DE10342003A1 - Apparatus for processing a reducing agent precursor solution for exhaust aftertreatment - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10; 50) zur Aufbereitung einer Reduktionsmittel-Vorprodukt-Lösung zur Reduktion von Stickoxiden im Abgas eines Verbrennungsmotors (12). Die Vorrichtung (10; 50) zeichnet sich dadurch aus, dass sie ein steuerbares Heizelement (32; 64) und eine katalytische Beschichtung (38) aufweist, die mit dem Reduktionsmittel-Vorprodukt in Berührung kommt.The invention relates to a device (10, 50) for the treatment of a reducing agent precursor solution for the reduction of nitrogen oxides in the exhaust gas of an internal combustion engine (12). The apparatus (10; 50) is characterized by having a controllable heating element (32; 64) and a catalytic coating (38) which contacts the reducing agent precursor.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung einer Reduktionsmittel-Vorprodukt-Lösung zur Reduktion von Stickoxiden im Abgas eines Verbrennungsmotors.The The invention relates to a device for processing a reducing agent precursor solution for Reduction of nitrogen oxides in the exhaust gas of an internal combustion engine.
Eine solche Vorrichtung ist per se bekannt.A such device is known per se.
Modernste, dieseltechnologische Entwicklungen zielen darauf ab, die ,Tail-Pipe'-Emissionen der Dieselfahrzeuge weiterhin drastisch zu senken. Diese Verbesserungen können mit Hilfe motorischer Maßnahmen, Veränderungen der Betriebsstoffe (z.B. durch Additivzugabe) aber auch mit Hilfe einer hinter dem Verbrennungsmotor erfolgenden Abgasnachbehandlung erzielt werden.modern, Diesel technology developments are aimed at reducing the tailpipe emissions of diesel vehicles continue to cut drastically. These improvements can be made with Help motor measures, changes the consumables (e.g., by additive addition) but also with the help an exhaust aftertreatment taking place behind the internal combustion engine be achieved.
Allgemein bekannte SCR-Systeme (SCR = Selektive Catalytic Reduction) stellen ein Beispiel einer hinter dem Verbrennungsmotor erfolgenden Abgasnachbehandlung dar. Bei SCR-Systemen wird der Stickoxidanteil am Abgas eines Verbrennungsmotors durch eine selektive katalytische Reduktion (SCR) verringert. Dazu wird dem Abgas eine unmittelbar reduzierend wirkende Substanz wie Ammoniak oder ein Vorprodukt zugeführt, das erst im Abgas reduzierende Substanzen freisetzt. Als Vorprodukt kann beispielsweise eine Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) verwendet werden. Bei einer Reaktion des Harnstoffs mit dem Wasser (kombinierte Thermolyse und Hydrolyse) entsteht neben Kohlendioxid (CO2) Ammoniak (NH3), das bei der selektiven katalytischen Reduktion mit Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2) zu molekularem Stickstoff (N2) und Wasser umgewandelt wird. Die selektive katalytische Reduktion findet in einem SCR-Katalysator statt.Generally known SCR systems (SCR = Selective Catalytic Reduction) provide an example of taking place behind the internal combustion engine exhaust aftertreatment In SCR systems, the proportion of nitrogen oxide in the exhaust gas of an internal combustion engine reduced by a selective catalytic reduction (SCR). To the exhaust gas is an immediate reducing substance such as Ammonia or a precursor supplied, the first reducing in the exhaust gas Releases substances. As a precursor, for example, a urea-water solution (HWL) be used. In a reaction of urea with the water (combined thermolysis and hydrolysis) is formed in addition to carbon dioxide (CO2) Ammonia (NH3), which is used in the selective catalytic reduction with nitric oxide (NO) and nitrogen dioxide (NO2) to molecular Nitrogen (N2) and water is converted. The selective catalytic Reduction takes place in an SCR catalyst.
Eine Schwäche derzeitiger SCR-Systeme besteht in einer begrenzten Niedertemperaturaktivität. Am SCR-Katalysator wirkt das Ammoniak als hoch selektives Reduktionsmittel für die Minderung der Stickoxide. Dieses für die Stickoxidreduktion notwendige Ammoniak wird beispielsweise aus einer Harnstoff-Wasser-Lösung als Reduktionsmittelvorprodukt thermolytisch beziehungsweise katalytisch im SCR-Katalysator gewonnen. Dabei wird die flüssige HWL zunächst in der Abgasatmosphäre verdampft. Hierbei entsteht aus dem verwendeten Harnstoff [CO(NH2)2] Ammoniak (NH3) und Isocyansäure (HNCO). Die Isocyansäure muss für die anschließende Stickoxidreduktion jedoch ebenfalls in Ammoniak umgewandelt werden. Diese chemische Reaktion läuft im wasserhaltigen Abgas ab Temperaturen von etwa 200 °C ab.A weakness Current SCR systems have limited low temperature activity. On the SCR catalyst The ammonia acts as a highly selective reducing agent for the reduction of Nitrogen oxides. This for the nitrogen oxide reduction necessary ammonia is, for example, from a urea-water solution as reducing agent precursor thermolytically or catalytically in Won SCR catalyst. The liquid HWL is initially in the exhaust gas atmosphere evaporated. This results from the urea used [CO (NH 2) 2] Ammonia (NH3) and isocyanic acid (HNCO). The isocyanic acid must for the subsequent one However, nitrogen oxide reduction can also be converted into ammonia. This chemical reaction is ongoing in the water-containing exhaust gas from temperatures of about 200 ° C from.
Dosiert man die HWL bei niedrigeren Temperaturen in das Abgas, besteht die Gefahr, dass die Isocyansäure nicht vollständig in Ammoniak umgewandelt wird und nicht konvertierte Isocyansäure oder aus Isocyansäure entstehende Produkte den SCR-Katalysator inaktivieren. Die NOx-Reduktionsleistung des SCR-Systems sinkt bei dieser Betriebsweise des SCR-Systems drastisch.dosed If you put the HWL at lower temperatures in the exhaust gas, the Danger that the isocyanic acid not completely is converted into ammonia and unconverted isocyanic acid or from isocyanic acid resulting inactivating the SCR catalyst. The NOx reduction performance of the SCR system drops drastically in this mode of operation of the SCR system.
Derzeitige bekannte SCR-Systeme, die mit einer Harnstoff-Wasser-Lösung als Reduktionsmittelvorprodukt arbeiten, entfalten ihre Wirkung nur bei Abgastemperaturen oberhalb von ca. 200 °C.current known SCR systems using a urea-water solution as a reducing agent precursor work, their effect only at exhaust gas temperatures above from about 200 ° C.
Diese untere Grenztemperatur wird jedoch bei wirkungsgradoptimierten Verbrennungsmotoren, insbesondere bei Dieselmotoren mit Direkteinspritzung und Abgasturbolader im Bereich niedriger und mittlerer Lasten nicht immer erreicht, so dass die Reduktion der Stickoxide in diesem Niedrigtemperaturbereich mit den bekannten Systemen nicht gewährleistet werden kann.These lower limit temperature is, however, in efficiency-optimized internal combustion engines, in particular in diesel engines with direct injection and turbocharger in the Range of low and medium loads not always achieved, so that the reduction of nitrogen oxides in this low temperature range can not be guaranteed with the known systems.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe einer Vorrichtung mit einer verbesserten Wirksamkeit eines SCR-Systems bei niedrigeren Abgastemperaturen als bisher.In front In this background, the object of the invention in the specification a device with improved efficiency of an SCR system lower exhaust gas temperatures than before.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Vorrichtung ein steuerbares Heizelement und eine katalytische Beschichtung aufweist, die mit dem Reduktionsmittel-Vorprodukt in Berührung kommt.These Task is characterized in a device of the type mentioned by solved, that the device is a controllable heating element and a catalytic Coating with the reducing agent precursor in contact comes.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Das steuerbare Heizelement erlaubt in Verbindung mit der katalytischen Beschichtung eine von der Abgastemperatur unabhängige Aufbereitung eines in Wasser gelösten Reduktionsmittelvorproduktes, in der Regel einer Harnstoff-Wasserlösung, durch Thermolyse und Hydrolyse im Heizelement. Eine Verdampfung des Reduktionsmittelvorproduktes sorgt durch einen erhöhten Gasanteil darüber hinaus für eine gleichmäßigere Reduktionsmittelverteilung im Abgas als bei einer Zumessung in flüssiger Form, weil sich das verdampfte Reduktionsmittel mit dem Abgas besser vermischt als eine Flüssigkeit. Dadurch kann die Effektivität der Abgasreinigung im Bereich niedriger Abgastemperaturen gesteigert werden. Dies ist insbesondere für die Abgasreinigung nach einem Kaltstart und im Warmlauf des Verbrennungsmotors von Vorteil.The controllable heating element allowed in conjunction with the catalytic Coating an independent of the exhaust gas temperature treatment of an in Dissolved water Reduktionsmittelvorproduktes, usually a urea-water solution, by Thermolysis and hydrolysis in the heating element. An evaporation of the reducing agent precursor provides an elevated Gas share above out for a more uniform reductant distribution in the exhaust gas as in a metering in liquid form, because the vaporized reducing agent mixed better with the exhaust gas than a Liquid. Thereby can the effectiveness the exhaust gas cleaning increased in the range of low exhaust gas temperatures become. This is especially for the exhaust gas cleaning after a cold start and warm-up of the internal combustion engine advantageous.
Es ist bevorzugt, dass die katalytische Beschichtung wenigstens einen Teil des Heizelements bedeckt.It it is preferred that the catalytic coating at least one Part of the heating element covered.
Durch diese Maßnahme werden die genannten Vorteile weiter verstärkt, da eine beheizte katalytische Beschichtung die Aufbereitung des Reduktionsmittelvorproduktes begünstigt.By this measure, the genann th advantages further reinforced because a heated catalytic coating favors the preparation of the reducing agent precursor.
Ferner ist bevorzugt, dass das Heizelement an einem Zumessquerschnitt an einem abgasseitigen Ende der Vorrichtung angeordnet ist.Further is preferred that the heating element at a Zumessquerschnitt an exhaust-side end of the device is arranged.
Durch diese Maßnahme werden temperaturempfindliche Bereiche des Dosierventils wie Dichtungen und Spulen gewissermaßen aus der Heißtemperaturzone herausgezogen.By This measure become temperature-sensitive areas of the metering valve such as seals and coils in a sense from the hot temperature zone pulled out.
Die Kühlung des direkt am Abgastrakt montierten Ventils ist unkritisch, da ein elektrisch regelbares Heizelement im Bereich kritischer Temperaturen vor dem Dosierventil angeordnet ist. Eine unerwünschte Aufheizung solcher Bereiche wird durch das zwischen diesen Bereichen und dem unter Umständen heißen Abgas angeordnete Heizelement verringert. Das Heizelement selbst ist gegen hohe Temperaturen unempfindlich. Eine Wärmeentkopplung von Dosierventil und Heizelement kann über kostengünstige Isolatoren erzielt werden. Insgesamt besteht die Möglichkeit, auf eine aufwendige, kostenintensive Ventilflüssigkeitskühlung zu verzichten und eine einfachere Luftkühlung zu realisieren.The cooling the directly mounted on the exhaust gas valve is not critical, as a electrically controllable heating element in the range of critical temperatures the metering valve is arranged. An undesirable heating of such areas is due to the between these areas and the possibly hot exhaust gas arranged heating element reduced. The heating element itself is against high temperature insensitive. A heat decoupling of dosing valve and heating element can have low cost insulators be achieved. Overall, there is the possibility of an elaborate, costly valve fluid cooling too dispense and realize a simpler air cooling.
Das Heizelement kann darüber hinaus dazu genutzt werden, um die ablagerungsempfindlichen Teile der Vorrichtung nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors oder einer Unterbrechung der Zumessung zum Abgas zu reinigen. Solche Teile sind zum Beispiel die Ventilspitze und Verdampferkanäle, die in den Abgastrakt ragen. Dort können sich neben Rückständen des Reaktionsmittelvorproduktes auch Rußpartikel ablagern. Ein Betätigen des Heizelementes sorgt für eine Selbstreinigung dieser Teile. Das Heizelement stellt damit sicher, dass durch den Selbstreinigungsmechanismus die Funktionsfähigkeit des Systems aufrecht erhalten wird. Verkrustungen sowie Verstopfungen werden verhindert oder zumindest verringert.The Heating element can over it Be used to the deposit sensitive parts the device after stopping the engine or an interruption of the metering to clean the exhaust gas. Such Parts are, for example, the valve tip and evaporator channels that protrude into the exhaust tract. There you can next to residues of the Reactor Vorproduktes also deposit soot particles. Pressing the Heating element ensures a self-cleaning of these parts. The heating element puts it sure that through the self-cleaning mechanism the functionality of the system. Encrustations and blockages are prevented or at least reduced.
Bevorzugt ist auch, dass die Vorrichtung einen Flash-Verdampfer mit einer Verdampfungszone und einer hinter dem Flash-Verdampfer angeordneten Reaktionszone aufweist.Prefers is also that the device has a flash evaporator with an evaporation zone and having a arranged behind the flash evaporator reaction zone.
Der Flash-Verdampfer sorgt für eine schlagartige Verdampfung der Harnstoff-Wasser-Lösung. Dadurch werden unerwünschte chemische Reaktionen, die bei einer langsamen Temperaturerhöhung auftreten können, unterbunden. So entsteht aus dem in der HWL enthaltenem Harnstoff [CO(NH2)2] Ammoniak (NH3) und Isocyansäure (HNCO) mit einer hohen Ausbeute. Im Flash-Verdampfer liegt am Ende der Verdampfungszone gasförmiges Reduktionsmittel mit einer Temperatur von etwa 100 bis 120 °C (der Temperatur des übersättigten Wasserdampfes) vor. Eine schnelle Verdampfung des Reduktionsmittels trägt auch dazu bei, den Bauraum des Flash-Verdampfers möglichst kompakt zu halten.Of the Flash evaporator ensures a sudden evaporation of the urea-water solution. Thereby become unwanted chemical reactions that occur with a slow increase in temperature can, prevented. This results from the urea contained in the HWL [CO (NH2) 2] ammonia (NH3) and isocyanic acid (HNCO) with a high Yield. The flash evaporator is at the end of the evaporation zone gaseous Reducing agent at a temperature of about 100 to 120 ° C (the temperature of the supersaturated Steam) before. Rapid evaporation of the reducing agent also contributes This helps to keep the installation space of the flash evaporator as compact as possible.
Ferner ist bevorzugt, dass die Reaktionszone einen Hydrolyse-Katalysator aufweist.Further it is preferred that the reaction zone is a hydrolysis catalyst having.
In der Reaktionszone des Flash-Verdampfers findet eine Überhitzung des bereits gasförmigen Reduktionsmittels auf Temperaturen von etwa 150 bis 250 °C statt. Der in dieser Zone enthaltene Hydrolysekatalysator initiiert und beschleunigt die Reaktion der im gasförmigen Reduktionsmittel enthaltenen Isocyansäure zum gewünschten Produkt Ammoniak. Aus einem Mol Isocyansäure kann bis zu einem Mol Ammoniak gewonnen werden.In The reaction zone of the flash evaporator is overheated the already gaseous reducing agent to temperatures of about 150 to 250 ° C instead. The one in this zone contained hydrolysis catalyst initiates and accelerates the reaction of in gaseous form Reducing agent contained isocyanic acid to the desired product ammonia. Out one mole of isocyanic acid can be recovered up to one mole of ammonia.
Auf diese Weise können bereits bei Abgastemperaturen ab etwa 130 bis 150 °C im SCR-Katalysator Stickoxide reduziert werden. Dadurch wird der Temperatureinsatzbereich von SCR-Systemen mit Harnstoff-Wasser-Lösung als Reduktionsmittelvorprodukt so erweitert, dass diese auch bei einem Fahrprofil mit niedrigen Abgastemperaturen, beispielsweise bei Stadtverkehrszyklen von Personenkraftwagen einsetzbar sind. Mit dieser Maßnahme kann die bekannte, für schwere Nutzkraftwagen bestimmte SCR-Technologie auch bei leichten Nutzkraftwagen beziehungsweise bei Personenkraftwagen eingesetzt werden. Diese Fahrzeugklassen weisen typische Fahrprofile mit deutlich niedrigeren Abgastemperaturen als bei schweren Nutzkraftwagen auf.On this way you can even at exhaust gas temperatures from about 130 to 150 ° C in the SCR catalyst Nitrogen oxides are reduced. This will change the temperature range of SCR systems with Urea-water solution as reducing agent precursor so extended that this also in a driving profile with low exhaust gas temperatures, for example can be used in city traffic cycles of passenger cars. With this measure can the well-known, for heavy commercial vehicles certain SCR technology even in light Commercial vehicles or used in passenger cars become. These vehicle classes clearly show typical driving profiles lower exhaust gas temperatures than heavy commercial vehicles.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verdampfungszone einen Eingang zur Zufuhr eines Aerosols aus einer Harnstoff/Wasser-Lösung und Luft aufweist und dass die Reaktionszone einen Ausgang zur Abgabe eines Ammoniak-/Wasserdampf-/Luftgemisches an das Abgas aufweist.A Another preferred embodiment is characterized in that the evaporation zone has an inlet for the supply of an aerosol a urea / water solution and having air and that the reaction zone has an outlet for delivering a Ammonia / water vapor / air mixture has to the exhaust gas.
Diese Ausgestaltung entfaltet die oben genannten Vorteile insbesondere bei leichten Nutzkraftfahrzeugen, die bereits über ein Druckluftsystem verfügen.These Embodiment unfolds the above advantages in particular in light commercial vehicles, which already have a compressed air system.
Alternativ ist bevorzugt, dass die Verdampfungszone einen Eingang zur Zufuhr von flüssiger Harnstoff/Wasser-Lösung aufweist und die Reaktionszone einen Ausgang zur Abgabe eines Ammoniak-/Wasserdampfgemisches an das Abgas aufweist.alternative it is preferred that the evaporation zone has an inlet for supply of liquid urea / water solution and the reaction zone has an outlet for delivery of an ammonia / water vapor mixture to the exhaust gas.
Durch diese Ausgestaltung werden die Vorteile der Erfindung auch bei Personenkraftwagen erzielt, die nicht mit einem Druckluftsystem ausgerüstet sind.By This embodiment, the advantages of the invention in passenger cars achieved, which are not equipped with a compressed air system.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung ein dem Flash-Verdampfer vorgeschaltetes 2-Wege-Ventil aufweist, über das die Harnstoff/Wasser-Lösung alternativ unter Umgehung des Flash-Verdampfers an das Abgas abgegeben wird.A particularly preferred embodiment is characterized in that the device a the flash evaporator upstream 2-way valve via which the urea / water solution is alternatively discharged, bypassing the flash evaporator to the exhaust gas.
Diese Ausgestaltung erlaubt eine bedarfsabhängige Nutzung des Flash-Verdampfers und eine Umgehung des Flash-Verdampfers in Betriebszuständen, in denen eine herkömmliche, direkt zum Abgas erfolgende Dosierung möglich ist.These Design allows a demand-dependent use of the flash evaporator and a bypass of the flash evaporator in operating states, where a conventional, directly to the exhaust gas metering is possible.
Bevorzugt ist auch, dass die Verdampfungszone elektrisch oder mit Hilfe von Wärmespeichern, die von Motorabwärme oder Abgasabwärme aufgeheizt werden, mit Wärme versorgt wird.Prefers is also that the evaporation zone electrically or with the help of Heat storage, the of engine waste heat or waste heat be heated with heat is supplied.
Eine elektrische Beheizung erlaubt eine Aktivierung des Flash-Verdampfers bereits kurz nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors. Die Ausnutzung der genannten Wärmespeicher erlaubt eine Energieeinsparung in Betriebszuständen mit niedrigen Abgastemperaturen bei bereits warmem Verbrennungsmotor.A Electric heating allows activation of the flash evaporator already shortly after a cold start of the internal combustion engine. The exploitation the said heat storage allows energy savings in operating conditions with low exhaust gas temperatures with already warm combustion engine.
Bevorzugt ist ferner, dass die Vorrichtung ein Steuergerät aufweist, das einen Fluss durch das 2-Wege-Ventil bei niedrigen Abgastemperaturen zum Flash-Verdampfer freigibt und bei höheren Abgastemperaturen unter Umgehung des Flash-Verdampfers zum Abgas freigibt.Prefers is further that the device comprises a controller which has a flow through the 2-way valve at low exhaust gas temperatures to the flash evaporator releases and at higher levels Exhaust gas temperatures bypassing the flash evaporator releases to the exhaust gas.
Diese Ausgestaltung erlaubt einen abgastemperaturselektiven Einsatz der Erfindung bei niedrigen Abgastemperaturen und eine herkömmliche Zumessung bei höheren Abgastemperaturen. Durch diese Ausgestaltung kann die Belastung des Flash-Verdampfers über der in der Regel jahrelangen Betriebsdauer der Kraftfahrzeuge auf Phasen mit niedrigen Abgastemperaturen beschränkt werden. Als Folge ergibt sich eine erhöhte Standzeit des Flash-Verdampfers und ein niedrigerer Energieverbrauch.These Design allows an exhaust temperature selective use of Invention at low exhaust gas temperatures and conventional metering at higher Exhaust gas temperatures. By this configuration, the burden of the flash evaporator over the usually years of operation of motor vehicles on phases be limited with low exhaust gas temperatures. As a result results an increased Life of the flash evaporator and lower energy consumption.
Bevorzugt ist ferner, dass das Steuergerät einen Fluss durch das 2-Wege-Ventil unter Umgehung des Flash-Verdampfers zum Abgas freigibt, wenn eine Abgastemperatur zwischen einem in Strömungsrichtung der Abgase angeordneten SCR-Katalysator und einer Mündung einer Umgehung des Flash-Verdampfers größer als 200 ° C ist.Prefers is further that the control unit a flow through the 2-way valve, bypassing the flash evaporator to the exhaust gas releases when an exhaust gas temperature between one in the flow direction the exhaust arranged SCR catalyst and a mouth of a Bypassing the flash evaporator greater than 200 ° C is.
Es hat sich gezeigt, dass eine oberhalb dieser Temperaturschwelle erfolgende Dosierung in das Abgas bereits ohne weitere Maßnahem zu einer guten Aufbereitung einer Harnstoff-Wasser-Lösung führt.It has been shown to take place above this temperature threshold Dosing into the exhaust already without further measures to a good treatment a urea-water solution leads.
Bevorzugt ist auch, dass die Abgabe zum Abgas über den Flash-Verdampfer durch eine Düse und/oder in Strömungsrichtung des Abgases vor einem statischen Mischer im Abgas, und/oder einem Partikelfilter, und/oder einem Turbolader und/oder einem Oxidationskatalysator erfolgt.Prefers is also that the discharge to the exhaust gas through the flash evaporator through a nozzle and / or in the flow direction the exhaust gas before a static mixer in the exhaust gas, and / or a particulate filter, and / or a turbocharger and / or an oxidation catalyst.
Diese Maßnahmen sorgen jeweils für eine weiter verbesserte Verteilung des gasförmigen Reduktionsmittels im Abgas.These activities care for each a further improved distribution of the gaseous reducing agent in Exhaust.
Darüber hinaus ermöglichen diese Maßnahmen eine Verringerung der Energiezufuhr zum Flash-Verdampfer. Wenn der Flash-Verdampfer im Abgas in Strömungsrichtung des Abgases vor der Dosierstelle für die flüssige Harnstoff-Wasser-Lösung so placiert wird, dass sich zwischen dem Flash-Verdampfer und der Dosierstelle für flüssige HWL eine Abgastemperaturdifferenz von ca. 40 bis 80 K ((180 bis 220)°C – 140°C = 40 bis 80 K) einstellt, kann auf eine separate Wärmezufuhr in den Flash-Verdampfer verzichtet werden. So kann man in bestimmten Anwendungsfällen beispielsweise den Flash-Verdampfer im Abgaskrümmer der Verbrennungsmaschine vor der Turbine des Abgasturboladers einsetzen.Furthermore enable these measures a reduction in power to the flash evaporator. If the Flash evaporator in the exhaust gas in the flow direction of the exhaust gas before the metering point for the liquid urea-water solution so is placed between the flash evaporator and the dosing point for liquid HWL an exhaust gas temperature difference of about 40 to 80 K ((180 to 220) ° C - 140 ° C = 40 to 80 K), can rely on a separate heat input into the flash evaporator be waived. So you can, for example, in certain applications the flash evaporator in the exhaust manifold insert the combustion engine in front of the turbine of the exhaust gas turbocharger.
Bei einer Zumessung vor einen Oxidationskatalysator kann, mit Hilfe einer geeigneten Dosierstrategie, bereits die SCR-Aktivität des Oxidationskatalysators genutzt werden.at a metering before an oxidation catalyst can, with the help a suitable dosing strategy, already the SCR activity of the oxidation catalyst be used.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich durch einen in Strömungsrichtung der Abgase vor der Abgabe angeordneten Oxidationskatalysator aus.A Another preferred embodiment is characterized by a flow direction the exhaust gases arranged before delivery from the oxidation catalyst.
In diesem Fall wird ausschließlich die Aktivität des SCR-Katalysators auf Temperaturbereiche unterhalb derzeitiger Temperaturgrenzen für Harnstoff-Wasser-Lösungs-SCR-Systeme erweitert.In this case becomes exclusive the activity of the SCR catalyst to temperature ranges below current temperature limits for urea-water-solution SCR systems extended.
Bevorzugt ist ferner, dass die katalytische Beschichtung und/oder die Reaktionszone Aluminiumoxid aufweist.Prefers is further that the catalytic coating and / or the reaction zone Having alumina.
Dieses Material hat sich als Hydrolysekatalysator bewährt. Neben keramischen und/oder metallischen Wabenkörpern können beispielsweise auch mit Aluminiumoxid beschichtete Drahtgestricke, Stahlwolle oder Metallschaum als Katalysatorträger verwendet werden.This Material has proven itself as a hydrolysis catalyst. In addition to ceramic and / or metallic honeycomb bodies can for example, with aluminum oxide coated wire knits, steel wool or metal foam can be used as a catalyst support.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren.Further Advantages will be apparent from the description and the attached figures.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explained. Show it:
Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments
In
der
Da
sich verschiedene Betriebsbereiche des Verbrennungsmotors
Die
Vorrichtung
Die
zum abgasseitigen Ende
Das
so zur Verfügung
gestellte Ammoniak reagiert selektiv im SCR-Katalysator
Prinzipiell
besteht bei Vorrichtungen zur Dosierung einer Harnstoff-Wasser-Lösung zum
Abgas die Gefahr, dass sich der Zumessquerschnitt mit zunehmender
Betriebsdauer der Vorrichtung durch Ablagerungen von auskristallisiertem
Harnstoff und/oder Ablagerungen von Rußpartikeln aus dem Abgas verengt
oder komplett zusetzt. Um dies zu verhindern kann das Heizelement
Um
dies zu verhindern, ist im Gehäuse
In
der Verdampfungszone
Eine
schnelle Verdampfung des Reduktionsmittels ist wünschenswert, um den Bauraum
des Flash-Verdampfers
In
der Reduktionszone
Bei
etwa 200°C
ergibt sich bei angepassten Verweilzeiten des Reduktionsmittels
in der Reaktionszone
In
der
Wenn
die Abgastemperatur unmittelbar vor dem SCR-Katalysator
Sowohl
das gasförmige
Reduktionsmittel aus dem Flash-Verdampfer
In
der
Das
in der
In
der
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