DE102008061471A1 - Verfahren zum Abschmelzen und/oder Erwärmen einer Reduktionsmittelflüssigkeit in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem - Google Patents

Verfahren zum Abschmelzen und/oder Erwärmen einer Reduktionsmittelflüssigkeit in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem Download PDF

Info

Publication number
DE102008061471A1
DE102008061471A1 DE102008061471A DE102008061471A DE102008061471A1 DE 102008061471 A1 DE102008061471 A1 DE 102008061471A1 DE 102008061471 A DE102008061471 A DE 102008061471A DE 102008061471 A DE102008061471 A DE 102008061471A DE 102008061471 A1 DE102008061471 A1 DE 102008061471A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reducing agent
heating
exhaust aftertreatment
aftertreatment system
agent liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102008061471A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102008061471B4 (de
Inventor
Peter Bauer
Joris Fokkelman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Priority to DE102008061471.8A priority Critical patent/DE102008061471B4/de
Publication of DE102008061471A1 publication Critical patent/DE102008061471A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102008061471B4 publication Critical patent/DE102008061471B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1473Overflow or return means for the substances, e.g. conduits or valves for the return path
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zum Abschmelzen und/oder Erwärmen einer Reduktionsmittelflüssigkeit in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem (1), umfassend mindestens einen Vorratsbehälter (2) für die Reduktionsmittelflüssigkeit, eine Heizeinrichtung (2a), eine Leitung (4) zum Zuführen der Reduktionsmittelflüssigkeit zu einer Dosiereinrichtung (5) zum Einführen des Reduktionsmittels in eine Abgasleitung (6) einer Brennkraftmaschine (7), eine Reduktionsmittelpumpe (3), eine der Dosiereinrichtung (5) vorgeschaltet angeordnete Rückleitung (9) zum Vorratsbehälter (2) und ein in die Rückleitung (9) eingesetztes Ventil (10), wobei fließfähige Reduktionsmittelflüssigkeit in dem der Dosiereinrichtung (5) vorgeschalteten SCR-Abgasnachbehandlungssystem (1) zirkuliert wird, während die Reduktionsmittelflüssigkeit mit der Heizeinrichtung erwärmt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein SCR-Abgasnachbehandlungssystem (1) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum beschleunigten Abschmelzen und/oder Erwärmen einer Reduktionsmittelflüssigkeit in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein SCR-Abgasnachbehandlungssystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Zur Reduktion von Schadstoffen, insbesondere zur Reduktion von Stickoxiden, haben sich verschiedene Verfahren etabliert, bei denen reduzierende Fluide (Gase oder Flüssigkeiten) in das Abgassystem eines Verbrennungsmotors eingeleitet werden.
  • Zur Verminderung der Stickoxide hat sich besonders die SCR-Technologie bewährt, bei der im sauerstoffreichen Abgas enthaltene Stickoxide (NOx) mit Hilfe von Ammoniak oder einer entsprechenden zu Ammoniak umsetzbaren Vorläufersubstanz selektiv zu Stickstoff und Wasser reduziert werden. Bevorzugt wird hierbei auf wässrige Harnstofflösungen zurückgegriffen. Die Harnstofflösung wird mittels Hydrolysekatalysatoren oder direkt auf dem SCR-Katalysator zu Ammoniak und Kohlendioxid hydrolysiert. Dazu wird die Harnstofflösung in einem oder mehreren Tanks mitgeführt und mit einer Fördereinrichtung zu einem Dosiersystem geführt, das die Harnstofflösung vor dem Hydrolysekatalysator oder dem SCR-Katalysator in den Abgasstrom einspritzt.
  • Besonders bewährt hat sich als Reduktionsmittel eine 32,5%ige wässrige Harnstofflösung, die von der Industrie einheitlich mit „Adblue” bezeichnet wird und deren Zusammensetzung in der DIN 70070 geregelt ist. Wie bei anderen Reduktionsmittellösungen besteht auch bei dieser Harnstofflösung das Problem zum Einen darin, dass sie unterhalb von –11°C, insbesondere im Tank der SCR-Anlage, einfriert und nicht mehr zum Kataly sator gefördert werden kann und zum Anderen sich das Volumen beim Einfrieren um ca. 10 vergrößert.
  • Für die Betriebsaufnahme und die einwandfreie Funktion der SCR-Anlagen ist es daher notwendig, insbesondere die Tanks mit Heizsystemen auszustatten, welche die gefrorene Flüssigkeit im Tank abschmelzen und in einen flüssigen, das heißt fließfähigen Aggregatzustand überführen.
  • In der EP 1 767 417 A1 ist offenbart, dass aus dem Stand der Technik bekannt ist, die Flüssigkeitstanks in Kraftfahrzeugen mit Heizfolien oder Heizmatten zu ummanteln, um die im Tank gefrorene Flüssigkeit aufzutauen. Außen an der Tankwand angeordnete Heizfolien oder Heizmatten weisen aber nur schlechte Wirkungsgrade auf, weil ein Großteil der erzeugten Wärme nicht zum Abschmelzen der gefrorenen Flüssigkeit in den Tank geleitet sondern als Verlustleistung in die Tankumgebung abgegeben wird. Daher ist entweder eine Erhöhung der Heiztemperatur und/oder der Einschaltzeit der Heizung erforderlich, um den Tank oder zumindest den Teil des Tanks, aus dem das Reduktionsmittel entnommen wird, so zu heizen, dass das Reduktionsmittel ausreichend schnell aufgetaut wird und/oder aufgetaut und damit in fließfähigem Aggregatzustand bleibt.
  • Eine andere Entwicklung von Tankheizungen geht dahin, Heizschlangen im Tank anzuordnen, um Wärmeverluste an die Tankumgebung zu vermeiden. Eine solche Heizlösung ist jedoch insoweit nachteilig, als die Wärme nur auf ein relativ kleines Volumen verteilt wird. Beim Abschmelzen können sich außerdem durch das Ablaufen des schon fließfähigen Reduktionsmittels an den Heizschlangen Luftpolster bilden, die den Wirkungsgrad der Heizschlangen drastisch abfallen lassen.
  • Bei beiden Heizsystemen ist außerdem zu beachten, dass die Heiztemperatur nicht beliebig hoch gewählt werden darf. Zum Einen darf die Siedetemperatur der zu schmelzenden Flüssigkeit nicht überschritten werden, da sonst in der Nähe der Heizflächen eine Verdampfung auftritt, die zu Gas/Luftblasen führen kann die, wie schon vorstehend erwähnt, den Wirkungsgrad der Heizelemente drastisch herabsetzen. Beim Abschmelzen wässriger Harnstofflösungen führen zu hohe Temperaturen zudem zu einer thermischen Zersetzung von Harnstoff und Bildung von Zersetzungsprodukten. Durch ein Überschreiten der zulässigen Temperatur kann es hierdurch daher gerade an den Heizelementen zu Umwandlungsprozessen und Ablagerungen kommen. Ablagerungen wiederum können genau wie Luftpolster zu einer Isolierung von der Wärmequelle führen und wiederum deren Wirkungsgrad herabsetzen. Entstehende Konzentrationsschwankungen in der Reduktionsmittellösung, beispielsweise durch Zersetzung können darüber hinaus die Bilanzierung des Reduktionsmittels verfälschen. Eine exakte Bilanzierung ist jedoch für eine exakte Dosierung des Reduktionsmittels und genaue Regelung des SCR-Abgasnachbehandlungssystem unabdingbar. Ein weiterer Nachteil der genannten Heizsysteme liegt darin, dass sie einen extrem hohen Energieverbrauch aufweisen, wobei in vorstehend schon beschriebener Weise ein hoher Anteil der verbrauchten Energie als Verlustleistung verloren geht. Besonders kritisch ist dieser hohe Verbrauch bei Verwendung elektrischer Energie für die Heizung zu betrachten, da diese gerade beim Start eines Kraftfahrzeugs und bei niedrigen Temperaturen nur begrenzt zur Verfügung steht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher ein einfaches und verbessertes Verfahren zum Abschmelzen und/oder Erwärmen einer Reduktionsmittelflüssigkeit in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem bereitzustellen, mit dem eine ausreichend schnelle und gleichmäßigere Erwärmung der Reduktionsmittelflüssigkeit erzielt werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und mit einem SCR-System zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 7 erreicht.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, ein Verfahren zum Abschmelzen und/oder Erwärmen einer Reduktionsmittelflüssigkeit in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem umfassend mindestens einen Vorratsbehälter für die Reduktionsmittelflüssigkeit, eine Heizeinrichtung, eine Leitung zum Zuführen der Reduktionsmittelflüssigkeit zu einer Dosiereinrichtung zum Einführen des Reduktionsmittels in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine, eine Reduktionsmittelpumpe, eine der Dosiereinrichtung vorgeschaltet angeordnete Rückleitung zum Vorratsbehälter und ein in die Rückleitung eingesetztes Ventil bereit gestellt, bei dem Reduktionsmittelflüssigkeit in dem der Dosiereinrichtung vorgeschalteten SCR-Abgasnachbehandlungssystem zirkuliert wird.
  • Es ist mit anderen Worten bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass schon fließfähige Reduktionsmittellösung in einem Kreislauf vom Reduktionsmitteltank in einer Leitung zur Reduktionsmittelpumpe und über eine Rücklaufleitung mit einem darin angeordneten Ventil wieder in den Vorratsbehälter, der erfindungsgemäß auch als Reduktionsmitteltank oder Tank bezeichnet wird, zurückgeführt wird. Die Reduktionsmittelpumpe dient dabei der Erzeugung des jeweils erforderlichen Reduktionsmitteldrucks. Die Heizeinrichtung dient der Erwärmung der Reduktionsmittelflüssigkeit. Ist die Reduktionsmittelflüssigkeit noch in gefrorenem Zustand dient die Heizeinrichtung dazu diese Abzuschmelzen und in einen fließfähigen Aggregatzustand zu überführen. Als Heizeinrichtung kann jede bekannte Heizeinrichtung eingesetzt werden, mit der die Reduktionsmittelflüssigkeit erwärmt werden kann. Zum Beispiel kann die Heizeinrichtung eine Reduktionsmitteltank-Heizung und/oder eine Reduktionsmittelleitungs-Heizung sein. Zusätzlich kann auch Reduktionsmittelpumpe als Heizeinrichtung funktionieren. Somit kann erwärmte Reduktionsmittellösung in den Tank zurückgeführt werden. Im Tank kann durch die Zirkulation eine Vermischung von unterschiedlich erwärmter Reduktionsmittellösung und ein beschleunigtes und schonendes Auftauen noch gefrorener Reduktionsmittellösung erzielt werden. Zugeführte Wärme kann erfindungsgemäß besser im Vorratsbehälter verteilt und ein effektiverer Wärmetransport erzielt werden. Eine punktuelle Erhitzung des Reduktionsmittelmediums und das hierdurch verursachte Auftreten von Zersetzung und Bildung von Ablagerungen können erfindungsgemäß deutlich reduziert oder sogar vermieden werden. Dies bedeutet auch, dass das erfindungsgemäße Verfahren erheblich zur Stabilisierung der Reduktionsmittelflüssigkeit in ihrer Konzentration und Zusammensetzung beiträgt. Beispielsweise kann ein Ausfallen des Harnstoffs durch Zersetzung, Hydrolyse und/oder Konzentrationsschwankungen reduziert oder sogar vermieden werden. Hierdurch kann auch ein Verstopfen der Leitungen oder der Dosiereinrichtung, beispielsweise einer Düse in einem Reduktionsmittelinjektor vermieden werden.
  • Durch die kürzere Auftauzeit kann zudem der Energieverbrauch des Heizprozesses für das Reduktionsmittel optimiert und eine enorme Energieersparnis erreicht werden. Insgesamt kann vorteilhafterweise die Standzeit des gesamten Abgasnachbehandlungssystems erfindungsgemäß verlängert werden.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass das erfindungsgemäße Verfahren problemlos und ohne zusätzlichen aparativen Aufwand mit bisher bekannten Heizsystemen in Kombination eingesetzt werden kann.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verfahrensweise ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Zirkulieren der Reduktionsmittelflüssigkeit durch Aktivierung des Ventils in der Rückleitung eingeleitet werden. Das Ventil kann beispielsweise ein Druckablassventil sein, das dafür vorgesehen sein kann, beim Abstellen der Brennkraftmaschine, also beispielsweise des Motors eines Kraftfahrzeugs, den Druck in den Leitungen abzubauen und das Reduktionsmittel wieder zurück in den Vorratsbehälter zu befördern, damit ein Einfrieren der Reduktionsmittelflüssigkeit unschädlich für die Bauteile des SCR-Systems verläuft. So kann das erfindungsgemäße Verfahren ohne zusätzlichen aparativen Aufwand durchgeführt werden.
  • Erfindungsgemäß bevorzugt findet das Zirkulieren bei geschlossen gehaltener Dosiereinrichtung statt. Es ist jedoch erfindungsgemäß auch möglich, parallel zur Zirkulation der Reduktionsmittelflüssigkeit die Einführung von Reduktionsmittel in der jeweils für die SCR-Katalyse benötigten Menge in das Abgas zu bewirken.
  • Die Aktivierung des Ventils kann dabei weiter bevorzugt durch ein Ansteuersignal einer Steuereinrichtung und/oder durch eine Wake-up-Prozedur erfolgen.
  • In einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Ansteuersignal und/oder die Wake-up Prozedur Temperatur-, Druck- und/oder zeitabhängig erfolgen.
  • Mit anderen Worten kann erfindungsgemäß eine Überwachung der Schlüsselparameter, wie Temperatur und Druck der Reduktionsmittelflüssigkeit und über entsprechende Signale an eine Steuerungseinrichtung eine zeitige Einleitung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen, so dass durch die erfindungsgemäß beschleunigte Bereitstellung von Reduktionsmittelflüssigkeit die vollständige und einwandfreie Funktion des SCR-Systems schnellstmöglich gewährleistet werden kann. Es kann erfindungsgemäß alternativ oder zusätzlich zu der Reduktionsmittelflüssigkeitstemperatur auch die Umgebungstemperatur gemessen werden. Ist oder fällt die Umgebungs- und/oder Flüssigkeitstemperatur unter einen bestimmten vorher festgelegten Wert kann die Einleitung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen. Diese vorher festgelegte Temperatur ist zweckmäßigerweise nahe oder am Gefrierpunkt der Reduktionsmittelflüssigkeit. Nahe dem Gefrierpunkt kann zum Beispiel bedeuten, dass beim Start oder im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine etwa 3°C bis 1°C vor Erreichen des Gefrierpunktes das erfindungsgemäße Zirkulieren des Reduktionsmittelmediums eingeleitet wird. Somit kann vorteilhafterweise auch ein Einfrieren der Flüssigkeit von vornherein vermieden werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorzugsweise mit einer Steuereinrichtung gesteuert werden, die in ein zentrales Steuerungssystem, beispielsweise in eine Motorsteuerung in tegriert ist. Hierdurch kann eine zusätzliche separate Steuerungseinrichtung eingespart werden. Auch kann auf diese Weise eine schon vorhandene Verkabelung, Verdrahtung und/oder Sensorik gegebenenfalls für das erfindungsgemäße Verfahren genutzt werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Reduktionsmittelflüssigkeit beim Zirkulieren gefiltert werden. Etwaige, trotz der erfindungsgemäß besonders schonenden Erwärmung der Reduktionsmittelflüssigkeit, beispielsweise durch Zersetzung des Reduktionsmittels, auftretende Feststoffe können entfernt und ein Verstopfen der Leitungen oder Komponenten des SCR-Systems und deren Zerstörung kann auf diese Weise sicher verhindert werden.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein SCR-Abgasnachbehandlungssystem, erfindungsgemäß auch als SCR-System oder SCR-Anlage bezeichnet, zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Dieses weist erfindungsgemäß Mittel zum Zirkulieren der Reduktionsmittelflüssigkeit in der der Dosiereinrichtung vorgeschalteten SCR-Anlage auf. Die Dosiereinrichtung kann beispielsweise ein Reduktionsmittelinjektor sein. Die erfindungsgemäße SCR-Anlage kann mindestens einen Vorratsbehälter für die Reduktionsmittelflüssigkeit, eine Heizeinrichtung für die Erwärmung des Reduktionsmittels, eine Reduktionsmittelleitung zum Zuführen der Reduktionsmittelflüssigkeit zu einer Dosiereinrichtung zum Einbringen des Reduktionsmittels in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine, eine Reduktionsmittelpumpe, eine der Dosiereinrichtung in der Leitung vorgeschaltet angeordnete Rückleitung zum Vorratsbehälter und ein in die Rückleitung eingesetztes Ventil aufweisen.
  • Vorzugsweise sind in der erfindungsgemäßen SCR-Anlage in der Reduktionsmittelleitung und/oder in der Rückleitung ein oder mehrere Filter angeordnet. Etwaige, trotz der erfindungsgemäß besonders schonenden Erwärmung der Reduktionsmittelflüssigkeit, beispielsweise durch Zersetzung des Reduktionsmittels, auftretende Feststoffe können entfernt und ein Verstopfen der Leitungen oder Komponenten des SCR-Systems und deren Zerstörung kann auf diese Weise sicher verhindert werden. Ein Filter kann beispielsweise zwischen Vorratsbehälter und Reduktionsmittelpumpe angeordnet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des SCR-Abgasnachbehandlungssystems kann es Mittel zum Erzeugen eines Aktivierungssignals für das Ventil aufweisen.
  • In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung können in dem der Dosiereinrichtung vorgeschalteten SCR-Abgasnachbehandlungssystem, beispielsweise in der Reduktionsmittelleitung, Temperatur und/oder Drucksensoren angeordnet sein, mit denen vorteilhafterweise die entsprechenden Schlüsselparameter überwacht werden können.
  • In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen SCR-Abgasnachbehandlungssystems kann dieses eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Verfahrens aufweisen. Diese kann als eine separate Steuerungseinrichtung ausgeführt sein. Besonders bevorzugt kann die Steuerungsein-richtung aber erfindungsgemäß in eine andere schon vorhandene Steuerung, beispielsweise einer Motorsteuerung integriert sein. Hierdurch kann eine zusätzliche separate Steuerungseinrichtung eingespart werden. Auch kann auf diese Weise schon vorhandene Verkabelung, Verdrahtung und/oder angeschlossene Sensorik gegebenenfalls für das erfindungsgemäße Verfahren genutzt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise in Verbindung mit der Zeichnung erläutert, ohne auf diese Ausführungsform beschränkt zu sein.
  • In dieser zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung eines SCR-Systems zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer SCR-Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abschmelzen und/oder Erwärmen einer Reduktionsmittelflüssigkeit. Die gezeigte SCR-Anlage 1 beinhaltet einen Vorratsbehälter 2 für das Reduktionsmittelmedium. Am oder im Tank 2 kann eine Reduktionsmittelheizung 2a angeordnet sein. Eine Reduktionsmittelpumpe 3 ist in der Reduktionsmittelleitung 4 angeordnet. Die Reduktionsmittelleitung 4 kann ebenfalls mit einer Heizeinrichtung für die Reduktionsmittelflüssigkeit ausgestattet sein. Die Reduktionsmittelleitung 4 dient der Zuführung von Reduktionsmittelflüssigkeit vom Vorratsbehälter 2 zur Dosiereinrichtung 5. Die Dosiereinrichtung 5 kann jede Einrichtung sein, die in der Lage ist die Einführung der Reduktionsmittellösung in die Abgasleitung 6 einer Brennkraftmaschine 7, beispielsweise eines Motors eines Kraftfahrzeugs, zu regulieren. Die Dosiereinrichtung 5 kann ein Injektor sein und ist einem SCR-Katalysator 8 in der Abgasleitung 6 vorgeschaltet. Durch eine der Dosiereinrichtung 5 vorgeschalteten Rücklaufleitung 9 mit einem darin eingesetzten Ventil 10 kann die Reduktionsmittelflüssigkeit zurück in den Vorratsbehälter 2 geführt werden. Das Ventil 10 öffnet sich zweckmäßigerweise in der Rücklaufleitung 9 in Richtung des Reduktionsmitteltanks 2, Erfindungsgemäß kann schon in fließfähigen Zustand befindliche Reduktionsmittelflüssigkeit in dem der Dosiereinrichtung 5 vorgeschalteten SCR-Abgasnachbehandlungssystem 1 zirkuliert, das heißt in einem Kreislauf geführt, werden, während die Heizeinrichtung 2a die Reduktionsmittelflüssigkeit erwärmt. Ist beim Start der Brennkraftmaschine 7 das Reduktionsmittel noch vollständig gefroren, kann die Heizeinrichtung 2a zunächst zur Bereitstellung der minimal erforderlichen Menge an fließfähigem Reduktionsmittelmediums dienen. Dieses kann dann in der Dosiereinrichtung 5 vorgeschalteten SCR-Anlage 1 zirkulieren und zum Abschmelzen und zum beschleunigten Erwärmen des Reduktionsmittelmediums im Tank 2 beitragen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch eine Steuerungseinrichtung 11 gesteuert werden, die erfindungsgemäß bevorzugt in eine schon vorhandene Steuerung, beispielsweise einer Motorsteuerung integriert sein kann. Zusätzlich können ein oder mehrere Sensoren 12, beispielsweise Druck- und/oder Temperatursensoren der Dosiereinrichtung 5 vorgeschaltet im SCR-Abgasnachbehandlungssystem 1 angeordnet sein.
  • Zusammenfassend wird erfindungsgemäß demnach ein verbessertes Verfahren zum Abschmelzen und/oder Erwärmen einer Reduktionsmittelflüssigkeit zur Verfügung gestellt, bei dem mit schon vorhandenen und nur leicht modifizierten Mitteln des SCR-Systems ein beschleunigtes und gleichmäßigeres Abschmelzen und/oder Erwärmung des Reduktionsmittelmediums erzielt werden kann. Erfindungsgemäß kann zugeführte Wärme besser im Vorratsbehälter verteilt und ein effektiverer Wärmetransport erzielt werden. Eine punktuelle Erhitzung des Reduktionsmittelmediums und das hierdurch verursachte Auftreten von Zersetzung und Bildung von Ablagerungen können erfindungsgemäß deutlich reduziert oder sogar vermieden werden. Das erfindungsgemäße Verfahren trägt damit erheblich zur Stabilisierung der Reduktionsmittelflüssigkeit in ihrer Konzentration und Zusammensetzung bei. Zudem kann vorteilhafterweise der Energieverbrauch des Heizprozesses für das Reduktionsmittel optimiert und eine enorme Energieersparnis erreicht werden. Das erfindungsgemäß bereitgestellte Verfahren kann darüber hinaus problemlos und ohne zusätzlichen aparativen Aufwand mit bisher bekannten Heizsystemen in Kombination eingesetzt werden. Durch die erfindungsgemäß erzielten Effekte kann die Standzeit des gesamten Abgasnachbehandlungssystems verlängert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1767417 A1 [0006]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - DIN 70070 [0004]

Claims (12)

  1. Verfahren zum Abschmelzen und/oder Erwärmen einer Reduktionsmittelflüssigkeit in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem (1) umfassend mindestens einen Vorratsbehälter (2) für die Reduktionsmittelflüssigkeit, eine Heizeinrichtung (2a), eine Leitung zum Zuführen der Reduktionsmittelflüssigkeit (4) zu einer Dosiereinrichtung (5) zum Einführen des Reduktionsmittels in eine Abgasleitung (6) einer Brennkraftmaschine (7), eine Reduktionsmittelpumpe (3), eine der Dosiereinrichtung (5) vorgeschaltet angeordnete Rückleitung (9) zum Vorratsbehälter (2) und ein in die Rückleitung (9) eingesetztes Ventil (10) gekennzeichnet durch Zirkulieren von fließfähiger Reduktionsmittelflüssigkeit in dem der Dosiereinrichtung (5) vorgeschalteten SCR-Abgasnachbehandlungssystem (1), während die Reduktionsmittelflüssigkeit mit der Heizeinrichtung (2a) erwärmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zirkulieren der Reduktionsmittelflüssigkeit durch Aktivierung des Ventils (10) in der Rückleitung (9) eingeleitet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung des Ventils (10) durch ein Ansteuersignal aus einem Steuergerät (11) und/oder durch eine Wake-up-Prozedur erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuersignal und/oder die Wake-up Prozedur Temperatur-, Druck- und/oder zeitabhängig erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Steuereinrichtung (11) gesteuert wird, die in ein Motorsteuerungssystem integriert ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionsmittelflüssigkeit beim Zirkulieren gefiltert wird.
  7. SCR-Abgasnachbehandlungssystem (1) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, umfassend mindestens einen Vorratsbehälter (2) für die Reduktionsmittelflüssigkeit, eine Heizeinrichtung (2a) zum Erwärmen der Reduktionsmittelflüssigkeit, eine Reduktionsmittelleitung (4) zum Zuführen der Reduktionsmittelflüssigkeit zu einer Dosiereinrichtung (5) zum Einbringen des Reduktionsmittels in eine Abgasleitung (6) einer Brennkraftmaschine (7), eine Reduktionsmittelpumpe (3), eine der Dosiereinrichtung (5) in der Leitung vorgeschaltet angeordnete Rückleitung (9) zum Vorratsbehälter (2) und ein in die Rückleitung eingesetztes Ventil (10).
  8. SCR-Abgasnachbehandlungssystem (1) nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass in der Reduktionsmittelleitung und/oder in der Rückleitung ein Filter angeordnet wird.
  9. SCR-Abgasnachbehandlungssystem (1) nach Anspruch 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass in dem der Dosiereinrichtung (5) vorgeschalteten SCR-Abgasnachbehandlungssystem Temperatur und/oder Drucksensoren (12) angeordnet sind.
  10. SCR-Abgasnachbehandlungssystem (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zum Erzeugen eines Aktivierungssignals für das Ventil (10) aufweist.
  11. SCR-Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass es eine Steuerungseinrichtung (11) zur Steuerung des Verfahrens aufweist.
  12. SCR-Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (11) in eine Motorsteuerung integriert ist.
DE102008061471.8A 2008-12-10 2008-12-10 Verfahren zum Abschmelzen und/oder Erwärmen einer Reduktionsmittelflüssigkeit in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem Active DE102008061471B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008061471.8A DE102008061471B4 (de) 2008-12-10 2008-12-10 Verfahren zum Abschmelzen und/oder Erwärmen einer Reduktionsmittelflüssigkeit in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008061471.8A DE102008061471B4 (de) 2008-12-10 2008-12-10 Verfahren zum Abschmelzen und/oder Erwärmen einer Reduktionsmittelflüssigkeit in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008061471A1 true DE102008061471A1 (de) 2010-06-24
DE102008061471B4 DE102008061471B4 (de) 2015-06-11

Family

ID=42193987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008061471.8A Active DE102008061471B4 (de) 2008-12-10 2008-12-10 Verfahren zum Abschmelzen und/oder Erwärmen einer Reduktionsmittelflüssigkeit in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008061471B4 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013226796A1 (de) 2013-12-20 2015-06-25 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Überprüfen eines Temperatursensors in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem
DE102014226749A1 (de) 2014-12-22 2016-06-23 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen eines Heizsystems in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem
DE102015217926A1 (de) 2015-09-18 2017-03-23 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Beheizen des Inhalts eines Reduktionsmitteltanks
JP2019183685A (ja) * 2018-04-04 2019-10-24 株式会社デンソー 還元剤添加システム
DE102021206351A1 (de) 2021-06-21 2022-12-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors und Abgasnachbehandlungssystem

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1767417A1 (de) 2005-09-26 2007-03-28 DBK David + Baader GmbH Tanksystem mit einem Haupttank und einer Abschmelzvorrichtung mit Schmelztank
DE102007005004A1 (de) * 2007-02-01 2008-08-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Zuführeinrichtung für ein flüssiges Additiv für eine Brennkraftmaschine

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006053556A1 (de) * 2006-11-14 2008-05-15 Purem Abgassysteme Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Dosieren von Reduktionsmittel und Injektor in einer Vorrichtung zum Dosieren von Reduktionsmittel

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1767417A1 (de) 2005-09-26 2007-03-28 DBK David + Baader GmbH Tanksystem mit einem Haupttank und einer Abschmelzvorrichtung mit Schmelztank
DE102007005004A1 (de) * 2007-02-01 2008-08-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Zuführeinrichtung für ein flüssiges Additiv für eine Brennkraftmaschine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIN 70070

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013226796A1 (de) 2013-12-20 2015-06-25 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Überprüfen eines Temperatursensors in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem
WO2015091630A1 (de) 2013-12-20 2015-06-25 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum überprüfen eines temperatursensors in einem scr-abgasnachbehandlungssystem
DE102013226796B4 (de) 2013-12-20 2018-04-05 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Überprüfen eines Temperatursensors in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem
US10301997B2 (en) 2013-12-20 2019-05-28 Continental Automotive Gmbh Method for checking a temperature sensor in an SCR exhaust gas post-treatment system
DE102014226749A1 (de) 2014-12-22 2016-06-23 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen eines Heizsystems in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem
DE102014226749B4 (de) * 2014-12-22 2016-12-15 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen eines Heizsystems in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem
DE102015217926A1 (de) 2015-09-18 2017-03-23 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Beheizen des Inhalts eines Reduktionsmitteltanks
JP2019183685A (ja) * 2018-04-04 2019-10-24 株式会社デンソー 還元剤添加システム
JP7035737B2 (ja) 2018-04-04 2022-03-15 株式会社デンソー 還元剤添加システム
DE102021206351A1 (de) 2021-06-21 2022-12-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors und Abgasnachbehandlungssystem

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008061471B4 (de) 2015-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007000526B4 (de) Abgasreinigungsvorrichtung für eine Kraftmaschine
EP2907564B1 (de) Verfahren zur reinigung von dieselmotorenabgasen
DE102009058300B4 (de) Abgasreinigungssystem mit Steuervorrichtung
DE102016213322B4 (de) Duales Katalysator-Heizsystem
DE10349126B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines SCR-Katalysators
EP0839264B1 (de) Verfahren und einrichtung zum einbringen von flüssigkeit in eine abgasreinigungsvorrichtung
EP2411636B1 (de) Verfahren zur zufuhr von reduktionsmittel in ein abgassystem und entsprechendes abgassystem
EP1602805B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Beheizen eines in einem Behälter eines Kraftfahrzeugs mitgeführten Reduktionsmittels zur Abgasnachbehandlung
DE102007047862A1 (de) Fluiderwärmungsvorrichtung und Abgasreinigungsgerät
EP2553227B1 (de) Verfahren zum betrieb einer abgasbehandlungsvorrichtung
DE102010035621B4 (de) Vorrichtung, System und Verfahren für eine Dieselabgasfluid-Erwärmungssteuerung
DE102008008324A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum schnellen Auftauen von NOx-Reduktionsmittel
DE4432577A1 (de) Einrichtung zur Einbringung einer Flüssigkeit in ein Strömungsmedium
DE102014111444B4 (de) Abgasreinigungssystem mit Kühlabschnitt für ein Zusatzventil
DE4432576A1 (de) Einrichtung zur Einbringung einer Flüssigkeit in ein Strömungsmedium
DE102010022940A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Regenerieren eines Abgasfilters
DE102007042836B4 (de) Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung eines Abgasstroms eines Kraftfahrzeuges
DE102008057258A1 (de) Komponententräger für ein Dosiersystem
DE102014019427A1 (de) Verfahren zur Reinigung von Dieselmotorenabgasen
DE102007044610A1 (de) Verfahren zur Detektion der minimalen Öffnungszeit einer Reduktionsmittelzuführeinrichtung in einem Abgasnachbehandlungssytem mit einem SCR-Katalysator
DE102008061471B4 (de) Verfahren zum Abschmelzen und/oder Erwärmen einer Reduktionsmittelflüssigkeit in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem
EP2823164B1 (de) Vorrichtung zur bereitstellung von flüssigem additiv
EP2107223A1 (de) Brennkraftmaschine mit einem Abgassystem, dem mittels einer Dosiereinheit ein Zusatzstoff zudosierbar ist
DE102007034314A1 (de) Baugruppe sowie Verfahren zur Einbringung eines Reduktionsmittels in eine Abgasleitung
DE102015004425A1 (de) Abgasnachbehandlungsvorrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Abgasnachbehandlungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R084 Declaration of willingness to licence
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE