DE102011004792A1 - Nitrogen oxide elimination system for absorbing and eliminating nitrogen oxide in exhaust gas of internal combustion engine, comprises nitrogen oxide elimination unit, which holds nitrogen oxide absorption fluid for absorbing nitrogen oxide - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein NOx-Beseitigungssystem für eine Brennkraftmaschine, wobei das NOx-Beseitigungssystem NOx in dem Abgas der Brennkraftmaschine absorbiert und beseitigt, indem ein Kontakt zwischen dem Abgas und einer NOx-Absorptionsflüssigkeit hergestellt wird.The present invention relates to a NOx removing system for an internal combustion engine, wherein the NOx removing system absorbs and eliminates NOx in the exhaust gas of the internal combustion engine by establishing contact between the exhaust gas and a NOx absorbing liquid.
Herkömmlicherweise gibt es als bekannte Vorrichtungen zum Beseitigen von NOx in Abgas beispielsweise eine Vorrichtung, die einen NOx-Okklusions-Reduktions-Katalysator verwendet, und eine Vorrichtung, die einen Katalysator mit selektiver Harnstoffreduktion verwendet. Der NOx-Okklusions-Reduktionskatalysator reduziert okkludiertes NOx unter Verwendung HC als ein Reduktionsmittel, welches erzeugt wird, indem in einer Brennkraftmaschine eine fette Verbrennung periodisch durchgeführt wird, (siehe Patentdruckschrift 1:
Jedoch haben diese Vorrichtungen einen Nachteil darin, dass die Reduktionsfunktion nicht ausgeübt werden kann bis die Temperatur auf eine Temperatur angestiegen ist, bei der der Katalysator aktiviert wird (beispielsweise 200°C). Außerdem gibt es in den letzten Jahren eine Tendenz, dass sich auf Verbrennung mit niedriger Temperatur und auf Abgaswärmerückgewinnung beziehende Technologien eingebracht werden. Daher werden die vorstehend beschriebenen Nachteile insbesondere während eines Anlaufens der Brennkraftmaschine verstärkt.However, these devices have a disadvantage in that the reduction function can not be applied until the temperature has risen to a temperature at which the catalyst is activated (for example, 200 ° C). In addition, there has been a tendency in recent years to incorporate low temperature combustion and exhaust heat recovery technologies. Therefore, the disadvantages described above are amplified, in particular during startup of the internal combustion engine.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine folgende Vorrichtung untersucht, die ein System verwendet, welches von den Systemen der Patentdruckschrift 1 oder 2 völlig verschieden ist, welche NOx durch den Katalysator reduziert. Die untersuchte Vorrichtung hält eine Flüssigkeit (NOx-Absorptionsflüssigkeit), die in der Lage ist, NOx zu absorbieren, das mit der Flüssigkeit in Kontakt kommt. Die Vorrichtung absorbiert und beseitigt NOx in dem Abgas, in dem ein Kontakt zwischen der Flüssigkeit und dem Abgas hervorgerufen wird. Als die NOx-Absorptionsflüssigkeit können beispielsweise eine ionische Flüssigkeit, eine wässrige Alkalilösung, Wasser oder dergleichen verwendet werden. Eine solche NOx-Absorptionsflüssigkeit kann NOx selbst bei normaler Temperatur absorbieren. Daher kann die Vorrichtung den vorstehend erwähnten Nachteil des herkömmlichen Stands der Technik beseitigen, der NOx solange nicht beseitigen kann, bis die Katalysatoraktivierungstemperatur erreicht ist.The inventors of the present invention have studied a following apparatus using a system completely different from the systems of
Jedoch haben die Erfinder herausgefunden, dass in dem die NOx-Absorptionsflüssigkeit verwendenden System folgendes Problem auftritt. Das heißt, die NOx-Absorptionsflüssigkeit absorbiert nicht nur NOx sondern auch CO2 in dem Abgas. Wohingegen die NOx-Konzentration in dem Abgas der Brennkraftmaschine bei 0,1% oder weniger liegt, liegt darüber hinaus die CO2-Konzentration im Bereich von mehreren Prozent bis mehreren zig Prozent. Daher tritt das Problem auf, dass die CO2-Absorption in der Absorption in der NOx-Absorptionsflüssigkeit dominant wird und NOx nicht zufriedenstellend absorbiert werden kann.However, the inventors have found that the following problem occurs in the system using the NOx absorbing liquid. That is, the NOx absorption liquid not only absorbs NOx but also CO2 in the exhaust gas. Whereas, the NOx concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine is 0.1% or less, moreover, the CO2 concentration is in the range of several percent to several tens of percent. Therefore, there is a problem that the absorption of CO2 in the absorption of NOx in the absorbing liquid becomes dominant and NOx can not be satisfactorily absorbed.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein NOx-Beseitigungssystem für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, welches ein System einsetzt, das NOx in dem Abgas absorbiert und beseitigt, indem eine NOx-Absorptionsflüssigkeit verwendet wird, und welches in der Lage ist, NOx ausreichend zu absorbieren,.It is an object of the present invention to provide a NOx removing system for an internal combustion engine which employs a system which absorbs and eliminates NOx in the exhaust gas by using a NOx absorbing liquid and which is capable of sufficiently absorbing NOx .
Gemäß einem ersten beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat ein NOx-Beseitigungssystem für eine Brennkraftmaschine eine NOx-Beseitigungsvorrichtung und eine CO2-Beseitigungsvorrichtung. Die NOx-Beseitigungsvorrichtung hält eine NOx-Absorptionsflüssigkeit, welche das NOx absorbiert, welches mit der NOx-Absorptionsflüssigkeit in Kontakt kommt. Die NOx-Beseitigungsvorrichtung absorbiert und beseitigt NOx in dem Abgas der Brennkraftmaschine, indem das Abgas und die NOx-Absorptionsflüssigkeit miteinander in Kontakt gebracht werden. Die CO2-Beseitigungsvorrichtung ist an einem Abgasrohr der Brennkraftmaschine stromaufwärts der NOx-Beseitigungsvorrichtung vorgesehen und beseitigt CO2 in dem Abgas.According to a first exemplary aspect of the present invention, a NOx removing system for an internal combustion engine has a NOx removing device and a CO2 removing device. The NOx removing device holds a NOx absorbing liquid which absorbs NOx, which comes into contact with the NOx absorbing liquid. The NOx removing device absorbs and eliminates NOx in the exhaust gas of the internal combustion engine by bringing the exhaust gas and the NOx absorbing liquid into contact with each other. The CO2 removing device is provided on an exhaust pipe of the internal combustion engine upstream of the NOx removing device and removes CO2 in the exhaust gas.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die CO2-Beseitigungsvorrichtung an dem Abgasrohr stromaufwärts der NOx-Beseitigungsvorrichtung vorgesehen. Daher kann das Abgas, dessen CO2-Konzentration durch die CO2-Beseitigungsvorrichtung verringert wurde, in die NOx-Beseitigungsvorrichtung geschickt werden. Somit kann eine Menge von CO2 reduziert werden, welches durch die in der NOx-Beseitigungsvorrichtung gehaltene NOx-Absorptionsflüssigkeit absorbiert wird. Ferner kann eine ausreichende Menge von NOx in die NOx-Absorptionsflüssigkeit absorbiert werden.According to the above-described aspect of the present invention, the CO2 removing device is provided on the exhaust pipe upstream of the NOx removing device. Therefore, the exhaust gas whose CO2 concentration has been reduced by the CO2 removing device can be sent to the NOx removing device. Thus, an amount of CO2 absorbed by the NOx absorbing liquid held in the NOx removing device can be reduced. Further, a sufficient amount of NOx can be absorbed into the NOx absorbing liquid.
Gemäß einem zweiten beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hält die CO2-Beseitigungsvorrichtung eine CO2-Absorptionsflüssigkeit, die CO2 absorbiert, welches mit der CO2-Absorptionsflüssigkeit in Kontakt ist. Die CO2-Beseitigungsvorrichtung absorbiert und beseitigt CO2 in dem Abgas der Brennkraftmaschine, indem das Abgas und die CO2-Absorptionsflüssigkeit miteinander in Kontakt gebracht werden.According to a second exemplary aspect of the present invention, the CO2 removing device holds a CO2 absorbing liquid that absorbs CO2 that is in contact with the CO2 absorbing liquid. The CO2 removing device absorbs and removes CO2 in the exhaust gas of the internal combustion engine by bringing the exhaust gas and the CO2 absorbing liquid into contact with each other.
Die CO2-Absorptionsflüssigkeit kann CO2 selbst bei normaler Temperatur absorbieren. Falls im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung als die CO2-Beseitigungsvorrichtung eine Vorrichtung verwendet wird, die CO2 an einem Katalysator unter Verwendung eines Reduktionsmittels reduziert und beseitigt, tritt ein Problem auf, dass das CO2 nicht beseitigt werden kann, bis der Katalysator die Aktivierungstemperatur erreicht. Diesbezüglich wird gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung die CO2-Beseitigungsvorrichtung verwendet, die das System einsetzt, bei dem CO2 mit der CO2-Absorptionsflüssigkeit absorbiert wird. Da eine solche CO2-Absorptionsflüssigkeit CO2 selbst bei normaler Temperatur absorbieren kann, kann das vorstehend erwähnte Problem gelöst werden, gemäß dem CO2 nicht beseitigt werden kann, bis die Katalysatoraktivierungstemperatur erreicht ist. Beispielsweise können als die CO2-Absorptionsflüssigkeit eine ionische Flüssigkeit, eine wässrige Alkalilösung, Wasser oder dergleichen verwendet werden. The CO2 absorption liquid can absorb CO2 even at normal temperature. In contrast to the above-described aspect of the present invention, if as the CO2 removing device, a device that reduces and eliminates CO2 on a catalyst using a reducing agent is used, a problem arises that the CO2 can not be removed until the catalyst reached the activation temperature. In this regard, according to the above-described aspect of the present invention, the CO2 removing apparatus employing the system in which CO2 is absorbed with the CO2 absorbing liquid is used. Since such a CO2 absorbing liquid can absorb CO2 even at normal temperature, the above-mentioned problem that CO2 can not be eliminated until the catalyst activating temperature is reached can be solved. For example, as the CO2 absorption liquid, an ionic liquid, an aqueous alkali solution, water or the like can be used.
Gemäß einem dritten beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat die CO2-Beseitigungsvorrichtung eine Zirkulationspumpe zum Zirkulieren der CO2-Absorptionsflüssigkeit durch eine Zirkulationsroute sowie einen Abgaskontakthersteller, der an der Zirkulationsroute angeschlossen ist und der an dem Abgasrohr vorgesehen ist, um die CO2-Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt zu bringen.According to a third exemplary aspect of the present invention, the CO2 removing device has a circulation pump for circulating the CO2 absorption liquid through a circulation route, and an exhaust contact maker connected to the circulation route and provided on the exhaust pipe for absorbing the CO2 absorption liquid with the exhaust gas to bring into contact.
In dem Fall der in dem Fahrzeug montierten Brennkraftmaschine ist das Abgasrohr für gewöhnlich unter einem Fahrzeugboden angeordnet. Falls versucht wird, die gesamte CO2-Beseitigungsvorrichtung an einem solchen Abgasrohr zu installieren, ist die Installation schwierig, da der Installationsraum begrenzt ist und ein Freiheitsgrad eines Montagelayouts unter dem Fahrzeugboden klein ist.In the case of the engine mounted in the vehicle, the exhaust pipe is usually located under a vehicle floor. If it is attempted to install the entire CO2 removing device on such an exhaust pipe, the installation is difficult because the installation space is limited and a degree of freedom of a mounting layout under the vehicle floor is small.
Diesbezüglich ist die CO2-Beseitigungsvorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung so konstruiert, dass der Abgaskontakthersteller an der Zirkulationsroute angeschlossen ist, durch welche die CO2-Absorptionsflüssigkeit mittels der Zirkulationspumpe zirkuliert wird. Daher kann beispielsweise durch Anschließen eines die CO2-Absorptionsflüssigkeit speichernden Tanks an der Zirkulationsroute eine Körperabmessung des an dem Abgasrohr vorgesehenen Abgaskontaktherstellers verkleinert werden. Daher kann die Installation des verkleinerten Abgaskontaktherstellers sowie das Anschließen des Abgaskontaktherstellers an dem Abgasrohr unter dem Fahrzeugboden, wo der Installationsraum begrenzt ist, einfach durchgeführt werden. Die Installation des Tanks und der Zirkulationspumpe ist nicht auf die Installation unter dem Fahrzeugboden zusammen mit dem Abgaskontakthersteller beschränkt. Der Freiheitsgrad des Installationslayouts des Tanks und der Zirkulationspumpe kann verbessert werden.In this regard, the CO2 removing apparatus according to the above-described aspect of the present invention is constructed so that the exhaust gas contact maker is connected to the circulation route through which the CO2 absorbing liquid is circulated by means of the circulation pump. Therefore, for example, by connecting a tank storing the CO2 absorption liquid to the circulation route, a body size of the exhaust gas contact maker provided on the exhaust pipe can be reduced. Therefore, the installation of the downsized exhaust gas contact maker as well as the connection of the exhaust gas contact maker to the exhaust pipe under the vehicle floor, where the installation space is limited, can be easily performed. The installation of the tank and the circulation pump is not limited to installation under the vehicle floor together with the exhaust contact manufacturer. The degree of freedom of the installation layout of the tank and the circulation pump can be improved.
Gemäß einem vierten beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat die CO2-Beseitigungsvorrichtung einen Zirkulationssteuerabschnitt zum Steuern eines Zirkulationszustands der CO2-Absorptionsflüssigkeit. Ein Bereich eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine, in welchem eine NOx-Abgabemenge in dem Abgas gleich oder größer als eine vorbestimmte Menge ist, ist als ein hoher NOx-Betriebsbereich definiert. Ein Bereich des Betriebszustands der Brennkraftmaschine, in welchem die NOx-Abgabemenge in dem Abgas kleiner als die vorbestimmte Menge ist, ist als ein niedriger NOx-Betriebsbereich definiert. Wenn sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine in dem niedrigen NOx-Betriebsbereich befindet, dann stoppt der Zirkulationssteuerabschnitt die Zirkulation der CO2-Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller oder verringert eine Zirkulationsströmungsrate der CO2-Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller verglichen mit dem Fall des hohen NOx-Betriebsbereichs.According to a fourth exemplary aspect of the present invention, the CO2 removing device has a circulation control section for controlling a circulation state of the CO2 absorbing liquid. A range of an operating state of the internal combustion engine in which a NOx discharge amount in the exhaust gas is equal to or greater than a predetermined amount is defined as a high NOx operating range. A range of the operating state of the internal combustion engine in which the NOx discharge amount in the exhaust gas is smaller than the predetermined amount is defined as a low NOx operating range. When the operating state of the internal combustion engine is in the low NOx operating range, the circulation control section stops the circulation of the CO2 absorbing liquid to the exhaust gas contact manufacturer or decreases a circulation flow rate of the CO2 absorbing liquid to the exhaust gas contact manufacturer as compared with the case of the high NOx operating range.
Eine NOx-Menge in dem Abgas ändert sich stark, wenn sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine, etwa eine Kraftmaschinendrehzahl oder eine Betriebslast, ändert. Es ist wichtig, eine ausreichende Menge von NOx mit der NOx-Beseitigungsvorrichtung während eines Betriebszustands (hoher NOx-Betrieb) zu absorbieren, indem eine große Menge von NOx abgegeben wird. Für diesen Zweck ist es wünschenswert, eine CO2-Beseitigungskapazität in der CO2-Beseitigungsvorrichtung während des hohen NOx-Betriebs zu erhöhen.An amount of NOx in the exhaust gas greatly changes as the operating state of the engine, such as an engine speed or an operating load, changes. It is important to absorb a sufficient amount of NOx with the NOx removing device during an operating state (high NOx operation) by discharging a large amount of NOx. For this purpose, it is desirable to increase CO2 removal capacity in the CO2 removal device during high NOx operation.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung unter Berücksichtigung dieser Tatsache wird die Zirkulation der CO2-Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller gestoppt oder die Zirkulationsströmungsrate wird während des niedrigen NOx-Betriebs verringert. Daher wird die Erhöhung eines Verhältnisses einer CO2-Absorptionsmenge (Absorptionsverhältnis) mit Bezug auf eine Menge der CO2-Absorptionsflüssigkeit in der gesamten Zirkulationsroute verhindert. Das heißt, während des niedrigen NOx-Betriebs kann das Absorptionsverhältnis in der CO2-Absorptionsflüssigkeit in der gesamten Zirkulationsroute in Vorbereitung für den hohen NOx-Betrieb an dem niedrigen Zustand beibehalten. Dementsprechend kann die CO2-Absorptionsmenge während des hohen NOx-Betriebs erhöht werden und im Übrigen kann eine ausreichende Menge von NOx während des hohen NOx-Betriebs durch die NOx-Beseitigungsvorrichtung absorbiert werden.According to the above-described aspect of the present invention, considering this fact, the circulation of the CO2 absorbing liquid to the exhaust gas contact maker is stopped or the circulation flow rate is lowered during the low NOx operation. Therefore, the increase of a ratio of a
Der vorstehend erwähnte Zirkulationssteuerabschnitt ist beispielsweise ein Abschnitt zum Steuern eines Betriebs einer in
Gemäß einem fünften beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat die CO2-Beseitigungsvorrichtung einen Abgaskontakthersteller, der an dem Abgasrohr angebracht ist, um die CO2-Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt zu bringen, einen Beipassdurchlass, der von dem Abgasrohr abzweigt, um das Abgas so zu führen, dass das Abgas den Abgaskontakthersteller umgeht, sowie ein Schaltventil zum Umschalten des Abgasstroms entweder zu dem Beipassdurchlass oder dem Abgaskontakthersteller. Ein Bereich eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine, in welchem eine NOx-Abgabemenge in dem Abgas gleich oder größer als eine vorbestimmte Menge ist, ist als ein hoher NOx-Betriebsbereich definiert. Ein Bereich des Betriebszustands der Brennkraftmaschine, in welchem die NOx-Abgabemenge in dem Abgas kleiner als die vorbestimmte Menge ist, ist als ein niedriger NOx-Betriebsbereich definiert. Die CO2-Beseitigungsvorrichtung steuert einen Betrieb des Schaltventils, um das Abgas durch den Abgaskontakthersteller zu führen, wenn sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine in dem hohen NOx-Betriebsbereich befindet. Die CO2-Beseitigungsvorrichtung steuert den Betrieb des Schaltventils, um das Abgas durch den Beipassdurchlass zu führen, wenn sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine in dem niedrigen NOx-Betriebsbereich befindet.According to a fifth exemplary aspect of the present invention, the CO2 removing device has an exhaust contact maker attached to the exhaust pipe to bring the CO2 absorbing liquid into contact with the exhaust gas, a bypass passage that branches off from the exhaust pipe so as to supply the exhaust gas cause the exhaust gas to bypass the exhaust contact manufacturer and a switching valve to switch exhaust flow to either the bypass passage or the exhaust contact manufacturer. A range of an operating state of the internal combustion engine in which a NOx discharge amount in the exhaust gas is equal to or greater than a predetermined amount is defined as a high NOx operating range. A range of the operating state of the internal combustion engine in which the NOx discharge amount in the exhaust gas is smaller than the predetermined amount is defined as a low NOx operating range. The CO2 removing device controls operation of the switching valve to guide the exhaust gas through the exhaust contact manufacturer when the operating state of the internal combustion engine is in the high NOx operating range. The CO2 removing device controls the operation of the switching valve to guide the exhaust gas through the bypass passage when the operating state of the internal combustion engine is in the low NOx operating range.
Wie dies vorstehend erwähnt ist, ist es während des hohen NOx-Betriebs wünschenswert, die CO2-Beseitigungskapazität in der CO2-Beseitigungsvorrichtung derart zu erhöhen, dass eine ausreichende Menge von NOx durch die NOx-Beseitigungsvorrichtung absorbiert wird. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird unter Berücksichtigung dieser Tatsache die Erhöhung des Absorptionsverhältnisses der CO2-Absorptionsflüssigkeit in der gesamten Zirkulationsroute verhindert, indem das Abgas während des niedrigen NOx-Betriebs durch den Beipassdurchlass geführt wird. Somit kann das Absorptionsverhältnis in der gesamten Zirkulationsroute in Vorbereitung des hohen NOx-Betriebs in dem niedrigen Zustand beibehalten werden. Da das Abgas während des hohen NOx-Betriebs durch den Abgaskontakthersteller geführt wird, kann die CO2-Absorptionsmenge während des hohen NOx-Betriebs erhöht werden. Im Übrigen kann eine ausreichende Menge von NOx während des hohen NOx-Betriebs durch die NOx-Beseitigungsvorrichtung absorbiert werden.As mentioned above, during the high NOx operation, it is desirable to increase the CO2 removing capacity in the CO2 removing device so that a sufficient amount of NOx is absorbed by the NOx removing device. According to the above-described aspect of the present invention, taking into account this fact, the increase of the absorption ratio of the CO2 absorbing liquid in the entire circulation route is prevented by guiding the exhaust gas through the bypass passage during the low NOx operation. Thus, the absorption ratio in the entire circulation route can be maintained in the low state in preparation for the high NOx operation. Since the exhaust gas is passed through the exhaust contact manufacturer during the high NOx operation, the amount of CO2 absorption can be increased during the high NOx operation. Incidentally, a sufficient amount of NOx may be absorbed by the NOx removing device during the high NOx operation.
Gemäß einem sechsten beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat die CO2-Beseitigungsvorrichtung einen an der Zirkulationsroute angeschlossenen Tank zum Speichern der CO2-Absorptionsflüssigkeit sowie einen Zirkulationssteuerabschnitt zum Steuern eines Zirkulationszustands der CO2-Absorptionsflüssigkeit. Der Zirkulationssteuerabschnitt gibt die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller ab und ersetzt die CO2-Absorptionsflüssigkeit mit der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Tank, wenn ein Absorptionsverhältnis des in der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller absorbierten CO2 gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert ist. Der Zirkulationssteuerabschnitt hält die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller, ohne die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller zu der Zirkulationsroute zu zirkulieren, wenn das Absorptionsverhältnis niedriger als der vorbestimmte Wert ist.According to a sixth exemplary aspect of the present invention, the CO2 removing device has a tank for storing the CO2 absorbing liquid connected to the circulation route, and a circulation control section for controlling a circulation state of the CO2 absorbing liquid. The circulation control section discharges the CO2 absorbing liquid in the exhaust gas contact maker and replaces the CO2 absorbing liquid with the CO2 absorbing liquid in the tank when an absorption ratio of the CO2 absorbed in the CO2 absorbing liquid in the exhaust gas contact maker is equal to or higher than a predetermined value. The circulation control section holds the CO2 absorbing liquid in the exhaust gas contact maker without circulating the CO2 absorbing liquid in the exhaust gas contact maker to the circulation route when the absorption ratio is lower than the predetermined value.
Kurz gesagt wird gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung die CO2-Absorptionsflüssigkeit intermittierend zirkuliert. Falls das Absorptionsverhältnis der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller gleich oder größer als der vorbestimmte Wert wird, dann wird die Steuerung zum Abgeben der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller und zum Austauschen der CO2-Absorptionsflüssigkeit mit der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Tank automatisch durchgeführt. Daher kann automatisch verhindert werden, dass die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller einen Absorptionssättigungszustand erreicht, in welchem die CO2-Absorptionsflüssigkeit das CO2 nicht absorbieren kann.In short, according to the above-described aspect of the present invention, the CO2 absorbing liquid is intermittently circulated. If the absorption ratio of the CO2 absorbing liquid in the exhaust gas contact maker becomes equal to or greater than the predetermined value, then the control for discharging the CO2 absorbing liquid in the exhaust gas contact maker and exchanging the CO2 absorbing liquid with the CO2 absorbing liquid in the tank is automatically performed. Therefore, the CO2 absorbing liquid in the exhaust gas contact maker can be automatically prevented from reaching an absorption saturation state in which the CO2 absorbing liquid can not absorb the CO2.
Gemäß einem siebten beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat die CO2-Beseitigungsvorrichtung einen Zirkulationsgeschwindigkeitssteuerabschnitt zum Steuern einer Zirkulationsgeschwindigkeit der CO2-Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller. Der Zirkulationsgeschwindigkeitssteuerabschnitt zirkuliert die CO2-Absorptionsflüssigkeit fortwährend zu dem Abgaskontakthersteller. Wenn ein Absorptionsverhältnis des in der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller absorbierten CO2 gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, dann erhöht der Zirkulationsgeschwindigkeitssteuerabschnitt die Zirkulationsgeschwindigkeit verglichen mit dem Fall, in dem das Absorptionsverhältnis niedriger als der vorbestimmte Wert ist.According to a seventh exemplary aspect of the present invention, the CO2 removing device has a circulation-speed control section for controlling a circulation rate of the CO2-absorbing liquid to the exhaust-gas contact manufacturer. The circulation speed control section continuously circulates the CO2 absorption liquid to the exhaust contact manufacturer. When an absorption ratio of the CO2 absorbed in the CO2 absorption liquid in the exhaust contact maker is equal to or greater than a predetermined value, the circulation-speed control section increases the circulation speed compared with the case where the absorption ratio is lower than the predetermined value.
Kurz gesagt wird gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung die CO2-Absorptionsflüssigkeit konstant bzw. fortwährend zirkuliert. Wenn das Absorptionsverhältnis der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller gleich oder größer als der vorbestimmte Wert wird, dann wird die Steuerung zum Erhöhen der Zirkulationsgeschwindigkeit automatisch durchgeführt. Daher kann automatisch verhindert werden, dass die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller den Absorptionssättigungszustand erreicht, in welchem die CO2-Absorptionsflüssigkeit kein CO2 absorbieren kann.In short, according to the above-described aspect of the present invention, the CO2 absorbing liquid is constantly circulated. When the absorption ratio of the CO2 absorption liquid in the exhaust gas contact manufacturer becomes equal to or greater than the predetermined value, then the control becomes Increasing the circulation speed automatically performed. Therefore, it can be automatically prevented that the CO2 absorption liquid in the exhaust gas contact manufacturer reaches the absorption saturation state in which the CO2 absorption liquid can not absorb CO2.
Gemäß einem achten beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat die CO2-Beseitigungsvorrichtung eine Zirkulationspumpe zum Zirkulieren der CO2-Absorptionsflüssigkeit durch eine Zirkulationsroute, einen an der Zirkulationsroute angeschlossenen Abgaskontakthersteller, um die CO2-Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt zu bringen, sowie einen an der Zirkulationsroute angeschlossenen Trennabscheider zum Abtrennen des CO2, welches in der CO2-Absorptionsflüssigkeit absorbiert wurde, von der CO2-Absorptionsflüssigkeit und zum Emittieren von CO2.According to an eighth exemplary aspect of the present invention, the CO2 removing device has a circulation pump for circulating the CO2 absorption liquid through a circulation route, an exhaust contact manufacturer connected to the circulation route to bring the CO2 absorption liquid into contact with the exhaust gas, and one at the circulation route connected separating separator for separating the CO2, which has been absorbed in the CO2 absorption liquid, from the CO2 absorption liquid and for emitting CO2.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann das in der CO2-Absorptionsflüssigkeit absorbierte CO2 von der CO2-Absorptionsflüssigkeit getrennt und emittiert werden. Daher kann das Absorptionsverhältnis der CO2-Absorptionsflüssigkeit in der gesamten Zirkulationsroute verringert werden. Daher kann vermieden werden, dass die CO2-Absorptionsflüssigkeit in der gesamten Zirkulationsroute den Absorptionssättigungszustand erreicht. Dementsprechend kann eine Arbeit zum Austauschen der CO2-Absorptionsflüssigkeit mit einer frischen CO2-Absorptionsflüssigkeit hinfällig gemacht werden und ein Austauschzyklus kann verlängert werden.According to the above-described aspect of the present invention, the CO2 absorbed in the CO2 absorbing liquid can be separated and emitted from the CO2 absorbing liquid. Therefore, the absorption ratio of the CO2 absorption liquid in the entire circulation route can be reduced. Therefore, it can be avoided that the CO2 absorption liquid reaches the absorption saturation state in the entire circulation route. Accordingly, work for exchanging the CO2 absorbing liquid with a fresh CO2 absorbing liquid can be canceled and a replacement cycle can be prolonged.
Gemäß einem neunten beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat die CO2-Beseitigungsvorrichtung einen Trennsteuerabschnitt zum Steuern der Trenngeschwindigkeit der durch den Trennabscheider durchgeführten Abtrennung. Ein Bereich eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine, in welchem eine NOx-Abgabemenge in dem Abgas gleich oder größer als eine vorbestimmte Menge ist, ist als ein hoher NOx-Betriebsbereich definiert. Ein Bereich des Betriebszustands der Brennkraftmaschine, in welchem die NOx-Abgabemenge in dem Abgas kleiner als die vorbestimmte Menge ist, ist als ein niedriger NOx-Betriebsbereich definiert. Wenn sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine verglichen mit dem Fall des hohen NOx-Betriebsbereichs in dem niedrigen NOx-Betriebsbereich befindet, dann führt der Trennsteuerabschnitt eine Steuerung zum Verringern der Trenngeschwindigkeit durch oder zum Stoppen des Trennbetriebs in dem Trennabscheider.According to a ninth exemplary aspect of the present invention, the CO2 removing device has a separation control section for controlling the separation speed of the separation performed by the separation separator. A range of an operating state of the internal combustion engine in which a NOx discharge amount in the exhaust gas is equal to or greater than a predetermined amount is defined as a high NOx operating range. A range of the operating state of the internal combustion engine in which the NOx discharge amount in the exhaust gas is smaller than the predetermined amount is defined as a low NOx operating range. When the operating state of the internal combustion engine is in the low NOx operating region as compared with the case of the high NOx operating region, the separation control section performs control for decreasing the separation speed or stopping the separation operation in the separation separator.
Wie dies vorstehend erwähnt ist, ist es wünschenswert, die CO2-Beseitigungskapazität in der CO2-Beseitigungsvorrichtung während des hohen NOx-Betriebs derart zu erhöhen, dass eine ausreichende Menge von NOx während des hohen NOx-Betriebs durch die NOx-Beseitigungsvorrichtung absorbiert werden kann. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird unter Berücksichtigung dieser Tatsache die Trenngeschwindigkeit in dem Trennabscheider reduziert oder der Trennbetrieb wird während des niedrigen NOx-Betriebs gestoppt. Somit kann die Zunahme des Absorptionsverhältnisses der CO2-Absorptionsflüssigkeit in der gesamten Zirkulationsroute verhindert werden. Das heißt, während des niedrigen NOx-Betriebs kann das Absorptionsverhältnis der CO2-Absorptionsflüssigkeit in der gesamten Zirkulationsroute in Vorbereitung auf den hohen NOx-Betrieb bei dem niedrigen Zustand beibehalten werden. Daher kann die CO2-Absorptionsmenge während des hohen NOx-Betriebs erhöht werden. Schließlich kann eine ausreichende Menge von NOx während des hohen NOx-Betriebs in der NOx-Beseitigungsvorrichtung absorbiert werden.As mentioned above, it is desirable to increase the CO2 removing capacity in the CO2 removing device during the high NOx operation so that a sufficient amount of NOx can be absorbed by the NOx removing device during the high NOx operation. According to the above-described aspect of the present invention, in consideration of this fact, the separation speed in the separation separator is reduced or the separation operation is stopped during the low NOx operation. Thus, the increase of the absorption ratio of the CO2 absorption liquid in the entire circulation route can be prevented. That is, during the low NOx operation, the absorption ratio of the CO2 absorption liquid in the entire circulation route can be maintained in preparation for the high NOx operation at the low state. Therefore, the amount of CO2 absorption can be increased during the high NOx operation. Finally, a sufficient amount of NOx can be absorbed during the high NOx operation in the NOx removal device.
Gemäß einem zehnten beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat die CO2-Beseitigungsvorrichtung einen Trennsteuerabschnitt zum Steuern der Trenngeschwindigkeit der durch den Trennabscheider durchgeführten Abtrennung. Wenn ein Absorptionsverhältnis des in der CO2-Absorptionsflüssigkeit absorbierten CO2 gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, dann führt der Trennsteuerabschnitt eine Steuerung zum Erhöhen der Trenngeschwindigkeit verglichen mit dem Fall durch, in dem das Absorptionsverhältnis kleiner als der vorbestimmte Wert ist.According to a tenth exemplary aspect of the present invention, the CO2 removing device has a separation control section for controlling the separation speed of the separation performed by the separation separator. If an absorption ratio of the CO2 absorbed in the CO2 absorption liquid is equal to or greater than a predetermined value, then the separation control section performs a control for increasing the separation speed as compared with the case where the absorption ratio is smaller than the predetermined value.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird die Trenngeschwindigkeit erhöht, falls das Absorptionsverhältnis der CO2-Absorptionsflüssigkeit gleich oder höher als der vorbestimmte Wert wird. Daher kann automatisch verhindert werden, dass die CO2-Absorptionsflüssigkeit den Absorptionssättigungszustand erreicht, in welchem die CO2-Absorptionsflüssigkeit das CO2 nicht absorbieren kann. Die Trenngeschwindigkeit wird verringert, wenn das Absorptionsverhältnis kleiner als der vorbestimmte Wert ist. Daher kann eine in dem Trennabscheider verbrauchte elektrische Antriebsleistung verringert werden. Daher kann in dem Fall, dass der Trennabscheider durch eine elektrische Leistung angetrieben ist, die durch eine Antriebskraft der Brennkraftmaschine erzeugt wird, eine Leistungserzeugungslast an der Brennkraftmaschine verringert werden. Ferner ist in dem Fall, in dem CO2 von der CO2-Absorptionsflüssigkeit durch Erwärmen der CO2-Absorptionsflüssigkeit abgetrennt wird, der vorstehend beschriebene Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung zudem hinsichtlich des folgenden Problems wirkungsvoll.According to the above-described aspect of the present invention, if the absorption ratio of the CO2 absorbing liquid becomes equal to or higher than the predetermined value, the separation speed is increased. Therefore, the CO2 absorbing liquid can be automatically prevented from reaching the absorption saturation state in which the CO2 absorbing liquid can not absorb the CO2. The separation speed is reduced when the absorption ratio is smaller than the predetermined value. Therefore, an electric drive power consumed in the separator can be reduced. Therefore, in the case that the separation separator is driven by electric power generated by a driving force of the internal combustion engine, a power generation load on the internal combustion engine can be reduced. Further, in the case where CO2 is separated from the CO2 absorbing liquid by heating the CO2 absorbing liquid, the above-described aspect of the present invention is also effective in the following problem.
Das heißt, in Abhängigkeit der Art der CO2-Absorptionsflüssigkeit nimmt die absorbierbare Menge von CO2 mit zunehmender Temperatur ab. Falls die Temperatur zu einer hohen Temperatur wird, tritt ein Problem auf, dass die CO2-Absorptionsflüssigkeit verdampft und unfähig wird, die CO2-Absorptionskapazität vollständig auszuschöpfen. Daher wird in dem Fall, in dem CO2 durch Erwärmen der CO2-Absorptionsflüssigkeit abgetrennt wird, die Temperatur der CO2-Absorptionsflüssigkeit infolge der Erwärmung zum Abtrennen zu einer hohen Temperatur, wodurch das vorstehend erwähnte Problem auftreten kann.That is, depending on the type of CO2 absorption fluid, the absorbable decreases Amount of CO2 decreases with increasing temperature. If the temperature becomes too high, there is a problem that the CO2 absorbing liquid evaporates and becomes unable to fully utilize the CO2 absorbing capacity. Therefore, in the case where CO2 is separated by heating the CO2 absorbing liquid, the temperature of the CO2 absorbing liquid due to the heating for separating becomes high temperature, whereby the above-mentioned problem may occur.
Bezüglich dieses Problems wird gemäß dem vorstehen beschriebenen Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung die Abtrenngeschwindigkeit erhöht, wenn das Absorptionsverhältnis gleich oder höher als der vorbestimmte Wert ist. Die Abtrenngeschwindigkeit wird verringert, wenn das Absorptionsverhältnis kleiner als der vorbestimmte Wert ist. Daher kann die Temperaturzunahme der CO2-Absorptionsflüssigkeit verhindert werden, wenn das Absorptionsverhältnis niedrig ist und die Notwendigkeit zum Abtrennen gering ist. Daher kann das vorstehend erwähnte Problem verhindert werden, das dadurch verursacht wird, dass die Temperatur der CO2-Absorptionsflüssigkeit zu der hohen Temperatur wird.Regarding this problem, according to the above-described aspect of the present invention, the separation speed is increased when the absorption ratio is equal to or higher than the predetermined value. The separation speed is reduced when the absorption ratio is smaller than the predetermined value. Therefore, the temperature increase of the CO2 absorption liquid can be prevented when the absorption ratio is low and the necessity for separation is low. Therefore, the above-mentioned problem caused by the temperature of the CO2 absorbing liquid becoming the high temperature can be prevented.
Gemäß einem elften beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung trennt der Trennabscheider CO2 von der CO2-Absorptionsflüssigkeit durch Erwärmen der CO2-Absorptionsflüssigkeit. Wenn eine Temperatur der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Trennabscheider höher als die obere Grenztemperatur ist, dann verringert der Trennabscheider einen Erwärmungsgrad der durch den Trennabscheider durchgeführten Erwärmung verglichen mit dem Fall, in dem die Temperatur niedriger als die obere Grenztemperatur ist.According to an eleventh exemplary aspect of the present invention, the separation separator separates CO2 from the CO2 absorption liquid by heating the CO2 absorption liquid. When a temperature of the CO2 absorption liquid in the separation separator is higher than the upper limit temperature, the separation separator reduces a heating degree of heating performed by the separation separator as compared with the case where the temperature is lower than the upper limit temperature.
Dementsprechend kann verhindert werden, dass die Temperatur zu einem Ausmaß ansteigt, dass die CO2-Absorptionsflüssigkeit verdampft. Außerdem kann ein signifikantes Absenken der CO2-Absorptionskapazität infolge der Verdampfung vermieden werden.Accordingly, the temperature can be prevented from rising to an extent that the CO2 absorption liquid evaporates. In addition, a significant lowering of the CO2 absorption capacity due to evaporation can be avoided.
Gemäß einem zwölften beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat das NOx-Beseitigungssystem ferner eine Wärmerückgewinnungsvorrichtung, die an dem Abgasrohr zum Rückgewinnen von Wärme des Abgases angebracht ist. Der Trennabscheider erwärmt die CO2-Absorptionsflüssigkeit unter Verwendung der durch die Wärmerückgewinnungsvorrichtung zurückgewonnenen Wärme.According to a twelfth exemplary aspect of the present invention, the NOx removal system further has a heat recovery device attached to the exhaust pipe for recovering heat of the exhaust gas. The separator heats the CO2 absorption liquid using the heat recovered by the heat recovery device.
Somit wird die CO2-Absorptionsflüssigkeit unter Verwendung der Wärme des Abgases erwärmt. Daher kann die durch das NOx-Beseitigungssystem verbrauchte elektrische Leistung verglichen mit dem Fall verringert werden, in dem eine Wärmequelle, etwa eine elektrische Heizeinrichtung zum Durchführen des Aufwärmvorgangs vorgesehen ist.Thus, the CO2 absorption liquid is heated using the heat of the exhaust gas. Therefore, the electric power consumed by the NOx removing system can be reduced as compared with the case where a heat source such as an electric heater for performing the warm-up operation is provided.
Gemäß einem dreizehnten beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat die Brennkraftmaschine einen Filter (DPF-Vorrichtung) zum Sammeln von Partikelstoffen (PM) in dem Abgas sowie einen Regenerationsvorgangsteuerungsabschnitt zum Durchführen eines Regenerationsvorgangs zum Erhöhen der Abgastemperatur zum Beseitigen der gesammelten Partikelstoffe von dem Filter. Das NOx-Beseitigungssystem ist so konfiguriert, dass es einen Betrieb der Zirkulationspumpe steuert, um die CO2-Absorptionsflüssigkeit zu einem Zeitpunkt in den Trennabscheider strömen zu lassen, zu dem die Regenerationsverarbeitung durchgeführt wird.According to a thirteenth exemplary aspect of the present invention, the internal combustion engine has a filter (DPF device) for collecting particulate matter (PM) in the exhaust gas, and a regeneration operation control section for performing a regeneration operation for increasing the exhaust gas temperature for removing the collected particulate matter from the filter. The NOx removal system is configured to control an operation of the circulation pump to flow the CO2 absorption liquid into the separation separator at a time when the regeneration processing is performed.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Regenerationsverarbeitung durchgeführt wird, ist die Wärmemenge, die durch die Wärmerückgewinnungsvorrichtung rückgewonnen werden kann, groß, und die Abtrennfähigkeit des Trennabscheiders ist hoch. Daher kann gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, der die CO2-Absorptionsflüssigkeit zu diesem Zeitpunkt in den Trennabscheider strömen lässt, die Wärme des Abgases effektiv genutzt werden, und CO2 kann von der in den Trennabscheider geschickten CO2-Absorptionsflüssigkeit getrennt und innerhalb einer kurzen Zeitspanne emittiert werden.At the time when the regeneration processing is performed, the amount of heat that can be recovered by the heat recovery device is large, and the separability of the separation separator is high. Therefore, according to the above-described aspect of the present invention, which allows the CO2 absorption liquid to flow into the separation separator at this time, the heat of the exhaust gas can be effectively utilized, and CO2 can be separated from the CO2 absorption liquid sent into the separation separator and within a short time Period of time to be emitted.
Gemäß einem vierzehnten beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat das NOx-Beseitigungssystem ferner einen Oxidationsabschnitt zum Oxidieren von NO in dem Abgas in NO2. Der Oxidationsabschnitt ist an dem Abgasrohr stromaufwärts der NOx-Beseitigungsvorrichtung und stromabwärts der CO2-Beseitigungsvorrichtung vorgesehen.According to a fourteenth exemplary aspect of the present invention, the NOx removal system further has an oxidation section for oxidizing NO in the exhaust gas in
Eine Rate der NOx-Absorptionsmenge in der NOx-Absorptionsflüssigkeit mit Bezug auf eine Menge von NOx in dem Abgas, die nicht absorbiert wird sondern durch die NOx-Beseitigungsvorrichtung hindurch rutscht, kann als eine Absorptionsrate definiert werden. In diesem Fall kann die Absorptionsrate von NO2 in Abhängigkeit der Art der NOx-Absorptionsflüssigkeit höher als die Absorptionsrate von NO sein. Daher kann gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, gemäß dem der Oxidationsabschnitt stromaufwärts der NOx-Beseitigungsvorrichtung angeordnet ist, die Absorptionsrate des NOx durch die NOx-Beseitigungsvorrichtung verbessert werden.A rate of the NOx absorption amount in the NOx absorption liquid with respect to an amount of NOx in the exhaust gas that is not absorbed but slips through the NOx removal device may be defined as an absorption rate. In this case, the absorption rate of NO 2 may be higher than the absorption rate of NO depending on the type of the NO x absorption liquid. Therefore, according to the above-described aspect of the present invention, according to which the oxidation section is located upstream of the NOx removing device, the absorption rate of NOx by the NOx removing device can be improved.
Fall jedoch NO in NO2 stromaufwärts der NO2-Beseitigungsvorrichtung oxidiert wird, gibt es Bedenken, dass eine Menge des durch die CO2-Absorptionsflüssigkeit absorbierten NO2 in Abhängigkeit der Art der CO2-Absorptionsflüssigkeit zunehmen kann. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist unter Berücksichtigung dieser Tatsache der Oxidationsabschnitt stromaufwärts der NOx-Beseitigungsvorrichtung und stromabwärts der CO2-Beseitigungsvorrichtung angeordnet. Daher können die vorgenannten Bedenken beseitigt werden.However, if NO is oxidized in NO2 upstream of the NO2 removal device, there is concern that an amount of CO2 released by the CO2 Absorption fluid absorbed NO2 may increase depending on the type of CO2 absorption fluid. According to the above-described aspect of the present invention, considering this fact, the oxidizing section is located upstream of the NOx removing device and downstream of the CO2 removing device. Therefore, the above concerns can be eliminated.
Ein Oxidationskatalysator, ein Ozongenerator oder dergleichen können beispielsweise als der Oxidationsabschnitt verwendet werden. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist der Oxidationsabschnitt an einer von einer Brennkammer entfernten Stelle in dem Abgasrohr angeordnet. Daher gibt es in dem Fall, in dem der Oxidationskatalysator verwendet wird, Bedenken, dass der Oxidationskatalysator nicht ausreichend erwärmt werden kann, wenn der Oxidationskatalysator durch Erwärmen des Oxidationskatalysators mit dem Abgas aktiviert wird. In diesem Fall ist es wünschenswert, einen Erwärmungsabschnitt, etwa einen Brenner oder eine elektrische Heizeinrichtung an dem Oxidationskatalysator vorzusehen.For example, an oxidation catalyst, an ozone generator or the like may be used as the oxidation section. According to the above-described aspect of the present invention, the oxidizing portion is disposed at a location remote from a combustion chamber in the exhaust pipe. Therefore, in the case where the oxidation catalyst is used, there is a concern that the oxidation catalyst can not be sufficiently heated when the oxidation catalyst is activated by heating the oxidation catalyst with the exhaust gas. In this case, it is desirable to provide a heating section such as a burner or an electric heater to the oxidation catalyst.
Gemäß einem fünfzehnten beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat die CO2-Beseitigungsvorrichtung eine Kühleinrichtung zum Kühlen der CO2-Absorptionsflüssigkeit.According to a fifteenth exemplary aspect of the present invention, the CO2 removing device has a cooling device for cooling the CO2 absorbing liquid.
Mit dieser Konstruktion kann ein Problem gelöst werden, gemäß dem die CO2-Absorptionskapazität gesenkt wird oder die CO2-Absorptionsflüssigkeit verdampft, was dann auftreten kann, wenn die Temperatur der CO2-Absorptionsflüssigkeit zu der hohen Temperatur wird. Insbesondere dann, wenn der Trennabscheider vorgesehen ist, der das CO2 von der CO2-Absorptionsflüssigkeit durch Erwärmen der CO2-Absorptionsflüssigkeit trennt, ist der vorstehend beschriebene Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wirkungsvoll, gemäß dem die CO2-Absorptionsflüssigkeit durch die Kühleinrichtung gekühlt wird.With this construction, a problem can be solved according to which the CO2 absorption capacity is lowered or the CO2 absorption liquid evaporates, which may occur when the temperature of the CO2 absorption liquid becomes the high temperature. In particular, when the separation separator is provided which separates the CO2 from the CO2 absorption liquid by heating the CO2 absorption liquid, the above-described aspect of the present invention is effective, according to which the CO2 absorption liquid is cooled by the cooling means.
Gemäß einem sechzehnten beispielhaften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die CO2-Absorptionsflüssigkeit eine Lösung, die erhalten wird, indem ein Gelöststoff, der mit dem Gelöststoff in Kontakt kommendes CO2 absorbiert, in einem Lösungsmittel gelöst wird. Die CO2-Beseitigungsvorrichtung hat einen Konzentrationssteuerungsabschnitt zum Steuern einer Gelöststoffkonzentration der CO2-Absorptionsflüssigkeit.According to a sixteenth exemplary aspect of the present invention, the CO2 absorption liquid is a solution obtained by dissolving a solute which absorbs CO2 in contact with the solute in a solvent. The CO2 removing device has a concentration control section for controlling a concentration of the dissolved CO2 of the absorbing liquid.
Es gibt einen Fall, in dem die Gelöststoffkonzentration der CO2-Absorptionsflüssigkeit wegen des Verdampfens eines Lösungsmittels (bspw. Wasser) zunimmt. Es gibt zudem einen Fall, in dem sich eine Wasserkomponente in dem Abgas in die CO2-Absorptionsflüssigkeit mischt, so dass die Gelöststoffkonzentration sinkt. Hinsichtlich dieser Fälle kann gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung die Steuerung zum in Einklang bringen der Gelöststoffkonzentration mit der optimalen Konzentration automatisch durchgeführt werden. Daher kann das Absenken der Absorptionskapazität der CO2-Absorptionsflüssigkeit infolge der Konzentrationsänderung verhindert werden.There is a case where the solute concentration of the CO2 absorbing liquid increases because of evaporation of a solvent (for example, water). There is also a case where a water component in the exhaust gas mixes with the CO2 absorption liquid, so that the solute concentration decreases. Regarding these cases, according to the above-described aspect of the present invention, the control for matching the solute concentration with the optimum concentration can be automatically performed. Therefore, the lowering of the absorption capacity of the CO2 absorption liquid due to the concentration change can be prevented.
Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen sind ebenso wie Betriebsverfahren und Funktionen der zugehörigen Teile aus einem Studium der folgenden ausführlichen Beschreibung, der beiliegenden Ansprüche und der Zeichnungen ersichtlich, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden.Features and advantages of embodiments as well as operating methods and functions of the related parts will become apparent from a study of the following detailed description, the appended claims and the drawings, all of which form a part of this application.
In den Zeichnungen ist:In the drawings:
Im weiteren Verlauf werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung der jeweiligen Ausführungsbeispiele werden in den Zeichnungen für identische oder äquivalente Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Eine Brennkraftmaschine, auf welche die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß jedem Ausführungsbeispiel angewendet wird, ist in einem Fahrzeug montiert und funktioniert als eine Antriebsquelle zum Fahren. Als die Brennkraftmaschine wird eine Dieselkraftmaschine mit Kompressionszündung unterstellt.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the respective embodiments, the same reference numerals are used in the drawings for identical or equivalent parts. An internal combustion engine to which the exhaust gas purification device according to each embodiment is applied is mounted in a vehicle and functions as a driving source for driving. As the internal combustion engine, a compression-ignition diesel engine is assumed.
(Erstes Ausführungsbeispiel)(First embodiment)
Ein Filter
(CO2-Beseitigungsvorrichtung
Die CO2-Beseitigungsvorrichtung
Die CO2-Absorptionsflüssigkeit ist eine Flüssigkeit, die CO2 durch Kontakt mit dem CO2 in dem Abgas absorbiert. Beispielsweise kann als die CO2-Absorptionsflüssigkeit eine in
Der Abgaskontakthersteller
An dem Einströmloch und an dem Ausströmloch des Gehäuses
Das Einströmloch ist in einem oberen Teil des Gehäuses
Der Trennabscheider
Die ECU
Es gibt eine Grenze für das durch eine Einheitsmenge der CO2-Absorptionsflüssigkeit absorbierbares CO2. Im weiteren Verlauf wird ein Zustand der CO2-Absorptionsflüssigkeit, in dem die Grenzmenge des CO2 absorbiert wurde, als ein Absorptionssättigungszustand bezeichnet. Ein Verhältnis der CO2-Absorptionsmenge zu einer CO2-Menge (maximale Absorptionsmenge), die in einem Zustand, in dem die CO2-Absorptionsmenge null beträgt, durch die CO2-Absorptionsflüssigkeit absorbiert werden kann, wird im weiteren Verlauf als ein Absorptionsverhältnis bezeichnet. Das Absorptionsverhältnis in dem Absorptionssättigungszustand beträgt 100%. Falls der Trennabscheider
Die ECU
(NOx-Beseitigungsvorrichtung
Als nächstes wird eine Konstruktion der NOx-Beseitigungsvorrichtung
Eine Innenseite des Tanks
Der Abgaskontakthersteller
Die NOx-Absorptionsflüssigkeit ist eine Flüssigkeit, die NOx durch Kontakt mit dem NOx in dem Abgas absorbiert. Beispielsweise kann als die NOx-Absorptionsflüssigkeit die in
Der Abgaskontakthersteller
Ein Einströmventil
Das Einströmloch ist in einem oberen Teil des Gehäuses
Es gibt eine Grenze für die durch eine Einheitsmenge der NOx-Absorptionsflüssigkeit absorbierbaren Menge von NOx. Im weiteren Verlauf wird ein Zustand der NOx-Absorptionsflüssigkeit, die die Grenzmenge des NOx absorbiert hat, als ein Absorptionssättigungszustand bezeichnet. Ein Verhältnis aus der NOx-Absorptionsmenge zu einer NOx-Menge (maximale Absorptionsmenge), die durch die NOx-Absorptionsflüssigkeit in einem Zustand absorbiert werden kann, in dem die NOx-Absorptionsmenge null beträgt, wird als ein Absorptionsverhältnis bezeichnet. Das Absorptionsverhältnis in dem Absorptionssättigungszustand beträgt 100%. Das Absorptionsverhältnis der in dem Zuführtankbereich
Das Absorptionsverhältnis der NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Zuführtankabschnitt
Die ECU
Die NOx-Beseitigungsvorrichtung
In der Austauschsteuerung wird zunächst der Ventilöffnungsbetrieb des Ausströmventils
(Zirkulationssteuerung der CO2-Absorptionsflüssigkeit)(Circulation control of the CO2 absorption liquid)
Als nächstes wird ein Ablauf der Trenngeschwindigkeitssteuerung in dem Trennabscheider
Zuerst wird in Schritt S10 (S bedeutet „Schritt”) von
In Schritt S11 (Zirkulationssteuerabschnitt) wird der Betrieb der Zirkulationspumpe
Im folgenden Schritt S13 wird bestimmt, ob nach dem Start des Betriebs der Zirkulationspumpe
Falls der Ventilöffnungsbetrieb lediglich des Ausströmventils
Im folgenden Schritt S15 wird bestimmt, ob CO2 ausreichend und zu einem Ausmaß getrennt und emittiert wurde, dass das Absorptionsverhältnis der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Trennabscheider
Das vorstehend beschriebene vorliegende Ausführungsbeispiel bringt die folgenden Wirkungen hervor.
- (1)
Der Abgaskontakthersteller 22 der CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 ist stromaufwärts des Abgaskontaktherstellers32 der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 andem Abgasrohr 11 vorgesehen. Daher kann das Abgas, dessen CO2-Konzentration durch die CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 gesenkt wurde, zu der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 geschickt werden. Dementsprechend kann die Menge des durch die NOx-Absorptionsflüssigkeit absorbierten CO2 reduziert werden. Im Übrigen kann eine ausreichende Menge von NOx in die NOx-Absorptionsflüssigkeit absorbiert werden. - (2) Das NOx-Beseitigungssystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel absorbiert NOx und CO2, indem die NOx-Absorptionsflüssigkeit und die CO2-Absorptionsflüssigkeit jeweils mit dem Abgas in Kontakt gebracht werden. Daher können die Beseitigungsfunktionen der CO2-
Beseitigungsvorrichtung 20 und der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 sogar bei der normalen Temperatur ausgeübt werden. Daher kann das NOx in dem Abgas selbst beim Kaltstart der Brennkraftmaschine10 unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine10 beseitigt werden. - (3) In der CO2-
Beseitigungsvorrichtung 20 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der andem Abgasrohr 11 angebrachte Abgaskontakthersteller 22 und derTank 21 als getrennte Körper konstruiert und zwischen ihnen wird die Zirkulation durchgeführt. Falls das Volumen des Abgaskontaktherstellers22 mit dem Tank 21 abgeglichen wird und dieHeizeinrichtung 24b andem Abgaskontakthersteller 22 vorgesehen ist, können der Trennabscheider24 und derTank 21 inden Abgaskontakthersteller 22 integriert werden und die Zirkulation kann hinfällig gemacht werden. Falls jedoch die Integration auf diese Weise durchgeführt wird, nimmt eine Körperabmessung des Abgaskontaktherstellers22 zu und es wird ziemlich schwierig,den Abgaskontakthersteller 22 unter dem Fahrzeugboden zu installieren.
- (1) The
exhaust contact manufacturer 22 theCO2 removal device 20 is upstream of theexhaust contact manufacturer 32 theNOx removal device 30 on theexhaust pipe 11 intended. Therefore, the exhaust gas, its CO2 concentration through theCO2 removal device 20 was lowered to theNOx removal device 30 sent. Accordingly, the amount of CO2 absorbed by the NOx absorbing liquid can be reduced. Incidentally, a sufficient amount of NOx can be absorbed into the NOx absorbing liquid. - (2) The NOx removing system according to the present embodiment absorbs NOx and CO2 by contacting the NOx absorbing liquid and the CO2 absorbing liquid, respectively, with the exhaust gas. Therefore, the removal functions of the
CO2 removal device 20 and theNOx removing device 30 even at the normal temperature. Therefore, the NOx in the exhaust gas even at the cold start of theinternal combustion engine 10 immediately after the start of theinternal combustion engine 10 be eliminated. - (3) In the
CO2 removal device 20 according to the present embodiment, the at theexhaust pipe 11 attached exhaustgas contact manufacturers 22 and thetank 21 constructed as separate bodies and between them the circulation is carried out. If the volume of theexhaust contact manufacturer 22 with thetank 21 is adjusted and theheater 24b at theexhaust contact manufacturer 22 is provided, the separatingseparator 24 and thetank 21 into theexhaust contact manufacturer 22 be integrated and the circulation can be made obsolete. However, if the integration is performed in this way, a body dimension of the exhaust contact manufacturer increases22 too and it becomes quite difficult, theexhaust contact manufacturer 22 to install under the vehicle floor.
Im Gegensatz dazu sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abgaskontakthersteller
Wie dies vorstehend erwähnt ist, sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abgaskontakthersteller
- (4) Falls das Absorptionsverhältnis der CO2-Absortionsflüssigkeit in
dem Abgaskontakthersteller 22 gleich oder größer als der vorbestimmte Wert wird, dann wird die Steuerung zum Abgeben der CO2-Absorptionsflüssigkeit indem Abgaskontakthersteller 22 und zum Austauschen der CO2-Absorptionsflüssigkeit mit der CO2-Absorptionsflüssigkeit indem Tank 21 automatisch durchgeführt. Daher kann automatisch verhindert werden, dass die CO2-Absorptionsflüssigkeit indem Abgaskontakthersteller 22 den Absorptionssättigungszustand erreicht, in welchem die CO2-Absorptionsflüssigkeit das CO2 nicht absorbieren kann.
- (4) If the absorption ratio of the CO2 absorption liquid in the
exhaust contact manufacturer 22 becomes equal to or greater than the predetermined value, then the control for discharging the CO2 absorption liquid in theExhaust Us Manufacturers 22 and for exchanging the CO2 absorption liquid with the CO2 absorption liquid in thetank 21 automatically performed. Therefore, it can be automatically prevented that the CO2 absorption liquid in theexhaust contact manufacturer 22 reached the absorption saturation state, in which the CO2 absorption liquid can not absorb the CO2.
Wenn bestimmt wird, ob die Steuerung (Austauschsteuerung) zum Austauschen der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller
- (5) Wenn NOx in dem Abgas
durch den Abgaskontakthersteller 32 absorbiert wird, dann wird die Absorptionsrate von NO2 verglichen mit NO erhöht werden. Daher ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der DO12, der NO in NO2 oxidiert, stromaufwärts des Abgaskontaktherstellers32 angeordnet, so dass die Absorptionsrate des NOx indem Abgaskontakthersteller 32 verbessert werden kann.Der Dieselpartikelfilter 13 ist stromaufwärts desAbgaskontaktherstellers 22 ,32 angeordnet. Daher kann verhindert werden, dass die Partikelstoffe in dem Abgas an denInnenseiten der Abgaskontakthersteller 22 ,32 anhaften und ein Verstopfen hervorrufen.
- (5) When NOx in the exhaust gas by the
exhaust contact manufacturer 32 is absorbed, then the absorption rate of NO2 will be increased compared to NO. Therefore, in the present embodiment, theDO 12 that oxidizes NO into NO 2 is upstream of theexhaust port manufacturer 32 arranged so that the absorption rate of NOx in theexhaust contact manufacturer 32 can be improved. Thediesel particulate filter 13 is upstream of theexhaust contact manufacturer 22 .32 arranged. Therefore, it can be prevented that the particulate matter in the exhaust gas on the inner sides of theexhaust contact manufacturer 22 .32 attach and cause clogging.
(Zweites Ausführungsbeispiel)Second Embodiment
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. In dem in
Die Wärmerückgewinnungsvorrichtung
Eine durch die ECU
Die Kühleinrichtung
Die Menge des durch die CO2-Absorptionsflüssigkeit absorbierbaren CO2 nimmt mit zunehmender Temperatur ab. Wenn die Temperatur über eine vorbestimmte Temperatur ansteigt, dann nimmt genauer gesagt die absorbierbare Menge von CO2 schnell ab. Daher wird die durch den Trennabscheider
Die Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung
Kurz gesagt wird die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgas durch Laden der CO2-Absorptionsflüssigkeit mit der hohen Spannung und durch Ablagern der CO2-Absorptionsflüssigkeit an der elektrischen Zelle
Die Lösung, etwa die ionische Lösung oder die Alkalilösung, die durch Auflösen eines Gelöststoffs (bspw. Ion oder Alkali) in einem Lösungsmittel (bspw. Wasser) herstellt wird, wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als die CO2-Absorptionsflüssigkeit verwendet. In diesem Fall ist das Beibehalten der Lösungskonzentration bei einer vorbestimmten Konzentration wichtig, um eine vorbestimmte CO2-Absorptionsfunktion auszuüben. Jedoch nimmt die Konzentration zu, falls das Lösungsmittel verdampft, oder die Konzentration nimmt ab, falls sich die Wasserkomponente in dem Abgas in die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller
Daher werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Gelöststoff, etwa das Ion oder das Alkali, und das Lösungsmittel, etwa das Wasser, in dem Lösungstank
In einer Verbindung zwischen dem Lösungstank
Die NOx-Beseitigungsvorrichtung
Die NOx-Beseitigungsvorrichtung
Ein Grad der Verringerung der Konzentration infolge des Mischens der Wasserkomponente in dem Abgas ist niedriger als ein Grad der Erhöhung der Konzentration infolge des Verdampfens des Lösungsmittels. Daher kann auf das Speichern und Nachfüllen der Lösung unter Verwendung der Lösungstanks
Zuerst wird in Schritt S20 (Konzentrationssteuerabschnitt) von
Zuerst wird in Schritt S30 von
Falls bestimmt wird, dass die Regenerationsverarbeitung des DPF
Im folgenden Schritt S33 wird bestimmt, ob das abgetrennte CO2 vollständig emittiert wurde. Genauer gesagt wird bestimmt, dass die Emission vollendet ist, wenn nach dem Öffnen des Abscheiderlochs
Falls bestimmt wird, dass die Emission vollendet ist, schreitet der Ablauf zum folgenden Schritt S34 vor. In Schritt S34 wird der Betrieb der Zirkulationspumpe
Im folgenden Schritt S35 wird bestimmt, ob eine Menge der Flüssigkeit von dem Tank
Das vorstehend erläuterte vorliegende Ausführungsbeispiel bringt die folgenden Wirkungen (5) bis (9) zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Wirkungen (1) bis (4) mit sich.
- (5)
Die Wärmerückgewinnungsvorrichtung 24d ist vorgesehen, um die Wärme des Abgases zurückzugewinnen und die Flüssigkeit indem Trennabscheider 24 zu erwärmen. Daher kann die in1 gezeigte Heizeinrichtung 24b ausgelassen werden und der Energieverbrauch kann gesenkt werden. - (6)
Die Pumpe 24f wird angetrieben, um die Wärmerückgewinnung zu dem Zeitpunkt durchzuführen, zu dem die Regenerationsverarbeitung des Dieselpartikelfilters13 durchgeführt wird. Daher kann eine ausreichende Wärmemenge zum Erwärmen und Trennen der Flüssigkeit sichergestellt werden. - (7)
Die Kühleinrichtung 26 ist vorgesehen, um die Flüssigkeit zu kühlen, deren Temperatur mit dem Erwärmen und dem Trennen zugenommen hat. Daher kann die CO2-Absorptionskapazität der CO2-Absorptionsflüssigkeit, deren CO2-Absorptionskapazität mit dem Ansteigen der Temperatur abgenommen hat, wiederhergestellt werden. - (8) Da die
Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtungen 27 ,37 vorgesehen sind, kann eine Emission eines Teils der Absorptionsflüssigkeiten, dieaus den Abgaskontaktherstellern 22 ,32 zum Inneren des Abgasrohrs11 ausgeströmt sind, zusammen mit dem Abgas verhindert werden. Außerdem werden die Absorptionsflüssigkeiten zuden Zirkulationsrohren 25 ,35 zurückgeführt, nachdem CO2 und NOx von den zurückgewonnenen Absorptionsflüssigkeiten abgetrennt wurden und die Absorptionsverhältnisse verringert wurden. Daher kann die Erhöhung der Absorptionsverhältnisse der Absorptionsflüssigkeiten inden Zirkulationsrohren 25 ,35 verhindert werden. - (9)
Die Lösungstanks 28 ,38 und dieKonzentrationssensoren 28a ,38a sind vorgesehen, um die Konzentrationen der Absorptionsflüssigkeiten bei den vorbestimmten Konzentrationen beizubehalten. Daher kann ein Absenken der Absorptionskapazität infolge der Konzentrationsänderung vermieden werden.
- (5) The
heat recovery device 24d is provided to recover the heat of the exhaust gas and the liquid in theseparator 24 to warm up. Therefore, the in1 shownheater 24b be omitted and the energy consumption can be lowered. - (6) The
pump 24f is driven to perform the heat recovery at the time when the regeneration processing of thediesel particulate filter 13 is carried out. Therefore, a sufficient amount of heat for heating and separating the liquid can be ensured. - (7) The
cooling device 26 is intended to cool the liquid whose temperature has increased with heating and separating. Therefore, the CO2 absorption capacity of the CO2 absorption liquid whose CO2 absorption capacity has decreased with the increase of the temperature can be restored. - (8) Since the
liquid recovery devices 27 .37 may be provided, an emission of a portion of the absorption liquids from the exhaust contact manufacturers22 .32 to the interior of theexhaust pipe 11 have flowed out, be prevented together with the exhaust. In addition, the absorption liquids become thecirculation pipes 25 .35 recycled after CO2 and NOx were separated from the recovered absorption liquids and the absorption ratios were reduced. Therefore, the increase of the absorption ratios of the absorbing liquids in the circulation pipes can be increased25 .35 be prevented. - (9) The
solution tanks 28 .38 and theconcentration sensors 28a .38a are intended to maintain the concentrations of the absorption liquids at the predetermined concentrations. Therefore, a lowering of the absorption capacity due to the concentration change can be avoided.
(Drittes Ausführungsbeispiel)(Third Embodiment)
Als nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem in
Das Beipassrohr
Wenn das Beipassrohr
Wie dies in Abschnitten (a) und (b) von
Die ECU
Zuerst wird in Schritt S40 von
Wenn bestimmt wird, dass sich der Kraftmaschinenbetriebszustand in dem niedrigen NOx-Betriebsbereich (S40: JA) befindet, dann wird der Ventilöffnungsbetrieb des Beipassventils
Falls bestimmt wird, dass sich die Kraftmaschinenlast und die Drehzahl NE in einem hohen NOx-Betriebsbereich befinden, der sich von dem niedrigen NOx-Betriebsbereich in dem Kennfeld unterscheidet (S40: NEIN), wird der Betrieb der Heizeinrichtung
Das vorstehend erläuterte vorliegende Ausführungsbeispiel bringt die folgenden Wirkungen (10) und (11) zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Wirkungen (1) bis (4) mit sich.
- (10) Um eine ausreichende Menge von NOx mit der NOx-
Beseitigungsvorrichtung 30 während des hohen NOx-Betriebs zu absorbieren, ist es wünschenswert, die CO2-Beseitigungskapazität in der CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 im Vorfeld zu erhöhen. Daher wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Abgas während des niedrigen NOx-Betriebsdurch den Beipassdurchlass 40a geführt, um die Erhöhung des Absorptionsverhältnisses der gesamten CO2-Absorptionsflüssigkeit zu verhindern, welche durchdas Zirkulationsrohr 25 zirkuliert wird. Somit kann das Absorptionsverhältnis in Vorbereitung des hohen NOx-Betriebs bei dem niedrigen Zustand beibehalten werden. Das Abgas wird während des hohen NOx-Betriebs durch dieAbgaskontakthersteller 22 ,32 geführt. Daher kann die CO2-Absorptionsmenge während des hohen NOx-Betriebs erhöht werden. Schließlich kann in der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 während des hohen NOx-Betriebs eine ausreichende Menge von NOx absorbiert werden.
- (10) To supply a sufficient amount of NOx with the
NOx removing device 30 During high NOx operation, it is desirable to have the CO2 removal capacity in theCO2 removal device 20 to raise in advance. Therefore, in the present embodiment, the exhaust gas becomes through the bypass passage during thelow NOx operation 40a to prevent the increase of the absorption ratio of the total CO2 absorption liquid passing through thecirculation tube 25 is circulated. Thus, the absorption ratio can be maintained in preparation for the high NOx operation at the low state. The exhaust gas is produced by the exhaust contact manufacturers during thehigh NOx operation 22 .32 guided. Therefore, the amount of CO2 absorption can be increased during the high NOx operation. Finally, in the NOx removal device30 a sufficient amount of NOx is absorbed during high NOx operation.
Auf ähnliche Weise wird die Erhöhung des Absorptionsverhältnisses der gesamten NOx-Absorptionsflüssigkeit, welche durch das Zirkulationsrohr
Somit kann das Absorptionsverhältnis in Vorbereitung auf den hohen NOx-Betrieb bei einem niedrigen Zustand beibehalten werden.Thus, the absorption ratio can be maintained at a low state in preparation for the high NOx operation.
Die Kraftmaschinenlast und die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine
- (11) Der
Betrieb der Heizeinrichtung 24b wird während des niedrigen NOx-Betriebs gestoppt, so dass der Energieverbrauch inder Heizeinrichtung 24b verhindert werden kann. Daher kann der Verbrauch der Batterie verhindert werden. Im Übrigen kann der Kraftstoffverbrauch verbessert werden, indem eine Stromerzeugung durch dieBrennkraftmaschine 10 verringert wird.
- (11) The operation of the
heater 24b is stopped during the low NOx operation, so that the energy consumption in theheater 24b can be prevented. Therefore, the consumption of the battery can be prevented. Incidentally, the fuel consumption can be improved by generating power by theinternal combustion engine 10 is reduced.
(Viertes Ausführungsbeispiel)(Fourth Embodiment)
Als nächstes wird ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist der DOC
Diesbezüglich ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Oxidationsabschnitt
Wenn jedoch der Oxidationsabschnitt
(Fünftes Ausführungsbeispiel)(Fifth Embodiment)
Als nächstes wird ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird die Zirkulationspumpe
Zuerst wird in Schritt S50 von
Falls bestimmt wird, dass der durch den pH-Sensor
Falls bestimmt wird, dass der durch den pH-Sensor
Im folgenden Schritt S55 wird bestimmt, ob die Temperatur der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Trennabscheider
Somit kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Verarbeitung der Schritte S50 bis S54 die Menge von NOx, die nicht absorbiert wird, sondern durch die NOx-Beseitigungsvorrichtung hindurch rutscht, in dem Abgas konstant gehalten werden. Außerdem kann durch die Verarbeitung der Schritte S55 und S56 die Situation vermieden werden, in der die Temperatur der CO2-Absorptionsflüssigkeit die obere Grenztemperatur überschreitet und die CO2-Absorptionskapazität beträchtlich absinkt.Thus, according to the present embodiment, by processing steps S50 to S54, the amount of NOx that is not absorbed but slips through the NOx removing device can be kept constant in the exhaust gas. In addition, by the processing of steps S55 and S56, the situation where the temperature of the CO2 absorbing liquid exceeds the upper limit temperature and the CO2 absorbing capacity decreases considerably can be avoided.
(Modifikationen)(Modifications)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sondern kann beispielsweise folgenderweise modifiziert und implementiert werden. Ferner können charakteristische Konstruktionen der jeweiligen Ausführungsbeispiele beliebig kombiniert werden.The present invention is not limited to the above-described embodiments but may be modified and implemented as follows, for example. Furthermore, characteristic constructions of the respective embodiments can be arbitrarily combined.
Die CO2-Absorptionsflüssigkeit (oder NOx-Absorptionsflüssigkeit) kann eine Flüssigkeit sein, die CO2 (oder NOx) absorbiert, ohne eine Änderung in einer molekularen Struktur hervorzurufen, d. h., eine Flüssigkeit, die CO2 (oder NOx) durch physikalische Absorption absorbiert. Alternativ kann die CO2-Absorptionsflüssigkeit (oder die NOx-Absorptionsflüssigkeit) eine Flüssigkeit sein, die CO2 (oder NOx) absorbiert, indem die Änderung in der Molekularstruktur hervorgerufen wird, d. h., eine Flüssigkeit die CO2 (oder NOx) durch chemische Absorption absorbiert.The CO2 absorption liquid (or NOx absorption liquid) may be a liquid that absorbs CO2 (or NOx) without causing a change in a molecular structure, i. h., a liquid that absorbs CO2 (or NOx) through physical absorption. Alternatively, the CO2 absorption liquid (or the NOx absorption liquid) may be a liquid that absorbs CO2 (or NOx) by causing the change in molecular structure, i. h., a liquid that absorbs CO2 (or NOx) through chemical absorption.
In den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sind der Tank
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden das Abgas und die Absorptionsflüssigkeit miteinander in Kontakt gebracht, indem der Halter
Der Trennabscheider
In dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel werden die Absorptionsverhältnisse der Absorptionsflüssigkeiten unter Verwendung der pH-Sensoren
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt werden, sondern kann auf viele andere Arten implementiert werden, ohne von dem Umfang der in den beiliegenden Ansprüchen definierten Erfindung abzuweichen.The present invention should not be limited to the disclosed embodiments, but may be implemented in many other ways without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.
Ein NOx-Beseitigungssystem für eine Brennkraftmaschine (
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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