用于內(nèi)燃機(jī)的排氣再處理系統(tǒng)的脫硫的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于內(nèi)燃機(jī)的排氣再處理系統(tǒng)的脫硫的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]變得越來(lái)越嚴(yán)格的排氣排放法規(guī)還要求在呈例如船舶的形式的水運(yùn)工具中針對(duì)在此使用的內(nèi)燃機(jī)使用帶有例如氧化催化器、顆粒過(guò)濾器和SCR催化器的排氣再處理系統(tǒng)，其用于減少氮氧化物排放。
[0003]在船舶中，作為燃料主要使用餾分油或殘油，其具有很高的硫含量。硫通過(guò)燃燒到達(dá)到排氣再處理系統(tǒng)中，并在此可導(dǎo)致催化器和/或顆粒過(guò)濾器的至少局部的無(wú)效。
[0004]在用于降低叫的SCR催化器中，經(jīng)常將尿素用作還原劑，以便釋放氨，但氨與包含在排氣中的硫氧化物形成硫酸氨和硫酸氫氨，其沉積在催化器通道中，并可因此大大提高催化器的流經(jīng)阻力。
[0005]在硫含量高的燃料中，催化器的通道的阻塞甚至可導(dǎo)致發(fā)生這樣的后果，S卩，在排氣再處理系統(tǒng)中的排氣背壓顯著上升，并且不僅損失驅(qū)動(dòng)功率(因?yàn)樾栌蓛?nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的推出功顯著上升)，而且存在內(nèi)燃機(jī)損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
[0006]在涂覆有貴金屬的催化器中，還可由于硫氧化物發(fā)生催化器的局部的中毒現(xiàn)象，因?yàn)榱蚺c催化器的活性成分(例如鉑、鈀和鋁)起反應(yīng)并且生成硫酸化合物，其可顯著降低催化器的轉(zhuǎn)化率。
[0007]使用的燃料的含硫量越高，催化器的中毒現(xiàn)象或排氣背壓的上升出現(xiàn)得越快。
[0008]根據(jù)文獻(xiàn)EP I 173 693 BI已知一種用于監(jiān)測(cè)內(nèi)燃機(jī)的排氣再處理系統(tǒng)的方法和裝置。在該已知的方法中，對(duì)存在于排氣再處理系統(tǒng)中的氧化催化器針對(duì)其效率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，亦即在顆粒過(guò)濾器可開始再生的情況下通過(guò)評(píng)估在催化器之前和之后的溫度特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種用于內(nèi)燃機(jī)的排氣再處理系統(tǒng)的脫硫的方法，利用該方法可使存在于排氣再處理系統(tǒng)中的用于排氣的再處理的裝置再生且保持其有效。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明具有在權(quán)利要求1中說(shuō)明的特性。在其他的權(quán)利要求中說(shuō)明了本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案。
[0011]本發(fā)明提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的排氣再處理系統(tǒng)的脫硫的方法，帶有以下步驟: -對(duì)排氣再處理系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量至少一個(gè)指示性的參數(shù)來(lái)檢查硫酸化合物的存在
-附加地或備選地，探測(cè)與在排氣再處理系統(tǒng)的區(qū)域中的硫酸化合物形成相關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)，并確定該參數(shù)是否在引發(fā)硫酸化合物形成的數(shù)值范圍內(nèi)
-在存在硫酸化合物和/或確定參數(shù)處在數(shù)值范圍內(nèi)的情況下，通過(guò)在馬達(dá)內(nèi)或馬達(dá)后的措施來(lái)如此調(diào)整內(nèi)燃機(jī)的排放使得在排氣再處理系統(tǒng)中發(fā)生脫硫和/或參數(shù)離開引發(fā)硫酸化合物形成的數(shù)值范圍。
[0012]換句話說(shuō)，本發(fā)明提供了一種方法，在該方法中探測(cè)指示在排氣再處理系統(tǒng)中的硫酸化合物的存在的至少一個(gè)參數(shù)，該參數(shù)因此顯示了在排氣再處理系統(tǒng)中的硫酸化合物的存在，參數(shù)例如可為由排氣再處理系統(tǒng)建立的排氣背壓。排氣背壓可在排氣再處理系統(tǒng)的整個(gè)流動(dòng)區(qū)域中通過(guò)測(cè)量技術(shù)來(lái)探測(cè)，因?yàn)榕c內(nèi)燃機(jī)反作用的背壓隨著硫酸化合物在排氣再處理系統(tǒng)的催化器的區(qū)域中的越來(lái)越多的沉積而上升，硫酸化合物形成相應(yīng)進(jìn)一步加重。因此，壓力測(cè)量例如可在催化器的入口的區(qū)域中發(fā)生。
[0013]附加地或備選地，為了探測(cè)指示在排氣再處理系統(tǒng)中存在沉積物的參數(shù)，依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法探測(cè)與在排氣再處理系統(tǒng)的區(qū)域中的硫酸化合物的形成的相關(guān)的參數(shù)，并確定該參數(shù)是否在引發(fā)硫酸化合物形成的數(shù)值范圍內(nèi)。該參數(shù)例如可為存在于排氣再處理系統(tǒng)的區(qū)域中的催化器的有效表面的溫度，催化器可為SCR催化器或用于減少排放的其他催化器，其例如具有添加有貴金屬的有效表面。
[0014]如果指示性的參數(shù)的測(cè)量指示出在排氣再處理系統(tǒng)中存在硫酸化合物和/或相關(guān)的參數(shù)處在引發(fā)硫酸化合物形成的數(shù)值范圍內(nèi)，那么通過(guò)在馬達(dá)內(nèi)或馬達(dá)后的措施來(lái)如此調(diào)整內(nèi)燃機(jī)的排放使得在排氣再處理系統(tǒng)中發(fā)生脫硫和/或該參數(shù)離開引發(fā)硫酸化合物形成的數(shù)值范圍。
[0015]通過(guò)在馬達(dá)內(nèi)或馬達(dá)后的措施可實(shí)現(xiàn)，例如在排氣再處理系統(tǒng)中達(dá)到再生的脫硫所需的溫度范圍，其對(duì)于利用催化器的活性成分消除硫酸氨和/或硫酸氫銨或硫酸化合物是必需的。
[0016]通過(guò)相關(guān)的措施實(shí)現(xiàn)，可在遵守排放法規(guī)的情況下實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的可靠的運(yùn)行，即，例如在馬達(dá)內(nèi)的措施旨在提高排氣的溫度，但并未離開對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的可靠的運(yùn)行必需的溫度范圍和/或壓力范圍。
[0017]在此，可涉及這樣的臨時(shí)的措施，其目的在于通過(guò)分解沉積在此處的硫酸化合物來(lái)恢復(fù)催化器的反應(yīng)能力，但在催化器中并未達(dá)到超過(guò)催化器的溫度穩(wěn)定性的溫度范圍。
[0018]用于催化器的再生所必需的活化溫度的達(dá)到例如可在催化器入口處通過(guò)溫度傳感器來(lái)測(cè)量，或者借助于計(jì)算模型在評(píng)估對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行所需要的運(yùn)行數(shù)據(jù)的情況下來(lái)確定。
[0019]為了引起必需的活化溫度，例如可在催化器上游的區(qū)域中注入燃料，其在催化器中提供呈碳?xì)浠衔锏男问降乃璧倪€原劑。該措施為在馬達(dá)后的措施，即，在排氣技術(shù)方面發(fā)生在內(nèi)燃機(jī)下游的措施。
[0020]補(bǔ)充地或備選于此，根據(jù)本發(fā)明還設(shè)置成，實(shí)現(xiàn)用于在排氣催化器的區(qū)域中達(dá)到引發(fā)脫硫的活化溫度的馬達(dá)內(nèi)的措施。為此，原則上在馬達(dá)內(nèi)的所有的這樣的措施是合適的，即，其即使針對(duì)通常在低負(fù)荷范圍中工作的內(nèi)燃機(jī)在相應(yīng)很低的排氣溫度的情況下也引起達(dá)到活化溫度。
[0021]在此，例如可涉及提前開始將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)工作缸中，那就是說(shuō)，相比在靜態(tài)的運(yùn)行中發(fā)生的噴射開始，例如暫時(shí)朝提前的方向上轉(zhuǎn)移燃料噴射。如果更早噴射燃料并且少許延長(zhǎng)噴射持續(xù)時(shí)間，則噴射的燃料的總份額增加，在排氣中的碳?xì)浠衔锓e聚并且由此可在連接在下游的催化器中達(dá)到對(duì)于再生必需的活化溫度。在流動(dòng)技術(shù)方面在排氣催化器之前還可存在氧化催化器，其通過(guò)以下方式提供對(duì)于催化器的再生必需的熱量，即，該氧化催化器放熱地轉(zhuǎn)換附加的碳?xì)浠衔铩?br>[0022]備選地或補(bǔ)充于此，還可實(shí)施至少一次燃料后噴射到內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)工作缸中。所描述的兩種措施引起內(nèi)燃機(jī)的排氣的溫度上升，由此可達(dá)到用于再生的活化溫度以用于排氣催化器的脫硫。
[0023]備選地或補(bǔ)充于此，還可至少暫時(shí)采取至少一項(xiàng)措施以用于降低在內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)工作缸中的燃燒效率，即，故意降低燃料燃燒以用于利用碳?xì)浠衔镌黾觾?nèi)燃機(jī)的排氣，以便提供用于催化器的再生的作為還原劑的碳?xì)浠衔?。因?yàn)檫@在這種情況下是臨時(shí)的措施，這還可在催化器的再生過(guò)程期間間歇性地進(jìn)行，為此例如可進(jìn)行催化器的溫度探測(cè)，并且當(dāng)在催化器中測(cè)量的溫度接近活化溫度的下限時(shí)，那時(shí)實(shí)施該措施。
[0024]因此，僅使燃燒變差到達(dá)到用于脫硫的活化溫度為止，且然后重新使之正常化，并僅當(dāng)在催化器中的溫度接近用于脫硫的活化溫度的下限或已經(jīng)下降到下限之下時(shí)才再次開始使燃燒變差。
[0025]備選地或補(bǔ)充于此，根據(jù)本發(fā)明還設(shè)置成，降低供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)工作缸的吸入空氣流，以便在燃料盡可能不變地供應(yīng)給工作缸的情況下減少排氣體積流。由此，提供有帶有很高的未燃燒的碳?xì)浠衔锓蓊~的排氣，其例如可供應(yīng)給前置于排氣催化器的氧化催化器，由此實(shí)現(xiàn)排氣的溫度提高，其足以達(dá)到用于排氣再處理系統(tǒng)的脫硫的活化溫度。
[0026]如果在排氣再處理系統(tǒng)中含有SCR催化器，可通過(guò)這種方式分解硫酸氨和硫酸氫銨并且催化器再次達(dá)到其原有的能力，即，將排氣溫度通過(guò)前面所述的在馬達(dá)內(nèi)或馬達(dá)后的措施提升到大約350攝氏度的活化溫度上。
[0027]存在于排氣再處理系統(tǒng)中的顆粒過(guò)濾器可以該方式借助于前置于該顆粒過(guò)濾器的氧化催化器再生。氧化催化器例如還可用于實(shí)現(xiàn)對(duì)于貴金屬催化器的再生所需的450攝氏度直至550攝氏度的排氣溫度。
[0028]利用所描述的在馬達(dá)內(nèi)的措施實(shí)現(xiàn)可稱為更富的排氣的排氣，利用該排氣在排氣再處理系統(tǒng)的催化器中實(shí)現(xiàn)對(duì)于脫硫足夠的溫度，但對(duì)其如此控制使得并未達(dá)到損害催化器的溫度穩(wěn)定性的溫度水平。
[0029]由此，根據(jù)本發(fā)明的方法使得能夠?qū)崿F(xiàn)通常利用高硫含量的餾分油或殘油運(yùn)行的、用于驅(qū)動(dòng)水運(yùn)工具的內(nèi)燃機(jī)如此運(yùn)轉(zhuǎn)，即，遵守相應(yīng)的排放法規(guī)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的排氣再處理系統(tǒng)的脫硫的方法，其特征在于以下步驟: -對(duì)所述排氣再處理系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量至少一個(gè)指示性的參數(shù)來(lái)檢查硫酸化合物的存在 -附加地或備選地，探測(cè)與在所述排氣再處理系統(tǒng)的區(qū)域中的硫酸化合物形成相關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)，并確定參數(shù)是否在引發(fā)硫酸化合物形成的數(shù)值范圍內(nèi) -在存在硫酸化合物和/或確定參數(shù)處在數(shù)值范圍內(nèi)的情況下，通過(guò)在馬達(dá)內(nèi)或馬達(dá)后的措施來(lái)如此調(diào)整內(nèi)燃機(jī)的排放使得在所述排氣再處理系統(tǒng)中發(fā)生脫硫和/或參數(shù)離開引發(fā)硫酸化合物形成的數(shù)值范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了測(cè)量指示性的參數(shù)，探測(cè)由所述排氣再處理系統(tǒng)產(chǎn)生的排氣背壓，并在超過(guò)閾值的情況下采取措施。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，為了測(cè)量相關(guān)的參數(shù)，探測(cè)在所述排氣再處理系統(tǒng)的區(qū)域中的排氣的溫度，并當(dāng)溫度處在引發(fā)硫酸化合物形成的數(shù)值范圍中時(shí)采取措施。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于計(jì)算模型基于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行參數(shù)確定相關(guān)的參數(shù)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述排氣再處理系統(tǒng)的排氣催化器的區(qū)域中借助于以下措施中的至少一項(xiàng)達(dá)到引發(fā)脫硫的激活溫度: -提前開始將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)工作缸中 -執(zhí)行至少一次將燃料后噴射到內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)工作缸中 -在排氣催化器的上游引入燃料 -在內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)工作缸中執(zhí)行用于臨時(shí)降低燃燒效率的至少一項(xiàng)措施 -降低供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)工作缸的吸入空氣流以用于在燃料盡可能不變地供應(yīng)給工作缸的情況下減少排氣體積流。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述排氣再處理系統(tǒng)具有至少一個(gè)SCR催化器和/或顆粒過(guò)濾器。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)根據(jù)柴油機(jī)原理工作并且設(shè)置為用于水運(yùn)工具的驅(qū)動(dòng)裝置。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的排氣再處理系統(tǒng)的脫硫的方法，帶有以下步驟：對(duì)排氣再處理系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量至少一個(gè)指示性的參數(shù)來(lái)檢查硫酸化合物的存在;附加地或備選地，探測(cè)與在排氣再處理系統(tǒng)的區(qū)域中的硫酸化合物形成相關(guān)的至少一個(gè)參數(shù)，并確定該參數(shù)是否在引發(fā)硫酸化合物形成的數(shù)值范圍內(nèi);在存在硫酸化合物和/或確定參數(shù)處在數(shù)值范圍內(nèi)的情況下，通過(guò)在馬達(dá)內(nèi)或馬達(dá)后的措施來(lái)如此調(diào)整內(nèi)燃機(jī)的排放使得在排氣再處理系統(tǒng)中發(fā)生脫硫和/或參數(shù)離開引發(fā)硫酸化合物形成的數(shù)值范圍。
【IPC分類】F01N9-00, F01N3-10
【公開號(hào)】CN104564270
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410551358
【發(fā)明人】德林 A., 施瓦布 B.
【申請(qǐng)人】曼柴油機(jī)和渦輪機(jī)歐洲股份公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年10月17日
【公告號(hào)】DE102013017230A1