DE102019129452A1 - Process for the aftertreatment of the exhaust gas of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Nachbehandlung des Abgases einer einen gasförmigen Kraftstoff verbrennenden Brennkraftmaschine (1), nämlich eines Gasmotors oder eines im Gaskraftstoffbetriebsmodus betriebenen Dual-Fuel-Motors. Das Abgas wird über einen CH4-Oxidationskatalysator (7) und über einen SCR-Reduktionskatalysator (8) geführt. Als Reduktionsmittel für den SCR-Reduktionskatalysator (8) wird NH3oder eine NH3-Vorlaufersubstanz stromaufwärts des CH4-Oxidationskatalysators (7) in das Abgas eingebracht.Method for aftertreatment of the exhaust gas of an internal combustion engine (1) which burns a gaseous fuel, namely a gas engine or a dual-fuel engine operated in the gas-fuel operating mode. The exhaust gas is routed over a CH4 oxidation catalytic converter (7) and an SCR reduction catalytic converter (8). As a reducing agent for the SCR reduction catalytic converter (8), NH3 or an NH3 precursor substance is introduced into the exhaust gas upstream of the CH4 oxidation catalytic converter (7).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachbehandlung des Abgases einer einen gasförmigen Kraftstoff verbrennenden Brennkraftmaschine, nämlich eines Gasmotors oder eines im Gaskraftstoffbetriebsmodus betriebenen Dual-Fuel-Motors. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine, nämlich einen Gasmotor oder Dual-Fuel-Motor.The invention relates to a method for the aftertreatment of the exhaust gas of an internal combustion engine that burns a gaseous fuel, namely a gas engine or a dual-fuel engine operated in the gas-fuel operating mode. The invention also relates to an internal combustion engine, namely a gas engine or dual-fuel engine.
In Gasmotoren sowie in Dual-Fuel-Motoren im Gaskraftstoffbetriebsmodus wird ein gasförmiger Kraftstoff, wie zum Beispiel Erdgas, verbrannt. Bei derartigen Brennkraftmaschinen, die einen gasförmigen Kraftstoff verbrennen, kann es aufgrund einer unvollständigen Verbrennung des gasförmigen Kraftstoffs zu unerwünschten Emissionen von CH4 (Methan) kommen. Da Methan ein starkes Treibhausgas darstellt, sind bei Brennkraftmaschinen, die einen gasförmigen Kraftstoff verbrennen, die CH4-Emissionen in die Umgebung so gering wie möglich zu halten.In gas engines as well as in dual-fuel engines in the gas fuel operating mode, a gaseous fuel, such as natural gas, is burned. In such internal combustion engines that burn a gaseous fuel, incomplete combustion of the gaseous fuel can lead to undesirable emissions of CH 4 (methane). Since methane is a strong greenhouse gas, the CH 4 emissions into the environment must be kept as low as possible in internal combustion engines that burn a gaseous fuel.
Aus der Praxis ist es bereits bekannt, das Abgas, welches die Zylinder einer einen gasförmigen Kraftstoff verbrennenden Brennkraftmaschine verlässt, über einen CH4-Oxidationskatalysator zu führen, um im CH4-Oxidationskatalysator das CH4 zu ersetzen. Dabei kommen bei aus der Praxis bekannten Brennkraftmaschinen im CH4-Oxidationskatalysator zur CH4-Oxidation und demnach als katalytisch aktive Verbindungen mit Metallen der Platinmetallgruppe, insbesondere mit Platin und/oder mit Palladium, zum Einsatz. Dabei beträgt bei aus der Praxis bekannten Brennkraftmaschinen die Beladung des CH4-Oxidationskatalysators mit einem Metall der Platinmetallgruppe typischerweise mehr als 7 Gramm Platin und/oder Palladium pro Liter Volumen des CH4-Oxidationskatalysators.It is already known from practice to pass the exhaust gas which leaves the cylinders of an internal combustion engine that burns a gaseous fuel over a CH 4 oxidation catalyst in order to replace the CH 4 in the CH 4 oxidation catalyst. In internal combustion engines known from practice, the CH 4 oxidation catalyst is used for CH 4 oxidation and accordingly as catalytically active compounds with metals of the platinum group, in particular with platinum and / or with palladium. In internal combustion engines known from practice, the loading of the CH 4 oxidation catalyst with a metal of the platinum metal group is typically more than 7 grams of platinum and / or palladium per liter of volume of the CH 4 oxidation catalyst.
Hierdurch werden hohe Kosten verursacht. Ferner ist die Betriebszeit solcher aus der Praxis bekannter CH4-Oxidationskatalysatoren relativ gering, da Schwefeloxide, die in den Bereich des CH4-Oxidationskatalysators gelangen können, die katalytisch aktiven Verbindungen der Platinmetallgruppe deaktivieren können. Daher ist bei aus der Praxis bekannten Brennkraftmaschinen die Möglichkeit zur Reduktion der CH4-Immissionen beschränkt.This causes high costs. Furthermore, the operating time of such CH 4 oxidation catalysts known from practice is relatively short, since sulfur oxides which can get into the area of the CH 4 oxidation catalyst can deactivate the catalytically active compounds of the platinum metal group. Therefore, in internal combustion engines known from practice, the possibility of reducing the CH 4 emissions is limited.
Aus der
Aus der
Um die NH3-Vorlaufersubstanz in ausreichend Umfang in NH3 zu zersetzen und/oder das Reduktionsmittel ausreichend fein und gleichmäßig im Abgas zu zerstäuben bzw. zu verteilen, ist nach der
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zur Nachbehandlung des Abgases einer einen gasförmigen Kraftstoff verbrennenden Brennkraftmaschine und eine entsprechende Brennkraftmaschine zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Das Abgas wird über einen CH4-Oxidationskatalysator und über einen SCR-Reduktionskatalysator geführt.Proceeding from this, the invention is based on the object of creating a novel method for aftertreatment of the exhaust gas of an internal combustion engine that burns a gaseous fuel and a corresponding internal combustion engine. This object is achieved by a method according to
Die Oxidation von CH4 läuft dabei über NO2 ab
Als Reduktionsmittel für den SCR-Reduktionskatalysator wird NH3 oder eine NH3-Vorlaufersubstanz stromaufwärts des CH4-Oxidationskatalysators in das Abgas eingebracht. Die Reduktion der Stickoxide am SCR- Katalysator erfolgt nach folgenden Gleichungen
Mit der Erfindung wird also vorgeschlagen, bei einer Abgasnachbehandlung des Abgases einer einen gasförmigen Kraftstoff verbrennenden Brennkraftmaschine, deren Abgas sowohl über einen CH4-Oxidationskatalysator als auch über einen SCR-Reduktionskatalysator geführt wird, das NH3 oder die NH3-Verläufersubstanz nicht stromabwärts des CH4-Oxidationskatalysators, sondern vielmehr stromaufwärts des CH4-Oxidationskatalysators in das Abgas einzubringen. Dadurch kann auf eine lange Mischstrecke zwischen dem CH4-Oxidationskatalysator und dem SCR-Reduktionskatalysator verzichtet werden. Hierdurch können Bauraumvorteile realisiert werden. Ein das Verfahren ausführendes Abgasnachbehandlungssystem kann deutlich kompakter ausgeführt werden.The invention therefore proposes that, during exhaust gas aftertreatment of the exhaust gas from an internal combustion engine which burns a gaseous fuel and whose exhaust gas is passed both over a CH 4 oxidation catalyst and an SCR reduction catalyst, the NH 3 or the NH 3 precursor substance not downstream of the CH 4 oxidation catalyst, but rather to be introduced into the exhaust gas upstream of the CH 4 oxidation catalyst. This means that there is no need for a long mixing section between the CH 4 oxidation catalyst and the SCR reduction catalyst. This allows installation space advantages to be realized. One executing the procedure The exhaust aftertreatment system can be made much more compact.
Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Abgas zuerst über den CH4-Oxidationskatalysator und anschließend über einen separaten SCR-Reduktionskatalysator geführt, wobei das NH3 oder die NH3-Vorlaufersubstanz stromaufwärts des CH4-Oxidationskatalysators in das Abgas eingebracht wird. Nach dieser ersten Weiterbildung sind der CH4-Oxidationskatalysator und der SCR-Reduktionskatalysator als separate, getrennte Katalysatoren ausgeführt. In diesem Fall ist dann der CH4-Oxidationskatalysator bevorzugt stromaufwärts des SCR-Reduktionskatalysators angeordnet, wobei der CH4-Oxidationskatalysator eine vernachlässigbare NH3-Oxidationsaktivität durch Sauerstoff aufweist. Insbesondere ist vorgesehen, dass der CH4- Oxidationskatalysator kein Element der Platinmetallgruppe enthält, um die Oxidation des NH3 mit Hilfe von O2 zu N2, NO, NO2 oder N2O zu vermeiden.According to a first advantageous development of the invention, the exhaust gas is first passed over the CH 4 oxidation catalyst and then over a separate SCR reduction catalyst, the NH 3 or the NH 3 precursor substance being introduced into the exhaust gas upstream of the CH 4 oxidation catalyst. According to this first development, the CH 4 oxidation catalyst and the SCR reduction catalyst are designed as separate, separate catalysts. In this case, the CH 4 oxidation catalyst is then preferably arranged upstream of the SCR reduction catalyst, the CH 4 oxidation catalyst having negligible NH 3 oxidation activity due to oxygen. In particular, it is provided that the CH 4 oxidation catalyst does not contain any element of the platinum metal group in order to avoid the oxidation of the NH 3 with the aid of O 2 to N 2 , NO, NO 2 or N 2 O.
Nach einer alternativen, zweiten und besonders bevorzugten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Abgas über einen kombinierten oder integrierten CH4-Oxidations- und SCR-Reduktionskatalysator geführt. Das NH3 oder die NH3-Vorlaufersubstanz wird stromaufwärts des kombinierten oder integrierten CH4-Oxidations- und SCR-Reduktionskatalysators in das Abgas eingebracht. Das über den kombinierten CH4-Oxidations- und SCR-Reduktionskatalysator zu führende Abgas weist vorzugsweise einen NO2-Anteil, bezogen auf einen Gesamtanteil an Stickoxiden, von mindestens 25%, bevorzugt von mindestens 35%, besonders bevorzugt von mindestens 55%, auf. Zudem hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der NO2- Anteil mindestens 0,1 mal den NOx- Umsatz, vorteilhaft mindestens 0,2 mal den NOx- Umsatz, äußerst vorteilhaft mindestens 0,3 mal den NOx-Umsatz beträgt. Dadurch ist sichergestellt, dass sowohl für die CH4- Oxidation nach Gleichung 1, als auch für die NOx- Reduktion nach Gleichung 3 ausreichend NO2 zur Verfügung steht. Bei getrennter Ausführung aus CH4-Oxidations- und SCR-Reduktionskatalysator weist Abgas stromauf des CH4- Oxidationskatalysators vorzugsweise einen NO2-Anteil, bezogen auf einen Gesamtanteil an Stickoxiden, von mindestens 15%, bevorzugt von mindestens 30%, besonders bevorzugt von mindestens 50%, auf.According to an alternative, second and particularly preferred advantageous development of the invention, the exhaust gas is passed over a combined or integrated CH 4 oxidation and SCR reduction catalytic converter. The NH 3 or the NH 3 precursor substance is introduced into the exhaust gas upstream of the combined or integrated CH 4 oxidation and SCR reduction catalyst. The exhaust gas to be passed over the combined CH 4 oxidation and SCR reduction catalytic converter preferably has an NO 2 proportion, based on a total proportion of nitrogen oxides, of at least 25%, preferably of at least 35%, particularly preferably of at least 55% . In addition, it has proven to be advantageous if the NO 2 proportion is at least 0.1 times the NO x conversion, advantageously at least 0.2 times the NO x conversion, extremely advantageously at least 0.3 times the NO x conversion . This ensures that sufficient NO 2 is available both for the CH 4 oxidation according to
Der kombinierte oder integrierte CH4-Oxidations- und SCR-Reduktionskatalysator weist zur CH4-Oxidation und zur NOx-Reduktion als katalytisch aktive Verbindung vorzugsweise einen Beta Zeolith, insbesondere einen Beta-polymorph A-Typ (BEA) Zeolith und/oder einen Chabasit (CHA) Zeolith und/oder einen Pentasil-Typ-Zeolith, insbesondere vom MFI- Typ, wie z.B. ZSM-5 und/oder einen Mordenit (MOR)- Zeolith auf, wobei vorzugsweise Elemente des jeweiligen Zeolithe mit Metallen der Seltenen Erden und/oder Eisen und/oder Cobalt und/oder Nickel und/oder Kupfer und/oder Mangan ausgetauscht oder substituiert sind. Mit der zweiten Weiterbildung kann das Abgasnachbehandlungssystem noch kompakter ausgeführt werden. CH4-Oxidationskatalysator und SCR-Reduktionskatalysator sind nach der zweiten Weiterbildung über einen kombinierten oder integrierten CH4-Oxidations- und SCR-Reduktionskatalysator bereitgestellt. Um in dem kombinierten oder integrierten CH4-Oxidations- und SCR-Reduktionskatalysator eine hocheffiziente CH4-Oxidation und NOx-Reduktion zu ermöglichen, kommt dabei erstens eine definierte katalytisch aktive Verbindung im Katalysator zum Einsatz, nämlich ein Beta- Zeolith, insbesondere ein BEA-Zeolith und/oder ein CHA-Zeolith und/oder einen Pentasil-Typ- Zeolith, insbesondere vom MFI- Typ, wie z.B. ZSM-5, und/oder ein Mordenit (MOR)- Zeolith. Ferner wird der NO2-Anteil im Abgas bezogen auf den Gesamtanteil an Stickoxiden auf mindestens 55 %, bevorzugt von mindestens 60%, besonders bevorzugt von mindestens 70%, stromaufwärts des kombinierten oder integrierten CH4-Oxidations- und SCR-Reduktionskatalysators eingestellt.The combined or integrated CH 4 oxidation and SCR reduction catalytic converter preferably has a beta zeolite, in particular a beta polymorph A-type (BEA) zeolite and / or a catalytically active compound for CH 4 oxidation and NO x reduction Chabazite (CHA) zeolite and / or a pentasil type zeolite, in particular of the MFI type, such as ZSM-5 and / or a mordenite (MOR) zeolite, preferably elements of the respective zeolite with rare earth metals and / or iron and / or cobalt and / or nickel and / or copper and / or manganese are exchanged or substituted. With the second development, the exhaust gas aftertreatment system can be made even more compact. CH 4 oxidation catalyst and the SCR reducing catalyst are provided 4 -Oxidations- and SCR reducing catalyst according to the second modification, a combined or integrated CH. In order to enable highly efficient CH 4 oxidation and NOx reduction in the combined or integrated CH 4 oxidation and SCR reduction catalyst, a defined catalytically active compound is first used in the catalyst, namely a beta zeolite, in particular a BEA Zeolite and / or a CHA zeolite and / or a pentasil type zeolite, in particular of the MFI type, such as ZSM-5, and / or a mordenite (MOR) zeolite. Furthermore, the NO 2 proportion in the exhaust gas, based on the total proportion of nitrogen oxides, is set to at least 55%, preferably at least 60%, particularly preferably at least 70%, upstream of the combined or integrated CH 4 oxidation and SCR reduction catalytic converter.
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine ist in Anspruch 11 definiert.The internal combustion engine according to the invention is defined in claim 11.
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:
-
1 eine stark schematisierte Ansicht einer ersten erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abgasnachbehandlung, -
2 eine stark schematisierte Ansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abgasnachbehandlung.
-
1 a highly schematic view of a first internal combustion engine according to the invention to illustrate the method according to the invention for exhaust gas aftertreatment, -
2 a highly schematic view of a second internal combustion engine according to the invention to illustrate the method according to the invention for exhaust gas aftertreatment.
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, in welcher ein gasförmiger Kraftstoff verbrannt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Nachbehandlung des Abgases der den gasförmigen Kraftstoff verbrennenden Brennkraftmaschine.The invention relates to an internal combustion engine in which a gaseous fuel is burned. The invention also relates to a method for aftertreatment of the exhaust gas from the internal combustion engine that burns the gaseous fuel.
Das Abgasnachbehandlungssystem
Im Ausführungsbeispiel der
Dabei ist in Strömungsrichtung des Abgases gesehen stromaufwärts des CH4-Oxidationskatalysators 7 eine Einbringeinrichtung
Dadurch, dass die Einbringeinrichtung
Im Ausführungsbeispiel der
Dann, wenn im Ausführungsbeispiel der
- Sm2Zr2O7
- Sm2Mo2O7
- La2Ti2O7
- La2COxSn2-xO7-δ
- La2CoxZr2-xO7-δ
- Mn2CoxZr2-xO7-δ
- Pr2Ru2O7
- ZrTiGd2O7
- Pr2Co2O7
- Pr2CoxZr2-xO7-δ
- Sm 2 Zr 2 O 7
- Sm 2 Mo 2 O 7
- La 2 Ti 2 O 7
- La 2 CO x Sn 2-x O 7-δ
- La 2 Co x Zr 2-x O 7-δ
- Mn 2 Co x Zr 2-x O 7-δ
- Pr 2 Ru 2 O 7
- ZrTiGd 2 O 7
- Pr 2 Co 2 O 7
- Pr 2 Co x Zr 2-x O 7-δ
Der CH4-Oxidationskatalysator 7 kann eines oder mehrere oder alle der obigen Pyrochlore aufweisen.The CH 4 oxidation catalyst 7 can comprise one or more or all of the above pyrochlores.
Dann, wenn im Ausführungsbeispiel der
- MOR Zeolithe
- FER Zeolithe
- PER Zeolithe
- NFI Zeolithe
- LTL Zeolithe
- LAU Zeolithe
- CHI Zeolithe
- Beta- Zeolithe, insbesondere BEA Zeolithe
- CHA Zeolithe
- FAU Zeolithe
- LSX Zeolithe
- MOR zeolites
- FER zeolites
- PER zeolites
- NFI zeolites
- LTL zeolites
- LAU zeolites
- CHI zeolites
- Beta zeolites, especially BEA zeolites
- CHA zeolites
- FAU zeolites
- LSX zeolites
Der CH4-Oxidationskatalysator 7 kann eines oder mehrere oder alle der obigen Zeolithe aufweisen.The CH 4 oxidation catalyst 7 can comprise one or more or all of the above zeolites.
Dann, wenn der CH4-Oxidationskatalysator 7 zur CH4-Oxidation und demnach als katalytisch aktive Verbindung ein Pyrochlor und/oder wenigstens einen Zeolith aufweist, sind Elemente des Pyrochlors und/oder des Zeoliths vorzugsweise mit Metallen der seltenen Erden und/oder mit Eisen und/oder mit Cobalt und/oder mit Kupfer und/oder mit Mangan substituiert.If the CH 4 oxidation catalyst 7 for CH 4 oxidation and accordingly has a pyrochlore and / or at least one zeolite as the catalytically active compound, elements of pyrochloride and / or zeolite are preferably with rare earth metals and / or with iron and / or substituted with cobalt and / or with copper and / or with manganese.
Ferner können das Pyrochlor und/oder der Zeolith mit Rh, Ru, Ir, Os, Bi, Cn, Ed angereichert sein, indem diese Elemente in das Pyrochlor und/oder in das Zeolithe eingesetzt sind.Furthermore, the pyrochlore and / or the zeolite can be enriched with Rh, Ru, Ir, Os, Bi, Cn, Ed in that these elements are used in the pyrochlore and / or in the zeolite.
Der CH4-Oxidationskatalysator 7 zur CH4-Oxidation kann auch mindestens eine der folgenden Verbindungen enthalten:
- CoO-Yb2O3
- NiO
- LiNiLaO
- LiCoLaO
- LiFeLaO
- NaNiLaO
- KNiLaO
- LiNiCeO
- LiNiYO
- LiNiSmOLaNiO
- Cu-Co-O
- Cu-Co-O
- La2O3
- SrO
- HfO2
- YO3
- ZrO2
- MnO
- CuO
- TiO2
- Fe2O3
- MoO3
- CoO-Yb 2 O 3
- NOK
- LiNiLaO
- LiCoLaO
- LiFeLaO
- NaNiLaO
- KNiLaO
- LiNiCeO
- LiNiYO
- LiNiSmOLaNiO
- Cu-Co-O
- Cu-Co-O
- La 2 O 3
- SrO
- HfO 2
- YO 3
- ZrO 2
- MnO
- CuO
- TiO 2
- Fe 2 O 3
- MoO 3
Ein Anteil an Platin und Palladium an den zur Zersetzung von CH4 genutzten katalytisch aktiven Aktivkomponenten ist dabei jeweils kleiner als 1 %, bevorzugt kleiner als 0,5 %, äußerst bevorzugt kleiner als 500ppm.A proportion of platinum and palladium in the catalytically active active components used for the decomposition of CH 4 is in each case less than 1%, preferably less than 0.5%, extremely preferably less than 500 ppm.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Anteil der Summe aus Platin und Palladium an den zur CH4-Zersetzung genutzten Aktivkomponenten kleiner als 1 %, vorteilhaft kleiner als 0,5 %, äußerst vorteilhaft kleiner als 1000ppm.According to an advantageous development, the proportion of the sum of platinum and palladium in the active components used for the CH 4 decomposition is less than 1%, advantageously less than 0.5%, extremely advantageously less than 1000 ppm.
Besonders bevorzugt ist der CH4- Oxidationskatalysator frei von Platin und Palladium. The CH 4 oxidation catalyst is particularly preferably free from platinum and palladium.
Als Träger für die oben genannten katalytisch aktiven Komponenten werden vorzugsweise Al2O3, TiO2, SiO2 sowie WO3, einzeln oder in Kombination, genutzt. Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 and WO 3 , individually or in combination, are preferably used as supports for the abovementioned catalytically active components.
In
Es ist auch möglich, dass dann, wenn wie im Ausführungsbeispiel der
Während im Ausführungsbeispiel der
Im Ausführungsbeispiel der
Durch den obigen Anteil von NO2 im Abgas kann vermieden werden, dass die SCR-Reduktionsreaktion sämtliches NO2 verbraucht und für die CH4-Oxidation nicht mehr ausreichend NO2 zur Verfügung steht. Mit dem obigen NO2-Anteil im Abgas kann demnach gleichzeitig eine effektive CH4-Oxidation und NOx-Reduktion sichergestellt werden.The above proportion of NO 2 in the exhaust gas can prevent the SCR reduction reaction from consuming all of the NO 2 and no longer providing sufficient NO 2 for the CH 4 oxidation. With the above NO 2 content in the exhaust gas, an effective CH 4 oxidation and NOx reduction can therefore be ensured at the same time.
Ein solcher kombinierter oder integrierter CH4-Oxidations- und SCR-Reduktionskatalysator
Eine besonders bevorzugte CH4-Oxidation und SCR-Reduktion im kombinierten CH4-Oxidations- und SCR-Reduktionskatalysator
Dieser kombinierte Katalysator zeichnet sich zudem dadurch aus, dass bei Temperaturen unter 450°C die Stickstoffselektivität der SCR- Reaktion nach den Gleichungen 2 und 3 mindestens 70%, bevorzugt mindestens 80%, äußerst bevorzugt mindestens 85% beträgt. D.h. die Oxidation von Ammoniak, die nicht nach den oben genannten Gleichungen, sondern über Sauerstoff abläuft, ist zu vernachlässigen. D.h. die Menge an oxidiertem Ammoniak nach folgenden Gleichungen ist in Summe geringer als 30%, bevorzugt geringer als 20%, äußerst bevorzugt geringer als 15% bezogen auf die stromauf des Kombinationskatalysators zugeführte Ammoniakmenge:
Der kombinierte Katalysator
- V2O5
- V2O4
- CoO-Yb2O3
- NiO
- LiNiLaO
- LiCoLaO
- LiFeLaO
- NaNiLaO
- KNiLaO
- LiNiCeO
- LiNiYO
- LiNiSmOLaNiO
- Cu-Co-O
- Cu-Co-O
- La2O3
- SrO
- HfO2
- YO3
- ZrO2
- MnO
- CuO
- TiO2
- Fe2O3
- MoO3
- V 2 O 5
- V 2 O 4
- CoO-Yb 2 O 3
- NOK
- LiNiLaO
- LiCoLaO
- LiFeLaO
- NaNiLaO
- KNiLaO
- LiNiCeO
- LiNiYO
- LiNiSmOLaNiO
- Cu-Co-O
- Cu-Co-O
- La 2 O 3
- SrO
- HfO 2
- YO 3
- ZrO 2
- MnO
- CuO
- TiO 2
- Fe 2 O 3
- MoO 3
Bei der Brennkraftmaschine
Dann, wenn die Ausführungsform der
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 22
- ZylinderblockCylinder block
- 33
- Zylindercylinder
- 44th
- ZuführungFeed
- 55
- AbführungDischarge
- 66th
- AbgasnachbehandlungssystemExhaust aftertreatment system
- 77th
- CH4-OxidationskatalysatorCH 4 oxidation catalyst
- 88th
- SCR-KatalysatorSCR catalytic converter
- 99
- EinbringeinrichtungFeeding device
- 1010
- NO-OxidationskatalysatorNO oxidation catalyst
- 1111
- Gehäusecasing
- 1212th
- CH4-Oxidations- und SCR-ReduktionskatalysatorCH 4 oxidation and SCR reduction catalyst
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102015001495 A1 [0005, 0006, 0007]DE 102015001495 A1 [0005, 0006, 0007]
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DE102019129452.5A DE102019129452A1 (en) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | Process for the aftertreatment of the exhaust gas of an internal combustion engine |
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-
2019
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Patent Citations (2)
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---|---|---|---|---|
DE102015001495A1 (en) * | 2015-02-05 | 2016-08-11 | Man Diesel & Turbo Se | Internal combustion engine and method for operating the same |
US20170341022A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-11-30 | Johnson Matthey Public Limited Company | Method and exhaust system for treating nox in exhaust gas from stationary emission sources |
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