DE102007042448A1 - Exhaust gas cleaning system for selective catalytic reduction of nitrogen oxide, comprises catalyst with catalytically active components for selective catalytic reduction, and exhaust gas of internal combustion engine flows through system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsanlage für die selektive katalytische Reduktion (SCR) von Stickoxiden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Abgasreinigung.The The invention relates to an exhaust gas purification system for the selective catalytic reduction (SCR) of nitrogen oxides according to the Preamble of claim 1 and a method for exhaust gas purification.
Stand der TechnikState of the art
Zur Reduktion von Schadstoffen, insbesondere zur Reduktion von Stickoxiden haben sich verschiedene Verfahren etabliert, bei denen reduzierende Fluide (Gase oder Flüssigkeiten) in das Abgassystem eines Verbrennungsmotors eingeleitet werden.to Reduction of pollutants, in particular for the reduction of nitrogen oxides Various processes have established themselves in which reducing Fluids (gases or liquids) in the exhaust system of a Internal combustion engine to be initiated.
Zur Verminderung der Stickoxide hat sich besonders die SCR-Technologie bewährt, bei der im sauerstoffreichen Abgas enthaltene Stickoxide (NOx) mit Hilfe von Ammoniak oder einer entsprechenden zu Ammoniak umsetzbaren Vorläufersubstanz selektiv zu Stickstoff und Wasser reduziert werden. Bevorzugt wird hierbei insbesondere auf wässrige Harnstofflösungen zurückgegriffen. Die Harnstofflösung wird mittels Hydrolysekatalysatoren oder direkt auf dem SCR-Katalysator zu Ammoniak und Kohlendioxid hydrolysiert. Die Harnstofflösung wird mittels spezieller Dosiersysteme vor dem Hydrolysekatalysator oder dem SCR-Katalysator in den Abgasstrom eingespritzt. Abgasreinigungsanlagen mit einem SCR-Katalysator zeichnen sich durch einen hohen Konvertierungsgrad der Stickoxid-Emissionen aus. Nachteilig an diesem System ist, dass die selektive katalytische Reduktion mit den gängigen SCR-Katalysatoren und auch die Hydrolyse des Harnstoffs jedoch erst oberhalb von 160 bis 200°C einsetzen, das heißt dass die Anspringtemperatur für den SCR-Katalysator für den Niedertemperaturbereich bei 160 bis 200°C liegt. Unter Anspringtemperatur oder auch Light-off-Temperatur eines Katalysators wird üblicherweise die Temperatur verstanden, bei der 50% der Schadstoffe, hier der Stickoxide, umgesetzt werden. Bei Betriebsbedingungen mit Abgastemperaturen unterhalb dieses Temperaturbereichs können die vom Motor erzeugten Stickoxide zum größten Teil unverändert das Abgassystem passieren und in die Umwelt gelangen. Dies ist beispielsweise bei Dieselfahrzeugen nach einem Kaltstart oder bei Betriebsbedingungen mit geringer Last oder im Leerlauf der Fall. Um den Katalysator und das ankommende Abgas auf Anspringtemperatur zu bringen ist es beispielsweise bekannt den kalten Katalysator mit heißem Gas anzuströmen oder eine elektrische Heizung zu verwenden.to Reduction of nitrogen oxides has become especially the SCR technology proven in the oxygen-rich exhaust gas contained Nitrogen oxides (NOx) with the help of ammonia or a corresponding to Ammonia convertible precursor substance selectively to nitrogen and water are reduced. Preference is given here in particular resorted to aqueous urea solutions. The urea solution is made by means of hydrolysis catalysts or directly on the SCR catalyst to ammonia and carbon dioxide hydrolyzed. The urea solution is prepared by means of special Dosing systems before the hydrolysis catalyst or the SCR catalyst injected into the exhaust stream. Emission control systems with a SCR catalysts are characterized by a high degree of conversion of nitrogen oxide emissions. The disadvantage of this system is that the selective catalytic reduction with common SCR catalysts and also the hydrolysis of the urea only above 160 up to 200 ° C, that is, the light-off temperature for the SCR catalyst for the low temperature range at 160 to 200 ° C is located. At light-off temperature or Also, light-off temperature of a catalyst usually becomes understood the temperature at which 50% of pollutants, here the Nitrogen oxides are reacted. In operating conditions with exhaust gas temperatures below this temperature range can be from the engine produced nitrogen oxides for the most part unchanged Pass the exhaust system and enter the environment. This is for example in diesel vehicles after a cold start or under operating conditions with low load or idle the case. To the catalyst and it is to bring the incoming exhaust gas to light-off temperature For example, the cold catalyst with hot is known Gas or use an electric heater.
Ein anderes Konzept zur Verminderung der Stickoxidemissionen bei niedrigen Abgas- und Katalysatortemperaturen für Abgasreinigungsanlagen mit einem SCR-Katalysatorsystem besteht darin, die bis zum Erreichen der Anspringtemperatur entstehenden Stickoxide mit Hilfe einer weiteren Katalysatoreinrichtung zu speichern und bei Bedingungen, die eine hohe Konvertierung der Stickoxide gewährleisten, wieder abzugeben oder umzusetzen, das heißt zu reduzieren.One Another concept for reducing nitrogen oxide emissions at low levels Exhaust gas and catalyst temperatures for emission control systems with an SCR catalyst system is that to reach the light-off temperature resulting nitrogen oxides with the help of another Catalyst device store and conditions that a ensure high conversion of nitrogen oxides, again to give or implement, that is to reduce.
Die
Die
Beide Systeme haben den Nachteil, dass der Speicherkatalysator auch nach dem Einspeichervorgang der Stickoxide, beispielsweise beim Motorstart, auch nach Erreichen der Anspringtemperatur des SCR-Katalysators mit dem Abgasstrom beaufschlagt wird. Die Regenerierung kann im Betrieb der Abgasreinigungsanlage also nur unter weiterer Beaufschlagung mit Abgas und darin enthaltenen Stickoxiden erfolgen, so dass es zu einem Staudruck im Stickoxid-Speicherkatalysator kommen kann. Zudem bewirkt die Belastung mit zu hohen Abgastemperaturen eine schnelle Alterung des Stickoxid-Speicherkatalysators.Both Systems have the disadvantage that the storage catalytic converter also after the Einspeichervorgang the nitrogen oxides, for example when starting the engine, too after reaching the light-off temperature of the SCR catalyst with the Exhaust gas flow is applied. The regeneration can in operation the emission control system so only under further action with exhaust gas and nitrogen oxides contained therein, so that it can come to a back pressure in the nitrogen oxide storage catalyst. In addition, the load with too high exhaust gas temperatures causes a rapid aging of the nitrogen oxide storage catalyst.
Aufgabetask
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher eine Abgasreinigungsanlage sowie ein Verfahren zur Abgasreinigung mit einem Stickoxid-Speicherkatalysator und einem SCR-Katalysator bereitzustellen, die eine zuverlässige und hochwirksame Stickoxid-Entfernung aus den Abgasen eines Verbrennungsmotors und eine verbesserte Regenerierung und verlängerte Standzeit des Speicherkatalysators ermöglichen.task The present invention is therefore an exhaust gas purification system and a method for exhaust gas purification with a nitrogen oxide storage catalyst and an SCR catalyst providing a reliable and highly effective nitrogen oxide removal from the exhaust gases of an internal combustion engine and improved regeneration and extended life allow the storage catalyst.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Abgasreinigungsanlage entsprechend des Patentanspruchs 1 sowie mit einem Verfahren zur Abgasreinigung gemäß Anspruch 10 erreicht. In den abhängigen Ansprüchen sind jeweils bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.This is inventively with an emission control system according to the patent claim 1 and a method for Abgasreini achieved according to claim 10. In the dependent claims each preferred developments of the invention are given.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, eine Abgasreinigungsanlage für die selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden zur Verfügung zu stellen, die mindestens einen Katalysator mit katalytisch aktiven Komponenten für die selektive katalytische Reduktion (SCR-Komponenten) enthält und im Abgasstrom vor dem SCR-Katalysator mindestens ein Stickoxid-Speicherkatalysator und mindestens eine Dosiereinrichtung für die Zuführung mindestens eines Reduktionsmittels für Stickoxide zum Abgas angeordnet ist, wobei ein zuschaltbarer Bypass so in dem Abgasstrang angeordnet ist, dass der Abgasstrom mindestens teilweise an dem Stickoxid-Speicherkatalysator vorbei geleitet werden kann.According to the invention proposed an emission control system for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides available provide at least one catalyst with catalytically active Components for Selective Catalytic Reduction (SCR Components) contains and in the exhaust stream before the SCR catalyst at least a nitrogen oxide storage catalyst and at least one metering device for the supply of at least one reducing agent is arranged for nitrogen oxides to the exhaust gas, with a switchable Bypass is arranged in the exhaust system that the exhaust gas flow at least partially past the nitrogen oxide storage catalyst can be directed.
Der Stickoxid-Speicherkatalysator kann vor allem nach dem Start eines Verbrennungsmotors entstehende Stickoxidemissionen speichern, die aufgrund einer zu geringen SCR-Katalysatortemperatur an diesem noch nicht umgesetzt werden können. Die Stickoxidemission kann insgesamt hierdurch deutlich vermindert werden. Die Einspeicherung der Stickoxide ist dabei ein reversibler Vorgang und die Stickoxide können unter Bedingungen, die eine hohe Konvertierung der Stickoxide am SCR-Katalysator gewährleisten, wieder abgegeben oder anderweitig umgesetzt werden.Of the Nitrogen storage catalyst can especially after the start of a Internal combustion engine to accumulate nitrogen oxide emissions, the due to a too low SCR catalyst temperature at this yet can not be implemented. The nitrogen oxide emission can Overall, this significantly reduced. The storage The nitrogen oxides is a reversible process and the nitrogen oxides can under conditions that require a high conversion of Ensure nitrogen oxides on the SCR catalyst, discharged again or otherwise implemented.
Unter einem zuschaltbaren Bypass wird erfindungsgemäß ein Durchgang im Abgasstrang verstanden, durch den der Abgasstrom mindestens teilweise geleitet werden kann, ohne dabei den Stickoxid-Speicherkatalysator zu passieren. Die Zuschaltung des Bypass erfolgt erfindungsgemäß insbesondere nach einem Kaltstart oder nachdem der Verbrennungsmotor im Leerlauf betrieben wurde, wenn die Betriebsbedingungen, insbesondere die Abgastemperatur, eine hohe Konvertierung am SCR-Katalysator gewährleistet. Durch die Zuschaltung kann vorteilhaft ein Staudruck im NOx-Speicherkatalysator vermieden werden, da das Abgas mindestens teilweise um den NOx-Speicher herum strömen kann. Besonders bevorzugt erfolgt die Zuschaltung derart, dass der Abgasstrom im Wesentlichen vollständig durch den Bypass geleitet wird. Dies hat den Vorteil, dass der NOx-Speicherkatalysator nicht mit zu hohen Abgastemperaturen durchströmt wird. Hierdurch kann einer schnellen Alterung des NOx-Speicherkatalysators entgegengewirkt werden. Darüber hinaus kann die Regeneration des NOx-Speicherkatalysators ohne weitere Beaufschlagung mit Abgas und den darin enthaltenen Stickoxiden auch während des normalen Motorbetriebs erfolgen. Zudem kann auf diese Weise die Anzahl der Regenerationscyclen für den NOx-Speicherkatalysator auf ein Minimum reduziert werden, was wiederum zur verlängerten Standzeit des Speicherkatalysators beitragen kann. Die Regenerierung kann bevorzugt nur einmalig, beispielsweise am Ende des Einspeichervorgangs und/oder nach dem Zuschalten des Bypass erfolgen. Besonders bevorzugt kann die Regenerierung des Stickoxid-Speicherkatalysators einmalig am Ende des Driving Cycles erfolgen.Under a switchable bypass is inventively a Passage understood in the exhaust system, through which the exhaust stream at least can be partially conducted without the nitrogen oxide storage catalyst to happen. The connection of the bypass is carried out according to the invention in particular after a cold start or after the engine is idling was operated when the operating conditions, in particular the Exhaust gas temperature, a high conversion at the SCR catalyst ensured. By the connection can advantageously a back pressure in the NOx storage catalyst avoided be because the exhaust gas at least partially around the NOx storage around can flow. Particularly preferably, the connection takes place such that the exhaust gas flow is substantially complete the bypass is passed. This has the advantage that the NOx storage catalyst is not flowed through with excessive exhaust gas temperatures. This can cause rapid aging of the NOx storage catalytic converter be counteracted. In addition, the regeneration can the NOx storage catalyst without further exposure to exhaust gas and the nitrogen oxides contained therein during the normal engine operation. In addition, in this way the Number of regeneration cycles for the NOx storage catalyst be reduced to a minimum, which in turn prolonged Can contribute service life of the storage catalyst. The regeneration may preferably only once, for example, at the end of the Einspeichervorgangs and / or after connecting the bypass. Especially preferred can the regeneration of the nitrogen oxide storage catalyst once done at the end of the driving cycle.
Weiterhin kann der NOx-Speicherkatalysator durch die geringere Beaufschlagung, beispielsweise nur in der ersten Phase nach dem Motorstart oder Leerlaufbetrieb, kleiner ausgelegt und dadurch vorteilhafterweise schneller erwärmt werden, um eine besonders schnelle Betriebsbereitschaft zur Einspeicherung der Stickoxide zu erreichen. Zu diesem Zweck kann der NOx-Speicherkatalysator außerdem möglichst nahe am Zylinderauslass des Motors angeordnet werden.Farther the NOx storage catalytic converter can be replaced by the lower admission, for example, only in the first phase after engine start or idle operation, designed smaller and thereby advantageously heated faster to be particularly fast operational readiness for storage to reach the nitrogen oxides. For this purpose, the NOx storage catalyst also close to the cylinder outlet of the Motors are arranged.
Bevorzugt kann die Zuschaltung durch einen Klappenmechanismus erfolgen, der einfach in den Abgasstrang integriert werden kann. Dieser Mechanismus kann beispielsweise durch spezielle Sensoren, wie Temperatursensoren automatisch ausgelöst werden.Prefers the connection can be done by a flap mechanism, the can be easily integrated into the exhaust system. This mechanism can be done, for example, by special sensors, such as temperature sensors be triggered automatically.
Erfindungsgemäß können somit alle Vorteile der SCR-Technologie genutzt und effizient Stickoxide auch bei Temperaturen unterhalb der Anspringtemperatur des SCR-Katalysators und/oder bei mageren Abgasbedingungen aus dem Abgas eines Verbrennungsmotors entfernt werden. Hierdurch kann bei einem Kaltstart, im Leerlauf oder bei instationären Betriebsbedingungen eine erhebliche Verringerung der entstehenden Stickstoffemissionen erreicht werden.According to the invention Thus, all the benefits of SCR technology and efficient use of nitrogen oxides also at temperatures below the light-off temperature of the SCR catalyst and / or under lean exhaust conditions from the exhaust gas of an internal combustion engine be removed. This allows for a cold start, idle or at transient operating conditions a significant Reduction of the resulting nitrogen emissions can be achieved.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann der Bypass oder in einem Canning mit dem Speicherkatalysator ausgelegt sein. Hierbei ist der Bypass also Platz sparend in einer baulichen Einheit mit dem Speicherkatalysator ausgestaltet. Der Bypass kann aber auch als separates Abgasrohr ausgestaltet sein. Der Bypass kann somit an die räumlichen und physikalischen Anforderungen des Abgassystems variabel angepasst werden.In In another preferred embodiment, the bypass or in be designed a Canning with the storage catalyst. in this connection the bypass is so space saving in a structural unit with designed the storage catalyst. The bypass can also be designed as a separate exhaust pipe. The bypass can thus to the spatial and physical requirements of the Variable exhaust system can be adjusted.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann in der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsanlage im Abgasstrom direkt vor dem Stickoxid-Speicherkatalysator ein Oxidationskatalysator angeordnet sein. Dies kann vorteilhafterweise die Konvertierung von NO zu NO2 und die Einspeicherung der Stickoxide im Speicherkatalysator verbessern. Des Weiteren können auf diese Weise aktive Heizmaßnahmen durch Kohlenwasserstoffe, wie zum Beispiel ein später Zündwinkel oder eine späte Nacheinspritzung, ermöglicht werden. Hierdurch kann der Abgasstrom schneller auf günstige Temperaturen gebracht werden.In a further preferred embodiment, an oxidation catalytic converter can be arranged in the exhaust gas stream in the exhaust gas purification system according to the invention directly upstream of the nitrogen oxide storage catalytic converter. This can advantageously improve the conversion of NO to NO 2 and the storage of nitrogen oxides in the storage catalyst. Furthermore, in this way, active heating measures by hydrocarbons, such as a late ignition angle or a late post-injection, are made possible. As a result, the exhaust gas flow can be brought faster to favorable temperatures.
In anderen bevorzugten Ausgestaltungen kann im Abgasstrom vor und/oder nach dem SCR-Katalysator ein Oxidationskatalysator angeordnet sein. Ein vorgeschalteter Oxidationskatalysator kann vorteilhafterweise NO zu NO2 oxidieren, was die SCR-Reaktion bis zu einem Verhältnis von NO zu NO2 von etwa 1:1 deutlich beschleunigen kann. Somit kann diese Kombination eines Oxidationskatalysators mit einem SCR-Katalysator zu deutlich höheren Reaktionsraten führen. Durch einen dem SCR-Katalysator nachgeschalteten Oxidationskatalysator kann vorteilhafterweise gegebenenfalls überschüssiges Reduktionsmittel umgesetzt werden. Auf diese Weise kann bei einer Überdosierung des oder der Reduktionsmittel, insbesondere von Ammoniak, eine unerwünschte Emission vermieden werden.In other preferred embodiments, an oxidation catalyst can be arranged in the exhaust gas stream before and / or after the SCR catalyst. An upstream oxidation catalyst can advantageously oxidize NO to NO 2 , which can significantly accelerate the SCR reaction up to a ratio of NO to NO 2 of about 1: 1. Thus, this combination of an oxidation catalyst with an SCR catalyst can lead to significantly higher reaction rates. By means of an oxidation catalyst connected downstream of the SCR catalytic converter, excess reducing agent can be advantageously reacted, if appropriate. In this way, in the case of an overdose of the reducing agent or the reducing agent, in particular of ammonia, undesired emission can be avoided.
Der erfindungsgemäße NOx-Speicher kann in Form einer Beschichtung auf einem inerten Träger aufgebracht sein. Besonders bevorzugt ist der Träger aus metallischem oder keramischem Material aufgebaut. Vorteilhafterweise können die erfindungsgemäß ausgewählten Trägermaterialien eine schnelle Erwärmung, beispielsweise nach einem Kaltstart gewährleisten.Of the NOx storage according to the invention can take the form of a Coating be applied to an inert support. Particularly preferably, the carrier is metallic or built up ceramic material. Advantageously, can the carrier materials selected according to the invention a rapid warming, for example after a cold start guarantee.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann der Stickoxid-Speicherkatalysator mindestens eine Verbindung von Ele menten aus der Gruppe der Alkalimetalle, Erdalkalimetalle oder Seltenen Erden enthalten und mit wenigstens einem der Platingruppenmetalle Platin, Palladium, Rhodium oder Iridium aktiviert ist.In In another preferred embodiment, the nitrogen oxide storage catalyst at least one compound of ele ments from the group of alkali metals, Contain alkaline earth metals or rare earths and with at least one of the platinum group metals platinum, palladium, rhodium or iridium is activated.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der SCR-Katalysator auf einer oder mehreren Fe-Zeolith-Komponenten basiert. Diese Materialien sind für die erfindungsgemäße Anwendung besonders geeignet und kostengünstig.In A further embodiment of the invention provides that the SCR catalyst on one or more Fe zeolite components based. These materials are for the invention Application particularly suitable and inexpensive.
Um die Partikelemission aus dem Abgas zu vermindern kann in einer anderen bevorzugten Ausführungsform zusätzlich ein Partikelfilter im Abgasstrang angeordnet sein. Dieser kann beispielsweise im Abgasstrom vor dem SCR-Katalysator eingesetzt werden.Around can reduce the particulate emission from the exhaust gas in another preferred embodiment additionally a particle filter be arranged in the exhaust system. This can, for example, in the exhaust stream be used before the SCR catalyst.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Abgasreinigung, insbesondere zur Entstickung unter Einsatz der SCR-Technologie. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei niedrigen Abgastemperaturen, insbesondere nach einem Kaltstart oder im Leerlauf des Verbrennungsmotors der Abgasstrom zuerst über einen NOx-Speicherkatalysator geführt und die enthaltenen Stickoxide vom NOx Speicherkatalysator adsorbiert werden und erst nach Erreichen der Anspringtemperatur des SCR-Katalysators ein Bypass zugeschaltet wird, wodurch der Abgasstrom mindestens teilweise um den Stickoxid-Speicherkatalysator herum geleitet und dem im Abgasstrom nachgeschalteten SCR-Katalysator zugeführt werden kann.The The invention further relates to a process for exhaust gas purification, in particular for denitrification using the SCR technology. According to the invention provided that at low exhaust gas temperatures, especially after a cold start or idle the internal combustion engine, the exhaust stream first passed over a NOx storage catalyst and the nitrogen oxides contained adsorbed by the NOx storage catalyst and only after reaching the light-off temperature of the SCR catalyst a bypass is switched on, whereby the exhaust gas flow at least partially passed around the nitrogen oxide storage catalyst around and fed to the downstream of the exhaust gas SCR catalyst can be.
Erfindungsgemäß werden unter Erreichen der Anspringtemperatur des SCR-Katalysators Betriebsbedingungen verstanden, unter denen die Stickoxide am SCR-Katalysator umgesetzt werden können. Hierdurch kann die Gesamtstickoxidemission aus dem Abgas eines Verbrennungsmotors deutlich vermindert werden. Vorteilhafterweise sind hierfür keine aktiven Katalysatorheizmaßnahmen am SCR-Katalysator notwendig, die beispielsweise eine negative Auswirkung auf den Treibstoffverbrauch haben können.According to the invention Upon reaching the light-off temperature of the SCR catalyst operating conditions understood under which the nitrogen oxides reacted on the SCR catalyst can be. As a result, the total nitrogen oxide emission be significantly reduced from the exhaust of an internal combustion engine. Advantageously, these are not active catalyst heating measures on the SCR catalyst necessary, for example, a negative impact on the fuel consumption can have.
Darüber hinaus kann nach erfolgtem Einspeichervorgang der Stickoxide, beispielsweise nach einem Kaltstart erfindungsgemäß durch die Zuschaltung des Bypass' ein Staudruck im Stickoxidspeicherkatalysator vermieden werden, da das Abgas mindestens teilweise um den NOx-Speicher herum strömen kann. Besonders bevorzugt erfolgt die Zuschaltung derart, dass der Abgasstrom im Wesentlichen vollständig durch den Bypass geleitet wird. Dies hat den Vorteil, dass der NOx-Speicherkatalysator nicht mit zu hohen Abgastemperaturen durchströmt wird. Hierdurch kann vorteilhaft einer schnellen Alterung des NOx-Speicherkatalysators entgegengewirkt und die Standzeit verlängert werden.About that In addition, after completion of the storage process, the nitrogen oxides, for example after a cold start according to the invention by the Connection of the bypass' a dynamic pressure in the nitrogen oxide storage catalytic converter be avoided because the exhaust gas at least partially around the NOx storage can flow around. Particularly preferably, the connection takes place such that the exhaust gas flow is substantially complete passed through the bypass. This has the advantage that the NOx storage catalyst is not is traversed by excessive exhaust gas temperatures. hereby can advantageously a rapid aging of the NOx storage catalyst counteracted and the service life be extended.
Als Reduktionsmittel für Stickoxide können erfindungsgemäß bevorzugt die im Kraftstoff vorhandenen Reduktionsmittel, wie Kohlenwasserstoffe oder Kohlenmonoxid, oder Ammoniak oder eine Vorläuferverbindung von Ammoniak eingesetzt werden. An den verschiedenen Katalysatoren im Abgasstrang können dabei gleiche oder unterschiedliche Reduktionsmittel eingesetzt werden.When Reducing agents for nitrogen oxides may be preferred according to the invention the reducing agent present in the fuel, such as hydrocarbons or Carbon monoxide, or ammonia or a precursor compound be used by ammonia. At the different catalysts in the exhaust system can be the same or different Reducing agents are used.
Die Regenerierung des Stickoxid-Speicherkatalysators kann durch Desorption und Umsetzung der Stickoxide bei höheren Temperaturen erfolgen In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden für die Regenerierung des Stickoxid-Speicherkatalysators Kohlenwasserstoffe verwendet. Diese Kohlenwasserstoffe können unverbrannte direkt aus dem Abgasstrom stammen oder auch durch Anfetten, das heißt durch Erhöhung des Kohlenwasserstoffgehalts, in den Abgasstrom eingebracht werden. Dies kann beispielsweise durch entsprechende Änderung des Luft-/Kraftstoffgemisches oder durch eine separate Eindüsung von Kraftstoff in den Abgasstrom vor dem Speicherkatalysator erfolgen.The Regeneration of the nitrogen oxide storage catalyst can be achieved by desorption and implementation of the nitrogen oxides at higher temperatures In a preferred embodiment of the invention Be method for the regeneration of the nitrogen oxide storage catalyst Hydrocarbons used. These hydrocarbons can be unburned come directly from the exhaust stream or by enrichment, the is called by increasing the hydrocarbon content, be introduced into the exhaust stream. This can be done, for example, by appropriate changes of the air / fuel mixture or by separate injection of fuel in the exhaust stream upstream of the storage catalytic converter.
Für
die selektive katalytische Reduktion der Stickoxide am SCR-Katalysator
kann besonders bevorzugt eine wässrige Harnstofflösung
in den Abgasstrom eingedüst werden. Es können
aber auch andere Vorläuferverbindungen eingesetzt werden,
die leicht zu Ammoniak umgesetzt werden können. In den
Abgasstrang kann zur leichteren Zersetzung des Harnstoffs in Ammoniak
und Kohlendioxid ein Hydrolysekatalysator eingefügt werden.
Besonders bewährt hat sich hierbei eine 32,5%ige wässrige
Harnstofflösung, die von der Industrie einheitlich mit
Adblue bezeichnet wird und deren Zusammensetzung in der
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Regenerierung des NOx-Speicherkatalysators nur einmalig am Ende des Drivingcycles durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass erst nach Abschalten des Motors in der Nachlaufphase eine Nacheinspritzung an Reduktionsmittel, bevorzugt von Kohlenwasserstoffen, zur Regeneration des Stickoxid-Speicherkatalysators generiert wird und der Speicherkatalysator nachfolgend wieder für den nächsten Einspeichervorgang zur Verfügung steht. Auf diese Weise kann die Anzahl der Regenerationscyclen für den NOx-Speicherkatalysator auf ein Minimum reduziert werden. Dies kann vorteilhafterweise zur verlängerten Standzeit des Speicherkatalysators beitragen.In In a preferred embodiment, the regeneration of the NOx storage catalyst only be carried out once at the end of the driving cycle. This means that only after switching off the engine in the follow-up phase a post-injection of reducing agent, preferably of hydrocarbons, is generated for the regeneration of the nitrogen oxide storage catalyst and the storage catalyst again for the next storage process is available. In this way, the number of regeneration cycles for the NOx storage catalyst can be reduced to a minimum. This can advantageously prolong the life of the Contribute storage catalytic converter.
Die Regenerierung kann auch nur einmalig, beispielsweise am Ende des Einspeichervorgangs und/oder nach dem Zuschalten des Bypass erfolgen.The Regeneration can also only once, for example, at the end of Einspeichervorgangs and / or done after connecting the bypass.
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand von Zeichnungen erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt.The The invention will be described below by way of example with reference to drawings explained. However, the invention is not limited to those shown Embodiments limited.
In diesen zeigen:In show this:
Erfindungsgemäß wird somit ein Konzept zur Abgasreinigung mit einem Stickoxid-Speicherkatalysator und einem SCR-Katalysator bereitgestellt, mit dem eine zuverlässige und hochwirksame Stickoxid-Entfernung aus den Abgasen eines Verbrennungsmotors auch bei niedrigen Abgas- und Katalysatortemperaturen, insbesondere nach einem Kaltstart und im Leerlaufbetrieb, und zusätzlich eine verbesserte Regenerierung und verlängerte Standzeit des Speicherkatalysators ermöglicht werden.According to the invention, a concept for exhaust gas purification with a nitrogen oxide storage catalyst and an SCR catalyst is thus provided, with a reliable and highly effective removal of nitrogen oxides from the exhaust gases of an internal combustion engine even at low exhaust gas and catalyst temperatures, especially after a cold start and idle operation, and in addition an improved regeneration and extended life of the storage catalyst are possible.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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