DE69005322T2 - Verfahren zum Reduzieren der Stickoxyde aus Dieselmotorabgasen. - Google Patents

Verfahren zum Reduzieren der Stickoxyde aus Dieselmotorabgasen.

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DE69005322T2
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Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Stickoxiden in Abgasen von Dieselmotoren.
  • BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
  • Als ein Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden in einer Oxidationsatmosphäre hat sich ein selektives reduzierendes Denitrierungsverfahren unter Verwendung von Ammoniak als ein Reduktionsmittel höchst effektiv in einer Oxidationsatmosphäre erwiesen, da Stickoxide und Ammoniak in eine selektive Reaktion gebracht werden, die frei von dem Effekt einer Oxidationskonzentration in Abgasen ist und dementsprechend ist es allgemein für die Reinigung von Abgasen von stationären oder Gas-erzeugenden Quellen, wie beispielsweise Boilern in thermo-elektrischen Kraftwerken und Wärmeöfen, angewendet worden.
  • Andererseits sind verschiedene Beispiele der Anwendung des Ammoniak-selektiven Reduktionsverfahrens auch für die Reduzierung von Stickoxiden in Abgasen von Verbrennungsmaschinen beschrieben worden. Beispielsweise wurde ein Verfahren beschrieben, bei dem Ammoniak proportional zu der Menge des Kraftstoffverbrauchs in Abgasen zugeführt wird und das sich ergebende Gasgemisch wird durch eine Reaktions-Vorrichtung geführt, wird die mit einem plättchenartigen Katalysator geladen ist, wodurch die Stickoxide entfernt werden (siehe die japanische Patentveröffentlichung Sho 85-501001, die von der WO 83/00057 abgeleitet ist und die Steuerung des Ammoniakflusses in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit und der Kraftstofflußrate beschreibt).
  • Da jedoch im Falle von Dieselmaschinen die Änderungen der Maschinenlast im Vergleich mit derartigen Änderungen in Boilern beträchtlich sind, und dies eine abrupte Änderung der Abgasmenge und der Konzentration der Stickoxide bewirkt, können die oben beschriebenen herkömmlichen Vorrichtungen keine ausreichende Wirkung zum genauen Steuern der Ammoniakmenge gemäß derartiger Änderungen erreichen. Dementsprechend existiert ein Problem darin, Stickstoffe in Abgasen mit einem hohen Wirkungsgrad zu entfernen und die abgegebene Ammoniakmenge so gering wie möglich zu halten. Außerdem steht der Wirkungsgrad einer Entfernung von Stickoxiden in Abgasen mit einem Reaktionswirkungsgrad in einer Reaktions-Vorrichtung im wesentlichen in einem proportionalen Zusammenhang. Dabei ist es zur Verbesserung des Reaktionswirkungsgrades wichtig, daß das den Abgasen zugeführte Ammoniak gleichmäßig mit den Stickoxiden in den Gasen gemischt wird.
  • Deshalb wurde allgemein ein gemischtes Verfahren unter Verwendung einer Prallplatte, eines Venturis oder eines Einfüllstoffes verwendet. Jedoch sollte ein Verfahren zum Zuführen von Ammoniak durch Anordnen einer Vielzahl von Düsenöffnungen an einem Abgasrohr stromaufwärts der Reaktions-Vorrichtung zwischen einem Super-Feeder und der Reaktions-Vorrichtung und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen von Ammoniak durch eine Zuführungsöffnung in der Form einer Sprühdüse den Betrieb der Maschine selbst nicht behindern.
  • In dieser Hinsicht hat das Mischverfahren unter Verwendung der Prallplatte, des Venturis oder des Einfüllstoffes die Herabsetzung einer Maschinenenergie in einer Dieselmaschine aufgrund eines großen Druckverlustes zur Folge, eine Tatsache, die die Kraftstoffkosten der Maschine verschlechtert und einen Nachteil für die Maschine selbst zur Folge hat.
  • Außerdem ist es bei dem Mischverfahren einer Anordnung einer Vielzahl von Düsen in dem Abgas-Flußkanal an der stromaufwärts gelegenen Seite der Reaktions-Vorrichtung zwischen dem Super-Feeder und der Reaktions-Vorrichtung zum Zuführen von Ammoniak schwierig, Ammoniak mit den Abgasen gleichmäßig zu mischen, wobei der Wirkungsgrad eine Entfernung von Stickoxiden in den Abgasen für einen Denitrierungskatalysator ziemlich reduziert ist, aber nicht verbessert, und demzufolge kann von diesem Verfahren nicht gesagt werden, daß es einen hohen Reaktionswirkungsgrad vorsieht.
  • Bei dem Mischverfahren einer Zuführung von Ammoniak von den Sprühdüsen können die in den Abgasen enthaltenen Staubpartikel außerdem die Sprühöffnung verstopfen und dies verschlechtert das Sprühen von Ammoniak und verstopft die Düse, so daß eine häufige Reinigung oder Auswechslung der Düsen erforderlich wird.
  • Zusätzlich ist es im Falle einer relativ klein bemessenen Dieselmaschine auch wichtig, daß das Abgas-Verarbeitungssystem deshalb kostengünstig ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden vorzusehen, welches wirksam Stickoxide in Abgasen einer Dieselmaschine sogar bei abrupten Änderungen der Bedingungen der Abgase bewirken kann, indem die Stickoxide bei Vorliegen des Ammoniaks mit einem Katalysator in Kontakt gebracht werden, welches der Änderung der Stickoxidmenge aufgrund einer Änderung des Verbrennungsvorgangs der Maschine Rechnung tragen kann und welches einen Ammoniakgehalt nach der Entfernung der Stickoxide so weit wie möglich herabsetzt.
  • Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden vorzusehen, welches ohne Behinderung des Betriebs einer Maschine (die obige erste Aufgabe) durchgeführt werden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden in Abgasen von einer Dieselmaschine vorgesehen, unter Verwendung eines Katalysators in einer Reaktions-Vorrichtung bei Vorliegen von Ammoniak, wobei eine Maschinenleistung, und/oder eine Kraftstoffverbrauchsmenge der Maschine, und/oder eine Temperatur der Maschinen-Ansaugluft und/oder die Abgastemperatur als selektive Faktoren jeweils als die Meßfaktoren gemessen werden und die Flußrate von Ammoniak auf der Grundlage der Meßwerte gesteuert wird und Ammoniak in einen Abgasfluß-Kanal von der Maschine an die Reaktions-Vorrichtung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feuchtigkeit einer Ansaugluft als ein besonderer Faktor gemessen wird und die Flußrate von Ammoniak außerdem auf der Grundlage dieses besonderen Faktors gesteuert wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für das Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden in Abgasen von einer Dieselmaschine umfaßt ein Meßfaktor die Feuchtigkeit der Ansaugluft, die Maschinenleistung, die Abgastemperatur und die Temperatur der Maschinen-Ansaugluft.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für das Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden in Abgasen von einer Dieselmaschine umfaßt ein Meßfaktor die Feuchtigkeit der Ansaugluft und die Kraftstoff-Verbrauchsmenge der Maschine.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für das Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden in Abgasen von einer Dieselmaschine umfaßt ein Meßfaktor die Feuchtigkeit der Ansaugluft, die Kraftstoff-Verbrauchsmenge der Maschine und die Temperatur der Maschinen-Ansaugluft.
  • In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für das Verfahren zum Entfernen von Stickoxiden in Abgasen von einer Dieselmaschine wird Ammoniak in einen Abgasfluß-Kanal zwischen einem Vorverdichter und einer Reaktions-Vorrichtung auf der dazu stromabwärts liegenden Seite zugeführt.
  • Außerdem wird in einer anderen bevorzugten Ausführungsform zur Lösung der zweiten Aufgabe der vorliegenden Erfindung für das Verfahren zum Entfernen von Stickoxiden in Abgasen von einer Dieselmaschine Ammoniak in einen Abgasfluß-Kanal auf der zu einem Vorverdichter stromaufwärts liegenden Seite eingeführt.
  • Gemäß der in den vorliegenden Erfindungen durchgeführten Untersuchungen wurde festgestellt, daß der Gesamtbetrag der von einer Dieselmaschine abgegebenen Stickoxide im wesentlichen proportional zu der Maschinenleistung, der Kraftstoff-Verbrauchsmenge der Maschine, der Temperatur der Maschinen-Ansaugluft und der Abgastemperatur wie in den Figuren 1 bis 4 gezeigt erhöht oder erniedrigt wird, beziehungsweise außerdem proportional zur Feuchtigkeit der Ansaugluft wie in Figur 5 gezeigt erniedrigt oder erhöht wird.
  • Da der Ausstoßbetrag von Stickoxiden proportional zur Maschinenleistung, zur Kraftstoff-Verbrauchsmenge der Maschine und zur Abgastemperatur der Maschine ist, bedeutet dies wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, daß die zuzuführenden Ammoniakmenge durch Zuführung von Ammoniak entsprechend der Maschinenleistung, der Kraftstoff-Verbrauchsmenge der Maschine und der Abgastemperatur gesteuert werden kann. Da die Konzentration der Stickoxide wesentlich von atmosphärischen Bedingungen beeinflußt wird, das heißt nicht nur von der Abgastemperatur sondern auch von der Feuchtigkeit der Ansaugluft, ist es wichtig, die Temperatur und die Feuchtigkeit der Ansaugluft zu messen und außerdem den Ausstoßbetrag von Stickoxiden auf der Grundlage der Meßwerte zu korrigieren.
  • Insbesondere für einen Fall einer Steuerung der zugeführten Ammoniakmenge in Abhängigkeit von der Maschinenleistung, ist es erforderlich, die Temperatur der Maschinenabgase wie in Figur 4 gezeigt zu messen und den Abgabebetrag der Stickoxide in Abhängigkeit von dem gemessenen Wert zu korrigieren, da die Beziehung zwischen dem Abgabebetrag der Stickoxide und der Maschinenleistung sich aufgrund der Verunreinigungen der Maschine und des Vorverdichters mit der Zeit ändern.
  • Dementsprechend kann der Gesamtbetrag der von der Maschine abgegebenen Stickoxide direkt durch Messung der Maschinenleistung, der Kraftstoff-Verbrauchsmenge der Maschine, der Abgastemperatur und der Feuchtigkeit der Ansaugluft bestimmt werden und der zugeführte Ammoniakbetrag wird proportional mit dem so erhaltenen Gesamtabgabebetrag der Stickoxide bestimmt.
  • Es ist somit festgestellt worden, daß sogar im Falle, daß sich der Abgabebetrag und die Konzentration der Stickoxide abrupt ändert, eine optimale Ammoniakmenge richtig mit keiner Zeitverzögerung proportional zu der Abgabemenge und der Konzentration zugeführt werden kann und die Stickoxide in den Abgasen können wirksam entfernt werden und das verbleibende Ammoniak in den Abgasen nach der Entfernung der Stickoxide kann so weit wie möglich verringert werden.
  • Außerdem ist bestätigt worden, daß durch eine Zuführung von Ammoniak unter einer Flußratensteuerung in den Abgasfluß-Kanal an der stromaufwärts liegenden Seite des Vorverdichters die Stickoxide in den Abgasen und das Ammoniak vorher ausreichend gemischt sind, bevor sie die Reaktions-Vorrichtung erreichen, wodurch die Verbesserung des Reaktionswirkungsgrades und außerdem die Erhöhung des Wirkungsgrades zum Entfernen der Stickoxide verbessert wird.
  • BESCHREIBUNG DER BEILIEGENDEN ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen zeigt:
  • Fig. 1 eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen einer Leistung einer Dieselmaschine und einem Ausstoßbetrag von Stickoxiden darstellt;
  • Fig. 2 eine graphische Darstellung, die einen Zusammenhang zwischen einer Kraftstoff-Verbrauchsmenge einer Dieselmaschine und einer Ausstoßmenge von Stickoxiden darstellt;
  • Fig. 3 eine graphische Darstellung, die einen Zusammenhang zwischen einer Zuführungstemperatur einer Dieselmaschine und einer Konzentration von Stickoxiden darstellt;
  • Fig. 4 eine graphische Darstellung, die einen Zusammenhang zwischen einer Abgastemperatur und einem Ausstoßbetrag von Stickoxiden darstellt;
  • Fig. 5 eine graphische Darstellung, die einen Zusammenhang zwischen einer absoluten Feuchtigkeit von Ansaugluft einer Dieselmaschine und einer Konzentration von Stickoxiden darstellt;
  • Fig. 6 eine schematische Ansicht einer Dieselmaschine, die mit einer Abgas-Reinigungsvorrichtung ausgerüstet, um das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchzuführen;
  • Fig. 7 eine schematische Ansicht einer Dieselmaschine, die mit einer Abgas-Reinigungsvorrichtung ausgerüstet ist, um das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung durchzuführen;
  • Fig. 8 eine schematische Ansicht einer Dieselmaschine, die mit einer Abgas-Reinigungsvorrichtung ausgerüstet ist, um das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung durchzuführen;
  • Fig. 9 eine schematische Ansicht einer Dieselmaschine, die mit einer Abgas-Reinigungsvorrichtung ausgerüstet ist, um das Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung durchzuführen;
  • Fig. 10 eine schematische Ansicht einer Dieselmaschine, die mit einer Abgas-Reinigungsvorrichtung ausgerüstet ist, um das Verfahren gemäß der ersten und sechsten Aspekte der vorliegenden Erfindung durchzuführen;
  • Fig. 11 eine schematische Ansicht einer Dieselmaschine, die mit einer Abgas-Reinigungsvorrichtung ausgerüstet ist, um das Verfahren gemäß der zweiten und sechsten Aspekte der vorliegenden Erfindung durchzuführen;
  • Fig. 12 eine schematische Ansicht einer Dieselmaschine, die mit einer Abgas-Reinigungsvorrichtung ausgerüstet ist, um das Verfahren gemäß der dritten und sechsten Aspekte der vorliegenden Erfindung durchzuführen; und
  • Fig. 13 eine schematische Ansicht einer Dieselmaschine, die mit einer Abgas-Reinigungsvorrichtung ausgerüstet ist, um das Verfahren gemäß der vierten und sechsten Aspekte der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Einzelheiten der vorliegenden Erfindung sollen im folgenden näher erläutert werden.
  • Eine an einen in Figur 6 gezeigten Maschinenhauptkörper angebrachte Abgas-Reinigungsvorrichtung 2 stellt ein Beispiel dar, welches zur Ausführung des ersten Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindung entwickelt ist, bei dem sich ein Leistungsmesser 3 oder eine Leistungs-proportional anzeigende Einrichtung 5 für eine angetriebene Maschine 4 an dem Maschinenhauptkörper 1 befindet und ein Abgas-Temperaturdetektor 8, ein Vorverdichter 9 und eine Reaktions-Vorrichtung 10 befinden sich an einem Abgasrohr 7 in Verbindung mit einem Verteilerkopf des Maschinenhauptkörpers 1. Außerdem ist ein Ammoniak-Transportrohr 13 mit einer Ammoniak-Einspritzdüse 12 verbunden, die sich in einem Abgas-Flußkanal 11 in dem Abgasrohr 7 an der stromaufwärts liegenden Seite einer Reaktions-Vorrichtung 10 befindet und ein Ammoniak-Steuerventil 14 und ein Ammoniak-Flußmesser 15 befinden sich in dem Ammoniak-Transportrohr 13 und außerdem ist ein Amoniak-Behälter 16 mit dem Rohr 13 verbunden.
  • Außerdem ist der Leitungsmesser 3 oder die leistungs-proportional anzeigende Einrichtung 5, der Abgas-Temperaturdetektor 8 und ein Temperaturdetektor 17 zur Messung der Feuchtigkeit von Ansaugluft in dem Maschinenhauptkörper 1 mit einem Rechner 18 verbunden, der über eine Verhältnis-Einstelleinrichtung 19 und eine Steuereinrichtung 20 für die Ammoniak-Flußrate mit dem Ammoniak-Steuerventil 14 verbunden.
  • Das heißt, im Ansprechen auf die Last des Maschinenhauptkörpers 1 werden jeweilige Signale von dem Maschinenleistungsmesser 3 oder der leistungs-proportional anzeigenden Einrichtung 5, dem Abgas-Temperaturdetektor 8 und dem Temperaturdetektor 17 für die Ansaugluft dem Rechner 18 eingegeben. In dem Rechner 18 wird die Gesamt-Ausstoßmenge der Stickstoffe berechnet und ein Signal wird der Verhältnis-Einstelleinrichtung 19 eingegeben, in der die zuzuführende Ammoniakmenge auf der Grundlage eines vorher von der Verhältnis-Einstelleinrichtung 19 eingestelltes Ammoniak/Stickoxid-Verhältnisses bestimmt wird.
  • Der Ausgang von der Verhältnis-Einstelleinrichtung 19 wird der Steuereinrichtung 20 für die Ammoniak-Flußrate als ein Ammoniak-Flußratensignal eingegeben, um den EIN-AUS-Zustand des Ammoniak-Steuerventils 14 zu steuern und um die mit den in die Reaktions-Vorrichtung 10 fließenden Abgase zu mischende Ammoniakmenge zu steuern.
  • Die Abgase fließen von dem Verteilerkopf 6 mittels eines Abgasrohres 7 in die Reaktions-Vorrichtung 10, die mit einem Katalysator 21 geladen ist.
  • Über das Arnoniak-Transportrohr 13 wird Ammoniak von dem Ammoniakbehälter 16 zugeführt, und nachdem es durch das Ammoniak-Steuerventil 14 auf eine optimale Flußrate gesteuert wird, wird es von der Ammoniak-Einspritzdüse 12 mit den Abgasen in dem Abgasrohr 7 gemischt und nach der Mischung und Verteilung, wie durch eine Gasdiffusionsplatte 22 erforderlich, wird es durch den Katalysator 21 geführt, um die Stickoxide in den Abgasen zu reduzieren und zu beseitigen.
  • Außerdem wird die zugeführten Ammoniakmenge proportional mit der Menge der Konzentration der Stickoxide in den Abgasen bestimmt, welche auf der Grundlage der Meßwerte für die Feuchtigkeit der Ansaugluft, der Maschinenleistung und der Abgastemperatur bestimmt wird, wodurch Ammoniak mit einer genaueren optimalen Menge mit einem guten Ansprechverhalten entsprechend der Gesamtmenge der Stickoxide in die Abgase zugeführt wird, wodurch die Stickoxide immer wirksam gemäß der Maschinenlast entfernt werden können und das Rest-Ammoniak nach der Entfernung so weit wie mög:[ich unterdrückt werden kann.
  • Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Beispiele beschrieben, aber die Erfindung ist nicht nur auf diese Beispiele beschränkt.
  • BEISPIEL
  • Ein wabenartiger TiO&sub2; Katalysator, der 2 Gew.-% von V&sub2;O&sub5; und 7 Gew.-% von WO&sub3; enthält (3,2 mm Durchmesser entsprechend 150 mm², 0,6 mm Zellenwanddicke und 450 mm Länge), wurde im Format von 6 x 6 in zwei Schichten in eine Reaktions-Vorrichtung eingebracht, in Verbindung mit dem Abgasrohr 7 einer Dieselmaschine zur Erzeugung von elektrischer Energie. Der Rechner 18 und die Verhältnis-Einstelleinrichtung 19 wurden von der Einrichtung 2 so betrieben, daß das molare Ammoniak/Stickoxid-Verhältnis 0,85 war und Ammoniak wurde in die Abgase in dem Abgasrohr eingespritzt und die Maschine wurde betrieben, während die Abgasverarbeitungsmenge von 3500 bis 5500 Nm³/hr verändert wurde, die Abgastemperatur von 380 bis 430º C und die Stickoxidkonzentration an dem Einlaß von 700 bis 950 ppm. In diesem Fall war das Denitrations-Verhältnis 83 bis 86% und die Ammoniak-Konzentration in den Abgasen am Ausgang der Reaktions-Vorrichtung war 0,5 bis 1,0 ppm.
  • Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß das Verfahren sich hervorragend zur Entfernung von Stickoxiden bei einem hohen Wirkungsgrad und mit einem geringen Veränderungsbereich für das Denitrations-Verhältnis und mit einem extrem geringen Ammoniak-Ausstoß eignet, was sonst eine sekundäre Umweltverschmutzung bewirken würde.
  • Eine Abgas-Reinigungsvorrichtung 31, mit der ein in Figur 7 gezeigter Maschinehauptkörper 30 ausgerüstet ist:, stellt ein Beispiel dar, welches entwickelt wurde, um den zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung auszuführen, wobei sich ein Leistungsmesser 32 oder eine leistungs-proportional anzeigende Einrichtung 34 für eine angetriebene Maschine 33 an dem Maschinenhauptkörper 30 befinden und ein Abgas-Temperaturdetektor 37, ein Vorverdichter 38 und eine Reaktions-Vorrichtung 39 befinden sich an einem Abgasrohr 36 in Verbindung mit einem Verteilerkopf 35 des MaschinenhauptkörPers 30. Außerdem ist ein Ammoniak-Transportrohr 42 mit einer Ammoniak-Einspritzdüse 41 verbunden, die sich in einem Abgas-Flußkanal 40 in dem Abgasrohr 36 an der stromaufwärts gelegenen Seite der Reaktions-Vorrichtung 39 befindet und ein Ammoniak-Steuerventil 43 und ein Ammoniak-Flußmesser 44 befinden sich an dem Ammoniak-Transportrohr 42 und außerdem ist ein Ammoniakbehälter 45 mit dem Rohr 42 verbunden. Außerdem befindet sich ein Zuführungs-Temperaturdetektor 47 an dem Zuführungsrohr 46 zur Verbindung des Vorverdichters 38 mit dem Maschinenhauptkörper 30.
  • Außerdem sind der Leistungsmesser 32 oder die leistungs-proportional anzeigende Einrichtung 34, der Abgas-Temperaturdetektor 37, der Zuführungs-Temperaturdetektor 47 und ein Feuchtigkeits-Detektor 48 zur Messung der Feuchtigkeit von Ansaugluft des Maschinenhauptkörpers 30 mit einem Rechner 49 verbunden, der über eine Verhältnis-Einstelleinrichtung 50 und eine Steuereinrichtung 51 für die Ammoniakflußrate mit dem Ammoniak-Steuerventil 43 verbunden ist.
  • Das heißt, daß die jeweiligen Signale von dem Maschinen-Leistungsmesser 32 oder der proportional anzeigenden Einrichtung 34, dem Abgas-Temperaturdetektor 37, dem Zuführungs-Temperturdetektor 47 und dem Ansaugluft-Feuchtigkeitsdetektor 48 dem Rechner 49 im Ansprechen auf die Last des Maschinenhauptkörpers 30 eingegeben werden. In dem Rechner 49 wird die Gesamt-Ausstoßmenge der Stickoxide berechnet und ein Signal wird der Verhältnis-Einstelleinrichtung 50 eingegeben, in der die zuzuführende Ammoniakmenge auf der Grundlage eines Ainoniak/Stickoxid-Verhältnisses bestimmt wird, welches vorher durch die Verhältnis-Einstelleinrichtung 50 eingestellt wurde.
  • Dann wird der Ausgang von der Verhältnis-Einstelleinrichtung 50 als ein Ammoniak-Flußratensignal der Steuereinrichtung 51 für die Ammoniak-Flußrate eingegeben, die den EIN-AUS-Zustand des Ammoniak-Steuerventils 43 steuert und die Ammoniakmenge steuert, die mit den in die Reaktions-Vorrichtung 39 fließenden Abgasen gemischt werden soll.
  • Die Abgase fließen von dem Verteilerkopf 35 mittels des Abgasrohres 36 in die Reaktions-Vorrichtung 39, die mit einem Katalysator 52 geladen ist.
  • Über das Ammoniak-Transportrohr 42 wird Ammoniak von dem Ammoniak-Behälter 45 zugeführt und nachdem es durch das Ammoniak-Steuerventil 43 auf eine optimale Flußrate gesteuert worden ist, wird es mittels der Ammoniak-Einspritzdüse 41 in dem Abgasrohr 36 in die Abgase gemischt und durch eine Gaszerstreuungsplatte 43 nach Belieben gemischt und zerstreut, durch den Katalysator 52 geführt und reduziert, um die Stickoxide in den Abgasen zu entfernen.
  • Somit wird die zugeführte Ammoniakmenge proportional zur Menge und zur Konzentration der Stickoxide in den Abgasen bestimmt, die auf der Grundlage der Meßwerte für die Feuchtigkeit der Ansaugluft, der Maschinenleistung der Abgas-Temperatur und der Zuführungsluft-Temperatur bestimmt sind, wodurch Ammoniak mit einem guten Ansprechverhalten auf die Gesamtmenge der Stickoxide in den Abgasen in einer genaueren, optimalen Menge zugeführt werden kann und die Stickoxide können immer mit einem hohen Wirkungsgrad entsprechend der Maschinenlast entfernt werden und das Rest-Ammoniak nach der Entfernung kann so weit wie möglich unterdrückt werden.
  • Diese Erfindung wird im folgenden eingehender unter Bezugnahme auf ein Beispiel beschrieben, aber die Erfindung ist nicht nur auf diese Beispiele beschränkt.
  • BEISPIEL
  • Ein wabenartiger TiO&sub2; Katalysator, der 2 Gew.-% von V&sub2;O&sub5; und 7 Gew.-% von WO&sub3; (3,2 mm Durchmesser entsprechend 150 mm², 0,6 mm Zellenwand-Dicke und 54 mm Länge) enthielt, wurde in zwei Schichten im Format 6 x 6 in die Reaktions-Vorrichtung 39 eingebracht, die mit dem Abgasrohr 36 einer Dieselmaschine zur Erzeugung von elektrischer Energie in Verbindung steht.
  • Der Rechner 49 und die Verhältnis-Einstelleinrichtung 50 wurden durch die Einrichtung 31 so betrieben, daß das molare Verhältnis von Ammoniak/Stickoxiden 0,85 war und Ammoniak wurde in die Abgase in das Abgasrohr eingespritzt und die Maschine wurde betrieben, während die Abgas-Verarbeitungsmenge von 3500 bis 5500 Nm³/hr verändert wurde, die Abgas-Temperatur von 380 bis 430ºC und die Stickoxid-Konzentration an dem Einlaß von 700 bis 950 ppm. In diesem Fall war das Denitrations-Verhältnis 85 bis 86% und die Ammoniak-Konzentration in den Abgasen am Ausgang der Reaktions-Vorrichtung war 0,5 bis 0,8 ppm.
  • Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß sich das Verfahren hervorragend zur Entfernung der Stickoxide mit einem hohen Wirkungsgrad, mit einem geringen Änderungsbereich für das Denitrationsverhältnis und mit extrem geringem Ammoniak-Ausstoß eignet, was sonst eine sekundäre Umweltverschmutzung verursachen würde.
  • Eine Abgas-Reinigungsvorrichtung 61, die mit einen in Figur 8 gezeigten Maschinenhauptkörper 60 ausgerüstet ist, stellt ein Beispiel dar, welches zur Ausführung des dritten Aspekts der Erfindung entwickelt wurde und ein Vorverdichter 64 und eine Reaktions-Vorrichtung 65 befinden sich an einem Abgasrohr 63 in Verbindung mit einem Verteilerkopf 62. Außerdem ist ein Ammoniak-Transportrohr 68 mit einer Ammoniak-Einspritzdüse 67 verbunden, welche sich in einem Abgas-Flußkanal 66 in dem Abgasrohr 63 an einer stromaufwärts gelegenen Seite der Reaktions-Vorrichtung 65 befindet und ein Ammoniak-Steuerventil 69 und ein Ammoniak-Flußmesser 70 sind an einem Ammoniak-Transportrohr 68 angeordnet, genauso wie ein Ammoniak-Behälter 71 mit dem Rohr 68 verbunden ist.
  • Außerdem sind ein Gesamtflußmesser 72 zum Messen der Kraftstoff-Verbrauchsmenge, die an den Maschinenhauptkörper 60 zugeführt wird, ein Feuchtigkeitsdetektor 73 zum Messen der Feuchtigkeit von Ansaugluft des Maschinenhauptkörpers 60 mit einem Rechner 74 verbunden, der über eine Verhältnis-Einstelleinrichtung 75 und eine Steuereinrichtung 76 für die Ammoniak-Flußrate mit einem Ammoniak-Steuerventil 69 verbunden ist.
  • Das heißt, daß die jeweiligen Signale von dem Kraftstoff-Flußmesser 72 und dem Feuchtigkeitsdetektor 73 für die Ansaugluft in den Rechner 74 im Ansprechen auf die Last des Maschinenhauptkörpers 60 eingegeben werden. In dem Rechner 74 wird die Gesamt-Ausstoßmenge der Stickoxide berechnet und ein Signal wird der Verhältnis-Einstelleinrichtung 75 eingegeben, in der die zuzuführende Amoniakmenge auf der Grundlage eines vorher durch die Verhältnis-Einstelleinrichtung 75 eingestellten Ammoniak/Stickoxid-Verhältnisses bestimmt wird.
  • Dann wird der Ausgang von der Verhältnis-Einstelleinrichtung 75 als ein Ammoniak-Flußratensignal der Steuereinrichtung 76 für die Ammoniak-Flußrate eingegeben, die den EIN-AUS-Zustand des Ammoniak-Steuerventils 69 steuert und die Ammoniakmenge steuert, die in die in die Reaktions-Vorrichtung 65 fließenden Abgase gemischt wird.
  • Die Abgase fließen von dem Verteilerkopf 62 über das Abgasrohr 63 in die Reaktions-Vorrichtung 65, die mit einem Katalysator 77 beschickt ist.
  • Über das Ammoniak-Transportrohr 68 wird Ammoniak von dem Ammoniak-Behälter 71 zugeführt und nachdem es durch das Ammoniak-Steuerventil 69 auf eine optimale Flußrate gesteuert worden ist, wird es über die Ammoniak-Einspritzdüse 67 mit den Abgasen in dem Abgasrohr 63 gemischt und über eine Gas-Zerstreuungsplatte 78 je nach Anforderung gemischt und zerstreut, durch den Katalysator 77 geführt und reduziert dann, um die Stickoxide in den Abgasen zu entfernen.
  • Dann wird der zugeführte Ammoniakbetrag Proportional zum Betrag und zur Konzentration der Stickoxide in den Abgasen bestimmt, die auf der Grundlage der Meßwerte die Feuchtigkeit der Ansaugluft und der Kraftstoff-Verbrauchsmenge der Maschine bestimmt werden, wodurch Ammoniak mit einer genaueren optimalen Menge, mit gutem Ansprechverhalten auf die Gesamtmenge der Stickoxide in den Abgasen, zugeführt werden kann und die Stickoxide können immer mit einem hohen Wirkungsgrad entsprechend der Maschinenlast entfernt werden und das Rest-Ammoniak nach der Entfernung kann so weit wie möglich unterdrückt werden.
  • Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf ein Beispiel erläutert, aber die Erfindung ist nicht nur auf das Beispiel beschrankt.
  • BEISPIEL
  • Ein wabenartiger TiO&sub2; Katalysator, der 2 Gew.-% von V&sub2;O&sub5; und 7 Gew.-% von WO&sub3; (3,2 mm Durchmesser entsprechend 150 mm², 0,6 mm Zellenwand-Dicke und 450 mm Länge) enthielt, wurde in zwei Schichten im Format 6 x 6 in die Reaktions-Vorrichtung 65 in Verbindung mit dem Abgasrohr 63 einer Dieselmaschine zur Erzeugung von elektrischer Energie eingebracht.
  • Der Rechner 74 und die Verhältnis-Einstelleinricht:ung 75 wurden durch die Einrichtung 61 so betrieben, daß das molare Verhältnis von Ammoniak/Stickoxiden 0,85 war und das Ammoniak wurde in die Abgase in dem Abgasrohr eingespritzt und die Maschine wurde betrieben, während die Abgas-Verarbeitungsmenge von 3500 bis 5500 Nm³/hr verändert wurde, die Abgas-Temperatur von 380 bis 430ºC und die Stickoxid-Konzentration an dem Einlaß von 700 bis 950 ppm. In diesem Fall war das Denitrations-Verhältnis 83 bis 86% und die Ammoniak-Konzentration in den Abgasen am Ausgang der Reaktions-Vorrichtung war 0,5 bis 1,0 ppm.
  • Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß sich das Verfahren hervorragend zur Entfernung von Stickoxiden mit einem hohen Wirkungsgrad, mit einem geringen Veränderungsbereich für das Denitrationsverhältnis und mit extrem geringem Ammoniak-Ausstoß eignet, was sonst eine sekundäre Umweltverschmutzung verursachen würde.
  • Eine Abgas-Reinigungsvorrichtung 81, die mit einem in Figur 9 gezeigten Maschinenhauptkörper 80 ausgerüstet ist, stellt ein Beispiel dar, das zur Ausführung des vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung entwickelt wurde und ein Vorverdichter 85 und eine Reaktions-Vorrichtung 85 befinden sich in einem Ahgasrohr 63 in Verbindung mit einem Verteilerkopf 82 des Maschinenhauptkörpers 80. Außerdem ist ein Ammoniak-Transportrohr 88 mit einer Ammoniak-Einspritzdüse 87 verbunden, die sich in einem Abgas-Flußkanal 86 in dem Abgasrohr 83 an der stromaufwärts gelegenen Seite der Reaktions-Vorrichtung 85 befinden, und ein Ammoniak-Steuerventil 89 und ein Ammoniak-Flußmesser 90 sind an einem Ammoniak-Transportrohr 88 angeordnet, und außerdem ist ein Ammoniak-Behälter 91 mit dem Rohr 88 verbunden. Außerdem befindet sich ein Temperaturdetektor 93 für die Zuführungsluft an einem Zuführungsluftrohr 92 zur Verbindung des Vorverdichters 84 mit dem Maschinenhauptkörper 80.
  • Außerdem sind ein Kraftstoff-Flußmesser 94 zum Messen der dem Maschinenhauptkörper 80 zugeführten Kraftstoff-Verbrauchsmenge, ein Temperaturdetektor 93 für die Zuführungsluft, ein Feuchtigkeitsdetektor 93 zum Messen der Feuchtigkeit von Ansaugluft des Maschinenhauptkörpers 80 mit einem Rechner 96 verbunden, der über eine Verhältnis-Einstelleinrichtung 97 und einer Steuereinrichtung 98 für die Ammoniak-Flußrate mit einem Ammoniak-Steuerventil 89 verbunden ist.
  • Das heißt, daß die jeweiligen Signale von dem Kraftstoff-Flußmesser 94, dem Temperaturdetektor 93 für die Zuführungsluft und den Feuchtigkeitsdetektor 95 für die Ansaugluft dem Rechner 96 im Ansprechen auf die Last des Maschinenhauptkörpers 80 eingegeben werden. In dem Rechner 96 wird die Gesamt-Ausstoßmenge der Stickoxide berechnet und ein Signal wird der Verhältnis-Einstelleinrichtung 97 eingegeben, in der die zuzuführende Ammoniakmenge auf der Grundlage einem vorher von der Verhältnis-Einstelleinrichtung 97 eingestellten Ammoniak/Stickoxid-Verhältnisses bestimmt wird.
  • Dann wird der Ausgang von der Verhältnis-Einstelleinrichtung 97 als ein Ammoniak-Flußratensignal der Steuereinrichtung 98 für die Ammoniak-Flußrate eingegeben, die den EIN-AUS-Zustand des Ammoniak-Steuerventils 89 steuert und die Ammoniakmenge steuert, die in die Abgase gemischt wird, die in die Reaktions-Vorrichtung 85 fließen.
  • Über das Abgasrohr 83 fließen die Abgase von dem Verteilerkopf 82 in die Reaktionsvorrichtung 85, die mit einem Katalysator 99 beschickt ist.
  • Über das Amoniak-Transportrohr 98 wird von dem Ammoniak-Behälter 91 Ammoniak zugeführt und nachdem es von dem Ammoniak-Steuerventil 89 auf eine optimale Flußrate gesteuert wird, wird es mittels der Ammoniak-Einspritzdüse 87 mit den Abgasen in dem Abgasrohr 83 gemischt und je nach Anforderung durch eine Gas-Zerstreuungsplatte 100 gemischt und zerstreut und durch den Katalysator 99 geführt und reduziert dann, um die Stickoxide in den Abgasen zu entfernen.
  • Dabei wird die zugeführte Ammoniakmenge proportional zur Menge und zur Konzentration der Stickoxide in den Abgasen bestimmt, die auf der Grundlage der Meßwerte für die Feuchtigkeit der Ansaugluft, der Kraftstoff-Verbrauchsmenge der Maschine und der Temperatur der Zuführungsluft bestimmt wird, wodurch Ammoniak bei einer genaueren, optimalen Menge zugeführt werden kann, mit gutem Ansprechverhalten auf die Gesamtmenge der Stickoxide in den Abgasen, und die Stickoxide können immer mit einem hohen Wirkungsgrad entsprechend der Maschinenlast entfernt werden und das Rest-Ammoniak nach der Entfernung kann so weit wie möglich verringert werden.
  • Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf ein Beispiel erläutert, aber die Erfindung ist nicht nur auf das Beispiel beschränkt.
  • BEISPIEL
  • Ein wabenartiger TiO&sub2; Katalysator, der 2 Gew.-% von V&sub2;O&sub5; und 7 Gew.-% von WO&sub3; (3,2 mm Durchmesser entsprechend 150 mm², 0,6 mm Zellenwand-Dicke und 450 mm Länge) enthielt, wurde in zwei Schichten im Format 6 x 6 in die Reaktions-Vorrichtung 85 in Verbindung mit dem Abgasrohr 83 einer Dieselmaschine zur Erzeugung von elektrischer Energie eingebracht.
  • Der Rechner 96 und die Verhältnis-Einstelleinrichtung 97 wurden durch die Einrichtung 81 so betrieben, daß das molare Verhältnis von Ammoniak/Stickoxiden 0,85 war und das Ammoniak wurde in die Abgase in dem Abgasrohr eingespritzt und die Maschine wurde betrieben, während die Abgas-Verarbeitungsmenge von 3500 bis 5500 Nm³/hr verändert wurde, die Abgas-Temperatur von 380 bis 430ºC und die Stickoxid-Konzentration an dem Einlaß von 700 bis 950 ppm. In diesem Fall war das Denitrations-Verhältnis 82 bis 85% und die Ammoniak-Konzentration in den Abgasen am Ausgang der Reaktions-Vorrichtung war 0,4 bis 1,1 ppm.
  • Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß sich das Verfahren hervorragend zur Entfernung von Stickoxiden mit einem hohen Wirkungsgrad, mit einem geringen Veränderungsbereich für das Denitrationsverhältnis und mit extrem geringem Ammoniak-Ausstoß eignet, was sonst eine sekundäre Umweltverschmutzung verursachen würde.
  • Eine Abgas-Reinigungsvorrichtung 111, die mit einem in Figur 10 gezeigten Maschinenhauptkörper 110 ausgerüstet ist, stellt ein Beispiel dar, das zur Ausführung des ersten und des sechsten Aspekts der vorliegenden Erfindung entwickelt wurde, wobei sich ein Leistungsmesser 112 oder eine leistungs-proportional anzeigende Einrichtung 114 für eine angetriebene Maschine 113 an dem Maschinenhauptkörper 110 befindet, während sich ein Abgas-Temperaturdetektor 117, ein Vorverdichter 118 zur Verdichtung von Ansaugluft und eine Reaktions-Vorrichtung 119 an einem Abgasrohr 116 in Verbindung mit in einen Verteilerkopf 115 befnden.
  • Der Vorverdichter 118 besitzt einen bekannten mechanischen Aufbau zur Verdichtung von einer Maschine zugeführter Luft unter Verwendung des Drucks von Abgasen, um eine Erhöhung der Maschinenleistung zu ermöglichen, wobei eine Turbinenschaufel auf der Seite eines Abgaskanals 120 und eine Gebläseschaufel auf der Luftzuführungsseite mittels einer Welle verbunden sind und wenn die Turbinenschaufel auf der Seite des Abgas-Flußkanals 120 unter dem Druck der Abgase gedreht wird, wird die Gebläseschaufel auf der Luftzuführungsseite ebenfalls gedreht, um die Einlaßluft für die Maschine zu komprimieren.
  • Außerdem ist ein Ammoniak-Transportrohr 122 mit einer Ammoniak-Einspritzdüse 121 verbunden, die sich in einem Abgas-Flußkanal 120 in dem Abgasrohr 116 an der stromaufwärts liegenden Seite des Vorverdichters 118 befindet und ein Ammoniak-Steuerventil 123 und ein Ammoniak-Flußmesser 124 sind an einem Ammoniak-Transportrohr 122 angeordnet und außerdem ist ein Ammoniak-Behälter 125 mit dem Rohr 122 verbunden.
  • Außerdem ist der Leistungsmesser 112 oder die leistungs-proportional anzeigende Einrichtung 114, der Abgas-Temperaturdetektor 117 und ein Feuchtigkeits-Detektor 126 zur Messung der Feuchtigkeit der Ansaugluft des Maschinenhauptkörpers 110 mit einem Rechner 127 verbunden, der über eine Verhältnis-Einstelleinrichtung 128 und einer Steuereinrichtung 129 für die Ammoniak-Flußrate mit einem Ammoniak-Steuerventil 123 verbunden ist.
  • Das heißt, daß die jeweiligen Signale von dem Kraftstoff-Flußmesser 112 oder der proportional anzeigenden Einrichtung 114, dem Abgas-Temperaturdetektor 117 und dem Feuchtigkeits-Detektor 126 für die Ansaugluft dem Rechner 127 im Ansprechen auf die Last des Maschinenhauptkörpers 110 eingegeben werden. In dem Rechner 127 wird die Gesamt-Ausstoßmenge der Stickoxide berechnet und ein Signal wird der Verhältnis-Einstelleinrichtung 128 eingegeben, in der die zuzuführende Ammoniakmenge auf der Grundlage eines durch die Verhältnis-Einstelleinrichtung 128 vorher eingestellten Ammoniak/Stickoxid-Verhältnisses bestimmt wird.
  • Außerdem wird der Ausgang der Verhältnis-Einstelleinrichtung 128 als ein Ammoniak-Flußratensignal der Steuereinrichtung 129 für die Ammoniak-Flußrate eingegeben, die den EIN-AUS-Zustand des Ammoniak-Steuerventils 123 steuert und die Ammoniakmenge steuert, die in die Abgase gemischt wird, die über den Vorverdichter 118 in die Reaktions-Vorrichtung 119 fließen.
  • Die Abgase fließen von dem Verteilerkopf 115 über das Abgasrohr 116, durch den Vorverdichter 118 in die Reaktions-Vorrichtung 119, die mit einem Katalysator 130 beschickt ist.
  • Von dem Ammoniak-Behälter 125 wird über das Ammoniak-Transportrohr 122 Ammoniak zugeführt und nachdem es durch das Ammoniak-Steuerventil 123 auf eine optimale Flußrate gesteuert worden ist, wird es über die Ammoniak-Einspritzdüse 121 in die Abgase in dem Abgas-Flußkanal 120 an der stromaufwärts liegenden Seite des Vorverdichters 118 gemischt, durch die Turbinenschaufel des Vorverdichters 118 ausreichend mit den Abgasen gemischt und gerührt, je nach Anforderung durch eine Gas-Zerstreuungsplatte 131 gemischt und zerstreut, tritt dann in die Reaktions-Vorrichtung 119 ein und läuft durch den Katalysator 130 und reduziert dann, um die Stickoxide in den Abgasen zu entfernen.
  • Dann wird der zugeführte Ammoniakbetrag proportional zur Menge und zur Konzentration der Stickoxide in den Abgasen bestimmt, die auf der Grundlage der Meßwerte für die Feuchtigkeit der Ansaugluft, der Maschinenleistung und der Abgas-Temeperatur bestimmt werden, wodurch an die stromaufwärts liegende Seite des Vorverdichters in den Abgas-Flußkanälen Ammoniak mit einer genaueren, optimalen Menge mit einem guten Ansprechverhalten auf die Gesamtmenge der Stickoxide zugeführt werden kann und während eines Durchlaufens durch den Vorverdichter ausreichend und gleichmäßig gemischt und dann an die Reaktions-Vorrichtung geführt werden kann.
  • Dementsprechend können die Stickoxide ohne Behinderung der Bewegung der Dieselmaschine und mit einem verbesserten Reaktionswirkungsgrad in der Reaktions-Vorrichtung im Ansprechen auf die Maschinenlast immer wirksam entfernt werden und außerdem kann das Rest-Ammoniak nach der Entfernung so weit wie möglich unterdrückt werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf ein Beispiel beschrieben, aber die Erfindung ist nicht nur auf das Beispiel beschränkt.
  • BEISPIEL
  • Ein wabenartiger TiO&sub2; Katalysator, der 2 Gew.-% von V&sub2;O&sub5; und 7 Gew.-% von WO&sub3; (3,2 mm Durchmesser entsprechend 150 mm², 0,6 mm Zellenwand-Dicke und 450 mm Länge) enthielt, wurde in zwei Schichten im Format 6 x 6 in die Reaktions-Vorrichtung 119 in Verbindung mit dem Abgasrohr 116 einer Dieselmaschine zur Erzeugung von elektrischer Energie eingebracht.
  • Der Rechner 121 und die Verhältnis-Einstelleinrichtung 128 wurden durch die Einrichtung 111 so betrieben,, daß das molare Verhältnis von Ammoniak/Stickoxid 0,85 war und das Ammoniak wurde in die Abgase in dem Abgasrohr eingespritzt und die Maschine wurde betrieben, während die Abgas-Verarbeitungsmenge von 3500 bis 5500 Nm³/hr verändert wurde, die Abgas-Temperatur von 380 bis 430ºC und die Stickoxid-Konzentration an dem Einlaß von 700 bis 950 ppm.
  • In diesem Fall war das Denitrations-Verhältnis 83 bis 86% und die Ammoniak-Konzentration in den Abgasen am Ausgang der Reaktions-Vorrichtung war 0,5 bis 1,0 ppm.
  • Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß sich das Verfahren hervorragend zur Entfernung von Stickoxiden mit einem hohen Wirkungsgrad, mit einem geringeren Veränderungsbereich für das Denitrationsverhältnis und mit extrem geringem Ammoniak-Ausstoß eignet, was sonst eine sekundäre Umweltverschmutzung verursachen würde, und außerdem ist der Reaktionswirkungsgrad für den denitrierenden Katalysator in der Reaktions-Vorrichtung groß, da die Stickoxide in den Abgasen vorher ausreichend und gleichmäßig gemischt werden und die Maschinenleistung nicht verringert wird.
  • Eine mit einem Maschinenhauptkörper 140 ausgerüstete und in Figur 11 gezeigte Abgas-Reinigungsvorrichtung 141 stellt ein Beispiel dar, welches zur Ausführung des zweiten und des sechsten AsPekts der vorliegenden Erfindung entwickelt wurde, wobei sich ein Leistungsmesser 142 oder eine leistungs-proportional anzeigende Einrichtung 144 für eine angetriebene Maschine 143 an dem Maschinenhauptkörper 140 befindet, während sich ein Abgas-Temperaturdetektor 147, ein Vorverdichter 148 zur Komprimierung von Ansaugluft und eine Reaktions-Vorrichtung 149 an einem Abgasrohr 146 in Verbindung mit einem Verteilerkopf 145 des Maschinenhauptkörpers befinden.
  • Der Vorverdichter 148 besitzt einen bekannten mechanischen Aufbau zur Verdichtung von einer Maschine zugeführter Luft, unter Verwendung des Drucks von Abgasen, um einen Anstieg der Maschinenleistung zu ermöglichen, wobei eine Turbinenschaufel auf der Seite eines Abgas-Kanals 150 und eine Gebläseschaufel auf der Seite der Luftzuführung mittels einer Welle verbunden sind und wenn die Turbinenschaufel auf der Seite des Abgas-Flußkanals 150 unter dem Druck der Abgase gedreht wird, wird außerdem das Gebläseblatt auf der Seite der Luftzuführung gedreht, um die Einlaßluft für die Maschine zu verdichten.
  • Außerdem ist ein Ammoniak-Transportrohr 152 mit einer Ammoniak-Einspritzdüse 151 verbunden, die sich in einem Abgas-Flußkanal 150 in dem Abgas-Rohr 146 an der stromaufwärts liegenden Seite des Vorverdichters 148 befindet und ein Ammoniak-Steuerventil 153 und ein Ammoniak-Flußmesser 154 sind an einem Ammoniak-Transportrohr 152 angeordnet und außerdem ist ein Ammoniak-Behälter 155 mit dem Rohr 152 verbunden. Außerdem befindet sich ein Temperaturdetektor 157 für Zuführungsluft an einem Zuführungsluftrohr 156 zur Verbindung des Vorverdichters 148 mit dem Maschinenhauptkörper 140.
  • Außerdem sind der Leistungsmesser 142 oder die leistungs-proportional anzeigende Einrichtung 144, der Abgas-Temperaturdetektor 147, der Zuführungsluft-Temperaturdetektor 157 und der Feuchtigkeitsdetektor 158 zur Messung der Feuchtigkeit von der Ansaugluft des Maschinenhauptkörpers 140 mit einem Rechner 159 verbunden, der über eine Verhältnis-Einstelleinrichtung 160 und eine Steuereinrichtung 161 für die Ammoniak-Flußrate mit dem Ammoniak-Steuerventil 153 verbunden ist.
  • Das heißt, daß im Ansprechen auf die Last des Maschinenhauptkörpers 140 jeweilige Signale von dem Maschinen-Leistungsmesser 142 oder der proportional anzeigenden Einrichtung 144, dem Abgas-Temperaturdetektor 147, dem Zuführungsluft-Temperaturdetektor 157 und dem Ansaugluft-Feuchtigkeitsdetektor 158 in den Rechner 159 eingegeben werden. In dem Rechner 159 wird die Gesamt-Ausstoßmenge der Stickoxide berechnet und ein Signal wird der Verhältnis-Einstelleinrichtung 160 eingegeben, in der die zuzuführende Ammoniakmenge auf der Grundlage eines vorher von der Verhältnis-Einstelleinrichtung 160 eingestellten Ammoniak/Stickoxid-Verhältnisses bestimmt wird.
  • Dann wird der Ausgang von der Verhältnis-Einstelleinrichtung 160 als ein Ammoniak-Flußratensignal der Steuereinrichtung 161 für die Ammoniak-Flußrate eingegeben, die den EIN-AUS-Zustand des Ammoniak-Steuerventils 153 steuert und die Ammoniakmenge steuert, die in die Abgase gemischt wird, die über den Vorverdichter 148 in die Reaktions-Vorrichtung 149 fließen.
  • Die Abgase fließen von dem Verteilerkopf 145 mittels des Abgasrohres 146 durch den Vorverdichter 148 in die Reaktions-Vorrichtung 149, die mit einem Katalysator 162 geladen ist.
  • Über das Ammoniak-Transportrohr 142 wird von dem Ammoniak-Behälter 155 Ammoniak zugeführt und nachdem es durch das Ammoniak-Steuerventil 153 auf eine optimale Flußrate eingestellt worden ist, wird es mittels der Ammoniak-Einspritzdüse 151 mit den Abgasen in dem Abgas-Flußkanal 150 an der stromaufwärts liegenden Seite des Vorverdichters 148 gemischt, durch die Turbinenschaufel des Vorverdichters 148 ausreichend mit den Abgasen gemischt und umgerührt und je nach Anforderung durch eine Gas-Zerstreuungsplatte 143 gemischt und zerstreut, tritt dann in die Reaktions-Vorrichtung 149 ein und wird durch den Katalysator 162 geführt und reduziert, um dann die Stickoxide in den Abgasen zu entfernen.
  • Dabei wird die zugeführte Ammoniakmenge proportional zur Menge und zur Konzentration der Stickoxide in den Abgasen bestimmt, die auf der Grundlage der Meßwerte für die Feuchtigkeit der Ansaugluft, der Maschinenleistung und der Abgastemperatur bestimmt worden ist, wodurch Ammoniak mit einer genaueren, optimalen Menge, bei einem guten Ansprechverhalten auf die Gesamtmenge der Stickoxide an die stromaufwärts liegende Seite des Vorverdichters in den Abgas-Flußkanälen zugeführt werden, im Verlauf des Durchführens durch den Vorverdichter ausreichend und gleichmäßig gemischt werden und dann in die Reaktions-Vorrichtung geführt werden. Dementsprechend können die Stickoxide immer im Ansprechen auf die Maschinenlast ohne Behinderung der Bewegung der Dieselmaschine und mit einem verbesserten Reaktions-Wirkungsgrad in der Reaktions-Vorrichtung entfernt werden und außerdem kann das Rest-Ammoniak nach der Entfernung so niedrig wie möglich gehalten werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf ein Beispiel beschrieben, aber die Erfindung ist nicht nur auf das Beispiel beschränkt.
  • BEISPIEL
  • Ein wabenartiger TiO&sub2; Katalysator, der 2 Gew.-% von V&sub2;O&sub5; und 7 Gew.-% von WO&sub3; (3,2 mm Durchmesser entsPrechend 150 mm², 0,6 mm Zellenwand-Dicke und 450 mm Länge) enthielt, wurde in zwei Schichten im Format 6 x 6 in die Reaktions-Vorrichtung 149 in Verbindung mit dem Abgasrohr 146 einer Dieselmaschine zur Erzeugung von elektrischer Energie eingebracht.
  • Der Rechner 159 und die Verhältnis-Einstelleinrichtung 160 wurden durch die Einrichtung 141 so betrieben, daß das molare Verhältnis von Ammoniak/Stickoxiden 0,85 war und das Ammoniak wurde in die Abgase in dem Abgasrohr eingespritzt und die Maschine wurde betrieben, während die Abgas-Verarbeitungsmenge von 3500 bis 5500 Nm³/hr verändert wurde, die Abgas-Temperatur von 380 bis 430ºC und die Stickoxid-Konzentration an dem Einlaß von 700 bis 950 ppm.
  • In diesem Fall war das Denitrations-Verhältnis 84 bis 86% und die Ammoniak-Konzentration in den Abgasen am Ausgang der Reaktions-Vorrichtung war 0,5 bis 0,8 ppm.
  • Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß sich das Verfahren hervorragend zur Entfernung von Stickoxiden mit einem hohen Wirkungsgrad, mit einem geringeren Veränderungsbereich für das Denitrationsverhältnis und mit einem extrem geringen Ammoniak-Ausstoß eignet, welcher sonst eine sekundäre Umweltverschmutzung verursachen würde, und außerdem ist der Reaktions-Wirkungsgrad bei dem denitrierenden Katalysator in der Reaktions-Vorrichtung hoch, da die Stickoxide in den Abgasen vorher ausreichend und gleichmäßig gemischt werden und die Maschinenleistung nicht verkleinert wird.
  • Eine in Figur 12 gezeigte, mit einem Maschinenhauptkörper 170 ausgerüstete Abgas-Reinigungsvorrichtung 171 stellt ein Beispiel dar, welches zur Ausführung der dritten und der sechsten Aspekte der vorliegenden Erfindung entwickelt wurde, wobei sich ein Vorverdichter 174 zur Kompression von Ansaugluft und eine Reaktions-Vorrichtung 175 an einem Abgasrohr 173 in Verbindung mit einem Verteilerkopf 172 des Maschinenhauptkörpers 170 befinden.
  • Der Vorverdichter 174 besitzt einen bekannten mechanischen Aufbau zur Kompression von einer Maschine zugeführter Luft unter Verwendung des Drucks von Abgasen, um einen Anstieg der Maschinenleistung zu ermöglichen, wobei eine Turbinenschaufel auf der Seite eines Abgaskanals 176 und eine Gebläseschaufel auf der Luftzuführungsseite über eine Welle verbunden sind und wenn die Turbinenschaufel auf der Seite des Abgas-Flußkanals 176 unter dem Druck der Abgase gedreht wird, wird außerdem die Gebläseschaufel auf der Luftzuführungsseite gedreht, um die Einlaßluft für die Maschine zu verdichten.
  • Außerdem ist ein Ammoniak-Transportrohr 178 mit einer Ammoniak-Einspritzdüse 177 verbunden, die sich in einem Abgas-Flußkanal 176 in dem Abgasrohr 172 an der stromaufwärts liegenden Seite des Vorverdichters 174 befindet und ein Ammoniak-Steuerventil 179 und ein Ammoniak-Flußmesser 180 sind an einem Ammoniak-Transportrohr 178 angeordnet und außerdem ist ein Ammoniak-Behälter 179 mit dem Rohr 178 verbunden.
  • Dabei sind ein vollständiger Flußmesser 182 zur Messung der Verbrauchsmenge von Kraftstoff, der dem Maschinenhauptkörper 170 zugeführt wird, der Feuchtigkeitsdetektor 183 zur Messung der Feuchtigkeit von Ansaugluft des Maschinenhauptkörpers 170 mit einem Rechner 184 verbunden, der über eine Verhältnis-Einstelleinrichtung 185 und eine Steuereinrichtung 186 für die Ar&noniak-Flußrate mit dem Ammoniak-Steuerventil 179 verbunden ist.
  • Das heißt, daß im Ansprechen auf die Last des Maschinenhauptkörpers 170 jeweilige Signale von dem Kraftstoff-Flußmesser 182 und dem Ansaugluft-Feuchtigkeitsdetektor 183 dem Rechner 184 eingegeben werden. In dem Rechner 184 wird die Gesamt-Ausstoßmenge der Stickoxide berechnet und ein Signal wird der Verhältnis-Einstelleinrichtung 185 eingegeben, in der die zuführende Ammoniakmenge auf der Grundlage eines vorher von der Verhältnis-Einstelleinrichtung 185 eingestellten Ammoniak/Stickoxid-Verhältnisses bestimmt wird.
  • Dabei wird der Ausgang von der Verhältnis-Einstelleinrichtung 185 als ein Ammoniak-Flußratensignal in die Steuereinrichtung 186 für die Ammoniak-Flußrate eingegeben, die den EIN-AUS-Zustand des Ammoniak-Steuerventils 179 steuert und die Ammoniakmenge steuert, die in die Abgase gemischt wird, die mittels des Vorverdichters 174 in die Reaktions-Vorrichtung 175 fließen.
  • Abgase fließen von dem Verteilerkopf 172 über das Abgasrohr 173 und durch den Vorverdichter 174 in die Reaktions-Vorrichtung 175, die mit einem Katalysator 187 geladen ist.
  • Über das Ammoniak-Transportrohr 152 wird von dem Ammoniak-Behälter 181 Ammoniak zugeführt und nachdem es durch das Ammoniak-Steuerventil 179 auf eine optimale Flußrate gesteuert worden ist, wird es mittels der Ammoniak-Einspritzdüse 177 mit den Abgasen in dem Abgas-Flußkanal 176 an der stromaufwärts liegenden Seite des Vorverdichters 174 gemischt, durch die Turbinenschaufel des Vorverdichters 174 ausreichend gemischt und umgerührt und je nach Anforderung durch eine Gas-Zerstreuungsplatte 188 gemischt und zerstreut, tritt in die Reaktions-Vorrichtung 175 ein und wird durch den Katalysator 187 geführt und reduziert dann, um die Stickoxide in den Abgasen zu entfernen.
  • Dabei wird die zugeführte Ammoniakmenge Proportional zur Menge und zur Konzentration der Stickoxide in den Abgasen bestimmt, die auf der Grundlage der Meßwerte für die Feuchtigkeit der Ansaugluft und der Kraftstoff-Verbrauchsmenge der Maschine bestimmt werden, wodurch Ammoniak bei einer genaueren, optimalen Menge und mit einem guten Ansprechverhalten auf die Gesamtmenge der Stickoxide an die stromaufwärts liegende Seite des Vorverdichters in den Abgas-Flußkanälen zugeführt werden kann und im Verlauf einer Durchführung durch den Vorverdichter ausreichend und gleichmäßig gemischt: wird und dann in die Reaktions-Vorrichtung fließt.
  • Dementsprechend können Stickoxide immer wirksam im Ansprechen auf die Maschinenlast und ohne Behinderung der Bewegung der Dieselmaschine und mit einem verbesserten Reaktionswirkungsgräd in der Reaktions-Vorrichtung entfernt werden und außerdem kann das Rest-Ammoniak nach der Entfernung so niedrig wie möglich gehalten werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf ein Beispiel beschrieben, aber die Erfindung ist nicht nur auf das Beispiel beschränkt.
  • BEISPIEL
  • Ein wabenartiger TiO&sub2; Katalysator, der 2 Gew.-% von V&sub2;O&sub5; und 7 Gew.-% von WO&sub3; (3,2 mm Durchmesser entsprechend 150 mm², 0,6 mm Zellenwand-Dicke und 450 mm Länge) enthielt, wurde in zwei Schichten im Format 6 x 6 in die Reaktions-Vorrichtung 175 in Verbindung mit dem Abgasrohr 173 einer Dieselmaschine zur Erzeugung von elektrischer Energie eingebracht.
  • Der Rechner 184 und die Verhältnis-Einstelleinrichtung 185 wurden durch die Einrichtung 171 so betrieben, daß das molare Verhältnis von Ammoniak/Stickoxiden 0,85 war und das Ammoniak wurde in die Abgase in dem Abgasrohr eingespritzt und die Maschine wurde betrieben, wäLrend die Abgas-Verarbeitungsmenge von 3500 bis 5500 Nm³/hr verändert wurde, die Abgas-Temperatur von 380 bis 430ºC und die Stickoxid-Konzentration an dem Einlaß von 700 bis 950 ppm.
  • In diesem Fall war das Denitrations-Verhältnis 84 bis 86% und die Ammoniak-Konzentration in den Abgasen am Ausgang der Reaktions-Vorrichtung war 0,5 bis 1,0 ppm.
  • Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß sich das Verfahren hervorragend zur Entfernung von Stickoxiden mit einem höheren Wirkungsgrad, mit einem geringeren Veränderungsbereich für das Denitrationsverhältnis und mit einem extrem geringem Ammoniak-Ausstoß eignet, welcher sonst eine sekundäre Umweltverschmutzung verursachen würde, und außerdem ist der Reaktions-Wirkungsgrad bei dem denitrierenden Katalysator in der Reaktions-Vorrichtung hoch, da die Stickoxide in den Abgasen vorher ausreichend und gleichmäßig gemischt werden und die Maschinenleistung ist nicht herabgesetzt.
  • Eine in Figur 13 gezeigte, mit einem Maschinehauptkörper 190 ausgerüstete Abgas-Reinigungsvorrichtung 191 stellt ein Beispiel dar, das zur Ausführung der vierten und der sechsten Aspekte der vorliegenden Erfindung entwickelt wurde, wobei sich ein Vorverdichter 194 zur Verdichtung von Ansaugluft und eine Reaktions-Vorrichtung 195 an einem Abgasrohr 193 in Verbindung mit einem Verteilerkopf 192 des Maschinenhauptkörpers 190 befinden.
  • Der Vorverdichter 194 besitzt einen bekannten mechanischen Aufbau zum Verdichten von einer Maschine zugeführter Luft unter Verwendung des Drucks von Abgasen, um einen Anstieg der Maschinenleistung zu ermöglichen, wobei eine Turbinenschaufel auf der Seite eines Abgaskanals 196 und eine Gebläseschaufel auf der Luftzuführungsseite mittels einer Welle verbunden sind und wenn die Turbinenschaufel auf der Seite des Abgas-Flußkanals 196 unter dem Druck der Abgase gedreht wird, wird die Gebläseschaufel auf der Luftzuführungsseite ebenfalls gedreht, um die Einlaßluft für die Maschine zu verdichten.
  • Außerdem ist ein Ammoniak-Transportrohr 198 mit einer Ammoniak-Einspritzdüse 197 verbunden, die sich in einem Abgas-Flußkanal 196 in dem Abgasrohr 193 an der stromaufwärts liegenden Seite des Vorverdichters 194 befindet und ein Ammoniak-Steuerventil 199 und ein Ammoniak-Flußmesser 200 sind an dem Ammoniak-Transportrohr 198 angeordnet und außerdem ist ein Ammoniak-Behälter 201 mit dem Rohr 198 verbunden.
  • Dabei ist ein vollständiger Flußmesser 204 zur Messung der Verbrauchsmenge von Kraftstoff, die dem Maschinenhauptkörper 190 zugeführt wird, der Feuchtigkeitsdetektor 205 zur Messung der Feuchtigkeit von Ansaugluft des Maschinenhauptkörpers 190 mit einem Rechner 206 verbunden, der über eine Verhältnis-Einstelleinrichtung 207 und einer Steuereinrichtung 208 für die Ammoniak-Flußrate mit dem Ammoniak-Steuerventil 199 verbunden ist.
  • Das heißt, daß im Ansprechen der Last des Maschinenhauptkörpers 190 jeweilige Signale von dem Kraftstoff-Flußmesser 204 und dem Ansaugluft-Feuchtigkeitsdetektor 205 dem Rechner 206 eingegeben werden. In dem Rechner 206 wird die Gesamt-Ausstoßmenge der Stickoxide berechnet und ein Signal wird der Verhältnis-Einstelleinrichtung 207 eingegeben, in der die zuzuführende Ammoniakmenge auf der Grundlage eines vorher von der Verhältnis-Einstelleinrichtung 207 eingestellten Ammoniak/Stickoxid-Verhältnisses bestimmt wird.
  • Dabei wird der Ausgang von der Verhältnis-Einstelleinrichtung 207 als ein Ammoniak-Flußratensignal der Steuereinrichtung 208 für die Ammoniak-Flußrate eingegeben, die den EIN-AUS-Zustand des Ammoniak-Steuerventils 199 steuert und die Ammoniakmenge steuert, die mit den Abgasen gemischt wird, die mittels des Vorverdichters 194 in die Reaktions-Vorrichtung 195 fließen.
  • Die Abgase fließen von dem Verteilerkopf 192 über das Abgasrohr 193 und über den Vorverdichter 194 in die Reaktions-Vorrichtung 195, die mit einem Katalysator 209 geladen ist.
  • Von dem Ammoniak-Behälter 201 wird über das Ammoniak-Transportrohr 198 Ammoniak zugeführt und nachdem es durch das Ammoniak-Steuerventil 199 auf eine optimale Flußrate gesteuert worden ist, wird es über die Ammoniak-Einspritzdüse 197 mit den Abgasen in dem Abgas-Flußkanal 196 an der stromaufwärts liegenden Seite des Vorverdichters 194 gemischt, von der Turbinenschaufel des Vorverdichters 194 mit den Abgasen ausreichend gemischt und umgerührt und wie benötigt von einer Gas-Zerstreuungsplatte 210 gemischt und zerstreut, tritt in die Reaktions-Vorrichtung 195 ein und läuft durch den Katalysator 109 und reduziert dann, um die Stickoxide in den Abgasen zu entfernen.
  • Dabei wird die zugeführte Ammoniakmenge proportional zur Menge und zur Konzentration der Stickoxide in den Abgasen bestimmt, die auf der Grundlage der Meßwerte für die Feuchtigkeit der Ansaugluft, der Kraftstoff-Verbrauchsmenge der Maschine und der Zuführungslufttemperatur bestimmt werden, wodurch Ammoniak an die stromaufwärts gelegene Seite des Vorverdichters in den Abgas-Flußkanälen mit einer genaueren, optimalen Menge und mit einem guten Ansprechverhalten auf die Gesamtmenge der Stickoxide zugeführt werden kann und im Verlauf des Durchlaufens durch den Vorverdichter ausreichend und gleichmäßig gemischt und dann an die Reaktions-Vorrichtung geführt werden kann. Dementsprechend können Stickoxide irnrner wirksam im Ansprechen auf die Maschinelast, ohne eine Behinderung der Bewegung der Dieselmaschine und bei einem verbesserten Reaktionswirkungsgrad in der Reaktions-Vorrichtung entfernt werden und außerdem kann das Rest-Ammoniak nach der Entfernung so weit wie möglich herabgesetzt werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf ein Beispiel beschrieben, aber die Erfindung ist nicht nur auf dieses Beispiel beschränkt.
  • BEISPIEL
  • Ein wabenartiger TiO&sub2; Katalysator, der 2 Gew.-% von V&sub2;O&sub5; und 7 Gew.-% von WO&sub3; (3,2 mm Durchmesser entsprechend 150 mm², 0,6 mm Zellenwand-Dicke und 450 mm Länge) enthielt, wurde in zwei Schichten im Format 6 x 6 in die Reaktions-Vorrichtung 195 in Verbindung mit dem Abgasrohr 193 einer Dieselmaschine zur Erzeugung von elektrischer Energie eingebracht.
  • Der Rechner 206 und die Verhältnis-Einstelleinrichtung 297 wurden durch die Einrichtung 191 so betrieben, daß das molare Verhältnis von Ammoniak/Stickoxiden 0,85 war und das Ammoniak wurde in die Abgase in dem Abgasrohr eingespritzt und die Maschine wurde betrieben, während die Abgas-Verarbeitungsmenge von 3500 bis 5500 Nm³/hr, die Abgas-Temperatur von 380 bis 430ºC und die Stickoxid-Konzentration an dem Einlaß von 700 bis 950 ppm verändert wurde.
  • In diesem Fall war das Denitrations-Verhältnis 82 bis 85% und die Ammoniak-Konzentration in den Abgasen am Ausgang der Reaktions-Vorrichtung war 0,4 bis 1,1 ppm.
  • Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß sich das Verfahren hervorragend zur Entfernung von Stickoxiden mit einem hohen Wirkungsgrad, mit einem geringeren Veränderungsbereich für das Denitrationsverhältnis und mit einem extrem geringem Ammoniak-Ausstoß eignet, welcher sonst eine sekundäre Umweltverschmutzung verursachen würde, und außerdem ist der Reaktions-Wirkungsgrad bei dem denitrierenden Katalysator in der Reaktions-Vorrichtung hoch, da die Stickoxide in den Abgasen vorher ausreichend und gleichmäßig gemischt werden und die Maschinenleistung nicht verringert wird.
  • Die Form des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Katalysators kann eine plättchenartige, kugelförmige, körnige, plattenartige, röhrenförmige, wabenartige Form, etc. umfassen.
  • Insbesondere wird die wabenartige (zellenförmige) Form bevorzugt, da die erforderliche Katalysatormenge aufgrund eines großen geometrischen Oberflächenbereichs und eines niedrigen Druckverlusts in der Katalysatorschicht verkleinert werden kann.
  • Keine besonderen Beschränkungen existieren für die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Katalysatorzusammensetzungen und ein Katalysator, der hauptsächlich Titan umfaßt oder ein Katalysator vom Zeolit-Typ, wird bevorzugt.
  • Insbesondere kann ein bevorzugtes Ergebnis mit einem Katalysator vorgesehen werden, der ein Titan enthaltendes Oxid als den Zusatz A mit 60 bis 99,5 Gew.-% und ein Oxid aus wenistens einem Element ausgewählt aus der Gruppe, die aus Vanadin, Wolfram, Molybdän, Mangan, Kupfer, Eisen, Kobalt, Cerium und Zinn als den Zusatz B im Bereich von 0,5 bis 40 Gew.-% umfaßt.
  • Ein bevorzugtes Ergebnis kann durch ein Oxid vorgesehen werden, welches Titan als den Katalysator-Zusatz A umfaßt und dies kann beispielsweise Titan-Oxid, ein Zweikomponentenoxid aus Titan und Silizium (im fo].genden als TiO&sub2;-SiO&sub2; bezeichnet), ein Zweikomponentenoxid aus Titan und Zirkon, ein Dreikomponentenoxid, das Titan, Silizium und Zirkon umfaßt, etc. umfassen. Ein bevorzugtes Ergebnis kann mit dem spezifischen Oberflächenbereich des Zusatzes A von größer als 10m²/g, insbesondere größer als 20m²/g erreicht werden.
  • Für das in der vorliegenden Erfindung verwendete Reduktionsmittel kann Ammoniakgas, flüssiges Ammoniak und andere Harnstoffe, sowie Ammoniaksalz, wie beispielsweise Ammoniaknitrat, verwendet werden, das bei Wärmezerfall Ammoniak freisetzt. Die bezüglich der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ausgestoßenen Abgase von einer Dieselmaschine umfassen gewöhnlicherweise eine Zusammensetzung, die 10 bis 1000 ppm Ammoniak, 2 bis 21 Volumen-% Sauerstoff, 5 bis 15 Gew.-% gasförmige Kohlenstoffedioxide, 5 bis 15 Volumen-% mit Wassergehalt, 0,02 bis 1 g/Nm³ Ruß und ungefähr 200 bis 3000 ppm Stickoxid enthalten. Jedoch bestehen keinerlei besondere Beschränkungen für den Bereich der Zusammensetzung, vorausgesetzt daß es sich bei ihnen um Abgase handelt, die von Brennkraftmaschinen, wie beispielsweise Dieselmaschinen oder Gasmaschinen ausgestoßen werben. Bezüglich der Verarbeitungsbedingung wird eine Reaktions-Temperatur von 150 bis 650ºC, insbesondere 200 bis 600ºC bevorzugt.
  • Die räumliche Gasgeschwindigkeit liegt vorzugsweise in einem Bereich von 2000 bis 100000 hr&supmin;¹, insbesondere 5000 bis 50000 hr&supmin;¹.
  • Die bevorzugte Zusatzmenge von Ammoniak liegt bei 0,3 bis 1,2 Volumenteilen auf der Grundlage eines Volumenteils der Stickoxide und sie wird vorzugsweise bei einem molaren Verhältnis von Ammoniak/Stickoxid von weniger als 1 verwendet, da es normalerweise erforderlich ist, das nicht reagierte Ammoniak so niedrig wie möglich zu halten.
  • Vorteilhafte Wirkungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten werden, sind folgende:
  • (1) Stickoxide können bei einem hohen Pegel mit einem hohen Wirkungsgrad mit einem schnellen Ansprechverhalten auf eine abrupte Änderung der Stickoxidmenge zusammen mit der abrupten Änderung der Abgaseigenschaft und Änderung der Maschinenlast entfernt werden und außerdem kann die Ammoniakmenge in den freigesetzten Abgasen zusammen mit den Abgasen nach der Entfernung der Stickoxide minimiert werden, wodurch somit keine Beunruhigung für eine sekundäre Umweltverschmutzung verursacht wird und große praktische Vorzüge geschaffen werden.
  • (2) Die obige Wirkung kann durch zwei Meßfaktoren erhalten werden, die die Feuchtigkeit der Ansaugluft als einen besonderen Faktor und einen ausgewählten Faktor umfaßt, was zur Leistungseinsparung der Vorrichtung wirksam ist.
  • (3) Da kein zusätzlicher Druckverlust bei der Dieselmaschine verursacht wird, wird keine Herabsetzung der Leistung der Dieselmaschine verursacht.
  • (4) Da die Größe der Einspritzdüse von der Ammoniak-Zuführungsöffnung beliebig gewählt werden kann, werden Bedenken hinsichtlich der Verstopfung der Einspritzdüse aufgrund von Staubpartikeln in den Abgasen beseitigt und die Wartung, wie beispielsweise die Reinigung, ist nicht mehr erforderlich.

Claims (7)

1. Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden in Abgasen von einer Dieselmaschine unter Verwendung eines Katalysators in einer Reaktions-Vorrichtung bei Vorliegen von Ammoniak, wobei eine Maschinenleistung, und/oder eine Kraftstoff-Verbrauchsmenge der Maschine, und/oder die Temperatur der Maschinen-Ansaugluft und/oder eine Abgastemperatur als selektive Faktoren jeweils als die Meßfaktoren gemessen werden und die Ammoniak-Flußrate auf der Grundlage der Meßwerte gesteuert wird und einem Abgas-Flußkanal von der Maschine zu der Reaktions-Vorrichtung Ammoniak zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feuchtigkeit der Ansaugluft als ein spezieller Faktor gemessen wird und die Ammoniak-Flußrate auch auf der Grundlage dieses speziellen Faktors gesteuert wird.
2. Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden in Abgasen von einer Dieselmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfaktor die Feuchtigkeit für die Ansaugluft, eine Maschinenleistung und eine Abgastemperatur umfaßt.
3. Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden in Abgasen von einer Dieselmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfaktor eine Feuchtigkeit für die Ansaugluft, eine Maschinenleistung, eine Abgastemperatur und eine Temperatur der Maschinen-Ansaugluft umfaßt.
4. Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden in Abgasen von einer Dieselmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfaktor die Feuchtigkeit der Ansaugluft und eine Kraftstoff-Verbrauchsmenge der Maschine umfaßt.
5. Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden in Abgasen von einer Dieselmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfaktor eine Feuchtigkeit der Ansaugluft, eine Kraftstoff-Verbrauchsmenge der Maschine und eine Temperatur der Maschinen-Ansaugluft umfaßt.
6. Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden in Abgasen von einer Dieselmaschine nach einem der Anspriiche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Flußkanal in dem Abgas-Flußkanal zwischen einem Vorverdichter und einer stromabwärts dazu gelegenen Reaktions-Vorrichtung Ammoniak eingeführt wird.
7. Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden in Abgasen von einer Dieselmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß Ammoniak in den Flußkanal an die stromaufwärts gelegene Seite des Vorverdichters in dem Abgas-Flußkanal zugeführt wird.
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