DE102006000401A1 - Exhaust gas cleaning device for reducing nitrogen oxides in a vehicle engine exhaust gas comprises an exhaust gas passage, a nitrogen oxide cleaning and a reducing agent delivery unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Geräte und Verfahren zum Reinigen (Reduzieren) von Stickoxiden in einem Abgas, das von einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs oder dergleichen ausgelassen wird.The The invention relates to devices and method for purifying (reducing) nitrogen oxides in one Exhaust gas from an internal combustion engine of a vehicle or the like is omitted.
Eine Dieselmaschine oder eine Benzinmaschine mit magerer Verbrennung erreicht eine verbesserte Kraftstoffsparsamkeit, weil Kraftstoff in einer sauerstoffreichen Atmosphäre verbrannt wird. Anders gesagt kann die Emissionsmenge von CO2 reduziert werden. Jedoch hat ein Abgas von der Dieselmaschine oder der Brennkraftmaschine mit magerer Verbrennung nachteilhafter Weise eine relativ große Menge an Stickoxiden.A lean-burn diesel engine or gasoline engine achieves improved fuel economy because fuel is burned in an oxygen-rich atmosphere. In other words, the emission amount of CO 2 can be reduced. However, an exhaust gas from the diesel engine or the lean burn engine disadvantageously has a relatively large amount of nitrogen oxides.
Die JP 2004-27881 A offenbart ein Reinigungsverfahren zum Reinigen (Reduzieren) der Stickoxide, bei dem dem Abgas eine kleine Menge von Kohlenwasserstoff (HC) derart zugeführt wird, dass das Abgas, das als ein fettes Gas dient, zusammen mit den Stickoxiden einem Katalysator zum Reinigen (Reduzieren) von Stickoxiden zugeführt wird. Dann wird das Abgas reduziert und gereinigt.The JP 2004-27881 A discloses a cleaning method for cleaning (reducing) the nitrogen oxides, in which the exhaust gas is a small amount of hydrocarbon (HC) fed in such a way is that the exhaust gas, which serves as a rich gas, along with the nitrogen oxides a catalyst for cleaning (reducing) of Fed nitrogen oxides becomes. Then the exhaust gas is reduced and cleaned.
Hier dient ein Kraftstoff für die Dieselmaschine und dergleichen als eine Quelle des HC. Der Kraftstoff für die Dieselmaschine ist im Allgemeinen ein Leichtöl und es wurde bekannt, dass Leichtöl verschiedene HCs aufweist, wie beispielsweise ein HC, das die Stickoxide effektiv reduziert (eine Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit; beispielsweise n-Paraffin), und ein HC, das eine geringere Reduktionsleistungsfähigkeit aufweist. Die Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit und andere Komponenten haben verschiedene Reduktions-/Reinigungsfähigkeiten zum Reduzieren/Reinigen der Stickoxide. Daher, wenn eine Komponente mit einer niedrigen Reduktionsfähigkeit verwendet wird, kann deren Aufbringmenge erhöht werden. Dies kann nachteilhafter Weise zu einer Verminderung der Kraftstoffsparsamkeit führen. Ebenso gibt es einen Bedarf, ein Gerät zum Abtrennen der Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit in dem Kraftstoff, wie beispielsweise das Leichtöl, zu vereinfachen.Here serves a fuel for the diesel engine and the like as a source of HC. The fuel for the Diesel engine is generally a light oil and it has been known that light oil has different HCs, such as an HC, the nitrogen oxides effectively reduced (a component with high reducing ability; for example, n-paraffin), and an HC which has a lower reduction performance having. The component with high reducing ability and other components have various reduction / purification abilities for reducing / purifying the nitrogen oxides. Therefore, if a component with a low reducing capability is used, the application rate can be increased. This can disadvantageously lead to a reduction in fuel economy. As well There is a need to have a device for Separating the component with high reducing ability in the fuel, such as light oil, to simplify.
Die Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehenden Nachteile gemacht. Somit ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Gerät und ein Verfahren zum Reinigen eines Abgases vorzusehen, wobei das Gerät und das Verfahren eine Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit bei Kohlenwasserstoffen eines Kraftstoffs abtrennen und die Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit dem Abgas zuführen.The The invention was made in view of the above disadvantages. Thus, it is an object of the invention to provide an apparatus and method for cleaning to provide an exhaust gas, wherein the device and the method, a component with high reducing ability at hydrocarbons of a fuel and the component with high reducing ability to the exhaust gas.
Um das Ziel der Erfindung zu erreichen, ist ein Abgasreinigungsgerät vorgesehen, das einen Abgasdurchgang, einen Stickoxidreinigungskatalysator und eine Reduktionsmittelzugabeeinrichtung aufweist. Ein Abgas einer Brennkraftmaschine strömt durch den Abgasdurchgang. Der Stickoxidreinigungskatalysator liegt in einem Teil des Abgasdurchgangs, wobei der Stickoxidreinigungskatalysator Stickoxide in dem Abgas mittels einem Reduktionsmittel reinigt. Die Reduktionsmittelzugabeeinrichtung gibt das Reduktionsmittel in den Abgasdurchgang zu, wobei diese an einer in einer Abgasströmungsrichtung stromaufwärtigen Seite des Stickoxidreinigungskatalysators liegt. Die Reduktionsmittelzugabeeinrichtung hat eine Reduktionsmittelabtrenneinrichtung zum Abtrennen einer Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit von einem Gemisch, das die Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit und zumindest eine andere Komponente aufweist, durch Verwenden einer Wärme. Die abgetrennte Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit, die durch die Reduktionsmittelabtrenneinrichtung abgetrennt wurde, dient als das Reduktionsmittel.Around to achieve the object of the invention, an emission control device is provided, the one exhaust passage, a nitrogen oxide purification catalyst and having a reducing agent addition means. An exhaust of a Internal combustion engine flows through the exhaust passage. The nitrogen oxide purification catalyst is in a part of the exhaust passage, wherein the nitrogen oxide purification catalyst nitrogen oxides cleaned in the exhaust gas by means of a reducing agent. The reductant addition device gives the reducing agent in the exhaust passage, which at a in an exhaust gas flow direction upstream Side of the nitrogen oxide purification catalyst is located. The reductant addition means has a Reduktionsmittelabtrenneinrichtung for separating a Highly reducing component from a mixture containing the component with high reducing power and at least one other component, by using a Warmth. The separated component with high reducing power passing through the reducing agent separator was separated, serves as the reducing agent.
Um die Aufgabe der Erfindung zu lösen, ist ebenfalls ein Abgasreinigungsverfahren vorgesehen. Bei diesem Verfahren wird ein Gemisch, das eine Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit und zumindest eine andere Komponente hat, einer Seite einer Abtrennmembran eingeführt, wobei die Abtrennmembran eine Pore mit selektiver Durchdringung aufweist, die es der Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit in dem Gemisch, die eine relativ kleine Molekülgröße hat, selektiv ermöglicht, die Pore mit selektiver Durchdringung zu durchdringen. Ein Abgas wird derart mit einer anderen Seite der Abtrennmembran in Berührung gebracht, dass die Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit von dem Gemisch abgetrennt wird und die abgetrennte Reduktionskomponente dem Abgas beigemengt wird.Around to achieve the object of the invention An exhaust gas purification method is also provided. In this Process becomes a mixture containing a component with high reducing ability and at least one other component, one side of a separation membrane introduced, wherein the separation membrane has a pore with selective penetration, that of the component with high reducing power in the mixture, the has a relatively small molecule size, selectively enables to penetrate the pore with selective penetration. An exhaust is thus brought into contact with another side of the separation membrane, that the component having high reducing ability is separated from the mixture is added and the separated reduction component to the exhaust gas becomes.
Um die Ziel der Erfindung zu erreichen, ist auch ein Abgasreinigungsverfahren vorgesehen. Bei diesem Verfahren wird ein Gemisch, das eine Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit und zumindest eine andere Komponente aufweist, einer Seite einer Abtrennmembran eingeführt, wobei es die Abtrennmembran der Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit in dem Gemisch selektiv ermöglicht, durch die Abtrennmembran zu dringen. Ein Gas mit hoher Temperatur wird mit einer anderen Seite der Abtrennmembran derart in Berührung gebracht, dass die Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit von dem Gemisch abgetrennt wird und die abgetrennte Reduktionskomponente dem Gas mit hoher Temperatur beigemengt wird.Around Achieving the object of the invention is also an exhaust gas purification process intended. In this process, a mixture that is a component with high reducing ability and at least one other component, one side of a Separation membrane introduced, wherein it is the separation membrane of the high reduction ability component selectively allowed in the mixture to penetrate the separation membrane. A high temperature gas will contacted with another side of the separation membrane in such a way, that the component having high reducing ability is separated from the mixture is and the separated reduction component of the gas with high Temperature is added.
Die Erfindung, zusammen mit deren zusätzlichen Zielen, wird am Besten von der folgenden Beschreibung, den angefügten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen:The invention, together with its additional It is best understood from the following description, the appended claims and the appended drawings, in which:
(Erstes Ausführungsbeispiel)(First embodiment)
Das
erste Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben werden. Ein Abgasreinigungsgerät des Ausführungsbeispiels reinigt ein
Abgas von einer Dieselmaschine, die als eine Brennkraftmaschine
dient. Wie es in
Die
Reduktionsmittelzugabeanordnung
Die
Restölwiedergewinnungsöffnung
Eine
elektronische Steuereinheit (ECU)
Die
Reduktionsmittelzugabeanordnung
Die
Abtrenneinrichtung
Die
Abtrenneinrichtungen
Das
heißt,
wie es in
Der
Stickoxidreinigungskatalysator
Wirkungen
werden beschrieben werden. Das Abgasreinigungsgerät des Ausführungsbeispiels übt die folgenden
Effekte aus, weil das Abgasreinigungsgerät wie vorstehend aufgebaut
ist. Anders gesagt wird das Leichtöl in dem Kraftstofftank
Dann
erreicht das Leichtöl
die Abtrenneinrichtungen
Die
Abtrennmembran ist vorzugsweise so dünn wie möglich, solange die Abtrennmembran
die erforderliche Abtrennleistung erreichen kann. In diesem Fall
ist es wünschenswert,
zumindest einen ersten Stützkörper und
einen zweiten Stützkörper aufzuweisen,
um die Festigkeit der Abtrennmembran
Die
Abtrennmembran
Somit kann das n-Paraffin wirksam dem Abgas selektiv beigemengt werden. In diesem Punkt unterscheidet sich die Erfindung von der herkömmlichen Technik, die in der JP 2004-27881 A offenbart ist, bei der die gesamten Komponenten in dem Kraftstoff dem Abgas beigemengt (zugeführt) werden, ohne Rücksicht auf die Reduktionsfähigkeit jeder Komponente in dem Kraftstoff.Consequently The n-paraffin can be effectively added to the exhaust gas selectively. In this point, the invention differs from the conventional one Technique disclosed in JP 2004-27881 A, in which the entire Components in the fuel are added to the exhaust gas (supplied), without consideration on the ability to reduce every component in the fuel.
Zurückkehrend
zu der Erfindung ist, wie es in den
Das
Restöl
des Leichtöls
nach der Abtrennung des n-Paraffins
strömt
durch die Abtrenneinrichtung
Bei dem vorstehenden Aufbau ist es vorteilhaft, dass die Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit dem Abgas rasch beigemengt werden kann.at In the above construction, it is preferable that the component with high reducing ability The exhaust gas can be added quickly.
Ein
Steuerverfahren des Abgasreinigungsgeräts wird unter Bezugnahme auf
Nachdem
die Maschine bei Schritt S1 gestartet wurde, misst der Temperatursensor
Wenn
die Abgastemperatur die Verdampfungstemperatur ist, wird bei Schritt
S4 die Maschinendrehzahl gemessen und die Kraftstoffeinspritzmengeninformation
wird bei Schritt S5 erhalten. Basierend auf der vorstehenden Information
werden eine Abgasemissionsmenge und die NOx-Konzentration in dem
Abgas geschätzt,
so dass bei Schritt S6 eine NOx-Emissionsmenge
geschätzt
wird. Die NOx-Konzentration kann anstelle eines Schätzens der
NOx-Konzentration basierend auf dem Betriebszustand alternativ durch
einen NOx-Sensor wirklich gemessen werden, der in dem Abgasdurchgang
Bei
Schritt S7 wird dementsprechend eine benötigte Menge des Reduktionsmittels
zum Reduzieren und Reinigen der geschätzten NOx-Emissionsmenge berechnet.
Bei Schritt S8 wird eine Auslassmenge durch die Pumpe
Bei
Schritt S9 wird die Pumpe
Dann
wird bei Schritt S10 die NOx-Konzentration bei dem Abgasdurchgang
Es
sollte beachtet werden, dass wenn die Auslassmenge von der Pumpe
Eine
erste Abwandlung des Ausführungsbeispiels
wird beschrieben werden. Ein Abgasreinigungsgerät der Abwandlung hat den gleichen
Aufbau und wird durch das gleiche Steuerverfahren betrieben, wie
das vorstehende Ausführungsbeispiel,
mit Ausnahme dessen, dass die Abtrennmembran und der Stützkörper der
Abtrenneinrichtung in umgekehrter Richtung angeordnet sind. Genauer
gesagt ist die Abtrennmembran
Auch
kann aufgrund einiger Gründe
zum Erleichtern der Herstellung der Durchgang für die Abgasströmung als
der Durchgang für
die Leichtölströmung verwendet
werden und der Durchgang der Leichtölströmung kann bei der Reduktionsmittelzugabeanordnung
für die
Abgasströmung
verwendet werden. Auch, wie es in
Ferner
kann bei dem Fall, bei dem der Stützkörper
Das
vorstehende Ausführungsbeispiel
beschreibt ein Beispiel, bei dem ein als Kraftstoff dienendes Leichtöl in die
Reduktionsmittelzugabeanordnung
Eine zweite Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels wird beschrieben werden. Alkohol, Alkoholkraftstoff und Naturgas können alternativ als das Gemisch von zwei oder mehreren Komponenten (das heißt, die Komponente mit hoher Reduktionsfähigkeit und zumindest eine andere Komponente) verwendet werden, anstelle eines Verwendens des Kraftstoffs für die Brennkraftmaschine, wie beispielsweise das Leichtöl.A Second modification of the first embodiment will be described become. Alcohol, alcohol fuel and natural gas can alternatively as the mixture of two or more components (that is, the Highly reducing component and at least one other component) may be used instead using the fuel for the internal combustion engine, such as for example, the light oil.
(Zweites Ausführungsbeispiel)Second Embodiment
Ein
Abgasreinigungsgerät
eines zweiten Ausführungsbeispiels
reinigt das Abgas von der Dieselmaschine, die als die Brennkraftmaschine
dient. Das Abgasreinigungsgerät
des Ausführungsbeispiels wird
unter Bezugnahme auf
Wie
es in
Luft,
die durch einen Ventilator
Weitere
Erklärungen
von Elementen, wie beispielsweise der Pumpe
Ein
allgemeiner Aufbau der Reduktionsmittelzugabeanordnung
Wirkungen werden beschrieben. Das Abgasreinigungsgerät des Ausführungsbeispiels kann aufgrund der vorstehenden Struktur die gleichen Wirkungen erzielen, wie das Abgasreinigungsgerät des ersten Ausführungsbeispiels. Verschiedene Punkte, die sich von denen des ersten Ausführungsbeispiels unterscheiden, werden detailliert beschrieben werden.effects will be described. The exhaust gas purifier of the embodiment may be due to the above structure achieve the same effects as the exhaust gas purifying apparatus of the first Embodiment. Various points different from those of the first embodiment will be described in detail.
Die
in der Reduktionsmittelzugabeanordnung
Das
Abgasreinigungsgerät
des Ausführungsbeispiels
begrenzt Einflüsse
durch das Abgas (beispielsweise ein Verstopfen der Abtrennmembran aufgrund
von Feststoffen in dem Abgas), weil die Reduktionsmittelzugabeanordnung
Eine
erste Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels wird beschrieben
werden. Ein Gas (Luft), das durch den nachfolgenden Mechanismus erhitzt
wird, kann alternativ anstelle der Luft verwendet werden, die durch
den Radiator
Beispielsweise
wird alternativ eine Luft als das Hochtemperaturgas verwendet, die
durch die Abgasdurchgänge
Auch kann anstelle eines Verwendens des Hochtemperaturgases alternativ die Abtrennmembran selbst durch beispielsweise ein Verfahren erhitzt werden, bei dem die Wärme von dem Abgas zu der Abtrennmembran geleitet werden kann. Dann strömt ein Gas mit normaler Temperatur (möglicherweise das Gas mit hoher Temperatur) durch die erwärmte Abtrennmembran, so dass die Komponenten mit hoher Reduktionsfähigkeit abgetrennt und in das Gas zugeführt werden können.Also may alternatively instead of using the high temperature gas the separation membrane itself are heated by, for example, a process, where the heat can be passed from the exhaust gas to the separation membrane. Then a gas flows with normal temperature (possibly that High-temperature gas) through the heated separation membrane, allowing the components with high reducing ability and separated in the Gas supplied can be.
Zusätzliche Vorteile und Abwandlungen werden den Fachleuten leicht einfallen. Die Erfindung in ihren breiteren Bezeichnungen ist deshalb nicht auf die speziellen Details, das repräsentative Gerät und beschriebene und gezeigte darstellende Beispiele beschränkt.additional Advantages and modifications will come easy to the experts. The invention in its broader terms is therefore not on the special details, the representative device and described and limited illustrative examples shown.
Das
hier beschriebene Abgasreinigungsgerät hat einen Abgasdurchgang
(
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