一种后处理系统
技术领域
本实用新型涉及发动机处理技术领域，尤其涉及一种后处理系统。
背景技术
随着科学技术的发展，对于汽车行业，汽车在日常生活中被广泛应用，汽车的发动机尾气的直接排放，发动机排气会与空气中的氧气反应，会产生引起空气污染的气体。
目前，常通过后处理系统对发动机排气进行处理，通过后处理系统中的选择性还原剂，在催化剂的催化作用下，使选择性还原剂与尾气中氮氧化物发生反应，以降低发动机排气中的氮氧化合物NOx。由于需要按照排放法对发动机尾气进行处理，仅通过上述后处理系统对发动机排气进行处理的方式，使得氮氧化合物转化效率较低，且无法有效降低发动机排气中的氮氧化合物。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种后处理系统，以解决现有技术中氮氧化合物转化效率较低，且无法有效降低发动机排气中的氮氧化合物的问题。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：
本实用新型实施例第一方面公开了一种后处理系统，该后处理系统包括：氧化型催化器DOC、SCRF催化器和涂覆有DOC催化剂的选择性还原SCR 催化器；
所述DOC、所述SCRF催化器和涂覆有DOC催化剂的SCR催化器依次设置在发动机的排气管道中；
与所述DOC、所述SCRF催化器和所述涂覆有DOC催化剂的SCR催化器相连的控制器；
在发动机废气流经所述DOC和所述SCRF催化器时，控制器控制所述 DOC和所述SCRF催化器中的选择性还原剂SCR分别与所述发动机废气中部分氮氧化合物NOx进行反应，所述发动机废气中剩余的NOx进入所述涂覆有 DOC催化剂的SCR催化器，与所述涂覆的DOC催化剂进行反应，将NOx转化为二氧化氮NO2，并与所述涂覆有DOC催化剂的SCR催化器中的SCR进行反应。
可选的，还包括：压力差传感器；
所述压力差传感器与所述SCRF催化器并联，所述压力差传感器采集所述SCRF催化器前后的气压。
可选的，还包括：尿素喷射系统；
所述尿素喷射系统设置在所述SCRF催化器前端，在所述发动机废气的温度到达预设的起喷温度时，所述尿素喷射系统喷射尿素。
可选的，还包括：温度传感器；
所述温度传感器设置在所述SCRF催化器前端，所述温度传感器检测所述发动机废气的温度。
可选的，所述控制器还用于：在确定所述SCRF催化器前后两端的气压的压力损失大于第一预设限值，或，碳载量大于第二预设限值时，将所述SCRF 催化器捕集的颗粒物转化。
可选的，还包括：第一NOx传感器；
所述第一NOx传感器设置在发动机排气口与所述DOC之间的发动机排气管道中，所述第一NOx传感器检测发动机排气口排出的NOx的排放量。
可选的，还包括：第二NOx传感器；
所述第二NOx传感器设置在所述SCRF催化器与所述涂覆有DOC催化剂的SCR催化器之间的发动机排气管道中，所述第二NOx传感器检测所述SCRF 催化器排出的NOx的排放量。
可选的，所述DOC催化剂为pt/pd贵金属催化剂。
基于上述本实用新型实施例提供的一种后处理系统，该后处理系统包括：氧化型催化器DOC、SCRF催化器和涂覆有DOC催化剂的选择性还原SCR 催化器；DOC、SCRF催化器和涂覆有DOC催化剂的SCR催化器依次设置在发动机的排气管道中；与DOC、SCRF催化器和涂覆有DOC催化剂的SCR 催化器相连的控制器；在发动机废气流经DOC和SCRF催化器时，控制器控制DOC和SCRF催化器中的选择性还原剂SCR分别与发动机废气中部分氮氧化合物NOx进行反应，发动机废气中剩余的NOx进入涂覆有DOC催化剂的SCR催化器，与涂覆的DOC催化剂进行反应，将NOx转化为二氧化氮NO2，并与涂覆有DOC催化剂的SCR催化器中的SCR进行反应，可以看出，在本方案中，通过涂覆在SCR催化器的DOC催化剂将发动机废气中剩余的NOx进转换成NO2，以便于SCR催化器中的SCR将NO2还原，能够提高氮氧化合物的转化效率，且能够降低发动机排气中的氮氧化合物。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种后处理系统的结构框图；
图2为本实用新型实施例提供的另一种后处理系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
由背景技术可知，常通过后处理系统对发动机排气进行处理，通过后处理系统中的选择性还原剂，在催化剂的催化作用下，使选择性还原剂与尾气中氮氧化物发生反应，以降低发动机排气中的NOx。由于需要按照排放法对发动机尾气进行处理，仅通过上述后处理系统对发动机排气进行处理的方式，使得氮氧化合物转化效率较低，且无法有效降低发动机排气中的氮氧化合物。
因此，本实用新型实施例提供了一种后处理系统，通过涂覆在SCR催化器的DOC催化剂将发动机废气中剩余的NOx进转换成NO2，以便于SCR催化器中的SCR将NO2还原，能够提高氮氧化合物的转化效率，且能够降低发动机排气中的氮氧化合物。
参见图1，为本实用新型提供的一种后处理系统的流程示意图，该后处理系统包括：
氧化型催化器(Diesel oxidation catalysts，DOC)101、将SCR催化剂涂覆在DPF载体上(SCR on Filter，SCRF)催化器102和涂覆有DOC催化剂的选择性还原(SelectiveCatalytic Reduction，SCR)催化器103依次设置在发动机的排气管道中。
与DOC101、SCRF催化器102和涂覆有DOC催化剂的SCR催化器103相连的控制器(图中未示出)。
需要说明的是，该控制器是指控制发动机废气处理的电子控制单元 (ElectronicControl Unit，ECU)。
在发动机废气流经DOC101和SCRF催化器102时，控制器控制DOC101 中的DOC催化剂和SCRF催化器102中的选择性还原剂SCR还原剂分别与发动机废气中部分NOx进行反应，发动机废气中剩余的NOx进入涂覆有DOC 催化剂的SCR催化器103，与涂覆的DOC催化剂进行反应，将NOx转化为二氧化氮NO2，并与涂覆有DOC催化剂的SCR催化器103中的选择性还原剂SCR进行反应。
需要说明的是，SCRF催化器102是指在颗粒物捕集器(Diesel ParticulateFilter，DPF)上涂覆有SCR，具体的，SCRF催化器102中的DPF采用碳化硅或堇青石对发动机废气中的颗粒进行过滤补集，例如碳颗粒。
具体的，在发动机废气流经DOC101时，控制器控制DOC101将发动机废气中的部分NOx中的一氧化氮NO转化为二氧化氮NO2。
在发动机废气流经SCRF催化器102时，控制器控制SCRF催化器102 利用捕集的碳颗粒与DOC101转化的一部分NO2反应，以及利用涂覆的SCR 与DOC101转化的NO2反应，以减少发动机废气中的NOx量。
在发动机废气流经涂覆有DOC催化剂的SCR催化器103时，发动机废气中剩余的NOx进入涂覆有DOC催化剂的SCR催化器103，利用涂覆的DOC 催化剂将剩余的NOx中的一氧化氮转化为NO2，为涂覆有DOC催化剂的SCR 催化器103提供充分的NO2，以便于涂覆有DOC催化剂的SCR催化器103 中的SCR与DOC催化剂转化的NO2反应，进一步降低发动机废气中的NOx量。
在本实用新型实施例中，SCR催化器103上涂覆的DOC催化剂的长度L可通过SCR催化器103前端的管道中的NO2浓度决定的，具体地，NO2浓度越少， L的长度越长。
其中，长度L的取值为正数。
可选的，DOC催化剂为不同比例的pt/pd贵金属催化剂。
需要说明的是，发动机废气是在发动机运行过程中，发动机燃料和空气在发动机气缸内燃烧后产生的，发动机废气中至少包括碳氢化合物HC，一氧化碳CO，一氧化氮NO和NO2。
SCR催化剂具有良好的起燃特性，可提高SCR催化剂还原NOx的转化效率。
可选的，DOC101还涂覆有一定量的Pt/Pd催化剂，用于氧化发动机废气中的HC，CO，NO，颗粒表面的可挥发成分，以及能够提升发动机废气的温度。
在本实用新型实施例中，在发动机废气流经DOC和SCRF催化器时，控制器控制DOC和SCRF催化器中的选择性还原剂SCR分别与发动机废气中部分氮氧化合物NOx进行反应，发动机废气中剩余的NOx进入涂覆有DOC 催化剂的SCR催化器，与涂覆的DOC催化剂进行反应，将NOx转化为二氧化氮NO2，并与涂覆有DOC催化剂的SCR催化器中的SCR进行反应，可以看出，在本方案中，通过涂覆在SCR催化器的DOC催化剂将发动机废气中剩余的NOx进转换成NO2，以便于SCR催化器中的SCR将NO2还原，能够提高氮氧化合物的转化效率，且能够降低发动机排气中的氮氧化合物。
基于上述图1示出的后处理系统，结合图1，如图2所示，该后处理系统还包括：压力差传感器104、尿素喷射系统105、温度传感器106、第一NOx传感器107和第二NOx传感器108。
压力差传感器104与SCRF催化器102并联，压力差传感器104采集SCRF 催化器102前后的气压。
尿素喷射系统105设置在SCRF催化器102前端，在发动机废气的温度到达预设的起喷温度时，尿素喷射系统105喷射尿素。
温度传感器106设置在SCRF催化器102前端，温度传感器106检测发动机废气的温度。
第一NOx传感器107设置在发动机排气口与DOC101之间的发动机排气管道中，第一NOx传感器107检测发动机排气口排出的NOx的排放量。
第二NOx传感器108设置在SCRF催化器102与涂覆有DOC催化剂的 SCR催化器103之间的发动机排气管道中，第二NOx传感器108检测SCRF 催化器102排出的NOx的排放量，即SCR催化器103前端的管道中的NO2浓度。
结合上述本实用新型实施例公开的压力差传感器104、尿素喷射系统105 和温度传感器106，在后处理系统处理发动机废气的具体实现中，当发动机废气流经DOC101时，控制器控制DOC101与发动机废气中的部分NOx进行反应，将NOx中的NO转化成NO2。
当发动机废气的DOC转化的NO2开始流入SCRF催化器102时，温度传感器106实时检测发动机废气的温度变化，当温度传感器106检测的发动机废气的温度到达预设的起喷温度时，控制器控制尿素喷射系统105喷射尿素，使发动机废气和DOC101转化的NO2流经SCRF催化器102，与SCRF催化器102中的SCR和尿素喷射系统105喷射的尿素进行反应，具体地，尿素在预设的起喷温度下雾化产生氨气，利用氨气和SCRF催化器102中的SCR还原NO2和NOx，使得一部分的氨气与发动机废气中的NO和DOC中NO2快速进行反应，以还原NO和NO2；使得一部分的氨气与发动机废气中的NO 和氧气进行反应，以还原NO；使得一部分的氨气与DOC中的部分NO2缓慢进行反应，以还原NO2，从而减少NOx的排放。
控制器控制压力传感器104采集SCRF催化器102前端的气压和后端的气压，并基于SCRF催化器102前端的气压和后端的气压计算通过SCRF催化器102的压力损失，即压力差，以及控制SCRF催化器102捕集发动机废气中的碳颗粒，获得SCRF催化器102捕集碳颗粒对应的碳载量，判断SCRF 催化器102前后的压力损失是否大于第一预设限值，或者，碳载量是否大于第二预设限值，当SCRF催化器102前后的压力损失小于或等于第一预设限值，或者，碳载量小于或等于第二预设限值时，使得碳颗粒与DOC101转化的部分NO2反应，以实现DPF的被动再生；当SCRF催化器102前后的压力损失大于第一预设限值，或者，碳载量大于第二预设限值时，将SCRF催化器捕集的颗粒物转化，具体地，去除DPF内沉积的反应剩余的碳颗粒，以实现DPF的主动再生，从而去除发动机废气中的部分NOx。
使得到达涂覆有DOC催化剂的SCR催化器103的NO2浓度迅速下降，且涂覆有DOC催化剂的SCR催化器103中的SCR无法对直接彻底的将发动机废气中的剩余NOx还原。因此，在发动机废气中剩余的NOx通过SCR催化器103前端涂覆的L长度的DOC催化剂，不同比例的pt/pd贵金属催化剂先将发动机废气中剩余的NOx中的NO氧化成NO2，为SCR催化器103提供充分的NO2，以便于涂覆有DOC催化剂的SCR催化器103中的SCR与DOC 催化剂转化的NO2反应，进一步降低发动机废气中的NOx量。
需要说明的是，预设的起喷温度是根据多次试验设置的，本实用新型实施例不加以限制。
碳载量是通过控制器标定的碳载量模型计算得到的，碳载量的大小随着时间的增长而增多。
可选的，SCRF催化器102中的载体DPF内表面可涂覆有少量Pt/Pd催化剂，用于提高碳颗粒与NO2的被动再生反应效率。
可选的，由于铜Cu基催化剂在低温条件下能够提高反应效率，SCRF催化器102中的SCR可涂覆Cu基催化剂，以降低低温时NOx排放。
在本实用新型实施例中，在发动机废气流经DOC时，控制DOC将NOx中的NO转换成NO2，再通过温度传感器检测要流入SCRF催化器的发动机废气，当温度传感器检测到的温度大于预设的起喷温度时，控制器控制尿素喷射系统喷射尿素，以使得SCRF催化器中的SCR与尿素和此时流经的发动机废气进行反应，并利用SCRF催化器补集的碳颗粒与此时流经的发动机废气中的NO2反应，以减少发动机废气中的NOx，发动机废气中剩余的NOx进入涂覆有DOC催化剂的SCR催化器，与涂覆的DOC催化剂进行反应，将 NOx转化为二氧化氮NO2，并与涂覆有DOC催化剂的SCR催化器中的SCR 进行反应，在本方案中，通过涂覆在SCR催化器的DOC催化剂将发动机废气中剩余的NOx进转换成NO2，以便于SCR催化器中的SCR将NO2还原，能够提高氮氧化合物的转化效率，且能够降低发动机排气中的氮氧化合物。
为了更好解释说明上述本实用新型实施例示出的后处理系统，下面以一具体应用实例进行解释说明。
例如：预设的起喷温度为135摄氏度，尿素为车用尿素水溶液，具体是浓度为32.5％的尿素水溶液；第一预设限值为50帕；第二预设限值为3.9g/L。
在汽车A上电启动时，汽车A的发动机接通电源并启动，汽车A的发动机燃料和空气在汽车A的发动机气缸内燃烧后产生的发动机废气，当发动机废气流经发动机排气管道中的DOC时，控制器控制DOC与发动机废气中的五分之二的NOx进行反应，将五分之二的NOx中的NO转化成NO2。
当发动机废气和DOC转化的NO2开始流入SCRF催化器时，温度传感器 106实时检测发动机废气的温度变化，当温度传感器106检测的发动机废气的温度到达预设的起喷温度135摄氏度时，控制器控制尿素喷射系统喷射32.5％的尿素水溶液，此时发动机废气和DOC转化的NO2流经SCRF催化器102， 32.5％的尿素水溶液在预设的起喷温度135摄氏度下雾化产生氨气，利用氨气和SCRF催化器中的SCR还原NO2和NOx，使得三分之一的氨气与发动机废气中的十分之一的NO和DOC中四分之一的NO2快速进行反应，以还原NO 和NO2；使得三分之一的氨气与发动机废气中的十分之一的NO和氧气进行反应，以还原NO；使得三分之一的氨气与DOC中四分之一NO2缓慢进行反应，以还原NO2，从而减少NOx的排放。
控制器基于SCRF催化器前端的气压和SCRF催化器后端的气压，计算通过SCRF催化器的压力损失，控制SCRF催化器捕集发动机废气中的碳颗粒，碳载量模型实时计算汽车A的发动机从目的地a至目的地b运行所产生的发动机废气中的碳载量，并获得SCRF催化器捕集碳颗粒对应的碳载量，判断 SCRF催化器前后的压力损失是否大于第一预设限值，或者，碳载量是否大于第二预设限值，当SCRF催化器前后的压力损失小于或等于第一预设限值50帕，或者，碳载量小于或等于第二预设限值3.9g/L时，使得碳颗粒与DOC转化的二分之一的NO2反应，以实现DPF的被动再生；当SCRF催化器102前后的压力损失大于第一预设限值50帕，或者，碳载量大于第二预设限值3.9g/L 时，将SCRF催化器捕集的颗粒物转化，具体地，去除DPF内沉积的反应剩余的碳颗粒，以实现DPF的主动再生，从而去除发动机废气中的部分NOx。
在发动机废气中五分之二的NOx通过SCR催化器103前端涂覆的L长度的DOC催化剂，pt/pd贵金属催化剂先将发动机废气中五分之二的NOx中的 NO氧化成NO2，为SCR催化器提供充分的NO2，以便于涂覆有DOC催化剂的SCR催化器中的SCR与DOC催化剂转化的NO2反应，进一步降低发动机废气中的NOx量。
在本实用新型实施例中，通过涂覆在SCR催化器的DOC催化剂将发动机废气中剩余的NOx进转换成NO2，以便于SCR催化器中的SCR将NO2还原，能够提高氮氧化合物的转化效率，且能够降低汽车A的发动机排气中的氮氧化合物。
基于上述本实用新型公开的后处理系统，该后处理系统具体对排气进行处理的过程如下：
通过后处理系统对发动机在运行的过程中实时产生发动机排气，即发动机废气进行处理，在发动机废气流经DOC时，控制器控制DOC与发动机废气中的部分NOx进行反应，生成NO2，以便于SCRF催化器将DOC生成的 NO2还原，从而减少发动机废气中的部分NOx。
在发动机的废气和DOC生成的NO2流出DOC时，控制器获取温度传感器实时检测SCRF催化器前端的发动机废气的温度变化，当控制器获取到的温度传感器检测的发动机废气的温度到达预设的起喷温度时，控制器控制尿素喷射系统喷射尿素，以使得尿素在预设的起喷温度下雾化产生氨气，利用一部分的氨气与发动机废气中的NO和DOC中的部分NO2快速进行反应，以还原NO和NO2；且利用一部分的氨气与发动机废气中的NO和氧气进行反应，以还原NO；使得一部分的氨气与DOC中的部分NO2缓慢进行反应，以还原NO2，从而减少NOx的排放。
控制器获取压力传感器实时采集的SCRF催化器前后的气压，并基于压力传感器采集SCRF催化器前后的气压，计算SCRF催化器前后的压力损失，获得SCRF催化器捕集碳颗粒，并基于碳载量模型计算SCRF催化器捕集的碳颗粒对应的碳载量，判断SCRF催化器前后的压力损失是否大于第一预设限值，或者，碳载量是否大于第二预设限值，当SCRF催化器前后的压力损失小于或等于第一预设限值，或者，碳载量小于或等于第二预设限值时，使得碳颗粒与DOC生成的部分NO2反应，以实现DPF的被动再生；当SCRF催化器前后的压力损失大于第一预设限值，或者，碳载量大于第二预设限值时，将SCRF催化器捕集的颗粒物转化，具体地，去除DPF内沉积的反应剩余的碳颗粒，以实现DPF的主动再生，从而去除发动机废气中的部分NOx，发动机排气管中的废气所含的NO2含量急剧下降，从而减少NOx和碳颗粒的排放。
发动机废气中剩余的NOx进入涂覆有DOC催化剂的SCR催化器，由于SCR 催化器前端涂覆的L长度的pt/pd贵金属催化剂，因此，先利用涂覆的L长度的 pt/pd贵金属催化剂与发动机废气中剩余的NOx中的NO反应，为SCR催化器的还原提供充分的NO2，以便于SCR催化器中的SCR还原pt/pd贵金属催化剂转化的NO2，进一步降低发动机废气中的NOx量。
在本实用新型实施例中，在发动机废气流经DOC和SCRF催化器时，控制器控制DOC和SCRF催化器中的选择性还原剂SCR分别与发动机废气中部分氮氧化合物NOx进行反应，发动机废气中剩余的NOx进入涂覆有DOC催化剂的 SCR催化器，与涂覆的DOC催化剂进行反应，将NOx转化为二氧化氮NO2，并与涂覆有DOC催化剂的SCR催化器中的SCR进行反应，可以看出，在本方案中，通过涂覆在SCR催化器的DOC催化剂将发动机废气中剩余的NOx进转换成 NO2，以便于SCR催化器中的SCR将NO2还原，能够提高氮氧化合物的转化效率，且能够降低发动机排气中的氮氧化合物。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
