DE10226975A1 - Exhaust gas purification arrangement, for diesel engine exhaust gases, has a particulates removal filter which also functions as a urea hydrolysis catalyst to provide ammonia to a downstream selective reduction catalyst - Google Patents

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Abstract

An arrangement for purification of diesel engine exhaust gases has a particulates filter (4) and a selective reduction catalyst (SCR) (6) for decomposition of nitrogen oxides. The filter (4) simultaneously functions as a hydrolysis catalyst to convert a urea feed into ammonia, required for operation of the SCR. Independent claims are included for the process of purifying exhaust gases by use of this arrangement, and also for enhancement of the hydrolysis process by use of a fuel additive.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung von Abgas eines Dieselmotors Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Reinigung von Abgas eines Dieselmotors mit einem Partikelfilter für im Abgas enthaltene Rußpartikel sowie mit einem nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion wirkenden Entstickungskatalysator zur Reduzierung von im Abgas enthaltenen Stickoxiden.Device and method for cleaning Exhaust gas from a diesel engine The invention relates to a device as well as a method for cleaning exhaust gas from a diesel engine a particle filter for im Soot particles contained in exhaust gas as well as one based on the principle of selective catalytic reduction acting denitrification catalyst to reduce contained in the exhaust gas Nitrogen oxides.

Bei der Verbrennung von Diesel in einem stationären oder mobilen Dieselmotor, insbesondere in einem Kraftfahrzeug-Motor, fällt ein Abgas an, das u.a. Stickoxide und Rußpartikel enthält. Sowohl die Stickoxide als auch die Rußpartikel stellen Umwelt belastende Stoffe dar und sollen daher aus dem Abgas weitgehend entfernt werden. Bei modernen Dieselmotoren im Kraftfahrzeugbereich treten im Abgas heutzutage äußerst feine Rußpartikel auf, die Krebs erzeugend wirken können. Daher wird die Anordnung eines Partikelfilters angestrebt, wie beispielsweise aus der DE 100 20 170 C1 zu entnehmen ist.When diesel is burned in a stationary or mobile diesel engine, in particular in a motor vehicle engine, an exhaust gas is produced which contains, inter alia, nitrogen oxides and soot particles. Both the nitrogen oxides and the soot particles are substances that pollute the environment and should therefore be largely removed from the exhaust gas. In modern diesel engines in the motor vehicle sector, extremely fine soot particles occur today in the exhaust gas, which can cause cancer. Therefore, the arrangement of a particle filter is sought, such as from the DE 100 20 170 C1 can be seen.

Im Hinblick auf die Reduzierung der im Abgas enthaltenen Stickoxide hat sich das so genannte SCR-Verfahren (Selectiv Catalytic Reduction) bewährt. Bei diesem Verfahren wird dem Abgas ein Reduktionsmittel vor dem Eintritt in den SCR-Katalysator beigemischt. Im SCR-Katalysator erfolgt dann die Reduktion der Stickoxide zu Wasserstoff und Stickstoff. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise beschrieben in der WO 99/55445 . Danach ist vorgesehen, dass in das Abgas eine wässrige Harnstofflösung eingedüst wird. Diese muss anschließend noch zu Ammoniak umgesetzt werden.With regard to reducing the nitrogen oxides contained in the exhaust gas, the so-called SCR process (Selectiv Catalytic Reduction) has proven itself. In this method, a reducing agent is added to the exhaust gas before it enters the SCR catalytic converter. The nitrogen oxides are then reduced to hydrogen and nitrogen in the SCR catalytic converter. Such a method is described for example in the WO 99/55445 , It is then provided that an aqueous urea solution is injected into the exhaust gas. This then has to be converted to ammonia.

Die Anordnung eines Partikelfilters zusammen mit einem SCR-Katalysator ist beispielsweise in der CH 689 687 A5 beschrieben. Es werden dabei die beiden Systeme der Partikelfilterung und der Stickoxidreduzierung in Strömungsrichtung des Abgases nacheinander angeordnet und jeweils unabhängig voneinander betrieben. Dies erfordert einen großen Einbauraum.The arrangement of a particle filter together with an SCR catalytic converter is, for example, in FIG CH 689 687 A5 described. The two systems of particle filtering and nitrogen oxide reduction are arranged one after the other in the flow direction of the exhaust gas and are operated independently of one another. This requires a large installation space.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirksame Abgasreinigung in einer einfachen und kompakten Bauform zu ermöglichen.The invention has for its object a effective exhaust gas cleaning in a simple and compact design to enable.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung zur Reinigung von Abgas eines Dieselmotors mit einem Partikelfilter für im Abgas enthaltene Rußpartikel sowie mit einem nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion wirkenden Entstickungskatalysator zur Reduzierung von im Abgas enthaltenen Stickoxiden, wobei der Partikelfilter zugleich als Hydrolysekatalysator für die Umsetzung von Harnstoff in Ammoniak ausgebildet ist.The object is achieved according to the invention solved by a device for purifying exhaust gas from a diesel engine with a particle filter for soot particles contained in the exhaust gas as well as one that works according to the principle of selective catalytic reduction Denitrification catalyst to reduce the amount of gas contained in the exhaust gas Nitrogen oxides, with the particle filter also serving as a hydrolysis catalyst for implementation of urea is formed in ammonia.

Dieser Ausgestaltung liegt die Idee zugrunde, die beiden Systeme der Partikelfilterung und der Entstickung nicht nur nebeneinander innerhalb einer Abgasreinigungsanlage vorzusehen, sondern derart miteinander zu kombinieren, dass sie sich wechselseitig beeinflussen, so dass sie ein einheitliches Gesamtsystem bilden. Durch die Ausbildung des Partikelfilters zugleich als Hydrolysekatalysator übernimmt der Partikelfilter eine für die Entstickung notwendige Funktion, nämlich die Hydrolyse des in das Abgas eingedüsten Harnstoffs zu Ammoniak, welches dann im – in Strömungsrichtung des Abgases gesehen – nachgeordneten Entstickungskatalysator (SCR-Katalysator) zur Reduzierung der Stickoxide verbraucht wird. Es entfällt daher die Notwendigkeit, einen zusätzlichen, separaten Hydrolysekatalysator vorzusehen, der üblicherweise bei dem System zur Entstickung mittels eingedüster Harnstofflösung vorhanden ist.The idea lies in this configuration based on the two systems of particle filtering and denitrification not only to be provided side by side within an exhaust gas cleaning system, but to combine with each other in such a way that they are reciprocal influence, so that they form a uniform overall system. By designing the particle filter as a hydrolysis catalyst the particle filter one for the denitrification necessary function, namely the hydrolysis of the in injected the exhaust gas Urea to ammonia, which - viewed in the flow direction of the exhaust gas - downstream Denitrification catalyst (SCR catalyst) used to reduce nitrogen oxides becomes. It does not apply hence the need to provide an additional, separate hydrolysis catalyst, the usual in the system for denitrification by means of injected urea solution is.

Zweckdienlicherweise ist die dem Abgas ausgesetzte Innenwand des Partikelfilters zumindest teilweise mit einer hydrolyseaktiven Beschichtung versehen. Die Beschichtung hat also für die Harnstofflösung sauren Charakter, so dass bei Kontakt der Harnstofflösung mit der Beschichtung die Hydrolyse erfolgt. Die Beschichtung wird bevorzugt auf einen geeigneten herkömmlichen Partikelfilter aufgebracht, beispielsweise auf einen so genannten Wandstromfilter.Conveniently, that is the Inner wall of the particle filter exposed to exhaust gas, at least partially provided with a hydrolysis-active coating. The coating has for them urea solution acidic character, so that when the urea solution comes into contact with the coating undergoes hydrolysis. Coating is preferred to a suitable conventional one Particle filter applied, for example on a so-called wall flow filter.

Als Beschichtungsmaterial ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung zumindest eines der Materialien saures Aluminiumoxid, Siliziumoxid, saurer Zeolith, Feststoffsäure, Titanoxid oder Wolframoxid vorgesehen. Allen diesen Materialien ist gemein, dass sie für die Harnstofflösung einen sauren Charakter aufweisen, also hydrolyseaktiv sind. Unter „saurer Zeolith" wird hierbei ein Zeolith verstanden, also eine Silizium-Aluminium-Verbindung, die einen hohen Siliziumanteil aufweist, da mit zunehmendem Siliziumanteil der saure Charakter zunimmt .The coating material is in an advantageous embodiment of at least one of the materials acidic aluminum oxide, silicon oxide, acidic zeolite, solid acid, titanium oxide or tungsten oxide. All of these materials have in common that they're for the urea solution have an acidic character, i.e. are hydrolysis-active. Here, under "acidic zeolite" is a Understood zeolite, i.e. a silicon-aluminum compound that has a high silicon content since the silicon content increases the acidic character increases.

In einer zweckdienlichen Weiterbildung ist der Partikelfilter zur Erzeugung einer turbulenten Strömung im Abgas ausgebildet. Neben der Funktion der Hydrolyse übernimmt der Partikelfilter dadurch zugleich auch noch die Funktion des Vermischens und der Homogenisierung der Reduktionsmittellösung bzw. des Ammoniaks im Abgas. Diese Vermischung ist für eine möglichst homogene und vollständige Umsetzung des Ammoniaks im nachgeschalteten SCR-Katalysator von wesentlicher Bedeutung. Auch für diese Funktion ist in einem herkömmlichen SCR-System üblicherweise ein separates Bauteil, wie beispielsweise ein statischer Mischer, vorgesehen, der dem SCR-Katalysator vorgeschaltet ist.In a useful training is the particle filter for generating a turbulent flow in the Exhaust gas formed. In addition to the function of hydrolysis the particle filter thereby also has the function of mixing and the homogenization of the reducing agent solution or the ammonia in the Exhaust. This mix is for one if possible homogeneous and complete Implementation of the ammonia in the downstream SCR catalytic converter from essential. Also for this function is common in a conventional SCR system a separate component, such as a static mixer, provided that is connected upstream of the SCR catalytic converter.

Um die Funktionsfähigkeit des Partikelfilters sowohl im Hinblick auf die Filterwirksamkeit als auch im Hinblick auf die Hydrolyseaktivität zu gewährleisten ist der Partikelfilter zweckdienlicherweise durch die Zufuhr von thermischer Energie regenerierbar. Bei der Regeneration erfolgt dabei eine Oxidation der an der Oberfläche des Partikelfilters abgelagerten Rußpartikel. Dadurch wird zum einen ein Zusetzen des Parti kelfilters durch die abgelagerten Rußpartikel verhinert. Zum anderen wird zugleich gewährleistet, dass die mit der hydrolyseaktiven Beschichtung versehene Innenwand des Partikelfilters frei bleibt bzw. frei gelegt wird, so dass die Hydrolyseaktivität erhalten bleibt. Im Hinblick auf die Hydrolysewirkung des Partikelfilters kann eine gegebenenfalls hydrolyseaktive Wirkung der Rußpartikel Berücksichtigung finden, d.h. für die Hydrolyseaktivität des Partikelfilters kann zusätzlich zur hydrolyseaktiven Beschichtung ein gewisser Anteil von abgelagerten Rußpartikeln zweckdienlich sein.In order to ensure the functionality of the particle filter both with regard to the filter effectiveness and with regard to the hydrolysis activity, the particle filter can expediently be regenerated by the supply of thermal energy. During regeneration, the soot particles deposited on the surface of the particle filter are oxidized. As a result, clogging of the particle filter is prevented by the deposited soot particles. On the other at the same time ensures that the remaining free with the hyd ro lyseaktiven Primed inner wall of the particulate filter and is placed freely, so that the hydrolysis activity is retained. With regard to the hydrolysis effect of the particle filter, a possibly hydrolysis-active effect of the soot particles can be taken into account, ie for the hydrolysis activity of the particle filter, in addition to the hydrolysis-active coating, a certain proportion of deposited soot particles can be useful.

Durch die Zufuhr. der thermischen Energie wird zudem in vorteilhafter Weise das Abgas erwärmt, was zu einer Eröhung der Aktivität des nachfolgenden SCR-Katalysators führt.Through the feed. the thermal Energy is also advantageously heated, what the exhaust gas for a recovery of activity of the subsequent SCR catalytic converter.

Vorzugsweise ist die Energiezufuhr zur Regeneration des Partikelfilters steuerbar oder regelbar, und zwar insbesondere in Abhängigkeit eines Temperaturwerts und/oder eines Druckwerts. Die Steuerung/Regelung in Abhängigkeit eines Messwerts für die Temperatur oder für den Druck gewährleistet die Aufrechterhaltung der Funktion des Partikelfilters. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, den Druckabfall im Abgas über den Partikelfilter als Maß für ein Zusetzen des Partikelfilters heran zu ziehen und ab einem vordefinierten Grenzwert die Regeneration zu beginnen.The energy supply is preferred controllable or regulable for the regeneration of the particle filter, and especially dependent a temperature value and / or a pressure value. The control / regulation dependent on a reading for the Temperature or for ensures the pressure maintaining the function of the particle filter. So there is for example the possibility the pressure drop in the exhaust gas the particle filter as a measure of clogging of the particle filter and from a predefined one Limit to start regeneration.

Der Steuerung/Regelung in Abhängigkeit eines Temperaturwerts, insbesondere der Temperatur des Abgases, liegt die Überlegung zugrunde, dass die Abgastemperatur starken Schwankungen unterworfen ist, insbesondere bei einem häufigen Lastwechseln ausgestzten Kraftfahrzeug-Dieselmotor. Typischerweise schwankt die Abgastemperatur dort zwischen 200°C bei geringem Lastzustand und etwa 500°C bei hohem Lastzustand. Insbesondere im Niedertemperaturbereich muss die Hydrolyseaktivität gewährleistet sein, da der Harnstoff nicht thermisch zersetzt werden kann. Daher wird die Regeneration insbesondere bei geringen Lastzuständen durchgeführt.The control depending on a temperature value, in particular the temperature of the exhaust gas, is the consideration assumes that the exhaust gas temperature is subject to strong fluctuations is, especially with a frequent Load changes in a motor vehicle diesel engine. typically, there the exhaust gas temperature fluctuates between 200 ° C at low load and about 500 ° C at high load. Especially in the low temperature range ensures the hydrolysis activity because the urea cannot be thermally decomposed. Therefore the regeneration is carried out in particular under low load conditions.

Alternativ zu der Steuerung/Regelung in Abhängigkeit dieser beiden Messwerte kann die Regeneration des Partikelfilters auch nach einer festgelegten Betriebsdauer jeweils zyklisch erfolgen.As an alternative to the control system dependent on The regeneration of the particle filter can be carried out using these two measured values also cyclically after a specified operating time.

Zweckdienlicherweise ist zur Regeneration eine elektrische Beheizung vorgesehen, die den Partikelfilter auf Temperaturen im Bereich zwischen 400° und 550°C erhitzt, so dass die abgelagerten Rußpartikel sicher thermisch oxidiert werden.A regeneration is expedient electrical heating is provided which keeps the particulate filter at temperatures in the range between 400 ° and Heated to 550 ° C, so the deposited soot particles be safely thermally oxidized.

Vorzugsweise ist die Oberfläche des Partikelfilters weiterhin frei von oxidationsaktiven Beschichtungen wie Edelmetallbeschichtungen. Diese führen nämlich zu einer unerwünschten Oxidation des Reduktionsmittels. Gleiches gilt für oxidationsfördernde Zusatzkomponenten, wie z.B. Kraftstoffadditive,Preferably, the surface of the Particle filter still free of oxidation-active coatings like precious metal coatings. This leads to an undesirable one Oxidation of the reducing agent. The same applies to those that promote oxidation Additional components, such as Fuel additives,

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Reinigen eines Abgases eines Dieselmotors, bei dem im Abgas enthaltene Rußpartikel in einem Partikelfilter herausgefiltert und im Abgas enthaltene Stickoxide in einem Entstickungskatalysator nach dem Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion reduziert werden, wobei in Strömungsrichtung des Abgases vor dem Partikelfilter eine Harnstofflösung in das Abgas eingebracht wird, die im zugleich als Hydrolysekatalysator ausgebildeten Partikelfilter zumindest teilweise zu Ammoniak umgesetzt wird.The task will continue according to the invention solved by a method for cleaning an exhaust gas of a diesel engine, in the soot particles contained in the exhaust gas filtered out in a particle filter and contained in the exhaust gas Nitrogen oxides in a denitrification catalyst using the process of selective catalytic reduction can be reduced, taking in the direction of flow of the exhaust gas in front of the particulate filter the exhaust gas is introduced, which is also used as a hydrolysis catalytic converter trained particle filter at least partially converted to ammonia becomes.

Eine vollständige Umsetzung der Harnstofflösung durch Hydrolyse im Partikelfilter ist nicht zwingend erforderlich, da eine Umsetzung auch noch im Strömungsweg zwischen dem Partikelfilter und dem SCR-Katalysator bzw. innerhalb des SCR-Katalysators erfolgen kann.A complete implementation of the urea solution through Hydrolysis in the particle filter is not absolutely necessary because an implementation also in the flow path between the particle filter and the SCR catalytic converter or within of the SCR catalyst can take place.

Die im Hinblick auf die Vorrichtung angeführten Vorteile sowie bevorzugten Ausführungsformen sind sinngemäß auch auf das Verfahren anzuwenden.Which with regard to the device cited Advantages as well as preferred embodiments are accordingly also on apply the procedure.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens werden die im Abgas enthaltenen Rußpartikel zumindest teilweise zur Unterstützung der Hydrolyse im Partikelfilter herangezogen. Diese Maßnahme beruht auf der Erkenntnis, dass die Hydrolyseaktivität durch im Partikelfilter befindliche Rußpartikel positiv beeinflusst wird. Es ist daher insbesondere vorgesehen, im Partikelfilter jederzeit einen gewissen Anteil an Rußpartikeln zu gewährleisten. Eine vollständige Regeneration des Partikelfilters mit der vollständigen Entfernung aller Rußpartikel wird daher vorzugsweise vermieden.According to a preferred development of the process are the soot particles contained in the exhaust gas at least in part for support the hydrolysis in the particle filter. This measure is based based on the knowledge that the hydrolysis activity is due to the presence in the particle filter soot is positively influenced. It is therefore particularly provided a certain proportion of soot particles in the particle filter at all times to ensure. A complete Regeneration of the particle filter with the complete removal of all soot particles is therefore preferably avoided.

Zur Verbesserung der Hydrolyseaktivität des Hydrolysekatalysators ist weiterhin nach einer vorteilhaften Ausgestaltung die Beimischung von geeigneten Additiven zum Kraftstoff für den Dieselmotor vorgesehen.To improve the hydrolysis activity of the hydrolysis catalyst is the admixture according to an advantageous embodiment of suitable additives to the fuel for the diesel engine.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der einzigen Figur näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in einer schematischen stark vereinfachten Darstellung einen Ausschnitt aus einem Abgasstrang insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit Dieselmotor, in dem eine Vorrichtung zur Reinigung des Abgases vorgesehen ist.An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the single figure. The only figure shows in a schematic, highly simplified representation of a section from an exhaust line, in particular of a motor vehicle with a diesel engine, in which a device for cleaning the exhaust gas is provided.

Ein Abgasrohr 2 wird beim Betrieb eines nicht dargestellten Dieselmotors von einem Abgas A in der durch einen Pfeil dargestellten Strömungsrichtung durchströmt. Im Abgasweg sind in Strömungsrichtung nacheinander zunächst ein Partikelfilter 4 und anschließend ein SCR-Katalysator 6 angeordnet, die jeweils vom Abgas A vollständig durchströmt werden. Der Partikelfilter 4 ist insbesondere also so genannter Wandstromfilter ausgebildet, bei dem das Abgas an der Innenwand 8 des Partikelfilters 4 vorbei strömt. Durch die schematisch angedeutete Zick-Zack-Führung des Abgases A soll lediglich ganz allgemein illustriert werden, dass das Abgas A im Partikelfilter 4 durch geeignete strömungslenkende Maßnahmen verwirbelt wird, so dass eine turbulente oder drallbehaftete Abgasströmung erzielt wird.An exhaust pipe 2 is flown through by an exhaust gas A in the flow direction shown by an arrow when operating a diesel engine, not shown. In the exhaust gas path there are initially a particle filter in succession in the flow direction 4 and then an SCR catalyst 6 arranged, each of which is completely flowed through by the exhaust gas A. The particle filter 4 In particular, so-called wall flow filters are formed, in which the exhaust gas on the inner wall 8th of the particle filter 4 past flows. The schematically indicated zigzag guidance of the exhaust gas A is only intended to illustrate in a very general way that the exhaust gas A in the particle filter 4 is swirled by suitable flow-directing measures, so that a turbulent or swirling exhaust gas flow is achieved.

Der SCR-Katalysator 6 weist bevorzugt einzelne wabenförmige Kanäle auf, durch die das Abgas strömt, und die aus einem katalytisch aktiven Material bestehen. Im SCR-Katalysator erfolgt eine Reduzierung der im Abgas enthaltenen Stickoxide nach dem Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion. Hierzu ist ein Reduktionsmittel erforderlich. Als solches wird Ammoniak verwendet. Da dieses sich nur unter Aufwand in einem Kraftfahrzeug bevorraten lässt, wird das Ammoniak während des Betriebs aus einer Harnstofflösung gewonnen. Diese Harnstofflösung wird über eine Eindüsvorrichtung 10 in das Abgas A eingedüst, und zwar in Strömungsrichtung gesehen vor dem Partikelfilter 4.The SCR catalytic converter 6 preferably has individual honeycomb channels through which the exhaust gas flows and which consist of a catalytically active material. The nitrogen oxides contained in the exhaust gas are reduced in the SCR catalytic converter using the selective catalytic reduction process. A reducing agent is required for this. As such, ammonia is used. Since this can only be stored in a motor vehicle at great expense, the ammonia is obtained from a urea solution during operation. This urea solution is injected through a device 10 injected into the exhaust gas A, as seen in the direction of flow in front of the particle filter 4 ,

Der wesentliche Gesichtspunkt der Vorrichtung ist darin zu sehen, dass der Partikelfilter 4 zugleich auch als Hydrolysekatalysator ausgebildet ist und zur Umsetzung der Harnstofflösung in Ammoniak dient. Hierzu weist der Partikelfilter 4 auf der Oberfläche seiner Innenwand 8 eine punktiert dargestellte hydrolyseaktive Beschichtung auf. Diese Beschichtung wird beispielsweise durch Eintauchen des Partikelfilters 4 in ein geeignetes Tauchbad und anschließendes Trocknen aufgebracht. Die Beschichtung 12 weist allgemein einen für die Harnstofflösung sauren Charakter auf, wirkt also für die Harnstofflösung hydrolyseaktiv. Dies führt dazu, dass die vor dem Partikelfilter 4 über die Eindüsvorrichtung 10 eingesprühte Harnstofflösung im Partikelfilter 4 zumindest teilweise zu Ammoniak umgesetzt wird.The essential aspect of the device is that the particulate filter 4 is also designed as a hydrolysis catalyst and is used to convert the urea solution into ammonia. The particle filter indicates this 4 on the surface of its inner wall 8th a dotted hydrolysis-active coating. This coating is achieved, for example, by immersing the particle filter 4 applied in a suitable immersion bath and subsequent drying. The coating 12 generally has an acidic character for the urea solution, and is therefore hydrolysis-active for the urea solution. This leads to that being in front of the particle filter 4 via the injection device 10 sprayed urea solution in the particle filter 4 is at least partially converted to ammonia.

Durch die Verwirbelung des Abgases A im Partikelfilter beispielsweise durch geeignete Umlenkbleche wird eine innige Vermischung der Harnstofflösung bzw. des bereits umgesetzten Ammoniaks mit dem Abgas A erreicht. Die turbulente Strömungsführung dient zudem dazu, dass ein möglichst großer Anteil der Harnstofflösung mit der Beschichtung 12 in Kontakt kommt und zu Ammoniak umgesetzt wird. Die Verwirbelung des Abgases im Partikelfilter ist zudem auch im Hinblick auf die Filterwirkung günstig. Denn die zu filternden Rußpartikel werden durch Adhäsion an der Innenwand 8 abgelagert. Auch aus diesem Grund ist daher anzustreben, dass möglichst sämtliche Abgasteile mit der Innenwand 8 in Berührung kommen.Due to the swirling of the exhaust gas A in the particle filter, for example by means of suitable baffle plates, intimate mixing of the urea solution or of the ammonia already converted with the exhaust gas A is achieved. The turbulent flow also serves to ensure that the largest possible proportion of the urea solution with the coating 12 comes into contact and is converted to ammonia. The swirling of the exhaust gas in the particle filter is also favorable with regard to the filter effect. Because the soot particles to be filtered are adhered to the inner wall 8th deposited. For this reason too, the aim should therefore be that all exhaust parts with the inner wall as possible 8th come into contact.

Bei der Vorrichtung sind demnach die beiden Systeme Partikelfilterung und Entstickung in vorteilhafter Weise derart miteinander kombiniert, dass der Partikelfilter 4 und das SCR-System sich in ihrer Funktion und Wirksamkeit gegenseitig begünstigen.In the device, therefore, the two systems particle filtering and denitrification are advantageously combined with one another in such a way that the particle filter 4 and the SCR system favor each other in their function and effectiveness.

Um einen sicheren Betrieb mit ausreichender Hydrolyseaktivität sowie ausreichender Filterfunktion zu gewährleisten ist der Partikelfilter 4 als regenerierbarer Partikelfilter 4 ausgebildet, der während des Betriebs regeneriert wird. Die Regeneration erfolgt dabei durch thermische Energiezufuhr über eine elektrische Heizeinrichtung 14. Der Heizeinrichtung 14 ist eine Steuer- oder Regeleinheit 16 zugeordnet, die die Regeneration steuert. Sie steuert dabei den Zeitpunkt der Regeneration, die Dauer der Regeneration und unter Umständen die Temperatur, auf die der Partikelfilter 4 bei der Regeneration aufgeheizt wird. Durch das Aufheizen werden die abgelagerten Rußpartikel oxidiert und von der Innenwand 8 wieder entfernt. Dies führt zum einen dazu, dass der Strömungsweg für das Abgas A offen und der Druckverlust über den Partikelfiler gering bleibt. Zugleich wird durch die Regenration die hydrolyseaktive Beschichtung 12 frei gelegt, so dass die hydrolyseaktiven Eigenschaften des Partikelfilters 4 aufrecht erhalten bleiben.The particle filter is used to ensure safe operation with sufficient hydrolysis activity and sufficient filter function 4 as a regenerable particle filter 4 trained, which is regenerated during operation. The regeneration is carried out by supplying thermal energy via an electrical heating device 14 , The heater 14 is a control unit 16 assigned that controls the regeneration. It controls the time of regeneration, the duration of the regeneration and possibly the temperature at which the particle filter 4 is heated during regeneration. The deposited soot particles are oxidized by the heating and from the inner wall 8th removed again. On the one hand, this means that the flow path for the exhaust gas A remains open and the pressure loss via the particle filter remains low. At the same time, the regeneration renders the hydrolysis-active coating 12 exposed, so that the hydrolysis-active properties of the particle filter 4 to be maintained.

In einer einfachen Variante erfolgt die Regeneration in vordefinierten zyklischen Zeitabständen. Alternativ kann auch eine druck- und/oder temperaturkontrollierte Steuerung oder Regelung vorgesehen sein. Hierzu ist eine Temperaturmesseinrichtung 18 in den Abgasweg angeordnet, die zur Erfassung der Abgastemperatur ausgelegt ist und diese an die Steuer/Regeleinheit 16 übermittelt. Alternativ oder in Kombination ist eine Messeinrichtung 20 zur Erfassung des Druckabfalls über den Partikelfilter 4 vorgesehen. Der Wert des erfassten Differenzdrucks zwischen den Positionen vor und nach dem Partikelfilter 4 wird ebenfalls an die Steuer/Regeleinheit 16 übermittelt.In a simple variant, the regeneration takes place at predefined cyclical time intervals. Alternatively, a pressure and / or temperature-controlled control or regulation can also be provided. For this is a temperature measuring device 18 arranged in the exhaust gas path, which is designed to detect the exhaust gas temperature and transmits this to the control unit 16. A measuring device is alternatively or in combination 20 for recording the pressure drop across the particle filter 4 intended. The value of the detected differential pressure between the positions before and after the particle filter 4 is also transmitted to the control unit 16.

Claims (11)

Vorrichtung zur Reinigung von Abgas eines Dieselmotors mit einem Partikelfilter (4) für im Abgas (A) enthaltene Rußpartikel sowie mit einem nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion wirkenden Entstickungskatalysator (6) zur Reduzierung von im Abgas (A) enthaltenen Stickoxiden, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter (4) zugleich als Hydrolysekatalysator für die Umsetzung von Harnstoff in Ammoniak ausgebildet ist.Device for cleaning exhaust gas from a diesel engine with a particle filter ( 4 ) for soot particles contained in the exhaust gas (A) and with a denitrification catalytic converter acting on the principle of selective catalytic reduction ( 6 ) to reduce nitrogen oxides contained in the exhaust gas (A), characterized in that the particle filter ( 4 ) is also designed as a hydrolysis catalyst for the conversion of urea into ammonia. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeihnet , dass die dem Abgas (A) ausgesetzte Innenwand (8) des Partikelfilters (4) zumindest teilweise mit einer hydrolyseaktiven Beschichtung (10) versehen ist.Device according to claim 1, characterized in that the inner wall (A) exposed to the exhaust gas (A) 8th ) of the particle filter ( 4 ) at least partially with a hydrolysis-active coating ( 10 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtungsmaterial zumindest eines der Materialien saures Aluminiumoxid, Siliziumoxid, saurer Zeolith, Feststoffsäure, Titanoxid oder Wolframoxid vorgesehen ist.Apparatus according to claim 2, characterized in that as Coating material of at least one of the materials acidic aluminum oxide, silicon oxide, acidic zeolite, solid acid, Titanium oxide or tungsten oxide is provided. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter (4) zur Erzeugung einer turbulenten Strömung im Abgas ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the particle filter ( 4 ) is designed to generate a turbulent flow in the exhaust gas. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter (4) durch Zufuhr von thermischer Energie regenerierbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the particle filter ( 4 ) can be regenerated by supplying thermal energy. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Energiezufuhr zum Partikelfilter (4 ) steuerbar oder regelbar ist.Apparatus according to claim 5, characterized in that the energy supply to the particle filter ( 4 ) can be controlled or regulated. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass die Energiezufuhr in Abhängigkeit eines Temperaturwerts und/oder eines Druckwerts regelbar ist.Apparatus according to claim 6, characterized in that the Energy supply dependent a temperature value and / or a pressure value can be regulated. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand (8) des Partikelfilters (4) frei von oxidationsaktiven Beschichtungen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the inner wall ( 8th ) of the particle filter ( 4 ) is free of oxidation-active coatings. Verfahren zum Reinigen eines Abgases (A) eines Dieselmo ors, bei dem im Abgas (A) enthaltene Rußpartikel in einem Partikelfilter (4) herausgefiltert und im Abgas (A) enthaltene Stickoxide in einem Entstickungskatalysator (6) nach dem Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion reduziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung vor dem Partikelfilter (4) eine Harnstofflösung in das Abgas (A) eingebracht wird, die im zugleich als Hydrolysekatalysator ausgebildeten Partikelfilter (4) zumindest teilweise zu Ammoniak umgesetzt wird.Process for cleaning an exhaust gas (A) from a diesel engine, in which soot particles contained in the exhaust gas (A) are contained in a particle filter ( 4 ) filtered out and nitrogen oxides contained in the exhaust gas (A) in a denitrification catalyst ( 6 ) can be reduced by the method of selective catalytic reduction, characterized in that in the direction of flow upstream of the particle filter ( 4 ) a urea solution is introduced into the exhaust gas (A), which in the particle filter (which is also designed as a hydrolysis catalytic converter) 4 ) is at least partially converted to ammonia. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die im Abgas (A) enthaltenen Rußpartikel zumindest teilweise zur Unterstützung der Hydrolyse im Partikelfilter(4) herangezogen werden.Method according to Claim 9, in which the soot particles contained in the exhaust gas (A) at least partly to support the hydrolysis in the particle filter ( 4 ) can be used. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem einem Kraftstoff für den Dieselmotor Additive beigemischt werden, die die Hydrolyseaktivität des Hydrolysekatalysators verbessern.The method of claim 9 or 10, wherein a fuel for the Diesel engine additives are added, which increase the hydrolysis activity of the hydrolysis catalyst improve.
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