DE102013012336A1

DE102013012336A1 - Nachbehandlungssystem

Info

Publication number: DE102013012336A1
Application number: DE201310012336
Authority: DE
Inventors: Mirza P. Baig; Thomas W. Manning; Rick E. Jeffs; Kristian N. Engelsen; Andrew M. Denis; Pradyumna V. Rao
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2014-02-13
Also published as: US9011782B2; CN103573372A; US20150211406A1; US20140044612A1; CN103573372B

Abstract

Ein Nachbehandlungssystem umfasst einen selektiven katalytischen Reduktionskatalysator (SCR-Katalysator) (200), der in das in Strömungsrichtung oberhalb gelegene Ende (168) einer Hülse (166) eingeführt werden kann. Der SCR-Katalysator (200) weist eine Substratmatrix (210) mit katalytischem Material (214) auf, welche sich zwischen einer ersten Fläche bzw. Stirnseite (220) und einer zweiten Fläche bzw. Stirnseite (222) erstreckt. Ein Mantel (230) ist um die Substratmatrix (210) angebracht und erstreckt sich zwischen einem ersten Rand (232) nahe der ersten Stirnfläche (220) und einem zweiten Rand (234) nahe der zweiten Stirnfläche (222). Der Mantel (230) kann eine überhängende Erweiterung (240) aufweisen, welche den ersten Rand (232) des Mantels (230) über die erste Stirnfläche (220) der Substratmatrix (210) hinaus erweitert. Um eine Entnahme des SCR-Katalysators (200) aus der Hülse (166) zu erleichtern ist eine Entnahmehilfe (252) auf der leicht zugänglichen inneren Oberfläche (242) der überhängenden Erweiterung (240) angeordnet sein.

Description

Technischer Bereich
Diese Patentoffenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Abgasnachbehandlungssystem zur Reduzierung von Emissionen aus Leistungssystemen wie beispielsweise großen Verbrennungskraftmaschinen und genauer auf ein System, in welchem Katalysatoren oder Nachbehandlungsbausteine gelegentlich entfernt und gewartet werden können.
Stand der Technik
Leistungssysteme, insbesondere Verbrennungskraftmaschinen wie Dieselkraftmaschinen, Benzinkraftmaschinen und Erdgas verbrennende Turbinen, erzeugen während des Betriebs eine Anzahl von Nebenprodukten und Emissionen einschließlich Stickoxidemissionen wie NO und NO₂, welche manchmal als NO_x dargestellt werden. Als Antwort auf gestiegene von Regierungen erlassene Vorschriften bezüglich solcher Emissionen haben Hersteller von Verbrennungskraftmaschinen Maßnahmen entwickelt, um die Menge oder die Auswirkungen der durch den Verbrennungsprozess hervorgerufenen Stickoxide zu verringern. Ein Verfahren ist ein chemischer Prozess der selektive katalytische Reduktion (”selective catalytic reduction”, SCR) genannt wird und als SCR bezeichnet werden kann. Im SCR-Prozess wird ein gasförmiges oder flüssiges Reduktionsmittel in das Abgassystem eingeführt, in welchem sich das Reduktionsmittel mit den Abgasen mischen kann, oder es kann auf einem Katalysator adsorbiert werden, welcher innerhalb des Abgassystems in Strömungsrichtung unterhalb der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist. Ein übliches Reduktionsmittel ist Harnstoff, obgleich andere geeignete Substanzen wie Ammoniak auf einfache Weise in de, SCR-Prozess verwendet werden können. Die NO_x-Verunreinigungen können mit dem Reduktionsmittel und dem Katalysator in einer solchen Weise reagieren, dass das NO_x in Stickstoff (N₂) und Wasser (H₂O) umgewandelt wird.
Der in dem SCR-Prozess verwendete Katalysator kann eine innere Stützstruktur oder Substratmatrix aufweisen, die mit einem aktiven Material behandelt oder beschichtet wurde, das den SCR-Umwandlungsprozess unterstützt. Beispielsweise kann die Matrix aus Metall oder Keramik oder einer Kombination bestehen, wie beispielsweise aus Kupferzeolith mit einem Grundmaterial wie Vanadium. In einer Anwendung im großen Maßstab können mehrere Katalysatoren in einem gemeinsamen Modul oder Gehäuse angeordnet sein, wie beispielsweise in dem U.S.-Patent Nr. 2009/0113709 angedeutet, das den Titel ”Method of Manufacturing Exhaust Aftertreatment Devices” trägt, welches durch Bezugnahme in Gänze hierin beinhaltet ist. Die Anwendung beschreibt mehrere monolithische Substrate, die von einer stützenden Matte umhüllt sein können und mittels eines ”weichen” Befüllvorgangs (”soft stuffing”) in ein zylindrisches Gehäuse zur Aufbewahrung eingeführt werden können.
Mit der Zeit kann sich das aktive Material in SCR-Katalysatoren verbrauchen, oder kann aufgrund anderer Prozesse in den Abgasen wie beispielsweise der Ansammlung von Phosphor oder Schwefel in dem Katalysator deaktiviert werden. Zudem ist die Substratmatrix üblicherweise als ein dünnwandiges Gitter oder Rahmen gestaltet, welches bzw. welcher beschädigt werden kann. Dementsprechend kann es notwendig sein die SCR-Katalysatoren gelegentlich zur Reparatur oder zum Ersetzen aus dem Abgassystem zu entfernen. Wenn jedoch insbesondere in Abgassystemen, welche mit großen Leistungssystemen assoziiert sind, mehrere Katalysatoren in einem Gehäuse oder Modul beinhaltet sind, können das Entfernen und der Austausch und das Ersetzen eines einzelnen Katalysators kompliziert sein.
Zusammenfassung
Die Offenbarung beschreibt in einem Aspekt einen Nachbehandlungsbaustein zur Einführung in eine Hülse. Der Nachbehandlungsbaustein weist eine Substratmatrix auf, welche sich zwischen einer ersten Fläche bzw. Stirnseite und einer zweiten Fläche bzw. Stirnseite erstreckt. Ein Mantel bzw. eine Hülle ist um die Substratmatrix angeordnet. Die Hülle kann sich zwischen einem ersten Rand nahe der ersten Fläche und einem zweiten Rand nahe der zweiten Fläche erstrecken. Die Hülle kann zudem eine überhängende Erweiterung aufweisen, welche den ersten Rand über die Stirnfläche hinaus erweitert. Um die Entnahme des Nachbehandlungsbausteins aus der Hülse zu erleichtern kann der Nachbehandlungsbaustein eine Entnahmehilfe aufweisen, welche auf einer inneren Oberfläche der überhängenden Erweiterung angeordnet ist.
Die Offenbarung beschreibt in einem weiteren Aspekt ein Verfahren, ein Nachbehandlungsmodul zu warten, falls notwendig. Das Nachbehandlungsmodul weist mindestens eine längliche Hülse auf, welche sich zwischen einem in Strömungsrichtung oberhalb gelegenen Ende und einem in Strömungsrichtung unterhalb gelegenen Ende entlang einer Längsachse erstreckt. Die Hülse weist eine axial ausgerichtete Öffnung auf, welche an dem in Strömungsrichtung oberhalb gelegenen Ende ausgeformt ist. Das Verfahren umfasst das Unterbringen eines ersten Nachbehandlungsbausteins in der Hülse, sodass er entlang der Längsachse axial ausgerichtet ist. Das Verfahren umfasst weiterhin das Entnehmen des ersten Nachbehandlungsbausteins aus der Hülse, indem eine Entnahmehilfe auf dem ersten Nachbehandlungsbaustein ergriffen bzw. erfasst wird und der erste SCR-Katalysator in axialer Richtung durch die Öffnung entfernt wird.
In noch einem weiteren Aspekt beschreibt die Offenbarung ein Nachbehandlungsmodul welches mehrere längliche, in einem Bündel angeordnete Hülsen aufweist. Jede der Hülsen erstreckt sich zwischen einem in Strömungsrichtung oberhalb gelegenen Ende und einem in Strömungsrichtung unterhalb gelegenen Ende entlang einer Längsachse und weist eine an jedem der in Strömungsrichtung oberhalb gelegenen Enden ausgeformte Öffnung auf. Mehrere Nachbehandlungsbausteine werden in axialer Richtung in jede der Hülsen eingeführt, einschließlich mindestens eines ersten Nachbehandlungsbausteins, der in Richtung des in Strömungsrichtung oberhalb gelegenen Endes angeordnet ist und eines zweiten Nachbehandlungsbausteins, der in Richtung des in Strömungsrichtung unterhalb gelegenen Endes angeordnet ist. Jeder der Nachbehandlungsbausteine weist eine Substratmatrix und eine um die Substratmatrix angeordnete Hülle auf. Die Hülle kann eine überhängende Erweiterung aufweisen, welche sich über die Substratmatrix hinaus erstreckt. Jeder der Nachbehandlungsbausteine weist zudem eine Entnahmehilfe auf, welche auf der überhängenden Erweiterung angeordnet ist. Die Entnahmehilfe vereinfacht die axiale Entnahme des ersten Nachbehandlungsbausteins und des zweiten Nachbehandlungsbausteins aus der Hülse durch die Öffnung des in Strömungsrichtung oberhalb gelegenen Endes.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein seitlicher Aufriss eines Leistungssystems, welches eine Verbrennungskraftmaschine aufweist, welche mit einem Generator gekoppelt und mit einem Emissionsreinigungsmodul (”clean emissions module”, CEM) assoziiert bzw. verbunden ist.
2 ist eine perspektivische Ansicht des Emissionsreinigungsmoduls mit abgenommenem Deckel, um die Komponenten innerhalb des Moduls und den Abgasstrom durch das Modul darzustellen.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines SCR-Moduls, welches in dem Emissionsreinigungsmodul der 2 angeordnet ist, und welches mindestens eine Hülse umfasst, die mehrere SCR-Katalysatoren aufnimmt.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Nachbehandlungsbausteins, insbesondere eines SCR-Katalysators, welcher eine Entnahmehilfe in Form eines Schlitzes aufweist, welcher in einer überhängenden Erweiterung der äußeren Hülle des SCR-Katalysators angebracht ist, wobei die Substratmatrix im Detail dargestellt ist.
5 ist eine perspektivische Ansicht des SCR-Katalysators der 4, welcher mittels einem mit dem Schlitz in Eingriff tretenden Entnahmewerkzeugs aus der Hülse eines SCR-Moduls, in gestrichelten Linien dargestellt, entnommen wird.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Entnahmewerkzeugs, das mit sich diametral gegenüberliegenden Schlitzen, die an dem SCR-Katalysator angeordnet sind, in Eingriff tritt.
7 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des SCR-Katalysators, welcher eine Entnahmehilfe in Form eines Griffs aufweist, welcher an Klammern befestigt ist die auf der überhängenden Erweiterung angeordnet sind, wobei eine Klammer im Detail dargestellt ist.
8 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des SCR-Katalysators, welcher eine Entnahmehilfe in Form einer Lasche aufweist, welche auf der überhängenden Erweiterung angeordnet ist, und mit der mittels eines Entnahmewerkzeugs in Eingriff getreten werden kann.
Detaillierte Beschreibung
Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Abgasnachbehandlungssystem und genauer auf Katalysatoren für die selektive katalytische Reduktion (”selective catalytic reduction”, SCR) die angepasst sind, um aus solchen Systemen entnommen zu werden. Nun ist, mit Bezug auf die Zeichnungen, in welchen ähnliche Bezugszeichen auf ähnliche Elemente verweisen, in 1 ein Leistungssystem 100 dargestellt, welches Energie durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe oder ähnliches erzeugen kann. Das dargestellte Leistungssystem 100 kann eine Verbrennungskraftmaschine 102 wie beispielsweise eine betriebsmäßig mit einem Generator 104 zur Stromerzeugung gekoppelte Dieselkraftmaschine beinhalten. Die Verbrennungskraftmaschine 102 kann jede Anzahl von Zylindern aufweisen, wie der Fachmann erkennen wird. Die Verbrennungskraftmaschine 102 und der Generator 104 können auf einem gemeinsamen Tragrahmen 106 befestigt sein. Das Leistungssystem 100 kann auf einer Betriebsstätte Reserveleistung oder permanente elektrische Leistung an Orten bereitstellen, an welchen der Zugang zu einem Stromnetz eingeschränkt oder nicht verfügbar ist. Dementsprechend können der Generator 104 und die Verbrennungskraftmaschine 102 skaliert oder bemessen sein, um eine geeignete Wattzahl und Leistung (Pferdestärken) bereitzustellen. Es sollte erkannt werden dass das Leistungssystem der vorliegenden Offenbarung in anderen Ausführungsbeispielen in anderen Anwendungen eingesetzt werden kann, wie beispielsweise in Benzin verbrennenden Kraftmaschinen, Erdgasturbinen und Kohle verbrennenden Systemen. Außerdem kann die vorliegende Offenbarung zusätzlich zu stationären Anwendungen in mobilen Anwendungen verwendet werden, wie beispielsweise Lokomotiven und Schiffskraftmaschinen.
Um Einlassluft in das und Abgase aus dem Leistungssystem 100 zu leiten kann das Leistungssystem ein Lufteinführungssystem 110 und ein Abgassystem 112 aufweisen. Das Lufteinführungssystem 110 führt Luft oder ein Luft-Treibstoff-Gemisch in die Brennkammern der Verbrennungskraftmaschine 102 zur Verbrennung ein, wobei das Abgassystem 112 ein Abgasrohr oder einen Abgaskanal 114 aufweist, welcher in strömungsmitteltechnischer Verbindung mit den Brennkammern steht, um die durch den Verbrennungsprozess produzierten Abgase in die Umgebung zu leiten. Um die Einlassluft unter Verwendung des positiven Drucks der ausgestoßenen mit Druck zu beaufschlagen kann das Leistungssystem 100 einen oder mehrere Turbolader 116 aufweisen, welche betriebsmäßig mit dem Lufteinführungssystem 110 und dem Abgassystem 112 verbunden sind.
Das Abgassystem 112 kann Komponenten zur Behandlung oder zur Aufbereitung der Abgase, bevor sie in die Umgebung ausgestoßen werden, beinhalten. Beispielsweise kann ein Abgasnachbehandlungssystemmodul 120 in Form eines Emissionsreinigungsmoduls (CEM) in Strömungsrichtung unterhalb der Turbolader 116 und in strömungsmitteltechnischer Verbindung mit dem Abgassystem 112 verbunden sein um die aus der Verbrennungskraftmaschine 102 ausgestoßenen Abgase zu empfangen. DAs Nachbehandlungsmodul 120 kann als eine separate Einheit gestaltet sein, die im Allgemeinen beispielsweise über dem Generator 104 an dem Leistungssystem 100 angebracht werden kann, und Abgase aus dem Abgaskanal 114 empfangen kann. Indem das Nachbehandlungsmodul 120 als eine separate Moduleinheit hergestellt wird kann diese Ausgestaltung mit verschiedenen Größen und Konfigurationen des Leistungssystems 100 verwendet werden. Das Nachbehandlungsmodul 120 kann gestaltet sein, um rechtlich geregelte Emissionen und andere Bestandteile in den Abgasen zur behandeln, zu entfernen oder umzuwandeln.
Mit Bezug auf 2 kann das Nachbehandlungsmodul 120 ein kastenartiges Gehäuse 122 aufweisen, welches von einer Grundstruktur 124 getragen wird, welche angepasst ist um das Nachbehandlungsmodul an dem Leistungssystem anzubringen. Das kastenartige Gehäuse 122 kann eine nach vorne gerichtete erste Wand 126, eine gegenüberliegende nach hinten gerichtete zweite Wand 128 und jeweilige dritte und vierte Seitenwände 130, 132 aufweisen. Es ist jedoch zu erkennen dass Begriffe wie vorne, hinten, und seitlich nur Orientierungszwecken dienen und nicht als den Umfang der Patentansprüche eingrenzend begriffen werden sollen. Zudem kann sich zwischen der vorderen ersten Wand 126 und der rückwärtigen zweiten Wand 128 erstreckend und mittig zwischen den dritten und vierten Seitenwänden 130, 132 angeordnet eine imaginäre zentrale Modulachsenlinie 134 befinden. Das Gehäuse 122 kann aus geschweißten Stahlplatten oder Blech bestehen.
Um die unbehandelten Abgase in dem Nachbehandlungsmodul 120 zu empfangen können einer oder mehrere Einlässe 140 durch die ersten Wand 126 des Gehäuses 122 hindurch angeordnet sein und können in strömungsmitteltechnischer Verbindung mit dem Abgaskanal aus dem Abgassystem gekoppelt sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Nachbehandlungsmodul 120 zwei Einlässe 140 auf, welche im Allgemeinen parallel zueinander und zentral zwischen den dritten und vierten Seitenwänden 130, 132 auf beiden Seiten der Modulachslinie 134 angeordnet sind, sodass die eintretenden Abgase in Richtung der hinteren zweiten Wand 128 geleitet werden. Andere Ausführungsbeispiel des Nachbehandlungsmoduls 120 können jedoch unterschiedliche Anzahlen und/oder andere Positionen der Einlässe aufweisen. Um es den Abgasen zu ermöglichen das Nachbehandlungsmodul 120 zu verlassen können zwei Auslässe 142 ebenfalls durch die ersten Wand 126 des Gehäuses 122 hindurch angeordnet sein. Jeder der Auslässe 142 kann parallel zu den zentral ausgerichteten Einlässen 140 sein und in Richtung einer der jeweiligen dritten und vierten Seitenwände 130, 132 angeordnet sein.
Um die Abgase zu behandeln oder aufzubereiten kann das Gehäuse 122 verschiedene Typen oder Arten von Abgasbehandlungsvorrichtungen aufweisen, durch welche oder an welchen vorbei die Abgase geleitet werden. Beispielsweise, und den Pfeilen folgend, welche den Abgasstrom durch das Nachbehandlungsmodul 120 anzeigen können, um die Geschwindigkeit der eintretenden Abgase zur Behandlung zu verringern, die Einlässe 140 jeweils verbindungstechnisch mit einem sich erweiternden, konusförmigen Diffusor 144 assoziiert sein, welcher außerhalb der ersten vorderen Wand 126 angebracht ist. Jeder Diffusor 144 kann die Abgase zu einem zugewiesenen Dieseloxidationskatalysator (”diesel oxidation catalyst”, DOC) 146 leiten, welcher angrenzend an die ersten Wand 126 innerhalb des Gehäuses 122 positioniert ist, und welcher die Abgase dann zu einem gemeinsamen Sammeldurchlass 148 leitet, welcher zentral entlang der Modulachsenlinie 134 ausgerichtet ist. Die DOCs 146 können Materialien wie beispielsweise Metalle der Platingruppe wie Platin oder Palladium enthalten, welche gemäß der folgenden möglichen Reaktionen Kohlenstoffmonooxid und Kohlenwasserstoffe in den Abgasen zu Wasser und Kohlenstoffdioxid katalysieren können: CO + ½O₂ = CO₂ (1) [HC] + O₂ = CO₂ + H₂O (2)
Um Emissionen in den Abgasen weiter zu reduzieren und insbesondere um Stickoxide wie beispielsweise NO und NO₂, welche gelegentlich als NO_x bezeichnet werden, zu reduzieren, kann das Nachbehandlungsmodul ein SCR-System 150 aufweisen. Im SCR-Prozess wird ein gasförmiges oder flüssiges Reduktionsmittel in das Abgassystem eingeführt, und zusammen mit den Abgasen durch einen SCR-Katalysator geleitet. Der SCR-Katalysator kann Materialien aufweisen die bewirken, dass die Abgase mit dem Reduktionsmittel zu reagieren, um das NO_x in Stickstoff (N₂) und Wasser (H₂O) umzuwandeln. Ein übliches Reduktionsmittel ist Harnstoff ((NH₂)₂CO), obgleich andere geeignete Substanzen wie Ammoniak (NH₃) auf einfache Weise in dem SCR-Prozess verwendet werden können. Die Reaktion kann gemäß der folgenden allgemeinen Formel stattfinden: NH₃ + NO_X = N₂ + H₂O (3)
Mit Bezug auf 2 weist das SCR-System 150 einen Reduktionsmittelinjektor 152 auf, welcher in Strömungsrichtung unterhalb des Sammeldurchlasses 148 und in Strömungsrichtung oberhalb eines mittig ausgerichteten Mischdurchlasses 154 positioniert ist, der die Abgase in Richtung der rückwärtigen zweiten Wand 128 des Gehäuses 122 lenkt. Der Reduktionsmittelinjektor 152 kann in strömungsmitteltechnischer Verbindung mit einem Speichertank oder einem Reservoir stehen, welches das Reduktionsmittel speichert, und kann in einem Prozess, der manchmal als Dosieren bezeichnet wird, periodisch oder ständig eine Menge des Reduktionsmittels in den Abgasstrom einspritzen. Die Menge des eingeführten Reduktionsmittels kann von der NO_x-Belastung der Abgase abhängen. Der längliche Mischdurchlass 154 mischt in gleichförmiger Weise das Reduktionsmittel mit den Abgasen bevor sie in den in Strömungsrichtung unterhalb gelegenen SCR-Katalysator eintreten. Am Ende des Mischdurchlasses 154 nahe der zweiten Wand 128 kann ein Diffusor 156 angeordnet sein, welcher die Abgas-/Reduktionsmittelmischung in Richtung der dritten und vierten Seitenwände 130, 132 des Nachbehandlungsmoduls 120 umleitet. Die dritten und vierten Seitenwände 130, 132 können die Abgas-/Reduktionsmittelmischung im Allgemeinen zurück in Richtung der vorderen ersten Wand 126 umleiten.
Um den Prozess der SCR-Reaktion durchzuführen kann das Nachbehandlungsmodul 120 ein erstes SCR-Modul 160 aufweisen, welches nahe der dritten Seitenwand 130 angeordnet ist und ein zweites SCR-Modul 162, welches nahe der vierten Seitenwand 132 angeordnet ist. Die ersten und zweiten SCR-Module 160, 162 sind derart ausgerichtet, dass sie die umgeleitete Abgas-/Reduktionsmittelmischung empfangen. Mit Bezug auf die 2 und 3 können die ersten und zweiten SCR-Module 160, 162 in einer oder mehreren Hülsen 166 mehrere SCR-Katalysatoren 164 aufnehmen, welche gelegentlich als Nachbehandlungsbaustein bezeichnet werden. Die Bezeichnung Nachbehandlungsbaustein kann sich jedoch auf eine Vielzahl verschiedener Nachbehandlungsvorrichtungen beziehen, von denen die SCR-Katalysatoren lediglich eine Untermenge sind. Die Hülsen 166 können im Allgemeinen längliche, rohrförmige Strukturen sein, welche ein in Strömungsrichtung oberhalb gelegenes Ende 168 und ein in Strömungsrichtung unterhalb gelegenes Ende 170 aufweisen, welche entlang einer Längsachse 172 ausgerichtet sind. In diesen Ausführungsbeispielen, welche mehr als eine Hülse in den ersten und zweiten SCR-Modulen 160, 162 aufweisen, können die Hülsen in einem Träger oder Rahmen 174 gestützt werden. Der Rahmen 174 kann derart ausgerichtet sein, dass die in Strömungsrichtung oberhalb gelegenen Enden 168 in Richtung der jeweiligen dritten und vierten Seitenwände 130, 132 gerichtet sind, und die in Strömungsrichtung unterhalb gelegenen Enden 170 mit einem mittleren Bereich 175 des Nachbehandlungsmoduls 120 in Verbindung stehen, welche den Mischdurchlass 154 im Allgemeinen umgibt, aber von diesem strömungsmitteltechnisch getrennt ist. Der Zentralbereich 175 die behandelten Abgase vorwärts zu den Auslässen 142 leiten, welche durch die vordere erste Wand 126 hindurch angeordnet sind. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können eine oder mehrere Abgasbehandlungsvorrichtungen in dem Nachbehandlungsmodul 120 angeordnet sein, wie beispielsweise Dieselpartikelfilter 178 zur Entfernung von Ruß.
Mit Bezug auf 3 kann das in Strömungsrichtung oberhalb gelegene Ende 168 jeder Hülse offen und unverbaut bleiben, um die SCR-Katalysatoren 164 in den Hülsen 166 aufzunehmen. Wien in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt können die Katalysatoren 164 und die Hülsen 166 einander entsprechende zylindrische Formen aufweisen, obgleich es anderen Ausführungsbeispielen zu erkennen gilt dass die Hülsen und die Katalysatoren andere geeignete einander entsprechende Formen aufweisen können. Die Katalysatoren 164 können entlang der Längsachse 172 ausgerichtet werden und gleitend in die Hülsen 166 eingeführt werden. Die Katalysatoren 164 können Durchflussvorrichtungen sein, sodass die Abgas-/Reduktionsmittelmischung durch sie hindurchtreten kann. In diesen Ausführungsbeispielen, in welchen mehrere Katalysatoren 164 in jeder Hülse 166 untergebracht sind, kann der Prozess des Einführens einen ersten Katalysator 180 und einen zweiten Katalysator 182 umfassen, welche in einer solchen Reihenfolge eingeführt werden, dass der erste Katalysator in Richtung des in Strömungsrichtung oberhalb gelegenen Endes 168 und der zweite Katalysator in Richtung des in Strömungsrichtung unterhalb gelegenen Endes 170 gerichtet ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann ein dritter Katalysator 184 zwischen dem in Strömungsrichtung oberhalb gelegenen ersten Katalysator 180 und dem in Strömungsrichtung unterhalb gelegenen zweiten Katalysator 182 eingeführt werden. Die Katalysatoren können dieselbe oder unterschiedliche axiale Längen aufweisen.
Um das Einführen und Entfernen der Katalysatoren zu erleichtern kann ein Spalt von 2–3 mm zwischen Teilen der Katalysatoren 164 und der Hülse existieren. Zudem können, um eine Leckage der Abgas-/Reduktionsmittelmischung durch das SCR-Modul zu verhindern, die Katalysatoren 164 und die Hülsen 166 angepasst sein, um miteinander eine dichtende Verbindung entlang mindestens eines Teils ihrer miteinander in Eingriff tretenden Umfänge zu bilden. Beispielsweise können eine oder mehrere hervortretende Rippen 188 radial um den Umfang der Katalysatoren 164 hervortreten, welche eine Dichtung mit dem Innenumfang der Hülsen 166 bilden können. Um Zugang in die SCR-Module 160, 162 für das Einführen oder das Entfernen der Katalysatoren 164 zu erhalten kann ein abnehmbares Zugangspanel 176 in den jeweiligen dritten und vierten Seitenwände 130, 132 des Gehäuses 122 angeordnet sein.
Wie oben beschrieben können die SCR-Katalysatoren aufgrund der Ablagerung von Phosphor, Schwefel und anderen Materialien aus den Abgasen, die sich auf den aktiven Bereichen der Katalysatoren aufbauen, an Effektivität verlieren. Zudem könnte die innere Struktur des Katalysators beschädigt werden, was den Fluss durch denselben verhindert, oder die Dichtung zwischen dem Katalysator und der Hülse könnte versagen, was es Abgasen ermöglichen würde, unbehandelt durch das SCR-Modul auszutreten. Es kann daher notwendig werden, die SCR-Katalysatoren aus dem SCR-Modul zu entfernen und auszutauschen. Wie aus der 3 ersichtlich sein kann, kann jedoch die Ausrichtung und Reihenfolge der Einführung der Katalysatoren 164 eine Entnahme der Katalysatoren aus den Hülsen erschweren. Beispielsweise kann der zweite Katalysator 182 von dem in Strömungsrichtung oberhalb liegenden Ende 168 aus tief in die Hülse 166 eingeführt sein, was seine Entnahme komplizierter macht. In ähnlicher Weise können es die einander entsprechende Größe und Form und das dichtende Ineinandergreifen des ersten Katalysators 180 und der Hülse 166 schwierig machen, den ersten Katalysator zu greifen oder zu sichern. In einigen Ausführungsbeispielen können die Katalysatoren vergleichsweise schwer sein, beispielsweise jeweils zwischen 13 und 17 Kilogramm, was ihre Entnahme weiter verkompliziert. Dementsprechend können die Katalysatoren 164 mit einer Entnahmehilfe versehen sein, die ihre Entnahme und Entfernung aus den Hülsen 166 unterstützt.
Mit Bezug auf 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines SCR-Katalysators 200 derjenigen Art zur Verwendung mit dem beschriebenen SCR-Modul dargestellt, welcher eine Entnahmehilfe beinhaltet, um die Entfernung des Katalysators aus der Hülse 166 zu unterstützen. Um das katalytische Material zu stützen, kann der Katalysator 200 eine interne Substratmatrix 210 aufweisen, welche aus einem dreieckigen Gitter, einem Honigwabengitter, einem Metallgewebesubstrat, oder einer ähnlichen dünnwandigen Stützstruktur 212 hergestellt ist, auf welcher das katalytische Material oder die katalytische Beschichtung 214 abgeschieden werden kann. Solche Ausgestaltungen der Stützstrukturen ermöglichen es der Abgas-/Reduktionsmittelmischung in den Katalysator hinein- und durch diesen hindurchzutreten. Für die Stützstruktur 212 kann jedes geeignete Material verwendet werden einschließlich beispielsweise Keramiken, Titanoxid oder Kupferzeolith. Katalytische Beschichtungen 214, die die SCR-Reaktion initiieren können verschiedene Arten von Metallen umfassen wie beispielsweise Vanadium, Molybdän und Wolfram. Die katalytische Beschichtung 214 kann auf der Stützstruktur 212 mittels jedes geeigneten Verfahrens abgeschieden werden, einschließlich beispielsweise der chemischen Abscheidung aus der Dampfphase (”chemical vapor deposition”, CVD), Adsorption, Pulverbeschichten, Sprühen etc. In anderen Ausführungsbeispielen kann, anstatt dass getrennte Stützstrukturen und katalytische Beschichtungen vorliegen, welche oft verwendet werden um die Materialkosten zu reduzieren, die Substratmatrix in ihrer Gänze aus einem katalytischen Material bestehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Substratmatrix 210 eine im Allgemeinen zylindrische Form auf und erstreckt sich zwischen einer ersten runden Stirnfläche 220 und einer zweiten runden Stirnfläche 222, um eine erste Länge 224 abzugrenzen, jedoch können in anderen Ausführungsbeispielen unterschiedliche Formen auf die Substratmatrix angewendet werden, z. B. quadratisch, rechteckig, etc. Lediglich beispielhaft kann die erste Länge ungefähr 7 Zoll betragen.
Um die Stützstruktur 212 zu schützen kann ein rohrförmiger Mantel bzw. eine Hülle 230 im Allgemeinen um die Substratmatrix 210 angeordnet sein. Der rohrförmige Mantel 230 kann aus einem dickeren oder steiferen Material hergestellt sein als die dünnwandige Stützstruktur 212, beispielsweise aus Aluminium oder Stahl. Beispielsweise kann der Mantel ungefähr 1,2 mm dick sein um dem Katalysator eine ausreichende strukturelle Steifigkeit zu verleihen. Der rohrförmige Mantel 230 kann eine Form besitzen, die derjenigen der Substratmatrix 210 entspricht, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Allgemeinen zylindrisch ist. Der zylindrische Mantel 230 kann sich daher zwischen einem ersten ringförmigen Rand 232 und einem zweiten ringförmigen Rand 234 erstrecken. In anderen Ausführungsbeispielen können der Mantel und seine ersten und zweiten Ränder jedoch andere Formen aufweisen. Der Mantel kann eine zweite Länge 236 aufweisen, welche zwischen dem ersten Rand 232 und dem zweiten Rand 234 eingefasst ist, welche ein wenig größer ist als die erste Länge 224 der Substratmatrix 210. Lediglich beispielhaft kann die zweite Länge 236 ungefähr 8 Zoll betragen. Demzufolge kann der Mantel 230, wenn er um die kürzere Substratmatrix 210 herum angeordnet ist, eine überhängende Erweiterung 240 aufweisen, die sich zumindest über die erste Stirnfläche 220 der Substratmatrix hinaus erstreckt, sodass die überhängenden Erweiterung den ersten Rand 232 um eine gewisse Distanz über die ersten Stirnfläche hinaus versetzt. Für die oben gegebenen Beispiele kann die überhängende Erweiterung 240 in der Größenordnung von einem Zoll liegen, obwohl die Offenbarung nicht darauf beschränkt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel krümmt sich die überhängende Erweiterung 240 mit dem kreisförmigen ersten Rand 232 und umfasst eine zylindrische innere Oberfläche 242, die sich zwischen dem ersten Rand und der ersten Stirnfläche 220 der Substratmatrix 210 erstreckt.
Um die Entnahme des dargestellten Ausführungsbeispiels des Katalysators 200 aus den Hülsen des SCR-Moduls zu erleichtern kann sich die Entnahmehilfe 250 auf der inneren Oberfläche 242 der überhängenden Erweiterung 240 befinden, einer Stelle, die im Allgemeinen von außerhalb des ersten Randes 232 zugänglich ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Entnahmehilfe 250 ein länglicher, vergleichsweise enger Schlitz 252 sein, welcher entlang der überhängenden Erweiterung 240 angeordnet ist, und welcher sich im Allgemeinen auf halber Strecke zwischen dem ersten Rand 232 und der ersten Stirnfläche 220 der Substratmatrix 210 befindet. Der Schlitz 252 kann jegliche geeignete Abmaße in Relation zu dem Katalysator 200 aufweisen. Wenn beispielsweise die überhängende Erweiterung 240 ungefähr einen Zoll lang ist, dann kann der Schlitz 252 eine Breite von beispielsweise 0,125 Zoll aufweisen. Der Schlitz 252 kann sich in einer radialen Richtung um einen Teil des Umfangs der ringförmigen inneren Oberfläche 242 erstrecken und die Bogenlänge 256 des Schlitzes 252 kann ungefähr 5% bis 10% der Umfangslänge des Katalysators 200 betragen. Wenn beispielsweise der Katalysator 200 einen durch den Pfeil 254 angedeuteten Durchmesser von ungefähr 14 Zoll aufweist, dann wird die Umfangslänge ungefähr 44 Zoll betragen, und die Bogenlänge 256 des Schlitzes kann ungefähr 2,2 bis 4,4 Zoll betragen. Zudem kann, obwohl das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel zwei sich gegenüberliegende Schlitze 252 zeigt, die in der überhängenden Erweiterung 240 angeordnet sind, in anderen Ausführungsbeispielen jede geeignete Anzahl an Schlitzen vorhanden sein. Die Schlitze können sich komplett durch die überhängende Erweiterung erstrecken, oder können teilweise in die Erweiterung hinein vertieft sein. Um den Schlitz 252 zu formen kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen der Schlitz in den Mantel 230 entweder gestanzt oder lasergerschnitten werden, entweder bevor oder nachdem der Mantel um die Substratmatrix 210 herum angebracht wurde. Mögliche Vorteile des Laserschneidens umfasst eine glattere Kante und dass das Schneiden die überhängende Erweiterung mit geringerer Wahrscheinlichkeit beschädigt oder deformiert, insbesondere wenn der Vorgang des Formens des Schlitzes durchgeführt wird, nachdem der Mantel bereits um die Substratmatrix herum angebracht wurde.
Mit Bezug auf 5 kann der SCR-Katalysator 200 in einer Hülse 166 des ersten SCR-Moduls 160 dergestalt untergebracht werden, dass die überhängende Erweiterung 240 in Richtung des in Strömungsrichtung oberhalb liegenden Endes 168 der Hülse ausgerichtet ist. Um den SCR-Katalysator 200 aus der Hülse 166 zu entnehmen kann der Schlitz 252 mit einem geeigneten Entnahmewerkzeug 260 in Eingriff treten, das durch das in Strömungsrichtung oberhalb liegende Ende 168 eingeführt wird. Um mit dem Schlitz 252 in Eingriff zu treten kann das Entnahmewerkzeug 260 eine im Allgemeinen L-förmige Klammer mit einem am Ende liegenden Haken 262 sein, welcher in einem rechten Winkel von dem Ende eines länglichen Arms 264 hervorsteht, sodass der Haken in den Schlitz in den Schlitz eingeführt werden oder in dem Schlitz aufgenommen werden kann. Das L-förmige Entnahmewerkzeug kann aus einem gestanzten, länglichen Rohling aus Metallblech oder einer Metallplatte hergestellt werden. Sobald das Entnahmewerkzeug mit dem Schlitz 252 in Eingriff tritt kann der Katalysator 200 durch das in Strömungsrichtung oberhalb liegende Ende 168 aus der Hülse 166 gezogen werden.
Mit Bezug auf 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Entnahmewerkzeugs 270 gezeigt, das mit sich diametral gegenüberliegenden Schlitzen 252, die an dem SCR-Katalysator 200 angeordnet sind, in Eingriff treten kann. in diesem Ausführungsbeispiel kann das Entnahmewerkzeug 270 einer umgekehrten Zange ähneln, die erste und zweite ein Gelenk bildende Arme 272, 274 aufweist, die drehbar an einem Gelenkpunkt 276 miteinander verbunden sind. An den sich gegenüberliegenden ersten und zweiten entfernt liegenden Enden 278, 280 der entsprechenden ersten und zweiten Arme 272, 274 kann sich eine leistenartige Rippe 282 befinden. An den entgegengesetzten, nahe gelegenen Enden der ersten und zweiten Arme 272, 272 (274, d. Übers.) können Griffe ausgeformt sein. Wenn die Griffe der ersten und zweiten Arme 272, 274 aufeinander zu bewegt werden, so bewirkt das, dass sich die ersten und zweiten entfernt liegenden Enden 278, 280 auseinander bewegen. Wenn dementsprechend die ersten und zweiten entfernt liegenden Enden 278, 280 innerhalb des durch die überhängende Erweiterung 240 begrenzten Umfang platziert werden, dann können die ersten und zweiten entfernt liegenden Enden auseinander bewegt werden, sodass die darauf ausgeformten Rippen 282 in den sich diametral gegenüberliegenden Schlitzen 252 aufgenommen werden und mit diesen in Eingriff treten können.
Mit Bezug auf 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiels eines SCR-Katalysators 300 gezeigt, welcher eine Entnahmehilfe 350 in Form eines Griffs 352 aufweist. Der dargestellte SCR-Katalysator 300 kann die gleiche grundlegende Struktur wie oben beschrieben aufweisen, einschließlich einer Substratmatrix 310 mit einem schützenden rohrförmigen Mantel 330, welcher um die Substratmatrix herum angebracht ist, welcher sich zwischen einem ersten Rand 332 und einem zweiten Rand 334 erstreckt. Die Substratmatrix und der Mantel können jegliche geeignete Form aufweisen, einschließlich der zylindrischen, wie dargestellt. Der rohrförmige Mantel 330 kann eine überhängende Erweiterung 340 aufweisen, welche den ersten Rand 332 des Mantels von der nach vorne gerichteten ersten Stirnfläche 320 der Substratmatrix 310 beabstandet. Die überhängende Erweiterung 340 definiert dadurch eine zugängliche innere Umfangsoberfläche 342. Um den Griff 352 an dem Katalysator zu befestigen können eine erste Klammer 360 und eine zweite Klammer 362 auf der inneren Oberfläche 342 der überhängenden Erweiterung 340 angebracht sein. Mit Bezug auf die Detailansicht können die ersten und zweiten Klammern 360, 362 aus gestanztem Metall mit einer abgesetzten Fläche 364, welche zwischen zwei daran anhängenden Beinen der Klammer 366 getragen wird, sowie einem kreisförmigen Loch 368, das durch die abgesetzte Fläche hindurch angeordnet ist, geformt sein. Wenn sie an der inneren Oberfläche 342 der überhängenden Erweiterung 340 angebracht sind, können die ersten und zweiten Klammern 360, 362 sich im Wesentlichen diametral gegenüberliegend angeordnet sein. Die ersten und zweiten Klammern 360, 362 können mittels jedes geeigneten Verfahrens an dem Mantel 330 befestigt sein, wie beispielsweise Schweißen, Nieten, oder mittels Befestigungselementen.
Um den Griff 352 zu formen kann ein länglicher Stab in eine bogenförmige oder gekrümmte Form gebogen oder geformt werden, welcher ein erstes Bein 370 und ein zweites Bein 372 aufweist, wobei der Griff in der Mitte derselben an einem Scheitelpunkt 374 liegt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Scheitelpunkt 374 als ein gerader Griff ausgeführt sein. Um den Griff 352 an dem Katalysator 300 unter Verwendung der ersten und zweiten Klammern 360, 362 zu befestigen kann an den sich gegenüberliegenden entfernt liegenden Enden der ersten und zweiten Beine 370, 372 jeweilige erste und zweite stiftförmige Enden 376, 378 ausgeformt oder angebracht sein. Der Griff 352 wird somit über den Durchmesser des kreisförmigen ersten Randes 332 hinweg gestützt. Die ersten und zweiten stiftförmigen Enden 376, 378 können eine Größe und einer Form aufweisen, die den kreisförmigen Löchern 368 entspricht, welche in den ersten und zweiten Klammern 360, 362 ausgeformt sind, sodass sie in einsetzender Weise in den Löchern aufgenommen werden können.
In einem Ausführungsbeispiel können die ersten und zweiten stiftförmigen Enden 376, 378 ein Zapfenlager mit den Löchern 368 bilden, um den Griff 352 bezüglich des Katalysators 300 zu drehen oder zu schwenken. Wie in 7 dargestellt kann der Griff 352 geschwenkt werden, sodass er rechtwinklig zu dem SCR-Katalysator 300 steht, um den Katalysator aus den Hülsen zu ziehen. Zudem kann die gebogene Form des Griffs 352 derart bemessen sein, dass sie innerhalb des Umfangs der überhängenden Erweiterung 340 platziert oder untergebracht werden kann, wenn er anliegend an die ersten Stirnfläche 320 der Substratmatrix 310 geschwenkt ist. Demensprechend können mehrere Katalysatoren aneinander anliegend in den Hülsen angereiht und gestapelt werden, ohne dass die Griffe dieses störend beeinflussen. In anderen Ausführungsbeispiel kann, um das selbe positive Ergebnis zu erhalten, der Griff 352 von dem Katalysator 300 abgenommen werden, indem die ersten und zweiten Beine 370, 372 aufeinander zu bewegt oder gedrückt werden, sodass die ersten und zweiten stiftförmigen Enden 376, 378 aus den entsprechenden Löchern 368 in den ersten und zweiten Klammern 360, 362 entfernt und freigegeben werden. Der Griff kann wahlweise wieder angebracht werden, wenn er notwendig ist um den Katalysator zu entfernen.
Mit Bezug auf 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiels des SCR-Katalysators 400 gezeigt, welcher mit einer Variation der Entnahmehilfe 450 zur Entnahme des Katalysators aus der Hülse eines SCR-Moduls ausgestattet ist. Der Katalysator 400 kann eine Substratmatrix 410 aufweisen, welche erste und zweite gegenüberliegende Stirnflächen 420, 422 besitzt, die von einem rohrförmigen Mantel 430 umgeben ist, der sich zwischen einem ersten Rand 432 und einem zweiten Rand 434 erstreckt. Der Mantel 430 kann eine überhängende Erweiterung 440 ausformen, welche sich von dem ersten Rand 432 zu der ersten Stirnfläche 420 der Substratmatrix 410 erstreckt. Die Entnahmehilfe 450 kann die Form eines taschenartigen Mitnehmers 452 aufweisen, welcher auf der zylindrischen inneren Oberfläche 442 der überhängenden Erweiterung 440 angeordnet ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können mehrere taschenartige Mitnehmer 452 auf der zylindrischen inneren Oberfläche 442 angeordnet sein. Der Mitnehmer 452 kann sich von der inneren Oberfläche 442 aus nach außen erstrecken und kann eine innere Tasche definieren, welche durch eine Lippe 454 zugänglich ist, welche von dem ersten Rand 432 fort und in Richtung der ersten Stirnfläche 420 der Substratmatrix 410 gewandt ist. Um mit dem Mitnehmer 452 in Eingriff zu treten kann das Entnahmewerkzeug 460 einen Haken 462 aufweisen, welcher an einem entfernt gelegenen Ende eines länglichen Stabs oder Griffs 464 angebracht ist, welcher teilweise um die Lippe 454 gehakt und teilweise in der inneren Tasche aufgenommen werden kann. Das Ziehen des Entnahmewerkzeugs in eine bestimmte Richtung wird dementsprechend den SCR-Katalysator in diese Richtung ziehen.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Offenbarung ist auf die Entnahme von Nachbehandlungsbausteinen oder -einheiten, welche in Nachbehandlungsmodulen großen Maßstabs untergebracht sind, anwendbar, falls die Nachbehandlungsbausteine eine Wartung benötigen. Obwohl die Offenbarung insbesondere SCR-Katalysatoren beschreibt, kann sich die Offenbarung auf andere Nachbehandlungsvorrichtungen beziehen, wie beispielsweise Dieseloxidationskatalysatoren (”diesel Oxidation catalysts”, DOCs) und oder Dieselpartikelfilter (DPFs), die manchmal auch als Bausteine bezeichnet werden. Erneut mit Bezug auf die 2 und 3 kann ein Bediener, um Zugang zu den Katalysatoren zu erhalten, das Zugangspanel 176 entfernen, das aus der Nähe den entsprechenden ersten oder zweiten SCR-Modulen 160, 162 innerhalb des Nachbehandlungssystems 120 gegenüberliegt. Unter Verwendung eines länglichen Werkzeugs kann der Bediener durch das Zugangspanel hindurchreichen und das Werkzeug in das geöffnete in Strömungsrichtung oberhalb liegende Ende 168 der länglichen Hülsen 166 einführen, welche zusammen in dem SCR-Modul 160, 162 gebündelt sind. Das Entnahmewerkzeug kann mit einer Entnahmehilfe in Eingriff treten, welche auf dem Katalysator auf eine der zuvor beschriebenen Arten angebracht ist. Beispielsweise kann in dem Ausführungsbeispiel, in welchem die Entnahmehilfe ein Schlitz 252 ist, das Entnahmewerkzeug mit dem Schlitz in Eingriff treten und kann zurückgezogen werden, um den Katalysator aus der Hülse 166 zu ziehen. In denjenigen Ausführungsbeispielen, in welchen die Entnahmehilfe ein Griff ist, kann das Entnahmewerkzeug ein Haken sein, welcher in das geöffnete in Strömungsrichtung oberhalb liegenden Ende der Hülsen 166 eingeführt wird, um sich um den Griff zu haken. Alternativ kann der Bediener seinen Arm in die Hülsen einführen, um den Griff mit seiner Hand zu ergreifen.
Diese Offenbarung ist besonders geeignet für die Entnahme mehrerer der Katalysatoren 164, welche in axial aufgereihter Weise innerhalb derselben länglichen Hülse 166 des SCR-Moduls 160, 162 untergebracht sind. Mit Bezug auf 3 ist anzuerkennen dass der zweite Katalysator 182, der sich tief innerhalb der Hülse 166 in Richtung des in Strömungsrichtung unterhalb gelegenen Endes 170 befindet, in zufriedenstellender Weise mit dem länglichen Entnahmewerkzeug erreicht werden kann. Dementsprechend ermöglicht die Offenbarung die geordnete Einführung und/oder Entnahme mehrerer SCR-Katalysatoren 164, welche in verschiedenen Entfernungen von dem in Strömungsrichtung oberhalb gelegenen Ende 168 der Hülse 166 untergebracht sind. Zudem wird, nun beispielsweise mit Bezug auf 4, die Entnahmehilfe 250 im Allgemeinen nicht mit angrenzenden Katalysatoren, welche direkt daran anschließend in derselben Hülse axial eingeführt werden, in Konflikt kommen, weil sie auf der inneren Oberfläche 242 der überhängenden Erweiterung 240 angeordnet ist, selbst in denjenigen Ausführungsbeispielen, in welchen die Entnahmehilfe ein schwenkbarer Griff ist. Zudem hilft die Positionierung der Entnahmehilfe innerhalb der überhängenden Erweiterung dabei sicherzustellen, dass sie nicht mit der den Katalysator umgebenden Hülse in Konflikt kommt. In bestimmten Ausführungsbeispielen kann das Entnahmewerkzeug auch dabei helfen, neue SCR-Katalysatoren in die Hülsen zum Zweck des Austausches einzuführen, nachdem die aufgebrauchten SCR-Katalysatoren entfernt wurden.
Es ist festzustellen, dass die vorhergehende Beschreibung Beispiele des offenbarten Systems und der Technik bereitstellt. Es ist jedoch vorgesehen, dass andere Umsetzungen der Offenbarung in Details von den vorhergehenden Beispielen abweichen können. Alle Bezugnahmen auf die Offenbarung oder Beispiele davon sollen sich auf das besondere, gerade zu diesem Zeitpunkt beschriebene Beispiel beziehen, und sollen keinerlei weitergehende Einschränkung des Umfangs der Offenbarung andeuten. Jegliche Erwähnung einer Hervorhebung oder einer Herabsetzung bezüglich bestimmter Eigenschaften soll einen Mangel an Bevorzugung der fraglichen Eigenschaften anzeigen, dies aber keinesfalls so, dass diese gänzlich vom Umfang der Offenbarung ausgeschlossen werden sollen, falls dies nicht anderweitig angezeigt wird.
Die Angabe von Wertebereichen hierin sollen lediglich als verkürzte Methode dienen, um sich auf jeden Wert, der in den Bereich fällt, individuell zu beziehen, falls nicht anderweitig angezeigt, und jeder einzelne Wert ist in die Beschreibung aufgenommen, als wäre er individuell hierin angegeben worden. Alle hierin beschriebenen Methoden können in jeder geeigneten Abfolge durchgeführt werden, falls hierin nicht anders angezeigt, oder falls dem nicht durch den Zusammenhang in anderer Weise klar widersprochen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2009/0113709 [0003]

Claims

Ein Nachbehandlungsbaustein (164) zur Einführung in eine Hülse (166), welche in einem Nachbehandlungsmodul angeordnet ist, wobei der Nachbehandlungsbaustein (164) folgendes umfasst: eine Substratmatrix (210), wobei sich die Substratmatrix (210) zwischen einer ersten Fläche bzw. Stirnseite (220) und einer zweiten Fläche bzw. Stirnseite (222) erstreckt; einen Mantel (230), der um die Substratmatrix (210) angebracht ist, wobei sich der Mantel (230) zwischen einem ersten Rand (232) nahe der ersten Stirnfläche (220) und einem zweiten Rand (234) nahe der zweiten Stirnfläche (222) erstreckt, wobei der Mantel (230) eine überhängende Erweiterung (240) aufweist, welche sich zwischen dem ersten Rand (232) und der ersten Stirnfläche (220) erstreckt; und eine Entnahmehilfe (250), welche auf einer inneren Oberfläche (242) der überhängenden Erweiterung (240) angeordnet ist, wobei die Entnahmehilfe (250) die Entnahme des SCR-Katalysators (164) aus der Hülse (166) ermöglicht.
Der Nachbehandlungsbaustein (200) gemäß Anspruch 1, wobei die Entnahmehilfe (250) ein Schlitz (252) ist, welcher auf der inneren Oberfläche (242) der überhängenden Erweiterung (240) angeordnet ist, wobei der Schlitz (252) angepasst ist um mit einem Entnahmewerkzeug (260) in Eingriff zu treten.
Der Nachbehandlungsbaustein (300) gemäß Anspruch 1, wobei die Entnahmehilfe (350) einen Griff (352) aufweist, der sich im Allgemeinen diametral über die überhängende Erweiterung (340) erstreckt.
Der Nachbehandlungsbaustein (300) gemäß Anspruch 3, wobei die Entnahmehilfe (350) zudem eine erste Klammer (360) und eine zweite Klammer (362) aufweist, welche auf der inneren Oberfläche (342) der überhängenden Erweiterung (340) angeordnet sind, wobei sich die ersten und zweiten Klammern (360, 362) einander diametral gegenüberliegen.
Der Nachbehandlungsbaustein (300) gemäß Anspruch 4, wobei der Griff (352) ein erstes stiftförmiges Ende (376) aufweist, das in einem ersten Loch (368) aufgenommen ist, welches in der ersten Klammer (360) angeordnet ist sowie ein zweites stiftförmiges Ende (378) aufweist, das in einem zweiten Loch (368) aufgenommen ist, welches in der zweiten Klammer (362) angeordnet ist; und wobei sich der Griff (352) bezüglich des SCR-Katalysators (300) gelenkmäßig bewegen lässt, indem die ersten und zweiten stiftförmigen Enden (376, 378) in den entsprechenden ersten und zweiten Löchern (368) geschwenkt werden.
Der Nachbehandlungsbaustein (300) gemäß Anspruch 5, wobei der Griff (352) ausgeformt ist um einen länglichen Stab zu bilden, welcher einen gekrümmten Bereich aufweist, der sich zwischen den ersten und zweiten stiftförmigen Enden (376, 378) erstreckt, wobei der gekrümmte Bereich ein erstes Bein (370) und ein zweites Bein (372) aufweist, welche sich zwischen einem Scheitel (374) des Griffs (352) zu den ersten beziehungsweise zweiten stiftförmigen Enden (376, 378) erstrecken.
Der Nachbehandlungsbaustein (300) gemäß Anspruch 6, wobei der Griff (352) abnehmbar ist, indem die ersten und zweiten Beine (370, 372) aufeinander zu bewegt werden, um die ersten und zweiten stiftförmigen Enden (376, 378) aus den entsprechenden ersten und zweiten Löchern (368) zu entfernen.
Der Nachbehandlungsbaustein (400) gemäß Anspruch 1, wobei die Entnahmehilfe (450) eine Lasche (452) aufweist, welche auf einer inneren Oberfläche 442) der überhängenden Erweiterung (440) angeordnet ist und sich von dieser aus nach innen erstreckt, wobei die Lasche (452) angepasst ist, um mit einem Haken (460) in Eingriff zu treten, welcher an einem Entnahmewerkzeug (462) angeordnet ist.
Der Nachbehandlungsbaustein (200) gemäß Anspruch 1, wobei die Substratmatrix (210) eine zylindrische Form aufweist, der Mantel (230) rohrförmig ist und um die zylindrische Form der Substratmatrix (210) angeordnet ist, und wobei der erste Rand (232) und der zweite Rand (234) ringförmig sind.
Ein Verfahren der Wartung eines Nachbehandlungsmoduls, welches umfasst: das Bereitstellen eines Nachbehandlungsmoduls, das mindestens eine längliche Hülse (166) aufweist, welche sich zwischen einem in Strömungsrichtung oberhalb liegenden Ende (168) und einem in Strömungsrichtung unterhalb liegenden Ende (170) längs einer Längsachse (174) erstreckt, wobei die mindestens eine Hülse (166) eine axial ausgerichtete Öffnung aufweist, welche an dem in Strömungsrichtung oberhalb liegenden Ende (168) ausgeformt ist; das Unterbringen eines ersten Nachbehandlungsbausteins (180) in der mindestens einen Hülse (166), wobei der erste Nachbehandlungsbaustein (180) im Allgemeinen axial entlang der Längsachse (174) ausgerichtet ist; das Entnehmen des ersten Nachbehandlungsbausteins (180) aus der mindestens einen Hülse (166), indem mit einer Entnahmehilfe (250) an dem ersten Nachbehandlungsbaustein (180) in Eingriff getreten wird, und das Entfernen des ersten Nachbehandlungsbausteins (180) axial durch die Öffnung der mindestens einen Hülse (166).
Das Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei der erste Nachbehandlungsbaustein (180) in Richtung des in Strömungsrichtung oberhalb gelegenen Endes (168) der mindestens einen Hülse (166) angeordnet ist, wobei das Verfahren zudem umfasst: das Beinhalten eines zweiten Nachbehandlungsbausteins (182), welcher in Richtung des in Strömungsrichtung unterhalb liegenden Endes (170) der mindestens einen Hülse (166) angeordnet ist, wobei der zweite Nachbehandlungsbaustein (182) im Allgemeinen axial entlang der Längsachse (174) ausgerichtet ist; und das Entnehmen des zweiten Nachbehandlungsbausteins (182) aus der mindestens einen Hülse (166), indem mit einer Entnahmehilfe (250) an dem zweiten Nachbehandlungsbaustein (182) in Eingriff getreten wird, und das Entfernen des zweiten Nachbehandlungsbausteins (182) axial durch die Öffnung der mindestens einen Hülse (166).