DE102014018211A1 - Process for exhaust aftertreatment - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Abgasnachbehandlung von eine Brennkraftmaschine (10) verlassendem Abgas (11), wobei das Abgas (11) derart über einen Rotationspartikelfilter (12) geführt wird, dass ein in den Abgasstrom hineingedrehter Teil oder Abschnitt des Filtermediums vom Abgas (11) durchströmt wird, und dass ein aus dem Abgasstrom herausgedrehter Teil oder Abschnitt des Filtermediums nicht vom Abgas (11) durchströmt wird, wobei der aus dem Abgasstrom herausgedrehte Teil oder Abschnitt des Filtermediums innerhalb des Rotationspartikelfilters (12) zunächst in einer ersten außerhalb der Abgasströmung liegenden Teilkammer (14) des Rotationspartikelfilters (12) unter Oxidation von Ruß im Filtermedium regeneriert wird, dass anschließend an diese Regeneration in einer zweiten außerhalb der Abgasströmung liegenden Teilkammer (15) des Rotationspartikelfilters (12) aus dem aus dem Abgasstrom herausgedrehten Teil oder Abschnitt des Filtermediums Asche entfernt wird, und dass anschließend an die Regeneration und Ascheentfernung der aus dem Abgasstrom herausgedrehte Teil oder Abschnitt des Filtermediums in den Abgasstrom hineingedreht wird.A method for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine (10) exiting exhaust (11), wherein the exhaust gas (11) is guided over a rotary particle filter (12) such that a part of the filter medium which is screwed into the exhaust gas flow is passed through by the exhaust gas (11), and that a part or section of the filter medium which has been turned out of the exhaust gas flow is not flowed through by the exhaust gas, the part or section of the filter medium turned out of the exhaust gas flow inside the rotary particle filter (12) initially in a first sub-chamber (14) lying outside the exhaust gas flow of the rotary particle filter (12) is regenerated with oxidation of soot in the filter medium, that after this regeneration in a second outside of the exhaust gas flow sub-chamber (15) of the rotary particle filter (12) is removed from the untwisted from the exhaust stream portion or portion of the filter medium ash; and that subsequently to the Re generation and ash removal turned out of the exhaust stream portion or portion of the filter medium is screwed into the exhaust stream.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung.The invention relates to a method for exhaust aftertreatment.
Aus der Praxis sind Verfahren zur Abgasnachbehandlung des Abgases von Brennkraftmaschinen bekannt, die einen Partikelfilter und mindestens eine in Strömungsrichtung des Abgases gesehen stromaufwärts des Partikelfilters angeordnete Abgasnachbehandlungsbaugruppe nutzen. Unter dem Begriff Partikelfilter sollen sowohl konventionelle Partikelfilter verstanden werden, die ein vom Abgas durchströmtes Filtermedium aufweisen, als auch Partikelabscheider, bei welchen ein als Abscheidestruktur dienendes Filtermedium vom Abgas umströmt ist.From practice, methods for exhaust aftertreatment of the exhaust gas of internal combustion engines are known, which use a particulate filter and at least one upstream of the particulate filter disposed in the flow direction of the exhaust gas disposed exhaust aftertreatment assembly. The term particulate filter should be understood as meaning both conventional particulate filters which have a filter medium through which the exhaust gas flows, and also particulate separators in which the exhaust gas flows around a filter medium serving as a precipitation structure.
Bei einer in Strömungsrichtung des Abgases gesehen stromaufwärts des Partikelfilters positionierten Abgasnachbehandlungsbaugruppe handelt es sich insbesondere um einen Oxidationskatalysator zur Oxidation von Stickstoffmonoxid (NO) in Stickstoffdioxid (NO2).An exhaust aftertreatment assembly positioned upstream of the particulate filter in the flow direction of the exhaust gas is, in particular, an oxidation catalyst for the oxidation of nitrogen monoxide (NO) into nitrogen dioxide (NO 2 ).
Dann, wenn in Strömungsrichtung des Abgasstroms gesehen stromaufwärts des Partikelfilters ein Oxidationskatalysator zur Oxidation von NO in NO2 positioniert ist, wird im Oxidationskatalysator NO mit Hilfe des im Abgasstrom enthaltenen Restsauerstoffs O2 zu NO2 gemäß folgender Gleichung oxidiert:
Bei dieser Oxidation von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid liegt bei hohen Temperaturen das Gleichgewicht der Oxidationsreaktion auf der Seite von Stickstoffmonoxid. Das hat zur Folge, dass bei hohen Temperaturen der erzielbare Anteil an Stickstoffdioxid stark begrenzt ist.In this oxidation of nitrogen monoxide to nitrogen dioxide, at high temperatures, the equilibrium of the oxidation reaction is on the side of nitrogen monoxide. This has the consequence that at high temperatures, the recoverable amount of nitrogen dioxide is severely limited.
Im Partikelfilter wird das im Oxidationskatalysator gewonnene Stickstoffdioxid mit sich im Partikelfilter sammelnden kohlenstoffhaltigen Partikeln, sogenanntem Ruß, zu Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO2), Stickstoff (N2) und Stickstoffmonoxid (NO) umgesetzt. Hierbei erfolgt im Sinne einer passiven Regeneration des Partikelfilters eine kontinuierliche Entfernung der im Partikelfilter angelagerten, kohlenstoffhaltigen Feinstoffpartikel bzw. des Rußes, wobei diese Umsetzung nach folgenden Gleichungen erfolgt:
Dann, wenn mit einer solchen passiven Regeneration des Partikelfilters keine vollständige Umwandlung der im Partikelfilter eingelagerten, kohlenstoffhaltigen Feinstoffpartikel bzw. des Rußes erfolgen kann, steigt der Kohlenstoffanteil bzw. Rußanteil im Partikelfilter, wobei ein Partikelfilter mit einem von Abgas durchströmten Filtermedium dann zur Verstopfung neigt, wodurch letztendlich ein sogenannter Abgasgegendruck an einer dem Abgasnachbehandlungssystem vorgelagerten Brennkraftmaschine steigt. Ein steigender Abgasgegendruck an der Brennkraftmaschine mindert die Leistung der Brennkraftmaschine und verursacht einen erhöhten Kraftstoffverbrauch. Um einen Anstieg der kohlenstoffhaltigen Feinstoffpartikel bzw. des Rußes im Partikelfilter zu vermeiden, ist es aus der Praxis bereits bekannt, das von Abgas durchströmte Filtermedium eines Partikelfilter mit einer katalytischen Beschichtung zu versehen. Dabei kommen vorzugsweise platinhaltige Beschichtungen zum Einsatz. Die Verwendung solcher Partikelfilter mit katalytischer Beschichtung kann jedoch die Ladung des Partikelfilters mit kohlenstoffhaltigen Feinstoffpartikeln, also mit Ruß, nur in unzureichendem Maße verhindern.Then, if with such a passive regeneration of the particulate filter, a complete conversion of carbon particulate matter stored in the particulate filter or the soot can not occur, the carbon content or soot content increases in the particulate filter, with a particulate filter with a filter medium flowed through by exhaust gas then tends to block, whereby ultimately a so-called exhaust back pressure rises on an upstream of the exhaust aftertreatment system internal combustion engine. An increasing exhaust back pressure on the internal combustion engine reduces the performance of the internal combustion engine and causes increased fuel consumption. In order to avoid an increase of the carbon-containing fines particles or of the soot in the particle filter, it is already known from practice to provide the filter medium of a particle filter, through which exhaust gas flows, with a catalytic coating. In this case, platinum-containing coatings are preferably used. However, the use of such particle filters with catalytic coating can prevent the charge of the particulate filter with carbonaceous particulate matter, ie soot, to an insufficient extent.
Ferner ist es aus der Praxis zur Reduzierung der Beladung eines von Abgas durchströmte Filtermediums eines Partikelfilters mit Ruß bekannt, eine aktive Regeneration des Filtermediums einzusetzen. Bei einer solchen aktiven Regeneration wird die Abgastemperatur aktiv angehoben, um über eine exotherme Reaktion bzw. Oxidation der Kohlenwasserstoffe kohlenstoffhaltige Feinstoffpartikel bzw. Rußpartikel, die sich im Filtermedium angesammelt haben, abzubrennen. Das Abbrennen des Kohlenstoffs mit Hilfe von Sauerstoff in einem Partikelfilter erfolgt dabei nach folgender Gleichung:
Bei einer aktiven Regeneration durch Abbrennen der Rußpartikel kann sich im Partikelfilter ein starker Temperaturanstieg bis zu 1000°C ausbilden. Bei einem derart starken Temperaturanstieg kann es zu einer Schädigung des Partikelfilters kommen.In an active regeneration by burning off the soot particles, a strong rise in temperature up to 1000 ° C can form in the particulate filter. With such a strong increase in temperature can lead to damage of the particulate filter.
Aus der
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zur Abgasnachbehandlung zu schaffen.On this basis, the present invention has the object to provide a novel method for exhaust aftertreatment.
Diese Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt durch ein Verfahren zur Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1 gelöst. This object is achieved according to a first aspect by a method for the exhaust aftertreatment system according to claim 1.
Nach dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein aus dem Abgasstrom herausgedrehter Teil oder Abschnitt des Filtermediums, während der in den Abgasstrom hingedrehte Teil oder Abschnitt des Filtermediums von Agas durchströmt ist, innerhalb des Rotationspartikelfilters zunächst in einer ersten außerhalb der Abgasströmung liegenden Teilkammer des Rotationspartikelfilters unter Oxidation von Ruß im Filtermedium regeneriert, wobei anschließend an diese Regeneration in einer zweiten außerhalb der Abgasströmung liegenden Teilkammer des Rotationspartikelfilters aus dem jeweiligen aus dem Abgasstrom herausgedrehten Teil oder Abschnitt des Filtermediums Asche entfernt wird, und wobei anschließend an die Regeneration und Ascheentfernung der jeweilige aus dem Abgasstrom herausgedrehte Teil oder Abschnitt des Filtermediums in den Abgasstrom hineingedreht wird.According to the first aspect of the invention, a part or section of the filter medium turned out of the exhaust gas flow, while the part or section of the filter medium that has been turned into the exhaust gas stream flows through Agas, is first oxidized within the rotary particle filter in a first sub-chamber of the rotary particle filter outside of the exhaust gas flow regenerated by soot in the filter medium, which is followed by this regeneration in a second outside of the exhaust gas flow sub-chamber of the rotary particle filter from the respective out of the exhaust stream twisted portion or portion of the filter medium ash removed, and wherein subsequent to the regeneration and ash removal of the respective from the exhaust stream twisted part or portion of the filter medium is screwed into the exhaust stream.
Mit dem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, in einem Rotationspartikelfilter parallel zur Abgasreinigung unter Verwendung des in den Abgasstrom hineingedrehten Teils oder Abschnitts des Filtermediums, den aus dem Abgasstrom herausgedrehten Teil oder Abschnitt des Filtermediums einer Regeneration durch Oxidation von Ruß sowie anschließend einer Ascheentfernung zu unterziehen. Die Regeneration des aus dem Abgasstrom herausgedrehten Teils oder Abschnitts des Filtermediums durch Oxidation erfolgt dabei in einer ersten außerhalb der Abgasströmung liegenden Teilkammer des Rotationspartikelfilters, wobei die Ascheentfernung in einer zweiten, außerhalb der Abgasströmung liegenden Teilkammer des Rotationspartikelfilters erfolgt.The first aspect of the present invention proposes for the first time, in a rotary particle filter parallel to the exhaust gas purification using the part or section of the filter medium turned into the exhaust gas flow, the part or section of the filter medium turned out of the exhaust gas stream, a regeneration by oxidation of carbon black and then a To undergo ash removal. The regeneration of the rotated out of the exhaust stream portion or portion of the filter medium by oxidation takes place in a first outside the exhaust gas flow sub-chamber of the rotary particle filter, wherein the ash removal takes place in a second, lying outside the exhaust gas flow sub-chamber of the rotary particle filter.
Es werden demnach zumindest drei Teilkammern des Rotationspartikelfilters parallel genutzt, nämlich eine in der Abgasströmung liegende Teilkammer des Rotationspartikelfilters zur Abgasreinigung, sowie zwei außerhalb der Abgasströmung liegende Teilkammern des Rotationspartikelfilters zur Regeneration und Ascheentfernung. Parallel zur Abgasreinigung wird demnach das Filtermedium des Rotationspartikelfilters abschnittsweise bzw. sektionsweise regeneriert und von Asche befreit werden. Dies erlaubt eine besonders vorteilhafte Abgasnachbehandlung.Accordingly, at least three partial chambers of the rotary particle filter are used in parallel, namely a partial chamber of the rotary particle filter for exhaust gas purification located in the exhaust gas flow and two partial chambers of the rotary particle filter for regeneration and ash removal located outside the exhaust gas flow. Accordingly, in parallel to the exhaust gas purification, the filter medium of the rotary particle filter is regenerated in sections or sections and freed from ash. This allows a particularly advantageous exhaust aftertreatment.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der Erfindung wird der aus dem Abgasstrom herausgedrehte Teil oder Abschnitt des Filtermediums anschließend an die Regeneration sowie Ascheentfernung und vor dem Hineindrehen in das Abgasstrom in einer dritten außerhalb der Abgasströmung liegenden Teilkammer des Rotationspartikelfilter erhitzt, um einen sich bei der Ascheentfernung einstellenden Temperaturabfall des Filtermediums zu kompensieren.According to an advantageous further development of the first aspect of the invention, the part or section of the filter medium turned out of the exhaust gas stream is heated in the exhaust gas stream in a third sub-chamber of the rotary particle filter outside the exhaust gas flow to regenerate and remove ashes and before turning into the exhaust gas stream Ash removal adjusting temperature drop of the filter medium to compensate.
Mit dieser vorteilhaften Weiterbildung kann vermieden werden, dass sich infolge eines sich bei der Ascheentfernung einstellenden Temperaturabfalls des Filtermediums nachfolgend, wenn der entsprechende Teil oder Abschnitt des Filtermediums wieder von Abgas durchströmt wird, ein abgasseitiger Temperaturabfall ausbildet, welcher die Effektivität der Abgasnachbehandlung in dem Rotationspartikelfilter nachgeordneten Abgasnachbehandlungsbaugruppen, wie zum Beispiel in Katalysatoren, beeinträchtigt.With this advantageous development it can be avoided that, as a result of a temperature drop of the filter medium occurring during the ash removal, when exhaust gas flows through the corresponding part or section of the filter medium, an exhaust gas-side temperature drop is formed, which subordinates the effectiveness of the exhaust gas aftertreatment in the rotary particle filter Exhaust aftertreatment assemblies, such as in catalysts impaired.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der Erfindung wird ein in den Abgasstrom hineingedrehter Teil oder Abschnitt des Filtermediums zur Regeneration aus dem Abgasstrom heraus gedreht und in die ersten außerhalb der Abgasströmung liegende Teilkammer des Rotationspartikelfilters hineingedreht, wobei anschließend an die Regeneration zur Ascheentfernung dieser Abschnitt bzw. Teil des Filtermediums aus der ersten außerhalb der Abgasströmung liegenden Teilkammer des Rotationspartikelfilters herausgedreht und in die zweite außerhalb der Abgasströmung liegenden Teilkammer des Rotationspartikelfilters, die strömungsseitig von der ersten außerhalb der Abgasströmung liegenden Teilkammer desselben getrennt ist, hineingedreht wird, und wobei anschließend an die Ascheentfernung dieser Abschnitt bzw. Teil des Filtermediums aus der zweiten außerhalb der Abgasströmung liegenden Teilkammer des Rotationspartikelfilters herausgedreht und entweder unmittelbar oder mittelbar über die dritte außerhalb der Abgasströmung liegende Teilkammer des Rotationspartikelfilters, die strömungsseitig von der zweiten außerhalb der Abgasströmung liegenden Teilkammer desselben getrennt ist, in die Abgasströmung hineingedreht wird. Hierdurch kann auf besonders vorteilhafte Art und Weise das Filtermedium des Rotationspartikelfilters durch Oxidation von Ruß einer Regeneration sowie einer Ascheentfernung unterzogen werden.According to a further advantageous development of the first aspect of the invention, a part or section of the filter medium that has been turned into the exhaust gas flow is rotated out of the exhaust gas flow for regeneration and screwed into the first sub-chamber of the rotary particle filter outside the exhaust gas flow, this section then following the regeneration for ash removal or part of the filter medium out of the first out of the exhaust flow sub-chamber of the rotary particle filter and rotated into the second lying outside the exhaust flow sub-chamber of the rotary particle filter, which is on the flow side of the first part of the exhaust gas flow outside thereof, is rotated, and wherein subsequently to the Ash removal of this section or part of the filter medium from the second located outside the exhaust gas flow sub-chamber of the rotary particle filter and either directly or indirectly via the third located outside the exhaust gas flow sub-chamber of the rotary particle filter, which is the same on the flow side separated from the second part of the exhaust gas flow, it is screwed into the exhaust gas flow. As a result, the filter medium of the rotary particle filter can be subjected to regeneration and ash removal by oxidation of carbon black in a particularly advantageous manner.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der Erfindung wird die Regeneration als aktive Regeneration unter Erhitzung des aus dem Abgasstrom herausgedrehten Teils oder Abschnitts des Filtermediums durchgeführt wird, wobei zur Erhitzung des aktiv zu regenerierenden Teils oder Abschnitts des Filtermediums dasselbe in der ersten außerhalb der Abgasströmung liegenden Teilkammer von erhitzter Luft durchströmt wird. Vorzugsweise wird hierbei mit einem stromabwärts des Rotationspartikelfilters positionierten Sensor der Sauerstoffgehalt stromabwärts des Rotationspartikelfilters und gegebenenfalls mit einem stromaufwärts des Rotationspartikelfilters positionierten Sensor der Sauerstoffgehalt stromaufwärts des Rotationspartikelfilters gemessen wird, wobei auf Grundlage des von dem oder jedem Sensor gemessenen Sauerstoffgehalts eine Beladung des Rotationspartikelfilters mit Ruß und/oder ein Temperaturanstieg des Rotationspartikelfilters in Folge des Regeneration und/oder eine Geschwindigkeit der Regeneration bestimmt wird, und wobei auf Grundlage des von dem oder jedem Sensor gemessenen Sauerstoffgehalts die aktive Regeneration geregelt wird. Hierdurch lässt sich die aktive Regeneration im Rotationspartikelfilter besonders vorteilhaft realisieren, nämlich eine Regelung der aktiven Regeneration unter Vermeidung zu hoher Temperaturen und damit einer Beschädigungsgefahr für den Rotationspartikelfilter.According to a further advantageous development of the first aspect of the invention, the regeneration is carried out as active regeneration by heating the part or section of the filter medium turned out of the exhaust gas flow, wherein for heating the actively regenerated part or section of the filter medium the same in the first outside of the exhaust gas flow lying sub-chamber is flowed through by heated air. Preferably, with a sensor positioned downstream of the rotary particle filter, the oxygen content is positioned downstream of the rotary particle filter and optionally with an upstream of the rotary particle filter Sensor, the oxygen content is measured upstream of the rotary particle filter, wherein on the basis of the oxygen content measured by the or each sensor, a loading of the rotary particle filter with soot and / or a temperature increase of the rotary particle filter due to the regeneration and / or a speed of regeneration is determined, and wherein Based on the oxygen content measured by the or each sensor, the active regeneration is regulated. As a result, the active regeneration in the rotary particle filter can be realized particularly advantageously, namely a regulation of the active regeneration while avoiding too high temperatures and thus a risk of damage to the rotary particle filter.
Nach einem zweiten Aspekt wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 8 gelöst.According to a second aspect, this object is achieved by a method for exhaust aftertreatment system according to
Nach dem zweiten Aspekt wird eine Brennkraftmaschine verlassendes Abgas derart über einen Rotationspartikelfilter geführt wird, dass ein in dem Abgasstrom hineingedrehter Teil oder Abschnitt des Filtermediums vom Abas umströmt wird, und ein aus dem Abgasstrom herausgedrehter Teil oder Abschnitt des Filtermediums nicht vom Abas umströmt wird, wobei der aus dem Abgasstrom herausgedrehte Teil oder Abschnitt des Filtermediums aus einer außerhalb der Abgasströmung liegenden Teilkammer des Rotationspartikelfilters entfernt und außerhalb des Rotationspartikelfilters von Ruß und der Asche befreit wird, anschließend in die außerhalb der Abgasströmung liegenden Teilkammer des Rotationspartikelfilters zurückgeführt und wieder in den Abgasstrom hineingedreht wird. Nach dem zweiten Aspekt der Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, in einem Rotationspartikelfilter von Abgas umströmtes Filtermedium zu nutzen, welches dann, wenn dasselbe aus dem Abgasstrom herausgedreht ist, aus dem Rotationspartikelfilter entfernt wird, um außerhalb des Rotationspartikelfilters das Filtermedium von Ruß und Asche zu befreien. Auch hiermit ist eine besonders effektive Nachbehandlung möglich.According to the second aspect, an exhaust gas leaving an internal combustion engine is passed over a rotary particle filter, that flows around a portion of the filter medium or in the exhaust gas flow from the Abas, and an untwisted from the exhaust stream portion or portion of the filter medium is not flowed around by the Abas, wherein the part or section of the filter medium turned out of the exhaust gas stream is removed from a partial chamber of the rotary particle filter which is outside the exhaust gas flow and freed of soot and ash outside the rotary particle filter, then returned to the partial chamber of the rotary particle filter which is outside the exhaust gas flow and is again screwed into the exhaust gas flow , According to the second aspect of the invention, it is proposed for the first time to use filter medium surrounded by exhaust gas in a rotary particle filter which, when it has been removed from the exhaust gas flow, is removed from the rotary particle filter in order to free the filter medium from soot and ash outside the rotary particle filter. Again, a particularly effective treatment is possible.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung ist es möglich, parallel zur Behandlung des aus dem Abgasstrom herausgedrehten Teils oder Abschnitts des Filtermediums auch den in den Abgasstrom hineingedrehten Teil oder Abschnitt des Filtermediums zu behandeln, um so aus dem den in den Abgasstrom hineingedrehten Teil oder Abschnitt des Filtermediums innerhalb des Rotationspartikelfilters im Sinne einer Regeneration Ruß zu entfernen. Hierzu wird vorzugsweise in einem stromaufwärts des Rotationspartikelfilters angeordneten Oxidationskatalysator SO2 in SO3 oxidiert, wobei das SO3 und/oder ausgefallenes H2SO4 der Oxidation von Ruß im Rotationspartikelfilter an dem in den Abgasstrom hineingedrehten Teil oder Abschnitt des Filtermediums dient, und wobei im Oxidationskatalysator als Aktivkomponente zur Oxidation von SO2 in SO3 zumindest Vanadium mit einem Anteil von mehr als 5%, bevorzugt vor mehr als 7%, besonders bevorzugt mehr als 9%, und vorzugsweise zusätzlich Kalium und/oder Natrium und/oder Eisen und/oder Cer und/oder Cäsium und/oder Oxide dieser Elemente genutzt wird, wobei im Oxidationskatalysator als Grundmaterial Titanoxid und/oder Siliziumoxid vorzugsweise stabilisiert durch Wolframoxid genutzt wird.According to an advantageous development of the first aspect and the second aspect of the invention, it is possible to treat in parallel to the treatment of the rotated out of the exhaust stream portion or portion of the filter medium and the screwed into the exhaust stream portion or portion of the filter medium, so as from the in To remove the exhaust gas flow part or portion of the filter medium within the rotary particle filter in the sense of regeneration soot. For this purpose, it is preferable to oxidize SO 2 in SO 3 in an oxidation catalyst SO 2 arranged upstream of the rotary particle filter, the SO 3 and / or precipitated H 2 SO 4 serving to oxidize soot in the rotary particle filter on the part or section of the filter medium screwed into the exhaust gas flow, and in the oxidation catalyst as the active component for the oxidation of SO 2 in SO 3 at least vanadium in a proportion of more than 5%, preferably more than 7%, more preferably more than 9%, and preferably additionally potassium and / or sodium and / or iron and / or cerium and / or cesium and / or oxides of these elements is used, being used in the oxidation catalyst as the base material titanium oxide and / or silica preferably stabilized by tungsten oxide.
Zum SO2-Oxidationskatalysator kann ein NO-Oxidationskatalysator parallel geschaltet sein.For the SO 2 oxidation catalyst, a NO oxidation catalyst may be connected in parallel.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Abgasnachbehandlung von einer Brennkraftmaschine verlassendem Abgas. Insbesondere kommt die Erfindung bei mit Luftüberschuss betriebenen Großbrennkraftmaschinen zum Einsatz, so zum Beispiel bei Schiffsdieselbrennkraftmaschinen.The invention relates to a method for exhaust aftertreatment of exhaust gas leaving an internal combustion engine. In particular, the invention is operated with excess air Large internal combustion engines are used, for example in marine diesel engines.
Unter Bezugnahme auf
Der Rotationspartikelfilter
Der von Abgas durchströmte und demnach in den Abgasstrom hineingedrehte Abschnitt bzw. Teil des Filtermediums ist in einer Teilkammer
Der aus dem Abgasstrom herausgedrehte Teil oder Abschnitt des Filtermediums wird innerhalb des Rotationspartikelfilters
Anschließend an die Regeneration dieses Teils oder Abschnitts des Filtermediums in der ersten Teilkammer
Das unter Bezugnahme auf
Die sektionsweise bzw. abschnittsweise Regeneration des dem Abgasstrom herausgedrehten Filtermediums in der Teilkammer
Im Anschluss an die vorzugsweise aktive Regeneration eines aus dem Abgasstrom herausgedrehten Teils oder Abschnitts des Filtermediums in der Teilkammer
Bei diesem Lösungsmittel
Sind sulfathaltige Ascheablagerungen aus dem Filtermedium des Rotationspartikelfilters
Nach dem ersten Aspekts der Erfindung wird zur Abgasnachbehandlung ein Rotationspartikelfilter genutzt, der mindestens drei Teilkammern aufweist, wobei eine erste Teilkammer
In den Abgasstrom hineingedrehtes Filtermedium wird demnach zur Regeneration aus dem Abgasstrom und damit der Teilkammer
Vorteilhafte Weiterbildungen des unter Bezugnahme auf
Ein erster Unterschied der
Ein weiterer Unterschied des Ausführungsbeispiels der
Auf Grundlage des von den Sensoren
Aus dem Sauerstoffgehalt stromabwärts des Rotationspartikelfilters
Hierbei entspricht jedes verbrannte Sauerstoffmolekül einem Kohlestoffmolekül. Durch Integration über der Zeit kann so die Beladung des jeweiligen zu regenerierenden Teils oder Abschnitts des Filtermediums des Rotationspartikelfilters
Der Temperaturanstieg infolge des Rußabbrands kann nach folgender Gleichung bestimmt werden:
Stromaufwärts des Rotationspartikelfilters
Im Ausführungsbeispiel der
Als Aktivkomponente zur Oxidation von SO2 in SO3 wird im Oxidationskatalysator
Dann, wenn stromaufwärts des Rotationspartikelfilters
In den Ausführungsbeispielen der
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf
Der Rotationspartikelfilter
Nach dem zweiten Aspekt der Erfindung wird Filtermedium, welches an in der Teilkammer
In der Trenneinrichtung
Dabei wird wiederum im Oxidationskatalysator
Dabei beträgt der Vanadiumanteil mindestens 5%, besonders bevorzugt mindestens 7%, besonders bevorzugt mindestens 9%, wobei stromabwärts des Oxidationskatalysators
Eine Alternative zur
Als Granulat kann im Rotationspartikelfilter
Dann, wenn katalytisch aktives Granulat genutzt wird, kommt als Trenneinrichtung
Der Rotationspartikelfilter
Dann, wenn wie in
Es kann auch vanadiumhaltiger Kraftstoff zum Betrieb der Brennkraftmaschine
Die obigen Verfahren können auch bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen genutzt werden. Ein SO2-Oxidationskatalysator ist dann vorteilhaft stromaufwärts einer Turbine des Abgasturboladers positioniert, um durch die stromaufwärts der Turbine herrschenden Drücke und Temperaturen die Oxidation von SO2 in SO3 zu begünstigen.The above methods can also be used in supercharged internal combustion engines. An SO 2 oxidation catalyst is then advantageously positioned upstream of a turbine of the exhaust gas turbocharger to promote the oxidation of SO 2 in SO 3 by the pressures and temperatures prevailing upstream of the turbine.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 1111
- Abgasexhaust
- 1212
- Rotationspartikelfilterrotation particle filter
- 1313
- Teilkammermember chamber
- 1414
- Teilkammermember chamber
- 1515
- Teilkammermember chamber
- 1616
- Drehrichtungdirection of rotation
- 1717
- Luftair
- 1818
- Lösungsmittelsolvent
- 1919
- Teilkammermember chamber
- 2020
- Sensorsensor
- 2121
- Sensorsensor
- 2222
- Oxidationskatalysatoroxidation catalyst
- 3030
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 3131
- Abgasexhaust
- 3232
- Rotationspartikelfilterrotation particle filter
- 3333
- Teilkammermember chamber
- 3434
- Teilkammermember chamber
- 3535
- Drehrichtungdirection of rotation
- 3636
- TrenneirichtungSeparation Eirich Tung
- 3737
- Granulatgranules
- 3838
- Granulatgranules
- 3939
- Ruß/AscheSoot / ash
- 4040
- Oxidationskatalysatoroxidation catalyst
- 4141
- AbsperrvenilAbsperrvenil
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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