УСТРОЙСТВО, СОДЕРЖАЩЕЕ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, РАБОТАЮЩИЙ НА БЕДНЫХ СМЕСЯХ, И СИСТЕМА ВЫХЛОПА

1. Устройство, предназначенное для применения на транспорте, которое содержит
(i) двигатель внутреннего сгорания, работающий на бедной смеси,
(ii) выхлопную систему для обработки выхлопного газа, выходящего из двигателя, при этом указанная система включает
(a) первую монолитную основу, содержащую катализатор-адсорбент для NOx (NAC) и
(b) катализуемый противосажевой фильтр (CSF), включающий основу фильтра; и
(iii) средства обогащения выхлопного газа с получением, периодически, обогащенного состава выхлопного газа, во время нормального функционирования двигателя с бедной смесью, для удаления сульфата, адсорбированного катализатором-адсорбентом NOx, при этом выхлопная система включает:
(c) химическое соединение, размещенное ниже по потоку, по меньшей мере, от некоторой части катализатора-адсорбента NOx, которое является эффективным для удаления и/или конвертирования, по меньшей мере, некоторой части сероводорода, содержащегося в обогащенном выхлопном газе, произведенного из удаленного сульфата, адсорбированного катализатором-адсорбентом NOx.
2. Устройство по п.1, в котором основа фильтра размещена выше по потоку от первой монолитной основы.
3. Устройство по п.2, в котором первая монолитная основа включает катализатор-адсорбент NOx и соединение, эффективное для удаления и/или конвертирование, по меньшей мере, некоторого количества сероводорода.
4. Устройство по п.3, в котором первая монолитная основа имеет длину, проходящую от ее входного торца до выходного торца, при этом катализатор-адсорбент NOx размещен в первой зоне, по существу, постоянной длины, ограниченной на конце, находящемся выше по потоку, входным торцом первой монолитной основы, а на конце, находящемся ниже по потоку, координатой, находящейся более чем на половине расстояния вдоль первой монолитной основы, измеренного от входного торца, а соединение, эффективное для удаления и/или превращения, по меньшей мере, некоторой части сероводорода, размещено во второй зоне, по существу, одинаковой длины, ограниченной на конце, находящемся выше по потоку, координатой, находящейся более чем на половине расстояния вдоль первой монолитной основой, измеренного от входного торца, а на конце, находящемся ниже по потоку, ограничено выходным торцом первой монолитной основы.
5. Устройство по пп.2, 3 или 4, которое содержит вторую монолитную основу, расположенную ниже по потоку от первой монолитной основы, содержащую соединение, эффективное для удаления и/или конвертирования, по меньшей мере, некоторого количества сероводорода.
6. Устройство по п.1, в котором первая монолитная основа представляет собой основу фильтра.
7. Устройство по п.6, в котором основа фильтра включает как катализатор-адсорбент NOx, так и соединение, эффективное для удаления и/или конвертирования, по меньшей мере, некоторого количества сероводорода.
8. Устройство по п.7, в котором основа фильтра имеет длину, проходящую от его выходного торца к выходному торцу, при этом катализатор-адсорбент NOx размещен в третьей зоне, по существу, постоянной длины, ограниченной на конце, находящемся выше по потоку, входным торцом основы фильтра, а на конце, находящемся ниже по потоку, координатой, находящейся более, чем на половине расстояния вдоль основы фильтра, измеренного от входного торца, а соединение, эффективное для удаления и/или превращения, по меньшей мере, некоторой части сероводорода, размещено в четвертой зоне, по существу, постоянной длины, ограниченной на конце, находящемся выше по потоку, координатой, находящейся более чем на половине расстояния вдоль длины основы фильтра, измеренного от ее входного торца, и ограниченного на конце, находящемся ниже по потоку, выходным торцом самой основы фильтра.
9. Устройство по пп.6, 7 или 8, содержащее вторую монолитную основу, расположенную ниже по потоку от основы фильтра, при этом вторая монолитная основа включает соединение, эффективное для удаления и/или превращения, по меньшей мере, некоторой части сероводорода.
10. Устройство по п.1, в котором основа фильтра имеет входной торец и выходной торец, при этом входной торец основы фильтра размещен ниже по потоку от первой монолитной основы в направлении течения выхлопного газа.
11. Устройство по п.10, в котором соединение, эффективное для удаления и/или превращения, по меньшей мере, некоторой части сероводорода, размещено на третьей монолитной основе расположенной между первой монолитной основой и основой фильтра.
12. Устройство по пп.10, в котором первая монолитная основа включает NAC и соединение, эффективное для удаления и/или превращения, по меньшей мере, некоторой части сероводорода.
13. Устройство по п.12, в котором первая монолитная основа имеет длину, проходящую от ее входного торца до выходного торца, при этом катализатор-адсорбент NOx размещен в первой зоне, по существу, постоянной длины, ограниченной на конце, находящемся выше по потоку, входным торцом первой монолитной основы, а на конце, находящемся ниже по потоку, координатой, находящейся более чем на половине расстояния вдоль первой монолитной основы, измеренного от ее входного торца, а соединение, эффективное для удаления и/или превращения, по меньшей мере, некоторой части сероводорода, размещено во второй зоне, по существу, постоянной длины, ограниченной на конце, находящемся выше по потоку, координатой, находящейся более чем на половине расстояния вдоль первой монолитной основы, измеренного от ее входного торца, и на конце, находящемся ниже по потоку, ограничено выходным торцом первой монолитной основы.
14. Устройство по пп.10, 11, 12 или 13, в котором основа фильтра включает соединение, эффективное для удаления и/или превращения, по меньшей мере, некоторой части сероводорода.
15. Устройство по п 14, в котором основа фильтра имеет длину, проходящую от ее входного торца до выходного торца, при этом соединение, эффективное для удаления и/или превращения, по меньшей мере, некоторой части сероводорода, размещено в пятой зоне, по существу, постоянной длины, ограниченной на конце, находящемся выше по потоку, ее входным торцом, а на конце, находящемся ниже по потоку, координатой, расположенной вплоть до половины расстояния вдоль длины основы фильтра, измеренной от ее входного торца.
16. Устройство по п.6, в котором ниже по потоку от указанной основы фильтра размещена четвертая монолитная основа, содержащая соединение, эффективное для удаления и/или превращения, по меньшей мере, некоторой части сероводорода.
17. Устройство по п.1, в котором соединение, эффективное для удаления и/или превращения, по меньшей мере, некоторой части сероводорода, размещено в одной из указанных ниже позиций в выхлопной системе:
(1) между катализатором-адсорбентом NOx и основной фильтра;
(2) на первой основе, ниже по потоку от катализатора-адсорбента NOx;
(3) на основе фильтра;
(4) между основой фильтра и выходом выхлопной системы в атмосферу;
(5) в обоих местах (1) и (2);
(6) в обоих местах (2) и (3);
(7) в обоих местах (1) и (3); и
(8) во всех указанных местах (1), (2) и (3).
18. Устройство по п.1 или 17, в котором выхлопная система включает катализатор окисления, размещенный между двигателем и катализатором-адсорбентом NOx.
19. Устройство по п.18, в котором катализатор окисления размещен на пятой монолитной основе, расположенной между двигателем и первой монолитной основе или основой фильтра.
20. Устройство по п.18, в котором первая монолитная основа или основа фильтра включает катализатор окисления, расположенный выше по потоку от катализатора-адсорбента NOx.
21. Устройство по п.20, в котором первая монолитная основа или основа фильтра имеет длину, проходящую от ее входного торца до выходного торца, катализатор окисления размещен в шестой зоне по существу постоянной длины, ограниченной на конце, находящемся выше по потоку, входным торцом первой монолитной основы или основы фильтра, а конце, находящемся ниже по потоку, ограниченной координатой, расположенной менее чем на половине расстояния вдоль длины первой монолитной основы, измеренного от ее входного торца.
22. Устройство по п.21, в котором соединение, эффективное для удаления и/или конвертирования, по меньшей мере, некоторого количества сероводорода, размещено в седьмой зоне по существу постоянной длины, ограниченной на конце, находящемся выше по потоку, координатой, находящейся на расстоянии, превышающем половину расстояния вдоль длины первой монолитной основы или основы фильтра, измеренного от входного торца, и ограниченной на конце, расположенном ниже по потоку, выходным торцом первой монолитной основы или основы фильтра, при этом основа фильтра имеет входной торец и выходной торец, и входной торец основы фильтра размещен ниже по потоку от первой монолитной основы в направлении течения выхлопного газа, где первая монолитная основа включает NAC и соединение, эффективное для удаления и/или превращения, по меньшей мере, некоторой части сероводорода.
23. Устройство по п.1 или 17, в котором средства для обогащения выхлопного газа выбирают из группы средств, включающей
(a) блок управления двигателем, выполненный таким, чтобы периодически побуждать двигатель выбрасывать обогащенный выхлопной газ;
(b) инжектор для инжектирования ниже по потоку от двигателя восстановителя в протекающий выхлопной газ, транспортируемый выхлопной системой, и
2
(c) катализатор риформинга для получения газовой смеси, содержащей H и СО, из выхлопного газа и дизельного топлива.
2
3
24. Устройство по п.1 или 17, в котором соединения для удаления и/или конвертирования сероводорода выбирают из группы, соединений, включающей NiO, CaO, FeO и BaO.
25. Устройство по п.1 или 17, в котором указанные средства обогащения включают средства для регулирования температуры NAC в процессе обогащения для удаления и/или конвертирования сульфата из NAC.
26. Устройство по п.25, в котором средства обогащения обеспечивают в целом обогащенный состав выхлопного газа (лямбда <1), а средства регулирования температуры включают средства для периодического регулирования состава выхлопного газа до обедненного состояния (лямбда >1), производимого в процессе обогащения выхлопного газа с целью удаления и/или конвертирования сульфата, адсорбированного на катализаторе-адсорбенте NOx.
27. Устройство по п.26, в котором средства периодического регулирования состава выхлопного газа до обедненного состояния (лямбда >1) регулируют одно или оба из двух, а именно, отношение воздуха к топливу в двигателе и инжектор для инжектирования воздуха в выхлопной газ ниже по потоку от двигателя.
28. Устройство по п.1 или 17, в котором используемые для обогащения средства включают микропроцессор (ECU).
29. Устройство по п.1 или 17, в котором двигатель внутреннего сгорания, работающий на бедной смеси, представляет собой дизельный двигатель, по усмотрению, дизельный двигатель тяжелого режима работы.
30. Транспортное средство, содержащее устройство по любому из предшествующих пп.1-29.
31. Способ десульфатации катализатора-адсорбера NOx (NAC) в выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях, заявленного в п.1, содержащей первую монолитную основу, включающую катализатор-адсорбер NOx; и катализуемый противосажевый фильтр (CSF), включающий основу фильтра, который включает
(i) контактирование сульфатированного катализатора-адсорбента NOx с обогащенным выхлопным газом в течение некоторого периода времени и при температуре, достаточной для десорбции адсорбированном на нем вещества, содержащего серу, с генерированием в результате сероводорода; и
(ii) контактирование выхлопного газа, содержащего сероводород, с соединением, эффективным для удаления и/или конвертирования, по меньшей мере, некоторого количества сероводорода из выхлопного газа, полученного при сжигании богатой смеси,
при этом, по меньшей мере, некоторое количество указанного соединения, эффективного для удаления и/или конвертирования, по меньшей мере, некоторого количества сероводорода, полученного из выхлопного газа, размещают ниже по потоку от катализатора-адсорбента NOx.
32. Способ по п.31, который включает стадию выделения двуокиси серы из соединения, эффективного для удаления и/или конвертирования, по меньшей мере, некоторого количества сероводорода из обогащенного выхлопного газа посредством периодического контактирования указанной смеси с обедненным выхлопным газом на стадии (i).