH₃-Oxidationseffizienz des NO_x-Reduktionskatalysators, durch eine N₂O-Bildungseffizienz des NO_x-Reduktionskatalysators und/oder durch einen NO_x-Umwandlungseffizienzwert des NO_x-Reduktionskatalysators bestimmt werden. Die Bestimmung des Ausmaßes der Kontamination mit Pt kann anhand von einem Controllersystem zugänglichen Betriebsinformationen und/oder durch intrusive Tests zur Bestimmung der Kontamination mit Pt erfolgen.
In 3 ist die Regeneration der NO_x-Umwandlungseffizienz mit illustrativen Daten als eine Funktion der erhöhten Temperatur und der vorbestimmten Zeitspanne gezeigt. In dem Beispiel gemäß 3 waren die bei der Durchführung des NO_x-Umwandlungseffizienztests vorliegenden Bedingungen eine Katalysator-Raumgeschwindigkeit von 40 kh^–1, eine Gaszusammensetzung von 10% O₂, 7% H₂O, 200 ppm NO_x und ein Reduktionsmittel, das bei einem Ammoniak-zu-NO_x-Verhältnis (ANR) von 1 vorlag. In 3 ist zu erkennen, dass 700°C für 2 Stunden eine signifikante Regeneration der NO_x-Umwandlung für den Pt-kontaminierten NO_x-Reduktionskatalysator zur Folge hat.
In 4, ist die Regeneration der NO_x-Umwandlungseffizienz mit illustrativen Daten als eine Funktion der erhöhten Temperatur und der vorbestimmten Zeitspanne gezeigt. In dem Beispiel gemäß 4 wurde die NO_x-Reduktionsfunktionalität des Katalysators durch extrem hohe Temperatur über eine lange Zeitspanne zerstört, bevor der Katalysator mit Pt kontaminiert wurde. In dem Beispiel gemäß 4 waren die bei der Durchführung des NO_x-Umwandlungseffizienztests vorliegenden Bedingungen eine Katalysator-Raumgeschwindigkeit von 40 kh^–1, eine Gaszusammensetzung von 10% O₂, 7% H₂O, 200 ppm NO_x und ein Reduktionsmittel, das bei einem Ammoniak-zu-NO_x-Verhältnis (ANR) von 1 vorlag.
In 4 ist zu erkennen, dass 700°C für drei Stunden eine signifikante Deaktivierung der Pt-Aktivität an dem kontaminierten NO_x-Reduktionskatalysator zur Folge hat, und dass sich die Pt-Deaktivierung im Laufe der Zeit für 12 Stunden und 41 Stunden bei 700°C fortsetzt. Die Daten aus 4, zeigen dass die Pt-Deaktivierung durch Temperaturerhöhung effektiv ist. Aufgrund der vorherigen Zerstörung der NO_x-Reduktionsfunktionalität zeigen die Daten in 4 keine Regeneration der NO_x-Reduktionfunktionalität, obwohl davon ausgegangen wird, dass die in 4 dargestellten Temperaturen und Zeiten in dem Temperaturen- und Zeitenbereich liegen, der ohne eine vorherige Zerstörung für sich genommen die NO_x-Reduktionsfunktionalität nicht zerstören würde und der sonst beim Vorhandensein einer Pt-Kontamination zur Regeneration der NO_x-Reduktionsfunktionalität beitragen würde.
In 5, sind die Daten aus 4 in einer alternativen Anordnung dargestellt, die die Regenerationskurven in Abhängigkeit der Zeit für das beispielhafte Katalysatorsysteme bei verschiedenen NO_x-Reduktionstemperaturen zeigt. Es ist zu erkennen, dass sich die Kurven asymptotischen Regenerationskurven annähern, die mit einem Ausmaß konsistent sind, in dem eine Sinterung (oder eine Okklusion, eine Entfernung oder eine anderweitige Deaktivierung des Pt) der Pt-Kontamination im Verhältnis zu dem auf dem Katalysator verbleibenden Anteil an ungesintertem Pt erfolgt. Ferner verändert sich der Charakter der Regenerationskurve geringfügig gemäß der Temperatur der NO_x-Reduktionstemperatur, was anzeigt, dass etwas von dem Pt bezüglich einer Reduktionstemperatur deaktiviert, bezüglich einer anderen Reduktionstemperatur aber leicht aktiv sein kann. Die Trendkurven, die in 3 aufgetragen sind, werden gemäß der Formel beschrieben:
Gleichung 1: NO_x-Umwandlungsregenerationstrend
In Gleichung 1 ist NO_xAMT die aktuelle NO_x-Umwandlung relativ zu einem ordnungsgemäß funktionierenden NO_x-Reduktionskatalysator (d. h. die in den 4 und 5 aufgetragenen Daten), P_tMAX ist die maximale NO_x-Umwandlungsdegradation (geschätzt die 600°C, 2 Stunden-Kurve aus 4), und die Zeit ist die angewandte Regenerationszeit. Der Fachmann erkennt, dass die Konstante „a” gleich dem maximalen Regenerationsbetrag ist, und dass die Konstante „b” der Zeitwert ist, bei dem ½ des maximalen Regenerationsbetrags auftritt. Die Konstanten „a” und b” wurden an die Daten aus 4 angeglichen, um die Trendlinien aus 5 zu erzeugen. Die Angleichkonstanten für „a” und „b” aus den Daten aus 5 zeigen, dass sich für die getestete Konfiguration die Regenerationsereignisse einer ungefähr 95%-Regeneration asymptotischen annähern, und dass ungefähr ½ der NO_x-Umwandlungsregeneration zwischen 3,4 und 4,8 Stunden bei 700°C stattfindet. Die gezeigten Daten aus 5 stellen ein Beispiel für ein Verfahren dar, mit dem der Fachmann eine Temperatur und eine Regenerationszeit bestimmen kann, die das gewünschte Ausmaß an Regeneration des NO_x-Reduktionskatalysators liefern. Ähnliche Daten können rasch für eine spezielle Katalysatorformulierung bestimmt werden. Jedes Verfahren zur Bestimmung einer Regenerationstemperatur und -zeit, die dem Fachmann unter Nutzung der Offenbarungen hierin bekannt ist, ist hier mit umfasst.
Gemäß den 6 und 7 zeigen beispielhafte Daten für zwei Nachbehandlungssysteme, dass die Bildung von N₂O, welche für die meisten Katalysatorformulierungen einen Peak bei ungefähr 350°C hat, nach einem Regenerationsschritt signifikant verringert ist. Ferner zeigen die Daten, dass Verbesserungen in der N₂O-Bildung, wie gezeigt, auch nach 41 Stunden immer noch andauern. In den Beispielen gemäß den 6 und 7 waren die bei der Durchführung des N₂O-Bildungstests vorliegenden Bedingungen eine Katalysator-Raumgeschwindigkeit von 40 kh^–1, eine Gaszusammensetzung von 10% O₂, 7% H₂O, 200 ppm NO_x und ein Reduktionsmittel, das bei einem Ammoniak-zu-NO_x-Verhältnis (ANR) von 1 vorlag.
Gemäß den 8 und 9 zeigen beispielhafte Daten für zwei Nachbehandlungssysteme, dass die NH₃-Oxidation nach einem Regenerationsschritt signifikant verringert ist. Ferner zeigen die Daten, dass Verbesserungen in der NH₃-Oxidation, wie gezeigt, auch nach 41 Stunden immer noch andauern. In den Beispielen gemäß den 8 und 9 waren die bei der Durchführung des NH₃-Oxidationstests vorliegenden Bedingungen eine Katalysator-Raumgeschwindigkeit von 40 kh^–1, eine Gaszusammensetzung von 10% O₂, 7% H₂O und 200 ppm NH₃.
Ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Steuerung eines Nachbehandlungssystems, das einen NO_x-Reduktionskatalysator stromabwärts von einem Platin enthaltenden Katalysator umfasst, wird im Folgenden beschrieben. Das Verfahren umfasst einen Schritt zur Bestimmung, dass eine selektive katalytische Reduktionskomponente (SCR-Komponente), die einen zeolith-basierten Katalysator umfasst, mit Platin (Pt) kontaminiert ist. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt zur Erhöhung der Temperatur der SCR-Komponente auf wenigstens 600°C in Reaktion auf die Bestimmung, dass die katalytische Komponente mit Pt kontaminiert ist, und einen Schritt zum Halten der erhöhten Temperatur der katalytischen Komponente für eine vorbestimmte Zeitspanne.
Beispielhafte Schritte zur Bestimmung, dass die SCR-Komponente mit Pt kontaminiert ist, werden im Folgenden beschrieben. Ein beispielhafter Schritt umfasst das Bestimmen, dass an einer aufstromseitigen platinkatalysierten Komponente ein Hochtemperaturereignis eingetreten ist. Zum Beispiel kann eine Temperatursensorauslesung, ein Fehlercode, oder eine Eingabe eines Bedieners die Bereitstellung der Information umfassung, dass ein Hochtemperaturereignis stattgefunden hat.
Ein weiterer beispielhafter Schritt umfasst die Durchführung eines Reduktionsmitteldosierungstests an der SCR-Komponente und die Bestimmung, dass die SCR-Komponente mit Pt kontaminiert in Reaktion auf den Reduktionsmitteldosierungstest.
Beispielsweise kann die SCR-Komponenten mit Pt kontaminiert sein, wenn eine erhöhte Reduktionsmittelmenge bei einer relativ geringen Reduktionsmitteldosierungsrate von einer erhöhten NO_x-Abgabeauslesung an einem NO_x-Sensor begleitet wird, der sich abstromseitig des NO_x-Reduktionskatalysators befindet. In einem normal arbeitenden System wird bei hohen Reduktionsmitteldosierungsraten (beispielsweise höher als ANR = 1) erwartet, dass ein Teil des Reduktionsmittels als NH₃ an dem NO_x-Reduktionskatalysator vorbeigeleitet wird und (aufgrund von Kreuzempfindlichkeit) fälschlicherweise als NO_x ausgelesen wird. Bei niedrigen Reduktionsmitteldosierungsraten (beispielsweise geringer als ANR = 1, 0.7, 0.5, 0.3 oder ein anderer ausgewählter Schwellwert) sollte jedoch jede geringfügige Erhöhung der Reduktionsmitteldosierung zu einer Reduktion des von dem System abgegebenen NO_x zur Folge haben. Der Reduktionsmitteldosierungstest kann unter Bedingungen durchgeführt werden, bei denen die NH₃-Adsorptionseigenschaften der SCR-Komponente den Test nicht stören – beispielsweise bei denen die Speicherkapazität der SCR-Komponente gering ist (hohe Temperatur) und/oder bei denen es bekannt ist, dass die Speicherkapazität der SCR-Komponente voll ist. Der Reduktionsmitteldosiertest kann als intrusiver Test durchgeführt werden oder kann durchgeführt werden, indem Systembedingungen erfasst werden, die einem derartigen Test entsprechen (beispielsweise eine geringe und zunehmende Reduktionsmitteldosierungsrate) und durch das NO_x-Abgabeverhaltens des Systems in Reaktion auf den Test beobachtet wird.
Ein weiterer beispielhafter Schritt zur Bestimmung, dass die SCR-Komponente mit Pt kontaminiert ist, umfasst die Durchführung eines NO_x-Umwandlungseffizienztests an der SCR-Komponente, die Durchführung eines N₂O-Bildungstests an der SCR-Komponente und/oder die Durchführung eines NH₃-Oxidationstests an der SCR-Komponente. Die Tests an der Komponente können offline mittels einer Wartungsausrüstung durchgeführt werden – beispielsweise während die SCR-Komponente aus einem Fahrzeug oder einer anderen Anwendung entfernt und in einem Teststand platziert ist.
In bestimmten Ausführungsbeispielen umfasst die vorbestimmte Zeit eine Zeit zwischen 30 und 50 Stunden. Obwohl die beispielhaften Daten in den 1 bis 7 anzeigen, dass zwei Stunden bei 600°C nicht ausreichen, um eine signifikante Regeneration der NO_x-Reduktionskomponente zu erzielen, wird geschätzt, dass eine Regenerationszeit, die eine Größenordnung länger ist, und/oder eine Zeit zwischen 30 bis 50 Stunden ausreichend lang ist, um eine gewisse Regeneration einer Pt-Kontamination einer NO_x-Reduktionskomponente (oder einer SCR-Komponente) zu initiieren.
In bestimmten Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren einen Schritt zum Halten der erhöhten Temperatur der SCR-Komponente von mindestens 700°C, wobei die vorbestimmte Zeitspanne mindestens zwei Stunden beträgt. In bestimmten weiteren Ausführungsformen ist die vorbestimmte Zeitspanne zwischen zwei und einundvierzig Stunden.
Eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform des Verfahrens umfasst einen Schritt zum Akkumulieren eines Regenerationsindexes in Reaktion auf die erhöhte Temperatur und einen Schritt zur Bestimmung, dass die SCR-Komponente regeneriert ist, wenn der Regenerationsindex einen Schwellwert überschreitet. Beispielsweise kann der Regenerationsindex während Zeitspannen akkumuliert werden, wenn eine Temperatur der SCR-Komponente eine Schwellwerttemperatur (beispielsweise 600°C) überschreitet, und wenn der akkumulierte Regenerationsindex den Schwellwert erreicht wird bestimmt, dass die Regeneration der SCR-Komponente vollständig abgeschlossen ist. Bestimmte weitere Ausführungsformen umfassen das Akkumulieren des Regenerationsindex bei einer Rate, die eine Funktion der Temperatur der SCR-Komponente ist. Beispielsweise kann die Funktion diskrete Temperaturschwellwerte und Akkumulationsraten und/oder eine kontinuierliche (oder fein unterteilte) Funktion der Temperatur umfassen. In einem weiteren Beispiel wird der Regenerationsindex oberhalb von 600°C mit einer ersten Rate akkumuliert und die Akkumulationsrate wird oberhalb des 600°C-Schwellwerts jede 5°C bis 20°C verdoppelt.
In einem anderen Beispiel werden eine Zahl der Regenerationstemperatur (der SCR-Komponente oder einer mit der SCR-Komponente verbundenen Temperatur, beispielsweise einer aufstromseitigen oder abstromseitigen Temperatur) und Zeitwerte vorbestimmt und in einem Controller gespeichert, und der Regenerationsindex wird mit einer Rate akkumuliert, die mit der Regenerationstemperatur und dem Zeitwert konsistent ist, die am nächsten an den gegenwärtigen Betriebsbedingungen liegt. Alternativ zur Auswahl der nächstliegenden Regenerationstemperatur und des nächstliegenden Zeitwerts können die Regenerationstemperatur und der Zeitwert mit der nächstniedrigsten Temperatur relativ zu der gegenwärtigen Temperatur, die Regenerationstemperatur und der Zeitwert mit der nächsthöheren Temperatur relativ zu der gegenwärtigen Temperatur oder eine interpolierte und/oder eine extrapolierte Regenerationstemperatur und ein Zeitwert verwendet werden, um den Regenerationsindex zu akkumulieren und/oder den Schwellwert des Regenerationsindexes zu bestimmen.
Noch ein weiter beispielhafter Satz von Ausführungsformen ist ein Verfahren, das das Bestimmen, dass eine selektive katalytische Reduktionskomponente (SCR-Komponente), die einen Katalysator umfasst, mit Platin (Pt) kontaminiert ist, und das Erhöhen der Temperatur der SCR-Komponente auf einen Temperaturwert umfasst, der höher ist als eine normale Betriebstemperatur. Das Verfahren umfasst ferner das Halten der erhöhten Temperatur der katalytischen Komponente für eine Verjüngungszeitspanne. In bestimmten Ausführungsformen umfasst die normale Betriebstemperatur der SCR-Komponente alle Temperaturen unterhalb von 550°C. Die erhöhte Temperatur umfasst alle Werte oberhalb von 550°C und/oder alle Werte im Bereich von 550°C bis 850°C. Die erhöhte Temperatur kann während der Verjüngungszeitspanne variieren. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Temperatur aus dem Bereich der erhöhten Temperatur herausfallen und das Verfahren kann ferner eine Unterbrechung des Verjüngungsschritts und eine Wiederaufnahme des Schritts umfassen, wenn die Temperatur in den Bereich der erhöhten Temperatur zurückkehrt.
Das beispielhafte Verfahren umfasst ferner, dass der Katalysator ein Cu-Zeolith- oder ein Fe-Zeolith-Katalysator ist. Es wird davon ausgegangen, dass ein Cu-zeolit-basierter SCR-Katalysator besonders resistent bei hohen Temperaturen ist und in bestimmten Ausführungsformen können für einen Cu-zeolith-basierten SCR-Katalysator höhere Werte für den Bereich der erhöhten Temperatur verwendet werden, wodurch eine kürzere Verjüngungszeitspanne (d. h. eine schnellere Katalysatorregeneration) ermöglicht wird.
In bestimmten Ausführungsbeispielen hat die Verjüngungszeitspanne einen Wert zwischen 5 Minuten und 3000 Minuten. In bestimmten Ausführungsbeispielen steht die Verjüngungszeitspanne umgekehrt expotentiell mit der erhöhten Temperatur in Beziehung, beispielsweise wenn sich die Katalysatorfunktionalität in einer Arrhenius-Beziehung mit der Temperatur erhöht. In bestimmten Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren ein dynamisches Bestimmen der Verjüngungszeitspanne in Reaktion auf die erhöhte Temperatur über die Zeit. In einem weiteren Beispiel umfasst das Verfahren das Akkumulieren eines Verjüngungsindexes in Reaktion auf die Werte der erhöhten Temperatur über die Zeit und das Bestimmen, dass die Verjüngungszeitspanne abgelaufen ist, wenn der Verjüngungsindex einen Verjüngungsschwellwert überschreitet.
Noch ein weiterer beispielhafter Satz von Ausführungsformen ist ein Verfahren, das das Bestimmen, dass eine selektive katalytische Reaktionskomponente (SCR-Komponente), die einen Katalysator umfasst, mit Platin (Pt) kontaminiert ist, das Erhöhen der Temperatur der SCR-Komponente auf einen Temperaturwert, der höher ist als eine normale Betriebstemperatur, und das Überwachen eines Pt-Kontaminationsindexes der SCR-Komponente umfasst. Das Verfahren umfasst das Stoppen der Erhöhung der Temperatur der SCR-Komponente, wenn der Pt-Kontaminationsindex unter einen Wert eines regenerierten Katalysators fällt. Der Wert eines regenerierten Katalysators ist ein Wert des Pt-Kontaminationsindexes, der mit einem ordnungsgemäß funktionierenden Katalysator oder einem Katalysator konsistent ist, der einen Spezifikationswert für den Pt-Kontaminationsindex erfüllt.
Der Pt-Kontaminationsindex kann mit der NH₃-basierten NO_x-Umwandlung der SCR-Komponente, der N₂O-Bildung an der SCR-Komponente und/oder einer parasitären NH3-Oxidationsleitstung der SCR-Komponente in Beziehung gebracht werden. In bestimmten Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren das Überwachen des Pt-Kontaminationsindexes durch Überwachen einer NH₃-basierten NO_x-Umwandlungseffizienz der SCR-Komponente, durch überwachen einer N₂O-Bildungsleistung der SCR-Komponente und/oder durch Bestimmen einer NH₃-Oxidationsleistung der SCR-Komponente. In bestimmten weiteren Ausführungsformen kann der Pt-Kontaminationsindex unter Bedingungen überwacht werden, von denen erwartet wird, dass sie einen nutzbaren Wert des Indexparameters bereitstellen, beispielsweise Effekte entkoppeln, die eine Konvolution der Indexdaten hervorruft. In einem Beispiel wird die Bestimmung einer NH₃-Oxidationsleistung der SCR-Komponente bei Temperaturen zwischen 200°C und 850°C durchgeführt. Ein einem anderen Beispiel werden die Effekte einer NH₃-Speicherung und -Freisetzung abgeschätzt und die Überwachung des Pt-Kontaminationsindexes zu Zeiten durchgeführt, bei denen nicht erwartet wird, dass die NH₃-Speicherung und/oder -Freisetzung eine Konvolution der Pt-Kontaminationsindexdaten hervorruft.
In 1A ist ein erster Teil eines beispielhaften Systems 100 zur Regeneration eines Pt-kontaminierten Katalysators dargestellt. Das beispielhafte System 100 umfasst einen Verbrennungsmotor 108, der als Nebenprodukt seines Betriebs eine Abgasausgabe erzeugt. Das System 100 umfasst ferner einen aufstromseitigen Katalysator 104, der eine Menge an Platin darin enthält. Beispielhafte und nicht beschränkende aufstromseitige Katalysatoren 104 umfassen einen eng gekoppelten Oxidationskatalysator, einen Oxidationskatalysator (beispielsweise einen Dieseloxidationskatalysator – DOC) und/oder einen Partikelfilter, auf dem eine Menge an Platin abgelagert ist (beispielsweise um die Regeneration des Partikelfilters zu unterstützen). Das System umfasst ferner einen NO_x-Reduktionskatalysator 102, der ein zeolith-basierter NO_x-Reduktionskatalysator sein kann. Beispielhafte und nicht beschränkende NO_x-Reduktionskatalysatoren umfassen einen Cu-Zeolith- oder einen Fe-Zeolith-Katalysator. In bestimmten Ausführungsbeispielen ist der NO_x-Reduktionskatalysator 102 ein selektiver katalytischer Reduktionskatalysator (SCR-Katalysator).
In bestimmten Ausführungsformen umfasst das System 100 ferner einen Controller 106, der dazu eingerichtet ist, bestimmte Schritte auszuführen, um die Aktivität des NO_x-Reduktionskatalysators nach einer Pt-Degradation zu regenerieren. In bestimmten Ausführungsformen bildet der Controller 106 einen Teil eines Aufbereitungssubsystems, das eine oder mehrere Rechnereinrichtung(en) umfasst, die Speicher-, Verarbeitungs- und Kommunikationshardware umfasst/umfassen. Der Controller 106 kann eine einzige Einrichtung oder eine verteilte Einrichtung sein und die Funktionen des Controllers 106 können durch Hardware oder Software ausgeführt werden. In dem System 100 ist der Controller 106 als verteilte Einrichtung gezeigt, wobei ein erster Controllerteil 106a in einem Motorcontroller und/oder einem Nachbehandlungscontroller umfasst und ein zweiter Controllerteil 106b betrieblich mit einem Katalysatorregenerationsgerät 110 gekoppelt ist. Die Verteilung des Controllers 106 in den 1A und 1B ist ein nicht beschränkendes Beispiel. Der Controller 106 steht, wie gewünscht oder erforderlich, um die Operationen des Controllers 106 auszuführen, in Kommunikation mit beliebigen Sensoren, Aktuatoren oder anderen Einrichtungen in dem System 100.
In bestimmten Ausführungsbeispielen umfasst der Controller 106 ein oder mehrere Modul(e), das/die dazu eingerichtet ist/sind, die Operationen des Controllers 106 funktionell auszuführen. In bestimmten Ausführungsformen umfasst der Controller 106 ein Pt-Kontaminationsmodul, ein Degradationsberichtsmodul und ein Regenerationsausführungsmodul. In bestimmten weiteren Ausführungsformen umfasst der Controller 106 ein Regenerationsplanungsmodul. Die Beschreibung, die hier Module umfasst, betont die strukturelle Unabhängigkeit der Aspekte des Controllers 106 und veranschaulicht eine Gruppierung von Operationen und Verantwortlichkeiten des Controllers 106. Andere Gruppierungen, die ähnliche Gesamtoperationen ausführen, werden als dem Umfang der vorliegenden Anmeldung zugehörig verstanden. Module können in Hardware und/oder in Software auf einem computerlesbaren Medium implementiert sein und Module können über verschiedene Hardware- oder Softwarekomponenten verteilt sein. Detailliertere Beschreibungen bestimmter Ausführungsformen von Operationen des Controllers 106 sind in dem Abschnitt umfasst, der auf 2 Bezug nimmt.
Bestimmte Operationen, die hier beschrieben sind, umfassen Operationen zur Interpretation eines oder mehrerer Parameter(s). Die Interpretation, wie sie hier verwendet wird, umfasst das Empfangen von Werten nach jedem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, einschließlich zumindest das Empfangen von Werten von einer Datenverbindung oder einer Netzwerkkommunikation, das Empfangen eines elektronischen Signals (beispielsweise eines Spannungs-, Frequenz-, Strom-, oder PWM-Signals), das für den Wert charakteristisch ist, das Empfangen eines Softwareparameters, der für den Wert charakteristisch ist, das Auslesen des Werts aus einem Speicherort auf einem computerlesbaren Medium, das Empfangen des Werts als ein Laufzeitparameter durch jede aus dem Stand der Technik bekannte Einrichtung und/oder durch Empfangen eines Werts, durch den der interpretierte Parameter berechnet werden kann, und/oder durch Bezugnahme auf einen Vorgabewert, der als der Parameterwert interpretiert wird.
In 1B umfasst das System 100 ferner ein Katalysatorregenerationsgerät 110, das eine Temperatur des NO_x-Reduktionskatalysators 102, beispielsweise eines zeolith-basierten Katalysators, auf zumindest die Verjüngungstemperatur für zumindest die Verjüngungszeitspanne erhöht. Das Katalysatorregenerationsgerät umfasst eine beliebige Einrichtung, die die Schritte des Heizens des Katalysator 102 auf die Verjüngungstemperatur ausführen kann, einschließlich eines Ofens, einer Wärmetauschereinrichtung und/oder einer thermisch mit einem Ofen oder einer Wärmetauschereinrichtung gekoppelten Kammer. In bestimmten Ausführungsbeispielen ist das Katalysatorregenerationsgerät 110 ein Gerät, das dazu eingerichtet ist, den Katalysator 102 in-situ aufzuheizen, während er in einem Fahrzeug oder in einer anderen Anwendung (nicht gezeigt) installiert ist, beispielsweise aber nicht ausschließlich ein Motor, der einen Betriebsmodus umfasst, der dazu in der Lage ist, den Katalysator 102 zu heizen, und/oder eine Einrichtung, die einen geheizten Gasstrom mit einer Bypass-Schnittstelle zu dem Katalysator 102 erzeugt, sodass der Katalysator 102 beheizt werden kann, während er installiert bleibt. In bestimmten Ausführungsbeispielen ist es wünschenswert, andere Nachbehandlungskomponenten von den Temperaturen zu isolieren, die während der Regeneration des Katalysator 102 erzeugt werden.
In bestimmten Ausführungsbeispielen wird der Katalysator 102 aus dem Fahrzeug oder der anderen Anwendung entfernt und während des Regenerationsschritts in dem Katalysatorregenerationsgerät 110 angeordnet oder thermisch damit gekoppelt. Das Fahrzeug oder die verwandte Einrichtung kann während der Regeneration außer Betrieb genommen werden und/oder ein Ersatzkatalysator kann in dem Fahrzeug oder der verwandten Einrichtung installiert werden, während der Katalysator regeneriert wird, und der Katalysator 102 kann dann nach dem Regerationsschritt wieder in dem Fahrzeug installiert werden oder kann als Ersatzteil zur Verfügung gestellt werden. Das System 100 umfasst einen Temperatursensor 106 für die Temperatur des Katalysators 102 während des Regenerationsschritts und einen Temperatursensor 114 für die Temperatur in dem Katalysatorregenerationsgerät 110. Die dargestellten Sensoren 114, 116 können in verschiedenen Ausführungsbeispielen des Systems 110 vorhanden sein oder nicht und/oder nicht andere Sensoren, die nicht in 1B gezeigt sind, können vorgesehen sein.
In 2 ist ein Aufbereitungssubsystem 200 dargestellt, das an einen Controller 106 zur Ausführung von Schritten zur Bestimmung, dass ein Katalysatorregenerationsschritt angezeigt ist und zur Durchführung des Katalysatorregenerationsschritt umfasst. Der Controller 106 ist als integrierter Controller gezeigt, obwohl die Komponenten des Controllers verteilt oder integriert und in Hardware oder Software eingebettet sein können. Der Controller 106 umfasst ein Platin(Pt)-Kontaminationsmodul mit einer Einrichtung zur Bestimmung, dass eine katalytische Komponente, die einen zeolith-basierten Katalysator umfasst, mit Pt kontaminiert ist.
Die Einrichtung zur Bestimmung, dass die katalytische Komponente mit Pt kontaminiert ist, umfasst alle aus dem Stand der Technik bekannte Schritte und Einrichtungen einschließlich aller Schritte und Einrichtungen, die hier sonst beschrieben sind. In bestimmten Ausführungsbeispielen kann der Controller 106 einen Reduktionsmitteldosierungstest durchführen oder anderweitig Reduktionsmitteldosierungstestergebnisse 234 nutzen, um zu bestimmen, ob die katalytische Komponente mit Pt kontaminiert ist. In bestimmten Ausführungsbeispielen kann der Controller 106 Leistungstestergebnisse 236 einschließlich von einem NO_x-Umwandlungseffizienztest, einem NH₃-Oxidationseffizienztest und/oder einem N₂O-Bildungstest durchführen oder anderweitig nutzen. In bestimmten Ausführungsbeispielen bestimmt das Pt-Kontaminationsmodul 202 die Pt-Kontamination aus einem minimalen NO_x-Umwandlungseffizienzwert 210, aus einem maximalen NH₃-Oxidationseffizienzwert 212 und/oder auf der Grundlage einer Bestimmung, dass ein oder mehrere Hochtemperaturereignis(se) 214 eingetreten ist/sind (beispielsweise ein Temperaturereignis, das hoch genug ist, um eine Degradation an einem abstromseitigen Pt-haltigen Katalysator zu verursachen).
Das Pt-Kontaminationsmodul 202 stellt einen Pt-Degradationsindikator 216 und/oder Informationen bereit, aus denen der Pt-Degradationsindikator 216 bestimmt werden kann. Der Pt-Degradationsindikator 216 ist ein qualitativer und/oder ein quantitativer Wert, der ein Ausmaß der Pt-Degradation anzeigt, die an der Katalysatorkomponente vorliegt, und/oder anzeigt, dass die Katalysatorkomponente mit Pt kontaminiert ist und regeneriert werden sollte. Der Controller 106 umfasst ferner ein Degradationsberichtsmodul 204, das den Pt-Degradationsindikator 216 einem Ausgabegerät 112 bereitstellt.
Ein beispielhaftes Ausgabegerät 112 umfasst eine zugängliche Kommunikationswarteschlange auf einem Controller, beispielsweise einen Speicherort auf dem Controller 106, der so bereitgestellt ist, dass eine mit dem Controller 106 in Kommunikation stehende Einrichtung den Pt-Degradationsindikator 216 durch Auslesen des Speicherorts und/oder durch Anfordern eines vereinbarten Mitteilungswerts von dem Controller 106 bestimmen kann. Ein weiteres beispielhaftes Ausgabegerät 112 umfasst ein Controller Area Network (CAN), wobei der Pt-Degradationsindikator 216 als eine Kommunikation an das CAN bereitgestellt wird. Das CAN, falls vorhanden, kann ein privates, ein öffentliches, und/oder ein geschütztes CAN sein. Weitere beispielhafte Ausgabegeräte 112 umfassen ein Servicewerkzeug und/oder eine Fehlfunktionsanzeigelampe (malfunction-indicator-lamp, MIL). Die beschriebenen Ausgabegeräte 112 sind nicht beschränkende Beispiele und das Degradationsberichtsmodul 204 kann den Pt-Degradationsindikator 216 mehreren Ausgabegeräten 112 bereitstellen, einschließlich der Bereitstellung verschiedener Versionen des Pt-Degradationsindikators 216 an verschiedene Ausgabegeräte 112.
Der Controller 106 umfasst ferner ein Regenerationsplanungsmodul 206, das in Reaktion auf den Pt-Degradationsindikator 216 eine Verjüngungszeitspanne 218 und eine Verjüngungstemperatur 220 bereitstellt. Die Verjüngungstemperatur 220 ist ein Temperaturwert von mindestens 600°C. In bestimmten Ausführungsbeispielen wird die Verjüngungstemperatur 220 aus dem Pt-Degradationsindikator 216, aus den Fähigkeiten des Katalysatorregenerationsgeräts und/oder aus der zur Verfügung stehenden Zeit für die Verjüngungszeitspanne 218 bestimmt. In ähnlicher Weise wird die Verjüngungszeitspanne 218 aus dem Pt-Degradationsindikator 216, aus den Fähigkeiten der Katalysatorregenerationseinrichtung und/oder aus der ausgewählten Verjüngungstemperatur 220 bestimmt. In bestimmten Ausführungsbeispielen können die Werte für die Verjüngungszeitspanne 218 und die Verjüngungstemperatur 220 vorbestimmte Werte sein, beispielsweise aus einem Kalibrierungsschritt mit einem ähnlichen Katalysator zur Bestimmung geeigneter Werte, die eine akzeptable Katalysatorregeneration erzielen. In bestimmten Ausführungsbeispielen werden die Werte für die Verjüngungszeitspanne 218 und die Verjüngungstemperatur 220 auf der Grundlage von Prinzipien bestimmt, die denjenigen ähneln, die hier in den auf die 3 bis 9 Bezug nehmend Abschnitten beschrieben wurden.
In bestimmten Ausführungsbeispielen stellt das Regenerationsplanungsmodul 206 ferner dem Degradationsberichtsmodul 204 die Verjüngungszeitspanne 218 und die Verjüngungstemperatur 220 zur Verfügung und das Degradationsberichtsmodul 204 stellt die Verjüngungszeitspanne 218 und die Verjüngungstemperatur 220 ferner einem oder mehreren Ausgabegerät(en) zur Verfügung. In bestimmten Ausführungsbeispielen umfasst das System 100, beispielsweise auf dem Controller 106, ferner ein Regenerationsausführungsmodul 208, das eine Temperatur des Katalysators 222 während der Temperaturerhöhung durch das Katalysatorregenerationsgerät interpretiert und die Verjüngungszeitspanne in Reaktion auf die Temperatur des Katalysators 222 dynamisch anpasst. In dem Beispiel stellt das Regenerationsausführungsmodul 208 dynamische Verjüngungsanpassungen 224 während des Regenerationsschritts bereit, die eine Anpassung der Verjüngungszeitspanne 218 und/oder der Verjüngungstemperatur 220 umfassen können.
In bestimmten Ausführungsbeispielen verfolgt das Regenerationsausführungsmodul 208 einen Pt-Kontaminationsindex 230 und/oder einen Regenerationsindex 226 während des Regenerationsschritts. Der Pt-Kontaminationsindex 230 und/oder der Regenerationsindex 226 kann/können durch Feedbackprozesse (beispielsweise unter Verwendung von Testergebnissen 236 ähnlich zu denjenigen, die den Pt-Degradationsindikator 216 bestimmten) und/oder durch Modellierung (beispielsweise unter Verwendung von Prinzipien wie diejenigen, die in den auf die 3 bis 9 Bezug nehmenden Abschnitten beschrieben sind) verfolgt werden. In bestimmten Ausführungsbeispielen vergleicht das Regenerationsausführungsmodul 208 den Pt-Kontaminationsindex 230 mit einem Wert 232 eines regenerierten Katalysators, um zu bestimmen, dass der Regenerationsschritt beendet ist. In bestimmten Ausführungsbeispielen vergleicht das Regenerationsausführungsmodul 208 den Regenerationsindex 226 mit einem Regenerationsindexschwellwert 228, um zu bestimmen, dass der Regenerationsschritt beendet ist.
Obwohl die Erfindung in den Zeichnungen und der vorangegangenen Beschreibung im Detail veranschaulicht und beschrieben wurde, ist deren Charakter als beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen, wobei es sich versteht, dass nur bestimmte beispielhafte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden und das alle Änderungen und Modifikationen, die dem Geist der Erfindungen entsprechen, zu schützen beabsichtigt sind. Beim Lesen der Ansprüche ist es beabsichtigt, dass dann, wenn Worte wie ”ein” ”mindestens ein” oder ”mindestens ein Teil” verwendet werden, keine Absicht besteht, den Anspruch auf lediglich einen Gegenstand zu beschränken, es sei denn das Gegenteil ist explizit in dem Anspruch angegeben. Wenn die Formulierung ”mindestens ein Teil” und/oder ”ein Teil” verwendet wird, kann der Gegenstand ein Teil und/oder den gesamten Gegenstand umfassen, solange nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist.

Claims

Verfahren umfassend: Bestimmen, dass eine katalytische Komponente, die einen zeolith-basierten Katalysator umfasst, mit Platin (Pt) kontaminiert ist; Erhöhen der Temperatur der katalytischen Komponente auf mindestens 600°C in Reaktion auf die Bestimmung, dass die katalytischen Komponente mit Pt kontaminiert ist; und Halten der erhöhten Temperatur der katalytischen Komponente für eine vorbestimmte Zeitspanne.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: Bestimmen der vorbestimmten Zeitspanne in Reaktion auf einen minimalen NO_x-Umwandlungseffizienzwert und/oder einen maximalen NH₃-Oxidationseffizienwert für die katalytische Komponente.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: Bestimmen der vorbestimmten Zeitspanne in Reaktion auf einen Wert der erhöhten Temperatur.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: Bestimmen der vorbestimmten Zeitspanne in Reaktion auf ein Ausmaß der Kontamination mit Pt.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: Erhöhen der Temperatur der katalytischen Komponente auf mindestens 700°C.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die vorbestimmte Zeitspanne mindestens zwei Stunden umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die vorbestimmte Zeitspanne zwischen zwei und vierzig Stunden umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Zeitspanne zwischen dreißig und fünfzig Stunden umfasst.
Verfahren, umfassend: Bestimmen, dass eine selektive katalytische Reduktionskomponente (selektive catalytic reduction component, SCR component), die einen zeolith-basierten Katalysator umfasst, mit Platin (Pt) kontaminiert ist; Erhöhen der Temperatur der SCR-Komponente auf mindestens 600°C in Reaktion auf die Bestimmung, dass die katalytische Komponente mit Pt kontaminiert ist; und Halten der erhöhten Temperatur der katalytischen Komponente für eine vorbestimmte Zeitspanne.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Bestimmen, dass die SCR-Komponente mit Platin (Pt) kontaminiert ist, umfasst: Bestimmen, dass an einer aufstromseitigen platinkatalysierten Komponente ein Hochtemperaturereignis eingetreten ist; oder Durchführen eines Reduktionsmitteldosierungstests an der SCR-Komponente und Bestimmen, dass die SCR-Komponente mit Pt kontaminiert ist in Reaktion auf den Reduktionsmitteldosierungstest; oder Durchführen eines NO_x-Umwandlungseffizienztests an der SCR-Komponente; oder Durchführen eines N₂O-Bildungstests an der SCR-Komponente; oder Durchführen eines NH₃-Oxidationstests an der SCR-Komponente.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die vorbestimmte Zeit zwischen dreißig und fünfzig Stunden umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin umfassend: Halten der erhöhten Temperatur der SCR-Komponente von mindestens 700°C, wobei die vorbestimmte Zeitspanne mindestens zwei Stunden umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin umfassend: Halten der erhöhten Temperatur der SCR-Komponente von mindestens 700°C, wobei die vorbestimmte Zeitspanne zwischen zwei und einundvierzig Stunden umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin umfassend: Akkumulieren eines Regenerationsindexes in Reaktion auf die erhöhte Temperatur und Bestimmen, dass die SCR-Komponente regeneriert ist, wenn der Regenerationsindex einen Schwellwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei sich der Regenerationsindex mit einer Rate akkumuliert, die eine Funktion der Temperatur der SCR-Komponente umfasst.
Verfahren, umfassend: Bestimmen, dass eine selektive katalytische Reduktionskomponente (selektive catalytic reduction component, SCR component), die einen Katalysator umfasst, mit Platin (Pt) kontaminiert ist; Erhöhen der Temperatur der SCR-Komponente auf einen Temperaturwert, der höher als eine normale Betriebstemperatur ist; und Halten der erhöhten Temperatur der katalytischen Komponente für eine Verjüngungszeitspanne.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Katalysator einen Cu-Zeolith- und/oder einen Fe-Zeolith-Katalysator umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die normale Betriebstemperatur eine Temperatur unterhalb von 550°C umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die erhöhte Temperatur eine Temperatur in dem Bereich zwischen 550°C und 850°C umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Verjüngungszeitspanne eine Zeitspanne zwischen 5 Minuten und 3000 Minuten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Verjüngungszeitspanne umgekehrt exponentiell mit der erhöhten Temperatur in Beziehung steht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16, weiterhin umfassend: dynamisches Bestimmen der Verjüngungszeitspanne in Reaktion auf die erhöhten Temperaturwerte über die Zeit.
Verfahren nach Anspruch 22, weiterhin umfassend: Akkumulieren eines Verjüngungsindexes in Reaktion auf die erhöhten Temperaturwerte über die Zeit und Bestimmen, dass die Verjüngungszeitspanne abgelaufen ist, wenn der Verjüngungsindex einen Verjüngungsschwellwert überschreitet.
Verfahren, umfassend: Bestimmen, dass eine selektive katalytische Reduktionskomponente (selective catalytic reduction component, SCR component), die einen Katalysator umfasst, mit Platin (Pt) kontaminiert ist; Erhöhen der Temperatur der SCR-Komponente auf einen Temperaturwert, der höher als eine normale Betriebstemperatur ist; Überwachen eines Pt-Kontaminationsindexes der SCR-Komponente; und Stoppen der Erhöhung der Temperatur der SCR-Komponente, wenn der Pt-Kontaminationsindex unter einen Wert eines regenerierten Katalysators fällt.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Überwachen des Pt-Kontaminationsindexes wenigstens einen der folgenden Schritte umfasst: Überwachen einer NH₃-basierten NO_x-Umwandlungseffizienz der SCR-Komponente; Überwachen einer N₂O-Bildungsleistung der SCR-Komponente; und Bestimmen einer NH₃-Oxidationsleistung der SCR-Komponente.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Bestimmung einer NH₃-Oxidationsleistung der SCR-Komponente bei Temperaturen zwischen 200°C und 850°C ausgeführt wird.
System umfassend: ein Platin(Pt)-Kontaminationsmodul mit einer Einrichtung zur Bestimmung, dass eine katalytische Komponente, die einen zeolith-basierten Katalysator umfasst, mit Pt kontaminiert ist; ein Degradationsberichtsmodul, das dazu eingerichtet ist, einem Ausgabegerät einen Pt-Degradationsindikator bereitzustellen; ein Regenerationsplanungsmodul, das dazu eingerichtet ist, in Reaktion auf den Pt-Degradationsindikator eine Verjüngungszeitspanne und eine Verjüngungstemperatur bereitzustellen, wobei die Verjüngungstemperatur mindestens 600°C beträgt; und ein Katalysatorregenerationsgerät, das dazu eingerichtet ist, eine Temperatur des zeolith-basierten Katalysators für zumindest die Verjüngungszeitspanne auf zumindest die Verjüngungstemperatur zu erhöhen.
System nach Anspruch 27, wobei das Regenerationsplanungsmodul ferner dazu eingerichtet ist, dem Degradationsberichtsmodul die Verjüngungszeitspanne und die Verjüngungstemperatur bereitzustellen, und wobei das Degradationsberichtsmodul ferner dazu eingerichtet ist, dem Ausgabegerät die Verjüngungszeitspanne und die Verjüngungstemperatur bereitzustellen.
System nach Anspruch 27, wobei das Ausgabegerät mindestens eine der folgenden Einrichtungen umfasst: eine zugängliche Kommunikationswarteschlange auf einem Controller, ein Controller Area Network, ein Servicewerkzeug und eine Fehlfunktionsanzeigelampe.
System nach Anspruch 27, weiterhin umfassend: ein Regenerationsausführungsmodul, das dazu eingerichtet ist, eine Temperatur des Katalysators während der Temperaturerhöhung zu interpretieren und die Verjüngungszeitspanne in Reaktion auf die Temperatur des Katalysators dynamisch anzupassen.