EP1868707A1 - Verfahren und vorrichtung zur dosierten bereitstellung eines, insbesondere als feststoff vorliegenden, reduktionsmittels für abgassysteme - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur dosierten bereitstellung eines, insbesondere als feststoff vorliegenden, reduktionsmittels für abgassysteme

Info

Publication number
EP1868707A1
EP1868707A1 EP06724118A EP06724118A EP1868707A1 EP 1868707 A1 EP1868707 A1 EP 1868707A1 EP 06724118 A EP06724118 A EP 06724118A EP 06724118 A EP06724118 A EP 06724118A EP 1868707 A1 EP1868707 A1 EP 1868707A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reducing agent
exhaust gas
exhaust
supply
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06724118A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf BRÜCK
Peter Hirth
Ulf Klein
Wolfgang Held
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH filed Critical Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Publication of EP1868707A1 publication Critical patent/EP1868707A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/79—Injecting reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/90—Injecting reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9495—Controlling the catalytic process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2067—Urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/18—Ammonia
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/12—Adding substances to exhaust gases the substance being in solid form, e.g. pellets or powder
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a device for exhaust gas treatment of an internal combustion engine and to a method for the treatment of such an exhaust gas by metered provision of a reducing agent.
  • the device and the methods find particular application in the automotive sector.
  • the composition of the exhaust gas generated by an internal combustion engine is significantly dependent on its operation or type.
  • lean internal combustion engines ie internal combustion engines that have exhaust gas with a high oxygen content
  • CO carbon monoxide
  • NO x nitrogen oxides
  • HC unburned hydrocarbons
  • PM unburned hydrocarbons
  • their exhaust gas contains a high proportion of up to 15 vol.% Oxygen, so that the exhaust gas has an overall oxidizing effect. Therefore, the usual for stoichiometric Verbremiungskraftmaschinen exhaust gas purification methods using, for example, three-way catalysts can not be effectively used.
  • nitrogen oxides In particular, the conversion of the nitrogen oxides to nitrogen (N 2 ) in the oxidizing exhaust gas atmosphere causes considerable difficulties.
  • the main components of the nitrogen oxides in the exhaust of lean-burn internal combustion engines are nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO2), with nitrogen monoxide being the largest component.
  • NO nitrogen monoxide
  • NO2 nitrogen dioxide
  • the proportion of nitrogen monoxide in the total nitrogen oxides is 60 to 95 vol.%.
  • SCR selective catalytic reduction
  • the exhaust gas is added as a reducing agent ammonia and then this gas mixture via a catalyst for the selective directed catalytic reduction (SCR catalyst).
  • SCR catalyst the nitrogen oxides are selectively converted with ammonia to nitrogen and water. This process is now used industrially in the purification of power plant exhaust gases.
  • ammonia precursor is formed in a first step from an ammonia precursor (ammonia precursor).
  • ammonia precursor ammonia precursor
  • This can be done, for example, by hydrolysis of urea (CO (NH 2) 2> as an ammonia precursor with water (H 2 O) to ammonia (NH 3) and carbon dioxide (CO 2)
  • a thermolysis of an ammonia precursor can take place then the actual selective catalytic reduction, for example, the conversion of nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO2) with urea (NH3) to nitrogen (N2) and water (H2O)
  • Alternative ammonia precursors include cyanuric acid and ammonia carbamate.
  • the S CR process is relatively expensive for use in mobile applications.
  • NO x storage technology has therefore been developed.
  • the nitrogen oxides contained in the exhaust gas are temporarily stored on a nitrogen oxide storage catalyst in the form of nitrates. After exhaustion of the storage capacity of the storage catalytic converter, it must be regenerated.
  • the internal combustion engine is briefly operated with a rich air-fuel mixture, ie the air-fuel mixture more fuel is supplied as can be completely burned with the combustion air.
  • the unburned hydrocarbons still contained in the exhaust gas have the consequence that the stored nitrates are decomposed into nitrogen oxides and reacted with the hydrocarbons as a reducing agent to nitrogen and water.
  • ammonia is toxic and therefore subject to strict safety regulations when handled.
  • One possibility here is the provision of urea (CO (NH 2 ) 2 ), which decomposes under suitable environmental conditions to ammonia and carbon dioxide. A decomposition of the urea takes place especially at high temperatures.
  • the components for selective catalytic reaction in the exhaust system of mobile internal combustion engines are at least partially formed with porous wall structures that absorb the supplied reducing agent in almost any and uncontrollable amounts. This leads to the fact that regularly too high consumption of reducing agent is observed.
  • the device for exhaust gas treatment described here comprises at least:
  • control unit for metering the reductant to be supplied
  • a support body which is positioned downstream of the feed and means for effecting a chemical reaction of the reducing agent with at least one component of the exhaust gas.
  • the carrier body is constructed with at least one metallic main body which at least partially comprises a coating with a storage capacity for the reducing agent.
  • the exhaust pipe usually carries the exhaust gas to be cleaned from an internal combustion engine into the environment.
  • the exhaust pipe can be constructed single or multi-stranded. It is also possible that the exhaust pipe is designed with a branch, bypass or bypass through which only a part of the exhaust gas produced by the internal combustion engine pass through. flows. This part of the exhaust gas can be fed back to a main exhaust pipe.
  • the supply of a reducing agent it should be noted that it is to be selected in consideration of the state of aggregation of the reducing agent in which it is to be introduced into the exhaust gas passage.
  • nozzles, pipe sockets or similar, preferably resealable, supply systems can be used.
  • the control unit usually has several functions. On the one hand, it can be used for dosing, ie quantitative determination of the reductant to be supplied. But it is also possible that the control unit, for example, the frequency at which the reducing agent is supplied varies. Furthermore, the control unit can be designed with mechanical components for closing or opening the supply. Part of the control unit can also be computer programs or computer systems suitable for this purpose, which influence the dosage as a function of operating parameters of the internal combustion engine, an engine control or sensors which provide, for example, information about the exhaust gas.
  • a carrier body in particular a honeycomb body is described.
  • This has a plurality of substantially mutually parallel channels, which are designed to flow through the exhaust gas in the flow direction. These channels are preferably not completely closed.
  • the carrier body is designed with a large surface, and serves as a kind of reaction space for the exhaust gas and the reducing agent.
  • the chemical reaction of the reducing agent is brought about with at least one component of the exhaust gas, which is meant in particular a selective catalytic reduction of nitrogen oxides.
  • at least one further chemical reaction can take place there, in particular if the reducing agent is not only suitable for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides.
  • the carrier body is constructed with at least one metallic base body, which is provided with a defined coating.
  • the coating is chosen in particular so that a limited, relatively small storage capacity for the reducing agent is provided.
  • This moves away from known systems which comprise support bodies which consist (only) of open-pored material, namely in particular a material suitable for selective catalytic reduction.
  • Such open-pored constructions provide the reducing agent supplied with such a large storage space that it fills up in an uncontrolled manner and thus makes it impossible to obtain reliable information regarding the reduction agent available in the exhaust system, especially with regard to the regulation of such a reducing agent supply.
  • a certain storage capacity is required because the reducing agent is optionally added in a metered manner, ie there are always concentration peaks of reducing agent in the exhaust gas.
  • the metallic base body has a coating with a storage capacity for the reducing agent
  • a coating with a storage capacity for the reducing agent Such a device enables a particularly targeted, exact control or metering of the reducing agent, so that the reducing agent consumption during the operation of such an exhaust system
  • the coating comprises at least one of the following components: titanium dioxide (TiO 2 ), tungiramtrioxide (WO 3 ), molybdenum trioxide (MoO 3 ), vandium pentoxide (V 2 O 5 ), silicon dioxide (SiO 2 ), sulfur trioxide ( SO3), zeolite.
  • TiO 2 titanium dioxide
  • WO 3 tungiramtrioxide
  • MoO 3 molybdenum trioxide
  • V 2 O 5 vandium pentoxide
  • silicon dioxide SiO 2
  • SO3 sulfur trioxide
  • zeolite zeolites
  • the working temperature of this catalyst Ranges approximately in the range of 300 ° C to 500 ° C.
  • the constituents of the coating specified here individually and / or in combination with one another particularly motivate the selective catalytic reaction of a reducing agent (for example urea, ammonia) with a component of the exhaust gas
  • the coating has a thickness in the range of 0.01 to 0.03 mm.
  • the range specified here ensures that the intermittent, metered addition of the reducing agent can be compensated to a certain extent, so that sufficient reducing agent is present for a conversion of the nitrogen oxides.
  • a supply of reducing agent does not exceed a certain limit, so that an exact control of the dosage of the reductant to be supplied is possible.
  • the thickness is to be chosen in particular taking into account the internal combustion engine, since this also determines the composition of the exhaust gas and thus the proportion of nitrogen oxides to be converted.
  • the amount of coating be in the range of 100 to 250 grams of coating per liter displacement of the internal combustion engine, preferably in the range of 150 to 200 g coating per liter of displacement.
  • the base body is impermeable to gas.
  • the main body itself is not a storage for a component of the exhaust gas or of the reducing agent.
  • the base body can not be constructed for passages through which the exhaust gas can flow or the passages connecting the channels, but rather can be foreseen from a porous or open-pored material nature of the basic body.
  • means are provided for determining the amount of nitrogen oxide available in the region of the carrier body.
  • sensors and / or measuring sensors are particularly suitable. These can provide information about the nitrogen oxides entrained in the exhaust gas and / or nitrogen oxides adhering or embedded in the region of the carrier body. Based on this information, it is possible to make calculations as to which demand for reducing agents is given or how much of the buffered reducing agent in the coating is now consumed.
  • a catalyst element is arranged downstream of the carrier body, which has a layer comprising platinum. This serves, in particular, to eliminate "excess" reducing agent, which is still entrained by the exhaust gas due to a low requirement in the region of the carrier body and / or due to the limited storage capacity of the carrier body.
  • a catalyst element can be of very small volume since the amounts of excess reducing agent are too small are very low.
  • the device has a container and a conveyor for the reducing agent as a solid.
  • These components are preferably suitable for the storage and transport of solid urea.
  • the container or tank can with regard to z. B. on a passenger car, in a recess of the trunk, for example, where today the spare wheel is stored, are provided. Since solid urea is relatively sensitive to pressure and the portions should be as simple as possible to be removed from the container, the filling height of the container in a range of 100 to 500 mm is preferred choose. In this case, a substantially silo-like structure with an outlet cone may be advantageous. Furthermore, it is also possible that the container, in addition to a supply line to the control unit, may also be designed with a return line from the control unit to the container, in order to supply excess reducing agent or reducing agent still not required in the supply line for a longer period of time.
  • a total pressure in the container of less than 1 Pascal (1 Pascal corresponds to 10 "5 bar) or a partial pressure of water of less than 0.1 Pascal is preferably ensured in order to prevent the solid reducing agent from being absorbed as a result of the movement or vibration, which occur during driving of the passenger car, crushed by friction on the container inner wall
  • the container is preferably provided with an inner coating, which is smooth and thus allows easy sliding of the solid urea portions due to their low friction
  • Passenger cars shall be provided with a tank volume sufficient to operate for a minimum distance of 30,000 km, the level being checked by means of suitable indicators or level monitoring also allows the a can also be calculated.
  • the conveyor can in principle use a mechanical, electromechanical, pneumatic device or a combination thereof.
  • a delivery rate between 0.1 and 3 kg reducing agent per hour should be.
  • the solid particles should be transportable with a diameter in the range of 1 to 5 mm.
  • the conveyor is designed with a spiral, a kind of screw conveyor, a conveyor belt, a transport chain, a compressed air system, which is preferably maintenance-free.
  • the conveyor also includes a delivery line, which may optionally consist of a supply line and / or a return line.
  • thermally insulated delivery lines are preferred.
  • the inner diameter of such a delivery line should be in the range of 1 to 10 mm, wherein in a non-straight course of the delivery line a bending radius of 5 to 100 mm should not be exceeded or fallen below.
  • the delivery line can bridge a distance of 3 to 4 m before the reducing agent reaches the control unit.
  • one or more portions of the reducing agent can be conveyed simultaneously and preferably at a frequency of at most 100 portions per second.
  • means for emptying the delivery line are provided.
  • the device is provided with means for checking the dosage of the reducing agent.
  • means for checking the dosage of the reducing agent By this is meant, for example, that it is in principle possible to carry out the specific dosage already in the region of the transition from a container to a conveyor or in the conveyor itself, in which case, for example, the control unit comprises means for checking the dosage.
  • various sensors and specially shaped, tailored to the required dosage, portioning volume can be provided.
  • the device comprises a distributor which is arranged in the flow direction in front of the carrier body.
  • the distributor which is arranged downstream of the inlet, has the function of distributing the supplied dose of reducing agent uniformly in the exhaust gas flow.
  • the distributor may also be provided with a catalytic function, For example, a hydrolysis of the supplied urea can take place here so that ammonia is formed.
  • the distributor can be provided with a particularly structured surface which ensures comminution into a multiplicity of particles when the solid reducing agent impinges.
  • openings may be provided, on the one hand allow a uniform distribution of the reducing agent over the cross section of the exhaust pipe and on the other hand reduce the flow resistance for the exhaust gas.
  • a manifold may be provided as a honeycomb, as a perforated plate, as a sieve, as a mesh, or the like. Under certain circumstances, it is advantageous to carry out the distributor, in particular electrically, heatable.
  • the distributor is designed as a baffle with a plurality of openings.
  • the width of the openings is in the range of 0.5 to 1 mm and is thus at least two times smaller than the diameter of a spherical shaped solid body of the reducing agent.
  • the baffle is designed with a pointed surface having an average height in the range of 0.2 to 1 mm.
  • the distributor is designed to be electrically heated, wherein the temperature of the distributor can be varied. For this purpose, it is advantageous that the distributed has several layers that can be heated separately and optionally with different heating power.
  • the device according to the invention is preferably part of an automobile, in particular a passenger or heavy goods vehicle with a diesel engine as an internal combustion engine.
  • the device according to the invention can also be embodied in an exhaust gas line of a stationary internal combustion engine, for example a power plant.
  • a method for treating an exhaust gas in an exhaust pipe of an internal combustion engine is proposed, which comprises at least the following steps:
  • the determination of the amount of nitrogen oxide in the exhaust gas according to step a) can be done by calculation or by means of a measured value acquisition.
  • a calculation can be made, for example, based on the mode of operation of the internal combustion engine with the aid of an engine control and stored empirical values with regard to the production of nitrogen oxide. Alternatively or cumulatively, it is also possible to determine the nitrogen content of the exhaust gas with the aid of exhaust gas sensors.
  • the dose of the reducing agent to be supplied is determined variably taking into account a stored supply of reducing agent.
  • the amount of reducing agent stored in the coating provided for the selective catalytic reaction is taken into account. If, for example, as a result of the specific nitrogen oxide content in the exhaust gas, a concrete requirement for the complete conversion of the nitrogen oxides is calculated, essentially only the proportion of the reducing agent which still exceeds the supply of reducing agent is made available and supplied as a dose. Thus, the reducing agent consumption can be significantly reduced.
  • This method is particularly advantageous if at least step c) is carried out batchwise. This means that an intermittent, in constant or variable time intervals occurring addition of reducing agent takes place.
  • the frequency with which reducing agent is supplied at a predetermined dose depends essentially on the operation of the internal combustion engine, as well as the available portions of the reducing agent. For example, if solids of the reducing agent are supplied, which have a diameter in the range of 2 to 3 mm, so at full load of the internal combustion engine, a frequency in the range of about 130 to 40 hertz and idle in the range below 50 hertz can be realized. In a particularly precise control of the dosage, however, significantly lower frequencies can be realized, in particular below 10 Hertz, which has a significant reduction in equipment expense result.
  • step c) is performed only when the amount of nitrogen oxide determined in step a) exceeds a minimum value. Furthermore, it is also advantageous that at least step c) is only performed when the internal combustion engine is in a load operation. This takes into account that the exhaust system and in particular the carrier body described above has a certain storage capacity for the reducing agent. If the amount of nitrogen oxide is very low, the reducing agent supply can be used up first. The same applies as long as the internal combustion engine is idling or in overrun operation, for example. In addition to step c), step b) can also be suspended for these periods.
  • Yet another aspect of the invention relates to a method for treating an exhaust gas in an exhaust pipe of an internal combustion engine, wherein at least the following steps are included:
  • x) providing a constant dose of a reducing agent to be supplied to the exhaust pipe, y) determining a supply of reducing agent stored in the exhaust gas line, z) reducing the dose of the reducing agent if the supply falls below a limit value.
  • the device described erfmdungswel can be used advantageously.
  • this method only a constant dose of the reducing agent is supplied, for example because the reducing agent is available in predetermined portions of the same size.
  • step z) and optionally also step y) can be suspended as long as a certain amount of nitrogen oxide in the exhaust gas has not reached a minimum value or the internal combustion engine is not in a load operation.
  • the limit value is determined as a function of at least one of the following parameters:
  • the reducing agent is provided as a solid of the same dose.
  • solid bodies are preferably provided substantially in the form of a sphere comprising urea.
  • the urea is preferably with a hydrophobic Au .haut, with diameters in the range of 2 to 3 mm are preferred.
  • the thickness of the hydrophobic outer skin is advantageously in the range of 2 to 30 microns.
  • the outer skin can also be formed with several layers.
  • the outer skin or at least one of its layers comprises, in particular, formaldehyde or a long-chain hydrocarbon, for example dodecane, or else waxes, for example paraffin.
  • the outer skin may include a signal color to indicate the ingredient.
  • the predetermined breaking point can be embodied as a reduced outer skin thickness, as a depression and extend into at least one layer of the outer skin. It may also be advantageous to provide multiple microcapsules in an outer skin of the solid body, which in turn has a positive effect on the distribution in the exhaust stream when the outer skin bursts.
  • the aforementioned methods are also preferably suitable for operating an exhaust system of an automobile, in particular a diesel engine-powered passenger or heavy goods vehicle or a corresponding stationary internal combustion engine.
  • FIG. 1 shows schematically the structure of a first embodiment variant of the device according to the invention
  • FIG. 2 shows schematically the structure of a second embodiment of the OF INVENTION ⁇ to the invention device
  • FIG. 4 shows schematically an embodiment variant of a carrier body for a selective cataractic reaction
  • FIG. 6 shows schematically the course of a reducing agent supply according to an embodiment of the inventive method.
  • Fig. 1 shows schematically the structure of a device for exhaust gas treatment, in particular a diesel engine-powered motor vehicle.
  • the exhaust gas generated by an internal combustion engine 15 flows through an exhaust pipe 1 in a flow direction 2.
  • the exhaust pipe 1 shown here has a branch 37, by means of which a part of the produced exhaust gas is fed past a supply 3 for a reducing agent 4, before finally returning to the single-stranded exhaust pipe 1 opens.
  • the reducing agent 4 is stored in a container 12 and conveyed by means of a conveyor 13 to the supply 3.
  • a control unit 5 is provided to regulate the desired dosage of the reductant 4 to be supplied.
  • the reducing agent 4 is added via the supply 3 to the exhaust gas and then flows towards a support body 6, which is positioned downstream of the feed 4 in the flow direction 2.
  • the carrier body 6 has means for producing a selective catalytic reduction of nitrogen oxides.
  • the carrier body 6 is followed by a further exhaust gas treatment component 36, the position of such an exhaust gas treatment component 36 being given here only by way of example many others is.
  • exhaust gas treatment component 36 for example, catalytic converters, mixing elements, filters, particle traps, adsorbers, etc. come into consideration.
  • a catalyst element 10 is provided in the exhaust pipe 1, which converts existing residues of the reducing agent 4, for example, in the exhaust gas.
  • Fig. 2 shows a further embodiment of the device, in which case specifically the area of the reducing agent supply has been selected.
  • the present as a substantially spherical solid body reducing agent 4 is stored in a container 12.
  • a resealable valve 16 As a valve 16 slide or similar components can be used, which can change at least in an open and a closed position, if necessary.
  • the conveyor 13 is realized here by means of a drive 19, which ensures the transport of the reducing agent at least via the supply line 17 up to the control unit 5.
  • a drive in particular mechanical or pneumatic systems come into consideration.
  • Pneumatic systems have the advantage that they allow the transport of individual reducing agent solid particles, so that the supply line 17 can be kept substantially empty.
  • the supply line 17 can be kept substantially empty.
  • mechanical or electro-mechanical systems it is also possible that at least at times the entire supply line is filled with reducing agent 4.
  • the metering of the reducing agent 4 by the control unit 5 can be carried out by the process according to the invention. In this case, the control unit 5 z. B. on information about the internal combustion engine 15 from data of Motor Tavernang 22 or readings from sensors 23 fall.
  • the reducing agent 4 is moved further to the supply 3, wherein the reducing agent 4 entrained at the outlet from the supply 3 and entering the exhaust pipe 1 by the amount of exhaust gas flowing in the flow direction 2 and is thrown onto the illustrated distributor 14.
  • the reducing agent 4 is preferably introduced as a solid body in the exhaust pipe, but it is also possible (as indicated here as dashed trajectory 29) that the reducing agent is previously converted in a reactor in another state (liquid and / or gaseous), for example by Sublimation or melting or by dissolving in a solvent, especially in water or a hydrocarbon.
  • the reactor 20 which is preferably provided with a first heater 21, for example, a decomposition of urea into ammonia, which is then fed as a reducing agent of the exhaust pipe 1.
  • Fig. 3 the supply of the reducing agent 4 is now further illustrated.
  • the reducing agent 4 is present with a constant dose 44 and an average diameter 24 of about 2 to 2.5 mm and is placed on the control unit 5 and the supply 3 in the exhaust pipe 1.
  • the reducing agent 4 Upon entering the exhaust pipe 1, the reducing agent 4 is detected by the flowing in the flow direction 2 exhaust gas flow and thrown against the distributor 14, wherein the reducing agent 4 is divided into a plurality of particles 28. These dissolve as a result of the conditions prevailing in the exhaust pipe 1 conditions, in particular the exhaust gas temperature.
  • the distributor 14 is shown in the form of a funnel, but this is not absolutely necessary.
  • the distributor 15 has a schafkantig structured surface 27, which is advantageously provided with a (not shown) coating for the hydrolysis of the supplied urea.
  • the manifold 14 has a plurality of openings 26 with an average width 25 in the range of 0, 5 to 1 mm.
  • the distributor 14 can be electrically heated and is designed for this purpose with a second heating device 30.
  • Fig. 4 illustrates a variant of a particularly compact SCR unit.
  • a support body 6 and a catalyst element 10 are arranged in a common housing 32 in the flow direction.
  • the support body 6 has a metallic base body 7, which is listed with a coating 8 with a storage capacity for the reducing agent.
  • metallic Grundk ⁇ rper 7 here is a honeycomb body is shown, which comprises at least partially structured metal foils 35.
  • at least one smooth and one corrugated metal foil 35 is preferably wound or wound together in such a way that channels 31 through which the exhaust gas can flow in the direction of an axis 49 are formed.
  • the channels 31 are bounded by the metal foils 35, the metal foils 35 being coated with a coating 8 of a predetermined thickness 9 which motivates or catalyses the selective catalytic reaction.
  • a coating 8 of a predetermined thickness 9 which motivates or catalyses the selective catalytic reaction.
  • passages 33 are provided, which are formed by indentations or punched holes in the metal foils 35.
  • the catalyst element 10 has a plurality of flow paths 34, which preferably extend substantially parallel to the axis 49.
  • the catalyst element 10 is preferably also designed as a metallic honeycomb body.
  • the flow paths 34 are provided with a layer 11 or coating 8, in particular a ceramic coating such as, for example, of washcoat, in or on the platinum or another noble metal is arranged to excess Reducing agent 4, which emerges from the support body 6 in rare cases to implement.
  • the unit shown is still characterized added that in their plasma can be realized, which further help in implementing especially nitrogen oxides is ⁇ rich.
  • this is connected to a voltage source 48.
  • FIG. 5 illustrates a map of a car with a diesel engine having a displacement of 3 liters.
  • the power curve 38, the exhaust gas mass flow curve 39 and the nitrogen oxide emission curve 40 are shown over the rotational speed of the engine (abscissa).
  • the power varies according to the power curve 38, for example, from 20 kW to 120 kW.
  • the exhaust gas mass flow curve 39 which is schematically indicated by a dashed line, is generated by the engine.
  • the nitrogen oxide emission profile 40 shown below illustrates the portion of the exhaust gas mass flow to be converted in each case with the applied power by means of the selective catalytic reaction.
  • a minimum value 47 is also shown here, which may be taken into account in the method according to the invention.
  • FIG. 6 is intended to schematically illustrate the need for reducing agents for as complete a conversion as possible of the nitrogen oxides on the one hand and the actual provision of reducing agents according to the process described according to the invention on the other hand.
  • the reducing agent requirement 43 is shown by way of example, which results from the characteristic diagram of the internal combustion engine.
  • the actual provision of the reducing agent is illustrated, whereby a subdivision in terms of gas provided reducing agent (indicated as addition 46) and in the exhaust line stored reducing agent (referred to here as stock 41) is distinguished.
  • a first peak 50 with regard to the reducing agent requirement 43 is shown.
  • a high amount of nitrogen oxides in the exhaust gas is present, so that at a first time 45.1 not enough reducing agent is available, so that at this time 45.1 the addition of reducing agents is required, which is due to the steep Increase in the count with respect to the addition 46 can be seen.
  • the available quantity of the reducing agent available decreases, as can be seen from the illustration to the right of time 45.1. Since no new reducing agent is supplied more, this amount decreases further, so that eventually the supply 41 decreases.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

Die hier beschriebene Vorrichtung zur Abgasbehandlung umfasst zumindest: - eine Abgasleitung (1), die von einem Abgas in einer Strömungsrichtung (2) durchströmbar ist, - eine Zufuhr (3) für ein Reduktionsmittel (4) in die Abgasleitung (1), - einer Regelungseinheit (5) zur Dosierung des zuzuführenden Reduktionsmittels (4), - einen Trägerkörper (6), der in Strömungsrichtung (2) hinter der Zufuhr (4) positioniert ist und Mittel zur Herbeiführung einer chemischen Reaktion des Reduktionsmittels (4) mit mindestens einem Bestandteil des Abgas umfasst, und zeichnet sich dadurch aus, dass der Trägerkörper (6) mit mindestens einem metallischen Grundkörper (7) aufgebaut ist, der zumindest teilweise eine Beschichtung (8) mit einer Speicherfähigkeit für das Reduktionsmittel (4) umfasst. Weiter werden zwei Verfahren zur dosierten Bereitstellung von, insbesondere als Feststoff vorliegendem, Reduktionsmittel (4) vorgeschlagen. Das hier beschriebene erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung, die insbesondere zur Durchführung der erfindungsgemäß beschriebenen Verfahren geeignet ist, hat einen sparsamen Umgang mit Reduktionsmittel zur Folge, wobei gleichwohl eine nahezu 100%ige Umsetzung von in Abgas enthaltenden Stickoxiden gewährleistet werden kann.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur dosierten Bereitstellung eines, insbesondere als Feststoff vorliegenden, Reduktionsmittels für Abgassysteme
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgasbehandlung einer Verbrennungskraftmaschine sowie ein Verfahren zur Behandlung eines solchen Abgases mittels dosierter Bereitstellung eines Reduktionsmittels. Die Vorrichtung sowie die Verfahren finden insbesondere Anwendung im Automobilbereich.
Die Zusammensetzung des von einer Verbrennungskraftmaschine erzeugten Abgases ist maßgeblich von dessen Betrieb bzw. Art abhängig. Problematisch hinsichtlich der Reinigung bzw. Entgiftung von mobilen Abgasen bereiten dabei insbesondere mager betriebene Verbrennungsmotoren, also Verbrennungsmotoren, die Abgas mit einem hohen Sauerstoffanteil aufweisen. Ihr Abgas enthält neben den üblichen Schadstoffen Kohlenmonoxid (CO)5 Stickoxide (NOx) und unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC) sowie Partikeln (PM) einen hohen Anteil von bis zu 15 Vol. % Sauerstoff, so dass das Abgas insgesamt oxidierend wirkt. Daher lassen sich die für stöchiometrisch betriebene Verbremiungskraftmaschinen üblichen Abgasreinigungsverfahren mittels beispielsweise Drei- Wege-Katalysatoren nicht effektiv anwenden. Insbesondere bereitet die Umsetzung der Stickoxide zu Stickstoff (N2) in der oxidierenden Abgasatmosphäre erhebliche Schwierigkeiten. Die Hauptkomponenten der Stickoxide im Abgas von mager betriebenen Verbrermungskraftmaschinen sind Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2), wobei Stickstoffmonoxid den größten Anteil bildet. Je nach Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine beträgt der Anteil von Stickstoffmonoxid an den Gesamtstickoxiden 60 bis 95 Vol. %.
Zur Reduktion von Stickoxiden in oxidierenden Abgasen ist schon seit langem das Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion (SCR = selective catalytic reduction) bekannt. Hierbei wird dem Abgas als Reduktionsmittel Ammoniak zugegeben und dieses Gasgemisch dann über einen Katalysator für die selektive katalytische Reduktion geleitet (SCR-Katalysator). Am SCR-Katalysator werden die Stickoxide selektiv mit Ammoniak zu Stickstoff und Wasser umgesetzt. Dieses Verfahren wird heute großtechnisch bei der Reinigung von Kraftwerksabgasen eingesetzt.
Oftmals erfolgt die SCR-Aufbereitung der Stickoxide in zumindest zwei Stufen, wobei in einem ersten Schritt aus einem Ammoniakvorläufer (Ammoniakprecur- sor) Ammoniak gebildet wird. Dies kann beispielsweise durch eine Hydrolyse von Harnstoff (CO(NH2)2> als Ammoniakprecursor mit Wasser (H2O) zu Ammoniak (NH3) und Kohlendioxid (CO2) erfolgen. Alternativ oder kumulativ kann auch eine Thermolyse eines Ammoniakprecursors erfolgen. In einem zweiten Schritt erfolgt dann die eigentliche selektive katalytische Reduktion, beispielsweise die Umsetzung von Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2) mit Harnstoff (NH3) zu Stickstoff (N2) und Wasser (H2O). Alternative Ammoniakvorläufer stellen beispielsweise Cyanursäure und Ammoniakcarbamat dar.
Wegen der Notwendigkeit, dem Abgas ein Reduktionsmittel zusetzen zu müssen, ist das S CR- Verfahren für den Einsatz in mobilen Anwendungen relativ aufwändig. Als Alternative zu SCR- Verfahren wurde daher die NOx-Speichertechnologie entwickelt. Hierbei werden die im Abgas enthaltenen Stickoxide auf einem Stickoxid-Speicherkatalysator in Form von Nitraten zwischengespeichert. Nach Erschöpfung der Speicherkapazität des Speicherkatalysators muss er regeneriert werden. Hierzu wird die Verbrennungskraftmaschine kurzzeitig mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Gemisch betrieben, d.h. dem Luft-Kraftstoff-Gemisch wird mehr Kraftstoff zugeführt als mit der Verbrennungsluft vollständig verbrannt werden kann. Die im Abgas noch enthaltenen unverbrannten Kohlenwasserstoffe haben zur Folge, dass die gespeicherten Nitrate zu Stickoxiden zersetzt und mit den Kohlenwasserstoffen als Reduktionsmittel zu Stickstoff und Wasser umgesetzt werden. Hinsichtlich des S CR- Verfahrens ist anzumerken, dass Ammoniak giftig ist und deshalb bei der Handhabung strengen Sicherheitsvorschriften unterliegt. Aus diesem Grund wurde auch schon vorgeschlagen, das Reduktionsmittel in Form von Ammoniak freisetzenden Substanzen bereitzustellen. Eine Möglichkeit stellt hierbei die Bereitstellung von Harnstoff (CO(NH2)2) dar, der sich bei geeigneten Umgebungsbedingungen zu Ammoniak und Kohlendioxid zersetzt. Eine Zersetzung des Harnstoffs findet insbesondere bei hohen Temperaturen statt.
Weiter ist auch bekannt, dass Reduktionsmittel als Feststoff zu bevorraten oder dem Abgas zuzuführen. Dabei tritt jedoch das Problem auf, dass die Dosierung des Reduktionsmittels von der bereitgestellten Größe des Reduktionsmittels bzw. den Fähigkeiten eines Zerkleinerungsmechanismus abhängig ist. Dies macht bereits eine Zufuhr von Reduktionsmittel in Umfang des für die Reduktion der . Stickoxide erforderlichen Maße technisch schwierig und aufwändig.
Darüber hinaus sind die Komponenten zur selektiven katalytischen Reaktion im Abgassystem mobiler Verbrennungskraftmaschinen zumindest teilweise mit porösen Wandstrukturen gebildet, die das zugeführte Reduktionsmittel in nahezu beliebigen und unkontrollierbaren Mengen aufnehmen. Dies führt dazu, dass regelmäßig ein zu hoher Verbrauch an Reduktionsmittel festzustellen ist.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den geschilderten Stand der Technik beschriebenen Nachteile und technischen Probleme zumindest teilweise zu lindern. Insbesondere ist eine Vorrichtung zur Abgasbehandlung zur effektiven Durchführung einer selektiven katalytischen Reaktion vorzuschlagen, bei der ein geringer Verbrauch an Reduktionsmittel ermöglicht wird. Weiterhin sind Verfahren anzugeben, die unter Berücksichtigung der Betriebsweise einer Verbrennungskraftmaschine eine möglichst exakte Bereitstellung von Reduktionsmitteln im Abgassystem zur Befriedung des stöchiometri- schen Bedarfs gewährleisten. Dabei soll auch hier ein möglichst geringer Reduktionsmittelverbrauch angestrebt werden. Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie den Merkmalen der unabhängig formulierten Verfahrensansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängig formulierten Patentansprüchen beschrieben. Es ist daraufhinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und zu weiteren Ausgestalrungen der Erfindung führen. Ergänzend kann auch auf die in der Beschreibung näher charakterisierten Merkmale und Parameter zurückgegriffen werden.
Die hier beschriebene Vorrichtung zur Abgasbehandlung umfasst zumindest:
- eine Abgasleitung, die von einem Abgas in einer Strömungsrichtung durchströmbar ist,
- eine Zufuhr für ein Reduktionsmittel in die Abgasleitung,
- eine Regelungseinheit zur Dosierung des zuzuführenden Reduktionsmittels,
- einen Trägerkörper, der in Strömungsrichtung hinter der Zufuhr positioniert ist und Mittel zur Herbeiführung einer chemischen Reaktion des Reduktionsmittels mit mindestens einem Bestandteil des Abgases umfasst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nun dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper mit mindestens einem metallischen Grundkörper aufgebaut ist, der zumindest teilweise eine Beschichtung mit einer Speicherfähigkeit für das Reduktionsmittel umfasst.
Die Abgasleitung führt das zu reinigende Abgas üblicherweise von einer Verbrennungskraftmaschine bis in die Umgebung. Die Abgasleitung kann ein- oder mehrsträngig aufgebaut sein. Es ist auch möglich, dass die Abgasleitung mit einer Abzweigung, Umgehung oder einem Bypass ausgeführt ist, durch welche nur ein Teil des von der Verbrennungskraftmaschine erzeugten Abgases hindurch- strömt. Dieser Teil des Abgases kann einer Haupt-Abgasleitung wieder zugeführt werden.
Hinsichtlich der Zufuhr für ein Reduktionsmittel ist anzumerken, dass diese unter Berücksichtigung des Aggregatzustandes des Reduktionsmittels, in dem es in die Abgasleitung eingeführt werden soll, auszuwählen ist. Dabei können beispielsweise Düsen, Rohrstutzen oder ähnliche, vorzugsweise wieder verschließbare, Zufuhr-Systeme zum Einsatz gelangen.
Die Regelungseinheit hat üblicherweise mehrere Funktionen. Zum einen kann sie zur Dosierung, also quantitativen Bestimmung des zuzuführenden Reduktionsmittels eingesetzt werden. Es ist aber auch möglich, dass die Regelungseinheit beispielsweise die Frequenz, mit der das Reduktionsmittel zuzuführen ist, variiert. Weiter kann die Regelungseinheit mit mechanischen Komponenten zum Verschließen bzw. Öffnen der Zufuhr ausgeführt sein. Teil der Regelungseinheit können auch Computerprogramme oder hierfür geeignete Rechnersysteme sein, die in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Verbrennungskraftmaschine, einer Motorsteuerung oder aber Sensoren, die beispielsweise Informationen über das Abgas liefern, die Dosierung beeinflussen.
Mit einem Trägerkörper wird insbesondere ein Wabenkörper beschrieben. Dieser weist eine Vielzahl von im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Kanälen auf, die für das Abgas in Strömungsrichtung durchströmbar ausgebildet sind. Diese Kanäle sind bevorzugt nicht vollständig verschlossen. Der Trägerkörper ist mit einer großen Oberfläche ausgeführt, und dient als eine Art Reaktionsraum für das Abgas und das Reduktionsmittel. Dort wird die chemische Reaktion des Reduktionsmittels mit mindestens einem Bestandteil des Abgases herbeigeführt, wobei hier insbesondere eine selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden gemeint ist. Neben dieser Funktion kann jedoch auch mindestens eine weitere chemische Reaktion dort stattfinden, insbesondere wenn das Reduktionsmittel nicht nur zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden geeignet ist. Hier wird nun vorgeschlagen, dass der Trägerkörper mit mindestens einem metallischen Grundkörper aufgebaut ist, der mit einer definierten Beschichtung versehen ist. Die Beschichtung ist dabei insbesondere so gewählt, dass eine begrenzte, relativ kleine Speicherfähigkeit für das Reduktionsmittel bereitgestellt wird. Damit wird von bekannten Systemen abgerückt, die Trägerkörper umfassen, die (nur) aus offenporigem Material, nämlich insbesondere einem für die selektive katalytische Reduktion geeigneten Material, bestehen. Solche offenporigen Konstruktionen bieten dem zugeführten Reduktionsmittel einen so großen Speicherraum, dass sich dieser unkontrolliert füllt und demnach gerade im Hinblick auf die Regelung einer solchen Reduktionsmittelzufuhr keine verlässlichen Informationen hinsichtlich des im Abgassystem verfügbaren Reduktionsmittel ermöglicht. Eine gewisse Speicherfähigkeit ist jedoch erforderlich, da das Reduktionsmittel gegebenenfalls dosiert zugegeben wird, es also im Abgas immer wieder Konzentrationsspitzen von Reduktionsmittel gibt. Um diese in der Abgasanlage zu „glätten", weist der metallische Grundkörper eine Beschichtung mit einer Speicherfähigkeit für das Reduktionsmittel auf. Eine solche Vorrichtung ermöglicht eine besonders gezielte, exakte Regelung bzw. Dosierung des Reduktionsmittels, so dass der Reduktionsmittelverbrauch während des Betriebes einer solchen Abgasanlage sehr gering gehalten werden kann. Ergänzend sei hier darauf hingewiesen, dass hinsichtlich des Materials des Grundkörpers bevorzugt hochtemperaturfeste und korrosionsbeständige Metallbleche eingesetzt werden, die neben Eisen vorzugsweise hohe Anteile an Chrom oder Nickel aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die Beschichtung wenigstens eine der folgenden Komponenten: Titandioxid (TiO2), Wolfiramtrioxid (WO3), Molybdentrioxid (MoO3), Vandiumpentoxid (V2O5), Silciumdioxid (SiO2), -Schwefeltrioxid (SO3), Zeolith. Im Hinblick auf die Zeolithe ist anzumerken, dass hierbei insbesondere auf mit Übergangsmetallen ausgetauschte, säurebeständige Zeolithe zurückgegriffen werden kann, wie z. B. dealuminierte Y- Zeolithe, Mordenit, Silikat oder ZSM-5. Die Arbeitstemperatur dieser Katalysato- ren liegt etwa im Bereich von 300°C bis 500°C. Die hier angegebenen Bestandteile der Beschichtung motivieren einzeln und/oder in Kombination miteinander besonders die selektive katalytische Reaktion eines Reduktionsmittels (beispielsweise Harnstoff, Ammoniak) mit einem Bestandteil des Abgases (beispielsweise Stickoxide).
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, dass die Beschichtung eine Dicke im Bereich von 0,01 bis 0,03 mm hat. Der hier angegebene Bereich gewährleistet einerseits, dass die intermittierende, dosierte Zugabe des Reduktionsmittels in gewissem Maße kompensiert werden kann, so dass ausreichend Reduktionsmittel für eine Umsetzung der Stickoxide vorhanden ist. Andererseits wird jedoch auch sichergestellt, dass ein Vorrat an Reduktionsmittel einen gewissen Grenzwert nicht überschreitet, so dass eine exakte Regelung der Dosierung des zuzuführenden Reduktionsmittels möglich ist. Die Dicke ist insbesondere unter Berücksichtigung der Verbrennungskraftmaschine zu wählen, da diese auch die Zusammensetzung des Abgases und damit den Anteil der umzusetzenden Stickoxide bestimmt. Im Hinblick auf einen Dieselmotor ist deshalb besonders bevorzugt, dass dieser eine Hubraum angepasste bzw. Leistungsangepasste Menge an Beschichtung aufweist. So wird insbesondere vorgeschlagen, dass die Menge der Beschichtung im Bereich von 100 bis 250 Gramm Beschichtung pro Liter Hubraum der Verbrennungskraftmaschine, bevorzugt im Bereich von 150 bis 200 g Beschichtung pro Liter Hubraum liegt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist der Grundkörper gasundurchlässig. Das heißt mit anderen Worten, dass der Grundkörper selbst kein Speicher für ein Bestandteil des Abgases oder des Reduktionsmittels ist. Damit ist nicht gemeint, dass der Grundkörper nicht für ein Abgas durchströmbaren Kanäle bzw. die Kanäle verbindende Durchlässe aufgebaut sein kann, vielmehr ist von einer porösen bzw. offenporigen Materialbeschaffenheit des Grundkörpers abzusehen. • Besonders vorteilhaft ist es, dass Mittel zur Bestimmung der im Bereich des Trägerkörpers verfügbaren Menge an Stickoxid vorgesehen sind. Hierbei sind insbesondere Sensoren und/oder Messfühler geeignet. Diese können Aufschluss über die im Abgas mitgeführten Stickoxide und/oder im Bereich des Trägerkörpers anhaftenden bzw. eingelagerten Stickoxide geben. Ausgehend von diesen Informationen können Berechnungen angestellt werden, welcher Bedarf an Reduktionsmitteln gegeben ist, bzw. wie viel des zwischengespeicherten Reduktionsmittel in der Beschichtung nun verbraucht wird.
Darüber hinaus ist vorteilhaft, dass ein Katalysatorelement in Strömungsrichtung nach dem Trägerkörper angeordnet ist, der eine Platin umfassende Schicht aufweist. Dieser dient insbesondere zur Beseitigung von „überschüssigem" Reduktionsmittel, welches aufgrund eines geringen Bedarfs im Bereich des Trägerkörpers und/oder aufgrund der begrenzten Speicherfähigkeit des Trägerkörpers noch vom Abgas mitgeführt wird. Bei Kontakt des Reduktionsmittels mit diesem Katalysatorelement bzw. dem katalytisch wirksamen Platin wird das Reduktionsmittel in andere Substanzen umgewandelt, die gegebenenfalls in nachfolgenden Abgasbehandlungseinheiten weiter umgesetzt werden können. In Anbetracht der Tatsache, dass mit dem hier noch beschriebenen Verfahren eine besonders exakte Dosierung ermöglicht wird, kann ein solches Katalysatorelement sehr kleinvolumig ausgebildet sein, da die Mengen zuviel zugeführten Reduktionsmittel sehr gering sind.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Vorrichtung ein Behälter und eine Fördereinrichtung für das Reduktionsmittel als Feststoff auf. Diese Komponenten sind bevorzugt zur Lagerung und zum Transport von festem Harnstoff geeignet.
Der Behälter bzw. Tank kann im Hinblick z. B. auf einen Personenkraftwagen, in einer Vertiefung des Kofferraums, beispielsweise dort wo heute das Reserverad gelagert ist, bereitgestellt werden. Da fester Harnstoff relativ druckempfindlich ist und die Portionen möglichst einfach aus dem Behälter entnehmbar sein sollen, ist die Füllhöhe des Behälters in einem Bereich von 100 bis 500 mm bevorzugt zu wählen. Dabei kann eine im wesentlichen Silo-ähnlicher Aufbau mit einem Auslaufkonus vorteilhaft sein. Weiter ist auch möglich, dass der Behälter neben einer Zuleitung hin zur Regelungseinheit auch mit einer Rückleitung von der Regeleinheit hin zum Behälter ausgeführt sein, um überschüssiges bzw. noch in der Zuleitung befindliches und längere Zeit nicht benötigtes Reduktionsmittel wieder zuzuführen. Dauerhaft ist bevorzugt ein Gesamtdruck im Behälter von unter 1 Pascal (1 Pascal entspricht 10"5 bar) oder ein Wasser-Partialdruck von unter 0,1 Pascal gewährleistet sein. Um zu verhindern, dass sich das feste Reduktionsmittel infolge der Bewegung bzw. Vibration, die während dem Fahren des Personenkraftwagens auftreten, durch Reibung an der Behälterinnenwand zerkleinert, ist der Behälter bevorzugt mit einer Innenbeschichtung versehen, die glatt ist und somit aufgrund ihrer geringen Reibung ein leichtes Abgleiten der festen Harnstoff-Portionen ermöglicht. Im Hinblick auf die Anwendung bei einem Personenkraftwagen ist ein Behältervolumen vorzusehen, dessen Füllung für einen Betrieb von mindestens 30.000 km ausreicht, wobei der Füllstand über geeignete Anzeigen bzw. eine Füllstandsüberwachung überprüfbar ist. Im Hinblick auf die Sicherheitsbestimmungen im Umgang mit Harnstoff bzw. Ammoniak ist der Tank dicht auszuführen, was vorteilhafterweise auch ermöglicht, dass die aktuelle Befüllung des Behälters auch berechnet werden kann.
Die Fördereinrichtung kann sich grundsätzlich einermechanischer, elektromecha- nischer, pneumatischer Vorrichtung oder einer Kombination aus diesen bedienen. Bevorzugt soll eine Förderrate zwischen 0,1 und 3 kg Reduktionsmittel pro Stunde liegen. Dabei sollen die Feststoffkörper mit einem Durchmesser im Bereich von 1 bis 5 mm transportierbar sein. Während der Förderung ist zu gewährleisten, dass die Portionen des Reduktionsmittels nicht zerstört bzw. zerkleinert werden. Vorzugsweise ist die Fördereinrichtung mit einer Spirale, einer Art Schneckenförderer, einem Transportband, einer Transportkette, einem Druckluft-System ausgeführt, wobei dieses bevorzugt wartungsfrei ist. Die Fördereinrichtung umfasst zudem eine Förderleitung, die gegebenenfalls aus einer Zuleitung und/oder einer Rückleitung bestehen kann. In Anbetracht der Tatsache, dass ein festes Reduktionsmittel seinen festen Aggregatzustand üblicherweise bei normalen Umgebungsbedingungen rasch aufgibt und in einen gasförmigen Zustand übergeht, sind thermisch isolierte Förderleitungen bevorzugt. Der Innendurchmesser einer solchen Förderleitung sollte im Bereich von 1 bis 10 mm liegen, wobei bei einem nicht gradlinigen Verlauf der Förderleitung ein Biegeradius von 5 bis 100 mm nicht über- bzw. unterschritten werden sollte. Auch hier ist es vorteilhaft, im Innenbereich der Förderleitung eine Beschichtung zur Rei- bungsminimierung vorzusehen. In Anbetracht der vorstehend beschriebenen Position des Behälters können die Förderleitung eine Distanz von 3 bis 4 m überbrücken, bevor das Reduktionsmittel die Regelungseinheit erreicht. Dabei können eine oder mehrere Portionen des Reduktionsmittels gleichzeitig und bevorzugt mit einer Frequenz von maximal 100 Portionen pro Sekunde gefördert werden. Gerade im Hinblick auf lange Stillstandzeiten ist es vorteilhaft, dass Mittel zum Entleeren der Förderleitung vorgesehen sind.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Vorrichtung mit Mitteln zur Überprüfung der Dosierung des Reduktionsmittels versehen. Damit ist beispielsweise gemeint, dass es grundsätzlich möglich ist, die konkrete Dosierung bereits im Bereich des Übergangs von einem Behälter hin zu einer Fördereinrichtung bzw. in der Fördereinrichtung selbst vorzunehmen, wobei dann beispielsweise die Regelungseinheit Mittel zur Überprüfung der Dosierung umfasst. Hierbei können wiederum verschiedene Sensoren sowie speziell geformte, auf die geforderte Dosierung abgestimmte, Portionierungsvolumen bereitgestellt werden.
Schließlich wird auch noch vorgeschlagen, dass die Vorrichtung einen Verteiler umfasst, der in Strömungsrichtung vor dem Trägerkörper angeordnet ist. Der Verteiler, der stromabwärts des Zulaufs angeordnet ist, hat die Funktion, die zugeführte Dosis Reduktionsmittel gleichmäßig im Abgasstrom zu verteilen. Darüber hinaus kann der Verteiler auch mit einer katalytischen Funktion versehen sein, beispielsweise kann hier eine Hydolyse des zugefiihrten Harnstoffs erfolgen, so dass sich Ammoniak bildet. Neben einer Hydrolyse-B eschichtung kann der Verteiler mit einer besonders strukturierten Oberfläche versehen sein, die beim Auftreffen des festen Reduktionsmittels eine Zerkleinerung in eine Vielzahl von Partikel gewährleistet. Darüber hinaus können Öffnungen vorgesehen sein, die einerseits eine gleichmäßige Verteilung des Reduktionsmittels über den Querschnitt der Abgasleitung ermöglichen und andererseits den Strömungswiderstand für das Abgas reduzieren. Ein solcher Verteiler kann als Wabenstruktur, als Lochplatte, als Sieb, als Gitter oder in ähnlicher Weise bereitgestellt sein. Unter Umständen ist es vorteilhaft, den Verteiler, insbesondere elektrisch, beheizbar auszuführen.
Nachfolgend wird eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante des Verteilers beschrieben:
Der Verteiler ist als Prallfläche mit einer Vielzahl von Öffnungen ausgeführt. Die Weite der Öffnungen liegt im Bereich von 0,5 bis 1 mm und ist damit mindestens um ein zweifaches kleiner als der Durchmesser eines als kugelförmig ausgebildeten Festkörpers des Reduktionsmittels ausgeführt. Die Prallfläche ist mit einer spitzen aufweisenden Oberfläche ausgeführt, die eine mittlere Höhe im Bereich von 0,2 bis 1 mm aufweisen. Der Verteiler ist elektrisch beheizbar ausgeführt, wobei die Temperatur des Verteilers variiert werden kann. Hierzu ist es vorteilhaft, dass der Verteilter mehrere Schichten aufweist, die separat und gegebenenfalls mit unterschiedlicher Heizleistung geheizt werden können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt Teil eines Automobils, insbesondere eines Personen- oder Lastkraftwagens mit einem Dieselmotor als Verbrennungskraftmaschine. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch in einem Abgasstrang eines stationären Verbrennungsmotors, beispielsweise eines Kraftwerkes, ausgebildet sein. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung eines Abgases in einer Abgasleitung einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, das zumindest folgende Schritte umfasst:
a) Bestimmen einer Menge Stickoxid im Abgas, b) Bestimmen einer Dosis eines der Abgasleitung zuzuführenden Reduktionsmittels unter Berücksichtigung eines in der Abgasleitung gespeicherten Vorrats an Reduktionsmittel, c) Zuführen der Dosis des Reduktionsmittels.
Zur Durchführung des Verfahrens ist insbesondere eine vorstehend beschriebene Vorrichtung geeignet.
Die Bestimmung der Menge Stickoxid im Abgas gemäß Schritt a) kann durch Berechnung oder mittels einer Messwerterfassung erfolgen. Eine Berechnung kann beispielsweise anhand der Betriebweise der Verbrennungskraftmaschine mit Hilfe einer Motorsteuerung und gespeicherten Erfahrungswerten hinsichtlich der Stickoxid-Produktion erfolgen. Alternativ oder kumulativ ist es auch möglich, den Stickstoffgehalt des Abgases mit Hilfe von Abgassensoren zu bestimmen.
Gemäß Schritt b) wird die Dosis des zuzuführenden Reduktionsmittels unter Berücksichtigung eines gespeicherten Vorrats an Reduktionsmittel variabel bestimmt. Dabei wird insbesondere der in der zur selektiven katalytischen Reaktion bereitgestellten Beschichtung eingelagerte Reduktionsmittelvorrat berücksichtigt. Wird beispielsweise in Folge des bestimmten Stickoxidgehalts im Abgas ein konkreter Bedarf zur vollständigen Umsetzung der Stickoxide errechnet, so wird im wesentlichen nur noch der über den Vorrat an Reduktionsmittel hinausgehende, noch erforderliche Anteil des Reduktionsmittels als Dosis bereitgestellt und zugeführt. Damit kann der Reduktionsmittelverbrauch deutlich reduziert werden.
Dieses Verfahren ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn zumindest Schritt c) diskontinuierlich durchgeführt wird. Das bedeutet, dass eine intermittierende, in konstanten oder variablen Zeitabständen stattfindende Zugabe von Reduktionsmittel erfolgt. Die Frequenz, mit der Reduktionsmittel mit einer vorgegebenen Dosis zugeführt wird, hängt im wesentlichen vom Betrieb der Verbrennungskraftmaschine, sowie den verfügbaren Portionen des Reduktionsmittels ab. Werden beispielsweise Festkörper des Reduktionsmittels zugeführt, die einen Durchmesser im Bereich von 2 bis 3 mm aufweisen, so kann bei Volllast der Verbrennungskraftmaschine eine Frequenz im Bereich von ca. 130 bis 40 Hertz und im Leerlauf im Bereich unterhalb von 50 Hertz realisiert werden. Bei einer besonders exakten Regelung der Dosierung können jedoch deutlich geringere Frequenzen verwirklicht werden, insbesondere unterhalb von 10 Hertz, was eine erhebliche Reduzierung des gerätetechnischen Aufwandes zur Folge hat.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird zumindest Schritt c) erst durchgeführt, wenn die in Schritt a) bestimmte Menge Stickoxid einen Minimalwert überschreitet. Weiter ist auch vorteilhaft, dass zumindest Schritt c) erst durchgeführt wird, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine in einem Lastbetrieb befindet. Damit ist berücksichtigt, dass das Abgassystem und insbesondere der vorstehend beschriebene Trägerkörper eine gewisse Speicherfähigkeit für das Reduktionsmittel hat. Ist die Stickoxidmenge sehr gering, kann der Reduktionsmittel-Vorrat zunächst aufgebraucht werden. Ahnliches gilt, solange sich die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise im Leerlauf oder im Schubbetrieb befindet. Neben Schritt c) kann auch Schritt b) für diese Zeiträume ausgesetzt werden.
Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines Abgases in einer Abgasleitung einer Verbrennungskraftmaschine, wobei zumindest folgende Schritte umfasst sind:
x) Bereitstellen einer konstanten Dosis eines der Abgasleitung zuzuführenden Reduktionsmittels, y) Bestimmen eines in der Abgasleitung gespeicherten Vorrats an Reduktionsmittel, z) Zufahren der Dosis des Reduktionsmittels, wenn der Vorrat einen Grenzwert unterschreitet.
Auch zur Durchführung dieses Verfahrens kann die erfmdungsgemäß beschriebene Vorrichtung vorteilhaft eingesetzt werden. Bei diesem Verfahren wird nur eine konstante Dosis des Reduktionsmittels zugeführt, beispielsweise weil das Reduktionsmittel in vorgegebenen Portionen gleicher Größe verfügbar ist. In diesem Fall wird hier erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass bei der Zufuhr auch der in der Abgasleitung bzw. dem Trägerkörper gespeicherten Vorrat an Reduktionsmittel berücksichtigt wird. Damit ist wiederum eine sehr Reduktionsmittel-sparende Betriebsweise möglich.
Auch in diesem Fall kann zumindest Schritt z) und gegebenenfalls auch der Schritt y) ausgesetzt werden, solange eine bestimmte Menge Stickoxid im Abgas nicht einen Minimalwert erreicht hat oder die Verbrermungskraftmaschine sich nicht in einem Lastbetrieb befindet.
Vorteilhafterweise wird der Grenzwert in Abhängigkeit wenigstens eines der folgenden Parameter bestimmt:
- der im Abgas vorliegenden Menge Stickoxid,
- dem Betriebszustand der Verbremiungskraftmaschine,
- der Temperatur des Abgases,
- der im Abgas vorliegenden Menge Sauerstoff.
Weiter wird bezüglich der beiden erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen, dass das Reduktionsmittel als Festkörper gleicher Dosis bereitgestellt wird. Dabei werden bevorzugt Festkörper im wesentlichen in Form einer Kugel bereitgestellt, die Harnstoff umfassen. Der Harnstoff ist bevorzugt mit einer hydrophoben Au- ßenhaut versehen, wobei Durchmesser im Bereich von 2 bis 3 mm bevorzugt sind. Die Dicke der hydrophoben Außenhaut liegt vorteilhafterweise im Bereich von 2 bis 30 μm. Die Außenhaut kann auch mit mehreren Schichten gebildet sein. Die Außenhaut oder mindestens eine ihrer Schichten umfasst insbesondere Formaldehyd oder einen langkettigen Kohlenwasserstoff, beispielsweise Dodecan, oder auch Wachse wie beispielsweise Paraffin. Die Außenhaut kann zur Kennzeichnung des Inhaltsstoffs eine Signalfarbe umfassen. Gerade im Hinblick auf die Zuführung dieser Feststoffkörper mit einer für die Lagerang und den Transport relativ festen Außenhaut ist es vorteilhaft, diese mit mindestens einer Sollbruchstelle zu versehen, so dass der Feststoffkörper zum Beispiel beim Auftreffen auf einen Verteiler leichter in eine Vielzahl von Partikel zerteilt wird. Die Sollbruchstelle kann als verringerte Außenhautdicke, als Vertiefung ausgebildet sein und sich in mindestens eine Lage der Außenhaut erstrecken. Unter Umständen ist es auch vorteilhaft, mehrere Mikrokapseln in einer Außenhaut des Feststoffkörpers bereitzustellen, was wiederum einen positiven Effekt hinsichtlich der Verteilung im Abgasstrom hat, wenn die Außenhaut platzt.
Auch die vorstehend genannten Verfahren sind bevorzugt zum Betrieb eines Abgassystems eines Automobils, insbesondere eines Dieselmotorbetriebenen Personen- oder Lastkraftwagens oder einer entsprechenden stationären Verbrennungskraftmaschine geeignet.
Die Erfindung, sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert, wobei diese die Erfindung nicht beschränken. Die Darstellungen sind, soweit nicht explizit auf etwas anderes hingewiesen wird, schematisch und dienen nicht zur Veranschaulichung von tatsächlichen Größenverhältnissen. Es zeigen:
Fig. 1: schematisch den Aufbau einer ersten Ausfuhrungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2: schematisch den Aufbau einer zweiten Ausführungsvariante der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 3: schematisch den Bereich einer Abgasleitung mit einer Reduktionsmittelzuruhr,
Fig. 4: schematisch eine Ausführungsvariante eines Trägerkörpers für eine selektive katarytische Reaktion,
Fig. 5: ein Diagramm zur Veranschaulichung des Last- bzw. Abgasverhaltens einer Verbrennungskraftmaschine, und
Fig. 6: schematisch den Verlauf einer Reduktionsmittelzufuhr nach einer Ausgestaltung des erfindungs gemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Vorrichtung zur Abgasbehandlung, insbesondere eines Dieselmotor-betriebenen Kraftfahrzeuges. Das von einer Verbrennungskraftmaschine 15 erzeugte Abgas durchströmt eine Abgasleitung 1 in einer Strömungsrichtung 2. Die hier dargestellte Abgasleitung 1 weist eine Abzweigung 37 auf, mittels der ein Teil des produzierten Abgases an einer Zufuhr 3 für ein Reduktionsmittel 4 vorbeigefuhrt wird, bevor es schließlich wieder in die einsträngige Abgasleitung 1 mündet. Das Reduktionsmittel 4 wird in einem Behälter 12 bevorratet und mittels einer Fördereinrichtung 13 zur Zufuhr 3 gefördert. Zur Regulierung der gewünschten Dosierung des zuzuführenden Reduktionsmittels 4 ist eine Regelungseinheit 5 vorgesehen. Das Reduktionsmittel 4 wird über die Zufuhr 3 dem Abgas beigemengt und strömt anschließend hin zu einem Trägerkörper 6, der in Strömungsrichtung 2 hinter der Zufuhr 4 positioniert ist. Der Trägerkörper 6 weist Mittel zur Herbeiführung einer selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxyden auf. In Strömungsrichtung 2 gesehen ist dem Trägerkörper 6 eine weitere Abgasbehandlungskomponente 36 nachgeordnet, wobei die Position einer solchen Abgasbehandlungskomponente 36 hier nur beispielhaft für viele andere ist. Als Abgasbehandlungskomponente 36 kommen beispielsweise katalytische Konverter, Mischelemente, Filter, Partikelfallen, Adsofber, etc. in Betracht. Schließlich ist noch ein Katalysatorelement 10 in der Abgasleitung 1 vorgesehen, welches beispielsweise im Abgas vorhandene Restbestände des Reduktionsmittels 4 umsetzt.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung, wobei hier speziell der Bereich der Reduktionsmittelzufuhr herausgegriffen wurde. Das als im wesentlichen kugelförmige Feststoffkörper vorliegende Reduktionsmittel 4 ist in einem Behälter 12 gelagert. Zum Auslass des Reduktionsmittels 4, wobei es sich bevorzugt um Harnstoff handelt, wird mittels eines wieder verschließbaren Ventils 16 realisiert. Als Ventil 16 können Schieber oder ähnliche Bauteile eingesetzt werden, die bei Bedarf zumindest in eine geöffnete und eine geschlossene Position wechseln können. Die Fördereinrichtung 13 wird hier mittels eines Antriebes 19 realisiert, der den Transport des Reduktionsmittels zumindest über die Zuleitung 17 bis hin zur Regelungseinheit 5 gewährleistet. Als Antrieb kommen insbesondere mechanische oder pneumatische Systeme in Betracht. Pneumatische Systeme haben den Vorteil, dass diese den Transport einzelner Reduktionsmittel- Feststoffkörper ermöglichen, so dass die Zuleitung 17 im wesentlichen leer gehalten werden kann. Für den Fall, dass aber beispielsweise mechanische oder elekt- romechanische Systeme zum Einsatz kommen, ist es auch möglich, dass zumindest zeitweise die gesamte Zuleitung mit Reduktionsmittel 4 gefüllt ist. In einem solchen Fall ist es vorteilhaft, wenn nach einer konkreten Dosierung des Reduktionsmittels 4 über die Regelungseinheit 5 zumindest ein Teil des in der Zuleitung 17 befindlichen Reduktionsmittels 4 über eine Rückleitung 18 wieder dem Behälter 12 zugeführt wird. Dies sollte insbesondere dann durchgeführt werden, wenn in der Zuleitung 17 und/oder der Rückleitung 18 Umgebungsbedingungen herrschen, die die Dauerhaltbarkeit des Reduktionsmittels als Feststoffkörper ungünstig beeinflussen. Die Dosierung des Reduktionsmittels 4 durch die Regelungseinheit 5 kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgerührt werden. Dabei kann die Regelungseinheit 5 z. B. auf Informationen über die Verbrennungskraftmaschine 15 aus Daten einer Motorsteuerang 22 oder Messwerte von Sensoren 23 zurückgreifen.
Ausgehend von der Regelungseinheit 5 wird das Reduktionsmittel 4 weiter zur Zufuhr 3 bewegt, wobei das Reduktionsmittel 4 bei Austritt aus der Zufuhr 3 und bei Eintritt in die Abgasleitung 1 durch die in Strömungsrichtung 2 strömende Abgasmenge mitgerissen und auf den dargestellten Verteiler 14 geschleudert wird. Dabei wird das Reduktionsmittel 4 bevorzugt als Feststoffkörper in die Abgasleitung eingeleitet, es ist jedoch auch möglich ( wie hier als gestrichelte Flugbahn 29 angedeutet) dass das Reduktionsmittel zuvor in einem Reaktor in einen anderen Aggregatszustand (flüssig und/oder gasförmig) umgewandelt wird, beispielsweise durch Sublimation oder Schmelzen oder durch Lösen in einem Lösungsmittel, insbesondere in Wasser oder einem Kohlenwasserstoff. In dem Reaktor 20, der bevorzugt mit einer ersten Heizeinrichtung 21 versehen ist, erfolgt beispielsweise eine Zersetzung von Harnstoff in Ammoniak, welcher dann als Reduktionsmittel der Abgasleitung 1 zugeführt wird.
In Fig. 3 wird nun die Zufuhr des Reduktionsmittels 4 weiter veranschaulicht. Das Reduktionsmittel 4 liegt mit einer konstanten Dosis 44 und einem mittleren Durchmesser 24 von ca. 2 bis 2,5 mm vor und wird über die Regelungseinheit 5 und die Zufuhr 3 in die Abgasleitung 1 gegeben. Bei Eintritt in die Abgasleitung 1 wird das Reduktionsmittel 4 von der sich in Strömungsrichtung 2 bewegenden Abgasströmung erfasst und gegen den Verteiler 14 geschleudert, wobei das Reduktionsmittel 4 in eine Vielzahl von Partikeln 28 zerteilt wird. Diese lösen sich in Folge der in der Abgasleitung 1 herrschenden Bedingungen, insbesondere der Abgastemperatur auf. In der dargestellten Ausfuhrungsvariante ist der Verteiler 14 in Form eines Trichters dargestellt, dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Der Verteiler 15 weist eine schafkantig strukturierte Oberfläche 27 auf, die in vorteilhafter Weise mit einer (nicht dargestellten) Beschichtung zur Hydrolyse des zugeführten Harnstoffs versehen ist. Zudem weist der Verteiler 14 eine Vielzahl von Öffnungen 26 mit einer mittleren Weite 25 im Bereich vonO,5 bis 1 mm auf. Der Verteiler 14 kann elektrisch beheizt werden und ist hierfür mit einer zweiten Heizeinrichtung 30 ausgeführt.
Fig. 4 veranschaulicht eine Ausführungsvariante einer besonders kompakten SCR-Einheit. Dabei sind in einem gemeinsamen Gehäuse 32 in Strömungsrichtung, hintereinander gesehen ein als Sieb ausgeführter Verteiler 14, ein Trägerkörper 6 und ein Katalysatorelement 10 angeordnet. Der Trägerkörper 6 weist einen metallischen Grundkörper 7 auf, der mit einer Beschichtung 8 mit einer Speicherfähigkeit für das Reduktionsmittel aufgeführt ist. Als metallischer Grundkδrper 7 ist hier ein Wabenkörper dargestellt, der zumindest teilweise strukturierte Metallfolien 35 umfasst. Dabei ist zumindest eine glatte und eine gewellte Metallfolie 35 bevorzugt so miteinander verwunden bzw. gewickelt, dass für das Abgas in Richtung einer Achse 49 durchströmbaren Kanäle 31 gebildet sind. Die Kanäle 31 werden demnach von den Metallfolien 35 begrenzt, wobei die Metallfolien 35 mit einer die selektive katalytische Reaktion motivierenden bzw. katalysierenden Beschichtung 8 einer vorgegebene Dicke 9 beschichtet sind. Zum Austausch von Abgas in benachbarten Kanälen 31 sind Durchlässe 33 bereitgestellt, die durch Eindrückungen bzw. Ausstanzungen in den Metallfolien 35 gebildet sind.
Das Katalysatorelement 10 weist eine Vielzahl von Strömungswegen 34 auf, die sich bevorzugt im wesentlichen parallel zur Achse 49 erstrecken. Das Katalysatorelement 10 ist bevorzugt auch als metallischer Wabenkörper ausgeführt. Die Strömungswege 34 sind mit einer Schicht 11 oder Beschichtung 8, insbesondere einer keramischen Beschichtung wie beispielsweise aus Washcoat versehen, in bzw. auf der Platin oder ein anderes Edelmetall angeordnet ist, um überschüssiges Reduktionsmittel 4, was aus dem Trägerkörper 6 in seltenen Fällen austritt, umzusetzen.
Die dargestellte Einheit wird noch dadurch ergänzt, dass in ihr ein Plasma verwirklichbar ist, was bei der Umsetzung insbesondere der Stickoxide weiter hilf¬ reich ist. Zur Ausbildung des Plasma ist diese mit einer Spannungsquelle 48 verbunden.
Fig. 5 veranschaulicht beispielsweise ein Kennfeld eines PKWs mit einem Dieselmotor mit einem Hubraum von 3 Litern. Dabei sind der Leistungsverlauf 38, der Abgasmassenstromverlauf 39 und der Stickoxidemissionsverlauf 40 über der Drehzahl des Motors (Abszisse) dargestellt. Dabei variiert die Leistung gemäß dem Leistungsverlauf 38 beispielsweise von 20 kW bis 120 kW. Bei einem solchen Leistungsverlauf 38 wird in etwa der schematisch mit einer gestrichelten Linie gekennzeichnete Abgasmassenstromverlauf 39 von dem Motor generiert. Der unten dargestellte Stickoxidemissionsverlauf 40 veranschaulicht den jeweils bei der anliegenden Leistung mittels der selektiven katalytischen Reaktion umzusetzende Anteil des Abgasmassenstroms. Zur Veranschaulichung ist hier auch ein Minimalwert 47 eingezeichnet, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gegebenenfalls beachtet wird. Bei dem hier beschriebenen Kennfeld liegen die erforderlichen Mengen des Reduktionsmittels im Bereich von 0,014 bis 0,144 kg/h wobei von einer Eliminierung des gesamten Stickoxids ausgegangen wurde (100%tige Umsatzrate).
In Figur 6 soll nun schematisch der Bedarf an Reduktionsmittel für eine möglichst vollständige Umsetzung der Stickoxide einerseits und die tatsächliche Bereitstellung von Reduktionsmitteln gemäß dem erfindungsgemäß beschriebenen Verfahren andererseits veranschaulicht werden. Im oberen Teil des Diagramms ist der Reduktionsmittelbedarf 43 beispielhaft dargestellt, der sich aus dem Kennfeld der Verbrennungskraftmaschine ergibt. Darunter ist die tatsächliche Bereitstellung des Reduktionsmittels veranschaulicht, wobei einer Unterteilung hinsichtlich im Ab- gas bereit gestellten Reduktionsmittel (gekennzeichnet als Zugabe 46) und in der Abgasleitung gespeicherten Reduktionsmittel (hier gekennzeichnet als Vorrat 41) unterschieden wird.
Links in der Darstellung ist ein erster Peak 50 hinsichtlich des Reduktionsmittelbedarfs 43 dargestellt. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist erkannt worden, dass beispielsweise eine hohe Menge an Stickoxiden im Abgas vorhanden ist, so dass zu einem ersten Zeitpunkt 45.1 nicht ausreichend Reduktionsmittel verfügbar ist, so dass zu diesem Zeitpunkt 45.1 die Zudosierung von Reduktionsmitteln erforderlich ist, was durch den steilen Anstieg des Grafen bezüglich der Zugabe 46 erkennbar ist. In Folge der verstärkt einsetzenden selektiven kata- lytischen Reaktion und dem hohen Stickoxid- Anteil im Abgas nimmt die verfügbare Menge des bereitstehenden Reduktionsmittels ab, wie aus der Darstellung rechts neben Zeitpunkt 45.1 erkennbar ist. Da kein neues Reduktionsmittel mehr zugeführt wird, nimmt diese Menge weiter ab, so dass schließlich auch der Vorrat 41 abnimmt. Zum Zeitpunkt 45.2 erreicht der Vorrat 41 an Reduktionsmitteln einen Grenzwert 42, so dass nun erfindungsgemäß eine weitere Zudosierung von Reduktionsmittel stattfindet. Kurz darauf wird erkannt, dass ein zweiter Peak 50 hinsichtlich des Reduktionsmittelbedarfs 43 gegeben ist, so dass zum Zeitpunkt 45.3 erneut eine Reduktionsmittelzufuhr vorgenommen wird. Aus der unteren Darstellung ist zu erkennen, dass zu den Zeitpunkten der Zudosierung 45.1, 45.2 und 45.3 in etwa die gleiche Dosis 44 Reduktionsmittel zugegeben wurde, so dass hier ein Verfahren beschrieben ist, bei dem das Reduktionsmittel als Festkörper gleicher Dosis zugeführt wurde. Nach dem zweiten Peak 50 schließt sich eine Zeitspanne an, bei der nahezu kein Bedarf an Reduktionsmitteln besteht, wobei sich die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise im Leerlauf- oder Schubbetrieb befindet. Aufgrund der geringen Menge im Abgas befindlicher Stickoxide nimmt die Zugabe 46 bzw. der Vorrat 41 relativ langsam ab. Schließlich ist jedoch wiederum der Grenzwert 42 hinsichtlich des Vorrates 41 erreicht, so dass erneut zum Zeitpunkt 45.4 eine Reduktionsmittelzufuhr stattfindet. Das hier beschriebene erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung, die insbesondere zur Durchfuhrung der erfindungsgemäß beschriebenen Verfahren geeignet ist, hat einen sparsamen Umgang mit Reduktionsmittel zur Folge, wobei gleichwohl eine nahezu 100%ige Umsetzung von in Abgas enthaltenden Stickoxiden gewährleistet werden kann.
Bezugszeichenliste
Abgasleitung
Strömungsrichtung
Zufuhr
Reduktionsmittel
Regelungseinheit
Trägerkörper
Grundkörper
Beschichtung
Dicke
0 Katalysatorelement
1 Schicht
2 Behälter
3 Fördereinrichtung
4 Verteiler
5 Verbrennungskraftmaschine
6 Ventil
L7 Zuleitung
L8 Rückleitung
19 Antrieb
20 Reaktor 1 erste Heizeinrichtung 2 Motorsteuerung 3 Sensor 4 Durchmesser 5 Weite 6 Öffnung 7 Oberfläche 8 Partikel Flugbahn zweite Heizeinrichtung
Kanal
Gehäuse
Durchlass
Strömungsweg
Metallfolie
) Abgasbehandlungskomponente
1 Abzweigung
I Leistungsverlauf
P Abgasmassenstromverlauf
D Stickoxidemissionsverlauf
1 Vorrat
2 Grenzwert
3 Reduktionsmittelbedarf
4 Dosis
•5 Zeitpunkt (45.1, 45.2, 45.3, 45.4)
1-6 Zugabe
Minimalwert 8 Spannungsquelle 9 Achse 0 Peak

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Abgasbehandlung umfassend zumindest:
- eine Abgasleitung (I)3 die von einem Abgas in einer Strömungsrichtung (2) durchströmbar ist,
- eine Zufuhr (3) für ein Reduktionsmittel (4) in die Abgasleitung (1),
- eine Regelungseinheit (5) zur Dosierung des zuzuführenden Reduktionsmittels (4),
- einen Trägerkörper (6), der in Strömungsrichtung (2) hinter der Zufuhr (4) positioniert ist und Mittel zur Herbeiführung einer chemischen Reaktion des Reduktionsmittels (4) mit mindestens einem Bestandteil des Abgas umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (6) mit mindestens einem metallischen Grundkörper (7) aufgebaut ist, der zumindest teilweise eine Beschichtung (8) mit einer Speicherfähigkeit für das Reduktionsmittel (4) umfasst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (8) wenigstens eine der folgenden Komponenten umfasst: Titandioxid, Wolframtrioxid, Molybdentrioxid, Vanadiumpentoxid, Siliciumdioxid, Schwefeltrioxid, Zeolith.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (8) eine Dicke (9) im Bereich von 0,01 bis 0,03 mm hat.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (7) gasundurchlässig ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Bestimmung der im Bereich des Trägerkörpers (6) verfügbaren Menge an Stickoxid vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Katalysatorelement (10) in Strömungsrichtung (2) nach dem Trägerkörper (6) angeordnet ist, der eine Platin umfassende Schicht (11) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Behälter (12) und eine Fördereinrichtung (13) für das Reduktionsmittel (4) als Feststoff aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Überprüfung der Dosierung des Reduktionsmittels (4) vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verteiler (14) in Strömungsrichtung (2) vor dem Trägerkörper (6) angeordnet ist.
10. Verfahren zur Behandlung eines Abgases in einer Abgasleitung (1) einer Verbrennungskraftmaschine (15) umfassend zumindest folgende Schritte: a) Bestimmen einer Menge Stickoxid im Abgas, b) Bestimmen einer Dosis (44) eines der Abgasleitung (1) zuzuführenden Reduktionsmittels (4) unter Berücksichtigung eines in der Abgasleitung (1) gespeicherten Vorrats (41) an Reduktionsmittel (4), c) Zuführen der Dosis (44) des Reduktionsmittels (4).
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem zumindest Schritt c) diskontinuierlich durchgeführt wird.
12. Verfahren nach Ansprach 10 oder 11, bei dem zumindest Schritt c) erst durchgeführt wird, wenn die in Schritt a) bestimmte Menge Stickoxid einen Minimalwert (47) überschreitet.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem zumindest Schritt c) erst durchgeführt wird, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine (15) in einem Lastbetrieb befindet.
14. Verfahren zur Behandlung eines Abgases in einer Abgasleitung (1) einer Verbrennungskraftmaschine (15) umfassend zumindest folgende Schritte: x) Bereitstellen einer konstanten Dosis (44) eines der Abgasleitung (1) zuzuführenden Reduktionsmittels (4), y) Bestimmen eines in der Abgasleitung (1) gespeicherten Vorrats (41) an Reduktionsmittel (4), z) Zufuhren der Dosis (44) des Reduktionsmittels (4), wenn der Vorrat (41) einen Grenzwert (42) unterschreitet.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Grenzwert in Abhängigkeit wenigstens eines der folgenden Parameter bestimmt wird: der im Abgas vorliegenden Menge Stickoxid, dem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (15), - der Temperatur des Abgases, der im Abgas vorliegenden Menge Sauerstoff.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, bei dem das Reduktionsmittel (4) als Feststoffkörper gleicher Dosis (44) bereitgestellt wird.
EP06724118A 2005-04-15 2006-04-07 Verfahren und vorrichtung zur dosierten bereitstellung eines, insbesondere als feststoff vorliegenden, reduktionsmittels für abgassysteme Withdrawn EP1868707A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005017402A DE102005017402A1 (de) 2005-04-15 2005-04-15 Verfahren und Vorrichtung zur dosierten Bereitstellung eines, insbesondere als Feststoff vorliegenden, Reduktionsmittels für Abgassysteme
PCT/EP2006/003177 WO2006108566A1 (de) 2005-04-15 2006-04-07 Verfahren und vorrichtung zur dosierten bereitstellung eines, insbesondere als feststoff vorliegenden, reduktionsmittels für abgassysteme

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1868707A1 true EP1868707A1 (de) 2007-12-26

Family

ID=36889464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06724118A Withdrawn EP1868707A1 (de) 2005-04-15 2006-04-07 Verfahren und vorrichtung zur dosierten bereitstellung eines, insbesondere als feststoff vorliegenden, reduktionsmittels für abgassysteme

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20080250779A1 (de)
EP (1) EP1868707A1 (de)
JP (1) JP2008536048A (de)
DE (1) DE102005017402A1 (de)
WO (1) WO2006108566A1 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006023147A1 (de) * 2006-05-16 2008-01-10 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines gasförmigen Stoffgemisches
DE102006062026B4 (de) * 2006-12-29 2009-08-20 Pierburg Gmbh Dosiervorrichtung für Festharnstoff-Partikel
DE102007003156A1 (de) * 2007-01-22 2008-07-31 Süd-Chemie AG Vorrichtung zur selektiven katalytischen NOx-Reduktin in Abgasen
DE102007018612A1 (de) * 2007-04-19 2008-10-23 Süd-Chemie AG Katalysatorformkörper
US20090056319A1 (en) * 2007-09-04 2009-03-05 Warner Jay V Exhaust Aftertreatment System with Pre-Catalysis
DE102007048691B4 (de) * 2007-10-10 2011-05-19 Pierburg Gmbh Fördervorrichtung zur Zuführung eines Feststoffes zu einem Reaktor eines Abgasnachbehandlungssystems
DE102007049850B4 (de) 2007-10-18 2011-04-21 Pierburg Gmbh Abgasnachbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102009019676A1 (de) * 2009-04-30 2010-11-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zur selektiven katalytischen NOx-Reduktion in sauerstoffhaltigem Abgas
KR20110062127A (ko) * 2009-12-02 2011-06-10 현대자동차주식회사 매연필터의 재생 제어방법
US20120151902A1 (en) * 2010-12-16 2012-06-21 Caterpillar Inc. Biased reductant mixer
DE102010054912A1 (de) * 2010-12-17 2012-06-21 Daimler Ag Dosieranordnung und Verfahren zum Betreiben einer Dosieranordnung
DE102011101474B4 (de) * 2011-05-11 2014-10-16 Emission Partner GbR, vertretungsberechtigter Gesellschafter: Dirk Goeman Verfahren zum Behandeln von Abgasen von mit Biogas betriebenen Verbrennungskraftmaschinen und Verwendung eines Katalysators dazu
GB2609116B (en) * 2018-10-02 2023-06-07 Cummins Emission Solutions Inc Systems and methods for dry chemical reductant insertion in after treatment systems

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3825206A1 (de) * 1988-07-25 1990-02-01 Degussa Verfahren zur katalytischen entstickung von abgasen mittels eines reduktionsmittels
DE4003515A1 (de) * 1990-02-06 1991-08-08 Bayer Ag Verfahren zur reduktion von in abgasen enthaltenen stickoxiden
DE4117143C2 (de) * 1991-05-25 1995-04-20 Daimler Benz Ag Verfahren zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in Abgasen aus Kraftfahrzeugdieselmotoren
DE4308542A1 (de) * 1993-03-17 1994-09-22 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren und Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion von NO¶x¶ in sauerstoffhaltigen Gasen
EP0617199B1 (de) * 1993-03-26 1996-01-31 Siemens Aktiengesellschaft Katalysator zur Stickoxidminderung im Abgas eines Verbrennungsmotors
CA2197072A1 (en) * 1994-08-10 1996-02-22 Ronald Neufert Method for the catalytic conversion of nitrogen oxides present in the exhaust gas of an internal-combustion engine
DE59507350D1 (de) * 1994-09-13 2000-01-05 Siemens Ag Verfahren und einrichtung zum einbringen von flüssigkeit in eine abgasreinigungsvorrichtung
DE4441261A1 (de) * 1994-11-19 1996-05-23 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zum Nachbehandeln von Abgasen einer Brennkraftmaschine
US5809775A (en) * 1997-04-02 1998-09-22 Clean Diesel Technologies, Inc. Reducing NOx emissions from an engine by selective catalytic reduction utilizing solid reagents
JP2000027626A (ja) * 1998-07-15 2000-01-25 Toyota Motor Corp 内燃機関の還元剤供給装置
US6176078B1 (en) * 1998-11-13 2001-01-23 Engelhard Corporation Plasma fuel processing for NOx control of lean burn engines
DE19901915C1 (de) * 1999-01-19 2000-04-20 Siemens Ag Verfahren zur katalytischen Umsetzung von im Abgas eines Verbrennungsmotors enthaltenen Stickoxiden
DE10022842A1 (de) * 2000-05-10 2001-11-22 Dmc2 Degussa Metals Catalysts Strukturierter Katalysator für die selektive Reduktion von Stickoxiden mittels Ammoniak unter Verwendung einer zu Ammoniak hydrolysierbaren Verbindung
DE10038741A1 (de) * 2000-08-09 2002-02-21 Porsche Ag Verfahren und Vorrichtung zur Zuführung eines Reduktionsmittels in eine Katalysatoreinrichtung
DE10043798A1 (de) * 2000-09-06 2002-03-14 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betrieb eines Katalysators
JP4447142B2 (ja) * 2000-10-06 2010-04-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6415602B1 (en) * 2000-10-16 2002-07-09 Engelhard Corporation Control system for mobile NOx SCR applications
US6449945B1 (en) * 2001-04-18 2002-09-17 Ford Global Technologies, Inc. Emission control system
US6698191B2 (en) * 2001-08-09 2004-03-02 Ford Global Technologies, Llc High efficiency conversion of nitrogen oxides in an exhaust aftertreatment device at low temperature
DE10147172C2 (de) * 2001-09-25 2003-11-27 Siemens Ag Reduktionsmittelpumpe für eine Abgasnachbehandlungsanlage einer Brennkraftmaschine
US6601385B2 (en) * 2001-10-17 2003-08-05 Fleetguard, Inc. Impactor for selective catalytic reduction system
DE10206028A1 (de) * 2002-02-14 2003-08-28 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Ammoniak
WO2004046514A1 (en) * 2002-11-15 2004-06-03 Catalytica Energy Systems, Inc. Devices and methods for reduction of nox emissions from lean burn engines
US6862879B2 (en) * 2002-11-21 2005-03-08 Ford Global Technologies, Llc Diesel aftertreatment system
DE10300298A1 (de) * 2003-01-02 2004-07-15 Daimlerchrysler Ag Abgasnachbehandlungseinrichtung und -verfahren
DE10308288B4 (de) * 2003-02-26 2006-09-28 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus dem Abgas eines mager betriebenen Verbrennungsmotors und Abgasreinigungsanlage hierzu
DE10335785A1 (de) * 2003-08-05 2005-03-10 Umicore Ag & Co Kg Katalysatoranordnung und Verfahren zur Reinigung des Abgases von mager betriebenen Verbrennungsmotoren
US7117669B2 (en) * 2004-05-05 2006-10-10 Eaton Corporation Temperature swing adsorption and selective catalytic reduction NOx removal system
US7481983B2 (en) * 2004-08-23 2009-01-27 Basf Catalysts Llc Zone coated catalyst to simultaneously reduce NOx and unreacted ammonia

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2006108566A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008536048A (ja) 2008-09-04
DE102005017402A1 (de) 2006-10-19
WO2006108566A1 (de) 2006-10-19
US20080250779A1 (en) 2008-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1868707A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur dosierten bereitstellung eines, insbesondere als feststoff vorliegenden, reduktionsmittels für abgassysteme
DE602004006415T2 (de) Verfahren zur steuerung der reduktionsmittelzugabe
DE102010014468B4 (de) Verfahren zur Verminderung von Lachgas bei der Abgasnachbehandlung von Magermotoren
EP1728984B2 (de) Abgasanlage
EP2101896B1 (de) Verfahren zur selektiven katalytischen reduktion von stickoxiden im abgas einer verbrennungskraftmaschine und abgassystem
EP1931864B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur reduktion des stickoxidanteils im abgas einer verbrennungskraftmaschine
EP2568137B1 (de) Beheiztes Injektionssystem für Dieselmotor-Abgassysteme
EP2198134B1 (de) Verfahren zur verminderung der emission von stickstoffdioxid bei einem kraftfahrzeug mit einer mager betriebenen brennkraftmaschine
DE102012006448B4 (de) Verfahren zur Anwendung in Verbindung mit einer Abgasnachbehandlungsanlage
EP2456963B1 (de) Einspritzdüse zur zufuhr von reduktionsmittel und vorrichtung zur behandlung von abgasen
WO2019115187A1 (de) Kombination eines zeolithbasierten scr mit einem manganbasierten scr im bypass
WO2004099578A1 (de) Regeneration einer partikelfalle
EP1259308B1 (de) Verfahren und abgasreinigungsanlage zur katalytischen reduktion von stickoxiden im abgas einer verbrennungsanlage
EP2498898A1 (de) Verbesserter dieseloxidationskatalysator
WO2004047952A2 (de) Abgasanlage
EP1985819A2 (de) Abgasnachbehandlungssystem
WO2015071233A1 (de) Abgasnachbehandlungssystem
EP2112339A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen eines Verbrennungsmotors
DE102008026178A1 (de) SCR-Katalysator mit hohem Wirkungsgrad
WO2009103549A1 (de) Scr-katalysator mit ammoniak-speicherfunktion
DE102017117209A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines abgasbehandlungssystems
DE102018124274A1 (de) Verfahren zur entschwefelung von selektiven katalytischen reduktionsvorrichtungen
EP2313181B1 (de) Verfahren zur geregelten zugabe eines reduktionsmittels
EP2166203A1 (de) Vorrichtung zur Reinigung eines Abgasstroms einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Nutzfahrzeuges
DE102018119047B4 (de) Verfahren zur bestimmung der russbeladung in einer partikelfiltervorrichtung mit selektiver katalytischer reduktion

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20070831

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE ES FR GB IT

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE ES FR GB IT

17Q First examination report despatched

Effective date: 20100127

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20101113