CN102027211A - 对用于氧化氮的选择催化还原的系统提供还原剂的装置,系统及方法 - Google Patents

对用于氧化氮的选择催化还原的系统提供还原剂的装置,系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102027211A
CN102027211A CN2009801171743A CN200980117174A CN102027211A CN 102027211 A CN102027211 A CN 102027211A CN 2009801171743 A CN2009801171743 A CN 2009801171743A CN 200980117174 A CN200980117174 A CN 200980117174A CN 102027211 A CN102027211 A CN 102027211A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reducing agent
generator
butyl
storage medium
ethyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2009801171743A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102027211B (zh
Inventor
M·格勒克勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN102027211A publication Critical patent/CN102027211A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102027211B publication Critical patent/CN102027211B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/90—Injecting reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/96—Regeneration, reactivation or recycling of reactants
    • B01D53/965—Regeneration, reactivation or recycling of reactants including an electrochemical process step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/003—Storage or handling of ammonia
    • C01C1/006—Storage or handling of ammonia making use of solid ammonia storage materials, e.g. complex ammine salts
    • 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
    • F01N2240/20—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 flow director or deflector
    • 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
    • F01N2240/34—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 an electrolyser
    • 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
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • 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
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1406—Storage means for substances, e.g. tanks or reservoirs
    • 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

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及对用于氧化氮的选择催化还原的系统2提供还原剂的还原剂提供装置1，还原剂提供系统18及方法。

Description

对用于氧化氮的选择催化还原的系统提供还原剂的装置，系统及方法
技术领域
本发明涉及对用于氧化氮的选择催化还原的系统提供还原剂的还原剂提供装置，还原剂提供系统及方法。
背景技术
由于对柴油机动车、发动机低混合比工作的机动车及燃烧设备愈来愈趋于严格的氧化氮(NOx)排放极限值要求，减小氧化氮的废气再处理系统及方法具有重要意义。
迄今已公知了许多的减少氧化氮的废气再处理系统及废气再处理方法。通常在这些系统及方法中对机动车或内燃机的废气连续地或有时地输送所谓的还原剂及在专门的催化器上在可选择的与废气中的氧化氮的催化反应(SCR)中转换成无害的化合物如氮、水及可能包括一氧化碳。其中作为还原剂可使用氨、一氧化碳或碳氢化合物。在此情况下对于氧化氮的还原特别有效的还原剂为氨。
传统上氨以32.5重量％的尿素/水溶液(HWL)的形式被存储。在此情况下通过将尿素溶液喷射到废气管中及接着的尿素催化分解来产生氨。
除了氨-先质尿素外还固体的、所谓金属盐存储体，它能可逆地存储及再释放气态的氨。在此情况下以传统方式通过金属盐存储体的加热来释放氨。在机动车或内燃机工作时可使用废气余热实现热量输入。但问题是在机动车或燃烧设备的起动阶段中的热量输入。因此通常在起动阶段金属盐存储体用一个加热装置来加热。由于：
从加热装置到固态的金属盐存储体的热耦合或热传递的效率低，
由于固态的金属盐存储体的导热率小热传递有限，
在周围介质上金属盐存储体的热损耗，
金属盐存储体的大的“钝性”热质量，及
由于存储系统的惰性随着氨的无意释放在系统中存在热“过冲”的危险，这主要对于热输入的调节有高要求，
通过热输入从金属盐存储体释放氨尤其在起动阶段中很耗费能量及导致燃料或能量消耗的上升。
发明内容
根据本发明的按照权利要求1的装置，根据本发明的按照权利要求13的系统及根据本发明的按照权利要求15的方法具有其优点，即尤其在机动车或内燃机的起动阶段(冷起动)时可在能量上更有效地及更强劲地释放还原剂、例如氨。此外根据本发明的装置、根据本发明的系统及根据本发明的方法在还原剂方面的安全性上具有优点，因为还原剂的提供不需要高的温度及还原剂的释放可“数字地”进行开关。
附图说明
本发明主题的其它优点及有利构型将通过附图及其描述来说明及在以下的说明中详细地解释。这里应指出，附图仅具有所说明的特征及不被考虑来以任何形式限制本发明。
图1表示根据本发明的还原剂提供装置及该还原剂提供装置与内燃机的排气装置连接的可能性，
图2表示根据本发明的还原剂提供系统及该还原剂提供系统与内燃机的排气装置连接的可能性。
具体实施方式
图1表示根据本发明的用于氧化氮的选择催化还原的系统2的还原剂提供装置1，该氧化氮尤其在例如一个机动车、尤其柴油机动车的内燃机和/或燃烧设备和/或锅炉设备的废气中。图1表明：根据本发明的还原剂提供装置1包括一个还原剂存储介质3及一个电解装置4，5，6，7，8，9，10，11。图1还表示：该电解装置包括一个阴极6，一个阳极7及一个电解室4。这里电解室4包括还原剂存储介质3。图1还表示，阴极6及阳极7连接在电压源装置5上。此外图1还表示：阴极6及阳极7至少各部分地，尤其全部地被设置在电解室4中。
如图1所示，在本发明的实施形式的范围中电解室4通过一个隔膜8分成一个阴极室9及一个阳极室10。在图1所示的实施形式的范围中不仅阴极室9而且阳极室10均包括电解质11，最好对质子有惰性的离子液体。
图1还表示：在本发明的该实施形式的范围内电解室4、尤其电解室的阴极室9为了取出还原剂与一个管路12、尤其一个气体管路连接或可与该管路连接。通过该管路12可使释放出的还原剂以有利的方式输送到排气装置、尤其一个内燃机13的废气处理系统，尤其输送到用于机动车2、例如柴油机动车或燃烧设备如锅炉设备的氧化氮的选择催化还原的系统。
在图1所示的本发明的范围内管路12这样地与一个内燃机13的排气装置连接，其中废气首先流过一个氧化催化器14，然后流过一个柴油颗粒过滤器15，接着选择性地流过一个还原剂混合器16及再接着流过用于氧化氮的选择催化还原的催化器17，以致管路12在废气流过用于氧化氮的选择催化还原的催化器17之前将还原剂输送到废气。这里还原剂例如可在废气流过还原剂混合器16的前面被输送给废气或直接地输送给还原剂混合器16(未示出)。
图2表示根据本发明的还原剂提供系统18，它除了根据本发明的还原剂提供装置1外还包括另一个、例如传统的还原剂提供装置19。这里根据本发明的还原剂提供装置1以有利的方式在内燃机13的起动阶段(冷起动阶段)期间提供还原剂，而另一还原剂提供装置19则在内燃机13达到工作温度后被用作还原剂主存储体，它最好由在工作阶段中形成的废气热量来加热。
图2还表明，在本发明的实施形式的范围内根据本发明的还原剂提供装置1及另一还原剂提供装置18为了取出还原剂各连接或可连接在一个管路12，20-尤其气体管路-上，其中两个管路12，20通过一个转换装置21、尤其一个转换阀会合到管路22上。
本发明基于这样的原理，通过还原剂储存介质和/或还原剂的氧化状态的改变，尤其是还原剂储存介质的氧化状态的改变，使还原剂储存介质与还原剂之间相互作用的强度、尤其它们之间的接合可合乎目的地改变。换句话说，根据本发明还原剂储存介质依据还原剂储存介质和/或还原剂的氧化状态，尤其依据还原剂储存介质的氧化状态来存储或释放还原剂。
该原理例如可应用在还原剂储存介质上，该还原剂储存介质在未载入还原剂的状态中为一种金属盐或金属复合体或金属化合物或金属合金或金属及在载入还原剂的状态中为还原剂金属复合体或还原剂金属复合体的盐，尤其为铝金属复合体或铝金属复合体的盐，并根据金属原子(中心原子)的氧化状态尤其配价地结合或释放还原剂，例如氨(NH3)、一氧化碳(CO)或碳氢化合物，尤其氨作为配合基。
原则上所有这样的金属适合作为还原剂存储介质，这些金属可根据其氧化状态配价地结合或释放还原剂。例如过渡金属及在一定条件下碱金属及碱土金属对此适合。
因此在本发明的优选实施形式的范围中还原剂存储介质包括至少一个金属，该金属由碱金属、碱土金属及过渡金属、尤其3d和/或4d过渡金属的组中选出，例如锂、钠、钾、铯、镁、钙、锶、钡、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌和/或银，尤其还原剂储存介质在还原剂载入状态时为具有一般式为MRaX的一个复合体，式中R为至少一个可由包括氨、一氧化碳或碳氢化合物的组中选择的还原剂，例如乙烯，尤其是氨；M为至少一个可由包括锂、钠、钾、铯、镁、钙、锶、钡、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌和/或银的组中选择的阳离子；X为至少一个可从包括氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、硝酸盐、硫氰酸盐、硫酸盐、钼酸盐、四氟硼酸盐、磷酸盐和/或六氟磷酸盐的组中选出的阴离子；及a为从≥1至≤20的一个数，尤其为从≥2至≤12的一个数。例如对于根据本发明的还原剂存储介质3在还原剂载入状态中为：Mg(NH3)6Cl2，Ca(NH3)8Cl2，Sr(NH3)8Cl2，Ba(NH3)8Cl2，Ca(NH3)8Br2，Sr(NH3)8Br2。
这样一个化合物的氧化状态的改变可有利地具有以下后果：在金属原子与还原剂配合基之间的结合被这样强地削弱或增强，以致还原剂在室温下和/或在常压下就可被释放或存储。在此情况下这种离解或缔合(结合)可视复合化合物的类型而定通过还原和/或氧化来引起。
根据本发明的由还原剂存储介质的还原剂释放可在还原条件下跟随下列化学反应式：
RaMn++Xn-+m.e-→M(n-m)++a.R+Xn-
式中M为配价化合物中的中心金属原子，R为配价结合的还原剂，a为配价结合的还原剂的数，X为带相反电荷的离子，n为氧化状态中金属原子的电荷数或为带相反电荷的离子的概括总电荷，及m为输入电子e的数。
原则上在本发明的范围内所有公知的电极材料可被用作阴极及阳极。在本发明的一个实施形式的范围中阴极为铂电极、银电极或镁电极和/或阳极为由具有与阴极材料相同或不同的电负性的材料作的电极，例如为镁电极或钙电极。
例如在一个根据本发明的还原剂提供装置中可根据下式在阴极如铂电极、银电极或镁电极上在氨释放的情况下使Mg(NH3)6Cl2还原：
[Mg(NH3)6]2++2Cl-+2e-→Mg+6NH3+2Cl-
其中在阳极上、尤其由镁作的消耗型阳极上根据下式使镁氧化：
Mg+2Cl-→Mg2++2Cl-+2e-
在此情况下电解室最好包括一种电解质。在本发明的一个优选实施形式的范围内电解室包括一个尤其对质子有惰性的离子液体作为电解质。在此情况下特别适合的是对还原剂、尤其氨不具有或具有小的溶解能力的离子液体。
该离子液体例如可具有至少一种阳离子，它由包括咪唑鎓盐，吡咯烷鎓盐，苯基偶氮二氨基吡啶，基啶鎓氨，铵，磷鎓和/或锍的组中选择出。该离子液体尤其可具有至少一种阳离子，它由包括1乙基3甲基咪唑鎓盐，1丁基3甲基咪唑鎓盐，1己基3甲基咪唑鎓盐，1甲基3辛基咪唑鎓盐，1丙基3甲基咪唑鎓盐，1十六烷基3甲基咪唑鎓盐，1烯丙基3甲基咪唑鎓盐，1乙基2，3二甲基咪唑鎓盐，1丁基2，3二甲基咪唑鎓盐，1丁基1甲基吡咯烷鎓盐，1乙基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1乙基3羟甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1乙基4甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1乙基4羟甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1丁基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1丁基3羟甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1丁基4甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1丁基4羟甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1甲基1丙基基啶鎓，乙基铵，丁基三甲基铵，甲基三辛基铵，(2羟乙基)三甲基铵(胆碱)和/或三乙基锍的组中选择出，尤其为1丁基3甲基咪唑鎓盐；和/或具有至少一种阴离子，它由包括氯化物、溴化物、碘化物、硫氰酸盐、硝酸盐、四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、六氟锑酸盐、二氰胺、硫酸辛脂、甲磺酸盐、三氟甲磺酸盐、二(三氟甲磺酰基)亚胺、甲苯磺酸盐、2(2甲氧乙氧基)硫酸乙酯、硫酸乙酯、全氟磺酸丁酯(nonaflate)和/或二甲基磷酸盐的组中选择出，尤其为氯化物和/或四氟硼酸盐。
合适的离子液体的例子为1乙基3甲基咪唑鎓盐氯化物，1乙基3甲基咪唑鎓盐溴化物，1乙基3甲基咪唑鎓盐碘化物，1乙基3甲基咪唑鎓盐二氰胺，1乙基3甲基咪唑鎓四氟硼酸盐，1乙基3甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐，1乙基3甲基咪唑鎓硫酸乙酯，1乙基3甲基咪唑鎓甲磺酸盐，1乙基3甲基咪唑鎓盐二(三氟甲磺酰基)亚胺，1乙基3甲基咪唑鎓甲苯磺酸盐，1乙基3甲基咪唑鎓盐2(2甲氧乙氧基)硫酸乙酯，1丁基3甲基咪唑鎓盐氯化物，1丁基3甲基咪唑鎓盐溴化物，1丁基3甲基咪唑鎓四氟硼酸盐，1丁基3甲基咪唑鎓六氟磷酸盐，1丁基3甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐，1丁基3甲基咪唑鎓甲磺酸盐，1丁基3甲基咪唑鎓盐二(三氟甲磺酰基)亚胺，1丁基3甲基咪唑鎓盐六氟锑酸盐，1丁基3甲基咪唑鎓盐硫酸辛脂，1丁基3甲基咪唑鎓盐2(2甲氧乙氧基)硫酸乙酯，1己基3甲基咪唑鎓盐氯化物，1己基3甲基咪唑鎓四氟硼酸盐，1己基3甲基咪唑鎓六氟磷酸盐，1己基3甲基咪唑鎓盐二(三氟甲磺酰基)亚胺，1甲基3辛基咪唑鎓盐氯化物，1甲基3辛基咪唑鎓盐碘化物，1甲基3辛基咪唑鎓四氟硼酸盐，1甲基3辛基咪唑鎓六氟磷酸盐，1丙基3甲基咪唑鎓盐碘化物，1十六烷基3甲基咪唑鎓盐氯化物，1烯丙基3甲基咪唑鎓盐氯化物，1丁基2，3二甲基咪唑鎓盐氯化物，1丁基2，3二甲基咪唑鎓四氟硼酸盐，1丁基2，3二甲基咪唑鎓六氟磷酸盐，1丁基2，3二甲基咪唑鎓盐二(三氟甲磺酰基)亚胺，1乙基2，3二甲基咪唑鎓盐二(三氟甲磺酰基)亚胺，1乙基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶二(三氟甲磺酰基)亚胺，1乙基3羟甲基苯基偶氮二氨基吡啶硫酸乙酯，1乙基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶硫酸乙酯，1乙基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶全氟磺酸丁酯，1丁基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶溴化物，1丁基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶四氟硼酸盐，1丁基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶六氟磷酸盐，1丁基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶三氟甲磺酸盐，1丁基4甲基苯基偶氮二氨基吡啶溴化物，1丁基4甲基苯基偶氮二氨基吡啶四氟硼酸盐，1丁基4甲基苯基偶氮二氨基吡啶六氟磷酸盐，1丁基1甲基吡咯烷鎓盐二(三氟甲磺酰基)亚胺，1丁基1甲基吡咯烷鎓盐二氰胺，1甲基1丙基基啶鎓二(三氟甲磺酰基)亚胺，乙基铵硝酸盐，丁基三甲基铵二(三氟甲磺酰基)亚胺，甲基三辛基铵二(三氟甲磺酰基)亚胺，(2羟乙基)三甲基铵二甲基磷酸盐，和/或三乙基锍二(三氟甲磺酰基)亚胺，尤其为1丁基3甲基咪唑鎓盐氯化物和/或1丁基3甲基咪唑鎓四氟硼酸盐。
在一个特别优选的实施形式的范围内还原剂存储介质被溶解在电解质中，尤其被溶解在离子液体中。
在使用消耗型阳极、例如一个镁阳极的情况下，可附加地要求：抑制自由的消耗型阳极的阳离子、例如镁离子(Mg2+)穿透到阴极室中。其原因在于，自超过一定的消耗型阳极阳离子浓度起消耗型阳极阳离子在一个比还原剂存储介质-例如Mg(NH3)6Cl2，尤其比还原剂存储介质阳离子-例如[Mg(NH3)6]2+更正的电位时被还原，及由此仅进行消耗型阳极材料，例如镁的电化学提纯。换句话说，该消耗型阳极材料、例如镁则类似于铜或银的最后纯化时的提纯处理在阳极处被溶解及在阴极上再被析出。
因此出于该原因有利地可以是：还原剂存储介质、例如Mg(NH3)6Cl2仅出现在阴极室的电解质中，而在阳极室中充其量具有消耗型阳极阳离子，例如镁离子。
因此在本发明的一个实施形式的范围内最好仅是阴极室包括在还原剂载入状态中的还原剂存储介质。
为了保证这个，在本发明的一个优选实施形式的范围内电解质室被一个隔膜分成一个阴极室及一个阳极室。该隔膜例如可为一个半渗透性膜。在此情况下该半渗透性膜最好保证带相反电荷的离子、例如氯化物离子的透过，但不能让消耗型阳极阳离子、例如镁离子透过。
在本发明的一个特别优选的实施形式的范围内该半渗透性膜不能透过还原剂，例如不能透过气体。此外通过这样一个膜可有利地防止：在阴极上形成的还原剂、例如氨进入到阳极室，在这里它可能与溶液中的“自由”消耗型阳极阳离子、例如镁离子在还原剂金属复合体、尤其氨-金属复合体如Mg(NH3)6Cl2解的情况下再结合。
除了根据本发明的还原剂提供装置外，本发明还涉及用于氧化氮的选择催化还原的系统的还原剂提供系统，该氧化氮尤其在例如一个机动车、尤其柴油机动车的内燃机和/或燃烧设备和/或锅炉设备的废气中。根据本发明该还原剂提供系统包括第一种根据本发明的还原剂提供装置及第二种还原剂提供装置。这里在本发明的范围内可使用一个传统的还原剂提供装置作为第二种还原剂提供装置。例如可使用一个装置作为第二种还原剂提供装置，由该装置通过热量输入、例如通过加热装置和/或废气余热输入热量，通过电磁辐射的作用和/或通过压力下降来释放还原剂。
在本发明的一个实施形式的范围内第一及第二还原剂提供装置各与一个管路，尤其一个气体管路连接或可与该管路连接以取出还原剂。最好这两个管路通过一个转换装置，尤其一个转换阀结合到一个管路上。
此外本发明涉及对用于氧化氮的选择催化还原的系统提供还原剂的方法，该氧化氮尤其在例如一个机动车、尤其柴油机动车的内燃机和/或燃烧设备和/或锅炉设备的废气中，这些设备例如设有根据本发明的还原剂提供装置和/或根据本发明的还原剂提供系统，其中在第一方法步骤中通过还原剂存储介质和/或还原剂、尤其还原剂存储介质的氧化状态的改变来从还原剂存储介质释放还原剂。该还原剂释放尤其通过在根据本发明的还原剂提供装置和/或根据本发明的还原剂提供系统的阴极和阳极上施加第一电压来保证。
在第二选择性的方法步骤中尤其可通过还原剂存储介质和/或还原剂、尤其还原剂存储介质的氧化状态的改变来将新的还原剂存储到还原剂存储介质中。该还原剂存储尤其通过在根据本发明的还原剂提供装置和/或根据本发明的还原剂提供系统的阴极和阳极上施加与第一电压反向的第二电压来保证。
在根据本发明的方法的一个实施形式的范围中，尤其在内燃机的起动阶段和/或例如在内燃机的动态工作阶段中从第一还原剂提供装置取出还原剂；和/或在例如一个接着的、尤其基本上恒定的内燃机工作阶段中，例如通过可调节和/或可控制的转换装置和/或计量装置的操作、尤其通过转换阀的转换从第二还原剂提供装置取出还原剂。

Claims (16)

1.用于氧化氮的选择催化还原的系统(2)的还原剂提供装置(1)，包括：
还原剂存储介质(3)，它根据氧化状态存储或释放还原剂，及电解装置。
2.根据权利要求1的还原剂提供装置，其特征在于：所述电解装置包括电解室(4)及与电压源装置(5)连接的或可与该电压源装置连接的阴极(6)及阳极(7)，其中，所述阴极(6)及阳极(7)各至少部分地设置在所述电解室(4)中，其中，所述电解室(4)包括所述还原剂存储介质(3)。
3.根据权利要求1或2的还原剂提供装置，其特征在于：所述还原剂是氨，一氧化碳和/或碳氢化合物，尤其氨。
4.根据以上权利要求中任一项的还原剂提供装置，其特征在于：还原剂储存介质(3)在未载入还原剂的状态中为金属盐或金属复合体或金属化合物或金属合金或金属及在载入还原剂的状态中为还原剂金属复合体或还原剂金属复合体的盐。
5.根据以上权利要求中任一项的还原剂提供装置，其特征在于：所述还原剂存储介质(3)包括至少一种金属，该金属由碱金属、碱土金属及过渡金属的组中选择出。
6.根据以上权利要求中任一项的还原剂提供装置，其特征在于：所述还原剂储存介质(3)在还原剂载入状态中为具有一般式MRaX的复合体，式中：
R为至少一种由包括氨、一氧化碳或碳氢化合物的组中选择的还原剂，例如乙烯，尤其是氨，
M为至少一种由包括锂、钠、钾、铯、镁、钙、锶、钡、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌和/或银的组中选择的阳离子，
X为至少一种从包括氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、硝酸盐、硫氰酸盐、硫酸盐、钼酸盐、四氟硼酸盐、磷酸盐和/或六氟磷酸盐的组中选出的阴离子，及
a为从≥1至≤20的一个数，尤其为从≥2至≤12的一个数。
7.根据以上权利要求中任一项的还原剂提供装置，其特征在于：所述电解室(4)通过一个不渗透还原剂的半渗透隔膜分成一个阴极室(9)及一个阳极室(10)。
8.根据以上权利要求中任一项的还原剂提供装置，其特征在于：仅所述阴极室(9)包括在还原剂载入状态下的所述还原剂存储介质(3)。
9.根据以上权利要求中任一项的还原剂提供装置，其特征在于：所述电解室(4)包括对质子有惰性的离子液体(11)。
10.根据以上权利要求中任一项的还原剂提供装置，其特征在于：所述对质子有惰性的离子液体(11)具有至少一种从包括咪唑鎓盐，吡咯烷鎓盐，苯基偶氮二氨基吡啶，基啶鎓氨，铵，磷鎓和/或锍的组中选择的阳离子。
11.根据以上权利要求中任一项的还原剂提供装置，其特征在于：所述对质子有惰性的离子液体(11)具有：
至少一种阳离子，它由包括1乙基3甲基咪唑鎓盐，1丁基3甲基咪唑鎓盐，1己基3甲基咪唑鎓盐，1甲基3辛基咪唑鎓盐，1丙基3甲基咪唑鎓盐，1十六烷基3甲基咪唑鎓盐，1烯丙基3甲基咪唑鎓盐，1乙基2，3二甲基咪唑鎓盐，1丁基2，3二甲基咪唑鎓盐，1丁基1甲基吡咯烷鎓盐，1乙基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1乙基3羟甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1乙基4甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1乙基4羟甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1丁基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1丁基3羟甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1丁基4甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1丁基4羟甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1甲基1丙基基啶鎓，乙基铵，丁基三甲基铵，甲基三辛基铵，(2羟乙基)三甲基铵(胆碱)和/或三乙基锍的组中选择出，尤其为1丁基3甲基咪唑鎓盐，及
至少一种阴离子，它由包括氯化物、溴化物、碘化物、硫氰酸盐、硝酸盐、四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、六氟锑酸盐、二氰胺、硫酸辛脂、甲磺酸盐、三氟甲磺酸盐、二(三氟甲磺酰基)亚胺、甲苯磺酸盐、2(2甲氧乙氧基)硫酸乙酯、硫酸乙酯、全氟磺酸丁酯(nonaflate)和/或二甲基磷酸盐的组中选择出，尤其为氯化物和/或四氟硼酸盐。
12.根据以上权利要求中任一项的还原剂提供装置，其特征在于：所述阴极(6)为铂电极、银电极或镁电极，所述阳极(7)为由具有与所述阴极(6)的材料相比相同或更低的电负性的材料制作的电极。
13.用于氧化氮的选择催化还原的系统(2)的还原剂提供系统(18)，包括：
一个根据以上权利要求中任一项的第一还原剂提供装置(1)；及
一个第二还原剂提供装置(19)。
14.根据权利要求13的还原剂提供系统(18)，其特征在于：所述第一还原剂提供装置(1)及所述第二还原剂提供装置(2)为了取出还原剂各连接或可连接在一个管路(12，20)、尤其气体管路上，其中，这两个管路(12，20)通过转换装置(21)、尤其转换阀会合至管路(22)。
15.用于对内燃机(13)的废气中的氧化氮的选择催化还原的系统(2)提供还原剂的方法，所述系统设有根据权利要求1至12中任一项的还原剂提供装置(1)和/或根据权利要求13或14的还原剂提供系统(18)，其中，
在第一方法步骤中通过还原剂存储介质(3)和/或还原剂的氧化状态的改变来从所述还原剂存储介质(3)释放还原剂；和/或
在第二方法步骤中通过所述还原剂存储介质(3)和/或还原剂的氧化状态的改变来将还原剂存储到所述还原剂存储介质(3)中。
16.根据权利要求15的方法，其特征在于：
在所述内燃机(13)的起动阶段和/或动态工作阶段中从所述第一还原剂提供装置(1)取出还原剂；和/或
在所述内燃机(13)的基本上恒定的工作阶段中从所述第二还原剂提供装置(19)取出还原剂。
CN2009801171743A 2008-05-13 2009-04-02 对用于氧化氮的选择催化还原的系统提供还原剂的装置,系统及方法 Expired - Fee Related CN102027211B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008001709.4 2008-05-13
DE102008001709A DE102008001709A1 (de) 2008-05-13 2008-05-13 Vorrichtung, System und Verfahren zur Bereitstellung eines Reduktionsmittel für ein System zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden
PCT/EP2009/053921 WO2009138296A2 (de) 2008-05-13 2009-04-02 Vorrichtung, system und verfahren zur bereitstellung eines reduktionsmittel für ein system zur selektiven katalytischen reduktion von stickoxiden

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102027211A true CN102027211A (zh) 2011-04-20
CN102027211B CN102027211B (zh) 2013-11-13

Family

ID=40750950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801171743A Expired - Fee Related CN102027211B (zh) 2008-05-13 2009-04-02 对用于氧化氮的选择催化还原的系统提供还原剂的装置,系统及方法

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2276917B1 (zh)
CN (1) CN102027211B (zh)
AT (1) ATE549494T1 (zh)
DE (1) DE102008001709A1 (zh)
DK (1) DK2276917T3 (zh)
WO (1) WO2009138296A2 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102278177A (zh) * 2011-04-27 2011-12-14 汪家琳 内燃机尾气高效利用装置与方法
CN102731054A (zh) * 2012-07-11 2012-10-17 中国第一汽车股份有限公司 含有分子筛的储氨混合物多孔固体样块及其制备方法
CN107207248A (zh) * 2015-02-19 2017-09-26 泽藤电机株式会社 能量储存运输方法以及能量载体系统

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011236105A (ja) * 2010-05-13 2011-11-24 Toyota Industries Corp アンモニア放出装置、アンモニア放出方法及び排気ガス浄化装置
GB2484911B (en) * 2010-10-22 2013-04-03 Johnson Matthey Plc NOx absorber catalyst comprising caesium silicate and at least one platinum group metal
CN102730716B (zh) * 2012-07-11 2015-08-12 中国第一汽车股份有限公司 一种含有分子筛的多孔活性储氨混合物制备
CN102728302B (zh) * 2012-07-11 2016-08-17 中国第一汽车股份有限公司 一种高效多孔活性储氨活性混合物制备
US20140273021A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Enzo Biochem, Inc. Vitamin d assays
FR3013381B1 (fr) * 2013-11-15 2016-01-01 IFP Energies Nouvelles Procede de depollution des gaz d'echappement, notamment de moteur a combustion interne, en particulier pour vehicule automobile, et installation utilisant un tel procede.
US9988587B2 (en) 2014-07-29 2018-06-05 Field Upgrading Limited Process for removal of nitrogen from natural gas
CN109012177B (zh) * 2018-08-29 2023-06-16 华电电力科学研究院有限公司 一种全负荷内燃机氮氧化物控制系统及其工作方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19728343C5 (de) * 1997-07-03 2013-02-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur selektiven katalytischen NOx-Reduktion
FR2852057B1 (fr) * 2003-03-06 2007-05-11 Bosch Gmbh Robert Vehicule equipe d'un dispositif de traitement des gaz d'echappement
JP3686670B1 (ja) * 2004-10-29 2005-08-24 日産ディーゼル工業株式会社 排気浄化装置
JP2008546968A (ja) * 2005-06-29 2008-12-25 アムミネクス・アー／エス 固体アンモニア貯蔵媒体からのアンモニアの安全な制御された送出のための方法および装置
US8578702B2 (en) * 2006-02-27 2013-11-12 Amminex Emissions Technology A/S Method of storing and delivering ammonia and the use of electromagnetic radiation for desorption of ammonia from a chemical complex
WO2008009455A1 (en) * 2006-07-20 2008-01-24 Amminex A/S Method and device for storing and delivering ammonia from a solid ammonia storage medium
DE102007004602B4 (de) * 2007-01-30 2009-05-28 Continental Automotive Gmbh Heizvorrichtung zum Erhitzen eines Speichers für ein Komplexsalz

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102278177A (zh) * 2011-04-27 2011-12-14 汪家琳 内燃机尾气高效利用装置与方法
CN102278177B (zh) * 2011-04-27 2014-05-07 汪家琳 内燃机尾气高效利用装置与方法
CN102731054A (zh) * 2012-07-11 2012-10-17 中国第一汽车股份有限公司 含有分子筛的储氨混合物多孔固体样块及其制备方法
CN102731054B (zh) * 2012-07-11 2015-09-16 中国第一汽车股份有限公司 含有分子筛的储氨混合物多孔固体样块及其制备方法
CN107207248A (zh) * 2015-02-19 2017-09-26 泽藤电机株式会社 能量储存运输方法以及能量载体系统
CN107207248B (zh) * 2015-02-19 2018-08-24 泽藤电机株式会社 能量储存运输方法以及能量载体系统

Also Published As

Publication number Publication date
ATE549494T1 (de) 2012-03-15
CN102027211B (zh) 2013-11-13
EP2276917A2 (de) 2011-01-26
WO2009138296A3 (de) 2010-02-25
DE102008001709A1 (de) 2009-11-19
WO2009138296A2 (de) 2009-11-19
EP2276917B1 (de) 2012-03-14
DK2276917T3 (da) 2012-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102027211B (zh) 对用于氧化氮的选择催化还原的系统提供还原剂的装置,系统及方法
US8562929B2 (en) Selective catalytic reduction via electrolysis of urea
US10036291B2 (en) Exhaust after-treatment system including ammonia and hydrogen generation
RU2186442C2 (ru) Электропреобразовательная ячейка
CA2220075C (en) High energy density vanadium electrolyte solutions, methods of preparation thereof and all-vanadium redox cells and batteries containing high energy vanadium electrolyte solutions
TWI465610B (zh) 用廢熱及環保金屬從水高效按需製造h2及o2之方法及裝置
JP2020506320A (ja) 太陽エネルギー又は電気エネルギーを用いたオンボード燃料改質
AU2014351491A1 (en) Power generation systems and methods regarding same
JP6615323B2 (ja) 修復可能な電気化学エネルギー貯蔵デバイス
CN113750948B (zh) 一种烟气脱硝用尿素催化水解反应器及方法
CN108893742A (zh) 酸性蚀刻废液处理及回用系统
CN105047913A (zh) 一种电化学法制备橄榄石型磷酸铁钠的方法
US20200106118A1 (en) Bimetallic thermally-regenerative ammonia-based battery system, flow battery system and using methods
US20230390701A1 (en) Techniques To Synthesize Greenhouse Gases
CN109786800B (zh) 采用泡沫镍基镀铜电极的热再生氨电池及制备方法
WO2020175852A2 (ko) 수소 생산을 위한 이차 전지
CN102856573A (zh) 一种锌钒液流储能电池
CN106030884A (zh) 氧化还原液流电池
KR102671896B1 (ko) 수소생산발전기 및 수소생산방법
JPWO2008044499A1 (ja) 水素発生装置
CN105879678A (zh) 一种基于电解海水的船舶废气综合处理方法及装置
KR100880413B1 (ko) 홈형쏠라쎌모듈 및 금속화합물촉매를 이용한 수소생산엔진연료화 시스템.
CN102776537A (zh) 氯化物熔盐体系中Pt基体上电沉积制备Ir层的方法
CN209860103U (zh) 一种铝空气电池电解液循环回收利用装置
CN103985872B (zh) 一种磷酸钒钠锂正极材料的制备方法及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20131113

Termination date: 20190402