DE102008062417A1 - Exhaust gas cleaning system for cleaning exhaust gas flow of internal combustion engine, has exhaust gas turbine driven by exhaust gas flow - Google Patents

Exhaust gas cleaning system for cleaning exhaust gas flow of internal combustion engine, has exhaust gas turbine driven by exhaust gas flow

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DE102008062417A1
DE102008062417A1 DE200810062417 DE102008062417A DE102008062417A1 DE 102008062417 A1 DE102008062417 A1 DE 102008062417A1 DE 200810062417 DE200810062417 DE 200810062417 DE 102008062417 A DE102008062417 A DE 102008062417A DE 102008062417 A1 DE102008062417 A1 DE 102008062417A1
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exhaust
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Richard Dorenkamp
Thorsten Dr. Düsterdiek
Gerhard Kahmann
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    • F01N2570/10Carbon or carbon oxides

Abstract

The exhaust gas cleaning system has an exhaust gas turbine (9) driven by an exhaust gas flow (7). A catalytic device (11) is provided for catalytic transferring of exhaust gas components, which are carried in the exhaust gas flow. The catalytic device is connected upstream to the exhaust gas turbine, and is passed from the exhaust gas flow. A retained particle is converted with a particle filter (17) by a nitrogen dioxide provided in the exhaust gas flow. An independent claim is also included for a method for cleaning exhaust gas flow of an internal combustion engine with exhaust gas cleaning system.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung zur Reinigung eines Abgasstroms einer Brennkraftmaschine mit zumindest einer mittels des Abgasstroms antreibbaren Abgasturbine sowie ein Verfahren zur Reinigung des Abgasstroms. The invention relates to an exhaust purifying apparatus for purifying an exhaust gas flow of an internal combustion engine having at least one drivable by means of the exhaust gas flow exhaust gas turbine and a method for purifying the exhaust gas flow. Die Erfindung betrifft ferner eine Abgasreinigungsvorrichtung zur Reinigung eines Abgasstroms einer ortsfesten fossilen Brennstelle. The invention further relates to an exhaust gas purification device for purifying an exhaust stream of a stationary fossil fuel place.
  • Abgasreinigungsvorrichtungen zur Reinigung eines Abgasstroms einer Brennkraftmaschine sind bekannt. Exhaust gas purification devices for purifying an exhaust gas flow of an internal combustion engine are known. Mittels solcher Abgasreinigungsvorrichtungen können gasförmige Abgaskomponenten wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide sowie flüssige und feste Partikel, insbesondere Russpartikel, aus dem Abgasstrom entfernt werden. By means of such exhaust gas purification devices may include gaseous exhaust gas components such as hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxides as well as liquid and solid particles, in particular soot particles, are removed from the exhaust stream. Hierzu können unterschiedliche Komponenten wie beispielsweise Partikelfilter und Katalysatoren eingesetzt werden. To this end, various components such as particulate filters and catalysts can be used. Die The DE 42 22 087 A1 DE 42 22 087 A1 betrifft einen Dieselmotor mit einer Ladeluftleitung, in der der Verdichter eines Abgasturboladers angeordnet ist und einer Abgasleitung, in der die Abgasturbine des genannten Abgasturboladers und ein Partikelfilter angeordnet sind, sowie mit einer Abgasrückführleitung, die in Strömungsrichtung hinter dem Partikelfilter der Abgasturbine von der Abgasleitung abzweigt und diese mit der Ladeluftleitung verbindet und einem Abgaskühler in der Abgasrückführleitung. relates to a diesel engine with a charge air line, in which the compressor of an exhaust turbocharger is arranged, and an exhaust passage in which the exhaust-gas turbine of said turbocharger and a particulate filter are arranged, and with an exhaust gas recirculation line which branches off downstream of the particulate filter of the exhaust turbine of the exhaust pipe and connects with the charging air conduit and an exhaust gas cooler in the exhaust gas recirculation line. Der Partikelfilter ist in Strömungsrichtung vor der Abgasturbine angeordnet. The particulate filter is disposed upstream of the exhaust gas turbine. Die The EP 1 321 641 B1 EP 1321641 B1 betrifft ein Abgasreinigungssystem für einen Dieselmotor, das einen Abgasstrom des Dieselmotors von Partikeln und Stickoxiden reinigt. relates to an exhaust gas purification system for a diesel engine, which purifies an exhaust stream of the diesel engine of particles and nitrogen oxides. Es sind eine erste Abgasemissionsreinigungseinrichtung und eine zweite Abgasemissionsreinigungseinrichtung vorgesehen, wobei die zweite Abgasemissionsreinigungseinrichtung in einer Bypasspassage einer Abgasturbine vorgeschaltet ist. There are a first exhaust emission purification device and a second exhaust emission purification device is provided, wherein said second exhaust emission purification device is connected upstream in a bypass passage of an exhaust turbine. Die The EP 1 130 231 A2 EP 1130231 A2 zeigt eine Vorrichtung zum Reinigen von Abgas, insbesondere Abgas von Verbrennungsmotoren, mit einem das Abgas einer elektrischen Gasentladung unterwerfendem Plasmamodul und einem Katalysator, in dem das Abgas in Kontakt mit katalytischem Material gelangt. shows a device for purifying exhaust gas, especially exhaust gas from internal combustion engines, with an exhaust gas of an electrical gas discharge plasma unterwerfendem module and a catalyst, in which the exhaust gas comes into contact with catalytic material. Das Plasmamodul ist strömungsmäßig vor dem Katalysator angeordnet. The plasma module is arranged in terms of flow upstream of the catalyst. Die The EP 1 582 711 B1 EP 1582711 B1 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren, die es ermöglichen in einem von einer Verbrennungskraftmaschine produziertem Abgasstrom mitgeführte Partikel und Stickoxide mittels Plasma und Katalysatoren herauszureinigen. relates to an apparatus and a method which make it possible in a produced by an internal combustion engine exhaust gas stream entrained particulates and nitrogen oxides by means of plasma and catalysts herauszureinigen. Die The US 6 233 926 B1 US 6,233,926 B1 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entfernen oder Filtern von Partikeln aus einem Verbrennungsabgasstrom und/oder zum Regenerieren eines Durchflusspartikelfilters mittels eines einströmenden Stroms von Abgas. relates to an apparatus and a method for removing or filtering particulates from a combustion flue gas stream and / or for regenerating a particulate filter by means of a flow inflowing stream of exhaust gas. Die The DE 100 20 555 A1 DE 100 20 555 A1 zeigt ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen eines Verbrennungsmotors. shows a method for the purification of exhaust gases of an internal combustion engine. Das Abgas wird in einen Oxidationskatalysator eingebracht, elektrisch beaufschlagt, wobei die partikelförmigen Schadstoffe elektrisch aufgeladen bzw. polarisiert, abgeschieden und mittels im Abgas befindlichen NO2's verbrannt werden. The exhaust gas is introduced into an oxidation catalyst which is electrically charged, said particulate pollutants are electrically charged or polarized, burned and deposited by means of NO2 in the exhaust gas's.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Reinigung eines Abgasstroms einer Brennkraftmaschine mit zumindest einer mittels des Abgasstroms antreibbaren Abgasturbine zu ermöglichen, insbesondere Partikelemissionen weiter zu reduzieren. The object of the invention is to provide an improved cleaning an exhaust stream of an internal combustion engine having at least one drivable by means of the exhaust gas flow exhaust gas turbine, in particular to reduce particle emissions.
  • Die Aufgabe ist bei einer Abgasreinigungsvorrichtung zur Reinigung eines Abgasstroms einer Brennkraftmaschine mit zumindest einer mittels des Abgasstroms antreibbaren Abgasturbine, mit einer der Abgasturbine vorgeschalteten und von dem Abgasstrom durchströmbaren Katalysatorvorrichtung zum katalytischen Umsetzen von in dem Abgasstrom mitgeführten Abgaskomponenten und einem von dem Abgasstrom zumindest teilweise ungehindert durchströmbaren Partikelfilter zum Reduzieren von in dem Abgasstrom mitgeführten Partikeln. The object is achieved in an exhaust gas purification device for purifying an exhaust gas stream of an internal combustion engine having at least one drivable by means of the exhaust gas flow exhaust gas turbine with an exhaust gas turbine connected upstream and through which the exhaust gas stream catalyst device for catalytically reacting in the exhaust gas stream entrained exhaust components and at least partially through which unobstructed one of the exhaust gas stream particulate filter to reduce entrained in the exhaust stream particles. Vorteilhaft werden vor der Abgasturbine schneller Abgastemperaturen erreicht, die für die katalytische Umsetzung notwendig sind. faster exhaust temperatures advantageously be achieved before the exhaust turbine, which are necessary for the catalytic conversion. Vorteilhaft ergibt sich ein verbessertes Anspringverhalten. Advantageously, an improved light-off performance is obtained. Außerdem kann vorteilhaft das Partikelfilter einen Abscheidegrad für mitgeführte Partikel erhöhen. Moreover, can be advantageously increase a degree of separation of entrained particles, the particulate filter. Unter Partikel können flüssige oder feste Abgaskomponenten, insbesondere Rußpartikel, des Abgasstroms verstanden werden. Under particle liquid or solid exhaust-gas components, in particular soot particles, the exhaust gas flow can be understood. Das Partikelfilter kann die Partikelzahl reduzieren, insbesondere diese zurückhalten und/oder chemisch umsetzen. The particulate filter can reduce the number of particles, in particular those to restrain and / or react chemically. Ein teilweise durchströmbares Partikelfilter kann zumindest einen Fluidpfad aufweisen, über den der Abgasstrom ungehindert das Partikelfilter durchströmen kann. A partially flowed through particulate filter may comprise at least one fluid path through which the exhaust gas stream is free to flow through the particulate filter. Es kann darunter ein offenes und/oder halboffenes Partikelfilter verstanden werden. It can be meant by an open and / or semi-open particulate filter. Ferner kann unter dem Partikelfilter ein Katalysatorpartikelfilter verstanden werden. Further, a catalyst particle filter can be understood by the particulate filter. Vorteilhaft kann sich das Partikelfilter nicht zusetzen, da gegebenenfalls auch bei einer maximalen Partikelbeladung der zumindest eine Fluidpfad offen bleibt. Advantageously, the particulate filter can not be clogged because optionally remains open even with a maximum particle loading of at least one fluid path. Bei der Brennkraftmaschine kann es sich um einen Otto-Motor oder einen Diesel-Motor oder einen Motor mit Merkmalen beider handeln, insbesondere ein mit einer mageren Gemischzusammensetzung betreibbaren Motor. In the internal combustion engine may both be a gasoline engine or a diesel engine or a motor with characteristics, in particular an operated with a lean mixture composition engine. Ferner kann die Brennkraftmaschine eine Doppelaufladung aufweisen. Further, the internal combustion engine may have a double charge. In diesem Fall kann die Katalysatorvorrichtung vor zumindest einer der Abgasturbinen oder beiden der Abgasturbinen vorgesehen sein. In this case, the catalyst device may be provided in front of at least one of the exhaust turbines or both of the exhaust gas turbines. Insbesondere bei einer Doppelaufladung kann die Katalysatorvorrichtung besondere Vorteile erzielen, da sich nach den Abgasturbinen vergleichsweise niedrige Abgastemperaturen ergeben. Especially in a dual boot the catalytic device can achieve particular advantages as it leads to comparatively low exhaust gas temperatures of the exhaust gas turbines.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Abgasreinigungsvorrichtung mit einem der Abgasturbine nachgeschalteten und von dem Abgasstrom durchströmbaren Oxidationskatalysator zum Oxidieren der in dem Abgasstrom mitgeführten Abgaskomponenten versehen. In one embodiment, the exhaust gas purifying device is provided with a downstream of the exhaust turbine and through which the exhaust gas stream oxidation catalyst for oxidizing the entrained in the exhaust stream exhaust gas components. Mittels des Oxidationskatalysators können vorteilhaft Kohlenwasserstoffe und/oder Kohlenmonoxid umgesetzt werden. By means of the oxidation catalyst can be advantageously implemented hydrocarbons and / or carbon monoxide.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Abgasreinigungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die zurückgehaltenen Partikel innerhalb des offenen und/oder halboffenen Partikelfilters mittels in dem Abgasstrom enthaltenen NO2 umsetzbar sind. In another embodiment of the exhaust gas purifying apparatus is provided that the retained particles are feasible within the open and / or semi-open particulate filter means contained in the exhaust gas stream NO2. Vorteilhaft kann mittels kontinuierlicher Regeneration (CRT) eine Partikelbeladung des Partikelfilters kontinuierlich wieder abgebaut werden. Advantageously, a particle loading of the particle filter can be continuously dismantled by means of continuous regeneration (CRT). Vorteilhaft sind aufwendige Filterregenerationszyklen nicht notwendig oder zumindest nur sehr selten. complex filter regeneration cycles are not necessary or at least very rarely beneficial.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Abgasreinigungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Partikelfilter stromabwärts des Oxidationskatalysators angeordnet ist. In another embodiment of the exhaust gas purifying apparatus is provided that the particulate filter downstream of the oxidation catalyst is arranged. Vorteilhaft kann mittels des Oxidationskatalysators zusätzliches NO2 produziert werden, mittels dessen die Russpartikel in dem Partikelfilter umsetzbar sind. Advantageously, additional NO2 can be produced by the oxidation catalyst, by means of which the soot particles are converted into the particulate filter. Vorteilhaft werden mittels des Partikelfilters und der kontinuierlichen Regeneration kleine sowie kleinste Russpartikel bevorzugt und in einem hohen Maße umgesetzt. small and smallest soot particles are advantageously preferred, and reacted to a large extent by the particle filter and the continuous regeneration.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Abgasreinigungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Partikelfilter stromabwärts der Abgasturbine angeordnet ist. In another embodiment of the exhaust gas purifying apparatus is provided that the particulate filter downstream of the exhaust turbine is arranged. Vorteilhaft genügen für eine Filterung und auch kontinuierliche Umsetzung der Partikel vergleichsweise geringe Temperaturen, so dass für das Partikelfilter nicht der vergleichsweise kleine Bauraum im Bereich eines Krümmers, also stromaufwärts der Abgasturbine der Brennkraftmaschine eingesetzt werden muss. Advantageously, sufficient for a filtering and continuous implementation of the particles relatively low temperatures, so that not the comparatively small space in the region of a bend, that is upstream of the exhaust turbine of the engine must be used for the particulate filter.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Abgasreinigungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Partikelfilter ein Nebenstromtiefbettfilter aufweist. In another embodiment of the exhaust gas purifying apparatus is provided that the particulate filter has a deep bed filter sidestream. Mittels eines Nebenstromtiefbettfilters können vorteilhaft sehr große wartungsfreie Standzeiten, also beispielsweise bei einem Einsatz in Kraftfahrzeugen sehr hohe Kilometerleistungen, erreicht werden. By means of a bypass deep bed filter can advantageously be very large maintenance-free service life, so for example, when used in motor vehicles very high mileages to be achieved.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Abgasreinigungsvorrichtung ist vorgesehen, dass dem offenen Partikelfilter eine von dem Abgasstrom durchströmbare Plasmaeinheit zum Erzeugen eines Plasmas innerhalb des Abgasstroms nachgeschaltet ist. In another embodiment of the exhaust gas purifying apparatus is provided that the open particulate filter a through-flow of the exhaust gas flow downstream plasma unit for generating a plasma within the exhaust stream. Vorteilhaft können mittels des Plasmas zusätzlich Abgaskomponenten, insbesondere eventuell das Partikelfilter passierende Russpartikel, umgesetzt werden. Advantageously, by means of the plasma in addition exhaust gas components, in particular possibly the particulate filter passing soot particles are converted. Unter einem Plasma kann ein Gemisch von geladenen Teilchen, insbesondere Elektronen und Protonen, verstanden werden. Under a plasma, a mixture of charged particles, especially electrons and protons, be understood. Es kann auch ein sogenanntes komplexes Plasma verstanden werden, dass auch Partikel, insbesondere flüssige oder feste, enthält. It can also be understood as a so-called complex plasma that also particles, in particular liquid or solid contains. Vorteilhaft sind Plasmenelektronen in der Regel beweglicher als die viel schwereren Protonen, so dass in dem Plasma enthaltene Partikel häufiger von Elektronen getroffen werden und daher üblicherweise in komplexen Plasmen eine negative Ladung aufweisen. Particle electron plasmas are advantageous flexible than the much heavier protons usually so contained in the plasma are frequently hit by electrons and therefore usually have a negative charge in complex plasmas. Die Plasmaeinheit kann das Plasma mittels einer beliebigen Methode, beispielsweise einer Barrierenentladung, Gasentladung, gepulsten Coronaentladung, einer dielektrisch behinderten Entladung und/oder andere erzeugen. The plasma unit may generate the plasma by any method, such as a barrier discharge, gas discharge, pulsed corona discharge, a dielectric barrier discharge, and / or others. Es ist denkbar, der Plasmaeinheit ein elektrisch geschlossenes Filter, das die geladenen Partikel mittels elektrostatischen Anziehungskräften einsammelt, nachzuschalten. It is conceivable nachzuschalten the plasma unit, an electrically closed filter that collects the charged particles by means of electrostatic attraction forces.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Abgasreinigungsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Abgasstrom mittels zumindest einem Element der folgenden Gruppe vorheizbar ist: eine motorische Vorheizung, eine elektrische Heizung, ein Brenner, eine Brennstoffzudosiervorrichtung. In another embodiment of the exhaust gas purifying apparatus is provided that the exhaust gas stream is preheated by means of at least one element of the following group: a motor-driven pre-heating, an electric heater, a burner, a Brennstoffzudosiervorrichtung. Der Brenner kann beispielsweise als Nebenstrombrenner oder Hauptstrombrenner ausgeführt sein. The burner can be configured for example as a side stream or main stream burner burner. Vorteilhaft kann mittels der Vorheizung eine Abgastemperatur erhöht und damit eine Umsetzungsrate der Abgasreinigungsvorrichtung verbessert werden. Advantageously, an exhaust gas temperature can be increased by means of the pre-heating and thus a conversion rate of the exhaust gas purification device can be improved.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Abgasreinigungsvorrichtung ist vorgesehen, dass mittels der Plasmaeinheit die in dem Abgasstrom mitgeführten Partikel reduzierbar sind. In another embodiment of the exhaust gas purifying apparatus is provided that the entrained particles in the exhaust gas stream can be reduced by means of the plasma unit. Vorteilhaft können mittels des Plasmas die Abgaskomponenten des Abgasstroms aktiviert werden, so dass insbesondere bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise kurz nach einem Anlassen der Brennkraftmaschine, dennoch hohe Umsetzungsraten möglich sind. Advantageously, the exhaust gas components of the exhaust stream can be activated by means of the plasma, so that in particular at low temperatures, for example, shortly after a start of the internal combustion engine, but high conversion rates are possible. Es ist denkbar, die Plasmaeinheit nur während einer Kaltstartphase der Brennkraftmaschine zuzuschalten, um in dieser Phase auch eine besonders Abgasreinigung zu erzielen. It is conceivable to switch on the plasma unit only during a cold start phase of the internal combustion engine to achieve a particularly emission control at this stage.
  • Die Aufgabe ist außerdem bei einer Abgasreinigungsvorrichtung einer ortsfesten fossilen Brennstelle zur Reinigung eines Abgasstroms der ortsfesten fossilen Brennstelle, mit einem der Brennstelle nachgeschalteten Fluidpfad zum Führen des Abgasstroms, einer der Brennstelle nachgeschalteten und von dem Abgasstrom durchströmbaren Plasmaeinheit zum Erzeugen eines Plasmas innerhalb des Abgasstroms und einem von dem Abgasstrom offen durchströmbares elektrisches Partikelfilter zum elektrostatischen Sammeln von in dem Abgasstrom mitgeführten Partikeln gelöst. The object is also in an exhaust gas purifying apparatus of a stationary fossil fuel place for cleaning an exhaust stream of the stationary fossil fuel place, with one of the focal point downstream fluid path for guiding the exhaust gas stream, one of the focal spot downstream and through which the exhaust gas flow plasma unit for generating a plasma within the exhaust gas stream and a released from the exhaust gas stream flowed through open electric particle filter for electrostatically collecting entrained in the exhaust stream particles. Vorteilhaft können die Partikel sicher aus dem Abgasstrom entfernt werden. Advantageously, the particles can be safely removed from the exhaust stream. Unter einer Brennstelle kann beispielsweise eine Feuerstelle eines Kraftwerks oder ein Hausbrand verstanden werden. Under a fuel place a hearth of a power plant or a domestic heating for example, can be understood. Solche Brennstellen werden vorteilhaft üblicherweise stationär betrieben. Such burners are advantageously operated normally stationary. Die Abgasreinigungsvorrichtung kann vorteilhaft für einen solchen stationären Betrieb optimiert sein. The exhaust gas purification device can be advantageously optimized for such a steady-state operation.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Abgasreinigungsvorrichtung ist vorgesehen, dass elektrostatisch aufgeladene Partikel des Plasmas mittels des Partikelfilters sammelbar sind. In one embodiment, the exhaust gas purifying device is provided that electrostatically charged particles of the plasma are collectable by the particulate filter. Das Partikelfilter kann die aufgeladenen Russpartikel anziehen und zum Sammeln festhalten. The particulate filter can attract the charged soot particles and hold to collect. Bei einem Erreichen einer maximalen Beladung kann das Partikelfilter gewechselt oder gegebenenfalls regeneriert werden. Upon reaching a maximum loading, the particulate filter can be changed or optionally regenerated.
  • Die Aufgabe ist außerdem bei einem Verfahren zum Reinigen eines Abgasstroms einer Brennkraftmaschine mit zumindest einer mittels des Abgasstroms antreibbaren Abgasturbine, mit einem katalytischen Umsetzen von in dem Abgasstrom mitgeführten Abgaskomponenten stromaufwärts der Abgasturbine mittels einer der Abgasturbine vorgeschalteten und von dem Abgasstrom durchströmbaren Katalysatorvorrichtung und einem Reduzieren von in dem Abgasstrom mitgeführten Partikeln stromabwärts der Abgasturbine mittels eines der Abgasturbine nachgeschalteten zumindest teilweise von dem Abgasstrom ungehindert durchströmbaren offenen und/oder halboffenen Partikelfilters. The object is also in a method for cleaning an exhaust stream of an internal combustion engine having at least one drivable by means of the exhaust gas flow exhaust gas turbine, with a catalytic reaction of entrained in the exhaust stream exhaust gas component upstream of the exhaust gas turbine by means of the exhaust gas turbine connected upstream and through which the exhaust gas stream catalyst device and a reducing in the exhaust gas stream entrained particles of the exhaust gas turbine by means of the exhaust gas turbine connected downstream at least partially unhindered through which the exhaust gas flow open and / or semi-open particulate filter. Vorteilhaft kann insbesondere nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine eine besonders gute Abgasreinigung erfolgen. Advantageously, a particularly good exhaust gas purification can be carried out in particular after a cold start of the internal combustion engine. Das Verfahren kann mittels einer vorab beschriebenen Abgasreinigungsvorrichtung durchgeführt werden. The process may be carried out by means of an above-described exhaust gas purifying device. Insofern ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile. In this respect, the benefits described previously result.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben ist. Further advantages, features and details will emerge from the following description in which is described with reference to the drawings, an embodiment in detail. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. The same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals. Es zeigen: Show it:
  • 1 1 eine Brennkraftmaschine mit einer nachgeschalteten Abgasreinigungsvorrichtung, die ein offenes Partikelfilter aufweist; an internal combustion engine with a downstream exhaust gas purification device, having an open particulate filter;
  • 2 2 eine Brennkraftmaschine mit einer weiteren Abgasreinigungsvorrichtung, die im Unterschied zur Darstellung gemäß an internal combustion engine with a further exhaust gas purifying device which, in contrast to the illustration according 1 1 zusätzlich eine nachgeschaltete Plasmaeinheit aufweist; additionally comprising a downstream plasma unit;
  • 3 3 eine fossile Brennstelle mit einer nachgeschalteten Abgasreinigungsvorrichtung, die ein elektrisches Partikelfilter aufweist. a fossil fuel place with a downstream exhaust gas purification device comprising an electric particle filter.
  • 1 1 zeigt eine Abgasreinigungsvorrichtung shows an exhaust gas purifying device 1 1 , einer Brennkraftmaschine , An internal combustion engine 3 3 . , Bei der Brennkraftmaschine In the internal combustion engine 3 3 kann es sich beispielsweise um einen Dieselmotor mit einer mageren Gemischzusammensetzung handeln. it may be a diesel engine with a lean mixture composition, for example. Die Abgasreinigungsvorrichtung weist einen Fluidpfad The exhaust gas purification device has a fluid path 5 5 zum Führen eines Abgasstroms for guiding an exhaust gas flow 7 7 der Brennkraftmaschine the internal combustion engine 3 3 auf. on. In den Abgasstrom Into the exhaust stream 7 7 der Brennkraftmaschine the internal combustion engine 3 3 ist eine Abgasturbine is an exhaust gas turbine 9 9 eines nicht näher dargestellten Abgasturboladers der Brennkraftmaschine an exhaust gas turbocharger of the internal combustion engine not shown in detail 3 3 geschaltet. connected. Zwischen die Brennkraftmaschine Between the internal combustion engine 3 3 und die Abgasturbine and the exhaust gas turbine 9 9 ist eine Katalysatorvorrichtung is a catalytic device 11 11 geschaltet. connected. Die Katalysatorvorrichtung The catalyst device 11 11 weist insgesamt vier einzelne Katalysatoren has a total of four individual catalysts 13 13 auf, die in einen nicht näher dargestellten Krümmer der Brennkraftmaschine , which in a non-illustrated manifold of the internal combustion engine 3 3 geschaltet sind. are connected. Die Brennkraftmaschine The internal combustion engine 3 3 kann beispielsweise vier Zylinder aufweisen, wobei jedem Zylinder je einer der Katalysatoren can for example have four cylinders, wherein each cylinder of each one of the catalysts 13 13 der Katalysatorvorrichtung the catalytic device 11 11 nachgeschaltet ist. downstream. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Katalysatorvorrichtung However, it is also conceivable that the catalyst device 11 11 nur einen einzigen, dem Krümmer der Brennkraftmaschine only one, the manifold of the internal combustion engine 3 3 nachgeschalteten und der Abgasturbine downstream and the exhaust gas turbine 9 9 vorgeschalteten Katalysator aufweist. having upstream catalyst. Der Abgasturbine The exhaust gas turbine 9 9 ist ein Oxidationskatalysator is an oxidation catalyst 15 15 nachgeschaltet. downstream. Mittels des Oxidationskatalysators By means of the oxidation catalyst 15 15 können in dem Abgasstrom can in the exhaust stream 7 7 mitgeführte Abgaskomponenten oxidiert werden, beispielsweise Kohlenwasserstoffe und/oder Kohlenmonoxid. entrained exhaust gas components are oxidized, for example hydrocarbons and / or carbon monoxide. Die Katalysatorvorrichtung The catalyst device 11 11 kann ebenfalls zum Umsetzen von oxidierbaren Abgaskomponenten ausgelegt sein. can also be designed for converting oxidizable exhaust gas components. Die Katalysatorvorrichtung The catalyst device 11 11 kann aber auch alternativ und/oder zusätzlich zum Reduzieren von reduzierbaren Abgaskomponenten des Abgasstroms but can also alternatively and / or in addition to reducing reducible exhaust gas components of the exhaust stream 7 7 , beispielsweise Stickoxiden, ausgelegt sein. be designed, for example nitrogen oxides.
  • Dem Oxidationskatalysator The oxidation catalyst 15 15 ist ein von dem Abgasstrom is one of the exhaust gas stream 7 7 zumindest teilweise ungehindert durchströmbares Partikelfilter at least partially freely flowed through particle filter 17 17 nachgeschaltet. downstream. Mittels des Partikelfilters By means of the particulate filter 17 17 können feste oder flüssige Bestandteile, insbesondere Russpartikel, des Abgasstroms solid or liquid constituents, in particular soot particles, the exhaust gas stream 7 7 zurückgehalten und/oder umgesetzt werden. be retained and / or implemented. Das Partikelfilter the particulate filter 17 17 kann als offenes oder halboffenes, insbesondere Nebenstromtiefbetffilter ausgelegt sein. may be configured as an open or half-open, in particular Nebenstromtiefbetffilter. Vorteilhaft ist es möglich, die in dem Abgasstrom it is possible advantageous that in the exhaust stream 7 7 mitgeführten Partikel zurückzuhalten und/oder mit Hilfe von Stickstoffdioxid zu oxidieren. retain entrained particles and / or to oxidize with the aid of nitrogen dioxide. Das Partikelfilter the particulate filter 17 17 kann vorteilhaft also kontinuierlich regeneriert werden (CRT). can be thus advantageously continuously regenerated (CRT). Vorteilhaft kann mittels des vorgeschalteten Oxidationskatalysators Advantageously, by means of the upstream oxidation catalyst 15 15 eine Stickstoffdioxidkonzentration des Abgasstroms angehoben werden, so dass eine besonders gute Umsetzung der Russpartikel mittels des Partikelfilters a nitrogen dioxide concentration of the exhaust gas stream to be raised, so that a particularly good conversion of the soot particles by means of the particulate filter 17 17 möglich ist. is possible. Außerdem sind vorteilhaft thermische Belastungen der Abgasreinigungsvorrichtung In addition, advantageous thermal loads of the exhaust gas purifying device 1 1 minimiert, da thermische Regenerationszyklen nicht oder nur sehr selten notwendig sind. minimized as thermal regeneration cycles are only very rarely necessary. Es ist denkbar, dem Partikelfilter It is conceivable the particulate filter 17 17 weitere, nicht näher dargestellte Abgasreinigungskomponenten, beispielsweise auf dem Prinzip einer selektiven katalytischen Reduktion und/oder NOX-Speicherung basierend, nachzuschalten. further, non-illustrated exhaust gas cleaning components, for example on the principle of selective catalytic reduction and / or NOX storage nachzuschalten based.
  • Vorteilhaft kann auch in einem dynamischem Betrieb der Brennkraftmaschine Advantageously, even in a dynamic operation of the internal combustion engine 3 3 eine Selbstregeneration der Abgasreinigungsvorrichtung a self-regeneration of the exhaust gas purifying device 1 1 , insbesondere des Partikelfilters , In particular of the particulate filter 17 17 , erfolgen. , respectively. Es ist möglich, falls die Selbstregeneration nicht ausreicht, einen separaten Regenerationszyklus, beispielsweise eine Anhebung einer Temperatur des Abgasstroms It is possible, if the self-regeneration is not sufficient, a separate regeneration cycle, for example an increase in a temperature of the exhaust gas stream 7 7 , zur Regeneration des Partikelfilters , For the regeneration of the particulate filter 17 17 durchzuführen. perform. Hierzu können nicht näher dargestellte Vorrichtungen, beispielsweise eine elektrische Heizung, ein Nebenstrombrenner, ein Hauptstrombrenner und/oder eine Kraftstoffeinspritzung dem Abgasstrom zugeordnet sein. For this purpose, not further shown, for example, an electric heater, a by-flow burner, a burner main stream and / or a fuel injection can be associated with the exhaust gas stream. Ferner ist es denkbar mittels motorischer Maßnahmen der Brennkraftmaschine Further, it is possible by means of engine measures the internal combustion engine 3 3 die Temperatur des Abgasstroms the temperature of the exhaust gas stream 7 7 anzuheben. to raise. Bei den Katalysatoren The catalysts 13 13 der Katalysatorvorrichtung the catalytic device 11 11 handelt es sich um sogenannte Vorturboladerkatalysatoren (PTC). These are so-called Vorturboladerkatalysatoren (PTC). Vorteilhaft tragen die in dem nicht näher dargestellten Krümmer der Brennkraftmaschine Advantageously, the manifold of the internal combustion engine in the non-illustrated carrying 3 3 herrschenden Bedingungen zu einem schnellen Erreichen einer Reaktionstemperatur bei, so dass vorteilhaft bereits dort Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid katalytisch umsetzbar sind. prevailing conditions in a rapid reaching a reaction temperature, so that advantageously there already hydrocarbons and carbon monoxide are catalytically convertible. Vorteilhaft wird auch dadurch eine Stickstoffdioxidbildung gefördert, die eine nachfolgende Russoxidation, insbesondere mittels des Partikelfilters also be a nitrogen dioxide formation is promoted advantageous that a subsequent soot oxidation, in particular by means of the particulate filter 17 17 , verbessert. Improved. Vorteilhaft wird dem nachgeschalteten Partikelfilter Advantageously, the downstream particulate filter 17 17 die Arbeit erleichtert. the work easier. Vorteilhaft können, um knappen Bauraum einzusparen, die vier einzelnen Katalysatoren Advantageously, in order to save scarce space, the four individual catalysts 13 13 direkt in dem nicht näher dargestellten Krümmer, dh dicht an einem jeweiligen, ebenfalls nicht dargestellten Auslassventil, vorgesehen werden. directly into the manifold, not shown, that are densely provided at a respective exhaust valve, also not shown. Es sind Betriebszustände der Brennkraftmaschine There are operating conditions of the engine 3 3 denkbar, z. conceivable, for. B. ein sogenannter Stop-and-Go-Betrieb, die zu geringen Temperaturen des Abgasstroms As a so-called stop-and-go operation, which at low temperatures of the exhaust stream 7 7 führen können. being able to lead. In diesem Fall kann es vorkommen, dass eine Beladungsgrenze des Partikelfilters In this case, it may happen that a load limit of the particle filter 17 17 überschritten wird. is exceeded. Um diesem entgegenzuwirken, kann die Temperatur des Abgasstroms To counteract this, the temperature of the exhaust flow can 7 7 vorteilhaft mittels einer motorischen Maßnahme, wie beispielsweise einer gezielten Kraftstoffeinspritzung bzw. Kraftstoffnacheinspritzung angehoben werden. be advantageously raised by means of a motor-driven action, such as a targeted fuel injection and post fuel injection. Vorteilhaft können strengere gesetzliche Vorschriften eingehalten werden. Advantageously, stricter legal requirements can be met.
  • Die in In the 1 1 dargestellte Abgasreinigungsvorrichtung Emission control device shown 1 1 beruht vorteilhaft auf einem CRT-Effekt, wobei eine Russoxidation mittels Stickstoffdioxid stattfindet. is advantageously based on a CRT effect, wherein a soot oxidation takes place by means of nitrogen dioxide. Vorteilhaft kann mittels der vorgeschalteten Katalysatorvorrichtung mit den Katalysatoren Advantageously, by means of the upstream catalyst device with the catalysts 13 13 (PTC) eine dem Oxidationskatalysator (PTC) the oxidation catalyst a 15 15 zugeführte Kohlenwasserstoffkonzentration deutlich reduziert werden. supplied hydrocarbon concentration are significantly reduced. Dazu kann es sich bei den Katalysatoren This may be the catalysts 13 13 ebenfalls um Oxidationskatalysatoren handeln. likewise be oxidation catalysts. Vorteilhaft wird eine Stickstoffdioxid-Bildung auf dem Oxidationskatalysator Advantageously, a nitrogen formation on the oxidation catalyst 15 15 deutlich verbessert. clearly improved. Vorteilhaft kann eine passive Russoxidation früher einsetzen und ist effektiver. Advantageously a passive soot oxidation may start earlier and is more effective. Die Katalysatoren the catalysts 13 13 der Katalysatorvorrichtung the catalytic device 11 11 können in nicht näher dargestellten Auslasskanälen einzelner ebenfalls nicht näher dargestellter Zylinder der Brennkraftmaschine can in non-illustrated exhaust ports of individual also not shown cylinders of the internal combustion engine 3 3 oder als ein Bauteil in einer Zusammenführung eines nicht näher dargestellten Krümmers der Brennkraftmaschine or as a component in a merge of a manifold of the internal combustion engine not shown in detail 3 3 eingesetzt werden. be used. Stromabwärts im weiteren Verlauf des Fluidpfades Downstream in the further course of the fluid path 5 5 der Abgasreinigungsvorrichtung the exhaust gas purification device 1 1 befinden sich die Abgasturbine are the exhaust turbine 9 9 , der Oxidationskatalysator , The oxidation catalyst 15 15 bzw. Dieseloxidationskatalysator und das halboffene Partikelfilter or diesel oxidation catalyst and the particulate filter half-open 17 17 . ,
  • Vorteilhaft können auch unter extremen Fahrbedingungen (z. B. Stop-and-Go), bei denen aufgrund zu niedriger Abgastemperaturen des Abgasstroms Advantageous (eg. As stop-and-go) can even under extreme driving conditions where due to low exhaust temperatures of the exhaust stream 7 7 nicht ausreichend Stickstoffdioxid gebildet wird, ein Absinken des Wirkungsgrad des offenen Systems reduziert werden. Nitrogen dioxide is formed is not sufficient, a decrease in the efficiency of the open system are reduced. Dazu kann eine motorische Filterregeneration durchgeführt werden, wobei die Abgastemperatur des Abgasstroms To a motorized filter regeneration can be carried out, the exhaust temperature of the exhaust stream 7 7 kurzzeitig, beispielsweise mittels motorischen Maßnahmen, insbesondere einer Nacheinspritzung, auf ca. 600°C für eine Russverbrennung angehoben werden können, wobei vorteilhaft ein Anfangswirkungsgrad wieder herstellbar ist. briefly, for example using engine-related measures, in particular a post-injection, can be raised to about 600 ° C for soot combustion, in which an advantageous initial efficiency can be produced again. Vorteilhaft können durch diese Maßnahmen strenge gesetzliche Grenzwerte eingehalten werden. Advantageous strict legal limits can be met by these measures.
  • 2 2 zeigt eine weitere Abgasreinigungsvorrichtung shows another emission control device 1 1 einer Brennkraftmaschine an internal combustion engine 3 3 , die im Wesentlichen gleich aufgebaut ist wie die in Which is constructed substantially the same as that in 1 1 dargestellte. shown. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede eingegangen. In the following, only the differences. Im Unterschied zur Darstellung gemäß In contrast to the representation in accordance with 1 1 weist die Abgasreinigungsvorrichtung , the exhaust gas purifying device 1 1 gemäß according to 2 2 eine dem Partikelfilter a particulate filter 17 17 nachgeschaltete Plasmaeinheit downstream plasma unit 19 19 auf. on. Vorteilhaft kann mittels der Plasmaeinheit Advantageously, by means of the plasma unit 19 19 ein Plasma in dem Abgasstrom a plasma in the exhaust stream 7 7 erzeugt werden. be generated. Dabei ist es einerseits möglich, eventuell nicht gefilterte Partikel des Partikelfilters It is both possible may not be filtered particles of the particulate filter 17 17 aufzuladen und/oder zu aktivieren. charge and / or activate. Ferner können weitere Komponenten des Abgasstroms Furthermore, other components of the exhaust stream 7 7 aktiviert, insbesondere ionisiert werden und/oder Radikale erzeugt werden. be activated, in particular ionized and / or radicals are generated. Vorteilhaft kann dadurch ebenfalls eine Herabsetzung einer Aktivierungsenergie und/oder einer Mindesttemperatur für eine Umsetzung erfolgen Vorteilhaft kann die Plasmaeinheit Advantageously, a reduction in the activation energy and / or a minimum temperature for a reaction may also be carried out advantageously, the plasma unit may 19 19 bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine during a cold start of the internal combustion engine 3 3 eine Abgasreinigung vornehmen. make an exhaust gas purification. Es ist denkbar, die Plasmaeinheit It is conceivable that plasma unit 19 19 , die beispielsweise elektrisch betreibbar ausgelegt sein kann, nur in solchen Betriebszuständen zuzuschalten. Which may be designed, for example electrically operable to switch on only in those operating conditions. Die Plasmaeinheit The plasma unit 19 19 kann beispielsweise mittels einer dielektrisch behinderten Entladung das Plasma erzeugen. for example, can generate the plasma by means of a dielectrically impeded discharge.
  • Vorteilhaft ist die Plasmaeinheit the plasma unit is advantageous 19 19 dem Partikelfilter the particulate filter 17 17 nachgeschaltet und kann möglicherweise das Partikelfilter downstream of the particulate filter and may 17 17 passierende Partikel reduzieren, insbesondere adsorbieren. reduce passing particles, in particular adsorb. Hierdurch können vorteilhaft noch bessere Abgaswerte erreicht werden. Thereby advantageously even better exhaust gas values ​​can be achieved. Insbesondere ist eine Partikelreduzierung um etwa 30 Prozent möglich. In particular, a particle reduction of about 30 percent is possible. Neben einer guten Umsetzrate für Kohlenmonooxid und Kohlenwasserstoffe kann auch ein Partikelausstoß deutlich verbessert werden. Besides a good conversion rate for carbon monoxide and hydrocarbons, a particulate emissions can be significantly improved. Außerdem kann vorteilhaft ein sonst notwendiges Abbrennen der Filterbeladung des Partikelfilters Also, advantageously an otherwise necessary burning off the filter loading of the particle filter 17 17 mittels der kontinuierlichen Regenerierung minimiert werden, wobei vorteilhaft ein dafür nötiger Kraftstoffverbrauch reduziert werden kann. wherein advantageously a more necessary for fuel consumption can be reduced can be minimized by means of the continuous regeneration. Außerdem ist es denkbar, auf sonst übliche Systemkomponenten, beispielsweise eine Abgasreinigung mittels einer selektiven katalytischen Reduktion (SCR-System) gänzlich zu verzichten. In addition, it is conceivable to usual system components to dispense, for example, an exhaust gas cleaning by means of a selective catalytic reduction (SCR) system entirely. Vorteilhaft kann die in Advantageously, in can 2 2 gezeigte Abgasreinigungsvorrichtung auch für Brennkraftmaschinen Exhaust gas purification device for internal combustion engines shown 3 3 mit Fremdzündung, die nach dem Otto-Prinzip arbeiten, eingesetzt werden, da vorteilhaft Partikel jeder Art durch ein Plasmafeld der Plasmaeinheit Be used with spark ignition, operate according to the Otto principle, since advantageously particles of any kind by a plasma field of the plasma unit 19 19 elektrisch geladen und absorbiert werden können. can be electrically charged and absorbed.
  • Vorteilhaft kann die gemäß Advantageously, according to the 2 2 arbeitende Abgasreinigungsvorrichtung Verbrauchsvorteile erzielen, wobei ein Verstopfen des Partikelfilters operating exhaust gas purification apparatus achieving fuel savings, whereby clogging of the particulate filter 17 17 sicher verhinderbar ist. is certainly preventable. Außerdem ist eine Abgasreinigung auch in einem Niedertemperaturbereich möglich. In addition, an emission control possible even in a low temperature range.
  • 3 3 zeigt eine fossile Brennstelle shows a fossil fuel place 21 21 mit einer nachgeschalteten Abgasreinigungsvorrichtung with a downstream exhaust gas purifying device 1 1 . , Bei der fossilen Brennstelle When fossil fuel place 21 21 kann es sich beispielsweise um eine Kraftwerksfeuerung oder auch um einen Hausbrand handeln. it may be a Kraftwerksfeuerung or to a house fire, for example. Die Abgasreinigungsvorrichtung The exhaust gas purification device 1 1 der fossilen Brennstelle the fossil fuel place 21 21 weist eine Plasmaeinheit includes a plasma unit 19 19 zum Erzeugen eines Plasmas innerhalb des Abgasstroms for generating a plasma within the exhaust gas stream 7 7 der fossilen Brennstelle the fossil fuel place 21 21 auf. on. Mittels der Plasmaeinheit By means of the plasma unit 19 19 kann beispielsweise ein komplexes Plasma erzeugt werden, wobei mitgeführte Partikel, insbesondere Russpartikel negativ aufgeladen werden können. a complex plasma can be generated for example, wherein entrained particles, in particular soot particles can be negatively charged. Außerdem kann mittels der Plasmaeinheit In addition, by means of the plasma unit 19 19 eine Umsetzung von in dem Abgasstrom a conversion of in the exhaust stream 7 7 mitgeführten Abgaskomponenten erfolgen. entrained exhaust components take place. Der Plasmaeinheit The plasma unit 19 19 ist ein elektrisches Partikelfilter is an electric particle filter 23 23 nachgeschaltet. downstream. Das elektrische Partikelfilter The electric particle filter 23 23 ist als offener Filter ausgelegt, kann also von dem Abgasstrom quasi ungehindert durchströmt werden. is designed as an open filter, so it can be traversed quasi freely from the exhaust stream. Elektrisch stellt das elektrische Partikelfilter Electric provides electric particle filter 23 23 jedoch ein geschlossenes System dar, wobei mittels elektrostatischen Kräften bzw. einem innerhalb des elektrischen Partikelfilters however, a closed system, wherein by means of electrostatic forces or a particulate filter within the electrical 23 23 erzeugbaren elektrischen Feldes die mittels der vorgeschalteten Plasmaeinheit electric field can be generated by means of the upstream plasma unit 19 19 elektrostatisch aufgeladenen Partikel mittels einer nicht näher dargestellten Anode des elektrischen Partikelfilters electrostatically charged particles by means of a not shown anode of the electric particle filter 23 23 angezogen, festgehalten und/oder gesammelt werden. are attracted, retained and / or collected. Dem elektrischen Partikelfilter The electric particle filter 23 23 ist ein Schornstein is a chimney 25 25 als Teil des Fluidpfades as part of the fluid path 5 5 zum Abführen des Abgasstroms for discharging the exhaust gas stream 7 7 in eine Umwelt nachgeschaltet. downstream in an environment.
  • Optional ist es möglich, zwischen die fossile Brennstelle Optionally, it is possible to distinguish between the fossil fuel place 21 21 und die Plasmaeinheit and the plasma unit 19 19 einen Katalysator a catalyst 27 27 zum Umsetzen von in dem Abgasstrom for reacting in the exhaust gas stream 7 7 mitgeführten Abgaskomponenten zwischenzuschalten. interpose entrained exhaust components. Ebenfalls optional ist es möglich, mittels einer Zuheizeinheit Also, optionally, it is possible, by means of a Zuheizeinheit 29 29 und zusätzlichen Brennstoffmengen eine Temperatur des Abgasstroms and additional amounts of fuel, a temperature of the exhaust stream 7 7 anzuheben. to raise.
  • Die fossile Brennstelle The fossil fuel place 21 21 kann stationär betrieben werden, beispielsweise auf Prüfständen und/oder Kaminanlagen. can be operated in a stationary, for example on test stands and / or fire systems. Vorteilhaft kann einer Energieerzeugung nachgeschaltet die Plasmaeinheit Advantageously, a power generation can downstream of the plasma unit 19 19 eingesetzt werden, die Partikel elektrisch aufladen und sammeln kann. are used, which can become electrically charged particles and accumulate. Vorteilhaft können restliche Partikel durch das nachgeschaltete offene elektrische Partikelfilter Advantageously, remaining particles can be prepared by the downstream open electrical particulate 23 23 , das ähnlich wie die vorgeschaltete Plasmaeinheit That is similar to the upstream plasma unit 19 19 arbeitet, geleitet werden. works are conducted. Vorteilhaft kann bei Erreichen einer maximalen Filterbeladung das elektrische Partikelfilter Advantageously, upon reaching a maximum filter loading the electric particle filter 23 23 ausgetauscht und/oder regeneriert und/oder extern regeneriert werden. be replaced and / or regenerated and / or externally regenerated.
  • Vorteilhaft kann die in Advantageously, in can 3 3 gezeigte Abgasreinigungsvorrichtung im stationären Betrieb eingesetzt werden, bei dem üblicherweise die für einen Russabbrand erforderlichen 600°C Abgastemperatur des Abgasstroms Exhaust gas purifying apparatus shown in the steady-state operation are used in the usually required for a burn-off 600 ° C exhaust gas temperature of the exhaust stream 7 7 nicht erreicht werden. not be reached. Vorteilhaft kann im Vergleich zu bekannten offenen Systemen ein deutlich besserer Abscheidegrad realisiert werden. Advantageous compared to known open systems a much better separation efficiency can be realized. Vorteilhaft ist auch kein separater Brenner erforderlich. no separate burner is required beneficial. Mittels des optionalen Katalysators By means of the optional catalyst 27 27 , der ebenfalls als Oxidationskatalysator ausgelegt sein kann, können zusätzlich Kohlenmonoxid sowie Kohlenwasserstoffe aus dem Abgasstrom Which can also be designed as an oxidation catalyst, carbon monoxide and hydrocarbons from the exhaust stream may in addition 7 7 entfernt werden. be removed. Optional ist es denkbar, mittels zusätzlichem Brennstoff eine Anhebung der Temperatur des Abgasstroms Optionally, it is conceivable, by means of additional fuel to raise the temperature of the exhaust gas stream 7 7 vorzunehmen. make.
  • 1 1
    Abgasreinigungsvorrichtung exhaust gas purification device
    3 3
    Brennkraftmaschine Internal combustion engine
    5 5
    Fluidpfad fluid path
    7 7
    Abgasstrom exhaust gas flow
    9 9
    Abgasturbine exhaust turbine
    11 11
    Katalysatorvorrichtung catalyst device
    13 13
    Katalysatoren catalysts
    15 15
    Oxidationskatalysator oxidation catalyst
    17 17
    Partikelfilter particulate Filter
    19 19
    Plasmaeinheit plasma unit
    21 21
    fossile Brennstelle fossil fuel place
    23 23
    elektrisches Partikelfilter electrical particle filter
    25 25
    Schornstein chimney
    27 27
    Katalysator catalyst
    29 29
    Zuheizeinheit Zuheizeinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
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    • - EP 1130231 A2 [0002] - EP 1130231 A2 [0002]
    • - EP 1582711 B1 [0002] - EP 1582711 B1 [0002]
    • - US 6233926 B1 [0002] - US 6233926 B1 [0002]
    • - DE 10020555 A1 [0002] - DE 10020555 A1 [0002]

Claims (12)

  1. Abgasreinigungsvorrichtung ( Emission control device ( 1 1 ) zur Reinigung eines Abgasstroms ( ) (For cleaning an exhaust gas stream 7 7 ) einer Brennkraftmaschine ( () Of an internal combustion engine 3 3 ) mit zumindest einer mittels des Abgasstroms ( ) With at least one (by means of the exhaust gas stream 7 7 ) antreibbaren Abgasturbine ( ) Drivable exhaust gas turbine ( 9 9 ), mit: – einer der Abgasturbine ( ), With: - one of the exhaust gas turbine ( 9 9 ) vorgeschalteten und von dem Abgasstrom ( ) Upstream and (from the exhaust gas stream 7 7 ) durchströmbaren Katalysatorvorrichtung ( ) Flowed through the catalyst device ( 11 11 ) zum katalytischen Umsetzen von in dem Abgasstrom ( ) For catalytically reacting (in the exhaust gas stream 7 7 ) mitgeführten Abgaskomponenten, – einem von dem Abgasstrom ( ) Entrained exhaust components - one (of the exhaust gas stream 7 7 ) zumindest teilweise ungehindert durchströmbaren Partikelfilter ( ) At least partially unobstructed flow-through particle filter ( 17 17 ) zum Reduzieren von in dem Abgasstrom ( ) For reducing (in the exhaust stream 7 7 ) mitgeführten Partikeln. ) Entrained particles.
  2. Abgasreinigungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, mit einem der Abgasturbine ( An exhaust purification device according to the preceding claim, (with one of the exhaust gas turbine 9 9 ) nachgeschalteten und von dem Abgasstrom ( ) Downstream and (from the exhaust gas stream 7 7 ) durchströmbaren Oxidationskatalysator ( ) Flow-through oxidation catalyst ( 15 15 ) zum Oxidieren der in dem Abgasstrom ( ) To oxidize the (in the exhaust gas stream 7 7 ) mitgeführten Abgaskomponenten. ) Entrained exhaust components.
  3. Abgasreinigungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zurückgehaltenen Partikel innerhalb des Partikelfilters ( An exhaust purification device according to the preceding claim, wherein said particles retained (within the particulate filter 17 17 ) mittels in dem Abgasstrom ( ) By means of (in the exhaust gas stream 7 7 ) enthaltenem Stickstoffdioxid (NO2) umsetzbar sind. ) Contained nitrogen dioxide (NO2) can be implemented.
  4. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 oder 3, wobei das Partikelfilter ( An exhaust purification device according to any one of the preceding claims 2 or 3, wherein the particulate filter ( 17 17 ) stromabwärts des Oxidationskatalysators ( ) Downstream of the oxidation catalyst ( 15 15 ) angeordnet ist. ) Is arranged.
  5. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Partikelfilter ( An exhaust purification device according to one of the preceding claims, wherein the particulate filter ( 17 17 ) stromabwärts der Abgasturbine ( ) Downstream of the exhaust turbine ( 9 9 ) angeordnet ist. ) Is arranged.
  6. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Partikelfilter ( An exhaust purification device according to any one of the preceding claims, wherein the particulate filter ( 17 17 ) ein Nebenstromtiefbettfilter aufweist. ) Has a sidestream deep bed filter.
  7. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Partikelfilter ( An exhaust purification device according to any one of the preceding claims, wherein the particulate filter ( 17 17 ) eine von dem Abgasstrom ( ) One (of the exhaust gas stream 7 7 ) durchströmbare Plasmaeinheit ( ) Flowed through plasma unit ( 19 19 ) zum Erzeugen eines Plasmas innerhalb des Abgasstroms ( ) For generating a plasma (within the exhaust gas stream 7 7 ) nachgeschaltet ist. ) Is connected downstream.
  8. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abgasstrom ( An exhaust purification device according to any one of the preceding claims, wherein the exhaust gas stream ( 7 7 ) mittels zumindest eines Elements der folgenden Gruppe vorheizbar ist: eine motorische Vorheizung, eine elektrische Heizung, ein Brenner, eine Brennstoffzudosiervorrichtung. ) By means of at least one element of the following group can be preheated: a motor-driven pre-heating, an electric heater, a burner, a Brennstoffzudosiervorrichtung.
  9. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche, wobei mittels der Plasmaeinheit ( An exhaust purification device according to one of the two preceding claims, wherein (by means of the plasma unit 19 19 ) die in dem Abgasstrom ( ) Which (in the exhaust stream 7 7 ) mitgeführten Partikel reduzierbar sind. ) Entrained particles are reduced.
  10. Abgasreinigungsvorrichtung ( Emission control device ( 1 1 ) einer ortsfesten Brennstelle zur Reinigung eines Abgasstroms ( ) A fixed focal point for purifying an exhaust gas stream ( 7 7 ) der ortsfesten Brennstelle ( () Of the fixed focal point 21 21 ), mit: – einem der Brennstelle ( ), Comprising: - one of the focal spot ( 21 21 ) nachgeschalteten Fluidpfad ( ) Downstream fluid path ( 5 5 ) zum Führen des Abgasstroms ( ) (For guiding the exhaust gas stream 7 7 ), – einer der Brennstelle ( ), - one of the focal spot ( 21 21 ) nachgeschalteten und von dem Abgasstrom ( ) Downstream and (from the exhaust gas stream 7 7 ) durchströmbaren Plasmaeinheit ( ) Flow-through plasma unit ( 19 19 ) zum Erzeugen eines Plasmas innerhalb des Abgasstroms ( ) For generating a plasma (within the exhaust gas stream 7 7 ), – einem von dem Abgasstrom ( ) - one (of the exhaust gas stream 7 7 ) offen durchströmbares elektrisches Partikelfilter ( ) Flowed through open electric particle filter ( 23 23 ) zum elektrostatischen Sammeln von in dem Abgasstrom ( ) For electrostatically collecting (in the exhaust stream 7 7 ) mitgeführten Partikeln. ) Entrained particles.
  11. Abgasreinigungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei elektrostatisch aufgeladene Partikel des Plasmas mittels des elektrischen Partikelfilters ( An exhaust purification device according to the preceding claim, wherein said electrostatically charged particles of the plasma (by the electric particle filter 23 23 ) sammelbar sind. ) Are collectible.
  12. Verfahren zum Reinigen eines Abgasstroms ( A method of cleaning an exhaust gas stream ( 7 7 ) einer Brennkraftmaschine ( () Of an internal combustion engine 3 3 ) mit zumindest einer mittels des Abgasstroms ( ) With at least one (by means of the exhaust gas stream 7 7 ) antreibbaren Abgasturbine ( ) Drivable exhaust gas turbine ( 9 9 ), mit: – katalytisches Umsetzen von in dem Abgasstrom ( ), Comprising: - catalytically reacting (in the exhaust gas stream 7 7 ) mitgeführten Abgaskomponenten stromaufwärts der Abgasturbine ( ) Entrained exhaust gas component upstream of the exhaust gas turbine ( 7 7 ) mittels einer der Abgasturbine ( ) (By means of the exhaust gas turbine 7 7 ) vorgeschalteten und von dem Abgasstrom ( ) Upstream and (from the exhaust gas stream 7 7 ) durchströmbaren Katalysatorvorrichtung ( ) Flowed through the catalyst device ( 11 11 ), – Reduzieren von in dem Abgasstrom ( ), - reducing (in the exhaust stream 7 7 ) mitgeführten Partikeln stromabwärts der Abgasturbine ( ) Entrained particles downstream of the exhaust gas turbine ( 9 9 ) mittels eines der Abgasturbine ( ) (By means of the exhaust gas turbine 9 9 ) nachgeschalteten zumindest teilweise von dem Abgasstrom ( ) Downstream at least partially (from the exhaust gas stream 7 7 ) ungehindert durchströmbaren Partikelfilters ( ) Unimpeded flow-through particle filter ( 17 17 ). ).
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