DE102007035937A1 - Abgasnachbehandlungsanlage und Verfahren zum Behandeln von Abgas - Google Patents

Abgasnachbehandlungsanlage und Verfahren zum Behandeln von Abgas Download PDF

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Stefan Dr. Kurze
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsanlage zum Behandeln von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine mit Selbstzündung, mit zumindest einem Partikelfilter (14) und mit zumindest einem Stickoxidspeicherkatalysator (12), wobei der zumindest eine Stickoxidspeicherkatalysator (12) hochtemperaturstabil ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Behandeln von Abgas.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsanlage zum Behandeln von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Behandeln von Abgas.
  • Die DE 102 42 303 A1 beschreibt eine Abgasnachbehandlungsanlage zum Behandeln von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine mit Selbstzündung, welche einen Stickoxidspeicherkatalysator und einen Partikelfilter aufweist. Der Stickoxidspeicherkatalysator ist niedertemperaturaktiv ausgebildet und besitzt eine hohe Speicherkapazität für Stickoxide (NOx) bei Betriebstemperaturen von rund 150–300°C. Bei höheren Temperaturen werden zunehmend Stickoxide von dem Stickoxidspeicherkatalysator desorbiert und stehen zum Oxidieren von im Partikelfilter zurückgehaltenen Rußpartikeln zur Verfügung. Zum gezielten Aufwärmen des Stickoxidspeicherkatalysators kann eine Aufwärmvorrichtung vorgesehen sein, mittels welcher der Stickoxidspeicherkatalysator auf Desorptionstemperaturen bzw. unmittelbar nach einem Start der Verbrennungskraftmaschine auf Betriebstemperaturen gebracht werden kann.
  • Als nachteilig bei einer derartigen Abgasnachbehandlungsanlage ist der Umstand anzusehen, dass die Aufwärmvorrichtung zusätzlichen Bauraum beansprucht und dass zum Betreiben der Aufwärmvorrichtung Energie bereitgestellt werden muss.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abgasnachbehandlungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine gute Reinigungsfunktion bei hoher Verfügbarkeit in einem breiten Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung stellt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abgasnachbehandlungsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Behandeln von Abgas mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Bei der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage mit zumindest einem Partikelfilter und mit zumindest einem Stickoxidspeicherkatalysator ist vorgesehen, dass der zumindest eine Stickoxidspeicherkatalysator hochtemperaturstabil ausgebildet ist. Dadurch kann der zumindest eine Stickoxidspeicherkatalysator brennkraftmaschinennah angeordnet sein. Unmittelbar hinter einer Turbine eines Abgasturboladers kann das Abgas zwar sehr hohe Temperaturen erreichen und bei entsprechender Anordnung ist der Stickoxidspeicherkatalysator folglich einer hohen Temperaturbelastung ausgesetzt, jedoch erreicht er ausgehend von einem nicht betriebswarmen Zustand beispielsweise bei einem Warmlauf sehr rasch seine Betriebstemperatur. Infolge der hochtemperaturstabilen Ausführung werden thermische Alterungsschäden auch bei Betriebspunkten mit hoher Motorlast und entsprechend heißem Abgas an der Einbaustelle vermieden.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der zumindest eine Stickoxidspeicherkatalysator dem zumindest einem Partikelfilter vorgeschaltet. Dadurch kann bei Vorliegen von Desorptionsbedingungen vom Stickoxidspeicherkatalysator desorbiertes Stickstoffdioxid (NO2) zum Oxidieren von in dem Partikelfilter zurückgehaltenen Rußpartikeln zur Verfügung gestellt und der Partikelfilter so regeneriert werden.
  • Von Vorteil ist es weiterhin, wenn ein weiterer, insbesondere niedertemperaturaktiv ausgebildeter, Stickoxidspeicherkatalysator vorgesehen ist, welcher dem zumindest einen Partikelfilter nachgeschaltet ist. Der weitere Stickoxidspeicherkatalysator ist dabei bevorzugt motorfern im Kraftfahrzeug-Unterbodenbereich angeordnet. Die damit verbundene relativ große Länge eines Abgasstranges zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem weiteren Stickoxidspeicherkatalysator und die Wirkung des hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysators sowie des Partikelfilters als Wärmesenken ermöglichen es, den weiteren Stickoxidspeicherkatalysator weniger hochtemperaturstabil auszubilden. Der weitere Stickoxidspeicherkatalysator ist so zudem bei für eine Speicherung von Stickoxiden günstigen, niedrigeren Betriebstemperaturen zu betreiben.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein SCR-Katalysator vorgesehen, welcher dem weiteren Stickoxidspeicherkatalysator nachgeschaltet ist. Durch den SCR-Katalysator ist eine weitere Verringerung eines Anteils von Stickoxiden im Abgas zu erreichen.
  • Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn ein Reduktionsmittel zum Betreiben des SCR-Katalysators mittels zumindest eines der Stickoxidspeicherkatalysatoren generierbar ist. Dies kann beispielsweise beim Regenerieren zumindest eines der Stickoxidspeicherkatalysatoren erfolgen, wenn die Verbrennungskraftmaschine kurzzeitig auf Fettbetrieb umgestellt wird, wodurch im Abgas Reduktionsmittel wie Wasserstoff (H2), Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) zum Reduzieren der Stickoxide vorliegen. Insbesondere durch Reaktion von Wasserstoff (H2) mit Stickoxiden kann beim Regenerieren zumindest eines der Stickoxidspeicherkatalysatoren Ammoniak (NH3) gebildet werden, welcher dem SCR-Katalysator zugeführt wird.
  • Die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Vorteile gelten, soweit anwendbar, auch für das erfindungsgemäße Verfahren zum Behandeln von Abgas.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
  • 1 eine schematisierte Darstellung einer Abgasnachbehandlungsanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und
  • 2 eine schematisierte Darstellung einer Abgasnachbehandlungsanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • 1 zeigt schematisch eine Abgasnachbehandlungsanlage 10 mit einem hochtemperaturstabil ausgebildeten Stickoxidspeicherkatalysator 12 (NOx-Storage-Catalyst) und mit einem diesem nachgeschalteten Partikelfilter 14. Dem hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysator 12 ist ein Oxidationskatalysator 16 vorgeschaltet. Der Oxidationskatalysator 16 ist einem schematisiert dargestellten Abgasturbolader 18 in einem Abgasstrang 20 mit geringem Abstand nachgeschaltet und damit vergleichsweise nahe einer vorliegend nicht gezeigten Verbrennungskraftmaschine im Abgasstrang 20 angeordnet. Bei der Verbrennungskraftmaschine handelt es sich vorliegend um eine beispielsweise in einem Kraftfahrzeug einsetzbare Verbrennungskraftmaschine mit Selbstzündung und bei dem Partikelfilter 14 um einen Dieselpartikelfilter (DPF).
  • Der Oxidationskatalysator 16 ist wie der Stickoxidspeicherkatalysator 12 hochtemperaturstabil ausgebildet. Hierfür kann eine an Cer freie Beschichtung vorgesehen sein. Es kann jedoch auch eine Cer-haltige Beschichtung vorgesehen sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Oxidationskatalysator 16 eine vorzugsweise vorzusehende Fähigkeit zum Speichern von Stickoxiden (NOx) und/oder Sauerstoff aufweist. Der Abstand des Oxidationskatalysators 16 zum Abgasturbolader 18 beträgt vorliegend beispielsweise ungefähr 10 cm–30 cm. Dadurch ist ein schnelles Erreichen einer Betriebstemperatur des Oxidationskatalysators 16 und damit einhergehend ein rasches Einspeichern von Stickoxiden und ein Oxidieren von Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC) auch nach einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet, bei welchem nach dem Abgasturbolader 18 gemessene Temperaturen des Abgases weniger als 300°C betragen.
  • In einem der Verbrennungskraftmaschine nahen Bereich des Abgasstranges 20 können beispielsweise bei Volllastbetrieb Temperaturen von bis zu 800°C auftreten. Der Oxidationskatalysator 16 ist daher durch Wahl eines geeigneten Katalysatormaterials für Temperaturen von wenigstens 700°C, vorzugsweise wenigstens 750°C und besonders bevorzugt wenigstens 800°C alterungsstabil ausgebildet, eine gegebenenfalls erforderliche Desulfatisierung des Oxidationskatalysators 16 kann bei Temperaturen von über 600°C erfolgen. Der Oxidationskatalysator 16 kann vorliegend ein Volumen aufweisen, das ungefähr dem 0,2–1-fachen eines Hubvolumens der Verbrennungskraftmaschine entspricht.
  • Der hochtemperaturstabile Stickoxidspeicherkatalysator 12 kann vorliegend ungefähr 0 cm–50 cm stromab vom Oxidationskatalysator 16 im Abgasstrang 20 angeordnet sein und ein Volumen aufweisen, welches dem 0,5–2-fachen Hubvolumen der Verbrennungskraftmaschine entspricht. Aufgrund des vergleichsweise geringen Abstandes des hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysators 12 zu der Verbrennungskraftmaschine ist der Stickoxidspeicherkatalysator 12 ebenfalls für Temperaturen von wenigstens 700°C, vorzugsweise wenigstens 750°C und besonders bevorzugt wenigstens 800°C alterungsstabil ausgebildet. Hierfür ist geeignetes Katalysatormaterial ausgewählt. Die Desulfatisierung des hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysators 12 kann bei Temperaturen von über 600°C erfolgen.
  • Ein effizienter Arbeitsbereich des hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysators 12 ist durch nach dem Abgasturbolader 18 gemessene mittlere Abgastemperaturen und mittlere Abgasvolumenströme gekennzeichnet. Der hochtemperaturstabile Stickoxidspeicherkatalysator 12 ist insbesondere zum Einspeichern und Reduzieren von Stickoxiden in einem Abgasstrom geeignet, welcher nach dem Abgasturbolader 18 gemessene Temperaturen von 250°C–450°C aufweist.
  • Eine katalytische Reduktion der eingespeicherten Stickoxide unter reduzierenden Abgasbedingungen, welche im Folgenden eingehender beschrieben werden wird, ist typischerweise erst ab Katalysator-Temperaturen über etwa 230°C möglich. Andererseits nimmt die Fähigkeit eines Stickoxidspeicherkatalysators zur Einspeicherung von Stickoxiden bei Katalysator-Temperaturen oberhalb von etwa 400°C ab. Daher sind der Oxidationskatalysator 16 und der hochtemperaturstabile Stickoxidspeicherkatalysator 12 für einen effizienten Betrieb, bei welchem der Anteil der Stickoxide im Abgasstrom um mehr als 50% verminderbar ist, in einem Katalysator-Temperaturbereich von ungefähr 250°C–450°C ausgelegt.
  • In 1 ist im Abgasstrang 18 ein weiterer Stickoxidspeicherkatalysator 22 dem Partikelfilter 14 nachgeschaltet. Der Partikelfilter 14 ist hierbei im Abgasstrang 20 dem niedertemperaturaktive Stickoxidspeicherkatalysator 22 näher als dem hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysators 12 angeordnet. Der weitere Stickoxidspeicherkatalysator 22 ist niedertemperaturaktiv ausgebildet.
  • Aufgrund eines größeren Abstands des niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysators 22 zu der Verbrennungskraftmaschine und aufgrund des Partikelfilters 14, des hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysators 12 und des Oxidationskatalysators 16, welche als im Abgasstrang 20 vorgeschaltete Wärmesenken fungieren, weist die Temperatur des den niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysators 22 erreichenden Abgases einen im Vergleich zu der nach dem Abgasturbolader 18 gemessenen Temperatur geringeren Wert auf.
  • Der Unterschied der Temperatur im Abgasstrang 20 zwischen dem Oxidationskatalysator 16 und dem niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysator 22 beträgt typischerweise etwa 100°C bis 150°C im zeitlichen Mittel. Kurzeitig können auch größere oder kleinere Temperaturunterschiede auftreten Der niedertemperaturaktive Stickoxidspeicherkatalysator 22 ist vorliegend beispielsweise 50 cm–100 cm von dem hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysator 12 entfernt im Abgasstrang 20 angeordnet. Das Volumen des niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysators 22 kann ungefähr das 0,3–1,5-fache des Hubvolumens der Verbrennungskraftmaschine betragen. Für den niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysator 22 ist das Katalysatormaterial so gewählt, dass er eine Alterungsstabilität für Temperaturen von unter 700°C aufweist. Die Desulfatisierung des niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysators 22 kann bei Temperaturen von unter 600°C erfolgen.
  • Ein effizienter Arbeitsbereich des niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysators 22 ist durch nach dem Abgasturbolader 18 gemessene hohe Abgastemperaturen und hohe Abgasvolumenströme gekennzeichnet. Der niedertemperaturaktive Stickoxidspeicherkatalysator 22 ist insbesondere zum Einspeichern und Reduzieren von Stickoxiden in einem Abgasstrom geeignet, welcher nach dem Abgasturbolader 18 gemessene Temperaturen von mehr als 400°C aufweist. Vorzugsweise ist der niedertemperaturaktive Stickoxidspeicherkatalysator 22 daher für einen effizienten Betrieb in einem Katalysator-Temperaturbereich von ungefähr 200°C–400°C ausgelegt. Durch den niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysator 22 ist daher eine effiziente Verminderung des Anteils an Stickoxiden im Abgas auch dann noch möglich, wenn die Effizienz des Oxidationskatalysators 16 und/oder des hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysators 12 infolge von Temperaturen von ungefähr 500°C im der Verbrennungskraftmaschine nahen Abgasstrang 20 abnimmt.
  • Dem niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysator 22 ist, wie in 1 dargestellt, ein SCR-Katalysator 24 nachgeschaltet. Der niedertemperaturaktive Stickoxidspeicherkatalysator 22 und der SCR-Katalysator 24 sind vorliegend in eine Baueinheit 26 integriert. Die katalytisch wirksamen Bestandteile können dabei auf einem gemeinsamen Keramikträger aufgebracht sein. Eine quer zur Abgasrichtung orientierte Schichtstruktur, vorzugsweise mit einer Stickoxidspeicherkatalysator-Beschichtung als Deckschicht kann vorgesehen sein. Dem SCR-Katalysator 24 wird zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden als Reduktionsmittel Ammoniak (NH3) zugeführt, welches in der beschriebenen Abgasnachbehandlungsanlage 10 mittels des Oxidationskatalysators 16, des hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysators 12 und/oder des niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysators 22 gebildet wird.
  • Eine solche On-Board-Erzeugung von Ammoniak kann bei einem Regenerationsvorgang für den Oxidationskatalysator 16 bzw. den Stickoxidspeicherkatalysatoren 12, 22 erfolgen, indem die Verbrennungskraftmaschine kurzzeitig auf Fettbetrieb umgestellt wird. Im Fettbetrieb mit λ < 1, d. h. bei einem Verhältnis von Luft zu Kraftstoff, welches kleiner ist als das stöchiometrisches Kraftstoffverhältnis von λ = 1, liegen im Abgas Reduktionsmittel wie Wasserstoff (H2), Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) zum Reduzieren der Stickoxide vor.
  • Beim Regenerieren im Fettbetrieb werden die eingespeicherten Stickoxide desorbiert und katalytisch reduziert. Insbesondere durch Reaktion von Wasserstoff (H2) mit Stickoxiden kann hierbei Ammoniak (NH3) gebildet werden, welcher dann dem SCR-Katalysator 24 zur Verfügung steht. Der SCR-Katalysator 24 weist die Fähigkeit zum Einspeichern des Ammoniaks (NH3) bei reduzierenden Bedingungen auf, welcher bei oxidierenden Bedingungen mit den Stickoxiden unter Stickstoffbildung in einer selektiven, katalytischen Reduktionsreaktion reagieren kann.
  • Selbstverständlich ist es vorstellbar, dem SCR-Katalysator 24 alternativ oder ergänzend ein geeignetes Reduktionsmittel mittels einer Dosiervorrichtung zuzuführen, wobei das Reduktionsmittel in einem Behältnis bevorratet sein kann.
  • Dauer und Häufigkeit einer Regeneration des Oxidationskatalysators 16 bzw. des hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysators 12 werden unter Einbeziehung von Messwerten festgelegt, welche von stromauf und stromab im Abgasstrang 20 angeordneten Abgassensoren ermittelt werden. Die Abgassensoren können sensitiv in Bezug auf Stickoxide und/oder in Bezug Sauerstoff oder Reduktionsmittel ausgebildet sein. Nachfolgend sind die Sensoren vereinfacht als Lambda/NOx-Sensoren 28 bezeichnet. Wie in 1 dargestellt, ist bevorzugt einer der Lambda/NOx-Sensoren 28 dem hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysators 12 vorgeschaltet, während der zweite Lambda/NOx-Sensor 28 diesem nachgeschaltet ist.
  • Hierdurch sind die beiden Lambda/NOx-Sensoren 28 vor unerwünschter Beeinflussung durch unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) geschützt, da letztere im Oxidationskatalysator 16 oxidiert werden. Die Lambda/NOx-Sensoren 28 sind in einem Bereich des Abgasstranges 20 angeordnet, in welchem durch die Nähe zu der Verbrennungskraftmaschine Abgase vergleichsweise hohe Temperaturen aufweisen, wodurch eine rasche Betriebsbereitschaft der Lambda/NOx-Sensoren 28 gewährleistet ist.
  • In alternativen Ausführungsformen der Abgasnachbehandlungsanlage 10 kann jeweils ein Lambda/NOx-Sensor 28 vor dem Oxidationskatalysator 16 und nach dem hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysator 12, vor dem Oxidationskatalysator 16 und nach dem niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysator 22 oder vor dem hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysator 12 und nach dem niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysator 22 angeordnet sein. Selbstverständlich sind auch weitere Lambda/NOx-Sensoren 28 einsetzbar.
  • In 1 sind zudem zwei Temperatursensoren 30 dargestellt, von denen einer dem Abgasturbolader 18 vorgeschaltet, ein weiterer dem hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysator 12 zugeordnet ist. Für die Steuerung oder Regelung des Betriebs des Oxidationskatalysators 16 und der Stickoxidspeicherkatalysatoren 12, 22 werden von den Temperatursensoren 30 ermittelte Messwerte ebenfalls mit einbezogen.
  • Während bei dem Oxidationskatalysator 16 und bei dem hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysator 12 in jeder Regenerationsphase eine Desorption der eingespeicherten Stickoxide erfolgt, wird die Regeneration des niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysators 22 von dessen Beladungszustand abhängig gemacht. Der Beladungszustand des niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysators 22 kann hierbei modelliert oder mittels eines nach dem hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysator 12 oder nach dem niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysator 22 angeordneten, vorliegend nicht dargestellten NOx-Sensors bestimmt werden.
  • Zur Regeneration des niedertemperaturaktiven Stickoxidspeicherkatalysators 22 kann die Dauer einer Regeneration um eine Zeit von 1 s–3 s verlängert oder für den Fettbetrieb während der Regeneration ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von ungefähr λ = 0,90 bis λ = 0,85 eingestellt werden. Dieses Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist geringer als das Verhältnis, welches bei einer Regeneration lediglich des Oxidationskatalysators 16 und des hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysators 12 eingestellt ist.
  • Zum Auslösen der Regeneration des Partikelfilters 14 ist ein Differenzdrucksensor 32 vorgesehen, welcher wie in 1 und 2 gezeigt, den Druck des Abgases im Abgasstrang 20 vor und nach dem Partikelfilter 14 ermittelt. Aus dem entsprechenden Differenzdruck wird wiederum eine Beladung des Partikelfilters 14 ermittelt. Bei Ermittlung einer definierten Beladung des Partikelfilters 14 wird dieser regeneriert, indem im Partikelfilter 14 zurückgehaltene Rußpartikel oxidiert werden. Zum Oxidieren der Rußpartikel kann vom Oxidationskatalysator 16 und/oder von dem hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysator 12 generiertes bzw. desorbiertes NO2 zur Verfügung gestellt werden. Alternativ oder ergänzend kann eine Zwangsregeneration durch thermischen Rußabbrand mit im Abgas enthaltenem Sauerstoff vorgesehen sein.
  • 2 zeigt eine gegenüber der in 1 dargestellten Ausführungsform vereinfachte, alternative Abgasnachbehandlungsanlage 10, bei welcher der hochtemperaturstabile Stickoxidspeicherkatalysator 12 ohne Zwischenschaltung eines Oxidationskatalysators 16 dem Abgasturbolader 18 im Abgasstrang 20 nachgeschaltet ist. Wie in 2 dargestellt, weist die Abgasnachbehandlungsanlage 10 lediglich einen einzigen Lambda/NOx-Sensor 28 auf, welcher im Abgasstrang 20 zwischen dem Abgasturbolader 18 und dem hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysator 12 angeordnet ist.
  • Ein Temperatursensor 30 erfasst die Temperatur im Abgasstrang 20 zwischen dem hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysator 12 und dem in unmittelbarer Nähe zu dem Stickoxidspeicherkatalysator 12 angeordneten Partikelfilter 14. Die Baueinheit 26, in welche der niedertemperaturaktive Stickoxidspeicherkatalysator 22 und der diesem nachgeschaltete SCR-Katalysator 24 integriert sind, ist in Vergleich zur Darstellung in 1 in einem größeren Abstand zu dem Partikelfilter 14 im Abgasstrang 20 angeordnet.
  • Durch eine Kombination von hochtemperaturstabilem Speicherkatalysator 12 und niedertemperaturaktivem Stickoxidspeicherkatalysator 22 ermöglichen es die in 1 und 2 beispielhaft dargestellten Abgasnachbehandlungsanlagen 10, über einen weiten Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine eine effiziente Verminderung des Anteils an Stickoxiden im Abgas zu erzielen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10242303 A1 [0002]

Claims (12)

  1. Abgasnachbehandlungsanlage zum Behandeln von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine mit Selbstzündung, mit zumindest einem Partikelfilter (14) und mit zumindest einem Stickoxidspeicherkatalysator (12), dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Stickoxidspeicherkatalysator (12) hochtemperaturstabil ausgebildet ist.
  2. Abgasnachbehandlungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Stickoxidspeicherkatalysator (12) dem zumindest einem Partikelfilter (14) vorgeschaltet ist.
  3. Abgasnachbehandlungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer, insbesondere niedertemperaturaktiv ausgebildeter, Stickoxidspeicherkatalysator (22) vorgesehen ist, welcher dem zumindest einen Partikelfilter (14) nachgeschaltet ist.
  4. Abgasnachbehandlungsanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein SCR-Katalysator (24) vorgesehen ist, welcher dem weiteren Stickoxidspeicherkatalysator (22) nachgeschaltet ist.
  5. Abgasnachbehandlungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der SCR-Katalysator (24) und der weitere Stickoxidspeicherkatalysator (22) in eine Baueinheit (26) integriert ausgebildet sind.
  6. Abgasnachbehandlungsanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reduktionsmittel zum Betreiben des SCR-Katalysators (24) mittels zumindest eines der Stickoxidspeicherkatalysatoren (12, 22) generierbar ist.
  7. Abgasnachbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein, insbesondere zum Speichern von Stickoxiden und hochtemperaturstabil ausgebildeter, Oxidationskatalysator (16) vorgesehen ist, welcher dem zumindest einen Stickoxidspeicherkatalysator (12) vorgeschaltet ist.
  8. Abgasnachbehandlungsanlage nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reduktionsmittel zum Betreiben des SCR-Katalysators (22) mittels des Oxidationskatalysators (16) generierbar ist.
  9. Abgasnachbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (32) vorgesehen ist, mittels welchem eine Partikelbeladung des Partikelfilters (14) zu ermitteln ist.
  10. Verfahren zum Behandeln von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine mit Selbstzündung, mit folgenden Schritten: a) Hindurchleiten des hochtemperierten, insbesondere Temperaturen von unter 800 C aufweisenden, Abgases durch zumindest einen hochtemperaturstabilen Stickoxidspeicherkatalysator (12); b) Hindurchleiten des Abgases durch zumindest einen Partikelfilter (14).
  11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: c) Hindurchleiten des gemäß Schritt a) und b) abgekühlten Abgases durch einen weiteren, insbesondere niedertemperaturaktiv ausgebildeten, Stickoxidspeicherkatalysator (22), welcher dem zumindest einen Partikelfilter (14) nachgeschaltet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: d) Hindurchleiten des Abgases durch einen SCR-Katalysator (24), welcher dem weiteren Stickoxidspeicherkatalysator (22) nachgeschaltet wird.
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