ITRM930269A1 - Dispositivo per il tarttamento catalitico di gas di scarico di motori a combustione interna, in particolare motori diesel di autoveicoli per la riduzione selettiva catalitica degli ossidi di azoto. - Google Patents

Dispositivo per il tarttamento catalitico di gas di scarico di motori a combustione interna, in particolare motori diesel di autoveicoli per la riduzione selettiva catalitica degli ossidi di azoto. Download PDF

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Description

DISPOSITIVO PER IL TRATTAMENTO CATALITICO DI
GAS DI SCARICO DI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA,
IN PARTICOLARE MOTORI DIESEL DI AUTOVEICOLI PER
LA RIDUZIONE SELETTIVA CATALITICA DEGLI OSSIDI
DI AZOTO
L'invenzione riguarda un dispositivo per il trattamento successivo di gas di scarico per motori a combustione interna con un catalizzatore per la riduzio ne catalitica selettiva di ossidi di azoto dai gas di scarico , in part icolare dai gas di scarico di motori diesel per autoveicoli, secondo le caratteristiche indicate nel preambolo delle rivendicazioni in-: dipendenti 1 e 4 ?
Come noto, gli ossidi di azoto contenuti nei gas di scarico vengono ridotti in azoto e acqua su un catalizzatore con l'aggiunta di un mezzo riducente, e precisamente l 'ammoniaca (NH3), oppure di composti formanti l'ammoniaca.
Nel brevetto DE 38 25 206 sono indicati accorgimenti, die prevedono una aggiunta dosata ritmata, in quantit? superiore a quella stechiometrica, del mezzo riducente NH e prec isame nte mediante la- misurazione delle c ncent razioni di NOx anteriormente e post eriorme n e al catalizzatore, poich? lo stato di carico del catalizzatore non ? definito in questo modo di funzionamento.
Inoltre nella domanda di brevetto tedesca meno recente P 41 17 143*8-43 sono descritti accorgimenti per la riduzione selettiva catalitica di ossidi di azoto dai gas di scarico, mediante la quale la elevata concentrazione di NH che si presenta viene rilevata nella fase di dosaggio a mezzo di un sensore collocato nel:catalizzatore che interrompe l'aggiunta di NH3 dopo il rilevamento della concentrazione prestabilita di NH Non appena l'ammoniaca accumulata nel catalizzatore viene sostanzialmente consumata dalla reazione, mediante un calcolo approssimativo di NOx , prodotto dal motore dall'inizio o dal termine di dosaggio, dal diagramma caratteristico del motore e dal tempo di funzionamento nonch? in considerazione del grado di separazione medio, viene determinata la ripresa dell'aggiunta di NH3.
L'invenzione si ? posta il compito di prevedere in un dispositivo per il trattamento catalitico dei gas di scarico per motori a combustione interna non stazionari, smplici accorgimenti che rendono possibile un -ulteriore perfezionamento per quanto -riguarda la riduzione degli ossidi di azoto contenuti nei gas di scarico.
Per la soluzione del compito posto servono le caratteristiche indicate nella parte caratterizzante delle rivendicazioni indipendenti 1 e 4?
Nelle sottorivendicazioni sono indicate ulteriori forme di realizzazioni vantaggiose dell'invenzione. Mediante gli accorgimenti secondo l'invenzione viene a mancare il calcolo, eseguito a base del diagramma caratteristico , dello stato di riempimento del catalizzatore durante l'interruzione di dosaggio e la fase di interruzione di NH3 . La determinazione dell 'aggiunta di NH3 per diversi tipi di motori con differenti emissioni di gas di scarico diventa superflua e durante la scelta dei limiti dello stato di riempimento del catalizzatore non si deve prendere in considerazione l'inevitabile differenziazione di parti strutturali entro una serie di esse. Secondo la rivendicazione 1, il riconoscimento dello stato di riempimento inferiore viene assunto da un altro sensore di ammoniaca, che rileva l'ammoniaca adsorbita nel catalizzatore, mentre il primo sensore di ammoniaca rileva l'ammoniaca gassosa.
Questo primo sensore di NH3 pu? essere collocato o _a valle del cataliz.zatore_oppure nel catalizzatore stesso, la disposizione del sensore nel catalizzatore pur non rendendo possibile una utilizzazione ottimale del volume del catalizzatore, garantisce per? che le emissioni di NO non superino i valori limite ammissibili. Al contrario, nella disposizione del sensore a monte del catalizzatore si pu? sfruttare completamente il volume del catalizzatore per la massima capacit? di adsorbimento, tuttavia non sempre si pu? escludere un minimo passaggio inammissibile di NH3 di breve durata.
Nella pubblicazione (P 41 17 143-S-43) riguardante un dispositivo del tipo in questione, pur essendo descritta una particolare forma di realizzazione con un secondo sensore, tuttavia questo viene sol??; lecitato con gas di scarico a monte del catalizzatore .
Con gli accorgimenti secondo l'invenzione secondo la rivendicazione indipendente 4, ? possibile una regolazione continua di una piccola ma costante fuoriuscita di NH entro valori limiti ammissibili Il vantaggio di questa forma di realizzazione con?; siste nell'omissione di un qualsiasi diagramma ca?. ratteristico e nella compensazione di qualsiasi variazione nel motore e nel catalizzatore entro il campo di regolazione.
L'invenzione verr? ora descritta pi? da vicino con riferimento ad un esempio di realizzazione illustrato nel disegno.
Nel disegno un motore a combustione interna ? indicato con 1, un condotto di gas di scarico con 2 e un catalizzatore con 3,nonch? un dispositivo di dosaggio con il numero di riferimento 4, che consiste di un serbatoio di mezzo di riduzione 5 e di un condotto di adduzione 6 con una pompa di alimentazione 7 e con una valvola di bloccaggio 8. Il condotto di alimentazione 6 sbocca nel condotto di gas di scarico 2 a monte del catalizzatore 3.
Il serbatoio di mezzo di riduzione 5 contiene ammoniaca (NH3) oppure sostanze atte a liberare ammoniaca, che vengono aggiunte in modo controllato al flusso dei gas di scarico nel condotto 2.
Il catalizzatore 3 ? disposto in un involucro 9, in cui a .Valle del catalizzatore 3 ? previsto un primo sensore di NH3 10, che misura nel gas di scarico la concentrazione di NH3 e trasmette ad un apparecchio di controllo 11 un segnale di comando in un istante, in cui la quantit? di NH gassoso ha raggiunto un prestabilito valore di soglia superiore. L'apparecchio di controllo 11 controlla la pompa di alimentazione 7 nel senso di un disinnesto, per cui viene interrotta l'aggiunta di NH3 .
Un secondo sensore di NH3 ? disposto ad esempio nel materiale di supporto del catalizzatore 3 e rileva NH3 assorbita. Non appena viene raggiunto il limite inferiore dello stato di riempimento del catalizzatore 3 oppure l'ammoniaca accumulata nel catalizzatore ? stata sostanzialmente consumata mediante la reazione, all'apparecchio di controllo 11 viene trasmesso un segnale di comando corrispondente al valore di soglia inferiore prestabilito di NH3 . L'apparecchio di controllo 11 controlla la pompa di alimentazione 7 nel senso di un riinnesto e NH viene di nuovo aggiunta in modo dosato ? precisamente in funzione dei parametri di esercizio. Come parametri sono previsti il numero di giri n del motore, il percorso di regolazione RW, la temperatura di gas di i scarico T a monte, dell'adduzione di NH3 nonch? le temperature di gas di scarico all'entrata T e all?uscita T del catalizzatore 3?
Durante la pausa di dosaggio la valvola di bloccaggio 8 controllata dall?apparecchio di controllo 11 blocca il condotto di adduzione 6, in cui non pu? affluire il gas di scarico.
Il primo sensore di NH 10 pu? essere collocato per? anche nel catalizzatore 3, che misura, contrariamente al secondo sensore di NH3 12, NH3 gassosa ed ? indicato con il numero di riferimento 10'.
Un altro esempio di realizzazione, per? per la regolazione continua del dispositivo di dosaggio 4, si ottiene mediante la disposizione di un unico sensore di NH3 13 a valle del catalizzatore 3. La disposizione di questo sensore di NH3 13 ? possibile anche nel catalizzatore 3 stesso.
Il sensore 13 rileva nella fase gassosa la relativa concentrazione di NH3. La concentrazione momentanea di NH3 viene confrontata quale valore effettivo con un valore nominale corrispondente ad una concentrazione di NH3 prestabilita e un segnale di correzione cos? ottenuto viene usato per la regolazione del dispositivo di dosaggio 4. La regolazione continua prevede una perdita di ammoniaca, possibilmente limitata e costante, entro i valori limite ammissibi-
li ?
Nel disegno con il numero di riferimento 14 ? indicato un filtro di aria e con il numero 15 una valvola di aria compressa.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per il trattamento di gas di scarico di motori a combustione interna, con un catalizzatore per la riduzione catalitica selettiva di ossidi di azoto dai gas di scarico, in particolare dai gas di scarico di motori diesel per autoveicoli, con un dispositivo di dosaggio per l'aggiunta, in quantit? superiore a quella stechiometrica, di NH o di sostanze attera liberare ??3 , con almeno due sensori, dei quali uno interrompe ,quale sensore di ??3 ,l'aggiunta, quando la quantit? di NH raggiunge un prestabilito valore di soglia superiore e con mezzi, mediante i quali viene di nuovo ripristinata l'aggiunta, quando' nel catalizzatore la? quantit? di NH,, accumulata raggiunge un prestabilito valore di soglia inferiore, caratterizzato dal fatto che l'altro sensore ? conformato come un sensore di NH? ( 12 ) che rileva il valore di soglia inferiore della quantit? di NH 3 accumulata ? 2 . Dispositivo per il trattamento di gas di scarico secondo la riv?ndicazione 1, caratterizzato dal fatto che il primo sensore di ??3 (10'), destinato per il : valore di soglia superiore e il secondo sensore di NH3 (12) destinato per il valore di soglia inferioresono disposti nel catalizzatore (3) e dei .quali il primo sensore di ??3 (10') misura la concentrazione di NH nel gas di scarico, mentre il secondo sensore di NH3 (12) misura NH3 assorbita nel catalizzatore (3)? 3? Dispositivo per il trattamento di gas di scarico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il secondo sensore di NH ( 12) ? disposto nel catalizzatore (3) e il primo sensore di NH 3 (10 ) ? disposto a valle del catalizzatore (3), dei quali il primo sensore di NH3 (10) misura la concentrazione di NH nel gas di scarico e il secondo sensore di NH (12) misura NH3 assorbita nel catalizzatore 4* Dispositivo per il trattamento di gas di scarico di motori a combustione interna con un catalizzatore per la riduzione catalitica selettiva di ossidi di azoto dai gas di scarico , in particolare dai gas di scarico di motori diesel per autoveicoli, con un dispositivo di dosaggio per l'aggiunta di NH o l 'aggiunta di sostanze atte a liberare NH3, con un Sensore per il rilevamento della concentrazione di NH nel gas di scarico, caratterizzato dal fatto che l'aggiunta di NH viene prevista nella fase gassosa senza pause di dosaggio ,in maniera tale che la concentrazione di NH3 rilevata dal sensore (1 3) viene confrontata quale valore effettivo con un valore nominale, corrispondente ad una prestabilita concenrazione di NH , per la formazione di un segnale di correzione che viene usato per la regolazione del dispositivo di dosaggio (3) sempre inserito nella fase gassosa. 5 Dispositi vo per il trattamento di gas di scarico secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che il sensore (11) ? collocato a valle del cataliz zatore (3) oppure nel catalizzatore stesso
ITRM930269A 1992-05-27 1993-04-28 Dispositivo per il tarttamento catalitico di gas di scarico di motori a combustione interna, in particolare motori diesel di autoveicoli perla riduzione selettiva catalitica degli ossidi di azoto. IT1261461B (it)

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