AT517670A1 - Abgasnachbehandlungsvorrichtung - Google Patents

Abgasnachbehandlungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
AT517670A1
AT517670A1 ATA50759/2015A AT507592015A AT517670A1 AT 517670 A1 AT517670 A1 AT 517670A1 AT 507592015 A AT507592015 A AT 507592015A AT 517670 A1 AT517670 A1 AT 517670A1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
reaction zone
exhaust gas
exhaust
aftertreatment device
reaction
Prior art date
Application number
ATA50759/2015A
Other languages
English (en)
Other versions
AT517670B1 (de
Original Assignee
Ge Jenbacher Gmbh & Co Og
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 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og filed Critical Ge Jenbacher Gmbh & Co Og
Priority to ATA50759/2015A priority Critical patent/AT517670B1/de
Priority to US15/254,403 priority patent/US10801381B2/en
Priority to DE102016116413.5A priority patent/DE102016116413A1/de
Priority to GB1615026.0A priority patent/GB2542698B/en
Publication of AT517670A1 publication Critical patent/AT517670A1/de
Application granted granted Critical
Publication of AT517670B1 publication Critical patent/AT517670B1/de

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
    • F01N3/24—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 constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/26—Construction of thermal reactors
    • 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
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • 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
    • F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
    • 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
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8631—Processes characterised by a specific device
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0093—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are of the same type
    • 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
    • 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]
    • 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]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • 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
    • F01N3/2093—Periodically blowing a gas through the converter, e.g. in a direction opposite to exhaust gas flow or by reversing exhaust gas flow direction
    • 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
    • F01N3/24—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 constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2892—Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
    • 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
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/202—Hydrogen
    • 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
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • 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
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/12—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a thermal reactor
    • 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
    • F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
    • 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
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602—Temperature of exhaust gas apparatus
    • 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
    • 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
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

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

Abstract

Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit einer einen Einlass (2) aufweisenden Abgasleitung (3) zur Abfuhr eines Abgasstoffstroms und einem Thermoreaktor (4), welcher an der Abgasleitung (3) angeordnet ist und eine erste, thermische Reaktionszone (5) für den Abgasstoffstrom aufweist, wobei eine Mischvorrichtung (6) zur Beimischung eines Reduktionsmittels zum Abgasstoffstrom in der Abgasleitung (3) vorgesehen ist, welche zwischen dem Einlass (2) und dem Thermoreaktor (4) angeordnet ist, und wobei der Thermoreaktor (4) zumindest eine zweite Reaktionszone (7) für eine katalytische Reaktion im Abgasstoffstrom mit Beteiligung des Reduktionsmittels aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Abgasnachbehandlungsvorrichtung ist beispielsweise in der noch nicht veröffentlichten österreichischen Patentanmeldung A 377/2014 der Anmelderin beschrieben.
Es handelt sich dabei um eine Vorrichtung zur Durchführung der sogenannten regenerativen thermischen Oxidation (RTO), in welcher unverbrannte Kohlenwasserstoffe und andere oxidierbare Abgasbestandteile thermisch oxidiert werden.
Bei der regenerativen thermischen Oxidation wird das Abgas zunächst über einen, meist aus keramischem Schüttgut oder Wabenkörpern bestehenden, Wärmespeicher geleitet, um schließlich in die Reaktionskammer zu gelangen. In der Reaktionskammer kann das Abgas durch zusätzliche Heizeinrichtungen weiter erwärmt werden, bis eine thermische Oxidation der unerwünschten Abgasbestandteile stattfinden kann.
Anschließend strömt das Abgas durch einen weiteren Wärmespeicher zum Auspuff und wird in die Umgebung entlassen. Im Betrieb wird die Strömungsrichtung alternierend geändert, wodurch das Abgas vor Erreichen der Reaktionskammer vorgewärmt wird, wodurch sich wiederum eine Energieersparnis in der weiteren Erwärmung des Abgases einstellt.
Die Zusatzheizung kann durch Gasinjektion oder Brenner (sogenanntes Stützgas) oder eine elektrische Zusatzheizung eingerichtet sein.
Die Reaktionskammer weist meistens einen freien Strömungsquerschnitt auf, wodurch die Verweildauer des Abgases in der Reaktionskammer erhöht wird und die Oxidation in Form einer Gasphasenreaktion ablaufen kann. Besonders relevant unter den zu oxidierenden Spezies im Abgas sind Kohlenmonoxid (CO) und Methan (CH4).
Der Thermoreaktor aus der A 377/2014 ist als regenerativer Wärmetauscher aufgebaut und besteht aus zwei Speichermassen, einer Reaktionskammer sowie einem
Umschaltmechanismus. Das Abgas strömt mit einer Temperatur von etwa 400 bis 530 °C vom Motor kommend über einen Umschaltmechanismus in eine erste Speichermasse, wo es auf ungefähr 700- 850 °C aufgeheizt wird. In der Reaktionskammer reagiert das Abgas mit dem vorhandenen Sauerstoff, wobei Kohlenmonoxid und unverbrannte Kohlenwasserstoffe zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert werden. Beim Durchströmen der zweiten Speichermasse gibt das Abgas wieder Wärme ab und erreicht mit einer Temperatur von 430 bis 560 °C den Umschaltmechanismus, der es dem Kamin oder einer nachgeschalteten Abwärmerückgewinnung zuleitet.
Die regenerative thermische Oxidation bietet ein robustes Verfahren, mit dem auch große Abgasmassenströme wirtschaftlich nachbehandelt werden können.
In der erwähnten Anmeldung ist außerdem beschrieben, dass im Thermoreaktor außerdem eine Reaktionszone zur katalytischen Oxidation im Thermoreaktor vorteilhaft sein kann, um die Wirkung des Thermoreaktors zu unterstützen.
Weiterhin bekannt ist die sogenannte selektive katalytische Reduktion (Selective Catalytic Reduction, SCR), welche sich gut für die Verminderung unerwünschter Stickoxide im Abgas eignet. Bei der SCR wird dem Abgasstoffstrom zunächst ein Reduktionsmittel beigemischt, wobei es sich meist um eine wässrige Harnstofflösung handelt. Im heißen Abgasstoffstrom dissoziiert der Harnstoff zu Ammoniak. In einer für die SCR geeigneten katalytischen Reaktionszone reagiert das Ammoniak zusammen mit den im Abgasstoffstrom vorliegenden Stickoxiden über mehrere Reaktionswege zu molekularem Stickstoff und Wasser. Optimale Temperaturen des Abgasstoffstroms für die selektive katalytische Reduktion liegen im Bereich zwischen 350 °C und 500°C.
Hierzu ist zu bemerken, dass die Menge der beizumischenden Harnstofflösung relativ genau gesteuert oder geregelt werden sollte, um zu verhindern, dass nicht reagiertes Ammoniak freigesetzt wird. Außerdem ist eine genügend lange Mischstrecke notwendig, sodass der Harnstoff tatsächlich die Möglichkeit zur Dissoziation hat, bevor die entsprechende katalytische Reaktionszone erreicht wird.
Da die regenerative thermische Oxidation und die selektive katalytische Reduktion recht unterschiedliche Anforderungen an die Temperatur des Abgasstoffstroms haben, ist eine gemeinsame Nutzung schwierig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, sowohl die regenerative thermische Oxidation als auch die selektive katalytische Reduktion in einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu nutzen.
Diese Aufgabe wird durch eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dies geschieht durch eine Mischvorrichtung zur Beimischung eines Reduktionsmittels zum Abgasstoffstrom in der Abgasleitung, welche zwischen dem Einlass der Abgasnachbehandlungsvorrichtung und dem Thermoreaktor angeordnet ist, wobei der Thermoreaktor zumindest eine zweite Reaktionszone für eine katalytische Reaktion im Abgasstoffstrom mit Beteiligung des Reduktionsmittels aufweist.
Die an sich gegenintuitive Idee, die beiden Reaktionszonen näher aneinander zu bringen, hat den Vorteil, dass es im Thermoreaktor mehr Möglichkeiten zur Beeinflussung der Temperatur des Abgasstoffstroms gibt.
Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung kann darin liegen, dass die zumindest eine zweite Reaktionszone auch als Wärmespeicher wirken kann.
Die Erfindung kann bei stationären Brennkraftmaschinen aber auch bei Marineanwendungen eingesetzt werden. Sie kann zum Beispiel bei Gasmotoren (welche einen Generator antreiben können, sog. Gensets) oder sogenannten Dual-Fuel-Maschinen eingesetzt werden. Sie kann bei Brennkraftmaschinen mit 8, 10, 12, 14,16,18, 20, 22, 24 oder mehr Zylindern eingesetzt werden.
Insbesondere können die erste Reaktionszone und die zumindest eine zweite Reaktionszone in einem Gehäuse angeordnet sein.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Es kann vorgesehen sein, dass durch die Reaktion in der zweiten Reaktionszone Stickoxide im Abgasstoffstrom reduzierbar sind.
Das Reduktionsmittel kann bevorzugt Harnstoff und/oder Ammoniak und/oder eine Kohlenwasserstoffverbindung aufweisen. Natürlich können auch Kombinationen zum Einsatz kommen. Das Reduktionsmittel kann als wässrige Lösung, also beispielsweise als wässrige Harnstofflösung, beigemischt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine wässrige Ammoniaklösung, gasförmiges Ammoniak oder eine Stickstoff-Kohlenwasserstoffkombination als Reduktionsmittel verwendet werden. Über letztere ist auch eine zusätzliche Energiequelle verfügbar, die einen Teil des Stützgases für die Oxidation bereitstellen kann.
Besonders bevorzugt kann eine Ausführungsform sein, bei der die zumindest eine zweite Reaktionszone als Oberflächenstruktur mit einer Beschichtung ausgebildet ist.
Die Oberflächenstruktur kann beispielsweise durch einen Wabenkörper, Schüttgut oder dergleichen gebildet sein.
Als Materialien für die (SCR-)Beschichtung können beispielsweise Vanadium (Beispiel V205), Wolfram, Titan, gegebenenfalls mit weiteren Promotoren, und natürlich Kombinationen daraus verwendet werden. Es können auch Fe-Zeolithe oder Cu-Zeolithe zum Einsatz kommen.
Es kann vorgesehen sein, dass der Thermoreaktor zwei Öffnungen aufweist und die Öffnungen abhängig vom Schaltzustand eines Schaltventils wechselseitig als Eintrittsöffnung oder als Austrittsöffnung für den Abgasstoffstrom dienen. Die Möglichkeit, die Strömungsrichtung durch den Thermoreaktor zu ändern, ist ein starkes Mittel, welches zur Temperaturführung ausgenutzt werden kann.
Besonders vorteilhaft kann dabei eine Ausführungsform sein, bei der zwei zweite Reaktionszonen vorgesehen sind, wobei eine der ersten Reaktionszone vorgeschaltet ist und eine der ersten Reaktionszone nachgeschaltet ist. Es kann vorgesehen sein, dass der Thermoreaktor in einem Gehäuse angeordnet ist, welches eine Reaktionskammer als erste Reaktionszone und die zumindest eine zweite Reaktionszone aufweist.
Zwischen der ersten Reaktionszone und den zwei zweiten Reaktionszonen kann jeweils ein Wärmespeicher angeordnet sein. Dadurch kann Wärme, welche in der ersten, thermischen Reaktionszone anfällt, gespeichert und wieder verwendet werden. Bei der gegenständlichen Erfindung kann dies besonders vorteilhaft eingesetzt werden, da außerdem der aus der zweiten Reaktionszone austretende Abgasstoffstrom mittels der Wärmespeicher erhitzt werden kann. Dadurch kann gleichzeitig die selektive katalytische Reduktion bei relativ geringer Temperatur und die thermische Oxidation bei relativ hoher Temperatur gefahren werden.
Es kann zumindest eine Umgehungsleitung vorgesehen sein, mittels welcher zumindest eine der zumindest einen zweiten Reaktionszone für den Abgasstoffstrom umgehbar ist, wobei vorzugsweise ein Absperrventil zum Absperren der Umgehungsleitung vorgesehen ist.
Die Möglichkeit die zumindest eine zweite Reaktionszone zu umgehen, kann steuer-bzw. regelungstechnisch einen großen Vorteil bringen, da es Vorkommen kann, dass zu hohe Temperaturen für die selektive katalytische Reduktion nicht vermieden werden können. Durch die Umgehung kann eine Beschädigung der zumindest einen zweiten Reaktionszone vermieden werden.
Es kann außerdem zumindest eine dritte, katalytische Reaktionszone für eine katalytische Oxidation vorgesehen sein, wobei vorzugsweise zwei dritte Reaktionszonen vorgesehen sind, wovon der ersten Reaktionszone eine vorgeschaltet und eine nachgeschaltet ist.
Durch die Maßnahme einer dritten, katalytischen Reaktionszone kann die regenerative thermische Oxidation unterstützt werden und beispielsweise Kohlenmonoxid schneller oxidiert werden. Durch das Vorsehen zwei separater dritter, katalytischer Reaktionszonen kann man bevorzugt mit einer einzigen Umgehungsleitung arbeiten.
Die dritte Reaktionszone kann auch innerhalb der ersten Reaktionszone angeordnet sein. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn die Umgehungsleitung zweigeteilt ist und zwar insbesondere dann, wenn zumindest zwei zweite Reaktionszonen vorgesehen sind. Durch die Zweiteilung der Umgehungsleitung kann sichergestellt werden, dass zwar zumindest eine der zweiten Reaktionszonen umgangen wird, die erste, thermische Reaktionszone aber nicht umgangen wird, sodass bei Verwendung der Umgehungsleitung zwar der positive Nutzen der erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsvorrichtung reduziert ist, aber nicht vollständig verschwindet.
Die dritte, katalytische Reaktionszone kann ebenfalls als Oberflächenstruktur mit einer Beschichtung ausgebildet sein. Die dritte Reaktionszone kann als Oxidationskatalysator ausgebildet sein, welcher typischerweise poröse Oberflächenschichten (Washcoats) aus Al203, welches seinerseits mit einem Edelmetall (wie beispielsweise Platin, Palladium oder eine Mischung) beschichtet ist, aufweist. Als Träger können auch Metalle oder Keramiken dienen. Auch Oxidationskatalysatoren aus Schüttgut sind denkbar.
Es kann vorteilhaft sein, die dritte Reaktionszone näher an der ersten Reaktionszone anzuordnen als die zweite Reaktionszone und/oder etwaige Wärmespeicher.
Es kann vorgesehen sein, dass die erste Reaktionszone - vorzugsweise mittels einer elektrischen Heizvorrichtung - beheizbar ist.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass eine Einbringungsvorrichtung zum Einbringen eines Treibstoffs in die ersten Reaktionszone vorgesehen ist.
Sowohl die Beheizbarkeit als auch das Einbringen von Treibstoff kann dazu dienen, dass eine genügend hohe Temperatur in der ersten, thermischen Reaktionszone vorhanden ist.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Steuer- und/oder Regeleinheit vorgesehen ist, mittels welcher zumindest eines der folgenden Elemente Steuer- und/oder regelbar ist: die Mischvorrichtung, das Schaltventil, das Absperrventil, die Heizvorrichtung. Durch eine entsprechende Regelung kann die Temperatur des Abgasstoffstroms in den einzelnen Reaktionszonen optimiert werden.
Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn der ersten Reaktionszone vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet zumindest ein Temperatursensor vorgesehen ist. Durch die Rückkoppelung der Temperatur mit der Steuerung und/oder Regelung der erwähnten Elemente kann die Temperaturführung weiter verbessert werden.
Schutz wird ebenfalls für eine Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsvorrichtung begehrt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsvorrichtung zusammen mit einer Brennkraftmaschine und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsvorrichtung zusammen mit einer Brennkraftmaschine.
In den Figuren 1 und 2 ist jeweils rein schematisch eine Brennkraftmaschine 10 dargestellt. Über den Einlass 2 gelangt der Abgasstoffstrom in die Abgasleitung 3, wobei für vier verschiedene Teile der Abgasleitung 3 die Bezugszeichen 3a, 3b, 3c und 3d vergeben wurden. Der Teil 3a erstreckt sich vom Einlass 2 zum Schaltventil 9. Die Teile 3b und 3c erstrecken sich vom Schaltventil 9 zu jeweils einer separaten Öffnung 8 im Thermoreaktor 4. (Nur eine der Öffnungen 8 ist mit einem Bezugszeichen versehen, was der Übersicht dient.) Der Teil 3d der Abgasleitung 3 erstreckt sich vom Schaltventil 9 zu einem Kamin oder dergleichen (nicht dargestellt), wodurch der Abgasstoffstrom ins Freie gelangt.
Der Thermoreaktor 4 ist im Wesentlichen zweigeteilt und symmetrisch aufgebaut. Dadurch ist es möglich, den Thermoreaktor 4 in zwei Richtungen durchströmen zu lassen, wobei im Wesentlichen analoge Strömungsverhältnisse herrschen.
Das Schaltventil 9 verfügt über zumindest zwei verschiedene Schaltstellungen. In einer ersten Schaltstellung wird der durch den Einlass 2 über den Teil 3a der Abgasleitung 3 zum Schaltventil 9 gelangende Abgasstoffstrom durch den Zweig 3b in den Thermoreaktor geleitet. Aus diesem tritt der Abgasstoffstrom aus und gelangt über die Leitung 3c zurück zum Schaltventil 9. Das Schaltventil 9 leitet den Abgasstoffstrom aus 3c weiter zur Teilleitung 3d, durch welche der Abgasstoffstrom ins Freie gelangt. In der zweiten Schaltstellung des Schaltventils 9 wird der Thermoreaktor 4 in der umgekehrten Richtung durchströmt. Die Abgasleitung 3 wird also in der Abfolge 3a, 3c, 3b, 3d durchströmt.
Das Schaltventil 9 kann eine oder mehrere Zwischenstellungen unterstützen, mittels welcher die beide Öffnungen 8 des Thermoreaktors 4 anteilig beaufschlagt werden. Ist eine Zwischenstellung auf etwa 50 % Anteile ausgelegt, kann der Thermoreaktor 4 durch den Abgasstoffstrom praktisch umgangen werden, was dann von Vorteil sein kann, wenn der Thermoreaktor 4 als Ganzes oder Teile davon überhitzen zu drohen oder bereits überhitzt sind. Denn während der Abgasstoffstrom den Thermoreaktor 4 umgeht und dadurch keine Wärme/Energie mehr an ihn abgibt, kann der Thermoreaktor 4 abkühlen.
Der Thermoreaktor ist in einem Gehäuse 11 angeordnet. Im in den Abbildungen oberen Teil des Thermoreaktors 4 ist jeweils die Reaktionskammer 5 angeordnet, welche die erste, thermische Reaktionszone bildet.
Es ist zu bemerken, dass der Thermoreaktor 4 nicht wie abgebildet ausgerichtet verbaut sein muss. Beispielsweise kann er auch horizontal ausgerichtet sein. Auch die schematisch dargestellte Form mit zwei Flügeln des Gehäuses 11 ist für die Erfindung nicht absolut notwendig. Der Thermoreaktor 4 kann beispielsweise in einem annähernd rohrförmigen Gehäuse 11 mit einer Trennwand oder dergleichen angeordnet sein.
Um die Reaktionskammer 5 herum sind symmetrisch Wärmespeicher 12 angeordnet, welche je nach Schaltzustand des Schaltventils 9 den Abgasstoffstrom vorheizen oder die in der Reaktionskammer 5 entstehende Wärme speichern. Ist beispielsweise der in den Abbildungen rechts dargestellte Wärmespeicher 12 so stark erhitzt, dass der
Abgasstoffstrom nicht in der Lage ist, die Temperatur des Wärmespeichers 12 weiter zu erhöhen, kann der Schaltzustand des Schaltventils 9 geändert werden. Der aufgeheizte Wärmespeicher 12 kann dann Wärme an den Abgasstoffstrom abgeben, um diesen für die Reaktion in der Reaktionskammer 5 vorzuheizen.
Gleichzeitig wird der andere Wärmespeicher 12, welcher im vorherigen Schaltzustand zum Aufheizen des Abgasstoffstroms gedient hatte, wieder aufgeladen, das heißt, geheizt.
Zusätzlich zur Aufheizung des Abgasstoffstroms durch die Wärmespeicher 12 sind in beiden Ausführungsbeispielen Einbringungsvorrichtungen 17 zum Einbringen von Treibstoff in die Reaktionskammer 5 vorgesehen. Der dafür benötigte Treibstoff F kann beispielsweise derselbe Treibstoff F sein, der für das Betreiben der Brennkraftmaschine 10 verwendet wird. Die Art des Reservoirs, aus dem der Treibstoff F gewonnen wird, ist dabei für die Erfindung nicht wesentlich (Beispiel: Tank).
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist zusätzlich eine elektrische Heizvorrichtung 16 vorgesehen.
Außerdem verfügt der Thermoreaktor 4 über zwei zweite Reaktionszonen 7. Für die darin hervorzurufende katalytische Reaktion ist im Leitungsteil 3a der Abgasleitung 3 eine Mischvorrichtung 6 vorgesehen, mittels welcher dem Abgasstoffstrom ein Reduktionsmittel beigemischt wird. Das Reduktionsmittel ist in diesen Ausführungsbeispielen eine wässrige Harnstofflösung.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Mischeinrichtung 6 als Mischrohr mit einem Injektor ausgebildet. Des Weiteren können Mischeinbauten vorgesehen sein, welche stromabwärts des Injektors Verwirbelungen erzeugen, welche die Durchmischung unterstützen. Solche Mischeinrichtungen können Lamellen und Finnen umfassen.
Bis der Abgasstoffstrom (mit beigemischtem Reduktionsmittel) zur ersten der beiden zweiten Reaktionszonen 7 gelangt, ist der Harnstoff zu Ammoniak dissoziiert. In der zuerst durchströmten zweiten Reaktionszone läuft dann eine katalytische Reaktion ab, in der Stickoxide im Abgasstoffstrom zusammen mit dem Ammoniak zu molekularem Stickstoff und Wasser reagieren.
Dabei ist die Menge des beigemischten Reduktionsmittels so zu regeln oder zu steuern, dass beim Austritt aus der zuerst durchströmten zweiten Reaktionszone 7 kein Ammoniak mehr vorhanden ist. Anderenfalls würden in der thermischen, ersten Reaktionszone 5 wieder Stickoxide entstehen. Es ist zu bemerken, dass die selektive katalytische Reduktion unter Mitwirkung des Reduktionsmittels fast ausschließlich in der zuerst durchströmten zweiten Reaktionszone 7 geschieht, da - wie erwähnt - beim Durchströmen der anderen zweiten Reaktionszone 7 kein Ammoniak mehr vorhanden ist.
Durch dieses Vorgehen ergibt sich eine optimale thermische Situation sowohl für die selektive katalytische Reduktion als auch für die regenerative thermische Oxidation. Denn direkt nach dem Durchströmen der zweiten Reaktionszone 7 wird der Abgasstoffstrom in einem der Wärmespeicher 12 aufgeheizt, sodass die Temperatur des Abgasstoffstromes die höhere Temperatur, welche für die regenerative thermische Oxidation in der ersten Reaktionszone 5 notwendig ist, aufweist. Wie erwähnt, kann dies durch eine Heizvorrichtung 16 und das Eindüsen von Treibstoff mittels der Einbringungsvorrichtung 17 unterstützt werden.
Die zweiten Reaktionszonen 7 zeichnen sich konstruktiv durch eine Wabenstruktur mit einer für die beschriebene Reaktion entsprechenden Beschichtung aus.
Beide Ausführungsbeispiele weisen zusätzlich zumindest eine dritte Reaktionszone 15 auf, wobei es sich um katalytische Oxidationszonen handelt. Auch diese zeichnen sich durch eine Wabenstruktur oder dergleichen mit entsprechender Beschichtung aus.
Die Wärmespeicher 12 können beispielsweise durch eine metallische Wabenstruktur oder keramisches Schüttgut gebildet sein.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist die dritte Reaktionszone 15 innerhalb der Reaktionskammer 5 angeordnet. Zur Umgehung derjenigen zweiten Reaktionszone 7, welche vom Abgasstoffstrom zuerst durchströmt wird, ist eine Umgehungsleitung 13 vorgesehen. Diese verbindet die Räume im Gehäuse 11, welche zwischen der Reaktionskammer 5 und den Wärmespeichern 12 angeordnet sind, mit dem ins Freie führenden Teil 3d der Abgasleitung 3. Außerdem ist in der Umgehungsleitung 13 ein Absperrventil 14 vorgesehen. Wird festgestellt, dass die Temperatur in einer der zweiten Reaktionszonen 7 zu hoch wird, kann das Schaltventil 9 so geschalten werden, dass die überhitzte zweite Reaktionszone 7 vom Abgasstoffstrom als zweites durchströmt wird und das Absperrventil 14 kann geöffnet werden. Dadurch umgeht der Abgasstoffstrom die überhitzte zweite Reaktionszone 7, wodurch sich diese abkühlen kann. Es ist zu bemerken, dass ein Katalysator für die selektive katalytische Reduktion durch Überhitzung in seiner Effizienz geschädigt werden kann.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer alternativen Anordnung der dritten Reaktionszonen 15 zur katalytischen Oxidation und einer entsprechend alternativen Anordnung der Umgehungsleitung 13.
In beiden Ausführungsformen ist eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung vorgesehen, welche die beschriebene Operation des Thermoreaktors 4 und weitere Elemente durchführt. Dafür ist die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 19 mit Temperatursensoren 18 verbunden, welche an verschiedenen Stellen des Thermoreaktors 4 die Temperatur des Abgasstoffstroms messen. Es ist zu bemerken, dass in den Figuren jeweils nur ein Temperatursensor 18 dargestellt ist, um die Übersichtlichkeit der Figuren nicht zu beeinträchtigen. Es ist aber tatsächlich vorgesehen, dass an entsprechenden Stellen des anderen Zweigs des Thermoreaktors 4 ebensolche Temperatursensoren 18 vorgesehen sind. Ähnliches gilt für die Einbringungsvorrichtung 17. Auch diese ist der Übersichtlichkeit halber nur einmal eingezeichnet, sollte aber zumindest paarweise vorliegen, sodass in jeder Durchströmungsrichtung der Reaktionskammer 5 Treibstoff F eingedüst werden kann.
Außerdem ist zu bemerken, dass verschiedene Elemente, welche paarweise symmetrisch im Thermoreaktor 4 vorliegen, nur auf einer Seite des Thermoreaktors 4 mit einem Bezugszeichen versehen wurden. Auch dies soll der Übersichtlichkeit der Figuren dienen.
Die Steuer- und/oder Regeleinheit 19 ist außer mit den Temperatursensoren 18 auch mit der Brennkraftmaschine 10, der Mischeinrichtung 6, dem Schaltventil 9, dem Absperrventil 14 und der Einbringungsvorrichtung 17 verbunden und steuert bzw. regelt diese Elemente entsprechend. Wieder sind der Übersichtlichkeit halber nicht alle Verbindungen dargestellt.
Es ist zu bemerken, dass der sogenannte Ammoniakschlupf (ammonia slip) bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen auf natürliche Weise kompensiert wird, da die katalytischen Oxidationszonen 15 vorgesehen sind, welche überschüssiges Ammoniak reduzieren.
Die Erfindung ist nicht auf die hier dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können zweite Reaktionszonen zum Einsatz kommen, welche gezielt Ammoniakschlupf erlauben.
Innsbruck, am 4. September 2015

Claims (17)

  1. Patentansprüche
    1. Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit einer einen Einlass (2) aufweisenden Abgasleitung (3) zur Abfuhr eines Abgasstoffstroms und einem Thermoreaktor (4), welcher an der Abgasleitung (3) angeordnet ist und eine erste, thermische Reaktionszone (5) für den Abgasstoffstrom aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Mischvorrichtung (6) zur Beimischung eines Reduktionsmittels zum Abgasstoffstrom in der Abgasleitung (3) vorgesehen ist, welche zwischen dem Einlass (2) und dem Thermoreaktor (4) angeordnet ist, und - dass der Thermoreaktor (4) zumindest eine zweite Reaktionszone (7) für eine katalytische Reaktion im Abgasstoffstrom mit Beteiligung des Reduktionsmittels aufweist.
  2. 2. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Reaktion in der zweiten Reaktionszone (7) Stickoxide im Abgasstoffstrom reduzierbar sind.
  3. 3. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsmittel eine Harnstoff und/oder Ammoniak und/oder eine Kohlenwasserstoffverbindung aufweist.
  4. 4. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine zweite Reaktionszone (7) als Oberflächenstruktur mit einer Beschichtung ausgebildet ist.
  5. 5. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermoreaktor (4) zwei Öffnungen (8) aufweist und die Öffnungen (8) abhängig vom Schaltzustand eines Schaltventils (9) wechselseitig als Eintrittsöffnung oder als Austrittsöffnung für den Abgasstoffstrom dienen.
  6. 6. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zweite Reaktionszonen (7) vorgesehen sind, wobei eine der ersten Reaktionszone (5) vorgeschaltet ist und eine der ersten Reaktionszone (5) nachgeschaltet ist.
  7. 7. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermoreaktor (4) in einem Gehäuse (11) angeordnet ist, welches eine Reaktionskammer als erste Reaktionszone (5) und die zumindest eine zweite Reaktionszone (7) aufweist.
  8. 8. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Reaktionszone (5) und den zwei zweiten Reaktionszonen (7) jeweils ein Wärmespeicher (12) angeordnet ist.
  9. 9. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Umgehungsleitung (13) vorgesehen ist, mittels welcher zumindest eine der zumindest einen zweiten Reaktionszone (7) für den Abgasstoffstrom umgehbar ist, wobei vorzugsweise ein Absperrventil (14) zum Absperren der Umgehungsleitung (13) vorgesehen ist.
  10. 10. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine dritte, katalytische Reaktionszone (15) für eine katalytische Oxidation vorgesehen ist, wobei vorzugsweise zwei dritte Reaktionszonen (15) vorgesehen sind, wovon der ersten Reaktionszone (5) eine vorgeschaltet und eine nachgeschaltet ist.
  11. 11. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Reaktionszone (15) als Oberflächenstruktur mit einer Beschichtung ausgebildet ist.
  12. 12. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reaktionszone (5) - vorzugsweise mittels einer elektrischen Heizvorrichtung (16) - beheizbar ist.
  13. 13. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einbringungsvorrichtung (17) zum Einbringen eines Treibstoffs (F) in die ersten Reaktionszone (5) vorgesehen ist.
  14. 14. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Reaktionszone (5) vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet zumindest ein Temperatursensor (18) vorgesehen ist.
  15. 15. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1,5,9 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- und/oder Regeleinheit (19) vorgesehen ist, mittels welcher zumindest eines der folgenden Elemente Steuer- und/oder regelbar ist: die Mischvorrichtung (6), das Schaltventil (9), das Absperrventil (14), die Heizvorrichtung (16).
  16. 16. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest einen Temperatursensor (18) mit der Steuer- und/oder Regeleinheit (19) verbunden ist und zumindest eines der folgenden Elemente in Abhängigkeit zumindest einer gemessenen Temperatur Steuer- und/oder regelbar ist: die Mischvorrichtung (6), das Schaltventil (9), das Absperrventil (14), die Heizvorrichtung (16).
  17. 17. Brennkraftmaschine mit einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16. Innsbruck, am 4. September 2015
ATA50759/2015A 2015-09-04 2015-09-04 Abgasnachbehandlungsvorrichtung AT517670B1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50759/2015A AT517670B1 (de) 2015-09-04 2015-09-04 Abgasnachbehandlungsvorrichtung
US15/254,403 US10801381B2 (en) 2015-09-04 2016-09-01 Exhaust gas after treatment device
DE102016116413.5A DE102016116413A1 (de) 2015-09-04 2016-09-02 Abgasnachbehandlungsvorrichtung
GB1615026.0A GB2542698B (en) 2015-09-04 2016-09-05 Exhaust gas after treatment device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50759/2015A AT517670B1 (de) 2015-09-04 2015-09-04 Abgasnachbehandlungsvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT517670A1 true AT517670A1 (de) 2017-03-15
AT517670B1 AT517670B1 (de) 2023-03-15

Family

ID=57139982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50759/2015A AT517670B1 (de) 2015-09-04 2015-09-04 Abgasnachbehandlungsvorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10801381B2 (de)
AT (1) AT517670B1 (de)
DE (1) DE102016116413A1 (de)
GB (1) GB2542698B (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10823030B2 (en) 2018-06-11 2020-11-03 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Method and apparatus to control valve operation for close coupled SCR
US10823031B2 (en) 2018-09-20 2020-11-03 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Method and apparatus for turbo bypass valve operation strategy for close coupled SCR
FR3121615B1 (fr) * 2021-04-08 2024-10-04 Enercat Procédé et dispositif d’épuration d’effluents gazeux contenant du protoxyde d’azote

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0161470A1 (de) * 1984-04-05 1985-11-21 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung unerwünschter gasförmiger Bestandteile aus einem Rauchgas
US5589142A (en) * 1994-07-27 1996-12-31 Salem Englehard Integrated regenerative catalytic oxidation/selective catalytic reduction abatement system
DE69220092T2 (de) * 1991-12-19 1997-12-18 Modo-Chemetics Ab, Oernskoeldsvik Verfahren und vorrichtung zur gasreinigung
US20090130011A1 (en) * 2004-09-30 2009-05-21 Babcock Power Environmental Inc. Systems and Methods for Removing Materials From Flue Gas Via Regenerative Selective Catalytic Reduction

Family Cites Families (84)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2946651A (en) * 1956-08-09 1960-07-26 Oxy Catalyst Inc Catalytic treatment of gas streams
US3297400A (en) 1962-09-11 1967-01-10 Mobil Oil Corp Catalytic purification of exhaust gases
US3172251A (en) 1963-01-14 1965-03-09 Minnesota Mining & Mfg Afterburner system
US3211534A (en) 1963-12-19 1965-10-12 Trw Inc Exhaust control apparatus
US3276202A (en) 1965-05-20 1966-10-04 Wright W Gary Low temperature afterburner
US3826089A (en) 1971-07-07 1974-07-30 Nissan Motor Air-pollution preventive arrangement
DE2129023A1 (de) 1971-06-11 1972-12-28 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Anordnung zur Abgasreinigung
FR2145340A5 (de) 1971-07-08 1973-02-16 Hinderks M V
DE2161946A1 (de) 1971-12-14 1973-06-20 Volkswagenwerk Ag Einrichtung zum temperaturabhaengigen verstellen der kraftstoffzufuhr und des zuendzeitpunktes einer in leerlaufstellung befindlichen brennkraftmaschine
JPS5610459B2 (de) * 1973-03-13 1981-03-07
US3972685A (en) 1973-10-03 1976-08-03 Masanori Hanaoka Catalyst converter
FR2283314A1 (fr) 1974-08-01 1976-03-26 France Etat Perfectionnements apportes aux moteurs a combustion interne suralimentes, a allumage par compression
JPS51141921A (en) * 1975-05-30 1976-12-07 Nissan Motor Co Ltd Internal combustion engine with exhaust gas cleaning device
JPS5416041A (en) 1977-04-28 1979-02-06 Leistritz Hans Karl Multipleewall hollow mold material with blockade body for guiding thermal gas
DE3045666A1 (de) 1980-03-31 1982-07-08 Hans Karl Dr. 7891 Küssaberg Leistritz Katalysator-endstufe thermisch reguliert durch vorgeschalteten thermoreaktor mit fremdzuendung
JPH0759896B2 (ja) * 1986-07-29 1995-06-28 三信工業株式会社 船舶推進機の排気浄化装置
JPH0267021U (de) 1988-11-10 1990-05-21
GB2239407B (en) 1989-12-27 1994-10-12 Nissan Motor Exhaust gas purifying device for an internal combustion engine
WO1991013242A1 (en) 1990-02-21 1991-09-05 Southwest Research Institute Device and method for regeneration of an internal combustion exhaust particulate trap
US5243818A (en) * 1990-06-08 1993-09-14 Oskar Schatz Method for the operation of an IC engine with low emissin of pollutants and an arrangement for performing the method
KR100229731B1 (ko) 1990-07-27 1999-11-15 브룬너 하인리히 페터 울리히 대형 디젤엔진
DE4024801A1 (de) 1990-08-04 1992-02-06 Porsche Ag Abgasanlage einer brennkraftmaschine
US5437152A (en) 1991-01-09 1995-08-01 Pfefferle; William C. Catalytic method
JPH0754640A (ja) 1993-08-12 1995-02-28 Mitsubishi Motors Corp 排気浄化装置
JPH07224641A (ja) 1994-02-16 1995-08-22 Hitachi Ltd 内燃機関の排気浄化装置
EP0668471A3 (de) 1994-02-17 1997-06-11 William C Pfefferle Katalytisches Verfahren.
CZ289693B6 (cs) 1994-04-11 2002-03-13 Scambia Industrial Developments Katalyzátor na katalytické oąetření výfukových plynů
DE4431058C1 (de) 1994-09-01 1995-08-24 Porsche Ag Abgassystem für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
JPH0913958A (ja) 1995-06-30 1997-01-14 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
SE518812C2 (sv) * 1998-03-17 2002-11-26 Bjoern Heed Katalytisk regenerativ anordning för rening av gaser
US6261093B1 (en) * 1999-02-02 2001-07-17 Monsanto Company Heat regenerative oxidizer and method of operation
JP3374784B2 (ja) 1999-05-26 2003-02-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE10042010C2 (de) 2000-08-26 2002-08-22 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Abgasbehandlung
DE10139526A1 (de) 2001-08-10 2003-02-20 Daimler Chrysler Ag Kraftfahrzeug
CN2537823Y (zh) 2002-04-24 2003-02-26 华南理工大学 柴油车排气综合型净化装置
US7065958B2 (en) * 2002-05-07 2006-06-27 Extengine Transport Systems Emission control system
CA2406386C (en) 2002-10-02 2004-05-18 Westport Research Inc. Method and apparatus for regenerating nox adsorbers
JP2004197569A (ja) 2002-12-16 2004-07-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 自動車排気浄化用触媒装置
JP2004211660A (ja) 2003-01-08 2004-07-29 Toyota Motor Corp 排気システム
US7150147B2 (en) 2002-12-26 2006-12-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust system
DE10300298A1 (de) * 2003-01-02 2004-07-15 Daimlerchrysler Ag Abgasnachbehandlungseinrichtung und -verfahren
DE10327686A1 (de) 2003-06-20 2005-01-05 Robert Bosch Gmbh Brennkraftmaschine
DE10328168A1 (de) 2003-06-24 2005-01-13 Daimlerchrysler Ag Katalysatorbauteil und Abgasanlage
JP4291646B2 (ja) 2003-08-19 2009-07-08 アイシン高丘株式会社 エンジンの排気ガス浄化装置
DE102004013232A1 (de) 2004-03-18 2005-10-20 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung
US6955042B1 (en) 2004-06-30 2005-10-18 Hydrogensource Llc CPO regenerated lean NOx trap with no moving parts
US7213395B2 (en) 2004-07-14 2007-05-08 Eaton Corporation Hybrid catalyst system for exhaust emissions reduction
US7174714B2 (en) 2004-12-13 2007-02-13 Caterpillar Inc Electric turbocompound control system
US7571602B2 (en) 2005-05-19 2009-08-11 Gm Global Technology Operations, Inc. Exhaust aftertreatment system and method of use for lean burn internal combustion engines
JP4720667B2 (ja) 2006-08-04 2011-07-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の蒸発燃料処理装置
DE102006037649A1 (de) 2006-08-10 2008-02-14 Fev Motorentechnik Gmbh Gasmotor mit verbessertem instationären Verhalten
EP2006178B1 (de) 2007-06-19 2010-12-15 Ford Global Technologies, LLC Hybridfahrzeug, Antriebssystem für ein Hybridfahrzeug und Verfahren für eine Abgasverarbeitungsvorrichtung in einem solchen System
DE102007032736A1 (de) 2007-07-13 2009-01-15 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Abgasnachbehandlung vor einem Turbolader
CN101878353B (zh) 2007-12-26 2012-09-05 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
DE102008038719A1 (de) 2008-08-12 2010-02-18 Man Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordneten Partikelfilters
JP2010242522A (ja) 2009-04-01 2010-10-28 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
US8677751B2 (en) 2009-07-24 2014-03-25 Vandyne Superturbo, Inc. Rich fuel mixture super-turbocharged engine system
US20110022289A1 (en) 2009-07-27 2011-01-27 Ecomotors International, Inc. Method of controlling an electrically assisted turbocharger
FI125813B (fi) 2009-08-28 2016-02-29 Wã Rtsilã Finland Oy Polttomoottorisovitelma
US8246922B2 (en) 2009-10-02 2012-08-21 Basf Corporation Four-way diesel catalysts and methods of use
US8631647B2 (en) 2010-01-21 2014-01-21 Westport Power Inc. System and method for regenerating an engine exhaust after-treatment device
JP2011163269A (ja) 2010-02-12 2011-08-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 舶用内燃機関およびその運転方法
DE102010011026A1 (de) 2010-03-11 2011-09-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine mit einem Turbolader
JP5449009B2 (ja) 2010-04-28 2014-03-19 日野自動車株式会社 排気浄化装置
JP2011252466A (ja) 2010-06-04 2011-12-15 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関のアイドルストップ時のパージ装置
US8424296B2 (en) 2010-06-11 2013-04-23 Dana Canada Corporation Annular heat exchanger
CN102562233A (zh) 2010-12-24 2012-07-11 广西玉柴机器股份有限公司 发动机废气后处理系统
WO2012104894A1 (ja) 2011-01-31 2012-08-09 トヨタ自動車株式会社 排気ガス昇温用バーナー装置
WO2012118861A1 (en) 2011-02-28 2012-09-07 Cummins Intellectual Property, Inc. Engine exhaust aftertreatment system
FI20115252A0 (fi) 2011-03-14 2011-03-14 Waertsilae Finland Oy Menetelmä moottorin käyttämiseksi, pakokaasujärjestelmä ja hapetuskatalysaattori
EP2527611B1 (de) 2011-05-26 2016-11-09 Wärtsilä Schweiz AG Vorrichtung und Verfahren zur Abgasnachbehandlung
US8627654B2 (en) 2011-08-02 2014-01-14 GM Global Technology Operations LLC Method of treating emissions of a hybrid vehicle with a hydrocarbon absorber and a catalyst bypass system
DE102011109761A1 (de) 2011-08-09 2013-02-14 Universität Stuttgart - Institut für Chemische Verfahrenstechnik Verfahren und Vorrichtung zur Abgasreinigung mit optionaler Wärmerückgewinnung für Verbrennungskraftmaschinen
DE102011086778A1 (de) 2011-11-22 2013-05-23 Robert Bosch Gmbh Brennkraftmaschine mit einem Abgasstrang und mit zweistufiger Turboaufladung
SE537084C2 (sv) 2012-01-27 2014-12-30 D E C Marine Ab Ett avgasreningssystem och en anordning däri
WO2013137105A1 (ja) 2012-03-13 2013-09-19 日産自動車株式会社 触媒コンバータ
US8938954B2 (en) 2012-04-19 2015-01-27 Donaldson Company, Inc. Integrated exhaust treatment device having compact configuration
ES2593234T3 (es) 2012-06-07 2016-12-07 General Electric Company Dispositivo de mezcla que tiene una pluralidad de canales de mezcla y uso del mismo
GB2503726A (en) 2012-07-05 2014-01-08 Gm Global Tech Operations Inc Internal combustion engine having EGR cooler bypass circuit and bypass control valve
US20140007562A1 (en) 2012-07-05 2014-01-09 Julian JUSTIN Exhaust system having an aftertreatment module
EP2687696A1 (de) 2012-07-18 2014-01-22 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Kompaktes Abgasbehandlungssystem und entsprechendes Betriebsverfahren
JP6108741B2 (ja) 2012-09-27 2017-04-05 日立造船株式会社 船舶用排ガス脱硝装置
EP2853704B1 (de) 2013-09-30 2017-04-26 Kubota Corporation Dieselmotor
AT515887A1 (de) * 2014-05-20 2015-12-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Verfahren zum Anfahren eines Thermoreaktors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0161470A1 (de) * 1984-04-05 1985-11-21 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung unerwünschter gasförmiger Bestandteile aus einem Rauchgas
DE69220092T2 (de) * 1991-12-19 1997-12-18 Modo-Chemetics Ab, Oernskoeldsvik Verfahren und vorrichtung zur gasreinigung
US5589142A (en) * 1994-07-27 1996-12-31 Salem Englehard Integrated regenerative catalytic oxidation/selective catalytic reduction abatement system
US20090130011A1 (en) * 2004-09-30 2009-05-21 Babcock Power Environmental Inc. Systems and Methods for Removing Materials From Flue Gas Via Regenerative Selective Catalytic Reduction

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016116413A1 (de) 2017-03-09
US20170067382A1 (en) 2017-03-09
GB201615026D0 (en) 2016-10-19
US10801381B2 (en) 2020-10-13
GB2542698B (en) 2020-04-08
GB2542698A (en) 2017-03-29
AT517670B1 (de) 2023-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1915518B1 (de) Vorrichtung, reaktor und verfahren zur reduktion von stickoxyden im abgasstrom von verbrennungskraftmaschinen
DE102010022940B4 (de) Abgaspartikelfiltersystem, Abgasbehandlungssystem sowie Verfahen zum Regenerieren eines Abgasfilters
DE102014201579B4 (de) Brennkraftmaschine mit selektivem Katalysator zur Reduzierung der Stickoxide und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
EP2326807A1 (de) Abgasreinigungssystem für dieselmotoren
DE102017207160A1 (de) Motorabgassystem
DE10128414A1 (de) Abgasreinigungsanlage mit Reduktionsmittelversorgung
DE112013005723T5 (de) Reduktionsmitteleinspritzsteuerungssystem
DE19855385A1 (de) Vorrichtung zum Nachbehandeln von Abgasen einer Brennkraftmaschine
EP3161285B1 (de) Vorrichtung zur erzeugung von ammoniak zur abgasnachbehandlung
WO2009059679A1 (de) Brennkraftmaschine mit abgassystem
DE202009005251U1 (de) Abgasreinigungsanlage
AT517670B1 (de) Abgasnachbehandlungsvorrichtung
DE3920159A1 (de) Beheizung eines kraftfahrzeuges durch einen katalysator mit waermetauscher
DE102008030307A1 (de) Katalysatoranordnung zur Reinigung eines Abgasstroms eines Verbrennungsmotors
DE202015104421U1 (de) Duales Katalysator-Heizsystem
DE102006043104A1 (de) Abgasreinigungsanlage für ein Kraftfahrzeug
WO2022000012A1 (de) Kraftfahrzeug mit einem mit kohlenstofffreiem kraftstoff betriebenen verbrennungsmotor mit daran angeschlossenem abgassystem
EP1383991B1 (de) Fahrzeug mit verbrennungsmotor, brennstoffzelle und katalysator
DE102005037959A1 (de) Vorrichtung zur Nachbehandlung von Abgasen
DE102015004425B4 (de) Abgasnachbehandlungsvorrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Abgasnachbehandlungsvorrichtung
DE102005057666A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Behandlung eines Abgasstroms
DE10137050A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Abgasbehandlung einer Brennkraftmaschine
DE102012100687A1 (de) Verfahren zum Erhitzen eines Reinigungs-Strömungskörpers und Reinigungsvorrichtung
DE102009016097A1 (de) Abgasanlage eines Fahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine und Verfahren zur Kühlung eines Abgasstroms in einem Abgasstrang eines Fahrzeugs
DE102006043151A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters