DE102006008560A1 - Process and apparatus for the energetic utilization of used oil - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur energetischen Verwertung von Altöl. Das Altöl wird aus einem Sammeltank (1) in einer Reinigungseinrichtung (2) gereinigt, insbesondere entwässert und gefiltert. Anschließend wird das Altöl einem Probentank (3) zugeführt. Durch Entnahme einer Probenmenge aus dem Probentank (3) wird die Qualität des in dem Probentank (3) vorhandenen Altöls überprüft. Sofern das Altöl die geforderte Qualität aufweist, wird das Altöl in den Vorratstank (4) gefördert. Aus dem Vorratstank (4) wird das Altöl zur energetischen Verwertung einer Brennkraftmaschine (5) zugeführt. Hierbei erfolgt unmittelbar vor dem Zuführen des Altöls ein Vorwärmen. Vorzugsweise erfolgt das Vorwärmen mittels eines Wärmetauschers (13), der mit dem Kühlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine (5) verbunden ist.The invention relates to a method and a device for the energetic recovery of waste oil. The used oil is cleaned from a collection tank (1) in a cleaning device (2), in particular drained and filtered. The used oil is then fed to a sample tank (3). The quality of the used oil present in the sample tank (3) is checked by taking a sample amount from the sample tank (3). If the used oil is of the required quality, the used oil is pumped into the storage tank (4). The used oil is fed from the storage tank (4) to an internal combustion engine (5) for energy recovery. Here, preheating takes place immediately before the waste oil is fed in. Preheating preferably takes place by means of a heat exchanger (13) which is connected to the coolant circuit of the internal combustion engine (5).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur insbesondere dezentralen energetischen Verwertung von Altöl. Die Verwertung erfolgt insbesondere mit Hilfe einer Brennkraftmaschine, bei der es sich vorzugsweise um eine insbesondere selbstzündende Verbrennungsmotoranlage mit Kraft-Wärme-Kopplung handelt.The The invention relates to a method and a device for in particular decentralized energy recovery of waste oil. The recovery takes place in particular by means of an internal combustion engine, in which it is preferably in particular a self-igniting Internal combustion engine with combined heat and power is.
Der Hintergrund dieser Erfindung ist es CO2 Emissionen zu senken und somit aktiv einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Altöl wird bisher meistens an der Anfallstelle durch ein Entsorgungsunternehmen mit einem Tankwagen abgeholt, beim Entsorgungsunternehmen zwischengelagert und dann in der Regel mit einem Tanklastzug entweder zur zentralen stofflichen oder energetischen Verwertung abtransportiert.The background of this invention is to reduce CO 2 emissions and thus actively contribute to climate protection. Waste oil is so far mostly picked up at the collection point by a waste disposal company with a tanker, stored at the disposal company and then transported away usually with a tanker truck either for central material or energy recovery.
Bei der zentralen stofflichen Verwertung wir das Altöl üblicherweise zum größten Teil zu neuem Frischöl aufbereitet. Hierbei sind die CO2 Emissionen zwar geringer als bei der Frischölherstellung aus Erdöl, jedoch verfahrensbedingt während des Aufbereitungsprozesses nicht unerheblich.In the case of central material recycling, the waste oil is usually processed for the most part into new fresh oil. Although the CO 2 emissions are lower than in the production of fresh oil from crude oil, but process-related during the treatment process is not insignificant.
Bei der energetischen Verwertung wird das Altöl z.B. in Zementwerken nur zur Wärmeerzeugung verbrannt, wobei die Wärmeerzeugung aus Altöl im Verhältnis zur Wärmeerzeugung aus Erdgas in diesen Anlagen, eine höhere CO2 Emission zur Folge hat.In energy recovery, waste oil is burned in cement plants, for example, only to generate heat, with the heat generated from waste oil in relation to the heat generated from natural gas in these plants, a higher CO 2 emission result.
Darüber hinaus entstehen durch den Transport des Altöls zu den entsprechenden Verwertungsstellen ebenfalls CO2-Emissionen sowie eine zusätzliche Belastung der Verkehrswege. Eine weitere Umweltgefahr ist das Altöl als solches, welches beim Verladen und beim Transport in der Vergangenheit durch Unfälle oder Nichtbeachtung der Umweltschutzbestimmungen immer wieder zu ernsthaften Umweltschäden führte, welche nur mit hohem finanziellen und technischen Aufwand zu beseitigen waren oder zum Teil irreversible Schäden verursachten.In addition, the transport of waste oil to the corresponding recycling centers also generates CO 2 emissions and additional traffic on the roads. Another environmental hazard is the used oil as such, which in loading and transport in the past through accidents or failure to comply with environmental regulations again and again led to serious environmental damage that could be eliminated only with great financial and technical effort or sometimes caused irreversible damage.
Aus
Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur energetischen Verwertung von Altöl zu schaffen, mit dem bzw. mit der es möglich ist, Altöl insbesondere dezentral bei einer guten CO2-Bilanz energetisch zu verwerten.The object of the invention is to provide a method and a device for the energy recovery of waste oil, with which or with which it is possible to utilize used oil in particular decentralized with a good CO 2 balance energetically.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9.The solution The object is achieved according to the invention by a method according to claim 1 or a device according to claim 9th
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur energetischen Verwertung von Altöl wird das Altöl zunächst gereinigt, d. h. insbesondere entwässert und gefiltert. Anschließend wird das Altöl einem Probentank zugeführt. In dem Probentank wird das gereinigte Altöl zwischengelagert. Anschließend erfolgt eine Überprüfung der Qualität des in dem Probentank vorhandenen Altöls, insbesondere hinsichtlich des Überschreitens von Schadstoffgrenzen.In the method according to the invention For the energetic utilization of waste oil, the used oil is first cleaned, d. H. especially dehydrated and filtered. Subsequently becomes the waste oil supplied to a sample tank. In the sample tank, the cleaned waste oil is stored intermediately. Then done a review of quality the existing in the sample tank waste oil, especially in terms of passing of pollutant limits.
Hierdurch ist sichergestellt, dass dem anschließenden energetischen Verwertungsprozess nur Altöl einer vorgegebenen Qualität zugeführt wird. Sollte beispielsweise durch Schadstoffe verunreinigtes Altöl vorliegen, muss das in den Probentank enthaltene Altöl beispielsweise durch ein Spezialunternehmen entsorgt werden. Ferner kann durch die Qualitätskontrolle sichergestellt werden, dass eine vollständige Reinigung des Altöls in den vorgegebenen Grenzen durch die Reinigungseinrichtung durchgeführt wurde, um z. B. ein Beschädigen der Brennkraftmaschine zu vermeiden. Ggf. ist eine erneute Reinigung des Altöls und/oder eine Wartung der Reinigungseinrichtung erforderlich. Die Überprüfung der Qualität kann hierbei durch einen unabhängigen Sachverständigen erfolgen. Ferner ist es möglich, eine Kotrolleinrichtung vorzusehen, die dem Probentank beispielsweise automatisch eine Probe entnimmt und diese sodann automatisch untersucht. In Abhängigkeit des Untersuchungsergebnisses kann ein Probentank sodann beispielsweise automatisch gesperrt oder zur weiteren energetischen Verwertung freigegeben werden. Beispielsweise kann die Untersuchungseinrichtung ein negatives Untersuchungsergebnis über eine Datenfernübertragung der Verwertungsstelle mitteilen.hereby is ensured that the subsequent energy recovery process only Old oil one given quality supplied becomes. For example, should polluted contaminated waste oil be present, For example, the used oil contained in the sample tank must be replaced by a Special companies are disposed of. Furthermore, through quality control be ensured that a complete cleaning of waste oil in the predetermined limits was performed by the cleaning device, to z. B. damaging to avoid the internal combustion engine. Possibly. is a new cleaning of waste oil and / or maintenance of the cleaning device required. The quality check can be done here by an independent expert. It is also possible to have a To provide Kotrolleinrichtung, for example, the sample tank automatically takes a sample and then examined automatically. Dependent on the test result can then be a sample tank, for example automatically locked or released for further energy recovery become. For example, the examination device may have a negative Examination result over a remote data transmission notify the recovery center.
Sobald eine Überprüfung des in dem Probentank vorhandenen Altöls erfolgt ist und das Altöl die geforderte Qualität aufweist, wird das Altöl vorzugsweise einem Vorratstank zugeführt. Aus dem Vorratstank wird das Altöl sodann zur energetischen Verwertung entnommen. Durch das bevorzugte Vorsehen eines dem Probentank nachgeschalteten Vorratstanks ist sichergestellt, dass dem Verwertungsprozess stets nur geprüftes Altöl zugeführt wird, da das Altöl aus dem Probentank nur dann dem Vorratstank zugeführt wird, wenn eine positive Qualitätskontrolle stattgefunden hat. Das Altöl wird im nächsten Schritt vorgewärmt. Hierbei erfolgt erfindungsgemäß ein Vorwärmen geringer Mengen. Ein Vorwärmen des gesamten, insbesondere dem Vorratstank enthaltene Altöls ist nachteilig, da hier zu große Energiemengen zugeführt werden müssten. Erfindungsgemäß erfolgt das Vorwärmen des Altöls somit unmittelbar vor der Brennkraftmaschine. Besonders bevorzugt ist es hierbei stets nur geringe Mengen an Altöl von insbesondere wenigen Litern vorzuwärmen. Insbesondere wird nur so viel Altöl vorgewärmt, wie z. B. von einer Einspritzanlage oder Brennkraftmaschine angefordert wird. Besonders bevorzugt ist es, das Vorwärmen im Durchlaufverfahren durchzuführen, so dass das Altöl, während es aus dem Vorratstank zu der Brennkraftmaschine strömt, vorgewärmt wird. In besonders bevorzugter Ausführungsform ist hierzu ein Wärmetauscher vorgesehen, der der Brennkraftmaschine unmittelbar vorgeschaltet ist. Vorzugsweise kann der Wärmetauscher durch Abwärmen der Brennkraftmaschine insbesondere mittels des Kühlwassers der Brennkraftmaschine betrieben werden.Once a review of existing in the sample tank waste oil is done and the waste oil has the required quality, the waste oil is preferably supplied to a storage tank. From the storage tank, the waste oil is then removed for energy recovery. The preferred provision of a storage tank downstream of the sample tank ensures that only used waste oil is always supplied to the recycling process since the used oil from the sample tank is only supplied to the storage tank when a positive quality control has taken place. The waste oil is preheated in the next step. Here, according to the invention, a preheating of small amounts takes place. A preheating of the entire, in particular the storage tank contained waste oil is disadvantageous, since too large amounts of energy would have to be supplied. According to the invention, the preheating of the used oil thus takes place immediately before the internal combustion engine. It is particularly preferred in this case always to preheat only small amounts of waste oil, in particular a few liters. In particular, only so much used oil is preheated, such. B. is requested by an injection system or internal combustion engine. It is particularly preferable to carry out the preheating in the continuous process, so that the used oil, as it flows from the storage tank to the internal combustion engine, is preheated. In a particularly preferred embodiment, a heat exchanger is provided for this purpose, which is connected directly upstream of the internal combustion engine. Preferably, the heat exchanger can be operated by the exhaust heat of the internal combustion engine, in particular by means of the cooling water of the internal combustion engine.
Vorzugsweise wird der Probentank mit gereinigtem Altöl vollständig gefüllt und sodann hinsichtlich der Qualität überprüft. Sofern eine Überprüfung durch einen externen Sachverständigen erfolgt, kann dieser bereits vor Erreichen des maximalen Füllstandes des Probentanks angefordert werden. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Überprüfung der Qualität des in dem Probentank vorhandenen Altöls erfolgt, bevor dieser vollständig gefüllt ist. Das Vorsehen eines zweiten Probentanks ist somit nicht erforderlich, wobei je nach Größe der einzelnen Probentanks auch mehrere Probentanks vorteilhaft sein können. Nach der Überprüfung der Qualität des Altöls in dem Probentank wird das Altöl aus dem Probentank in den Vorratstank gefördert.Preferably the sample tank is completely filled with cleaned waste oil and then with regard to checked the quality. Provided a review by an external expert takes place, this can already before reaching the maximum level of the sample tank. This ensures that the review of Quality of the in the sample tank existing waste oil takes place before it is completely filled. The provision of a second sample tank is thus not required, wherein depending on the size of the individual Sample tanks and several sample tanks can be beneficial. To the review of quality of waste oil in the sample tank is the used oil conveyed from the sample tank in the storage tank.
Der mindestens eine Probentank, der Vorratstank und die Ölzufuhr zu der Brennkraftmaschine sind in einem für den Betreiber unzugänglichen bzw. gesicherten Bereich angeordnet. Insbesondere ist dieser Bereich verplombt, so dass ein Manipulieren der Anlage nicht möglich ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass nur geprüftes Altöl, das die vorgeschriebene Qualität aufweist energetisch verwertet wird.Of the at least one sample tank, the storage tank and the oil supply to the internal combustion engine are inaccessible to the operator or secured area arranged. In particular, this area is sealed, so that a manipulation of the system is not possible. This ensures that only tested waste oil, which is the prescribed quality has energetically utilized.
Ggf. kann in einer Startphase die Brennkraftmaschine mit Heizöl EL oder einem anderem geeigneten Kraftstoff betrieben werden. Geeigneter Kraftstoff ist Kraftstoff, bei dessen Verbrennung keine anderen oder höheren Emissionswerte als bei Heizöl EL verursacht werden.Possibly. can in a starting phase the internal combustion engine with fuel oil EL or operated with another suitable fuel. suitable Fuel is fuel, when burned, no one else or higher Emission values as for fuel oil EL caused.
Ggf. kann ein entsprechender geeigneter Kraftstoff auch dem Altöl beigemischt werden, um die Brennkraftmaschine in einer Startphase zu betreiben.Possibly. a corresponding suitable fuel can also be added to the waste oil be to operate the internal combustion engine in a start-up phase.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, weist eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen, insbesondere Entwässern und Filtern des Altöls auf. Ferner ist ein Probentank zur Aufnahme des gereinigten Altöls vorgesehen, bzw. über entsprechende Leitungen mit der Reinigungseinrichtung verbunden. Der Probentank weist eine Probenentnahmeeinrichtung auf. Über die Probenentnahmeneinrichtung ist es möglich, aus dem Probentank eine Altöl-Probe zur Qualitätsüberprüfung zu entnehmen. Bei der Probenentnahmeneinrichtung handelt es sich in vereinfachter Ausgestaltung um eine Öffnung, durch die ein insbesondere externer Sachverständiger eine Altöl-Probe zur Qualitätskontrolle entnehmen kann. Bei der Probenentnahmeeinrichtung kann es sich auch um eine automatische Probenentnahmeeinrichtung handeln, durch die beispielsweise sichergestellt ist, dass kein Altöl aus einem oberen Bereich sodann ggf. stärker belastetes Altöl aus einem unteren Bereich des Probentanks entnommen wird. Mit der Probenentnahmeeinrichtung ist ggf. über einen zwischengeschalteten Vorratstank eine Vorwärmeinrichtung zum Vorwärmen geringer Mengen an Altöl verbunden. Die Vorwärmeeinrichtung ist vorzugsweise unmittelbar der Brennkraftmaschine vorgelagert, so dass ein Erwärmen des Altöls unmittelbar vor der energetischen Verwertung erfolgt.The device according to the invention, in particular for implementation the method according to the invention is suitable, has a cleaning device for cleaning, in particular Dehydrate and Filtering the waste oil on. Furthermore, a sample tank for receiving the cleaned waste oil is provided, or via appropriate Lines connected to the cleaning device. The sample tank has a sampling device. About the sampling device Is it possible, from the sample tank to a waste oil sample for quality control remove. The sampling device is in simplified design around an opening through which a particular external expert a waste oil sample for quality control can take. The sampling device may also be to act an automatic sampling device through which For example, it ensures that no waste oil from an upper area then possibly more heavily loaded Used oil a lower portion of the sample tank is removed. With the sampling device is possibly over an intermediate storage tank preheating a preheating lower Quantities of used oil connected. The preheating device is preferably directly upstream of the internal combustion engine, allowing a warming of waste oil immediately before the energy recovery takes place.
Die Vorwärmeeinrichtung weist vorzugsweise einen Wärmetauscher auf, der in besonders bevorzugter Ausführungsform durch Abwärmen der Brennkraftmaschine betrieben wird. Insbesondere erfolgt ein Vorwärmen des Altöls mittels des Wärmetauschers über das Kühlwasser der Brennkraftmaschine.The preheating preferably has a heat exchanger on, in a particularly preferred embodiment by the exhaust heat of the internal combustion engine is operated. In particular, a preheating of the waste oil by means of of the heat exchanger over the cooling water the internal combustion engine.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist sichergestellt, dass das Altöl zur energetischen Verwertung geeignet ist, d. h. eine entsprechende Qualität aufweist. Die Brennkraftmaschine, bei der es sich insbesondere um einen selbstzündendenden Verbrennungsmotor handelt weist vorzugsweise eine Kraft-Wärme-Kopplung auf. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Zugabe von verbrennungsfördernden Additiven nicht erforderlich ist. Das gereinigte Altöl kann mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Verfahrens sowie der entsprechenden Vorrichtung energetisch verwertet werden.With Help the method of the invention and the device according to the invention is ensured that the used oil suitable for energy recovery, d. H. a corresponding quality having. The internal combustion engine, which is in particular to a self-igniting Combustion engine is preferably has a combined heat and power on. An essential aspect of the invention is that according to the inventive method and the device according to the invention an addition of combustion-promoting Additives is not required. The cleaned waste oil can with Help the method described above and the corresponding Device be energetically utilized.
Bei der dezentralen energetischen Verwertung von Altöl in einer Selbstzündungs- Verbrennungsmotoranlage mit Kraft-Wärme-Kopplung an der Anfallstelle sind alle Umweltgefahren die durch das Verladen oder den Transport von Altöl entstehen könnten verfahrensbedingt nicht vorhanden. Alle Anfallstellen von Altöl müssen per Definition den Umweltschutzbestimmungen entsprechen, so dass die Rahmenbedingungen für das Errichten einer Verbrennungsmotoranlage mit Kraft-Wärme-Kopplung zur energetischen Verwertung von Altöl weitgehend vor Ort gegeben sind.In the decentralized energy recovery of waste oil in a compression-ignition internal combustion engine system with combined heat and power at the point of origin all environmental hazards that could arise from the loading or transport of waste oil process-related not available. All waste oil collection points must comply with environmental regulations by definition, so that the framework conditions for the establishment of a ver Combustion engine system with combined heat and power for the energy recovery of waste oil are largely given on site.
An den meisten Anfallstellen von Altöl (z.B. Kfz-Werkstätten) wird die elektrische Energie aus dem öffentlichen Netz entnommen und die benötigte Wärmeenergie mit einer konventionellen Heizöl- oder Gasheizung erzeugt. Die elektrische Energie aus dem öffentlichen Netz ist großteils in zentralen Kraftwerken mit geringem Wirkungsgrad aus fossilen Brennstoffen wie z.B. Steinkohle erzeugt worden, was umgerechnet einen hohen CO2 Ausstoß pro KWh zur Folge hat.At most sources of waste oil (eg motor vehicle workshops), the electrical energy is taken from the public network and generates the required heat energy with a conventional fuel oil or gas heating. The electrical energy from the public grid has been largely produced in central power plants with low efficiency from fossil fuels such as hard coal, which has the equivalent of a high CO 2 emissions per KWh result.
Betrachtet man wie hoch der CO2 Ausstoß bei der dezentralen energetischen Verwertung von einer bestimmten Menge an Altöl in einer Verbrennungsmotoranlage mit Kraft-Wärme-Kopplung an der Anfallstelle mit einem Gesamtwirkungsgrad größer 80% ist und diesen CO2 Ausstoß mit dem CO2 Ausstoß vergleicht, der entstanden wäre wenn man die in der Verbrennungsmotoranlage mit Kraft-Wärme-Kopplung erzeugten Mengen an Wärme- und elektrischer Energie auf die im Beispiel aufgeführte konventionelle Weise erzeugt hätte, stellt man fest, dass der CO2 Ausstoß bei der dezentralen energetischen Verwertung von Altöl in einer Verbrennungsmotoranlage mit Kraft-Wärme-Kopplung an der Anfallstelle geringer ist.Considering how high the CO 2 emissions in the decentralized energy recovery of a certain amount of waste oil in an internal combustion engine plant with combined heat and power at the collection point with a total efficiency greater than 80% and this CO 2 emissions compared with the CO 2 emissions, which would have been produced by generating the quantities of heat and electrical energy produced in the internal combustion engine plant in the conventional manner described in the example, one finds that the CO 2 emissions in the decentralized energy recovery of waste oil in an internal combustion engine system with combined heat and power at the point of origin is lower.
Selbst wenn man den höheren CO2 Ausstoß der durch die Frischölherstellung aus Erdöl für die Menge an Altöl die nun nicht mehr für die stoffliche Verwertung zur Verfügung steht bei der CO2 Bilanz berücksichtigt, ist der Gesamt CO2 Ausstoß der dezentralen energetischen Verwertung von Altöl in einer Verbrennungsmotoranlage mit Kraft-Wärme-Kopplung ganzheitlich betrachtet immer noch niedriger.Even if one takes into account the higher CO 2 emissions of crude oil production from crude oil for the amount of waste oil that is no longer available for recycling in the CO 2 balance, the total CO 2 emissions of the decentralized energy recovery of waste oil in An internal combustion engine system with combined heat and power is holistically still lower.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher erläutert.following the invention will be described with reference to a preferred embodiment closer to the adjacent drawing explained.
Die Zeichnung zeigt einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur energetischen Verwertung von Altöl.The Drawing shows a schematic structure of a device according to the invention for the energetic utilization of waste oil.
Das
Altöl aus
der Sammeltankanlage
Die
Filter- und Entwässerungseinheit
Von
der Filter- und Entwässerungseinheit
Das
geprüfte
und freigegebene Altöl
aus der Altölvorratstankanlage
Der
Wärmetauscher
Der
gesamte Bereich
Das
Anfahren der Anlage zur Altölverwertung
nach einer Betriebsunterbrechung bis zum Erreichen der Betriebstemperatur
kann je nach Zusammensetzung des zu verwertenden Altöls zur Verbesserung
der Emissionswerte auf Heizöl
EL oder anderen Kraftstoffen, die bei ihrer Verbrennung keine anderen
oder höhern
Emissionswerte als Heizöl
EL haben, erfolgen. Dementsprechend sollte vor einer Betriebsunterbrechung
der Anlage die zu einer Abkühlung
unter die Betriebstemperatur führt,
die Einspritzanlage je nach Zusammensetzung des verwertenden Altöls mit Heizöl EL oder
anderen Kraftstoffen, die bei ihrer Verbrennung keine anderen oder
höhern
Emissionswerte als Heizöl
EL verursachen, „gespült" werden. Das Heizöl EL oder
andere geeignete Kraftstoffe kommen aus einer separaten Tankanlage
An
Standorten, an denen die zu verwertende Altölmenge für die Verbrennungsmotoranlage
mit Kraft-Wärme-Kopplung
Die Abgasnachbehandlung kann, falls zur Verbesserung der Emissionswerte notwendig mit Abgaskatalysatoren und/oder Partikelfiltern, eventuell unter der Zugabe von Additiven nach dem Verbrennungsprozess zum Abgas, erfolgen.The Exhaust gas aftertreatment can, if necessary to improve the emission values necessary with catalytic converters and / or particulate filters, possibly under the addition of additives after the combustion process to the exhaust gas, respectively.
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