DE3520460A1

DE3520460A1 - Induktionsreaktor zur abgasentgiftung und zur beseitigung von russbeimengungen

Info

Publication number: DE3520460A1
Application number: DE19853520460
Authority: DE
Inventors: Walter 3549 Wolfhagen Kuntschar
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-06-07
Filing date: 1985-06-07
Publication date: 1986-12-18

Description

Die Erfindung betrifft einen Reaktor zur Entgiftung und Reinigung von vorzugsweise Motorabgasen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Der Induktionsreaktor soll zur Stickoxydentgiftung und zur Entfernung der Rußbestandteile aus den Abgasen von Dieselmotoren eingesetzt bjerden.

Neben dep katalytischen Reduktion der NO -Bestandteile wird es bei den Abgasen von Dieselmotoren notwendig,die Rußbeimengungen kontinuierlich ohne wiederholten Austausch der Filterelemente zu entfernen. Es soll mit dem erfindungsgemässen Induktionsreaktor möglich werden,die im Betrieb mit Ruß zugesetzten Filterelemente in erforderlichen Zeitabständen automatisch zu reinigen,ohne daß der Betrieb unterbrochen werden muß und die Filter auszutauschen sind. Ueiter soll es mit dem erfindungsgemässen Reaktor möglich werden, die Abgastemperaturen zu beeinflussen und so zu regeln,daß der Reaktor im jeweiligen Einsatzfall mit der optimalen Betriebstemperatur arbeiten kann.

Es ist bekannt,daß Reaktoren zur Abgasentgiftung sich des "SRC-Verfahrens" bedienenj-der selektiven katalytischen Reduktion.Zur Anwendung gelangen in der Regel wabenförmig aufgebaute Keramikkörper.Diese Keramikkörper binden auch die Rußteile. Hierbei werden die PorenkanS*le nach einer gewissen Betriebszeit zugesetzt und die Keramikkörper müssen ausgetauscht werden. Dieser aufwendige Austauschvotgang soll mit dem erfindungsgemässen Induktionsreaktor vermieden werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,einen kontinuierlich arbeitenden Reaktofc zur Entgiftung vorzugsweise der Abgase stationär arbeitender Dieselmotoren bereitzustellen,der auch die im Abgas vorhandenen Rußpartikel auffängt.Die mit Ruß verschmutzenden aktiven Reaktorfüllungen sollen sich in zweckmässigen Zeitab-

ständen durch automatisch ablaufende Betriebsvorgänge wieder reinigen,sodaß ohne besondere Uartungsarbeiten der Dauerbetrieb des Reaktors gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst,daß Reaktoren vorzugsweise zylindrisch ausgebildet werden. Der Zylindermantel besteht aus einer äusser8n Primärspule und einer inneren Induktionsspule,deren Induktionsstrom in Wärme umgesetzt wird. Als innere Induktionsspule wird daher vorzugsweise ein Magneteisenzylinder verwendet. Es ist auch Gegenstand der Erfindung,dass die äussere Primärspule durch eine elektrische Heizwicklung ersetzt wird und die innere Induktionsspule in diesem Fall als Metallzylinder ausgebildet wird, der die Wärmeenergie der äüsseren Heizspirale aufnimmt und an die Reaktorfüllung abgibt.

In allen Fällen ist es Gegenstand der Erfindung, daß die Reaktorfüllung über den erfindungsgemäss ausgeh statteten Zylindermantel entsprechend dem Betriebsablauf programmgemäss mehr-oder minder stark erhitzt werden kann.

Der zylindrische Hohlraum der Induktionsspule wird je nach dem Einsatzfall des Reaktors mit dem geeigneten Reaktionsmaterial und ggfs. mit Spurenelamenten als Katalysatoren gefüllt.

Im vorliegendem Fall wird als Füllung eine poröse mineralische Körnung aus geblähten Ton verwendet.Die vorbereitete Körnung soll auch eine poröse Oberfläche besitzen. Das mit dem Reaktionsmittel Ammoniak versetzte Abgas durchströmt die mineralische,poröse Füllung,deren Kontakt-und Reaktionsoberfläche ausssrordentlich gross ist.

Dem Abgasstrom wird vor dem Reaktor über bekannte Einrichtungen Ammoniak dosiert beigemischt.Das Ammoniak wird

in einem beigeordneten Behälter gespeichert. B8im Durchströmen der Reaktorfüllung erfolgt an der porösen Oberfläche der Tonkugeln die Adsorption der Rußpartikel und gleichzeitig uirkt die poröse Tonkörnung und die eventuelle Beimengung von Spurenelementen als Katalysator und bewirken die Reduktion der überuiegenden NO - Anteile zu Stickstoff und Wasser.

Ein wesentlicher Teil der Erfindung ist es,daß über die vorhandene Induktionsspule oder über die alternative Heizspirale jeweils die optimalen Reaktionstemperaturen im Reaktorraum eingestellt werden können. Weiter ist es Gegenstand der Erfindung,daß in zweckmässigen Zeitintervallen ,nachdem die mineralische Körnung sich verwiegend mit Ruß zugesetzt hat,der Abgasstrom über den jeweils freien und gereinigten anderen Reaktor geführt wird.

Nunmehr wird über die Induktionsspule oder die Heizspirale die Temperatur im verrussten Reaktor so erhöht,daß der Ruß und sonstige schädliche Bestandteile ausgebrannt werden .Die so gereinigte mineralische Körnung steht für den weiteren Einsatz wieder zur Verfügung. Damit werden die beiden Reaktoren wechselweise in der Betriebs-und Reinigungsphase eingesetzt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Reaktoren infolge der automatischen Reinigungsphasen und infolge der unempfindlichen mineralischen Füllung über lange Standzeiten verfugen und praktisch wartungsfrei arbeiten.Der störende Tausch von Filtersätzen entfällt. Der weitere l/orteil der Erfindung ist es,daß der Aufbau des Reaktors beliebige Zusammensetzungen der Reaktorraumfüllung erlaubt und damit den Einsatzbereich des Aggregates auch auf andere Anwendungsfalle erweitert. Zusätzlich können die Betriebstemperaturen über eine geregelte Wärmezufuhr optimal den Betrisbsvorgängen angepasst werden.

In geeigneten Zeitabständen lassen sich erhöhte Reinigungstemperaturen einstellen und Ruß und andre schädliche Beimengungen ausbrennen. Nach dem automatisch ablaufenden Reinigungsintervall steht die betreffende Reaktorzelle wieder voll funktionsfähig zur Verfügung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft und schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben; Fig.1 zeigt:

Dem Abgasstrom des Motors (1 ) wird über bekannte Einrichtungen (2) Ammoniak dosiert beigegeben. Der Ammoniakvorrat befindet sich in einem nicht dargestellten beigeordneten Vorratsbehälter. Die St'römungsklappe mit Stellantrieb (3) führt den Abgasstrom dem Reaktor (4) zu,der sich in der Betriebsphase befindet.Der Reaktor besteht aus einer PrimäEspule (5).Eine innere Induktionsspule vorzugsweise aus Magneteisen(ö) uird vom Induktionsstrom entsprechend einer geeigneten Führungsgrösse geregelt erhitzt und erzeugt im Reaktorraum die geforderte optimale Betriebstemperatur. Wahlweise kann die Primärspule (5) auch durch eine Heizspirale ersetzt werden.In diesem Fall stellt die Induktionsspule (6) einen Stahlzylinder dar, der von der Heizspirale (5) erhitzt wird. Der Reaktorraum ist mit einer Körnung aus geblähtem Ton (7) mit poröser Struktur und poröser Oberfläche gefüllt.Im Bedarfsfall werden der mineralischen Körnung noch katalytische Spurenelemente hinzugefügt. Die mineralische Körnung wird vom Abgas durchströmt.

Die Wärmeenergie des Eisenzylinders (6) wird über ein Raumgitter(8) weitergeleitet und in die mineralische Füllung übertragen und diese damit erhitzt.

Der gereinigte Abgasstrom wird über die Rohrleitungen (9) abueführt.

Claims

Ualter Kuntschar

Blumenstrasse 7 Uolfhagen-Ippinghausen,den 31.5.85 3549 Uolfhagen 6

Induktionsreaktor zur Abgasentgiftung und zur Beseitigung von Rußbeimengungen

Patentansprüche

Induktionsreaktor zur Abgasentgiftung und zur Beseitigung von Rußbeimengungen dadurch gekennzeichnet,daß der Reaktor aus einer äusseren elektrischen Primärspule besteht und einer inneren,Wärmeenergie erzeugenden Induktionsspule,deren Hohlraum mit einer hitzebeständigen , porösen mineralischen Körnung gefüllt ist. Induktionsreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß zuei Reaktoren parallel angeordnet sind und der mit Entgiftungsmittel versetzte Abgasstrom entsprechend den Entgiftungsund Reinigungsphosen wechselweise durch den ersten und zweiten Reaktor geleitet wird. Induktionsreaktor nach den Ansprachen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,dass der Innenraum der mit . mineralischer Körnung gefüllten Induktionsspule mit wärmeleitenden und übertragenden Elementen,die nicht magnetisch aber hitzebeständig sind,ausgestattet ist.

Induktionsreaktor nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass die innere Induktionsspule von einem nagneteisenzylinder gebildet wird. Induktionsreaktor nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass die wärmeleitenden Elemente des Anspruches 3 aus einem Raumgitter vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium bestehen.

Induktionsreaktor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,daß die äussere Primärspule durch eine Heizwicklung und die innere Induktionsspule durch einen Fletallzylinder ersetzt wird.