DE102022119570A1 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
DE102022119570A1
DE102022119570A1 DE102022119570.8A DE102022119570A DE102022119570A1 DE 102022119570 A1 DE102022119570 A1 DE 102022119570A1 DE 102022119570 A DE102022119570 A DE 102022119570A DE 102022119570 A1 DE102022119570 A1 DE 102022119570A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ammonia
catalyst
exhaust gas
beta zeolite
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022119570.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Marian Schenker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN Energy Solutions SE
Original Assignee
MAN Energy Solutions SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Energy Solutions SE filed Critical MAN Energy Solutions SE
Priority to DE102022119570.8A priority Critical patent/DE102022119570A1/en
Publication of DE102022119570A1 publication Critical patent/DE102022119570A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9427—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrous oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9477—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on separate bricks, e.g. exhaust systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F01N3/108—Auxiliary reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/36—Arrangements for supply of additional fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/004—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust drives arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/013—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0644—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being hydrogen, ammonia or carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20738—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/50—Zeolites
    • B01D2255/502—Beta zeolites
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
    • F01N2370/04—Zeolitic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/18—Ammonia
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy
    • F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy the devices using kinetic energy

Abstract

Brennkraftmaschine (10) mit einem mindestens einen Zylinder (12) aufweisenden Motor (11), wobei der Motor (11) eingerichtet ist, in den Zylindern (12) als Kraftstoff zumindest anteilig Ammoniak zu verbrennen, mit einem Abgasnachbehandlungssystem (13) für die Zylinder (12) des Motors (11) verlassendes Abgas, welches Stickoxide NOx und Distickstoffmonoxid N2O enthält, wobei das Abgasnachbehandlungssystem (13) einen Fe-Beta-Zeolith Katalysator (14, 14a, 14) zur gleichzeitigen Reduktion von Stickoxiden NOx und Zersetzung von Distickstoffmonoxid N2O im Abgas aufweist, der eingerichtet ist, als Reduktionsmittel für die Reduktion von Stickoxiden NOx im Abgas zumindest anteilig einen Ammoniakschlupf im Abgas zu nutzen, und wobei das Abgasnachbehandlungssystem (13) weiterhin einen Ammoniakkatalysator (15) aufweist, der eingerichtet ist, nicht als Reduktionsmittel genutztes Ammoniak in Wasser und in Stickstoff umzuwandeln.

Figure DE102022119570A1_0000
Internal combustion engine (10) with an engine (11) having at least one cylinder (12), the engine (11) being set up to burn at least a portion of ammonia as fuel in the cylinders (12), with an exhaust gas aftertreatment system (13) for the cylinders (12) exhaust gas leaving the engine ( 11), which contains nitrogen oxides NO Decomposition of nitrous oxide N 2 O in the exhaust gas, which is set up to at least partially use an ammonia slip in the exhaust gas as a reducing agent for the reduction of nitrogen oxides NO x in the exhaust gas, and wherein the exhaust gas aftertreatment system (13) further has an ammonia catalyst (15), which is set up to convert ammonia not used as a reducing agent into water and nitrogen.
Figure DE102022119570A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine.The invention relates to an internal combustion engine.

Großbrennkraftmaschine, wie sie zum Beispiel auf Schiffen als Brennkraftmaschinen zum Einsatz kommen, werden zunehmend als Gasmotoren oder Dual-Fuel-Motoren ausgeführt. In Gasmotoren wird ein gasförmiger Kraftstoff, wie zum Beispiel Erdgas, verbrannt. In Dual-Fuel-Motoren kann in einem Gaskraftstoff-Betriebsmodus ein gasförmiger Kraftstoff, wie zum Beispiel Erdgas, und in einem Flüssigkraftstoff-Betriebsmodus ein flüssiger Kraftstoff, wie zum Beispiel Dieselkraftstoff, verbrannt werden. Solche Gasmotoren und Dual-Fuel-Motoren stoßen mit dem Agas CO2 aus.Large internal combustion engines, such as those used on ships as internal combustion engines, are increasingly being designed as gas engines or dual-fuel engines. Gas engines burn a gaseous fuel such as natural gas. In dual fuel engines, a gaseous fuel, such as natural gas, may be burned in a gas fuel operating mode and a liquid fuel, such as diesel fuel, may be burned in a liquid fuel operating mode. Such gas engines and dual-fuel engines emit CO 2 with the Agas.

Aus der Praxis sind weiterhin Bestrebungen bekannt, Brennkraftmaschinen mit Ammoniak als Kraftstoff zu betreiben. Der Kraftstoff wird dabei zumindest teilweise von Ammoniak gebildet. Bei der Verwendung eines Kraftstoffs, der zumindest teilweise von Ammoniak gebildet wird, kann der CO2-Ausstoß gegenüber Brennkraftmaschinen, die als Kraftstoff Erdgas oder Diesel nutzen, reduziert werden.Efforts to operate internal combustion engines with ammonia as fuel are also known from practice. The fuel is at least partially formed by ammonia. When using a fuel that is at least partially formed by ammonia, CO 2 emissions can be reduced compared to internal combustion engines that use natural gas or diesel as fuel.

Das Abgas von Brennkraftmaschinen, die als Kraftstoff zumindest teilweise Ammoniak nutzen, enthält Stickoxide NOx sowie Distickstoffmonoxid N2O, welches auch als Lachgas bezeichnet wird. In diesem Fall ist es von Bedeutung, die Stickoxide und das Distickstoffmonoxid im Abgas zu reduzieren.The exhaust gas from internal combustion engines that at least partially use ammonia as fuel contains nitrogen oxides NOx and nitrous oxide N 2 O, which is also referred to as nitrous oxide. In this case, it is important to reduce nitrogen oxides and nitrous oxide in the exhaust gas.

EP 2 286 897 B2 und EP 2 576 019 B1 offenbaren jeweils Vorrichtungen und Verfahren zur Verringerung des Gehalts von Stickoxiden NOx und Distickstoffmonoxid N2O in Gasen. EP 2 286 897 B2 and EP 2 576 019 B1 each disclose devices and methods for reducing the content of nitrogen oxides NO x and nitrous oxide N 2 O in gases.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine neuartige Brennkraftmaschine zu schaffen.Based on this, the invention is based on the task of creating a new type of internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by an internal combustion engine according to claim 1.

Das Abgasnachbehandlungssystem weist einen Fe-Beta-Zeolith Katalysator zur gleichzeitigen Reduktion von Stickoxiden NOx und Zersetzung von Distickstoffmonoxid N2O im Abgas auf, der eingerichtet ist, als Reduktionsmittel für die Reduktion von Stickoxiden NOx im Abgas zumindest anteilig einen Ammoniakschlupf des Motors im Abgas zu nutzen. Das Abgasnachbehandlungssystem weist weiterhin einen Ammoniakkatalysator auf, der eingerichtet ist, nicht als Reduktionsmittel genutztes Ammoniak in Wasser und in Stickstoff umzuwandeln.The exhaust gas aftertreatment system has an Fe-beta zeolite catalyst for the simultaneous reduction of nitrogen oxides NO x and decomposition of nitrous oxide N 2 O in the exhaust gas, which is set up to act as a reducing agent for the reduction of nitrogen oxides NO to use exhaust gas. The exhaust gas aftertreatment system also has an ammonia catalyst, which is designed to convert ammonia that is not used as a reducing agent into water and nitrogen.

Der Ammoniakkatalysator kann auch als Ammoniakschlupfkatalysator bezeichnet werden.The ammonia catalyst can also be referred to as an ammonia slip catalyst.

Nach der Erfindung weist das Abgasnachbehandlungssystem der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine den Fe-Beta-Zeolith Katalysator auf, welcher der gleichzeitigen Reduktion von Stickoxiden NOx und Zersetzung von Distickstoffmonoxid N2O im Abgas dient, wobei der Fe-Beta-Zeolith Katalysator als Reduktionsmittel zumindest anteilig einen Ammoniakschlupf im Abgas nutzt, also solches Ammoniak, welches in dem mindestens einen Zylinder des Motors der Brennkraftmaschine nicht verbrannt wurde und demnach als unverbrannter Kraftstoffbestandteil im Abgas vorliegt. Ferner weist das Abgasnachbehandlungssystem der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine einen Ammoniakkatalysator auf, der eingerichtet ist, nicht als Reduktionsmittel genutztes Ammoniak umzuwandeln. Mit der Erfindung kann demnach einerseits durch Verwendung des Fe-Beta-Zeolith Katalysators unter Verwendung von Ammoniak als Reduktionsmittel, welches zumindest anteilig durch den Ammoniakschlupf im Abgas bereitgestellt wird, Stickoxid NOx und Distickstoffmonoxid N2O im Abgas verringert werden, andererseits kann durch den Ammoniakkatalysator verhindert werden, dass nicht zur Reduktion genutztes Ammoniak in die Umgebung gelangt.According to the invention, the exhaust gas aftertreatment system of the internal combustion engine according to the invention has the Fe-beta zeolite catalyst, which serves for the simultaneous reduction of nitrogen oxides NO Ammonia slip in the exhaust gas is used, i.e. ammonia that has not been burned in the at least one cylinder of the engine of the internal combustion engine and is therefore present as an unburned fuel component in the exhaust gas. Furthermore, the exhaust gas aftertreatment system of the internal combustion engine according to the invention has an ammonia catalyst which is designed to convert ammonia that is not used as a reducing agent. With the invention, on the one hand, by using the Fe-beta zeolite catalyst using ammonia as a reducing agent, which is at least partially provided by the ammonia slip in the exhaust gas, nitrogen oxide NO Ammonia catalyst prevents ammonia not used for reduction from getting into the environment.

Vorzugsweise sind Fe-Beta-Zeolith Katalysator und der Ammoniakkatalysator in einen gemeinsamen Druckbehälter integriert. Vorzugsweise ist der Fe-Beta-Zeolith Katalysator in Strömungsrichtung des Abgases gesehen zumindest stromaufwärts des Ammoniakkatalysators angeordnet, vorzugsweise auch stromabwärts des Ammoniakkatalysators. Dann, wenn der Fe-Beta-Zeolith Katalysator und der Ammoniakkatalysator gemeinsam in einen Druckbehälter integriert sind, können dieselben vorteilhaft in das Abgasnachbehandlungssystem integriert werden, insbesondere stromaufwärts einer Turbine eines Abgasturboladers.Fe-beta zeolite catalyst and the ammonia catalyst are preferably integrated in a common pressure vessel. Preferably, the Fe-beta zeolite catalyst is arranged at least upstream of the ammonia catalyst, viewed in the flow direction of the exhaust gas, and preferably also downstream of the ammonia catalyst. Then, if the Fe-beta zeolite catalyst and the ammonia catalyst are integrated together in a pressure vessel, they can advantageously be integrated into the exhaust gas aftertreatment system, in particular upstream of a turbine of an exhaust gas turbocharger.

Wenn das Abgasnachbehandlungssystem mehrere Abgasturbolader aufweist, die im Sinne eines Hochdruckturboladers und eines Niederdruckturboladers hintereinander bzw. in Serie geschaltet sind, kann der gemeinsame Druckbehälter, in den der Fe-Beta-Zeolith Katalysator und der Ammoniakkatalysator gemeinsam integriert sind, sowohl stromaufwärts der Hochdruckturbine des Hochdruckturboladers als auch stromabwärts derselben, jedoch stromaufwärts der Niederdruckturbine des Niederdruckturboladers, angeordnet sein. Hierdurch ist es möglich, hohe Abgastemperaturen zur Reduktion der Stickoxide und Zersetzung des Distickstoffmonoxids im Abgas zu nutzen.If the exhaust gas aftertreatment system has several exhaust gas turbochargers that are connected one behind the other or in series in the sense of a high-pressure turbocharger and a low-pressure turbocharger, the common pressure vessel, in which the Fe-beta zeolite catalyst and the ammonia catalyst are integrated together, can be both upstream of the high-pressure turbine of the high-pressure turbocharger as well as downstream of the same, but upstream of the low-pressure turbine of the low-pressure turbocharger. This makes it possible to use high exhaust gas temperatures to reduce nitrogen oxides and decompose the nitrous oxide in the exhaust gas.

Vorzugsweise sind der Fe-Beta-Zeolith Katalysator und der Ammoniakkatalysator auf einem gemeinsamen Substratträger angeordnet. Dann, wenn der Fe-Beta-Zeolith Katalysator und der Ammoniakkatalysator auf einem gemeinsamen Substratträger in unterschiedlichen Abschnitten desselben angeordnet sind, ist eine besonders bauraumsparende Ausführung möglich.The Fe-beta zeolite catalyst and the ammonia catalyst are preferably arranged on a common substrate support. If the Fe-beta zeolite catalyst and the ammonia catalyst are arranged on a common substrate support in different sections of the same, a particularly space-saving design is possible.

Vorzugsweise sind stromaufwärts und/oder stromabwärts des Fe-Beta-Zeolith Katalysators und des Ammoniakkatalysators ein NOx-Sensor und/oder ein Ammoniak-Sensor angeordnet, wobei ein Steuergerät eingerichtet ist, abhängig von Messwerten des mindestens einen NOx-Sensors und/oder des mindestens einen Ammoniak-Sensors einen Ammoniakanteil im Abgas stromaufwärts der Beta-Zeolith Katalysators und des Ammoniakkatalysators einzustellen. Hiermit ist es möglich, den Ammoniakanteil im Abgas gezielt einzustellen, um einerseits eine vollständige Reduktion von Stickoxiden NOx im Abgas zu gewährleisten und andererseits zu verhindern, dass Ammoniak in die Umgebung gelangt.Preferably, an NO x sensor and/or an ammonia sensor are arranged upstream and/or downstream of the Fe-beta zeolite catalyst and the ammonia catalyst, with a control device being set up depending on measured values of the at least one NO x sensor and/or of the at least one ammonia sensor to set an ammonia proportion in the exhaust gas upstream of the beta zeolite catalyst and the ammonia catalyst. This makes it possible to specifically adjust the ammonia content in the exhaust gas in order to ensure, on the one hand, a complete reduction of nitrogen oxides NO x in the exhaust gas and, on the other hand, to prevent ammonia from getting into the environment.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Preferred developments of the invention result from the subclaims and the following description.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine.
Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail using the drawing, without being limited to this. This shows:
  • 1 an internal combustion engine according to the invention.

1 zeigt stark schematisiert eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 10. Die Brennkraftmaschine 10 verfügt über einen Motor 11 mit mehreren Zylindern 12 sowie über ein Abgasnachbehandlungssystem 13. 1 shows a highly schematic illustration of an internal combustion engine 10 according to the invention. The internal combustion engine 10 has an engine 11 with several cylinders 12 and an exhaust gas aftertreatment system 13.

Der Motor 11 der Brennkraftmaschine 10 ist eingerichtet, in den Zylindern 12 als Kraftstoff zumindest anteilig Ammoniak zu verbrennen. Der Kraftstoff wird den Zylindern 12 über ein nicht gezeigtes Kraftstoffversorgungssystem zur Verfügung gestellt.The engine 11 of the internal combustion engine 10 is set up to burn at least a portion of ammonia as fuel in the cylinders 12. The fuel is provided to the cylinders 12 via a fuel supply system, not shown.

Das Abgasnachbehandlungssystem 13 ist eingerichtet, Abgas, welches die Zylinder 12 des Motors 11 verlässt, einer Nachbehandlung zu unterziehen, insbesondere um Stickoxide NOx und Distickstoffmonoxid N2O im Abgas zu reduzieren.The exhaust gas aftertreatment system 13 is set up to subject exhaust gas that leaves the cylinders 12 of the engine 11 to an aftertreatment, in particular in order to reduce nitrogen oxides NO x and nitrous oxide N 2 O in the exhaust gas.

Das Abgasnachbehandlungssystem 13 verfügt über einen Fe-Beta-Zeolith Katalysator 14 zur gleichzeitigen Reduktion von Stickoxiden NOx und Zersetzung von Distickstoffmonoxid N2O im Abgas.The exhaust gas aftertreatment system 13 has an Fe-beta zeolite catalyst 14 for the simultaneous reduction of nitrogen oxides NO x and decomposition of nitrous oxide N 2 O in the exhaust gas.

Der Fe-Beta-Zeolith Katalysator 14 ist eingerichtet, als Reduktionsmittel für die Reduktion der Stickoxide NOx im Abgas zumindest anteilig einen Ammoniakschlupf im Abgas zu nutzen, also solches Ammoniak, welches in den Zylindern 12 des Motors 11 nicht verbrannt wird, sondern als unverbranntes Ammoniak im Abgas vorliegt. Das als Reduktionsmittel genutzte Ammoniak kann auch die Zersetzung von Distickstoffmonoxid N2O unterstützen.The Fe-beta zeolite catalyst 14 is set up to use at least a proportion of ammonia slip in the exhaust gas as a reducing agent for the reduction of nitrogen oxides NO x in the exhaust gas, i.e. ammonia that is not burned in the cylinders 12 of the engine 11, but as unburned Ammonia is present in the exhaust gas. The ammonia used as a reducing agent can also support the decomposition of nitrous oxide N 2 O.

In 1 ist der Fe-Beta-Zeolith Katalysator 14 in die beiden Katalysatorabschnitte 14a und 14b aufgeteilt.In 1 the Fe-beta zeolite catalyst 14 is divided into the two catalyst sections 14a and 14b.

Das Abgasnachbehandlungssystem 13 verfügt weiterhin über einen Ammoniakkatalysator 15. Der Ammoniakkatalysator 15 ist eingerichtet, nicht als Reduktionsmittel genutztes Ammoniak in Wasser H2O und in Stickstoff N2 umzuwandeln. In 1 ist der Ammoniakkatalysator 15 zwischen den beiden Katalysatorabschnitten 14a, 14b des Fe-Beta-Zeolith Katalysators 14 angeordnet.The exhaust gas aftertreatment system 13 also has an ammonia catalyst 15. The ammonia catalyst 15 is set up to convert ammonia not used as a reducing agent into water H 2 O and into nitrogen N 2 . In 1 the ammonia catalyst 15 is arranged between the two catalyst sections 14a, 14b of the Fe-beta zeolite catalyst 14.

Der Fe-Beta-Zeolith Katalysator 14, in 1 die beiden Katalysatorabschnitte 14a, 14b desselben, und der Ammoniakkatalysator 15 sind gemeinsam in einen gemeinsamen Druckbehälter 16 integriert.The Fe-Beta-Zeolite Catalyst 14, in 1 the two catalyst sections 14a, 14b of the same and the ammonia catalyst 15 are integrated together into a common pressure vessel 16.

In 1 umfasst das Abgasnachbehandlungssystem 13 eine Turboladeranordnung aus einem Hochdruckturbolader 17 mit einer Hochdruckturbine 18 und einem Hochdruckverdichter 19 sowie einen Niederdruckturbolader 20 mit einer Niederdruckturbine 21 und einem Niederdruckverdichter 22. Dabei ist gemäß 1 der Druckbehälter 16, in welchem der Fe-Beta-Zeolith Katalysator 14 und der Ammoniakkatalysator 15 integriert sind, stromabwärts der Hochdruckturbine 18 und stromaufwärts der Niederdruckturbine 21 in das Nachbehandlungssystem 13 integriert. Das Abgas, welches die Zylinder 12 verlässt, strömt demnach in 1 zunächst über die Hochdruckturbine 18, dann über den Druckgehälter 16, welcher den Fe-Beta-Zeolith Katalysator 14 und den Ammoniakkatalysator 15 aufnimmt, und anschließend über die Niederdruckturbine 21.In 1 The exhaust gas aftertreatment system 13 includes a turbocharger arrangement consisting of a high-pressure turbocharger 17 with a high-pressure turbine 18 and a high-pressure compressor 19 and a low-pressure turbocharger 20 with a low-pressure turbine 21 and a low-pressure compressor 22. According to 1 the pressure vessel 16, in which the Fe-beta zeolite catalyst 14 and the ammonia catalyst 15 are integrated, is integrated into the aftertreatment system 13 downstream of the high-pressure turbine 18 and upstream of the low-pressure turbine 21. The exhaust gas that leaves the cylinders 12 therefore flows in 1 first via the high-pressure turbine 18, then via the pressure vessel 16, which accommodates the Fe-beta zeolite catalyst 14 and the ammonia catalyst 15, and then via the low-pressure turbine 21.

Im Unterschied hierzu ist es auch möglich, den Druckbehälter 16 mit dem Fe-Beta-Zeolith Katalysator 14 und dem Ammoniakkatalysator 15 stromaufwärts der Hochdruckturbine 18 in das Abgasnachbehandlungssystem 13 zu integrieren.In contrast to this, it is also possible to integrate the pressure vessel 16 with the Fe-beta zeolite catalyst 14 and the ammonia catalyst 15 into the exhaust gas aftertreatment system 13 upstream of the high-pressure turbine 18.

Dann, wenn das Abgasnachbehandlungssystem 13 einen einzigen Abgasturbolader aufweist, ist der Druckbehälter 16 mit dem Fe-Beta-Zeolith Katalysator 14 und dem Ammoniakkatalysator 15 zwischen dem Motor 11 und der Turbine des Turboladers angeordnet.Then, when the exhaust gas aftertreatment system 13 has a single exhaust gas turbocharger, the pressure vessel 16 with the Fe-beta zeolite catalyst 14 and the ammonia catalyst 15 is arranged between the engine 11 and the turbine of the turbocharger.

1 zeigt weiterhin ein Bypassventil 23, welches eingerichtet ist, Abgas an der Hochdruckturbine 18 vorbei und direkt in Richtung auf den Druckbehälter 16 zu führen, welcher den Fe-Beta-Zeolith Katalysator 14 und den Ammoniakkatalysator 15 aufnimmt. 1 further shows a bypass valve 23, which is set up, exhaust gas past the high-pressure turbine 18 and directly towards the pressure container 16, which holds the Fe-beta zeolite catalyst 14 and the ammonia catalyst 15.

1 zeigt weiterhin eine Dosiereinrichtung 24, die eingerichtet ist, um Ammoniak, also zum Ammoniakschlupf des Motors 11 zusätzliches Ammoniak, in das Abgas einzubringen, und zwar stromaufwärts des Fe-Beta-Zeolith Katalysators 14 sowie stromaufwärts des Ammoniakkatalysators 15, insbesondere dann, wenn der im Abgas enthaltene Ammoniakschlupf des Motors 11 nicht ausreicht, um ausreichend Reduktionsmittel für die Reduktion der im Abgas enthaltenen Stickoxide NOx bereitzustellen. 1 also shows a metering device 24, which is set up to introduce ammonia, i.e. additional ammonia to the ammonia slip of the engine 11, into the exhaust gas, specifically upstream of the Fe-beta zeolite catalyst 14 and upstream of the ammonia catalyst 15, especially when the im Ammonia slip of the engine 11 contained in the exhaust gas is not sufficient to provide sufficient reducing agent for the reduction of the nitrogen oxides NO x contained in the exhaust gas.

In 1 ist sowohl stromaufwärts des Fe-Beta-Zeolith Katalysators 14 und des Ammoniakkatalysators 15 als auch stromabwärts derselben jeweils ein Ammoniak-Sensor 25 bzw. 26 und ein NOx-Sensor 27 bzw. 28 angeordnet. Abhängig von den Messwerten dieser Sensoren 25, 27 und 26, 28 kann der Ammoniakanteil im Abgas über die Dosiereinrichtung 24 stromaufwärts des Fe-Beta-Zeolith Katalysators 14 und damit auch stromaufwärts des Ammoniakkatalysators 15 eingestellt werden, um im Abgas diejenige Ammoniak-Menge einzustellen, die einerseits gewährleistet, dass Stickoxide NOx und Distickstoffmonoxids N2O vollständig reduziert werden, und die andererseits gewährleistet, dass stromabwärts des Druckbehälters 16 kein Ammoniak mehr vorliegt.In 1 an ammonia sensor 25 or 26 and an NO x sensor 27 or 28 are arranged both upstream of the Fe-beta zeolite catalyst 14 and the ammonia catalyst 15 and downstream of the same. Depending on the measured values of these sensors 25, 27 and 26, 28, the ammonia content in the exhaust gas can be adjusted via the metering device 24 upstream of the Fe-beta zeolite catalyst 14 and thus also upstream of the ammonia catalyst 15 in order to adjust the amount of ammonia in the exhaust gas, which, on the one hand, ensures that nitrogen oxides NO x and nitrous oxide N 2 O are completely reduced, and which, on the other hand, ensures that there is no longer any ammonia downstream of the pressure vessel 16.

Wie bereits ausgeführt, ist in 1 sowohl stromaufwärts des Ammoniakkatalysators 15 ein Katalysatorabschnitt 14a des Fe-Beta-Zeolith Katalysators 14 als auch stromabwärts desselben ein Katalysatorabschnitt 14b des Fe-Beta-Zeolith Katalysators 14 angeordnet. Dies ist besonders bevorzugt, um einerseits Ammoniak vollständig in Wasser und in Stickstoff umzuwandeln und andererseits zu gewährleisten, dass Stickoxide und Distickstoffmonoxid größtmöglich reduziert werden.As already stated, in 1 Both upstream of the ammonia catalyst 15 a catalyst section 14a of the Fe-beta zeolite catalyst 14 and downstream of the same a catalyst section 14b of the Fe-beta zeolite catalyst 14 are arranged. This is particularly preferred in order, on the one hand, to completely convert ammonia into water and nitrogen and, on the other hand, to ensure that nitrogen oxides and nitrous oxide are reduced as much as possible.

Es ist jedoch auch möglich, dass der Fe-Beta-Zeolith Katalysator 14 ausschließlich stromaufwärts des Ammoniakkatalysators 15 angeordnet ist.However, it is also possible for the Fe-beta zeolite catalyst 14 to be arranged exclusively upstream of the ammonia catalyst 15.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fe-Beta-Zeolith Katalysator 14 und der Ammoniakkatalysator 15 auf einem gemeinsamen Substratträger, insbesondere auf einem gemeinsamen Wabenkörper, in unterschiedlichen Abschnitten desselben angeordnet sind. So kann entlang der sich in Durchströmungsrichtung des Wabenkörpers erstreckenden Axialrichtung zuerst der Fe-Beta-Zeolith Katalysator 14, nämlich der Katalysatorabschnitt 14a desselben, auf dem Substratträger angeordnet sein, dann in einem nachfolgenden Abschnitt der Ammoniakkatalysator 15 und dann nachfolgend in einem weiteren Abschnitt der Katalysatorabschnitt 14b des Fe-Beta-Zeolith Katalysators 14. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the Fe-beta zeolite catalyst 14 and the ammonia catalyst 15 are arranged on a common substrate support, in particular on a common honeycomb body, in different sections of the same. Thus, along the axial direction extending in the flow direction of the honeycomb body, first the Fe-beta zeolite catalyst 14, namely the catalyst section 14a thereof, can be arranged on the substrate support, then in a subsequent section the ammonia catalyst 15 and then subsequently in a further section the catalyst section 14b of the Fe-Beta-Zeolite catalyst 14.

Fe-Beta-Zeolith Katalysator 14 und Ammoniakkatalysator 15 können auch auf unterschiedlichen Substratträgern, nämlich Wabenkörpern, z.B. auf Metallbasis oder Keramikbasis, angeordnet sein.Fe-beta zeolite catalyst 14 and ammonia catalyst 15 can also be arranged on different substrate supports, namely honeycomb bodies, for example metal-based or ceramic-based.

Die Erfindung schlägt eine Brennkraftmaschine 10 vor, in deren Zylindern 12 als Kraftstoff zumindest anteilig Ammoniak verbrannt wird, wobei dieselbe über ein kompaktes Abgasnachbehandlungssystem 13 verfügt. Vorzugsweise sind in dem gemeinsamen Druckbehälter 16 sowohl der Fe-Beta-Zeolith Katalysator 14 zur gleichzeitigen Reduktion von Stickoxiden NOx und Zersetzung von Distickstoffmonoxid N2O sowie der Ammoniakkatalysator 15 angeordnet. Als Reduktionsmittel wird zumindest anteilig der im Abgas enthaltende Ammoniakschlupf des Motors 11 genutzt, wobei dann, wenn der Ammoniakschlupf im Abgas, also unverbrannter Ammoniakkraftstoff im Abgas nicht ausreichend ist, um eine gewünschte Reduktion von Stickoxiden zu gewährleisten, dem Abgas stromaufwärts des Fe-Beta-Zeolith Katalysators 14 weiteres Ammoniak über die Dosiereinrichtung 24 beigemischt werden kann. Um zu verhindern, dass Ammoniak in die Umgebung gelangt, weist das Abgasnachbehandlungssystem 13 zusätzlich zum Fe-Beta-Zeolith Katalysator 14 den Ammoniakkatalysator 15. Vorzugsweise sind diese Katalysatoren 14, 15 in den gemeinsamen Druckbehälter 16 integriert und auf einem gemeinsamen Substratträger angeordnet.The invention proposes an internal combustion engine 10, in the cylinders 12 of which at least a portion of ammonia is burned as fuel, which has a compact exhaust gas aftertreatment system 13. Both the Fe-beta zeolite catalyst 14 for the simultaneous reduction of nitrogen oxides NO x and decomposition of nitrous oxide N 2 O and the ammonia catalyst 15 are preferably arranged in the common pressure vessel 16. The ammonia slip contained in the exhaust gas of the engine 11 is at least partially used as the reducing agent, whereby if the ammonia slip in the exhaust gas, i.e. unburned ammonia fuel in the exhaust gas, is not sufficient to ensure a desired reduction of nitrogen oxides, the exhaust gas upstream of the Fe-beta Zeolite catalyst 14 additional ammonia can be added via the metering device 24. In order to prevent ammonia from entering the environment, the exhaust gas aftertreatment system 13 has the ammonia catalyst 15 in addition to the Fe-beta zeolite catalyst 14. These catalysts 14, 15 are preferably integrated into the common pressure vessel 16 and arranged on a common substrate support.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
1111
Motorengine
1212
Zylindercylinder
1313
AbgasnachbehandlungssystemExhaust aftertreatment system
1414
Fe-Beta-Zeolith KatalysatorFe-beta zeolite catalyst
14a14a
KatalysatorabschnittCatalyst section
14b14b
KatalysatorabschnittCatalyst section
1515
AmmoniakkatalysatorAmmonia catalyst
1616
Druckbehälterpressure vessel
1717
HochdruckturboladerHigh pressure turbocharger
1818
HochdruckturbineHigh pressure turbine
1919
HochdruckverdichterHigh pressure compressor
2020
NiederdruckturboladerLow pressure turbocharger
2121
NiederdruckturbineLow pressure turbine
2222
NiederdruckverdichterLow pressure compressor
2323
BypassventilBypass valve
2424
DosiereinrichtungDosing device
2525
Ammoniak-SensorAmmonia sensor
2626
Ammoniak-SensorAmmonia sensor
2727
NOx-SensorNO x sensor
2828
NOx-SensorNO x sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2286897 B2 [0005]EP 2286897 B2 [0005]
  • EP 2576019 B1 [0005]EP 2576019 B1 [0005]

Claims (10)

Brennkraftmaschine (10), mit einem mindestens einen Zylinder (12) aufweisenden Motor (11), wobei der Motor (11) eingerichtet ist, in den Zylindern (12) als Kraftstoff zumindest anteilig Ammoniak zu verbrennen, mit einem Abgasnachbehandlungssystem (13) für die Zylinder (12) des Motors (11) verlassendes Abgas, welches Stickoxide NOx und Distickstoffmonoxid N2O enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasnachbehandlungssystem (13) einen Fe-Beta-Zeolith Katalysator (14, 14a, 14b) zur gleichzeitigen Reduktion von Stickoxiden NOx und Zersetzung von Distickstoffmonoxid N2O im Abgas aufweist, der eingerichtet ist, als Reduktionsmittel für die Reduzierung von Stickoxiden NOx im Abgas zumindest anteilig einen Ammoniakschlupf im Abgas zu nutzen, das Abgasnachbehandlungssystem (13) weiterhin einen Ammoniakkatalysator (15) aufweist, der eingerichtet ist, nicht als Reduktionsmittel genutztes Ammoniak in Wasser und in Stickstoff umzuwandeln.Internal combustion engine (10), with an engine (11) having at least one cylinder (12), the engine (11) being set up to burn at least a portion of ammonia as fuel in the cylinders (12), with an exhaust gas aftertreatment system (13) for the Exhaust gas leaving the cylinder (12) of the engine (11), which contains nitrogen oxides NO Nitrogen oxides NO , which is designed to convert ammonia that is not used as a reducing agent into water and nitrogen. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasnachbehandlungssystem (13) einen Turbolader aufweist, wobei der Fe-Beta-Zeolith Katalysator (14, 14a, 14b) und der Ammoniakkatalysator (15) zwischen dem Motor (11) und der Turbine des Turboladers angeordnet sind.Internal combustion engine Claim 1 , characterized in that the exhaust gas aftertreatment system (13) has a turbocharger, the Fe-beta zeolite catalyst (14, 14a, 14b) and the ammonia catalyst (15) being arranged between the engine (11) and the turbine of the turbocharger. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasnachbehandlungssystem (13) eine Turbolader-Anordnung mit einem Hochdruckturbolader (17) und einen Niederdruckturbolader (20) aufweist, wobei der Fe-Beta-Zeolith Katalysator (14, 14a, 14b) und der Ammoniakkatalysator (15) entweder zwischen dem Motor (11) und einer Hochdruckturbine (18) des Hochdruckturboladers (17) oder zwischen der Hochdruckturbine (18) des Hochdruckturboladers (17) und einer Niederdruckturbine (21) des Niederdruckturboladers (20) angeordnet sind.Internal combustion engine Claim 1 , characterized in that the exhaust gas aftertreatment system (13) has a turbocharger arrangement with a high-pressure turbocharger (17) and a low-pressure turbocharger (20), the Fe-beta zeolite catalyst (14, 14a, 14b) and the ammonia catalyst (15) either between the engine (11) and a high-pressure turbine (18) of the high-pressure turbocharger (17) or between the high-pressure turbine (18) of the high-pressure turbocharger (17) and a low-pressure turbine (21) of the low-pressure turbocharger (20). Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fe-Beta-Zeolith Katalysator (14, 14a, 14b) und der Ammoniakkatalysator (15) gemeinsam in einen Druckbehälter (16) integriert sind.Internal combustion engine Claim 1 or 2 , characterized in that the Fe-beta zeolite catalyst (14, 14a, 14b) and the ammonia catalyst (15) are integrated together in a pressure vessel (16). Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fe-Beta-Zeolith Katalysator (14, 14a, 14b) in Strömungsrichtung des Abgases gesehen zumindest stromaufwärts des Ammoniakkatalysators (15) angeordnet ist.Internal combustion engine according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the Fe-beta zeolite catalyst (14, 14a, 14b) is arranged at least upstream of the ammonia catalyst (15) as viewed in the flow direction of the exhaust gas. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fe-Beta-Zeolith Katalysator (14, 14b) in Strömungsrichtung des Abgases gesehen stromaufwärts und stromabwärts des Ammoniakkatalysators (15) angeordnet ist.Internal combustion engine Claim 5 , characterized in that the Fe-beta zeolite catalyst (14, 14b) is arranged upstream and downstream of the ammonia catalyst (15) as viewed in the flow direction of the exhaust gas. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fe-Beta-Zeolith Katalysator (14, 14a, 14b) und der Ammoniakkatalysator (15) auf einem gemeinsamen Substratträger angeordnet sind.Internal combustion engine according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the Fe-beta zeolite catalyst (14, 14a, 14b) and the ammonia catalyst (15) are arranged on a common substrate support. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fe-Beta-Zeolith Katalysator (14, 14a, 14b) und der Ammoniakkatalysator (15) auf unterschiedlichen Substratträgern angeordnet sind.Internal combustion engine according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the Fe-beta zeolite catalyst (14, 14a, 14b) and the ammonia catalyst (15) are arranged on different substrate supports. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts des Fe-Beta-Zeolith Katalysators (14, 14a, 14b) und des Ammoniakkatalysators (15) ein NOx-Sensor (27) und/oder ein Ammoniak-Sensor (25) angeordnet sind, wobei ein Steuergerät eingerichtet ist, abhängig von Messwerten des NOx-Sensors und/oder Ammoniak-Sensors einen Ammoniakanteil im Abgas stromaufwärts der Beta-Zeolith Katalysators (14, 14a, 14b) und des Ammoniakkatalysators (15) einzustellen.Internal combustion engine according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that an NO x sensor (27) and/or an ammonia sensor (25) are arranged upstream of the Fe-beta zeolite catalyst (14, 14a, 14b) and the ammonia catalyst (15), wherein a control device is set up to set an ammonia proportion in the exhaust gas upstream of the beta zeolite catalyst (14, 14a, 14b) and the ammonia catalyst (15) depending on measured values from the NO x sensor and / or ammonia sensor. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des Fe-Beta-Zeolith Katalysators (14, 14a, 14b) und des Ammoniakkatalysators (15) ein NOx-Sensor (28) und/oder ein Ammoniak-Sensor (26) angeordnet sind, wobei ein Steuergerät eingerichtet ist, abhängig von Messwerten des NOx-Sensors und/oder Ammoniak-Sensors einen Ammoniakanteil im Abgas stromaufwärts der Beta-Zeolith Katalysators (14, 14a, 14b) und des Ammoniakkatalysators (15) einzustellen.Internal combustion engine according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that an NO x sensor (28) and/or an ammonia sensor (26) are arranged downstream of the Fe-beta zeolite catalyst (14, 14a, 14b) and the ammonia catalyst (15), wherein a control device is set up to set an ammonia proportion in the exhaust gas upstream of the beta zeolite catalyst (14, 14a, 14b) and the ammonia catalyst (15) depending on measured values from the NO x sensor and / or ammonia sensor.
DE102022119570.8A 2022-08-04 2022-08-04 Internal combustion engine Pending DE102022119570A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022119570.8A DE102022119570A1 (en) 2022-08-04 2022-08-04 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022119570.8A DE102022119570A1 (en) 2022-08-04 2022-08-04 Internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022119570A1 true DE102022119570A1 (en) 2024-02-15

Family

ID=89809199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022119570.8A Pending DE102022119570A1 (en) 2022-08-04 2022-08-04 Internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022119570A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012019947A1 (en) 2012-10-11 2014-04-17 Man Diesel & Turbo Se Internal combustion engine
EP2576019B1 (en) 2010-06-04 2014-12-24 ThyssenKrupp Uhde GmbH Method and device for eliminating nox and n2o
EP2286897B2 (en) 2002-06-13 2018-10-03 thyssenkrupp Industrial Solutions AG Device for reducing the NOx and N2O content of gases
US20180345259A1 (en) 2016-02-01 2018-12-06 Umicore Ag & Co. Kg Hydrothermally Stable Iron Containing AEI Zeolite SCR Catalyst
DE102021130237A1 (en) 2020-11-23 2022-05-25 Caterpillar Inc. EXHAUST GAS TREATMENT SYSTEM AND METHOD

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2286897B2 (en) 2002-06-13 2018-10-03 thyssenkrupp Industrial Solutions AG Device for reducing the NOx and N2O content of gases
EP2576019B1 (en) 2010-06-04 2014-12-24 ThyssenKrupp Uhde GmbH Method and device for eliminating nox and n2o
DE102012019947A1 (en) 2012-10-11 2014-04-17 Man Diesel & Turbo Se Internal combustion engine
US20180345259A1 (en) 2016-02-01 2018-12-06 Umicore Ag & Co. Kg Hydrothermally Stable Iron Containing AEI Zeolite SCR Catalyst
DE102021130237A1 (en) 2020-11-23 2022-05-25 Caterpillar Inc. EXHAUST GAS TREATMENT SYSTEM AND METHOD

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2016267A1 (en) Gas turbine engine
DE102009046370A1 (en) Method and arrangement for exhaust gas recirculation in an internal combustion engine
DE102009038835A1 (en) Exhaust-gas cleaning system for reduction of pollutants in exhaust gases of internal-combustion engine, has exhaust strand, in which exhaust gas outlet of internal combustion engine
DE102014007913A1 (en) Exhaust after-treatment system and exhaust aftertreatment process
DE112009000544T5 (en) System for controlling exhaust gas aftertreatment
DE102008061399A1 (en) Internal combustion engine with two exhaust gas turbochargers connected in series
DE102013002999A1 (en) Brennkraftrnaschine
DE102017203267A1 (en) Internal combustion engine with an exhaust system
DE102017201401B4 (en) exhaust aftertreatment
EP3106637B1 (en) Method for operating a gas motor
DE102019008956A1 (en) Exhaust system for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle
DE102022119570A1 (en) Internal combustion engine
DE102018214788B3 (en) Method and device for determining the efficiency of an SCR catalyst
DE102019116775A1 (en) Method for operating an exhaust aftertreatment device, control unit for an internal combustion engine and internal combustion engine
DE102016012019A1 (en) Method for determining combustion misfires of an internal combustion engine
DE102016206315A1 (en) Exhaust system and method of operating an internal combustion engine
DE102008002469A1 (en) Method and device for exhaust gas purification
DE102019202943A1 (en) Method for operating an SCR catalytic converter with a bypass flow channel
DE102018122844B4 (en) Exhaust aftertreatment system and method for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine
DE102011120422A1 (en) Internal combustion engine with exhaust gas recirculation device
DE102017206794A1 (en) Exhaust system for an internal combustion engine
DE102021132390A1 (en) Method for operating an internal combustion engine system, internal combustion engine system and motor vehicle
DE102020109716A1 (en) Compressed air system for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle
DE102018212193A1 (en) Exhaust gas treatment device for a diesel internal combustion engine and corresponding diesel internal combustion engine
DE102018222324A1 (en) Exhaust aftertreatment device with lean NOx traps upstream and downstream of a turbocharger

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R084 Declaration of willingness to licence
R016 Response to examination communication