DE10313704A1 - Exhaust gas purification device for vehicle engine comprises nitrogen oxides adsorber with adsorber channels connected in parallel - Google Patents
Exhaust gas purification device for vehicle engine comprises nitrogen oxides adsorber with adsorber channels connected in parallel Download PDFInfo
- Publication number
- DE10313704A1 DE10313704A1 DE10313704A DE10313704A DE10313704A1 DE 10313704 A1 DE10313704 A1 DE 10313704A1 DE 10313704 A DE10313704 A DE 10313704A DE 10313704 A DE10313704 A DE 10313704A DE 10313704 A1 DE10313704 A1 DE 10313704A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- adsorber
- nitrogen oxide
- ammonia
- channels
- containing gas
- 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.)
- Withdrawn
Links
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]
-
- 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
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/90—Injecting reactants
-
- 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
- B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
-
- 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
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
- F01N3/0842—Nitrogen oxides
-
- 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
- F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
- F01N2240/25—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an ammonia generator
-
- 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
- F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
- F01N2240/30—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a fuel reformer
-
- 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
- F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
- F01N2250/12—Combinations of different methods of purification absorption or adsorption, and catalytic conversion
-
- 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
- F01N2290/00—Movable parts or members in exhaust systems for other than for control purposes
-
- 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
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The present invention relates an emission control system for an internal combustion engine of a motor vehicle with the features of Preamble of claim 1.
Eine Abgasreinigungsanlage dieser
Art ist aus der Offenlegungsschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abgasreinigungsanlage mit einer Ammoniakerzeugungseinrichtung anzugeben, welche auf apparativ einfache Weise eine kontinuierliche und wirtschaftliche Erzeugung von Ammoniak zur Abgasreinigung ermöglicht.The object of the invention is to provide a To specify an emission control system with an ammonia production facility, which in a simple manner a continuous and economic Generation of ammonia for emission control allows.
Diese Aufgabe wird durch eine Abgasreinigungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is performed by an emission control system solved with the features of claim 1.
Die erfindungsgemäße Abgasreinigungsanlage weist eine Ammoniakerzeugungseinrichtung mit einem Stickoxidadsorber auf, der in der Lage ist, Stickoxide aus einem ihr zugeführten stickoxidhaltigen Gasstrom abzutrennen und zwischenzuspeichern. Die Ammoniakerzeugungseinrichtung ist ferner in der Lage, das im Stickoxidadsorber zwischengespeicherte Stickoxid mit zugeführtem Wasserstoff wenigstens teilweise zu Ammoniak umzusetzen. Die erfindungsgemäße Abgasreinigungsanlage zeichnet sich dadurch aus, dass der Stickoxidadsorber der Ammoniakerzeugungseinrichtung eine Vielzahl strömungsmäßig parallel geschalteter, vorzugsweise voneinander getrennter Adsorberkanäle aufweist, wobei einem ersten Anteil der Adsorberkanäle der stickoxidhaltige Gasstrom zuführbar ist und einem zweiten Anteil der Adsorberkanäle ein wasserstoffhaltiger Gasstrom zuführbar ist. Ferner sind die dem ersten Anteil zugeordneten Adsorberkanäle und die dem zweiten Anteil zugeordneten Adsorberkanäle in vorgebbarer zeitlicher Abhängigkeit aus der Vielzahl der Adsorberkanäle auswählbar. Die Ammoniakerzeugungsanlage ermöglicht eine kontinuierliche Erzeugung von Ammoniak, indem der erste Anteil der Adsorberkanäle einige Zeit lang mit dem stickoxidhaltigen Gasstrom beaufschlagt wird und anschließend mit dem wasserstoffhaltigen Gasstrom. Danach erfolgt wieder eine Beaufschlagung des ersten Anteils der Adsorberkanäle mit dem stickoxidhaltigem Gasstrom. Umgekehrt wird der zweite Anteil der Adsorberkanäle einige Zeit lang mit dem wasserstoffhaltigen Gasstrom beaufschlagt und anschließend mit dem stickoxidhaltigen Gas strom. Dem ersten Anteil der Adsorberkanäle und dem zweiten Anteil der Adsorberkanäle wird also im zeitlichen Wechsel entweder ein stickoxidhaltiger Gasstrom oder ein wasserstoffhaltiger Gasstrom zugeführt. Als Anteil der Adsorberkanäle ist dabei ein relativer Anteil in Bezug auf die insgesamt vorhandenen Adsorberkanäle zu verstehen.The exhaust gas purification system according to the invention has an ammonia production facility with a nitrogen oxide adsorber, which is capable of nitrogen oxides from a nitric oxide supplied to it Separate gas stream and buffer. The ammonia production facility is also able to cached in the nitrogen oxide adsorber Nitric oxide with supplied At least partially convert hydrogen to ammonia. The emission control system according to the invention is characterized in that the nitrogen oxide adsorber of the ammonia generating device a large number of fluid parallel switched, preferably separated Adsorberkanäle, wherein a first portion of the adsorber channels of nitrogen oxide-containing gas stream supplied and a second portion of the adsorber channels is a hydrogen-containing Gas stream fed is. Furthermore, the adsorber channels associated with the first portion and the second portion associated adsorber channels in a predeterminable temporal dependence from the large number of adsorber channels selectable. The ammonia generating plant allows continuous production of ammonia by adding the first fraction the adsorber channels For some time charged with the nitric oxide-containing gas stream and then with the hydrogen-containing gas stream. Thereafter, another takes place Loading the first portion of the adsorber with the nitrogen oxide-containing gas stream. Conversely, the second share of Adsorberkanäle For some time, the hydrogen-containing gas stream is applied and subsequently stream with the nitrogen oxide gas. The first portion of Adsorberkanäle and the second portion of the adsorber channels So, in time, either a nitric oxide-containing gas stream or a hydrogen-containing gas stream supplied. As a proportion of Adsorberkanäle is here to understand a relative proportion with respect to the total existing adsorber channels.
Bei der Beaufschlagung der Adsorberkanäle mit dem gewöhnlich oxidierenden stickoxidhaltigen Gasstrom wird diesem das Stickoxid größtenteils oder vollständig vom Stickoxidspeichermaterial durch Zwischenspeicherung entzogen. Nach ausreichender Sättigung des Stickoxidspeichermaterials eines Adsorberkanals an Stickoxiden wird dieser mit einem reduzierenden wasserstoffhaltigen Gasstrom beaufschlagt. Dadurch wird eine Freisetzung des zwischengespeicherten Stickoxids verursacht. Dieses wird im Adsorberkanal selbst oder in einer strömungsmäßig nachgelagerten Reduktionsstufe mit dem Wasserstoff wenigstens teilweise zu Ammoniak reduziert. Der entsprechende Adsorberkanal steht damit erneut wieder zur Zwischenspeicherung von Stickoxid zur Verfügung.When loading the adsorber with the usually oxidizing nitrogen oxide-containing gas stream this is the nitric oxide mostly or Completed deprived of the nitrogen oxide storage material by caching. After sufficient saturation the nitrogen oxide storage material of an adsorber channel of nitrogen oxides this is subjected to a reducing hydrogen-containing gas stream. This will release the cached nitrogen oxide caused. This is in the adsorber itself or in a flow downstream Reduction stage with the hydrogen at least partially reduced to ammonia. The corresponding adsorber channel is thus again for intermediate storage of nitric oxide available.
Die Ammoniakerzeugungsanlage ist vorzugsweise so konzipiert, dass die mit dem stickoxidhaltigen Gasstrom beaufschlagten Adsorberkanäle einen vorgegebenen ersten Anteil der insgesamt vorhandenen Adsorberkanäle ausmachen. In gleicher Weise umfassen die mit dem wasserstoffhaltigen Gasstrom beaufschlagten Adsorberkanäle einen vorgegebenen zweiten Anteil. Die beiden Anteile ergänzen sich vorzugsweise zu 100% der insgesamt vorhandenen Adsorberkanäle. Sie können jedoch auch weniger als 100% betragen, was zur Folge hat, dass ein sich rechnerisch ergebender dritter Anteil der insgesamt vorhandenen Adsorberkanäle zeitweise weder von dem stickoxidhaltigen Gasstrom noch von dem wasserstoffhaltigen Gasstrom durchströmt wird und beispielsweise mit einem Spülgas gespült werden kann.The ammonia production plant is preferably designed so that the with the nitrogen oxide-containing gas stream acted adsorber one make predetermined first proportion of total existing adsorber channels. In the same way, those with the hydrogen-containing gas stream include acted adsorber channels a predetermined second portion. The two parts complement each other preferably to 100% of the total existing adsorber channels. she can However, less than 100% amount, which has the consequence that a mathematically resulting third share of the total existing Adsorberkanäle temporarily neither of the nitric oxide-containing gas stream nor of the hydrogen-containing gas stream is flowed through and, for example with a purge gas rinsed can be.
Die entsprechenden Anteile sind vorzugsweise durch die konstruktive Realisierung der Gasanströmung des Stickoxidadsorbers vorgegeben.The corresponding shares are preferred wise given by the constructive realization of the gas flow of the nitrogen oxide adsorber.
Dadurch, dass die mit dem stickoxidhaltigen Gasstrom beaufschlagten Adsorberkanäle und die mit dem wasserstoffhaltigen Gasstrom beaufschlagten Adsorberkanäle in vorgebbarer zeitlicher Abhängigkeit aus der Vielzahl der Adsorberkanäle auswählbar sind, wird eine kontinuierliche Ammoniakerzeugung ermöglicht.Because of that with the nitric oxide-containing gas stream acted adsorber channels and the acted upon by the hydrogen-containing gas stream adsorber in predeterminable temporal dependency from the large number of adsorber channels selectable are, a continuous ammonia production is possible.
Die Anreicherung von Stickoxiden in den Adsorberkanälen führt zu einem günstigen Mengenverhältnis der bezüglich des Wasserstoffs oxidierend wirkenden Komponenten Stickoxid und Sauerstoff, so dass ein wirtschaftlicher Einsatz des Wasserstoffs und eine hohe Ammoniakausbeute ermöglicht ist. Dies wird durch die vorgebbare zeitliche Auswahl der jeweiligen Asorberkanalanteile unterstützt, welche sich beispielsweise an dem Ammoniakbedarf zur Abgasreinigung orientieren kann.The accumulation of nitrogen oxides in the adsorber channels leads to a cheap one ratio the re of the hydrogen oxidizing components nitrogen oxide and Oxygen, allowing an economic use of hydrogen and allows a high ammonia yield is. This is due to the predeterminable temporal selection of the respective Asorberkanal shares supported, which, for example, to the ammonia requirement for emission control can orient.
In Ausgestaltung der Erfindung sind die Vielzahl der Adsorberkanäle genau einem Stickoxidadsorber zugeordnet. Der Stickoxidadsorber ist vorzugsweise als zylindrischer und mit einem Stickoxidspeichermaterial beschichteter monolithischer Wabenkörper mit rundem Querschnitt ausgebildet, der von der Vielzahl der Adsorberkanäle in axialer Richtung durchzogen ist. Eine Ausbildung des Stickoxidadsorbers durch eine Schüttung von beschichteten Formkörpern ist ebenfalls möglich. Vorzugsweise sind in diesem Fall die Adsorberkanäle durch geeignete Strömungsleitmittel, wie beispielsweise mit den Formkörpern gefüllte und benachbarte Hülsen voneinander getrennt. Die einzelnen als Hülsen ausgebildeten Strömungskanäle sind zu einem zylindrischen Adsorberkörper mit vorzugsweise ebenfalls rundem Querschnitt zusammengefasst.In an embodiment of the invention the variety of adsorber channels assigned exactly to a nitrogen oxide adsorber. The nitrogen oxide adsorber is preferably as cylindrical and with a nitrogen oxide storage material coated monolithic honeycomb body with round cross-section formed of the plurality of Adsorberkanäle in axial Direction is crossed. An education of the nitrogen oxide adsorber through a bed of coated moldings is also possible. Preferably, in this case, the adsorber channels are provided by suitable flow-guiding means, such as with the moldings filled and adjacent pods separated from each other. The individual flow channels formed as sleeves are to a cylindrical adsorber body combined with preferably also round cross-section.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die zeitliche Auswahl der Adsorberkanäle durch eine ortsfeste Gaszufuhr und durch eine Drehung des Stickoxidadsorbers um eine parallel zur Ausrichtung der Strömungskanäle angeordnete Achse. Die ortsfeste Gaszufuhr bezieht sich hierbei auf eine angeströmte Stirnfläche des Adsorbers und betrifft sowohl den stickoxidhaltigen Gasstrom als auch den wasserstoffhaltigen Gasstrom. Dies kann beispielsweise durch eine ortsfeste segmentartige Aufteilung der angeströmten Stirnseite des Stickoxidadsorbers erreicht werden. Ein erstes ortsfestes Segment wird vom stickoxidhaltigen Gasstrom beaufschlagt, ein zweites ortsfestes Segment wird vom wasserstoffhaltigen Gasstrom beaufschlagt. Die Segmente können beispielsweise von entsprechenden Blechformteilen gebildet sein, welche hinreichend dicht an der Adsorberstirnfläche anliegen, um eine Vermischung der Gasströme am Ort der Einströmung in den Adsorber zu vermeiden. Der Stickoxidadsorber dreht sich entweder kontinuierlich um seine Längsachse oder wird diskontinuierlich von Zeit zu Zeit so um einen Winkelbetrag gedreht, dass die Adsorberkanäle, welche vor der Drehung vom stickoxidhaltigen Gas angeströmt wurden, nach der Drehung zunächst nicht mehr angeströmt, von einem Spülgasstrom oder vom wasserstoffhaltigen Gasstrom angeströmt werden. Nach abermaliger Drehung, vorzugsweise um denselben Winkelbetrag, werden dieselben Adsorberkanäle wieder vom stickoxidhaltigen Gasstrom oder von einem Spülgasstrom angeströmt bzw. durchströmt. Die flächenmäßigen Anteile der Segmente können dabei unterschiedlich sein. Bei einer gleichmäßigen Drehung des Adsorbers wird so ein durch die größere Segmentfläche bestimmter Teil der Adsorberkanäle länger vom jeweiligen Gasstrom beaufschlagt als der der kleineren Segmentfläche zugeordnete Teil der Adsorberkanäle.In a further embodiment of the invention the time selection of the adsorber channels is carried out by a stationary gas supply and by a rotation of the nitrogen oxide adsorber about a parallel to Orientation of the flow channels arranged Axis. The fixed gas supply here refers to a flowed face of the Adsorber and relates to both the nitric oxide-containing gas stream as also the hydrogen-containing gas stream. This can be, for example by a stationary segment-like division of the streamed end face of the nitrogen oxide adsorber can be achieved. A first stationary segment is acted upon by nitrogen oxide-containing gas stream, a second stationary Segment is acted upon by the hydrogen-containing gas stream. The For example, segments can be be formed of corresponding sheet metal parts, which sufficient close to the Adsorberstirnfläche abut, in order to mix the gas streams at the location of the inflow in to avoid the adsorber. The nitrogen oxide adsorber either rotates continuously around its longitudinal axis or becomes discontinuous from time to time at an angle turned that the adsorber channels, which were impinged by the nitric oxide-containing gas before the rotation, after the rotation first no longer streamed to, from a purge gas stream or be flown by the hydrogen-containing gas stream. After another Rotation, preferably by the same angular amount, becomes the same Adsorber channels again streamed by the nitrogen oxide-containing gas stream or by a purge gas stream or flows through. The area proportions the segments can be different. With a uniform rotation of the adsorber becomes as determined by the larger segment area Part of the adsorber channels longer from respective gas stream acted as that of the smaller segment area associated Part of the adsorber channels.
Analog zur vorstehend genannten Ausführungsform erfolgt in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die zeitliche Abhängigkeit der Auswahl der Adsorberkanäle durch einen unbewegt angeordneten Stickoxidadsorber und durch eine zeitlich ortsabhängige Anströmung des Stickoxidadsorbers. Die Ortsabhängigkeit bezieht sich hier auf den unbeweglich angeordneten Stickoxidadsorber bzw. auf dessen angeströmte Stirnfläche. Vorteilhaft ist eine sich drehende, durch entsprechende Strömungsleitmittel segmentartig aufgeteilte Gaszufuhr. Die Drehung kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Durch diese Ausgestaltung werden analog zur vorstehenden genannten Ausführungsform die Adsorberkanäle ebenfalls in zeitlichem Wechsel vom stickoxidhaltigen Gasstrom und vom wasserstoffhaltigen Gasstrom beaufschlagt.Analogous to the above-mentioned embodiment takes place in a further embodiment of the invention, the temporal dependence the selection of adsorber channels by a non-moving nitrogen oxide adsorber and by a temporally location-dependent inflow of the nitrogen oxide adsorber. The location dependency refers here on the immovably arranged nitrogen oxide or on the be streamed Face. Advantageously, a rotating, segmental by appropriate flow split gas supply. The rotation can be continuous or discontinuous respectively. By this configuration are analogous to the above said embodiment the adsorber channels also in temporal change of nitric oxide-containing gas stream and acted upon by the hydrogen-containing gas stream.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Vielzahl der Adsorberkanäle wenigstens zwei getrennten Stickoxidadsorbern zugeordnet und die zeitliche Abhängigkeit der Auswahl der Adsorberkanäle erfolgt durch eine wechselweise Auswahl der wenigstens zwei Stickoxidadsorber. Somit werden jeweils ein oder mehrere Adsorber vom stickoxidhaltigen Gasstrom durchströmt, während der verbleibende Teil der insgesamt vorhandenen Adsorber vom wasserstoffhaltigen Gasstrom durchströmt wird. Ist die Stickoxidspeicherkapazität der Adsorberkanäle eines vom stickoxidhaltigen Gasstrom durchströmten Adsorbers erschöpft, so werden die Gasströme so umgeschalten, dass dieser nunmehr vom wasserstoffhaltigen Gasstrom beaufschlagt wird und das in den Asorberkanälen dieses Stickoxidadsorbers zwischengespeicherte Stickoxid freigesetzt und wenigstens teilweise zu Ammoniak reduziert wird. Dadurch findet eine Regeneration des Adsorbers statt, so dass er anschließend wieder für eine erneute Zwischenspeicherung von Stickoxiden zur Verfügung steht. Umgekehrt wird durch die Umschaltung der Gasströme ein zuvor vom wasserstoffhaltigen Gasstrom durchströmter und somit bezüglich seiner Stickoxidspeicherfähigkeit regenerierter Stickoxidadsorber nunmehr vom stickoxidhaltigen Gasstrom durchströmt. Durch diese Ausgestaltung erfolgt ein kontinuierlicherer Ammoniakerzeugungsprozess. Die Gasströmungen können ebenfalls gleichmäßiger Natur sein, was die Prozessführung vereinfacht.In a further embodiment of the invention, the plurality of adsorber channels are assigned to at least two separate nitrogen oxide adsorbers and the time dependence of the selection of the adsorber channels is effected by an alternate selection of the at least two nitrogen oxide adsorbers. Thus, in each case one or more adsorbers are flowed through by the nitrogen oxide-containing gas stream, while the remaining part of the total existing adsorber is flowed through by the hydrogen-containing gas stream. If the nitrogen oxide storage capacity of the adsorber channels of an adsorber through which the nitrogen oxide-containing gas stream is exhausted, the gas streams are switched so that it is now acted upon by the hydrogen-containing gas stream and the nitrogen oxide temporarily stored in the asorber channels of this nitrogen oxide adsorber is released and at least partially reduced to ammonia. As a result, a regeneration of the adsorber takes place, so that it is then available again for a renewed intermediate storage of nitrogen oxides. Conversely, by the switching of the gas flows through a previously flowed through by the hydrogen-containing gas stream and thus regenerated with respect to its Nitrogenoxpeicherfähigkeit Nitric Oxide adsorber now flows through the nitrogen oxide-containing gas stream. By this configuration, a more continuous ammonia production process takes place. The gas flows can also be more uniform Be nature, which simplifies the process.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Stickoxidgenerator zur Erzeugung des der Ammoniakerzeugungseinrichtung zugeführten stickoxidhaltigen Gasstroms vorgesehen. Dadurch kann überwiegend unabhängig vom Brennkraftmaschinenbetrieb eine bedarfsorientierte Ammoniakmenge erzeugt und zur Abgasreinigung bereitgestellt werden.In a further embodiment of the invention is a nitrogen oxide generator for generating the ammonia generating device supplied nitrogen oxide-containing gas stream provided. This can be predominantly independently from internal combustion engine operation a demand-oriented amount of ammonia generated and provided for emission control.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der der Ammoniakerzeugungseinrichtung zugeführte stickoxidhaltige Gasstrom der Abgasleitung der Brennkraftmaschine entnommen. Insbesondere bei einer überwiegend mager betriebenen Brennkraftmaschine kann so das in deren Abgas enthaltene Stickoxid teilweise zur Ammoniakerzeugung und somit zur wenigstens teilweisen Entfernung des restlichen von der Brennkraftmaschine emittierten Stickoxids verwendet werden. Dadurch entfällt eine externe Erzeugung von Stickoxid.In a further embodiment of the invention is the ammonia generating device supplied nitrogen oxide gas stream taken from the exhaust pipe of the internal combustion engine. In particular at a predominantly lean-burned internal combustion engine can so in the exhaust contained nitrogen oxide partly for ammonia production and thus at least partial removal of the rest of the internal combustion engine emitted nitrogen oxides are used. This eliminates one external generation of nitric oxide.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Kraftstoffreformer zur Erzeugung des der Ammoniakerzeugungseinrichtung zugeführten Wasserstoffs vorgesehen. Vorzugsweise wird vom Kraftstoffreformer der zum Betrieb der Brennkraftmaschine vorgesehene Kraftstoff einem thermischen und/oder katalytischen Reformierungsprozess unterworfen, wobei ein wasserstoffhaltiges reduzierendes Reformiergas erzeugt wird, welches der Ammoniakerzeugungseinrichtung zur Reduzierung von Stickoxiden zu Ammoniak zugeführt wird.In a further embodiment of the invention is a fuel reformer for producing the ammonia generating device supplied Hydrogen provided. Preferably, the fuel reformer the fuel provided for operating the internal combustion engine subjected to thermal and / or catalytic reforming process, wherein a hydrogen-containing reducing reforming gas is generated, which the ammonia generating device to reduce nitrogen oxides Fed to ammonia becomes.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Wasserelektrolyseeinheit zur Erzeugung des der Ammoniakerzeugungseinrichtung zugeführten Wasserstoffs vorgesehen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass Wasserstoff weitgehend fremdgasfrei und in konzentrierter Form zur Reduzierung von Stickoxiden bereitgestellt werden kann. Daraus resultiert eine hohe Ausbeute der Ammoniakerzeugung.In a further embodiment of the invention is a water electrolysis unit for generating the ammonia generating device supplied hydrogen intended. This embodiment has the advantage that hydrogen is largely free of foreign gas and in concentrated Form can be provided for the reduction of nitrogen oxides. This results in a high yield of ammonia production.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und zugehörigen Beispielen näher erläutert. Dabei zeigtThe invention is based on the following of drawings and related Examples closer explained. It shows
Gemäß
Als Wasserstoffquelle
Bei dem der Ammoniakerzeugungseinrichtung
Vorzugsweise ist der Stickoxidreduktionskatalysator
Es versteht sich, dass der in
Ferner können in der Abgasleitung
Insbesondere ist es vorteilhaft,
stromauf der Zugabestelle des ammoniakhaltigen Gasstroms in der
Abgasleitung
Die Regeneration des Stickoxidspeicherkatalysators
durch kurzzeitigen Fett-Betrieb der Brennkraftmaschine
Ebenso ist es vorteilhaft, einen
Stickoxidspeicherkatalysator stromab des Stickoxidreduktionskatalysators
Unter Bezug auf
In
Durch die azimutale Ausdehnung des
Kreissegments
Analog zur einlassseitig gestalteten
Gaszufuhr ist die auslassseitige Gasabfuhr der Ammoniakerzeugungseinrichtung
Durch einen nicht näher dargestellten
Antrieb können
entweder die segmentartig erweiterten Leitungen
So werden, nachdem eine gewisse Erschöpfung der
Stickoxispeicherfähigkeit
ihrer Stickoxidspeicherbeschichtung eingetreten ist, die Adsorberkanäle, die
zunächst
mit dem stickoxidhaltigen Gasstrom beaufschlagt wurden, mit dem
wasserstoffhaltigen Gasstrom beaufschlagt. In der reduzierenden Atmosphäre des wasser stoffhaltigen
Gasstroms erfolgt eine Freisetzung der zwischengespeicherten Stickoxide,
wodurch das Stickoxidspeichermaterial hinsichtlich seiner Aufnahmefähigkeit
für Stickoxide regeneriert
wird. Bei einer geeignet ausgeführten, beispielsweise
edelmetalldotierten Beschichtung der Adsorberkanäle
Parallel zu dem beschriebenen Vorgang werden als Folge der beschriebenen Drehung die Adsorberkanäle, die zunächst mit dem wasserstoffhaltigen Gasstrom beaufschlagt und somit regeneriert wurden, erneut mit dem stickoxidhaltigen Gasstrom beaufschlagt. Auf diese Weise erfolgt eine kontinuierliche Erzeugung von Ammoniak mit hoher Ausbeute unter gleichzeitig effektivem Einsatz des Reduktionsmittels Wasserstoff.Parallel to the process described As a result of the described rotation, the adsorber channels, the first subjected to the hydrogen-containing gas stream and thus regenerated were charged again with the nitric oxide-containing gas stream. In this way, there is a continuous production of ammonia in high yield with simultaneous effective use of the reducing agent Hydrogen.
Die Drehgeschwindigkeit bzw. die
Frequenz der Drehbewegung werden zweckmäßigerweise auf den aktuellen
Bedarf an Ammoniak abgestimmt. Dementsprechend werden die Größen des
stickoxidhaltigen Gasstroms bzw. des wasserstoffhaltigen Gasstroms
ebenfalls an den aktuellen Ammoniakbedarf angepasst. Ferner können die
Größen der
Segmente
Bei einer kontinuierlichen Drehung
der Segmente
Alternativ zur beschriebenen Ausführungsform
können
die Adsorberkanäle
In
Wie weiter oben beschrieben, werden
von den im Adsorptionsmodus betriebenen Stickoxidadsorbern Stickoxide
dem jeweils zugeführten
stickoxidhaltigen Gasstrom entzogen und zwischengespeichert. Im
Regenerationsmodus werden die zwischengespeicherten Stickoxide wieder
freigesetzt und zu Ammoniak reduziert. Je nach Ausführung des
Stickoxidspeichermaterials kann hierfür entsprechend den weiter oben
genannten Erläuterungen
eine in die Zuführleitung
Selbstverständlich ist es möglich, die Umschaltungen auf andere Weise oder in anderer Reihenfolge vorzunehmen, insbesondere wenn eine andere Anzahl von Stickoxidadsorbern vorgesehen ist, was ebenfalls ohne weiteres möglich ist.Of course it is possible that Make changes in another way or in a different order, especially when a different number of nitrogen oxide adsorbers are provided is what is also readily possible.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
einer Ammoniakerzeugungseinrichtung können um weitere Komponenten
ergänzt
werden. Insbesondere kann es zweckmäßig sein, mittels Heizungen
oder Wärmetauschern
eine geeignete Temperierung der Bauteile bzw. Gasströme herbeizuführen. Beispielsweise
kann im Falle einer als Reformer ausgeführten Wasserstoffquelle
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10313704A DE10313704A1 (en) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | Exhaust gas purification device for vehicle engine comprises nitrogen oxides adsorber with adsorber channels connected in parallel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10313704A DE10313704A1 (en) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | Exhaust gas purification device for vehicle engine comprises nitrogen oxides adsorber with adsorber channels connected in parallel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10313704A1 true DE10313704A1 (en) | 2004-10-07 |
Family
ID=32946218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10313704A Withdrawn DE10313704A1 (en) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | Exhaust gas purification device for vehicle engine comprises nitrogen oxides adsorber with adsorber channels connected in parallel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10313704A1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006128449A1 (en) * | 2005-06-02 | 2006-12-07 | Enerday Gmbh | Device and method for purification of exhaust gases from an internal combustion engine |
DE102005026032A1 (en) * | 2005-06-03 | 2006-12-07 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Device for exhaust gas treatment has particle separator, SCR catalyst for selectively reducing nitrogen oxides and ammonia generator for producing ammonia in the form of a selective reduction agent for reducing nitrogen oxides |
WO2007054572A1 (en) * | 2005-11-14 | 2007-05-18 | Robert Bosch Gmbh | Method and apparatus for the conduction of temperature in an exhaust gas aftertreatment system |
WO2007054574A1 (en) * | 2005-11-14 | 2007-05-18 | Robert Bosch Gmbh | Catalyst arrangement in an exhaust gas after-treatment system |
US7678352B2 (en) | 2005-11-14 | 2010-03-16 | Robert Bosch Gmbh | Device and procedure for the production of ammonia |
DE102013017064A1 (en) | 2013-10-15 | 2015-04-16 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Continuous generation of ammonia for exhaust aftertreatment |
-
2003
- 2003-03-27 DE DE10313704A patent/DE10313704A1/en not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006128449A1 (en) * | 2005-06-02 | 2006-12-07 | Enerday Gmbh | Device and method for purification of exhaust gases from an internal combustion engine |
DE102005026032A1 (en) * | 2005-06-03 | 2006-12-07 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Device for exhaust gas treatment has particle separator, SCR catalyst for selectively reducing nitrogen oxides and ammonia generator for producing ammonia in the form of a selective reduction agent for reducing nitrogen oxides |
WO2007054572A1 (en) * | 2005-11-14 | 2007-05-18 | Robert Bosch Gmbh | Method and apparatus for the conduction of temperature in an exhaust gas aftertreatment system |
WO2007054574A1 (en) * | 2005-11-14 | 2007-05-18 | Robert Bosch Gmbh | Catalyst arrangement in an exhaust gas after-treatment system |
US7678352B2 (en) | 2005-11-14 | 2010-03-16 | Robert Bosch Gmbh | Device and procedure for the production of ammonia |
US7950223B2 (en) | 2005-11-14 | 2011-05-31 | Robert Bosch Gmbh | Method and apparatus for temperature management in an exhaust gas posttreatment system |
US8318103B2 (en) | 2005-11-14 | 2012-11-27 | Robert Bosch Gmbh | Catalytic converter assembly in an exhaust gas posttreatment system |
DE102013017064A1 (en) | 2013-10-15 | 2015-04-16 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Continuous generation of ammonia for exhaust aftertreatment |
DE102013017064B4 (en) | 2013-10-15 | 2018-08-16 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Exhaust after-treatment device of an internal combustion engine and method for post-treatment of exhaust gas of an internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19628796C1 (en) | System for removal of nitrogen oxide(s), carbon mon:oxide, etc. from engine exhaust gases | |
DE19960430B4 (en) | Emission control system with nitrogen oxide storage catalyst and sulfur oxide trap and operating method for this | |
DE19820828B4 (en) | Nitrogen oxide emission reducing emission control system | |
DE102009000804B4 (en) | emission control system | |
DE10128414A1 (en) | Exhaust gas system for cleaning internal combustion engine exhaust gases comprises a reducing agent supply having a hydrogen-producing unit for enriching the exhaust gas with hydrogen | |
DE19922961A1 (en) | Device for purifying I.C. engine exhaust gas contains a nitrogen monoxide production unit to enrich the exhaust gas fed to the ammonia production catalyst with nitrogen monoxide during ammonia production operating phases | |
EP2691618A1 (en) | Compact exhaust-gas treatment unit with mixing region, and method for mixing an exhaust gas | |
DE4109227A1 (en) | EXHAUST FILTER AND / OR CATALYST | |
DE69510144T2 (en) | Exhaust gas purification device for an internal combustion engine | |
WO2005049984A1 (en) | Internal combustion engine provided with an exhaust gas cleaning system and method for cleaning exhaust gases of an internal combustion engine | |
EP0887306B1 (en) | Apparatus for the production of a gas rich in hydrogen and poor in carbon monoxide | |
DE10237777A1 (en) | Combustion engine with catalytic exhaust gas treatment unit has module for generation of reducing gas containing hydrogen and ammonia which is dosed into exhaust system up-stream of catalyst unit | |
EP2104782A1 (en) | Exhaust emission control system for lean engines and method for operating the system | |
EP1099047B1 (en) | Exhaust gas cleaning system having internal ammonia production for reducing nitrogen oxides | |
DE102016205182A1 (en) | Method and device for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine | |
EP1319813A2 (en) | Method for catalytically aftertreating exhaust gas of an internal combustion engine exhaust gas | |
DE10313704A1 (en) | Exhaust gas purification device for vehicle engine comprises nitrogen oxides adsorber with adsorber channels connected in parallel | |
DE102015219114B4 (en) | Process for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine | |
DE102007039588B4 (en) | Apparatus and method for purifying exhaust gases for an internal combustion engine | |
DE102013221421A1 (en) | Process and apparatus for reducing the emission of nitrous oxide | |
WO2003004134A2 (en) | Method for purifying exhaust gases | |
DE102016107466A1 (en) | Catalyst, apparatus and method for selectively reducing NOx by means of hydrogen in exhaust gases containing NOx | |
DE10130776B4 (en) | Device for removing sulfur from a medium and fuel cell system | |
DE102007042448A1 (en) | Exhaust gas cleaning system for selective catalytic reduction of nitrogen oxide, comprises catalyst with catalytically active components for selective catalytic reduction, and exhaust gas of internal combustion engine flows through system | |
DE102004048141A1 (en) | Exhaust gas purification for internal combustion engine involves converting catalyst that has absorbed nitrogen oxides from exhaust gas into ammonia |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |