DE112017000463T5 - Systeme und Verfahren zur Wiederherstellung selektiver katalytischer Reduktionssysteme - Google Patents

Systeme und Verfahren zur Wiederherstellung selektiver katalytischer Reduktionssysteme Download PDF

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Arvind V. Harinath
Behnam Bahrami
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Cummins Emission Solutions Inc
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Abstract

Ein Nachbehandlungssystem umfasst eine Nachbehandlungskomponente. Der Nachbehandlungskomponente ist ein Auslasssensor nachgeschaltet. Eine Steuerung ist kommunizierend mit dem Auslasssensor verbunden. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass es ein Ausgangssignal des Auslasssensors auswertet. Das Ausgangssignal dient als Indikator für die Leistung der Nachbehandlungskomponente. Die Steuerung ermittelt, ob die Nachbehandlungskomponente deaktiviert ist. Als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Nachbehandlungskomponente deaktiviert wurde, stellt die Steuerung mindestens einem Teil der Nachbehandlungskomponente ein aktives Katalysatormaterial zur Verfügung. Das aktive Katalysatormaterial beschichtet mindestens den Teil der Nachbehandlungskomponente, um die Nachbehandlungskomponente wiederherzustellen.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldungen
  • Die Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/281.928 mit dem Titel „SYSTEMS AND METHODS FOR REMANUFACTURING SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION SYSTEMS“ (SYSTEME UND VERFAHREN ZUR WIEDERHERSTELLUNG SELEKTIVER KATALYTISCHER REDUKTIONSSYSTEME), eingereicht am Freitag, 22. Januar 2016, die hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit und für alle Zwecke aufgenommen wird.
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Nachbehandlungssysteme zur Verwendung mit Verbrennungsmotoren (IC-Motoren).
  • Hintergrund
  • Abgas-Nachbehandlungssysteme werden zum Aufnehmen und Behandeln von Abgas verwendet, das durch Motoren wie Verbrennungsmotoren erzeugt wird. Herkömmliche Abgas-Nachbehandlungssysteme schließen eine beliebige Anzahl mehrerer unterschiedlicher Komponenten zum Reduzieren des Anteils an schädlichen Abgasemissionen in Abgas ein. Beispielsweise enthalten bestimmte Abgasnachbehandlungssysteme für dieselbetriebene Verbrennungsmotoren in der Regel katalytische Oxidations- und/oder Reduktionskomponenten zum Abbau von Bestandteilen eines Abgases aus Benzin-, Erdgas-, Dual-Fuel-, Flüssiggas-(LPG), Ethanol- und/oder Biodieselmotoren. Beispielsweise können Nachbehandlungssysteme für Dieselmotoren Dreiwegekatalysatoren (TWCs), Oxidationskatalysatoren (z.B. ein Dieseloxidationskatalysator (DOC)) zur Reduktion von CO und HC im Abgas durch Oxidationsverfahren und/oder ein selektives katalytisches Reduktionssystem (SCR) enthalten, das einen Katalysator enthält, der so formuliert ist, dass er NOx (NO und NO2 in bestimmtem Anteilr) in unschädliches Stickstoffgas (N2) und Wasserdampf (H2O) in Gegenwart von Ammoniak (NH3) umwandelt. Häufig wird ein Reduktionsmittel in Abgasleitungen eingesetzt, die das Abgas an das SCR-System und/oder andere Komponenten des Nachbehandlungssystems weiterleiten, um beispielsweise die Zersetzung der im Abgas enthaltenen NOx-Gase zu erleichtern.
  • Ein Katalysator kann auch in einem oder mehreren Filtern (z. B. einem Dieselpartikelfilter (DPF)) des Nachbehandlungssystems enthalten sein. Die Filter können im Abgas enthaltene schädliche Partikel und Ruß entfernen und auch NO2 für die SCR-Reaktion produzieren. Der im Partikelfilter enthaltene Katalysator kann zur passiven Regeneration des Filters durch Katalysieren der Zersetzung (z. B. Oxidation) der auf dem Filter angesammelten Partikel verwendet werden.
  • Der im SCR-System enthaltene Katalysator oder andere Nachbehandlungskomponenten des Nachbehandlungssystems (z. B. Oxidationskatalysator, TWC, Katalysator am Filter, Ammoniakoxidationskatalysator usw.) können nach mehrmaliger Verwendung Leistungseinbußen aufweisen. Dies führt zu einem Rückgang des katalytischen Umwandlungswirkungsgrades der Nachbehandlungskomponente, beispielsweise durch Vergiftung oder sonstige Deaktivierung (z. B. durch irreversible katalytische Reaktionen, Abbau, Oxidation, Reduktion usw.) nach längerem Betrieb. Der Rückgang des katalytischen Umwandlungswirkungsgrades kann dazu führen, dass die Menge der aus dem Nachbehandlungssystem ausgestoßenen NOx-Gase über die zulässigen Grenzwerte ansteigt, wie sie beispielsweise in den Emissionsnormen festgelegt sind. Sobald die Leistung des Katalysators der Nachbehandlungskomponente unter vertretbare Werte sinkt, wird der Katalysator in der Regel ersetzt. Da Katalysatoren in der Regel teuer sind, verursacht der Austausch des Katalysators erhebliche Kosten für die Wartung des Nachbehandlungssystems. Der Austausch des Katalysators führt auch zu Betriebsunterbrechungen der Anlage mit dem Nachbehandlungssystem und damit zu einer zusätzlichen Kostenbelastung.
  • Kurzfassung
  • Die hierin beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf Systeme und Verfahren zur Wiederherstellung abgenutzter Nachbehandlungskomponenten und insbesondere auf Systeme und Verfahren zum Beschichten eines in einer Nachbehandlungskomponente enthaltenen deaktivierten Katalysators mit einem aktiven Katalysatormaterial, um die Nachbehandlungskomponente wiederherzustellen.
  • In einem ersten Satz von Ausführungsformen umfasst ein Nachbehandlungssystem eine Nachbehandlungskomponente. Der Nachbehandlungskomponente ist ein Auslasssensor nachgeschaltet. Eine Steuerung ist kommunizierend mit dem Auslasssensor verbunden. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie ein Ausgangssignal des Auslasssensors interpretiert. Das Ausgangssignal dient als Indikator für die Leistung der Nachbehandlungskomponente. Die Steuerung ermittelt, ob die Nachbehandlungskomponente deaktiviert ist. Als Reaktion auf die Ermittlung, dass die Nachbehandlungskomponente deaktiviert wurde, stellt die Steuerung mindestens einem Abschnitt der Nachbehandlungskomponente ein aktives Katalysatormaterial zur Verfügung. Das aktive Katalysatormaterial beschichtet mindestens den Abschnitt der Nachbehandlungskomponente, um die Nachbehandlungskomponente wiederherzustellen.
  • In einem weiteren Satz von Ausführungsformen umfasst ein Verfahren die Bereitstellung einer Nachbehandlungskomponente eines Nachbehandlungssystems. Die Nachbehandlungskomponente enthält einen Katalysator, der im Nachbehandlungssystem eingesetzt wurde. Als Reaktion auf einen Hinweis, dass der Katalysator deaktiviert ist, wird der Katalysator mit einer Beschichtung aus einem aktiven Katalysatormaterial beschichtet, um den Katalysator wiederherzustellen.
  • Es sei klargestellt, dass alle Kombinationen der vorstehenden Konzepte und weiterer Konzepte, die nachfolgend eingehender erörtert werden (vorausgesetzt, dass diese Konzepte nicht gegenseitig unvereinbar sind), als Teil des hierin offenbarten Gegenstands gedacht sind. Insbesondere sind alle Kombinationen des beanspruchten Gegenstands, die am Ende dieser Offenbarung aufgeführt sind, als Teil des hierin offenbarten Gegenstands gedacht.
  • Figurenliste
  • Die vorstehenden und weiteren Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden anhand der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche deutlicher, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen sind. Unter der Voraussetzung, dass diese Zeichnungen lediglich mehrere Ausführungen gemäß der Offenbarung darstellen und daher nicht als Einschränkung ihres Schutzbereichs zu betrachten sind, wird die Offenbarung unter Verwendung der beiliegenden Zeichnungen genauer und ausführlicher beschrieben.
    • 1 ist eine schematische Darstellung eines Nachbehandlungssystems gemäß einer Ausführungsform.
    • 2 ist ein schematisches Blockschaubild einer Ausführungsform eines Steuerschaltkreises, der in dem Nachbehandlungssystem von 1 enthalten sein kann.
    • 3 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Nachbehandlungssystems.
    • 4 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zur Beschichtung eines in einem SCR-System enthaltenen Katalysators durch Durchströmen eines aktiven Katalysatormaterials.
    • 5 ist ein schematisches Flussdiagramm einer anderen Ausführungsform eines Verfahrens zur Beschichtung eines aktiven Katalysatormaterials auf einem deaktivierten Katalysator, der in einer Nachbehandlungskomponente eines Nachbehandlungssystems enthalten ist, um den Katalysator wiederherzustellen.
    • 6 Feld A ist eine Seitenansicht eines Katalysators eines SCR-Systems, das seit einiger Zeit in Betrieb ist; 6 Feld B ist eine vergrößerte Ansicht des Katalysators von 6 Feld A; 6 Feld C ist eine Seitenansicht des Katalysators von 6 Feld A/B nach der Beschichtung mit 10 % aktivem Katalysatormaterial; und 6 Feld D ist eine vergrößerte Ansicht des Katalysators von 6 Feld C; 6 Feld E ist eine Seitenansicht des Katalysators von 6 Feld A/B nach der Beschichtung mit 20 % aktivem Katalysatormaterial und 6 Feld F ist eine vergrößerte Ansicht des Katalysators von 6 Feld E.
    • 7 ist ein Balkendiagramm der katalytischen NOx-Umwandlungseffizienz bei 220 und 550 Grad Celsius eines verbrauchten Katalysators, des verbrauchten Katalysators beschichtet mit 10 % aktivem Katalysatormaterial, des verbrauchten Katalysators beschichtet mit 20 % aktivem Katalysatormaterial und einem neuen Katalysator sowie deren jeweiliger Ammoniakoxidationseffizienz.
    • 8 ist ein Balkendiagramm der Ammoniak-Speicherkapazität des verwendeten Katalysators, des verwendeten Katalysators mit 10 % aktivem Katalysatormaterial, des verwendeten Katalysators mit 20 % aktivem Katalysatormaterial und des neuen Katalysators von 7.
    • 9 ist ein schematisches Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform einer Computervorrichtung, die als Steuerung von 1, 2 und/oder 3 verwendet werden kann.
  • In der gesamten, folgenden, ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen kennzeichnen ähnliche Symbole normalerweise ähnliche Komponenten, sofern der Kontext nichts anderes vorgibt. Die veranschaulichenden Ausführungen, die in der ausführlichen Beschreibung, in den Zeichnungen und Ansprüchen beschrieben sind, sind nicht einschränkend gedacht. Andere Ausführungen können genutzt werden, und es können andere Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Grundgedanken oder Schutzbereich des hier vorgestellten Gegenstands abzuweichen. Es wird vorausgesetzt, dass die Aspekte der vorliegenden Offenlegung wie allgemein hier beschrieben und in den Zeichnungen illustriert, in vielen verschiedenen Konfigurierungen angeordnet, ersetzt, kombiniert und konzipiert werden können, die alle ausdrücklich berücksichtigt sind und Teil dieser Offenlegung sind.
  • Ausführliche Beschreibung verschiedener Ausführungsformen
  • Die hierin beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf Systeme und Verfahren zur Wiederherstellung abgenutzter Nachbehandlungskomponenten und insbesondere auf Systeme und Verfahren zum Beschichten eines in einer Nachbehandlungskomponente enthaltenen deaktivierten Katalysators mit einem aktiven Katalysatormaterial, um die Nachbehandlungskomponente wiederherzustellen.
  • Verschiedene Nachbehandlungskomponenten in Nachbehandlungssystemen können einen oder mehrere Katalysatoren enthalten, die zum Abbau verschiedener Bestandteile eines durch das Nachbehandlungssystem strömenden Abgases formuliert sind. Solche Nachbehandlungskomponenten können Oxidationskatalysatoren, Ammoniakoxidationskatalysatoren, katalysierte Partikelfilter und/oder SCR-Systeme sein. Ein oder mehrere Katalysatoren können nach mehrmaligem Gebrauch Leistungseinbußen erleiden. Dies führt zu einem Rückgang des katalytischen Umwandlungswirkungsgrades der Nachbehandlungskomponente, beispielsweise durch Vergiftung oder sonstige Deaktivierung (z. B. durch irreversible katalytische Reaktionen, Abbau, Oxidation, Reduktion usw.) im Feldeinsatz.
  • Der Rückgang des katalytischen Umwandlungswirkungsgrades kann letztlich zur Deaktivierung der Nachbehandlungskomponente führen. Beispielsweise führt der Rückgang der katalytischen Umwandlungsaktivität des SCR-Systems zu einem Anstieg der aus dem Nachbehandlungssystem emittierten NOx-Gase über die zulässigen Grenzwerte, wie sie beispielsweise in den Emissionsnormen festgelegt sind. Sobald die Leistung des Katalysators des SCR-Systems (oder einer anderen hier beschriebenen Nachbehandlungskomponente) unter ein vertretbares Niveau sinkt, wird der Katalysator in der Regel ersetzt. Da Katalysatoren in der Regel teuer sind, verursacht der Austausch des Katalysators erhebliche Kosten für die Wartung des Nachbehandlungssystems. Der Austausch des Katalysators führt auch zu Betriebsunterbrechungen der Anlage mit dem Nachbehandlungssystem und damit zu einer zusätzlichen Kostenbelastung.
  • Verschiedene Ausführungsformen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren zur Wiederherstellung mindestens eines Teils einer Nachbehandlungskomponente können Leistungen erbringen, wie beispielsweise (1) In-situ-Beschichtung eines Katalysators einer Nachbehandlungskomponente wie etwa eines SCR-Systems mit einer vorgegebenen Menge eines aktiven Katalysatormaterials ermöglichen, wodurch eine katalytische Umwandlungseffizienz der Nachbehandlungskomponente auf ein vertretbares Maß erhöht wird; (2) Wiederherstellung der Nachbehandlungskomponente vor Ort ohne Entfernung der Nachbehandlungskomponente aus dem Nachbehandlungssystem ermöglichen, wodurch die Ausfallzeit des Systems verringert wird, und (3) die Lebensdauer des in der Nachbehandlungskomponente enthaltenen Katalysators verlängern, wodurch die Wartungskosten reduziert werden.
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Nachbehandlungssystems 100 gemäß einer Ausführungsform. Das Nachbehandlungssystem 100 kann fluidleitend mit einem Motor gekoppelt und so konfiguriert werden, dass es in einem vom Motor erzeugten Abgas enthaltene Bestandteile (z. B. Kohlenmonoxid, unverbrannte Kohlenwasserstoffe, NOx-Gase usw.) abbaut. Der Motor kann einen Verbrennungsmotor enthalten, der mit Diesel, Benzin, Erdgas, Biodiesel, Ethanol, Flüssiggas (LPG) oder jeder anderen Kraftstoffquelle betrieben werden kann. Das Nachbehandlungssystem 100 umfasst eine Nachbehandlungskomponente 150, eine Steuerung 170 und in einigen Ausführungsformen einen Reduktionsmittel-Speichertank 110, eine Reduktionsmittelzuführbauteil 120, einen Behälter für aktives Katalysatormaterial 140.
  • Das Nachbehandlungssystem 100 besteht aus einem Einlassrohr 102 zur Aufnahme des Abgases (z. B. eines Dieselabgases) eines Motors (z. B. eines Dieselmotors) und einem Auslassrohr 104 zur Ableitung des behandelten Abgases in die Umwelt. Ein NOx-Einlasssensor 103 befindet sich vor der Nachbehandlungskomponente 150 in der Nähe eines Einlasses des Einlassrohrs 102 und ist zur Bestimmung einer NOx-Einlassmenge von NOx-Gasen einschließlich des in das Nachbehandlungssystem 100 eintretenden Abgases ausgelegt. Die Nachbehandlungskomponente 150 ist zwischen dem Einlassrohr 102 und dem Auslassrohr 104 angeordnet. Ein Auslasssensor 105 befindet sich hinter der Nachbehandlungskomponente 150, beispielsweise im Auslassrohr 104 und erzeugt ein Auslasssignal, das eine Leistung (z. B. eine katalytische Umwandlungseffizienz) der Nachbehandlungskomponente 150 anzeigt. Beispielsweise kann die Nachbehandlungskomponente 150 ein SCR-System und der Auslasssensor 105 einen NOx-Auslasssensor 105 enthalten, der so konfiguriert ist, dass er nach Durchlaufen des SCR-Systems 150 eine NOx-Auslassmenge an NOx-Gasen im Abgas ermittelt. Überschreitet die NOx-Auslassmenge einen vorgegebenen Grenzwert, kann dies darauf hinweisen, dass das SCR-System 150 (z. B. der darin enthaltene Katalysator 154) abgenutzt oder deaktiviert ist.
  • Wie hierin beschrieben, beziehen sich die Begriffe „abgenutzt“ oder „deaktiviert“ auf eine Nachbehandlungskomponente 150 (z. B. das SCR-System 150), die unterhalb eines vorgegebenen Leistungsniveaus arbeitet. Beispielsweise kann eine Nachbehandlungskomponente 150 abgenutzt oder deaktiviert sein, wenn eine katalytische Umwandlungseffizienz der Nachbehandlungskomponente unter einen vorgegebenen Wert fällt, ein durch die Nachbehandlungskomponente 150 (z. B. das SCR-System 150) strömendes Abgas eine Menge an Bestandteilen (z. B. NOx-Gase) enthält, die höher ist als eine maximal zulässige Menge (z. B. durch verschiedene technische Normen oder Emissionsnormen festgelegt) und/oder eine Temperatur oder ein Druck im Bereich der Nachbehandlungskomponente 150 über oder unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt.
  • In einigen Ausführungsformen kann der NOx-Einlasssensor 103 einen physikalischen NOx-Sensor enthalten. In anderen Ausführungsformen kann der NOx-Einlasssensor 103 einen virtuellen NOx-Sensor enthalten, der so konfiguriert ist, dass er die NOx-Einlassmenge anhand eines oder mehrerer Betriebsparameter des abgaserzeugenden Motors (z. B. Luft-Kraftstoff-Verhältnis, Verdichtungsverhältnis, Verbrennungstemperatur, Abgastemperatur, Abgasdruck usw.) ermittelt. Beispielsweise kann die Steuerung 170 Modelle, Nachschlagetabellen, Algorithmen und/oder Gleichungen zur Bestimmung der NOx-Einlassmenge anhand der einen oder mehreren Betriebsparameter des abgaserzeugenden Motors enthalten. In Ausführungsformen, in denen der Auslasssensor 105 einen NOx-Auslasssensor enthält, kann der NOx-Auslasssensor 105 entsprechend auch einen physikalischen NOx-Sensor oder einen virtuellen NOx-Sensor zur Bestimmung der NOx-Auslassmenge auf Basis eines oder mehrerer Motorparameter, der Lebensdauer des SCR-Systems 150 oder eines anderen Parameters enthalten.
  • Die Nachbehandlungskomponente 150 umfasst ein Gehäuse 152, das ein Innenvolumen definiert, in dem sich ein Katalysator 154 befindet. Verschiedene nicht einschränkende Beispiele der Nachbehandlungskomponente 150, die in das Nachbehandlungssystem 100 aufgenommen werden können, umfassen ein SCR-System, einen Oxidationskatalysator, einen Ammoniakoxidationskatalysator, einen katalysierten Filter oder jede andere Nachbehandlungskomponente, die einen Katalysator enthält. 1 zeigt das Nachbehandlungssystem 100 mit nur einer einzigen Nachbehandlungskomponente 150. In anderen Ausführungsformen kann das Nachbehandlungssystem 100 beliebig viele Nachbehandlungskomponenten in beliebiger Anordnung enthalten, von denen mindestens ein Abschnitt einen Katalysator zum Abbau verschiedener Bestandteile (z. B. Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe, NOx-Gase, Ammoniak usw.) des durch das Nachbehandlungssystem 100 strömenden Abgases enthält.
  • Beispielsweise kann die Nachbehandlungskomponente 150 ein SCR-System 150 enthalten. Das SCR-System 150 umfasst ein Gehäuse 152, das ein Innenvolumen definiert, in dem sich ein Katalysator 154 befindet. Das Gehäuse 152 kann aus einem starren, hitzebeständigen und korrosionsbeständigen Werkstoff, z. B. Edelstahl, Eisen, Aluminium, Metall, Keramik oder einem anderen geeigneten Werkstoff, gefertigt werden. Das Gehäuse 152 kann jeden geeigneten Querschnitt aufweisen, z. B. rund, quadratisch, rechteckig, oval, elliptisch, polygonal oder jede andere geeignete Form.
  • Eine Reduktionsmittel-Einspritzöffnung 156 befindet sich an einer Seitenwand des Gehäuses 152, die so gestaltet ist, dass ein Reduktionsmittel in das durch das Gehäuse 152 definierte Innenvolumen eingeführt werden kann. Die Reduktionsmittel-Einspritzöffnung 156 kann vor dem Katalysator 154 (z. B. um Reduktionsmittel einzuspritzen oder anderweitig in das Abgas vor dem Katalysator 154 einzuführen) oder über dem Katalysator 154 (z. B. um Reduktionsmittel direkt auf dem Katalysator 154 einzuführen) angeordnet sein.
  • Ein Temperatursensor-Anschluss 158 kann ebenfalls am Gehäuse 152 vorgesehen werden, z. B. dem Katalysator 154 vorgeschaltet. Der Temperatursensor-Anschluss 158 ist so aufgebaut, dass er einen Temperatursensor, z. B. ein Thermoelement, einen Thermistor, einen Widerstandsthermometer (RTD) oder einen beliebigen anderen Temperatursensor aufnehmen kann. Der in den Temperatursensor-Anschluss 158 eingesetzte Temperatursensor ermöglicht die Bestimmung der Eintrittstemperatur des in das SCR-System eintretenden Abgases. Bei einigen Ausführungsformen kann auch ein Auslasstemperatursensor-Anschluss (nicht abgebildet) am Gehäuse 152 vorgesehen sein. Ein zweiter Temperatursensor kann in den Auslasstemperatursensor-Anschluss eingesetzt werden, sodass nach dem Passieren des SCR-Systems 150 eine Auslasstemperatur des Abgases ermittelt werden kann.
  • Der Katalysator 154 des SCR-Systems 150 ist so ausgelegt, dass er die Bestandteile des Abgases selektiv zersetzt. Es kann jeder beliebige, geeignete Katalysator verwendet werden, wie beispielsweise ein platin-, palladium-, rhodium-, cer-, eisen-, mangan-, kupfer-, vanadiumbasierter Katalysator, jeder beliebige, andere, geeignete Katalysator, oder eine Kombination daraus. Der Katalysator kann auf einem geeigneten Substrat angeordnet sein, wie beispielsweise einem keramischen (z. B. Cordierit) oder metallischen (z. B. Kanthal) Monolithkern, der beispielsweise eine Wabenstruktur aufweisen kann. Ein Washcoat (Zwischenschicht) kann ebenfalls als ein Trägermaterial für die Katalysatoren verwendet werden. Solche Washcoat-Materialien können beispielsweise Aluminiumoxid, Titandioxid, Siliziumdioxid, jedes andere geeignete Washcoat-Material, oder eine Kombination daraus einschließen. Das Abgas (z. B. Diesel-Abgas) kann derart über und um den Katalysator strömen, dass alle im Abgas eingeschlossenen NOx-Gase weiter reduziert werden, so dass ein Abgas entsteht, das im Wesentlichen frei von Kohlenmonoxid und NOx-Gasen ist.
  • Der Reduktionsmittel-Speichertank 110 ist für eine Aufbewahrung eines Reduktionsmittels gestaltet. Das Reduktionsmittel ist so formuliert, dass es die Zerlegung der Bestandteile des Abgases (z.B. im Abgas enthaltene NOx-Gase) erleichtert. Es kann ein beliebiges, geeignetes Reduktionsmittel verwendet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Abgas ein Dieselabgas umfassen und das Reduktionsmittel ein Diesel-Emissions-Fluid aufweisen.
  • Das Diesel-Emissions-Fluid kann Harnstoff, eine wässrige Harnstofflösung oder jedes andere Ammoniak enthaltende Fluid, Nebenprodukte oder beliebige andere Diesel-Emissions-Fluide umfassen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind (z. B. das Diesel-Emissions-Fluid, das unter dem Namen ADBLUE® vermarktet wird). Das Reduktionsmittel kann beispielsweise eine wässrige Harnstofflösung mit einem bestimmten Harnstoff-Wasser-Verhältnis umfassen. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Reduktionsmittel eine wässrige Harnstofflösung mit 32,5 Vol.-% Harnstoff und 67,5 % deionisiertem Wasser enthalten.
  • Ein Reduktionsmittelzuführbauteil 120 ist fluidleitend mit dem Reduktionsmittel-Speichertank 110 verbunden. Der Reduktionsmittelzuführbauteil 120 ist so konfiguriert, dass es das Reduktionsmittel wahlweise in das SCR-System 150 oder vor diesem (z. B. in das Einlassrohr 102) oder einen vor dem SCR-System 150 angeordneten Mischer (nicht dargestellt) einspritzt oder anderweitig einsetzt. Der Reduktionsmittelzuführbauteil 120 kann verschiedene Strukturen umfassen, um die Annahme des Reduktionsmittels aus dem Reduktionsmittel-Speichertank 110 und die Weiterleitung an das SCR-System 150 zu erleichtern.
  • Das Reduktionsmittelzuführbauteil 120 kann beispielsweise eine oder mehrere Pumpen umfassen, die Filtersiebe aufweisen (um beispielsweise zu verhindern, dass Feststoffpartikel des Reduktionsmittels oder Verunreinigungen durch die Pumpe strömen) und/oder Ventile (z. B. Rückschlagventile), die vorgeschaltet angeordnet sind, um das Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmittel-Speichertank 110 aufzunehmen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Pumpe eine Membranpumpe enthalten, aber auch jede andere geeignete Pumpe wie z. B. eine Kreiselpumpe, eine Saugpumpe usw. kann verwendet werden. Die Pumpe ist so konfiguriert, dass das Reduktionsmittel druckbeaufschlagt wird, um das Reduktionsmittel dem SCR-System 150 unter einem vorgegebenen Druck zuzuführen. Siebe, Rückschlagventile, Pulsationsdämpfer oder andere Strukturen können auch der Pumpe nachgeschaltet angeordnet sein, um dem SCR-System 150 das Reduktionsmittel zuzuführen. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Reduktionsmittelzuführbauteil 120 auch eine Bypassleitung enthalten, die einen Rücklauf des Reduktionsmittels von der Pumpe zum Reduktionsmittel-Speichertank 110 vorsieht.
  • Ein Ventil (z.B. ein Öffnungsventil) kann in der Umgehungsleitung bereitgestellt werden. Das Ventil kann so gestaltet sein, dass es dem Reduktionsmittel gestattet, zu dem Reduktionsmittel-Speichertank 110 hindurch zuströmen, falls ein von der Pumpe erzeugter Betriebsdruck des Reduktionsmittels einen festgelegten Druck überschreitet, damit ein Überdruck in der Pumpe, in den Reduktionsmittel-Bereitstellungsleitungen oder anderen Komponenten des Reduktionsmittelzuführbauteils 120 verhindert wird Bei einigen Ausführungsformen kann die Umgehungsleitung so ausgelegt sein, dass sie den Rückfluss des Reduktionsmittels in den Reduktionsmittel-Speichertank 110 während des Spülvorgangs des Reduktionsmittelzuführbauteils 120 gestattet (z.B. nachdem das Nachbehandlungssystems 100 abgeschaltet wurde).
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Reduktionsmittelzuführbauteil 120 auch eine Mischkammer umfassen, die so aufgebaut ist, dass sie druckbeaufschlagtes Reduktionsmittel von einem Dosierventil in einer steuerbaren Rate aufnimmt. Die Mischkammer kann auch so gestaltet sein, dass sie Luft (oder jedes andere Inertgas, z. B. Stickstoff), beispielsweise aus einer Luftversorgungseinheit, aufnimmt, um einen kombinierten Strom von Luft und Reduktionsmittel zum SCR-System 150 durch die Reduktionsmittel-Einspritzöffnung 156 weiterzuleiten. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann eine Düse in der Reduktionsmittel-Einspritzöffnung 156 angeordnet und so gestaltet sein, dass sie einen Strom oder Strahl des Reduktionsmittels in das innere Volumen des Gehäuses 152 des SCR-Systems 150 weiterleitet.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Reduktionsmittelzuführbauteil 120 auch ein Dosierventil in der Reduktionsmittel-Bereitstellungsleitung zur Weiterleitung des Reduktionsmittels aus dem Reduktionsmittelzuführbauteil 120 an das SCR-System 150 umfassen. Das Dosierventil kann jedes geeignete Ventil, beispielsweise ein Drosselventil, einen Sperrschieber, ein Rückschlagventil (z.B. ein kippendes Rückschlagventil, ein schwenkendes Rückschlagventil, ein axiales Rückschlagventil, usw.), ein Kugelventil, ein federbelastetes Ventil, einen luftunterstützten Injektor, ein Magnetventil oder jedes andere geeignete Ventil, umfassen. Das Dosierventil kann selektiv geöffnet werden, um eine festgelegte Menge des Reduktionsmittels zu einem festgelegten Zeitpunkt in das SCR-System 150, oder stromaufwärts davon, zuzuführen.
  • Der Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 kann in das Nachbehandlungssystem 100 enthalten oder vom Nachbehandlungssystem 100 getrennt sein. Der Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 ist so aufgebaut, dass er ein aktives Katalysatormaterial enthält. Das aktive Katalysatormaterial kann das gleiche wie der Katalysator 154 oder ein anderes aktives Katalysatormaterial sein und kann z. B. platin-, palladium-, rhodium-, cer-, eisen-, mangan-, kupfer-, vanadiumbasierter Katalysator, jedes andere geeignete aktive Katalysatormaterial, das dem Katalysator der Nachbehandlungskomponente 150 entspricht, oder eine Kombination davon umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann das aktive Katalysatormaterial im Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 mit einem Washcoat versehen werden, der als Trägermaterial für das aktive Katalysatormaterial dient. Solche Washcoat-Materialien können beispielsweise Aluminiumoxid, Titandioxid, Siliziumdioxid, jedes andere geeignete Washcoat-Material, oder eine Kombination daraus einschließen.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist der Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 so konfiguriert, dass er eine Lösung oder Suspension des aktiven Katalysatormaterials enthält. Beispielsweise kann das aktive Katalysatormaterial in einem geeigneten Medium, z. B. Wasser oder Lösungsmitteln wie Methanol, Ethanol, Aceton usw. gelöst oder suspendiert werden, um eine Lösung oder Suspension des aktiven Katalysatormaterials zu bilden. Der Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 ist so konfiguriert, dass er mit der Nachbehandlungskomponente 150 (z. B. dem SCR-System 150) gekoppelt werden kann, um das aktive Katalysatormaterial bei Bedarf an die Nachbehandlungskomponente 150 weiterzuleiten Das aktive Katalysatormaterial beschichtet mindestens einen Abschnitt der Nachbehandlungskomponente 150, zum Beispiel den Katalysator 154, um die Nachbehandlungskomponente 150 wiederherzustellen.
  • Bei einigen Ausführungsformen wird die Nachbehandlungskomponente 150 offline, d. h. nach dem Entkoppeln und Entfernen aus dem Nachbehandlungssystem 100, wiederhergestellt. In solchen Ausführungsformen ist der Behälter für aktives Katalysatormaterial 140, der vom Nachbehandlungssystem 100 getrennt sein kann, fluidleitend mit der Nachbehandlungskomponente 150 gekoppelt. Der Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 wird so aktiviert, dass das aktive Katalysatormaterial in das Innenvolumen des Gehäuses 152 abgegeben wird. Das aktive Katalysatormaterial beschichtet den Katalysator 154, zum Beispiel in einer Menge im Bereich von 0 - 100 Gew.-% inklusive aller Bereiche und Werte dazwischen, wodurch der Katalysator 154 wiederhergestellt wird.
  • In anderen Ausführungen ist der Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 im Nachbehandlungssystem 100 enthalten und ist fluidleitend mit der Nachbehandlungskomponente 150 gekoppelt. Der Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 ist so aufgebaut, dass das aktive Katalysatormaterial bei Bedarf für eine bestimmte Zeit an die Nachbehandlungskomponente 150 weitergeleitet wird, während die Nachbehandlungskomponente 150 online ist, d. h. noch an das Nachbehandlungssystem 100 gekoppelt ist. Der Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 kann mit der Nachbehandlungskomponente 150 über vorhandene Öffnungen oder Anschlüsse am Gehäuse 152 der Nachbehandlungskomponente 150 fluidleitend gekoppelt werden. Solche Anschlüsse können beispielsweise Temperatursensor-Anschlüsse (z. B. der Temperatursensor-Anschluss 158), Drucksensor-Anschlüsse, NOx-Sensor-Anschlüsse, eine Reduktionsmittel-Einspritzöffnung (z. B. die Reduktionsmittel-Einspritzöffnung 156) oder jede andere geeignete Öffnung im Gehäuse 152 sein. Auf diese Weise kann der Katalysator 154 mit dem aktiven Katalysatormaterial beschichtet werden, ohne den Katalysator 154 aus dem Gehäuse 152 der Nachbehandlungskomponente 150 zu entfernen.
  • Das aktive Katalysatormaterial kann auf jeden Abschnitt des Katalysators 154 in jeder geeigneten Konfiguration aufgetragen werden. Beispielsweise kann das aktive Katalysatormaterial schichtweise auf den Katalysator 154 aufgebracht werden. In anderen Ausführungsformen kann das aktive Katalysatormaterial auf einen Bereich oder Abschnitt des Katalysators 154 aufgebracht werden (z. B. in der Nähe eines Einlasses des Katalysators 154).
  • Bei Ausführungsformen, in denen die Nachbehandlungskomponente 150 das SCR-System umfasst, kann die Leistung des SCR-Systems 150 auf ein Niveau sinken, bei dem das SCR-System 150 eine erste katalytische Umwandlungseffizienz aufweist, bei der die NOx-Auslassmenge (z. B. bestimmt durch den NOx-Auslasssensor 105) einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet (z. B. eine maximal zulässige NOx-Auslassmenge gemäß einer Emissionsnorm). Der Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 kann aktiviert werden, um das aktive Katalysatormaterial selektiv an das SCR-System 150 in situ (d. h. ohne Entfernen des SCR-Systems 150 oder des Katalysators 154 aus dem Nachbehandlungssystem 100) weiterzuleiten, um den Katalysator 154 wiederherzustellen.
  • In anderen Ausführungsformen kann das SCR-System 150 aus dem Nachbehandlungssystem 100 entfernt werden, wenn festgestellt wird, dass das SCR-System 150 deaktiviert ist (z B. der Katalysator 154 des SCR-Systems 150 deaktiviert ist). Der Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 wird dann mit dem SCR-Systemgehäuse 152 (z. B. über die Reduktionsmittel-Einspritzöffnung 156 oder den Temperatursensor-Anschluss 158) fluidleitend gekoppelt, um eine vorbestimmte Menge des aktiven Katalysatormaterials (z. B. im Bereich von 0-100 Gew.-% einschließlich aller Bereiche und Werte dazwischen) weiterzuleiten, wodurch mindestens ein Abschnitt des Katalysators 154 des SCR-Systems 150 beschichtet und das SCR-System 150 wiederhergestellt wird.
  • Durch die weitere Ausdehnung bewirkt die der Nachbehandlungskomponente 150 (z. B. das SCR-System 150) für die vorgegebene Zeit zugeführte aktive Katalysatormateriallösung oder -suspension, dass das aktive Katalysatormaterial auf mindestens einem Abschnitt der Nachbehandlungskomponente 150 (z. B. auf einer Oberfläche des Katalysators 154) eine Beschichtung bildet. Die Beschichtung des frischen aktiven Katalysatormaterials erhöht den katalytischen Umwandlungswirkungsgrad der Nachbehandlungskomponente 150, so dass die Nachbehandlungskomponente 150 einen zweiten katalytischen Wirkungsgrad aufweist, der höher ist als der erste katalytische Umwandlungswirkungsgrad. Beispielsweise ermöglicht der zweite katalytische Umwandlungswirkungsgrad dem SCR-System 150 die Zersetzung einer ausreichenden Menge der im Abgas enthaltenen NOx-Gase durch das SCR-System 150, sodass die NOx-Auslassmenge den vorgegebenen Grenzwert unterschreitet (d. h. innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt, der unter der maximal zulässigen NOx-Menge liegt, die vom Nachbehandlungssystem 100 ausgestoßen werden kann).
  • In verschiedenen Ausführungsformen bewirkt die Weiterleitung des aktiven Katalysatormaterials für die vorgegebene Zeit an die Nachbehandlungskomponente 150, dass das aktive Katalysatormaterial eine Beschichtung mit einer vorgegebenen mittleren Dicke auf einer Oberfläche des Katalysators 154 bildet. Bei einigen Ausführungsformen wird die vorgegebene Zeit so gewählt, dass eine Menge des aktiven Katalysatormaterials im Bereich von 0-100 Gew.-% einschließlich aller Bereiche und Werte dazwischen möglich ist. Bei besonderen Ausführungsformen liegt die Menge des zu beschichtenden oder abzuscheidenden aktiven Matetrials im Bereich von 5 Gew.-% bis 30 Gew.-% (z. B. 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25 oder 30 Gew.-% einschließlich aller Bereiche und Werte dazwischen).
  • Der Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 ist im Nachbehandlungssystem 100 enthalten und fluidleitend mit der Nachbehandlungskomponente 150 gekoppelt, um das aktive Katalysatormaterial vor oder an mindestens einen Abschnitt des Katalysators 154 weiterzuleiten, ohne die Nachbehandlungskomponente 150 (z. B. das SCR-System 150) aus dem Nachbehandlungssystem 10 zu entfernen. Eine Zuführanordnung für aktives Katalysatormaterial (nicht abgebildet) kann mit dem Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 fluidleitend gekoppelt und gestaltet werden, um das aktive Katalysatormaterial (z. B. eine Lösung oder Suspension des aktiven Katalysatormaterials) der Nachbehandlungskomponente 150 weiterzuleiten. Die Zuführanordnung für aktives Katalysatormaterial kann jede geeignete Struktur enthalten, z. B. Pumpen, Ventile, Flüssigkeitsleitungen, Filter usw., zur Weiterleitung des aktives Katalysatormaterials an die Nachbehandlungskomponente 150.
  • Bei einer Ausführungsform, in der die Nachbehandlungskomponente 150 das SCR-System 150 enthält, kann der Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 über die am Gehäuse 152 angeordnete Reduktionsmittel-Einspritzöffnung 156 (z. B. vor oder über dem Katalysator 154) fluidleitend mit dem SCR-System 150 gekoppelt werden. Bei solchen Ausführungsformen kann die Weiterleitung des Reduktionsmittels an das SCR-System 150 gestoppt werden, bevor das aktive Katalysatormaterial an das SCR-System 150 weitergeleitet wird. Bei anderen Ausführungsformen kann das aktive Katalysatormaterial nach dem Weiterleiten des Reduktionsmittels in das SCR-System 150 schrittweise weitergeleitet werden. Beispielsweise können sowohl das Reduktionsmittel als auch das aktive Katalysatormaterial in Pulsen an das SCR-System 150 weitergeleitet werden, sodass zwischen zwei Reduktionsmittel-Weitergabepulsen ein Weitergabepuls für aktives Katalysatormaterial entsteht.
  • Beispielsweise kann der mit dem Nachbehandlungssystem 100 fluidleitend gekoppelte Motor für die vorgegebene Zeit unter Niederlastbedingungen (z. B. Leerlauf oder Dauerbetrieb) betrieben werden, um z. B. eine Abgasströmungsgeschwindigkeit und/oder die Menge der vom Motor erzeugten NOx-Gase zu reduzieren. Die Lösung oder Suspension des aktiven Katalysatormaterials kommt mit dem Abgas in Kontakt und wird beim Durchströmen des SCR-Systems 150 dem Katalysator 154 zugeführt, um eine Schicht darauf zu bilden. Bei einigen Ausführungsformen können die Trägermedien oder Fluid, worin das aktive Katalysatormaterial gelöst oder suspendiert ist, bei Kontakt mit dem Abgas verdunsten. Dabei können Partikel des aktiven Katalysatormaterials freigesetzt werden, die im Abgas mitgerissen werden und auf das SCR-System 150 strömen, um den Katalysator 154 zu beschichten.
  • Bei anderen Ausführungsformen kann das aktive Katalysatormaterial gleichzeitig mit dem Reduktionsmittel an das SCR-System 150 weitergegeben werden. Der Motor kann bei der Weiterleitung des aktiven Katalysatormaterials in das SCR-System 150 mit dem Reduktionsmittel unter Nieder- oder Hochlastbedingungen (z. B. beim Beschleunigen) betrieben werden. Bei noch anderen Ausführungsformen kann das aktive Katalysatormaterial nach Abschalten des Nachbehandlungssystems 100 an das SCR-System 150 weitergegeben werden. Bei solchen Ausführungsformen kann die Zuführanordnung für aktives Katalysatormaterial so aufgebaut sein, dass das aktive Katalysatormaterial unter ausreichendem Druck an das SCR-System 150 weitergegeben wird, um eine Beschichtung des Katalysators 154 mit dem aktiven Katalysatormaterial zu ermöglichen.
  • Bei einigen Ausführungen kann der Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 über den Temperatursensor-Anschluss 158 fluidleitend an das SCR-System 150 gekoppelt werden. Beispielsweise kann der Temperatursensor-Anschluss 158 eine Öffnung zur Aufnahme einer aktiven Katalysatormaterial-Bereitstellungsleitung aus dem Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 und zur Weiterleitung des aktiven Katalysatormaterials (z. B. einer Lösung oder Suspension davon) in das SCR-System 150 enthalten. Das aktive Katalysatormaterial kann über den Temperatursensor-Anschluss 158 unabhängig von dem an das SCR-System 150 geleiteten Reduktionsmittel an das SCR-System 150 weitergeleitet werden (z. B. gleichzeitig mit dem Reduktionsmittel, schrittweise mit dem Reduktionsmittel oder nach Beendigung einer Reduktionsmittelabgabe an das SCR-System 150).
  • Das Nachbehandlungssystem 100 kann neben der Nachbehandlungskomponente 150 auch andere Komponenten enthalten, beispielsweise einen oder mehrere Durchflussmischer, Temperatursensoren, Drucksensoren, Sauerstoffsensoren, Ammoniaksensoren und/oder beliebige andere Komponenten.
  • Die Steuerung 170 ist kommunizierend mit dem Auslasssensor 105, optional auch mit dem Behälter für aktives Katalysatormaterial 140, dem NOx-Einlasssensor 103 und dem Reduktionsmittelzuführbauteil 120 gekoppelt. Die Steuerung 170 kann jede geeignete Steuerung enthalten, zum Beispiel die hier ausführlich beschriebene Computervorrichtung 630. Die Steuerung 170 ist so konfiguriert, dass sie ein Ausgangssignal des Auslasssensors 105 interpretiert. Das Ausgangssignal dient als Indikator für die Leistungsfähigkeit der Nachbehandlungskomponente 150, zum Beispiel eine katalytische Umwandlungseffizienz der Nachbehandlungskomponente oder bei Abnutzung der Nachbehandlungskomponente 150. Beispielsweise kann die Nachbehandlungskomponente 150 ein SCR-System 150 und der Auslasssensor 105 einen NOx-Auslasssensor 105 enthalten. Das Ausgangssignal kann einem einzelnen NOx-Auslasssignal entsprechen, das die NOx-Auslassmenge der im Abgas enthaltenen NOx-Gase nach Durchlaufen des SCR-Systems 150 angibt.
  • Die Steuerung 170 kann ermitteln, ob die Nachbehandlungskomponente 150 deaktiviert oder anderweitig abgenutzt ist. Beispielsweise kann die Steuerung 170 die NOx-Auslassmenge aus dem Ausgangs-NOx-Signal ermitteln. Die Steuerung 170 kann zum Beispiel Algorithmen, Tabellen oder Gleichungen enthalten, die so konfiguriert sind, dass sie die Reduktionsmittelqualität zur Ermittlung der NOx-Auslassmenge auswerten. Die Steuerung 170 kann einen absoluten Wert der NOx-Auslassmenge ermitteln. Bei einigen Ausführungsformen ist die Steuerung 170 so konfiguriert, dass ein erwarteter Bereich der NOx-Auslassmenge aus dem NOx-Auslasssignal ermittelt wird.
  • In besonderen Ausführungsformen kann das Nachbehandlungssystem 100 eine Vielzahl von Nachbehandlungskomponenten enthalten, wie hierin beschrieben. Das Nachbehandlungssystem 100 kann eine Vielzahl von Sensoren enthalten, die so positioniert und konfiguriert sind, dass sie die Leistungsfähigkeit einer entsprechenden Nachbehandlungskomponente ermitteln. Jede der mehreren Nachbehandlungskomponenten kann kommunizierend an die Steuerung 170 gekoppelt werden. Jeder der mehreren Sensoren kann ein Ausgangssignal erzeugen, das die Leistung der entsprechenden Nachbehandlungskomponente anzeigt. Die Steuerung 170 ermittelt, welche der Nachbehandlungskomponenten deaktiviert ist und wiederhergestellt werden soll.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist die Steuerung 170 so konfiguriert, dass sie ein NOx-Eingangssignal vom NOx-Einlasssensor 103 interpretiert und daraus die NOx-Eingangsmenge ermittelt. Die Steuerung 170 kann auch die NOx-Eingangsmenge zur Bestimmung der NOx-Auslassmenge verwenden (z. B. die vom NOx-Auslasssensor 105 ermittelte NOx-Auslassmenge mithilfe der NOx-Eingangsmenge normieren oder korrigieren).
  • Als Reaktion auf die Ermittlung, dass die Nachbehandlungskomponente 150 deaktiviert wurde, stellt die Steuerung 170 mindestens einem Abschnitt der Nachbehandlungskomponente 150 ein aktives Katalysatormaterial zur Verfügung. Das aktive Katalysatormaterial beschichtet mindestens den Abschnitt der Nachbehandlungskomponente 150, um die Nachbehandlungskomponente 150 wiederherzustellen, wie hierin beschrieben. Beispielsweise kann die Steuerung 170 den im Nachbehandlungssystem 100 enthaltenen Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 aktivieren, um das aktive Katalysatormaterial an die Nachbehandlungskomponente 150 weiterzuleiten, ohne die Nachbehandlungskomponente 150 aus dem Nachbehandlungssystem 100 zu entfernen.
  • Bei anderen Ausführungsformen kann die Steuerung 170 einem Anwender, beispielsweise durch das Aufleuchten einer Störungsanzeige (MIL) oder das Erzeugen eines Fehlercodes, anzeigen, dass die Nachbehandlungskomponente 150 deaktiviert ist und wiederhergestellt werden muss. Der Anwender, ein Servicetechniker oder sonstiges Personal kann dann die Nachbehandlungskomponente 150 aus dem Nachbehandlungssystem 100 entfernen und die Nachbehandlungskomponente 150 wiederherstellen, ohne den Katalysator 154 aus dem Gehäuse 152 der Nachbehandlungskomponente 150 zu entfernen, wie hierin beschrieben.
  • Die Nachbehandlungskomponente 150 kann das SCR-System 150 enthalten. Die Steuerung 170 ermittelt, ob die NOx-Auslassmenge den vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Die Steuerung 170 aktiviert den Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 für eine vorgegebene Zeit, um eine vorgegebene Menge des aktiven Katalysatormaterials an das SCR-System 150 weiterzuleiten, wenn die NOx-Auslassmenge den vorgegebenen Grenzwert überschreitet (z. B. eine maximal zulässige Menge an NOx, die vom Nachbehandlungssystem 100 während des Betriebs abgegeben werden kann).
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 170 den Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 unabhängig vom Betriebszustand des mit dem Nachbehandlungssystem 100 fluidleitend gekoppelten Motors aktivieren. Sobald die Steuerung 170 beispielsweise ermittelt, dass die NOx-Auslassmenge den vorgegebenen Grenzwert überschreitet, aktiviert die Steuerung 170 den Behälter für aktives Katalysatormaterial 140, unabhängig davon, ob der Motor unter Nieder- oder Hochlast läuft.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 170 so konfiguriert werden, dass sie nach dem Start des Nachbehandlungssystems 100 eine vorgegebene Standby-Zeit wartet, bevor sie entscheidet, ob sie den Behälter für aktives Katalysatormaterial aktiviert oder nicht. Diese vorgegebene Standby-Zeit kann so gewählt werden, dass sich das Nachbehandlungssystem 100 auf eine Betriebstemperatur des Nachbehandlungssystems aufheizen kann. Ist das SCR-System 150 beispielsweise kalt, kann es einen herabgestzten katalytischen Umwandlungswirkungsgrad aufweisen, bis es sich auf seine Betriebstemperatur aufwärmt. Dadurch kann die NOx-Auslassmenge den vorgegebenen Grenzwert überschreiten, bis sich das SCR-System 150 aufwärmt, auch wenn der Katalysator 154 des SCR-Systems 150 nicht auf ein nicht vertretbares Niveau abgenutzt ist. Die vorgegebene Standby-Zeit ermöglicht es, das SCR-System 150 auf die Betriebstemperatur zu erwärmen, bevor die Steuerung 170 die NOx-Auslassmenge ermittelt. Sobald das SCR-System 150 auf seine Betriebstemperatur aufgewärmt ist, ist die Überschreitung der NOx-Auslassmenge auf den Abbau des Katalysators 154 und nicht darauf zurückzuführen, dass das SCR-System 150 kalt betrieben wird, wodurch Fehlalarme vermieden werden.
  • Bei einigen Ausführungen kann die Steuerung 170 so konfiguriert werden, dass sie den Reduktionsmittelzuführbauteil 120 vor der Aktivierung des Behälters für aktives Katalysatormaterial 140 deaktiviert. Bei besonderen Ausführungsformen kann die Steuerung 170 die Weitergabe des aktiven Katalysatormaterials (z. B. eine Lösung oder Suspension davon) an das SCR-System 150 mit der Weitergabe des Reduktionsmittels dazu synchronisieren. Beispielsweise kann die Steuerung 170 abwechselnd das Reduktionsmittel und das aktive Katalysatormaterial an das SCR-System 150 weiterleiten (z. B. über eine Reihe von sequenziellen Reduktionsmittel-Weitergabepulsen und aktiven Katalysatormaterial-Weitergabepulsen, wie vorstehend beschrieben).
  • In noch anderen Ausführungsformen kann die Steuerung 170 so konfiguriert werden, dass sie einem Benutzer anzeigt, dass das SCR-System 150 abgenutzt ist. Beispielsweise kann die Steuerung 170 einen Fehlercode erzeugen oder eine Störungsanzeige (MIL) (z. B. auf einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs, einer Industrieanlage, einer Lokomotive, eines Schiffes oder eines anderen Systems einschließlich des Motors und des Nachbehandlungssystems 100) aufleuchten lassen, die dem Benutzer anzeigt, dass das SCR-System über ein vertretbares Maß hinaus abgenutzt ist. Bei einigen Ausführungsformen kann der Anwender den Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 jederzeit für die vorgegebene Zeit manuell aktivieren, um die vorgegebene Menge aktives Katalysatormaterial an das SCR-System 150 weiterzuleiten. Beispielsweise kann der Anwender den Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 aktivieren, wenn der Motor abgestellt ist oder unter Niederlastbedingungen arbeitet. Auf diese Weise wird das SCR-System 150 wiederhergestellt und gewinnt mindestens einen Teil seines durch Abbau verlorenen katalytischen Umwandlungswirkungsgrades zurück.
  • Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 170 in einem Steuerschaltkreis enthalten sein. Beispielsweise ist 2 ein schematisches Blockdiagramm eines Steuerschaltkreises 171, der gemäß einer Ausführungsform die Steuerung 170 umfasst. Die Steuerung 170 kann einen Prozessor 172, ein Speicherelement 174 oder ein anderes computerlesbares Medium, einen Sendeempfänger 178 und optional einen Sensor 176 umfassen. Es versteht sich, dass die Steuerung 170 nur eine Ausführungsform der Steuerung 170 zeigt, und auch jede andere Steuerung verwendet werden kann, die in der Lage ist, die hierin beschriebenen Aufgaben auszuführen.
  • Der Prozessor 172 kann einen Mikroprozessor, einen speicherprogrammierbaren Steuerchip (PLC), einen ASIC-Chip oder einen anderen geeigneten Prozessor umfassen. Der Prozessor 172 kommuniziert mit dem Speicher 174 und ist ausgelegt, um Anweisungen, Algorithmen, Befehle oder sonstige im Speicher 174 hinterlegte Programme auszuführen. Der Speicher 174 umfasst alle hier besprochenen Speicher- bzw. Speicherplatzkomponenten. Beispielsweise kann der Speicher 174 den Arbeitsspeicher und/oder den Cache des Prozessors 172 umfassen. Der Speicher 174 kann auch ein oder mehrere Speichergeräte (z. B. Festplatten, Flash-Laufwerke, computerlesbare Medien usw.) enthalten, entweder lokal oder remote zur Steuerung 170. Der Speicher 174 ist so konfiguriert, dass er Nachschlagetabellen, Algorithmen oder Anweisungen speichert.
  • Beispielsweise enthält der Speicher 174 eine Leistungsbestimmungsschaltung 174a, die das Ausgangssignal des Auslasssensors 105 so interpretiert, dass die Leistungsfähigkeit (z. B. katalytischer Umwandlungswirkungsgrad oder ob die Nachbehandlungskomponente 150 deaktiviert ist) der Nachbehandlungskomponente 150 ermittelt wird. Beispielsweise kann die Leistungsbestimmungsschaltung 174a das NOx-Auslasssignal des NOx-Auslasssensors 105 (z. B. über den Sensor 176) interpretieren. Wie bereits beschrieben, ist das NOx-Auslasssignal ein Indikator für die NOx-Auslassmenge. Die NOx-Auslassmenge-Bestimmungsschaltung 174a kann konfiguriert werden, um die NOx-Auslassmenge aus dem NOx-Auslasssignal zu bestimmen. Die NOx-Auslassmenge-Bestimmungsschaltung 174a bestimmt, ob die NOx-Auslassmenge den vorgegebenen Grenzwert überschreitet (z. B. eine maximal zulässige NOx-Menge wie hier beschrieben).
  • Der Speicher 174 enthält auch eine Weitergabeschaltung für aktives Katalysatormaterial 174b zur selektiven Aktivierung des Behälters für aktives Katalysatormaterial 140 (z. B. im Nachbehandlungssystem 100 enthalten oder davon getrennt). Ermittelt beispielsweise die Leistungsbestimmungsschaltung 174a, dass die Nachbehandlungskomponente 150 deaktiviert ist (z. B. überschreitet die NOx-Auslassmenge den vorgegebenen Schwellenwert), weist die Leistungsbestimmungsschaltung 174a die Weitergabeschaltung für aktives Katalysatormaterial 174b an, den Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 zu aktivieren.
  • Die Steuerung 170 enthält auch einen Transceiver 178 zur Erzeugung eines Katalysatorweitergabesignals (z. B. Strom oder Spannung) zur Aktivierung des Behälters für aktives Katalysatormaterial 140. Bei einigen Ausführungsformen kann der Transceiver 178 auch so konfiguriert werden, dass er einem Anwender anzeigt, dass die Nachbehandlungskomponente 150 (z. B. das SCR-System 150) abgenutzt ist. Beispielsweise kann das Meldesignal einen Fehlercode erzeugen oder eine Störungsanzeigeleuchte (MIL) aufleuchten lassen, die sich beispielsweise in einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs oder einer Anlage mit Nachbehandlungssystem 100 befindet.
  • 3 ist eine schematische Darstellung eines Nachbehandlungssystems 200 nach einer anderen Ausführungsform. Das Nachbehandlungssystem 200 kann fluidleitend mit einem Motor gekoppelt und so konfiguriert werden, dass es in einem vom Motor erzeugten Abgas enthaltene Bestandteile (z. B. NOx-Gase) abbaut. Der Motor kann einen Verbrennungsmotor enthalten, der mit Diesel, Benzin, Erdgas, Biodiesel, Ethanol, Flüssiggas (LPG) oder jeder anderen Kraftstoffquelle betrieben werden kann. Das Nachbehandlungssystem 200 enthält ein SCR-System 250, einen Reduktionsmittel-Speichertank 210, ein Reduktionsmittelzuführbauteil 220, einen Behälter für aktives Katalysatormaterial 240 und eine Steuerung 270. Bei anderen Ausführungsformen kann das Nachbehandlungssystem 200 neben oder anstelle des SCR-Systems 250 jede andere Nachbehandlungskomponente wie z. B. einen Oxidationskatalysator, einen katalysierten Filter und/oder einen Ammoniakoxidationskatalysator enthalten.
  • Das Nachbehandlungssystem 200 besteht aus einem Einlassrohr 202 zur Aufnahme des Abgases (z. B. eines Dieselabgases) eines Motors (z. B. eines Dieselmotors) und einem Auslassrohr 204, das zur Ableitung des behandelten Abgases in die Umwelt gestaltet ist. Ein NOx-Einlasssensor 203 befindet sich vor dem SCR-System 250 in der Nähe eines Einlasses des Einlassrohres 202 und ist so konfiguriert, dass er eine NOx-Eintrittsmenge an NOx-Gasen einschließlich des in das Nachbehandlungssystem 200 eintretenden Abgases ermittelt. Das SCR-System 250 wird zwischen dem Einlassrohr 202 und dem Auslassrohr 204 positioniert.
  • Ein NOx-Auslasssensor 205 befindet sich hinter dem SCR-System 250, zum Beispiel im Auslassrohr 204 und ist so konfiguriert, dass er eine NOx-Auslassmenge der im Abgas enthaltenen NOx-Gase nach Durchlaufen des SCR-Systems 250 ermittelt. Der NOx-Einlasssensor 203 und der NOx-Auslasssensor 205 können dem NOx-Einlasssensor 103 und dem NOx-Auslasssensor 105 im Wesentlichen ähnlich sein und werden daher hierin nicht näher beschrieben.
  • Das SCR-System 250 umfasst ein Gehäuse 252, das ein Innenvolumen definiert, in dem sich ein Katalysator 254 befindet. Das SCR-System 250 und der Katalysator 254 können dem SCR-System 150 und dem Katalysator 154 im Wesentlichen ähnlich sein und werden daher hier nicht näher beschrieben. Eine Reduktionsmittel-Einspritzöffnung 256 befindet sich an einer Seitenwand des Gehäuses 252 und ist so gestaltet, dass ein Reduktionsmittel in das durch das Gehäuse 252 definierte Innenvolumen eingeführt werden kann. Die Reduktionsmittel-Einspritzöffnung 256 kann dem Katalysator 254 vorgeschaltet (um z. B. zu gestatten, dass das Reduktionsmittel in das Abgas vor dem Katalysator 254 eingespritzt wird) oder über dem Katalysator 254 angeordnet sein (um z. B. zu ermöglichen, dass das Reduktionsmittel direkt in den Katalysator 254 eingespritzt wird).
  • Der Reduktionsmittel-Speichertank 210 ist so gestaltet, dass er ein Reduktionsmittel (z. B. eine Dieselabgasflüssigkeit wie eine wässrige Harnstofflösung) speichert. Ein Reduktionsmittelzuführbauteil 220 ist fluidleitend mit dem Reduktionsmittel-Speichertank 210 verbunden. Das Reduktionsmittelzuführbauteil 220 ist so konfiguriert, dass es die Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmittel-Speichertank 210 aufnimmt und die Reduktionsmittel wahlweise in das SCR-System 250 oder diesem vorgeschaltet (z. B. in das Einlassrohr 202) oder einen dem SCR-System 250 vorgeschalteten Mischer (nicht abgebildet) einsetzt. Der Reduktionsmittel-Speichertank 210 und der Reduktionsmittelzuführbauteil 220 können dem Reduktionsmittel-Speichertank 110 und dem Reduktionsmittelzuführbauteil 120 im Wesentlichen ähnlich sein und werden daher hier nicht näher beschrieben.
  • Der Behälter für aktives Katalysatormaterial 240 ist so aufgebaut, dass er darin ein aktives Katalysatormaterial enthält. Wie in 3 dargestellt, enthält der Behälter für aktives Katalysatormaterial 240 eine Kammer 242 an einer Seitenwand des Gehäuses 252, in dem ein Behälter 244 mit dem aktiven Katalysatormaterial angeordnet ist. Die Kammer 242 befindet sich in der Nähe des Katalysators, beispielsweise ausgerichtet auf den Katalysator innerhalb des Gehäuses 252, vor dem Katalysator 254 innerhalb des Gehäuses 252 oder in einem Abstand, der kleiner als die halbe Querschnittsbreite des Katalysators 254 des SCR-Systems 250 ist.
  • Das aktive Katalysatormaterial kann das gleiche aktive Katalysatormaterial wie beim Nachbehandlungssystem 100 enthalten. Die Kammer 242 ist selektiv mit einem durch das Gehäuse 252 definierten Innenvolumen fluidleitend koppelbar, sodass das im Behälter 244 enthaltene aktive Katalysatormaterial bei Bedarf an den Katalysator weitergeleitet werden können. Zum Beispiel kann die Kammer 242 eine Tür oder ein Ventil enthalten, die so konfiguriert sind, dass sie selektiv geöffnet werden können, um die Kammer 242 mit dem durch das Gehäuse 252 definierten Innenvolumen fluidleitend zu koppeln, um die Weiterleitung des aktiven Katalysatormaterials dorthin zu ermöglichen.
  • Der Behälter 244 kann einen zersetzbaren Behälter umfassen, der so konfiguriert ist, dass er sich bei Einwirkung geeigneter Auslöser auflöst. Beispielsweise kann der Behälter 244 durch Erwärmen auf eine vorbestimmte Temperatur zersetztwerden, um das darin enthaltene aktive Katalysatormaterial freizusetzen. Das aktive Katalysatormaterial kann im Behälter 244 des Behälters für aktives Katalysatormaterial 240 in Form einer Lösung, einer Suspension, eines Pulvers oder Kristallen des aktiven Katalysatormaterials oder einer anderen geeigneten Form aufbewahrt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann der Behälter 244 durch Einwirkung einer chemischen Verbindung (z. B. einer Säure, einer Base oder des Reduktionsmittels) abgebaut werden. Bei anderen Ausführungsformen kann der Behälter 244 einen zerbrechlichen Behälter enthalten, der so konfiguriert ist, dass er zerbricht oder zerspringt, um die darin enthaltenen aktiven Katalysatormaterialien freizusetzen.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Behälter 244 durch Wärme zersetzbar sein. Bei solchen Ausführungsformen kann eine Wärmequelle 246 operativ an die Kammer 242 gekoppelt werden. Die Wärmequelle 246 ist so konfiguriert, dass sie die Kammer 242 und damit den Behälter 244 selektiv erwärmt, um den Behälter 244 aufzulösen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Wärmequelle 246 eine elektrische Heizung enthalten. Bei anderen Ausführungsformen kann die Wärmequelle 246 die vom Motor erzeugte Wärme enthalten.
  • Beispielsweise kann die Wärmequelle 246 ein oder mehrere Rohre enthalten, die so konfiguriert sind, dass sie wahlweise ein erwärmtes Motorkühlmittel, das Wärme vom Motor wegführt, oder einen Teil des vom Motor erzeugten Abgases in den Raum 242 abgeben. Das erwärmte Kühlmittel oder ein Teil des Abgases erwärmt die Kammer 242 und zersetzt dadurch den darin befindlichen abbaubaren Behälter 244, um das darin enthaltene Katalysatormaterial freizusetzen. Die Kammer 242 kann gegenüber dem Gehäuse 252 wärmeisoliert sein, damit das durch das Gehäuse 252 des SCR-Systems 250 strömende heiße Abgas die Kammer 242 nicht erwärmt.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann der Behälter für aktives Katalysatormaterial 240 aktiviert werden, sobald die Leistung des SCR-Systems 250 auf ein Niveau abfällt, bei dem das SCR-System 250 eine erste katalytische Umwandlungseffizienz aufweist, bei welcher die NOx-Auslassmenge (z. B. bestimmt durch den NOx-Auslasssensor 205) einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet (z. B. eine maximal zulässige NOx-Auslassmenge gemäß einer Emissionsnorm). Der Behälter für aktives Katalysatormaterial 240 kann aktiviert werden, um das aktive Katalysatormaterial selektiv an das SCR-System 250 in bsitu (d. h. ohne Entfernen des SCR-Systems 250 oder des Katalysators 254 aus dem Nachbehandlungssystem 200) weiterzuleiten, um den Katalysator 154 wiederherzustellen.
  • Die Steuerung 270 ist kommunizierend mit dem Behälter für aktives Katalysatormaterial 240, dem NOx-Auslasssensor 205 und optional auch mit der Wärmequelle 246, dem NOx-Einlasssensor 203 und dem Reduktionsmittelzuführbauteil 220 gekoppelt. Die Steuerung 270 kann in Aufbau und Funktion der Steuerung 170 sehr ähnlich sein. Die Steuerung 270 ist so konfiguriert, dass sie ein NOx-Auslasssignal vom NOx-Auslasssensor 205 interpretiert. Das NOx-Auslasssignal ist ein Indikator für eine NOx-Auslassmenge der im Abgas enthaltenen NOx-Gase nach Durchlaufen des SCR-Systems 250. Beispielsweise kann die Steuerung 270 die NOx-Auslassmenge-Bestimmungsschaltung 174a enthalten, die zur Auswertung des NOx-Auslasssignals konfiguriert ist.
  • Die Steuerung 270 kann außerdem die NOx-Auslassmenge bestimmen (z. B. einen Absolutwert oder einen Bereich aus dem NOx-Auslasssignal). Bei einigen Ausführungsformen ist die Steuerung 270 so konfiguriert, dass sie ein NOx-Eingangssignal vom NOx-Einlasssensor 203 auswertet und daraus die NOx-Eingangsmenge ermittelt. Die Steuerung 270 kann auch die NOx-Eingangsmenge zur Bestimmung der NOx-Auslassmenge verwenden (z. B. die vom NOx-Auslasssensor 205 ermittelte NOx-Auslassmenge mithilfe der NOx-Eingangsmenge normieren oder korrigieren).
  • Die Steuerung 270 ermittelt, ob die NOx-Auslassmenge einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet (z. B. mithilfe der in der Steuerung 270 enthaltenen NOx-Bestimmungsschaltung 174a). Bei Überschreitung der NOx-Auslassmenge aktiviert die Steuerung 270 den Behälter für aktives Katalysatormaterial 240 für eine vorgegebene Zeit, um eine vorgegebene Menge des aktiven Katalysatormaterials an das SCR-System 250 abzugeben.
  • Beispielsweise kann die Steuerung 270 auch die Weitergabeschaltung für aktives Katalysatormaterial 174b enthalten. Überschreitet die NOx-Auslassmenge den vorgegebenen Grenzwert, kann die Steuerung 270 oder die in der Steuerung 270 enthaltene Weitergabeschaltung für aktives Katalysatormaterial 174b die Wärmequelle 246 für eine bestimmte Zeit aktivieren. Dies bewirkt, dass die Wärmequelle 246 die Kammer 242 und damit den wärmeabbaubaren Behälter 244 mit dem aktiven Katalysatormaterial erwärmt.
  • Durch die Temperaturerhöhung zerfällt der Behälter 244 und gibt das darin enthaltene aktive Katalysatormaterial in die Kammer 242 ab. Die Steuerung 270 oder die Weitergabeschaltung für aktives Katalysatormaterial 174b kann auch so konfiguriert werden, dass sie die Kammer 242 mit dem Innenvolumen des Gehäuses 252 (z. B. durch Öffnen einer Tür oder Betätigen eines Ventils) fluidleitend koppelt und so das aktive Katalysatormaterial an den Katalysator 254 des SCR-Systems 250 weiterleitet.
  • Es ist zu beachten, dass das Nachbehandlungssystem 200 zwar das SCR-System 250 und den darauf oder in dessen Nähe befindlichen Behälter für aktives Katalysatormaterial 240 umfasst, das Nachbehandlungssystem 200 in anderen Ausführungsformen aber auch jede andere Nachbehandlungskomponente, die einen Katalysator wie hier beschrieben enthält, umfassen kann. Einzelne Behälter für aktives Katalysatormaterial 240 können auf oder in der Nähe der Nachbehandlungskomponenten angeordnet werden und enthalten ein speziell für die jeweilige Nachbehandlungskomponente formuliertes aktives Katalysatormaterial. Ist eine der Nachbehandlungskomponenten deaktiviert, wird nur der entsprechende Behälter für aktives Katalysatormaterial 240 auf oder in der Nähe der jeweiligen Nachbehandlungskomponente aktiviert (z. B. über die Steuerung 270, die die Wärmequelle 246 in Wirkverbindung bringt), um das aktive Katalysatormaterial nur an die jeweilige Nachbehandlungskomponente weiterzuleiten und die jeweilige Nachbehandlungskomponente wiederherzustellen.
  • 4 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Beispielverfahrens 300 zur Wiederherstellung eines SCR-Systems (z. B. das SCR-System 150/250) in einem Nachbehandlungssystem (z. B. das Nachbehandlungssystem 100/200). Bei dem Verfahren 300 wird ein Abgas durch das Nachbehandlungssystem bei 302 geleitet. Das Nachbehandlungssystem kann beispielsweise fluidleitend an einen Motor (z. B. einen Dieselmotor) gekoppelt werden, der das Abgas (z. B. ein Dieselabgas) erzeugt.
  • Eine NOx-Auslassmenge der im Abgas enthaltenen NOx-Gase nach Durchströmen des Nachbehandlungssystems wird bei 304 ermittelt. Beispielsweise interpretiert die Steuerung 170/270 ein NOx-Auslasssignal vom NOx-Auslasssensor 105/205 und ermittelt daraus die NOx-Auslassmenge. Bei dem Verfahren 300 wird ermittelt, ob die NOx-Auslassmenge bei 306 einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Beispielsweise wird durch die Steuerung 170/270 oder die in der Steuerung 170/270 enthaltene NOx-Auslassmenge-Bestimmungsschaltung 174a ermittelt, ob die NOx-Auslassmenge den vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
  • Wenn die NOx-Auslassmenge den vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet, kehrt das Verfahren in den Betrieb 304 zurück. Überschreitet die NOx-Auslassmenge dagegen den vorgegebenen Grenzwert, wird das aktive Katalysatormaterial für eine vorgegebene Zeit bei 308 an das SCR-System weitergeleitet. Beispielsweise aktiviert die Steuerung 170 den Behälter für aktives Katalysatormaterial 140 für die vorgegebene Zeit, um eine vorgegebene Menge des aktiven Katalysatormaterials an das SCR-System 150 weiterzuleiten. Ebenso kann die Steuerung 270 die Wärmequelle 246 für eine bestimmte Zeit aktivieren, um den Behälter 244 zu erwärmen und aufzulösen. Dadurch wird die vorgegebene Menge des im Behälter 244 enthaltenen aktiven Katalysatormaterials an das SCR-System 250 abgegeben.
  • BILD 5 ist ein schematisches Flussdiagramm eines weiteren Beispielverfahrens 400 zur Wiederherstellung einer deaktivierten Nachbehandlungskomponente (z. B. der Nachbehandlungskomponente 150/250). Das Verfahren 400 beinhaltet die Bereitstellung einer Nachbehandlungskomponente eines Nachbehandlungssystems, die einen verbrauchten Katalysator bei 402 enthält. Zum Beispiel wird die Nachbehandlungskomponente 150/250 bereitgestellt, die den verbrauchten Katalysator 154/254 enthält.
  • Eine Anzeige wird bereitgestellt, dass der Katalysator bei 404 deaktiviert ist. Beispielsweise zeigt die Steuerung 170/270 einem Anwender an, dass der in der Nachbehandlungskomponente 150/250 enthaltene Katalysator 154/254 deaktiviert ist. Als Reaktion auf den Hinweis, dass der Katalysator deaktiviert ist, wird der Katalysator mit einer Beschichtung aus einem aktiven Katalysatormaterial beschichtet, um den Katalysator bei 408 wiederherzustellen. Beispielsweise ist das aktive Katalysatormaterial 140/240 fluidleitend mit der Nachbehandlungskomponente 150/250 gekoppelt, um das aktive Katalysatormaterial dem deaktivierten Katalysator 154/254 zuzuführen und den Katalysator 154/254 zu beschichten.
  • In einigen Ausführungsformen wird der Katalysator mit dem aktiven Katalysatormaterial beschichtet, während die Nachbehandlungskomponente an das Nachbehandlungssystem gekoppelt ist. Zum Beispiel enthält das Nachbehandlungssystem 100/200 auch den Behälter für aktives Katalysatormaterial 140/240, der fluidleitend mit der Nachbehandlungskomponente 150/250 gekoppelt ist. Die Steuerung 170/270 ermittelt, ob der Katalysator 154/254 deaktiviert ist und aktiviert daraufhin den Behälter für aktives Katalysatormaterial 140/240 zur Weiterleitung des aktiven Katalysatormaterials an die Nachbehandlungskomponente 150/250, ohne die Nachbehandlungskomponente 150/250 vom Nachbehandlungssystem 100/200 abzukoppeln.
  • In anderen Ausführungsformen umfasst das Verfahren 400 auch die Abkopplung der Nachbehandlungskomponente vom Nachbehandlungssystem bei Betrieb 406 vor der Beschichtung des Katalysators mit dem aktiven Katalysatormaterial bei Betrieb 408. Wird beispielsweise festgestellt, dass die Nachbehandlungskomponente 150/250 oder der darin enthaltene Katalysator 154/254 deaktiviert ist (z. B. durch die Steuerung 170/270), wird die Nachbehandlungskomponente 150/250 vom Nachbehandlungssystem 100 abgekoppelt. Der Behälter für aktives Katalysatormaterial 140/240 kann dann wie hier beschrieben mit dem Gehäuse 152/252 der Nachbehandlungskomponente 150/250 fluidleitend gekoppelt werden, um das aktive Katalysatormaterial dem im Gehäuse 152/252 angeordneten Katalysator 154/254 zuzuführen, ohne den Katalysator 154/254 aus dem Gehäuse 152/252 zu entfernen.
  • 6 Feld A ist eine Seitenansicht eines Katalysators eines SCR-Systems, das seit einiger Zeit in Betrieb ist, und 6 Feld B ist eine vergrößerte Ansicht davon. Der Katalysator enthält einen 2,5 cm x 7,6 cm (1 Zoll x 3 Zoll) großen Kern. Der Katalysator wurde mit 10 Gew.-% oder 20 Gew.-% aktivem Katalysatormaterial beschichtet und in einem Standard-Luftofen kalziniert. Der Katalysator wurde vor der Beschichtung nicht vorbehandelt, so dass die im Katalysator enthaltenen Kohlenwasserstoffe oder Gifte vor dem Beschichtungsprozess darin verbleiben.
  • 6 Feld C ist eine Seitenansicht des SCR-Katalysators von 6 Feld A/B nach der Beschichtung mit 10 % aktivem Katalysatormaterial, und 6 Feld D ist eine vergrößerte Ansicht davon. 6 Feld E ist eine Seitenansicht des SCR-Katalysators von 6 Feld A/B nach der Beschichtung mit 20 % aktivem Katalysatormaterial, und 6 Feld F ist eine vergrößerte Ansicht davon. Der Abstand zwischen den Zellen des Katalysators nach der Beschichtung wurde visuell ermittelt. Die Haftung des auf dem Katalysator abgeschiedenen Katalysatormaterials wurde mithilfe einer Luftpistole bestimmt. Nach der Beschichtung wurden keine Zellverstopfungen oder andere signifikante strukturelle Unterschiede festgestellt.
  • Zur Bestimmung des katalytischen Umwandlungswirkungsgrades der einzelnen Katalysatoren wurden ein neuer Katalysator, ein verbrauchter Katalysator, der verbrauchte Katalysator mit 10 Gew.-% (nachfolgend als „der verbrauchte 10er-Katalysator“ bezeichnet) und der verbrauchte Katalysator mit 20 Gew.-% (nachfolgend als „der verbrauchte 20er-Katalysator“ bezeichnet), jeweils mit Aktivmaterial beschichtet, getestet. Zum Testen wurden die Katalysatoren einem Luftstrom von 500 ppm NO, 500 ppm NH3, 10 % O2, 5 % CO2 und 5 % Wasser ausgesetzt, um ein Abgas zu simulieren.
  • 7 ist ein Balkendiagramm der katalytischen NOx Umwandlungseffizienz bei 220 und 550 Grad Celsius des verbrauchten Katalysators, des verbrauchten 10er Katalysators, des verbrauchten 20er Katalysators und des neuen Katalysators und dessen Ammoniakoxidationseffizienz. Der verbrauchte 10er Katalysator und der verbrauchte 20er-Katalysator zeigen eine deutliche Verbesserung des katalytischen Umwandlungswirkungsgrades in Richtung NOx-Umwandlung bei 250 Grad Celsius und 520 Grad Celsius gegenüber dem verbrauchten Katalysator. Der verbrauchte 10er-Katalysator und der verbrauchte 20er-Katalysator weisen bei 520 Grad Celsius ebenfalls einen deutlich höheren Ammoniak-Umwandlungswirkungsgrad auf als der verbrauchte sowie der neue Katalysator.
  • 8 ist ein Balkendiagramm der Ammoniak-Speicherkapazität des verbrauchten Katalysators, des verbrauchten 10er Katalysators, des verbrauchten 20er Katalysatormaterials und des neuen Katalysators. Sowohl der verbrauchte 10er Katalysator als auch der verbrauchte 20er-Katalysator haben eine deutlich höhere Ammoniak-Speicherkapazität als der verbrauchte Katalysator.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 170/270, der Steuerschaltkreis 171 oder eine/r der hierin beschriebenen Steuerungen oder Steuerschaltkreise einen Systemcomputer einer Vorrichtung oder eines Systems umfassen, welcher das Nachbehandlungssystem 100 einschließt (z.B. ein Fahrzeug, ein Motor oder ein Generatorsatz usw.). 9 ist beispielsweise ein Blockdiagramm einer Computervorrichtung 630 gemäß einer veranschaulichenden Umsetzungsform. Die Computervorrichtung 630 kann zur Durchführung von beliebigen der hier beschriebenen Verfahrens oder Prozesse, z. B. des Verfahrens 300, verwendet werden. Bei einigen Ausführungen kann die Steuerung 170 die Computervorrichtung 630 enthalten. Die Computervorrichtung 630 umfasst einen Bus 632 oder eine andere Kommunikationskomponente zur Kommunikation von Informationen. Die Computervorrichtung 630 kann auch einen oder mehrere Prozessoren 634 oder mit dem Bus 632 zur Informationsverarbeitung gekoppelte Verarbeitungsschaltungen einschließen.
  • Die Computervorrichtung 630 enthält auch den Hauptspeicher 636, wie etwa einen Arbeitsspeicher (RAM) oder einen anderen dynamischen Speicher, der mit dem Bus 632 gekoppelt ist, um Informationen zu speichern, und Anweisungen, die vom Prozessor 634 ausgeführt werden. Der Hauptspeicher 636 kann auch zur Speicherung von Positionsinformationen, temporären Variablen oder anderen Zwischeninformationen während der Ausführung von Befehlen durch den Prozessor 634 verwendet werden. Die Computervorrichtung 630 kann ferner einen ROM 638 oder ein anderes an den Bus 632 gekoppeltes statisches Speichermedium zur Speicherung statischer Informationen und Anweisungen für den Prozessor 634 enthalten. Eine Speichervorrichtung 640, wie ein Festkörpergerät, eine Magnetplatte oder eine optische Platte, ist an den Bus 632 gekoppelt, um Informationen und Anweisungen dauerhaft zu speichern. Beispielsweise können in der Speichervorrichtung 640 Anweisungen zur Bestimmung der Anfangsströmungsgeschwindigkeit und zum Vergleich der Anfangsströmungsgeschwindigkeit mit dem vorgegebenen Grenzwert und zur Vergrößerung oder Verkleinerung der entsprechenden Querschnittsfläche der Abgasleitung gespeichert werden.
  • Die Computervorrichtung 630 kann über den Bus 632 mit einer Anzeige 644, wie einer Flüssigkristallanzeige oder einer aktiven Matrixanzeige, zum Anzeigen von Informationen für einen Anwender gekoppelt sein. Eine Eingabevorrichtung 642, wie eine Tastatur oder alphanumerische Tastatur, kann zum Übermitteln von Informationen und zur Befehlsauswahl für den Prozessor 634 mit dem Bus 632 gekoppelt sein. In einer anderen Ausführung weist das Eingabegerät 642 ein Display 644 auf, z. B. ein Touchscreen-Display.
  • Gemäß verschiedenen Umsetzungsformen können die hierin beschriebenen Prozesse und Verfahren von der Computervorrichtung 630 als Reaktion auf den Prozessor 634, der eine Reihe von Anweisungen ausführt, die im Hauptspeicher 636 enthalten sind (z. B. die Vorgänge des Verfahrens 300), umgesetzt werden. Diese Anweisungen können aus einem anderen, nicht transitorischen, computerlesbaren Medium, wie z. B. dem Speichergerät 640, in den Hauptspeicher 636 eingelesen werden. Die Ausführung der verschiedenen Anweisungen, die im Hauptspeicher 636 enthalten sind, bewirkt, dass die Computervorrichtung 630 die hierin beschriebenen Vorgänge ausführt. Ein oder mehrere Prozessoren in einer Multiprozessor-Anordnung können ebenfalls eingesetzt werden, um die im Hauptspeicher 636 enthaltenen Anweisungen auszuführen. In alternativen Umsetzungsformen können drahtgebundene Schaltungen an Stelle von oder in Kombination mit Software-Anweisungen zur Umsetzung der beschriebenen Umsetzungsformen verwendet werden. Somit sind die Umsetzungsformen nicht auf eine bestimmte Kombination von Hardware und Software beschränkt.
  • Obwohl eine Beispiel-Computervorrichtung in 9 beschrieben wurde, können die in dieser Spezifikation beschriebenen Umsetzungsformen in anderen Typen einer Digitalelektronik oder in Computer-Software, Firmware oder Hardware, darunter die in dieser Spezifikation offengelegten Strukturen und ihre Strukturäquivalente oder in Kombinationen aus einem oder mehreren von ihnen umgesetzt werden.
  • Umsetzungsformen, die in dieser Spezifikation beschrieben sind, können in Digitalelektronik oder in Computer-Software, Firmware oder Hardware, darunter die in dieser Spezifikation offengelegten Strukturen und ihre Strukturäquivalente oder in Kombinationen aus einem oder mehreren von ihnen implementiert werden. Die in dieser Spezifikation beschriebenen Umsetzungsformen können als ein oder mehrere Computerprogramme umgesetzt werden (d. h. als ein oder mehrere Schaltungen von Computerprogramm-Anweisungen, die auf einem oder mehreren Computer-Speichermedien zur Ausführung durch oder zur Steuereinrichtung des Betriebs von Datenverarbeitungsgeräten codiert sind). Alternativ oder zusätzlich können die Programmanweisungen in einem künstlich erzeugten verbreiteten Signal, z. B. einem maschinell erzeugten elektrischen, optischen oder elektromagnetischen Signal, codiert sein, das erzeugt wird, um Informationen zum Übertragen auf eine geeignete Empfängervorrichtung zur Ausführung durch ein Datenverarbeitungsgerät zu codieren. Ein Computer-Speichermedium kann Folgendes sein oder darin eingeschlossen sein: eine computerlesbare Speichereinheit, ein computerlesbares Speichersubstrat, ein(e) serielle(r) oder dynamische(r) Schreib-Lese-Speicher oder -Vorrichtung oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon. Ferner kann, obgleich ein Computer-Speichermedium kein übertragenes Signal ist, ein Computer-Speichermedium eine Quelle oder ein Bestimmungsort von Computerprogramm-Anweisungen sein, die in einem künstlich erzeugten verbreiteten Signal codiert sind. Das Computer-Speichermedium kann auch eine oder mehrere separate Komponenten oder Medien (z. B. mehrere CDs, Platten oder andere Speichervorrichtungen) sein oder kann darin eingeschlossen sein. Demnach ist das Computer-Speichermedium sowohl greifbar als auch nicht flüchtig.
  • Die in dieser Spezifikation beschriebenen Vorgänge können durch ein Datenverarbeitungsgerät mit Daten durchgeführt werden, die auf einer oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen gespeichert sind oder aus anderen Quellen empfangen werden. Der Begriff „Datenverarbeitungsgerät“ oder „Computervorrichtung“ umfasst alle Arten von Vorrichtungen, Geräten und Maschinen zur Verarbeitung von Daten, darunter beispielsweise durch einen programmierbaren Prozessor, einen Computer, ein System auf einem Chip, oder auf mehreren, oder Kombinationen des Vorgenannten. Die Vorrichtung kann eine Spezialzwecklogik (z. B. ein FPGA (Universalschaltkreis) oder eine ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung)) einschließen. Die Vorrichtung kann zudem zusätzlich zur Hardware Code einschließen, der eine Ausführungsumgebung für das betreffende Computerprogramm erzeugt, z. B. Code, der Prozessorfirmware, einen Protokollstapel, ein Datenbankverwaltungssystem, ein Betriebssystem, eine plattformübergreifende Laufzeitumgebung, eine virtuelle Maschine oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon darstellt. Die Vorrichtung und Ausführungsumgebung können verschiedene Rechnermodell-Infrastrukturen realisieren, wie Web-Dienste, verteilte Rechner- und räumlich verteilte Rechner-Infrastrukturen.
  • Ein Computerprogramm (auch bekannt als Programm, Software, Software-Applikation, Skript oder Code) kann in jeder Form von Programmiersprache geschrieben sein (darunter kompilierte oder interpretierte Sprachen und deklarative oder prozedurale Sprachen), und es kann in jeder Form eingesetzt werden (darunter als ein eigenständiges Programm oder als ein Schaltschema, eine Komponente, eine Subroutine, ein Objekt oder andere Einheit, die zur Verwendung in einer Rechnerumgebung geeignet ist). Ein Computerprogramm kann, muss jedoch nicht, einer Datei in einem Dateisystem entsprechen. Ein Programm kann in einem Abschnitt einer Datei, die weitere Programme oder Daten enthält (z. B. ein oder mehrere in einem Auszeichnungssprachendokument gespeicherte Skripte) in einer einzelnen dedizierten Datei für das betreffende Programm oder in mehreren koordinierten Dateien (z. B. Dateien, in denen ein oder mehrere Schaltschemata, Unterprogramme oder Teile von Code gespeichert sind) gespeichert sein. Ein Computerprogramm kann so abgesetzt werden, dass es auf einem Computer oder auf mehreren Computern ausgeführt wird, der/die an einem Ort oder über mehre Orte verteilt und durch ein Datenübertragungsnetz miteinander verbunden lokalisiert sind.
  • Prozessoren, die zur Ausführung eines Computerprogramms geeignet sind, schließen beispielsweise sowohl allgemeine als auch spezielle Mikroprozessoren ein, und einen oder mehrere beliebige Prozessoren beliebiger Art von Digitalcomputer. Allgemein empfängt ein Prozessor Anweisungen und Daten aus einem schreibgeschützten Speicher oder einem Direktzugriffsspeicher oder beiden. Die wesentlichen Elemente eines Computers sind ein Prozessor zur Durchführung von Vorgängen gemäß Anweisungen und eine oder mehrere Speichervorrichtungen zur Speicherung von Anweisungen und Daten. Im Allgemeinen umfasst ein Computer auch eine oder mehrere Massenspeichervorrichtungen zur Speicherung von Daten oder ist für Empfang oder Übertragung von Daten, oder beidem, funktionsfähig mit solchen gekoppelt, z. B. magnetischen, magnetoptischen Platten oder optischen Platten. Allerdings muss ein Computer diese Vorrichtungen nicht aufweisen. Vorrichtungen, die zum Speichern von Computerprogramm-Anweisungen und Daten geeignet sind, schließen alle Formen von nichtflüchtigem Speicher, Medien und Speichervorrichtungen ein, einschließlich beispielsweise Halbleiter-Speichervorrichtungen, z. B. EPROM, EEPROM, und Flash-Speichervorrichtungen; Magnetplatten, z. B. interne Festplatten oder Wechselplatten; magnetoptische Platten; und CD-ROM-und DVD-ROM-Platten. Der Prozessor und der Speicher können durch Spezialzwecklogik ergänzt oder darin integriert sein.
  • Es gilt zu beachten, dass der Begriff „Beispiel“, wie hier zur Beschreibung verschiedener Ausführungsformen verwendet, anzeigen soll, dass solche Ausführungsformen mögliche Beispiele, Darstellungen und/oder Abbildungen möglicher Ausführungsformen sind (und dass ein solcher Begriff nicht notwendigerweise darauf schließen lassen soll, dass solche Ausführungsformen außergewöhnliche oder hervorragende Beispiele sind).
  • Der hierin verwendete Begriff „gekoppelt“ und Ähnliches bedeutet die direkte oder indirekte Verbindung von zwei Elementen miteinander. Diese Verbindung kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. entfernbar oder lösbar) geschehen. Diese Verbindung kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente untereinander integral als ein einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dadurch, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente aneinander befestigt sind.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung der verschiedenen, beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen. Obwohl nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, erkennt die Fachwelt beim Lesen dieser Offenbarung unschwer, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Größen, Dimensionen, Strukturen, Formen und Abschnitten der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen usw.), ohne erheblich von den neuen Lehren und Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Zusätzlich versteht es sich, dass Merkmale aus einer hierin offenbarten Ausführungsform mit Merkmalen von anderen hierin offenbarten Ausführungsformen kombiniert werden können, wie es einem Fachmann bekannt ist. Weitere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können ebenfalls in der Konstruktion, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der verschiedenen, beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Obgleich diese Patentschrift viele spezielle Ausführungseinzelheiten enthält, sollten diese nicht als Einschränkung des Umfangs aller Erfindungen oder der Ansprüche gedacht sein, jedoch vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungen von bestimmten Erfindungen spezifisch sind. Bestimmte, in dieser Patentschrift im Kontext separater Implementierungen beschriebene Merkmale können auch in Kombination in einer einzigen Implementierung umgesetzt werden. Im Gegensatz dazu können verschiedene, im Kontext einer einzigen Implementierung beschriebene Merkmale auch in mehreren Implementierungen separat oder in einer beliebigen, geeigneten Unterkombination umgesetzt werden. Zudem können, obwohl vorstehende Merkmale so beschrieben sein können, dass sie in bestimmten Kombinationen fungieren und auch anfänglich als solche beansprucht sind, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination ausgesondert werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 62281928 [0001]

Claims (20)

  1. Nachbehandlungssystem, umfassend: eine Nachbehandlungskomponente; einen der Nachbehandlungskomponente nachgeschaltet angeordneter Auslasssensor und eine kommunizierend mit dem Auslasssensor gekoppelte Steuerung, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um: ein Ausgangssignal des Auslasssensors auszuwerten, das eine Leistung der Nachbehandlungskomponente anzeigt, zu ermitteln, ob die Nachbehandlungskomponente deaktiviert ist, und als Reaktion auf die Feststellung, dass die Nachbehandlungskomponente deaktiviert ist ein aktives Katalysatormaterial für mindestens einen Abschnitt der Nachbehandlungskomponente bereitzustellen, wobei das aktive Katalysatormaterial mindestens den Abschnitt der Nachbehandlungskomponente beschichtet, um die Nachbehandlungskomponente wiederherzustellen.
  2. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei die Nachbehandlungskomponente einen ersten katalytischen Umwandlungswirkungsgrad vor der Beschichtung des aktiven Katalysatormaterials darauf aufweist und wobei die Beschichtung des aktiven Katalysatormaterials auf der Nachbehandlungskomponente einen zweiten katalytischen Umwandlungswirkungsgrad höher als der erste katalytische Umwandlungswirkungsgrad bewirkt.
  3. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 2, wobei die Nachbehandlungskomponente einen Katalysator umfasst, durch den das Abgas strömt, und wobei die Beschichtung des aktiven Katalysatormaterials auf dem Katalysator gebildet wird.
  4. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei die Nachbehandlungskomponente mit dem aktiven Katalysatormaterial beschichtet ist, während die Nachbehandlungskomponente an das Nachbehandlungssystem gekoppelt ist.
  5. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Behälter für aktives Katalysatormaterial, der fluidleitend an die Nachbehandlungskomponente gekoppelt ist, und wobei die Steuerung fluidleitend an den Behälter für aktives Katalysatormaterial gekoppelt ist, wobei die Steuerung als Reaktion auf die Feststellung, dass die Nachbehandlungskomponente deaktiviert ist, ferner konfiguriert ist, den Behälter für aktives Katalysatormaterial so zu aktivieren, dass eine vorbestimmte Menge des aktiven Katalysatormaterials an die Nachbehandlungskomponente weitergeleitet wird.
  6. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 5, wobei die Nachbehandlungskomponente ein Gehäuse umfasst, das ein Innenvolumen definiert, in dem sich der Katalysator befindet.
  7. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 6, wobei die Nachbehandlungskomponenten ein selektives katalytisches Reduktionssystem umfassen, und wobei der Behälter für aktives Katalysatormaterial über mindestens eine Reduktionsmittel-Einspritzöffnung und einen am Gehäuse angeordneten Temperatursensor-Anschluss fluidleitend an das selektive katalytische Reduktionssystem gekoppelt ist.
  8. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 5, wobei der Behälter für aktives Katalysatormaterial einen abbaubaren Behälter umfasst, der das aktive Katalysatormaterial enthält.
  9. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine Wärmequelle, die operativ an den abbaubaren Behälter gekoppelt ist, wobei die Steuerung ferner so konfiguriert ist, dass sie die Wärmequelle aktiviert, um den abbaubaren Behälter zu erwärmen, wobei der abbaubare Behälter so konfiguriert ist, dass er durch die Wärme zerfällt, um das aktive Katalysatormaterial an die Nachbehandlungskomponente weiterzuleiten.
  10. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 5, wobei das aktive Katalysatormaterial eine Lösung des aktiven Katalysatormaterials, eine Suspension des aktiven Katalysatormaterials oder ein Pulver des aktiven Katalysatormaterials enthält.
  11. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei aktives Katalysatormaterial im Bereich von 0-100 Gew.-% bereitgestellt wird.
  12. Verfahren, umfassend: Bereitstellung einer Nachbehandlungskomponente eines Nachbehandlungssystems, wobei die Nachbehandlungskomponente einen Katalysator enthält, der im Nachbehandlungssystem verwendet wurde; als Reaktion auf einen Hinweis, dass der Katalysator deaktiviert ist, Beschichten des Katalysators mit einer Beschichtung aus einem aktiven Katalysatormaterial, um den Katalysator wiederherzustellen.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Beschichtung des Katalysators mit dem aktiven Katalysatormaterial durchgeführt wird, während die Nachbehandlungskomponente an das Nachbehandlungssystem gekoppelt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend: weiter in Reaktion auf den Hinweis, dass der Katalysator deaktiviert ist, das Abkoppeln der Nachbehandlungskomponente von dem Nachbehandlungssystem, bevor der Katalysator mit dem aktiven Katalysatormaterial beschichtet wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend das Einleiten eines ersten Pulses eines Reduktionsmittels in die Nachbehandlungskomponente vor dem Katalysator.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend das Einbringen des aktiven Katalysatormaterials in den Katalysator nach dem Einleiten des ersten Pulses des Reduktionsmittels in die Nachbehandlungskomponente.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend das Einleiten eines zweiten Pulses des Reduktionsmittels in die Nachbehandlungskomponente nach dem Einbringen des aktiven Katalysatormaterials.
  18. Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend das Einbringen des aktiven Katalysatormaterials in den Katalysator gleichzeitig mit dem Einleiten des ersten Pulses des Reduktionsmittels in die Nachbehandlungskomponente.
  19. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das aktive Katalysatormaterial dasselbe Material wie der Katalysator umfasst.
  20. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Beschichtung des Katalysators mit dem aktiven Katalysatormaterial einen katalytischen Umwandlungswirkungsgrad der Nachbehandlungskomponente erhöht.
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