DE19859201A1 - Verfahren und Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in sauerstoffhaltigen Abgasen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in sauerstoffhaltigen AbgasenInfo
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Abstract
Es ist bekannt, insbesondere zur Reinigung von Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen, dem Abgas ein gasförmiges oder flüssiges Reduktionsmittel hinzuzugeben. Gemäß der Erfindung wird zur Erhöhung der katalytischen Reduktion bei niedrigen Temperaturen neben dem Reduktionsmittel (RM) auch ein Oxidationsmittel (OM) zugegeben. Vorzugsweise wird ein Oxidationsmittel (OM) mit niedriger Bildungswärme verwendet und zwar insbesondere unter 150 KJ/mol bei Zimmertemperatur. Bei der zugehörigen Vorrichtung sind einem Abgasstrang eines Motors oder einer anderen Verbrennungskraftmaschine Mittel (5 bis 7, 13 bis 16) zur Zuführung des Reduktionsmittels (RM) einerseits und des Oxidationsmittels (OM) andererseits vorhanden.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur selektiven
katalytischen Reduktion von Stickoxiden in sauerstoffhaltigen
Abgasen, insbesondere von Verbrennungskraftmaschinen, bei dem
dem Abgas ein gasförmiges oder flüssiges Reduktionsmittel
hinzugegeben wird. Daneben bezieht sich die Erfindung auf die
zugehörige Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Für Ottomotor-getriebene Pkws ist der 3-Wege-Katalysator zur
Reduktion der Stickoxide unter gleichzeitiger Oxidation des
CO und der Kohlenwasserstoffe Stand der Technik. Bei den
derzeit in Entwicklung befindlichen, im Teillastbetrieb mager
betriebenen DI-Ottomotoren und bei Dieselmotoren reduziert
der 3-Wege-Katalysator wegen des hohen Sauerstoffgehaltes im
Abgas die Stickoxide allerdings nicht.
Ein aussichtsreiches Verfahren für die Stickoxidreduktion in
Dieselfahrzeugen ist die selektive katalytische Reduktion
(SCR) mit Harnstoff oder anderen Homologen des Ammoniak als
Reduktionsmittel. Um die Verwendung zusätzlicher Betriebs
stoffe im Kraftfahrzeug zu vermeiden, wurde die plasma
gestützte katalytische Reduktion mit Kohlenwasserstoffen als
Reduktionsmittel vorgeschlagen (sh. WO 98/09699 A1 und US
5 711 147 A sowie EP 0 659 465 A2).
Bei niedrigen Abgastemperaturen, wie sie in der Startphase
und im Stadtverkehr auftreten, arbeiten jedoch praktisch alle
katalytische Verfahren zur Stickoxidreduktion nicht mehr.
Hier soll die plasmagestützte katalytische Reduktion Abhilfe
schaffen. Mit Kohlenwasserstoffen als Reduktionsmittel ist
jedoch bisher kein Potential zur NOx-Reduktion bei niedrigen
Temperaturen erkennbar. Außerdem müssen die Kohlenwasser
stoffe erfahrungsgemäß in hohen Konzentrationen zudosiert
werden, die beim fünf- bis achtfachen des Stickoxidgehaltes
im Abgas liegen (sh. WO 98/09699 A1 und 1998 S. AE Fall Fuels &
Lubricants Meeting, San Francisco - 3. Hoard, M. L. Balmer:
SAE paper no. 982429; R, Slone et al.: SAE paper no. 982431;
B. M. Penetrante et al.: SAE paper no. 982508). Da diese
Kohlenwasserstoffkonzentrationen weit über denen im Abgas
moderner Verbrennungsmotoren liegen, wird schon allein da
durch der Kraftstoffverbrauch deutlich erhöht.
Hier liegt ein Vorteil des Harnstoff-SCR-Verfahrens:
Harnstoff wird so dosiert, daß die durch Hydrolyse gebildete Ammoniakkonzentration unter der NOx-Konzentration liegt. Außerdem arbeitet dieses Verfahren schon ohne Kombination mit Plasmen bereits ab 200°C, und in der DE 198 20 682 A1 wurde die plasmagestützte selektive katalytische Reduktion mit Ammoniak oder Homologen des Ammoniak vorgeschlagen, die nachgewiesenermaßen bis hinunter zu Temperaturen von 60°C noch Stickoxide reduziert (1998 SAE Fall Fuels & Lubricants Meeting, San Francisco - Th. Hammer, St. Bröer: SAE paper no. 982428). Wesentliches Merkmal dieses Verfahrens ist, daß ein Teil des NO plasmainduziert zu NO2 umgewandelt wird und die Reduktion auch von NO bei niedrigen Temperaturen ermöglicht.
Harnstoff wird so dosiert, daß die durch Hydrolyse gebildete Ammoniakkonzentration unter der NOx-Konzentration liegt. Außerdem arbeitet dieses Verfahren schon ohne Kombination mit Plasmen bereits ab 200°C, und in der DE 198 20 682 A1 wurde die plasmagestützte selektive katalytische Reduktion mit Ammoniak oder Homologen des Ammoniak vorgeschlagen, die nachgewiesenermaßen bis hinunter zu Temperaturen von 60°C noch Stickoxide reduziert (1998 SAE Fall Fuels & Lubricants Meeting, San Francisco - Th. Hammer, St. Bröer: SAE paper no. 982428). Wesentliches Merkmal dieses Verfahrens ist, daß ein Teil des NO plasmainduziert zu NO2 umgewandelt wird und die Reduktion auch von NO bei niedrigen Temperaturen ermöglicht.
Ein Nachteil letzteren Verfahrens liegt darin, daß für hohe
Konversionsgrade der gesamte Abgasvolumenstrom im Plasmareak
tor behandelt werden muß, wodurch wegen des Strömungswider
stands der Kompaktheit der im Kfz-Bereich einsetzbaren Reak
toren Grenzen gesetzt sind, und daß dort nicht nur NO zu NO2
sondern unvermeidlich Kohlenwasserstoffe partiell oxidiert
werden, wobei das Endprodukt dieser partiellen Oxidation CO
ist.
Radikalinjektionsverfahren haben keine Probleme mit dem
Strömungswiderstand. Hier besteht eine der Möglichkeiten in
der Verwendung von Stickstoff als Reduktionsmittel, der in
einer Gasentladung zu chemisch sehr aktiven Radikalen dis
soziiert wird (WO 98/11982 A1). Das setzt jedoch die ener
gieaufwendige Bildung reinen Stickstoffs an Bord eines Kfz
z. B. durch Membranverfahren voraus. Bei der Verwendung von
Ammoniak (JP 3275119 A1) ist bei niedrigen Temperaturen die
Bildung von Ammoniumnitrat unvermeidlich, das als Aerosol
anfällt und deshalb unerwünscht ist. In beiden Fällen muß im
Unterschied zur plasmagestützten selektiven katalytischen
Reduktion, bei der Plasmabetrieb nur bei niedrigen Tempera
turen erforderlich ist, ständig elektrische Energie für die
Plasmaerzeugung bereitgestellt werden. Vorteilhafter ist die
Kombination der Radikalinjektion mit katalytischen Reduk
tionsverfahren (WO 98/11982 A1 und DE 195 10 804 A1), bei der
die Radikale die katalytischen Reaktionen bei niedrigen
Temperaturen fördern sollen. Möglich ist, wie in DE
195 10 804 A1 vorgeschlagen, dafür das Reduktionsmittel durch
das Plasma behandeln zu lassen.
In der WO 98/11982 A1 wird nur die prinzipielle Möglichkeit
der Aktivierung von Katalysatoren durch Injektion von Radi
kalen erwähnt, ohne daß Erläuterungen und/oder spezifische
Beispiele gegeben werden. Als Problem ist in jedem Fall zu
sehen, daß die Radikale mit den Schadstoffen im Abgas bereits
vor Erreichen des Katalysators Reaktionen eingehen und dabei
(a) unerwünschte Nebenprodukte erzeugen, (b) die Effizienz
des Verfahrens dadurch senken, daß Reduktionsmittel für
unerwünschte Prozesse verbraucht wird. Die Lebensdauer von
Radikalen in Abgasen liegt erfahrungsgemäß im sub-Milli
sekunden-Bereich, im Extremfall bei einigen Millisekunden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Verfahren der ein
gangs genannten Art zu verbessern und eine zugehörige Vor
richtung zu schaffen.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß bezüglich des Verfahrens
durch die Vorgehensweise entsprechend Verfahrensanspruch 1
gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Verfahrens
ansprüchen angegeben. Bezüglich der Vorrichtung ist die
Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Vorrichtungs
anspruches 20 gelöst, wobei Weiterbildungen in den abhängigen
Verfahrensansprüchen angegeben sind.
Im Rahmen der Erfindung wird eine "niedrige Temperatur" da
durch definiert, daß bei dieser Temperatur die katalytische
Reduktion der Stickoxide ohne zusätzliche Maßnahmen zum
Erliegen kommt. Gleichermaßen wird eine "niedrige Bildungs
wärme" dadurch definiert, daß bei einer chemischen Verbindung
deren Moleküle bei Zimmertemperatur und Normaldruck in Luft
eine Lebensdauer von mindestens einer Minute haben. Mit
steigender Bildungswärme sinkt die Stabilität der Moleküle
und damit auch deren Lebensdauer z. B. in Luft.
Überraschenderweise wird bei der Erfindung speziell das Ver
fahren zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden
in sauerstoffhaltigen Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen
dadurch verbessert, daß bei den vorstehend erfindungsgemäß
definierten niedrigen Temperaturen zur Förderung der kataly
tischen Reduktion neben dem Reduktionsmittel auch ein Oxi
dationsmittel mit vorstehend erfindungsgemäß definierter
niedriger Bildungswärme zugegeben wird. Mit "Oxidations
mittel" sind dabei alle chemischen Moleküle angesprochen, die
leichter atomaren Sauerstoff oder andere oxidierende Radikale
abspalten als molekularer Sauerstoff, dem in Standard-Tabel
lenwerken die Bildungswärme 0 kJ/Mol zugeschrieben wird. Das
bedeutet, daß die erfindungsgemäßen Oxidationsmittel eine
höhere Bildungswärme als molekularer Sauerstoff haben.
Vorzugsweise wird bei der Erfindung ein Oxidationsmittel
verwendet, bei dem die Bildungswärme bei Zimmertemperatur
unter 150 kJ/mol liegt; um Reaktionen des Oxidationsmittels
mit Komponenten des Abgases, speziell den Kohlenwasserstoffen
zu vermeiden. Ein solches Oxidationsmittel kann vorzugsweise
Ozon sein. Weiterhin können Peroxide oder andere Sauerstoff
abspaltende Verbindungen verwendet werden. Beispielsweise
kann auch H2O2 verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren bringt Vorteile bei allen
katalytischen Methoden, bei denen die Adsorption des Reduk
tionsmittels an aktiven Plätzen des Katalysators ein bei
niedrigen Temperaturen limitierender Prozeßschritt ist. Ins
besondere ist es vorteilhaft, bei V2O5-WO3/TiO2-Katalysatoren
und Ammoniak, Harnstoff oder anderen Ammoniak abspaltenden
Verbindungen als Reduktionsmittel mit diesem Verfahren zu
arbeiten, da die Adsorption von NH3 die Aktivierung des
Katalysators durch Sauerstoff voraussetzt. Strömungstechnisch
vorteilhaft wird das Oxidationsmittel am gleichen Ort des
Abgasstranges, möglichst gemeinsam mit dem Reduktionsmittel
zugesetzt.
Wenn das Reduktionsmittel eine wäßrige Harnstofflösung und
das Oxidationsmittel H2O2 in wäßriger Lösung ist, dann können
die Lösungen vorteilhafterweise vor der Injektion in den Ab
gasstrang miteinander vermischt werden. Beständige Peroxide
können dagegen vorteilhafterweise einer wäßrigen Harnstoff
lösung zugemischt werden.
Da speziell Ozon nicht langfristig gespeichert werden kann,
wird es durch nichtthermische Gasentladungen aus Sauerstoff
oder Luft erzeugt. Als nichtthermische Gasentladung wird
bevorzugt eine dielektrisch behinderte Entladung am gasför
migen Medium, als Medium bevorzugt trockene Luft verwendet.
Hierzu gibt es bekannte Einrichtungen vom Stand der Technik,
die in kompakten Reaktoren Ozonkonzentrationen von mehreren
Prozent in Luft zu erzeugen gestatten (siehe z. B. Samoilo
vich, Gibalov, Kozlov: Physical Chemistry of the Barrier
Discharge, DVS-Verlag Düsseldorf, 1997). Die trockene Luft
wird durch Partikelfilterung und Trocknung mit einem geeig
neten Trockenmittel aus der Umgebungsluft gewonnen. Als
Trockenmittel kommt z. B. Silikagel in Frage. Vorteilhaft
geeignet sind Vorrichtungen mit einem Trockenfilter, der
regeneriert wird, wenn die Abgastemperatur den Zusatz eines
Oxidationsmittels überflüssig macht. Dazu kann über einen
Wärmetauscher die Abwärme des Abgases genutzt werden.
Geeignet sind auch Vorrichtungen mit zwei Filtern, die je
weils im Wechsel benutzt und regeneriert werden.
Das Ozon kann im Rahmen der Erfindung sowohl in Kombination
mit Reduktionsmitteln in wäßrigen Lösungen als auch in Kombi
nation mit gasförmigen Reduktionsmitteln eingesetzt werden.
Bei gasförmigen Reduktionsmitteln bietet sich die Vermischung
des Ozon/Luft-Gemisches mit dem Reduktionsmittel vor der Ein
leitung in das Abgas an.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungs
beispielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit weiteren
Unteransprüchen. Es zeigen jeweils in schematischer Darstel
lung
Fig. 1 ein Abgassystem, das mit einer Vorrichtung zur
Zuführung eines Reduktionsmittel/Oxidationsmittel-
Gemisches komplettiert ist,
Fig. 2 eine Abwandlung von Fig. 1 mit flüssigem Reduktions
mittel einerseits und Oxidationsmittel andererseits,
Fig. 3 eine Abwandlung von Fig. 1 mit einem Oxidations
mittel/Reduktionsmittel-Gemisch und
Fig. 4 eine Abwandlung von Fig. 1 mit einem beheizbaren
Vorratsbehälter für Feststoffe.
In den Figuren haben gleiche bzw. gleichwirkende Teile glei
che Bezugszeichen. Die Figuren werden teilweise gemeinsam
beschrieben.
In den Figuren sind jeweils ein Abgassystem mit 1 und ein an
sich bekannter katalytischer Konverter mit 2 bezeichnet. Im
Abgassystem 1 wird das von einem Motor in einem Abgasstrang 3
ankommende Abgas A durch den katalytischen Konverter 2 ge
leitet. Die in einem Vorratsbehälter 4 mitgeführte Lösung
eines Reduktionsmittels RM wird mittels einer Dosiereinrich
tung 6 für Flüssigkeiten durch eine druckfeste Leitung 5 mit
geeigneter Austrittsöffnung als Sprühnebel in den Abgasstrom
injiziert und durch ein Mischelement 7 gleichmäßig über den
Strömungsquerschnitt des Abgases verteilt. Damit kann bei ge
nügend hohen Temperaturen im Katalysator 2 eine selektive
katalytische Reduktion erfolgen.
Vom Stand der Technik ist es bekannt, daß die Fähigkeit von
beispielsweise V2O5-WO3/TiO2-Katalysatoren zur selektiven
katalytischen Reduktion von NO bei Temperaturen unter 200°C
rapide sinkt. In der DE 198 20 682 A1 wird über eigene Ergeb
nisse berichtet, gemäß denen NO2 die selektive katalytische
Reduktion von NO fördert. In einem einfachen Reaktionsmodell
lassen sich diese Erkenntnisse folgendermaßen zusammenfassen:
Die Reduktion von NO für T < 200°C
4 NO + 4 NH3 + O2 → 4 N2 + 6 H2O (1),
die Reduktion von NO2 auch bei T < 200°C
6 NO2 + 8 NH3 → 7 N2 + 12 H2O (2)
und die bevorzugt bei T < 200°C ablaufende Bildung von
festem Ammoniumnitrat
2 NO2 + 2 NH3 → N2 + H2O + NH4NO3 (s) (3)
sind literaturbekannt. Hinzu kommt für die gemeinsame
Reduktion von NO und NO2 in einem weiten Temperaturbereich
NO + NO2 + 2 NH3 → 2 N2 + 3 H2O (4)
Überraschenderweise kann nun die katalytische Reduktion durch
gezielte Beeinflussung der Adsorption des Reduktionsmittels
RM gefördert werden, ohne daß dafür der gesamte Abgasstrom
behandelt oder das Reduktionsmittel RM aktiviert werden muß.
Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß (a) das Vorhandensein
aktiver Zentren für die Adsorption von Reduktionsmitteln RM
auf Katalysatoren nicht unbedingt eine intrinsische Eigen
schaft des Katalysators sein muß, (b) die Schaffung aktiver
Zentren für die Adsorption von Reduktionsmittelmolekülen auf
der Katalysatoroberfläche normalerweise durch Komponenten des
Abgases erfolgt, (c) die Aktivierung für die Adsorption von
Reduktionsmitteln in einer Oxidation bestehen muß, die nor
malerweise durch molekularen Sauerstoff erfolgt, und (d) dies
ein entscheidender Punkt der Adsorption bei niedrigen Tempe
raturen ist.
Wesentliche Idee ist nun, daß die Oxidation durch ein Oxida
tionsmittel OM, wie beispielsweise Ozon oder ein Peroxid, bei
wesentlich niedrigeren Temperaturen noch erfolgreich ablaufen
kann. Die Bildungswärme des Oxidationsmittels OM spielt dabei
eine wichtige Rolle: Bei zu hoher Bildungswärme steigt die
Wahrscheinlichkeit einer Reaktion in der Gasphase exponen
tiell an, und es kommt zum Verbrauch des Oxidationsmittels in
unerwünschten Prozessen: Bei zu niedriger Bildungswärme sinkt
die Wahrscheinlichkeit für die Schaffung aktiver Zentren auf
dem Katalysator, und das Oxidationsmittel OM entweicht unge
nutzt.
Als Oxidationsmittel OM wird beim Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 1 Ozon verwendet, das beispielsweise in einem Plasma
reaktor 11 zum Betrieb dielektrisch behinderter Entladungen
erzeugt wird. Der Reaktor 11 wird mit einem AC- oder mit
einem Pulsnetzteil 12 elektrisch mit Hochspannung versorgt,
wobei die Leistung über eine elektronische Regelung dem
momentanen Ozonbedarf angepaßt werden kann. Als Betriebsgas
dient die Umgebungsluft 15, die über einen Lufteinlaß 13 mit
Partikelfilter aufbereitet wird. Als Mittel zur Partikel
filterung und Trocknung der Luft als Ausgangsstoff für die
Ozonherstellung kann in bekannter Weise Silikagel verwendet
werden. Es können zwei Trockner vorhanden sein, die im Wech
sel arbeiten, wobei der jeweils nicht benötigte Trockner
regeneriert wird, wofür die Abwärme des Abgases verwendet
werden kann.
In Fig. 1 fördert die Pumpe die trockene Luft mit gleich
mäßigem Volumenstrom zum Ozonerzeuger 11. Das Ozon-/Luft-
Gemisch wird dem Abgas A im Abgasstrang 3 über eine Leitung
16 zugeführt, die parallel zu der Leitung 5 für das Reduk
tionsmittel RM verläuft und diese z. B. koaxial umfaßt. Damit
wird eine gemeinsame Injektion des flüssigen Reduktions
mittels RM und des Ozongases erreicht, wobei vor dem Kata
lysator 2 ein Mischer 7 zur Erzeugung einer gleichmäßigen
Verteilung der Additive über den Strömungsquerschnitt des
Katalysators 2 vorhanden ist.
In Fig. 2 erfolgt die Reduktionsmittelinjektion wie in Fig.
1. Das Reduktionsmittel RM gelangt aus einem Tank 4 über die
Leitung 5 und die Dosiereinrichtung 6 in das Abgassystem 1.
Vor der Injektion in den Abgasstrang 3 mit dem Abgas A wird
dem flüssigen Reduktionsmittel RM eine wäßrige Lösung eines
Oxidationsmittels OM aus einem Vorratsbehälter 21 über eine
Leitung 22 und eine Dosiereinrichtung 23 für Flüssigkeiten
geregelt beigemischt.
Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung für die Injektion eines che
misch stabilen Gemisches aus Oxidationsmittel OM und Reduk
tionsmittel RM in wäßriger Lösung. Das Oxidationsmittel/
Reduktionsmittel-Gemisch befindet sich in einem Vorrats
behälter 31, wobei eine Zuleitung 32 mit geeigneter Aus
trittsöffnung für das Gemisch und eine Dosiereinrichtung 33
für Flüssigkeiten vorhanden ist.
In Fig. 4 ist eine Vorrichtung für die Verwendung einer
festen Vorläufersubstanz, wie beispielsweise Ammoniumcarbamat
([NH4CO2]-NH4 +), für ein Reduktionsmittel RM vorhanden. Die
Feststoffe sind in einem beheizbaren Vorratsbehälter 41 ge
lagert, aus dem durch Heizen auf über ca. 60°C durch thermi
sche Zerlegung (Thermolyse) beispielsweise Ammoniak als gas
förmiges Reduktionsmittel gewonnen wird, das über einen
Massenflußregler 42 dosiert dem Abgas A im Abgasstrang 3 zu
gegeben werden kann. Das Reduktionsmittel RM wird vorteil
hafterweise vor der Einleitung in den Abgasstrom mit dem als
Oxidationsmittel OM beispielhaft verwendeten Ozon vermischt.
In diesem Fall wird ausschließlich ein Gasgemisch in den
Abgasstrang 3 injiziert.
Gleichermaßen wie das Reduktionsmittel RM in Fig. 4 kann
auch das Oxidationsmittel OM durch Thermolyse eines Fest
stoffes gewonnen werden.
Wesentlich ist bei allen beschriebenen Vorrichtungen, daß das
Oxidationsmittel OM jeweils in genauer Dosierung zum Reduk
tionsmittel PN zugeführt wird. Durch entsprechende Auswahl
des Oxidationsmittels OM mit vorgegebener niedriger Bildungs
wärme bei Raumtemperatur wird somit eine katalytische Reduk
tion auch bei solchen Temperaturen realisiert, bei der an
sonsten keine Wirkung erreicht wurde. Die gemeinsame Zugabe
von Reduktionsmittel und Oxidationsmittel kann für die prak
tische Anwendung beispielsweise bei PKW's durch das Kenn
linienfeld der Verbrennungskraftmaschine gesteuert erfolgen.
Da beim erfindungsgemäßen Verfahren der apparative und der
energetische Aufwand für eine Abgasreinigung auch bei praxis
relevanten Temperaturen reduziert wird und der apparative
Aufwand bei der zugehörigen Vorrichtung gering ist, ergibt
sich ein beachtlicher Fortschritt.
Claims (26)
1. Verfahren zur selektiven katalytischen Reduktion von
Stickoxiden in sauerstoffhaltigen Abgasen von Verbrennungs
kraftmaschinen, bei dem dem Abgas ein gasförmiges oder flüs
siges Reduktionsmittel hinzugegeben wird, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Förderung der kata
lytischen Reduktion bei Temperaturen, die so niedrig sind,
daß die katalytische Reduktion der Stickoxide ohne zusätz
liche Maßnahmen zum Erliegen kommt, neben dem Reduktions
mittel (RM) auch ein Oxidationsmittel (OM) zugegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Oxidationsmittel (OM) verwendet
wird, dessen Bildungswärme so niedrig ist, daß seine Moleküle
in Luft bei Normaldruck und Zimmertemperatur eine Lebensdauer
von mindestens einer Minute haben.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Oxidationsmittel (OM)
mit einer Bildungswärme unter 150 kJ/mol bei Zimmertemperatur
verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß als Oxida
tionsmittel (OM) Peroxide oder andere Sauerstoff abspaltende
Verbindungen verwendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Oxidationsmittel (OM) Ozon ver
wendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Oxidationsmittel (OM) Wasser
stoffperoxid (H2C2) in wäßriger Lösung verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß als Reduk
tionsmittel Harnstoff in wäßriger Lösung verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß als Reduk
tionsmittel Ammoniakgas verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Dosierung
des Oxidationsmittels (OM) anhand der Parameter "Reduktions
mittelzugabe" und "Abgastemperatur" geregelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Regelung so erfolgt, daß
die Anzahl der mit dem Oxidationsmittel (OM) zur Verfügung
gestellten Sauerstoffatome stets kleiner ist als die Zahl der
Reduktionsmittelmoleküle.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, da
durch gekennzeichnet, daß die Zugabe
von Reduktionsmittel (RM) und Oxidationsmittel (OM) durch das
Kennfeld der Verbrennungskraftmaschine geregelt erfolgt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
ein Motor oder eine andere Verbrennungskraftmaschine vor
handen ist, die einen Abgasstrang aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß das Oxidationsmittel (OM)
und das Reduktionsmittel (RM) dem Abgas (A) an unmittelbar
benachbarten Orten des Abgasstranges (3) zugesetzt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß das Oxida
tionsmittel (OM) dem Abgas (A) gemeinsam mit dem Reduktions
mittel (RM) zugesetzt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei Oxidations- und Re
duktionsmittel beide gasförmig oder flüssig sind, da
durch gekennzeichnet, daß das Oxida
tionsmittel (OM) mit dem Reduktionsmittel (RM) vor der
Injektion in den Abgasstrang vermischt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Ozon durch nichtther
mische Gasentladungen aus Sauerstoff und/oder Luft erzeugt
wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß die nichtthermische Gas
entladung eine dielektrisch behinderte Entladung ist.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, da
durch gekennzeichnet, daß als Medium
zur Erzeugung des Ozons trockene Luft verwendet wird, die
durch Partikelfilterung und Trocknung mit einem geeigneten
Trockenmittel aus der Umgebungsluft gewonnen wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwei Trockner im Wechsel
verwendet werden, der jeweils nicht benötigte Trockner
regeneriert und dafür die Abwärme des Abgases verwendet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei Erreichen einer Abgas
temperatur von 200°C die Ozonerzeugung gestoppt und der
Trockner mit Hilfe der Abwärme des Abgases regeneriert wird.
20. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1 oder einem der Ansprüche 2 bis 19 mit einem Abgasstrang (1)
eines Motors oder einer anderen Verbrennungskraftmaschine,
bei der Mittel (5-7, 13-16) zur Zuführung des Reduktions
mittels (RM) einerseits und des Oxidationsmittels (OM) ande
rerseits vorhanden sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Mischdüse (5, 7) zur
gemeinsamen Injektion von Reduktionsmittel (RM) und Oxida
tionsmittel (OM) vorhanden ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß separate Behälter (4, 21) und
Mittel für die dosierte Injektion flüssiger Reduktionsmittel
(RM) und Oxidationsmittel (OM) vorhanden sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein Modul (11) zur Durch
führung von nichtthermischen Gasentladungen, insbesondere
dielektrisch behinderten Entladungen, an Sauerstoff und/oder
Luft zwecks Erzeugung von Ozon als gasförmigem Oxidations
mittel(OM) vorhanden ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch ge
kennzeichnet, daß dem Modul (11) zur Ozon
erzeugung eine Pumpe (14) und ein Partikelfilter mit Trockner
(14) für Umgebungsluft (15) vorgeschaltet ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein gemeinsamer Behälter (31)
für ein Gemisch einer wäßrigen Lösung eines Reduktionsmittels
(RM) und eines Oxidationsmittels (OM) und eine Dosiereinrich
tung für Flüssigkeiten (33) vorhanden sind.
26. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß für die Gewinnung und Dosie
rung gasförmiger Reduktionsmittel (RM) und/oder Oxidations
mittel aus Feststoffen durch thermolytische Prozesse wenig
stens ein beheizbarer Behälter (41) für Feststoffe und wenig
stens ein Massenflußregler für Gase (42) vorhanden sind.
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