DE10104160A1 - Abgasreinigungsanlage für einen Verbrennungdmotor und Verfahren zum Betreiben der Anlage - Google Patents
Abgasreinigungsanlage für einen Verbrennungdmotor und Verfahren zum Betreiben der AnlageInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsanlage für einen Verbrennungsmotor mit einer ersten Katalysatoreinheit, die bei fetter Abgaszusammensetzung Ammoniak aus entsprechenden Abgasbestandteilen erzeugt, und einer der ersten nachgeschalteten zweiten Katalysatoreinheit, die bei fetter Abgaszusammensetzung den von der ersten Katalysatoreinheit erzeugten Ammoniak zwischenspeichert und bei magerer Abgaszusammensetzung im Abgas enthaltene Stickoxide einer Reduktionsreaktion unter Einsatz des zwischengespeicherten Ammoniaks als Reduktionsmittel unterzieht. Die Abgasreinigungsanlage ist dadurch gekennzeichnet, daß eine den beiden Katalysatoreinheiten zwischengeschaltete, dritte Katalysatoreinheit bei magerer Abgaszusammensetzung die im Abgas enthaltenen Stickoxide in einem Maße zu Stickstoffdioxid oxidiert, daß die im Abgas enthaltenen Stickoxide beim Eintritt in die zweite Katalysatoreinheit zu 25 bis 75 Vol.-% aus Stickstoffdioxid bestehen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsanlage für einen Verbrennungsmotor mit
einer ersten Katalysatoreinheit, die bei fetter Abgaszusammensetzung Ammoniak aus
entsprechenden Abgasbestandteilen erzeugt, und einer der ersten nachgeschalteten
zweiten Katalysatoreinheit, die bei fetter Abgaszusammensetzung den von der ersten
Katalysatoreinheit erzeugten Ammoniak zwischenspeichert und bei magerer Abgaszu
sammensetzung im Abgas enthaltene Stickoxide (NOx) einer Reduktionsreaktion unter
Einsatz des zwischengespeicherten Ammoniaks als Reduktionsmittel unterzieht.
Zur Verminderung des Kraftstoffverbrauchs wurden in den letzten Jahren Kraftfahr
zeugmotoren entwickelt, die mit mageren Luft/Kraftstoff-Gemischen betrieben werden.
Es handelt sich um sogenannte Magermotoren. Als mager wird ein Luft/Kraftstoff-
Gemisch bezeichnet, wenn es mehr Sauerstoff enthält als für die vollständige Verbren
nung des Kraftstoffes notwendig wäre. Im umgekehrten Fall liegt ein fettes
Luft/Kraftstoff-Gemisch vor. Zur quantitativen Erfassung dieser Situation werden das
Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder die Luftzahl Lambda (λ) verwendet. Das
Luft/Kraftstoff-Verhältnis gibt an, wieviel Kilogramm Luft pro Kilogramm Kraftstoff
dem Motor zugeführt werden. Für eine stöchiometrische Verbrennung liegt das
Luft/Kraftstoff-Verhältnis bei üblichen Motorkraftstoffen bei 14,7. Die zugehörige
Luftzahl λ ist das auf stöchiometrische Bedingungen normierte Luft/Kraftstoff-
Verhältnis und hat daher für ein stöchiometrisch zusammengesetztes Luft/Kraftstoff-
Gemisch den Wert 1,0. Die Luftzahl des den Motor verlassenden Abgases ist gleich der
Luftzahl des dem Motor zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemisches, wenn im Motor keine
selektiven Speicherprozesse für bestimmte Abgaskomponenten auftreten.
Magermotoren werden im Normalbetrieb mit Luft/Kraftstoff-Verhältnissen entspre
chend einer Luftzahl von mehr als 1,3 betrieben. Der Sauerstoffgehalt des Abgases liegt
bei diesen Motoren gewöhnlich zwischen 3 und 15 Vol.-%. Bei Beschleunigungsfahrten
und auch bei Vollast werden auch dem Magermotor stöchiometrische, beziehungsweise
leicht fette Luft/Kraftstoff-Gemische, zugeführt, um die benötigten hohen Leistungen
zur Verfügung stellen zu können.
Die Abgasreinigung von Magermotoren bereitet erhebliche Probleme, da die im Abgas
enthaltenen Stickoxide im Magerbetrieb wegen des hohen Sauerstoffgehaltes im Abgas
nicht auf chemischem Wege reduziert werden können. Die im Abgas enthaltenen
Stickoxide bestehen abhängig vom Betriebszustand des Motors gewöhnlich zu 60 bis 95 Vol.-%
aus Stickstoffmonoxid. Der Rest wird von Stickstoffdioxid und anderen Stick
oxiden gebildet.
Zur Lösung der Abgasproblematik bei Magermotoren wurde schon vorgeschlagen, die
Stickoxide nach dem Prinzip der selektiven, katalytischen Reduktion mit Hilfe von
Ammoniak und dem im mageren Abgas auch enthaltenen Sauerstoff an einem geeigne
ten Katalysator, einem sogenannten SCR-Katalysator, zu Stickstoff und Wasser umzu
setzen. Ein solcher Katalysator enthält zum Beispiel Zeolithe, Siliciumdioxid, Alumini
umoxid und/oder Titanoxid als Trägermaterialien für Kupfer, Eisen, Platin, Palladium
und/oder Rhodium und besitzt stets auch ein gewisses Speichervermögen für Ammoni
ak.
Gemäß der DE 198 20 682 A1 ist es bekannt, zur Verbesserung der Reduktion der
Stickoxide im mageren Abgas von Verbrennungsmotoren zunächst den Gehalt des Ab
gases an Stickstoffdioxid auf bis zu 50 Vol.-% anzuheben. Dies geschieht gemäß der
zitierten Offenlegungsschrift durch Oxidation von Stickstoffmonoxid in einer elektri
schen Gasentladung zu Stickstoffdioxid. Das so behandelte Abgas wird dann unter Zu
fuhr eines Reduktionsmittels, bevorzugt Ammoniak, über einen SCR-Katalysator ge
leitet. Als geeignete SCR-Katalysatoren werden Katalysatoren aus dem Bereich der
Kraftwerksentstickung sowie mit Kupfer-Kationen getauschte ZSM-5 Zeolithe genannt.
Von der EP 0 773 354 A1 wurde nun vorgeschlagen, den für die SCR-Reaktion benö
tigten Ammoniak aus den Abgasbestandteilen an Bord des Kraftfahrzeugs zu syntheti
sieren. Hierzu wird das Abgas über einen Dreiweg-Katalysator und anschließend über
einen SCR-Katalysator geleitet und der Motor alternierend mit mageren und fetten
Luft/Kraftstoff-Gemischen betrieben. Während Betriebsphasen mit fetten
Luft/Kraftstoff-Gemischen bildet der Dreiweg-Katalysator Ammoniak aus den im Ab
gas enthaltenen Stickoxiden, welches auf dem SCR-Katalysator zwischengespeichert
wird. Während Betriebsphasen mit mageren Luft/Kraftstoff-Gemischen durchqueren die
im Abgas enthaltenen Stickoxide den Dreiweg-Katalysator nahezu unverändert und
werden durch den vom SCR-Katalysator adsorbierten Ammoniak zu Stickstoff und
Wasser reduziert.
Die DE 198 20 828 A1 beschreibt eine Weiterbildung dieses Verfahrens, die darin be
steht, daß vor den beiden Katalysatoren ein dritter Katalysator in den Abgasstrom einge
fügt wird, der bei magerer Abgaszusammensetzung die im Abgas enthaltenen Stickoxide
zwischenspeichert und bei fetter Abgaszusammensetzung wieder freisetzt. Durch die
Nutzung von im Magerbetrieb in viel größerer Menge als im fetten Betrieb anfallenden
zwischengespeicherten Stickoxiden kann in einer jeweiligen Phase mit fetter Verbren
nungsführung eine entsprechend große Ammoniakmenge erzeugt und zwischengespei
chert werden, die dann zur effektiven Stickoxidreduktion in einer darauffolgenden Ma
gerbetriebsphase zur Verfügung steht. Insgesamt soll dies einen Betrieb mit hohem Ma
gerbetriebsanteil und folglich mit entsprechend geringem Brennstoffverbrauch ermögli
chen.
Beide Vorschläge führen zwar zu einem verbessertem Umsatz der von Magermotoren
emittierten Stickoxide, zur Erfüllung der zukünftigen Abgasnormen ist jedoch eine
weitere Verbesserung des Stickoxidumsatzes notwendig. Es ist Aufgabe der vorliegen
den Erfindung, eine Abgasreinigungsanlage zur Verfügung zu stellen, die eine weitere
Verbesserung des Stickoxidumsatzes im Abgas von Magermotoren ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Abgasreinigungsanlage für einen Verbrennungs
motor mit einer ersten Katalysatoreinheit, die bei fetter Abgaszusammensetzung Am
moniak aus entsprechenden Abgasbestandteilen erzeugt, und einer der ersten nachge
schalteten zweiten Katalysatoreinheit, die bei fetter Abgaszusammensetzung den von
der ersten Katalysatoreinheit erzeugten Ammoniak zwischenspeichert und bei magerer
Abgaszusammensetzung im Abgas enthaltene Stickoxide einer Reduktionsreaktion un
ter Einsatz des zwischengespeicherten Ammoniaks als Reduktionsmittel unterzieht. Die
Abgasreinigungsanlage ist dadurch gekennzeichnet, daß eine den beiden Katalysa
toreinheiten zwischengeschaltete, dritte Katalysatoreinheit bei magerer Abgaszusam
mensetzung die im Abgas enthaltenen Stickoxide in einem Maße zu Stickstoffdioxid
oxidiert, daß die im Abgas enthaltenen Stickoxide beim Eintritt in die zweite Katalysa
toreinheit zu 25 bis 75 Vol.-% aus Stickstoffdioxid bestehen.
Wie schon aus dem Stand der Technik bekannt, wird für die erste Katalysatoreinheit ein
Dreiweg-Katalysator verwendet. Ein solcher Katalysator enthält als katalytisch aktive
Komponenten in der Regel eine Kombination von Edelmetallen der Platingruppe (Pla
tin, Palladium, Rhodium, Iridium, Ruthenium, Osmium), die in feinster Verteilung auf
hochoberflächigen Trägeroxiden wie zum Beispiel Aluminiumoxid, Aluminiumsilicat,
Siliciumdioxid, Titandioxid und Zirkonoxid abgeschieden sind. Die Platingruppenme
talle finden in verschiedenen Kombinationen Anwendung. So sind trimetallische Kata
lysatoren bekannt, die Platin, Palladium und Rhodium enthalten. Bimetallische Kataly
satoren enthalten gewöhnlich die Kombinationen Platin/Palladium, Platin/Rhodium
oder Palladium/Rhodium. Es sind auch Dreiweg-Katalysatoren bekannt, die nur Palladium
als einziges Edelmetall der Platingruppe aufweisen. Reine Platin- oder reine Rho
dium-Katalysatoren sind als Dreiweg-Katalysatoren ungeeignet. Weiterhin enthalten
Dreiweg-Katalysatoren stets auch eine Sauerstoff speichernde Komponente, die Sauer
stoff bei mageren Abgasbedingungen speichert und bei fetten Abgaszusammensetzun
gen wieder abgibt. Gewöhnlich werden hierfür Ceroxid und Praseodymoxid verwendet.
Unter fetten Abgasbedingungen wird Ammoniak (NH3) am Dreiweg-Katalysator zum
Beispiel durch Reaktion von Wasserstoff mit Stickstoffmonoxid entsprechend der fol
genden Reaktionsgleichung (i) gebildet.
5H2 + 2NO ↔ 2NH3 + 2H2O (i)
Der hierfür benötigte Wasserstoff wird zum Teil durch den Verbrennungsprozeß im
Motor gebildet. Eine weitere Quelle für Wasserstoff ist der Ceroxid-Gehalt des Kataly
sators. Bekanntermaßen katalysiert Ceroxid unter fetten Abgasbedingungen die Was
sergas-Shift-Reaktion (Reaktion von Kohlenmonoxid mit Wasser zu Wasserstoff und
Kohlendioxid) und trägt auf diese Weise zur Erzeugung von Wasserstoff für die Bil
dung von Ammoniak gemäß Reaktionsgleichung (i) bei. Die Bildung von Ammoniak
wird durch hohe Temperaturen begünstigt. Förderlich sind Temperaturen über 300, ins
besondere über 400°C.
Geeignete Dreiweg-Katalysatoren für die Zwecke dieser Erfindung werden in den Of
fenlegungsschriften DE 197 14 536 A1, DE 197 26 322 A1 und EP 1 046 423 A2 be
schrieben.
Für die zweite Katalysatoreinheit werden sogenannte SCR-Katalysatoren verwendet, die
in der Lage sind, die selektive Umsetzung von Ammoniak mit den im Abgas enthalte
nen Stickoxiden und Sauerstoff zu Stickstoff und Wasser zu katalysieren. Geeignet für
diese Zwecke sind zum Beispiel die aus der Kraftwerksentstickung bekannten Kataly
satoren auf der Basis von mit den Übergangsmetallen Chrom, Eisen, Nickel, Kupfer,
Cer, Praseodym, Terbium oder Mischungen davon ausgetauschten Zeolith-Katalysato
ren oder Katalysatoren auf der Basis des Feststoffsäuresystems V2O5/WO3/TiO2.
Für die Oxidation von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid unter mageren Abgasbe
dingungen gemäß Reaktionsgleichung (ii) wird in der dritten Katalysatoreinheit bevor
zugt ein reiner Platin-Katalysator auf einem mit Siliciumdioxid stabilisiertem Alumini
umoxid eingesetzt.
2NO + O2 ↔ 2NO2 (ii)
Das Gleichgewicht gemäß Gleichung (ii) liegt bei tiefen Temperaturen (unter ca.
200°C) auf der rechten Seite, das heißt in diesem Temperaturbereich ist die Bildung
von Stickstoffdioxid thermodynamisch begünstigt. Mit steigenden Temperaturen ver
schiebt sich das thermodynamische Gleichgewicht zugunsten von Stickstoffmonoxid.
Bei Temperaturen oberhalb von 900°C zerfällt Stickstoffdioxid nahezu vollständig zu
Stickstoffmonoxid. Trotz thermodynamisch vorteilhafter Bedingungen ist die Bildung
von Stickstoffdioxid auch bei tiefen Temperaturen wegen kinetischer Behinderungen
gering. Mit steigenden Temperaturen durchläuft die Bildung von Stickstoffdioxid ge
mäß Gleichung (ii) daher ein ausgeprägtes Maximum. Lage und Höhe dieses Maxi
mums sind von der Sauerstoffkonzentration im Abgas und von der Aktivität des Oxida
tionskatalysators abhängig. Für die üblichen Verhältnisse im Abgas von Magermotoren
liegt die optimale Umsetzung von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid am Oxidati
onskatalysator im Bereich zwischen 200 und 400°C. Bei hoher Aktivität des Oxidati
onskatalysators liegt das Maximum näher bei 200°C und erreicht höhere Werte als bei
einem Oxidationskatalysator geringerer Aktivität, bei dem das Maximum der Stick
stoffdioxidbildung zu höheren Temperaturwerten verschoben ist.
Mit einer erfindungsgemäß konfigurierten Abgasreinigungsanlage konnten deutlich
verbesserte Umsätze für die Stickoxide erhalten werden. Ursache hierfür ist vermutlich
die optimale Einstellung des Volumenverhältnisses von Stickstoffmonoxid zu Stick
stoffdioxid im Abgas durch den zusätzlichen Oxidationskatalysator.
Die Verbesserung der Stickoxidumsätze war nicht vorhersehbar, da schon der Dreiweg-
Katalysator eine entsprechende Erhöhung des Anteils von Stickstoffdioxid erwarten
ließ. Es zeigte sich jedoch, daß übliche Dreiweg-Katalysatoren unter mageren Abgasbe
dingungen nur in ungenügendem Maße Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid auf
oxidieren. Weiterhin bestand die Befürchtung, daß der vom Dreiweg-Katalysator gebil
dete Ammoniak beim Passieren des Oxidationskatalysator oxidiert wird, bevor er auf
dem SCR-Katalysator gespeichert werden kann. Dies ist jedoch nicht der Fall. Offenbar
ist der Sauerstoffgehalt im Abgas von Magermotoren im fetten Betrieb so gering, daß
eine Oxidation des Ammoniaks am Oxidationskatalysator nicht, oder nur im vernach
lässigbaren Umfang, stattfindet.
Eine weitere Verbesserung der Abgasreinigung kann erzielt werden, wenn die erste
Katalysatoreinheit in einem Abschnitt der Abgasreinigungsanlage angeordnet wird, in
der die Abgastemperaturen die Bildung von Ammoniak unter fetten Abgaszusammen
setzungen begünstigen, während die dritte Katalysatoreinheit in einem Abschnitt der
Abgasreinigungsanlage angeordnet wird, in der die Abgastemperaturen für die Bildung
von Stickstoffdioxid unter mageren Abgaszusammensetzungen optimiert sind.
Wie schon erläutert, wird die Bildung von Ammoniak gefördert, wenn die erste Kataly
satoreinheit eine Temperatur oberhalb von etwa 400°C aufweist. Die erste Katalysa
toreinheit sollte also möglichst motornah angeordnet werden. Gleichzeitig wird durch
diese hohen Temperaturen bei magerer Abgaszusammensetzung die Bildung von Stick
stoffdioxid am Dreiweg-Katalysator weiter unterdrückt, da oberhalb von 350 bis 400°C
das thermodynamische Gleichgewicht zwischen Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid
den Zerfall von Stickstoffdioxid in Stickstoffmonoxid und Sauerstoff fördert. Entspre
chend sollte die dritte Katalysatoreinheit in einem Abschnitt der Abgasreinigungsanlage
angeordnet werden, in der die Temperatur des Abgases unterhalb von etwa 450 bis
400°C liegt, um die Bildung von Stickstoffdioxid zu begünstigen. Die hier genannten
Temperaturwerte sind nur Richtwerte und hängen unter anderem von den Aktivitäten
der verwendeten Katalysatoren und der Zusammensetzung des Motorabgases ab. Diese
Parameter können vom Fachmann angepaßt werden, um die mit der erfingungsgemäßen
Abgasreinigungsanlage zu erzielende Abgasreinigung zu optimieren.
Die Erfindung wird nur an Hand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1: Abgasreinigungsanlage mit separaten Konvertergehäusen für die drei Kataly
satoreinheiten I bis III
Fig. 2: Abgasreinigungsanlage mit einer Anordnung der Katalysatoreinheiten III und
II in einem gemeinsamen Gehäuse
Fig. 3: Abgasreinigungsanlage von Fig. 2 mit einer zusätzlichen Katalysatoreinheit
IV.
Fig. 1 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Abgasreinigungsanlage. Bezugszif
fer (1) bezeichnet den Verbrennungsmotor und (2) die Abgasleitung. Die Abgasreini
gungsanlage besteht aus den drei separaten Konvertergehäusen (3), (4) und (5), in denen
die Katalysatoreinheiten I, II und III angeordnet sind. Katalysatoreinheit I wird von ei
nem Dreiweg-Katalysator, Katalysatoreinheit II von einem Platin-Oxidationskatalysator
und Katalysatoreinheit III von einem SCR-Katalysator gebildet. Katalysatoreinheit I ist
dicht hinter dem Motor angeordnet. Damit ist gewährleistet, daß die Abgastemperaturen
an dieser Stelle in der Regel über 400°C liegen und somit die Bildung von Ammoniak
im Fettbetrieb begünstigen und die Bildung von Stickstoffdioxid im Magerbetrieb un
terdrücken. Die Katalysatoreinheiten III und II sind in größerer Entfernung vom Motor
in die Abgasleitung eingefügt. Bevorzugt werden diese beiden Katalysatoreinheiten im
Unterbodenbereich des Fahrzeugs angebracht. Durch die Abgasleitung zwischen Kata
lysatoreinheit I und den Katalysatoreinheiten III und II erfährt das Abgas auf seinem
Weg zu den Katalysatoreinheiten III und II eine Abkühlung, die so ausgelegt werden
kann, daß die Temperaturen an der Katalysatoreinheit III im optimalen Bereich für die
Bildung von Stickstoffdioxid liegen.
Fig. 2 zeigt eine Variante der Abgasreinigungsanlage. Die Katalysatoreinheiten III und
II sind dabei in einem gemeinsamen Konvertergehäuse (6) zusammengefaßt. Fig. 3
zeigt eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsanlage. In diesem
Fall ist vor der Katalysatoreinheit I eine vierte Katalysatoreinheit IV in die Abgaslei
tung eingefügt. Katalysatoreinheit IV wird von einem Stickoxid-Speicherkatalysator
gebildet, der einen Großteil der im mageren Abgas enthaltenen Stickoxide zwischen
speichert und bei fetter Abgaszusammensetzung die zuvor zwischengespeicherten
Stickoxide wieder freisetzt. Katalysatoren dieser Art sind aus dem Stand der Technik
bekannt.
In einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsanlage kann hinter
Katalysatoreinheit II noch ein Oxidationskatalysator in die Abgasleitung eingefügt wer
den, um einen eventuellen Ammoniak-Schlupf zu Stickstoff und Wasser zu oxidieren.
Wie die obigen Ausführungen zur erfindungsgemäßen Abgasreinigungsanlage zeigen,
werden für eine effiziente Abgasreinigung mit dieser Anlage Betriebsphasen des Motors
mit unterschiedlichen Abgaszusammensetzungen benötigt.
Während der überwiegenden Dauer des Motorbetriebs wird er mit einem mageren
Luft/Kraftstoff-Gemisch versorgt. Sein Abgas weist dabei eine Luftzahl λ größer als 1
auf. Während dieser Betriebsphasen passieren die im Abgas enthaltenen Stickoxide die
Katalysatoreinheit I nahezu unverändert. An der Katalysatoreinheit II wird dagegen das
im mageren Abgas enthaltene Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid aufoxidiert, wobei
die Abgasreinigungsanlage so ausgelegt werden kann, daß das Volumenverhältnis zwi
schen Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid nach Verlassen der Katalysatoreinheit III
zwischen 3 : 1 und 1 : 3, bevorzugt zwischen 2 : 1 und 1 : 2 und insbesondere bei 1 : 1 liegt.
Das so zusammengesetzte Abgas gelangt nach Verlassen der Katalysatoreinheit III in
die Katalysatoreinheit II. Hier wird das im Abgas enthaltene Gemisch aus Stickstoff
monoxid und Stickstoffdioxid unter Verbrauch von vorher in dieser Katalysatoreinheit
abgespeichertem Ammoniak in einer selektiven Reduktionsreaktion zu Stickstoff und
Wasser umgesetzt.
Zur Erzeugung des für die selektive Reduktion benötigten Ammoniaks sind Betriebs
phasen des Motors mit fettem Luft/Kraftstoff-Gemisch (λ < 1) erforderlich. In diesen
Betriebsphasen wird am Dreiweg-Katalysator Ammoniak erzeugt. Der Ammoniak pas
siert mangels eines ausreichenden Sauerstoffgehaltes im Abgas den Oxidationskataly
sator unbeschadet und wird vom SCR-Katalysator abgespeichert.
Das für eine effektive Abgasreinigung notwendige Wechselspiel zwischen Betriebspha
sen mit magerem und mit fettem Abgas bildet sich in der Regel beim normalen Betrieb
des Motors an einem Kraftfahrzeug von selbst heraus. Fette Abgasbedingungen liegen
während des Kaltstarts und während Beschleunigungsphasen vor, während magere Ab
gasbedingungen während einer Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit vorliegen. Falls
jedoch das notwendige Wechselspiel zwischen beiden Betriebszuständen zum Beispiel
durch zu lange Konstantfahrten nicht mehr gewährleistet ist, kann in bestimmten Zeit
abständen von der Motorelektronik in eine Betriebsphase mit fettem Luft/Kraftstoff-
Gemisch umgeschaltet werden, um so auch in diesen Fällen eine optimale Abgasreini
gung zu gewährleisten.
Claims (3)
1. Abgasreinigungsanlage für einen Verbrennungsmotor mit einer ersten Katalysa
toreinheit, die bei fetter Abgaszusammensetzung Ammoniak aus entsprechenden
Abgasbestandteilen erzeugt, und einer der ersten nachgeschalteten zweiten Kata
lysatoreinheit, die bei fetter Abgaszusammensetzung den von der ersten Kataly
satoreinheit erzeugten Ammoniak zwischenspeichert und bei magerer Abgaszu
sammensetzung im Abgas enthaltene Stickoxide einer Reduktionsreaktion unter
Einsatz des zwischengespeicherten Ammoniaks als Reduktionsmittel unterzieht,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine den beiden Katalysatoreinheiten zwischengeschaltete, dritte Katalysa
toreinheit bei magerer Abgaszusammensetzung die im Abgas enthaltenen
Stickoxide in einem Maße zu Stickstoffdioxid oxidiert, daß die im Abgas enthal
tenen Stickoxide beim Eintritt in die zweite Katalysatoreinheit zu 25 bis 75 Vol.-%
aus Stickstoffdioxid bestehen.
2. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine vierte Katalysatoreinheit der ersten Katalysatoreinheit vorgeschaltet ist
und bei magerer Abgaszusammensetzung im Abgas enthaltene Stickoxide zwi
schenspeichert und bei fetter Abgaszusammensetzung zuvor zwischengespei
cherte Stickoxide wieder freisetzt.
3. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Katalysatoreinheit in einem Abschnitt der Abgasreinigungsanlage
angeordnet ist, in der die Abgastemperaturen die Bildung von Ammoniak unter
fetten Abgaszusammensetzungen begünstigen, während die dritte Katalysatorein
heit in einem Abschnitt der Abgasreinigungsanlage angeordnet ist, in der die Ab
gastemperaturen die Bildung von Stickstoffdioxid unter mageren Abgaszusam
mensetzungen begünstigen.
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