DE4417238C2 - Means for reducing the nitrogen oxides in the exhaust gas of an operated with excess air, the internal combustion engine - Google Patents

Means for reducing the nitrogen oxides in the exhaust gas of an operated with excess air, the internal combustion engine

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DE4417238C2 DE19944417238 DE4417238A DE4417238C2 DE 4417238 C2 DE4417238 C2 DE 4417238C2 DE 19944417238 DE19944417238 DE 19944417238 DE 4417238 A DE4417238 A DE 4417238A DE 4417238 C2 DE4417238 C2 DE 4417238C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Minderung der Stickoxide im Abgas eines mit Luftüberschuß betriebenen Verbrennungsmotors, bei der eine Einlaufkammer, ein Hydroly sekatalysator, ein DeNO x -Katalysator und ein Oxidationskata lysator umfaßt sind. The invention relates to a device for the reduction of nitrogen oxides in the exhaust gas of an operated with excess air, the internal combustion engine in which an intake chamber, a hydrolysed sekatalysator, a DeNO x catalyst comprises a Oxidationskata and are lyst.

Zur Verminderung der in einem Abgas eines Verbrennungsmotors enthaltenen Schadstoffe, im besonderen der Stickoxide, hat sich für Verbrennungsmotoren, die mit einem Luftüberschuß be trieben werden, wie z. To reduce the pollutants contained in exhaust gas of a combustion engine, in particular of nitrogen oxides, has for internal combustion engines that are driven by an air excess be such. B. Diesel- und Magermotoren, das Sy stem des geregelten Dieselkatalysators (GDK) als bisher vor teilhafteste Technik erwiesen. B. diesel and lean-burn engines, which proved Sy stem of the controlled diesel catalytic converter (GDK) than hitherto before teilhafteste art. Diese im wesentlichen auf dem Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) beru hende Technik ist mittlerweile aus zahlreichen Veröffentli chungen und Patentanmeldungen, z. This substantially on the method of selective catalytic reduction (SCR) technology is now rising beru deviations from numerous Veröffentli and patent applications, eg. B. aus den deutschen Pa tentanmeldungen DE 43 09 891 A1, DE 43 10 926 A1 und DE 34 15 278 A1 bekannt. For example, from the German Pa DE 43 09 891 A1, DE 43 10 926 A1 and DE 34 15 278 A1 patent filings known.

Beim SCR-Verfahren werden die Stickoxide zusammen mit Ammo niak an einem selektiven Katalysator kontaktiert und kataly tisch zu umweltunbedenklichem Stickstoff und Wasser umge setzt. In the SCR method, the nitrogen oxides are contacted together with Ammo niak on a selective catalyst and catalytically umweltunbedenklichem to nitrogen and water reacted. Es ist ebenso bekannt, daß bei dem GDK-System Ammoniak aufgrund der mit dem Ammoniakeinsatz verbundenen Gefahren, wie z. It is also known that, in the combined cycle power system due to the ammonia associated with the use of ammonia dangers like. B. seine Giftigkeit und die durch Ammoniak hervorgeru fene Geruchsbelästigung, nicht im Fahrzeug mitgeführt werden darf. As its toxicity and the hervorgeru by ammonia fene odor, must not be carried in the vehicle. Das zur katalytischen Umsetzung der Stickoxide erfor derliche Reduktionsmittel wird anstelle des Ammoniaks in Form einer wäßrigen Harnstofflösung im Fahrzeug mitgeführt. The erfor derliche for the catalytic conversion of the nitrogen oxides reducing agent is carried in place of the ammonia in the form of an aqueous urea solution in the vehicle. Aus dieser wäßrigen Harnstofflösung kann der Ammoniak durch Hydrolyse der Harnstofflösung in der augenblicklich gerade benötigten Menge erzeugt werden. From this aqueous urea solution, the ammonia may be generated by hydrolysis of the urea solution in the moment just required amount.

Ein GDK-System umfaßt in der Abgasleitung eines mit Luftüber schuß betriebenen Verbrennungsmotors in Strömungsrichtung des Abgases der Reihe nach meist eine Einlaufkammer, einen Hy drolysekatalysator, einen DeNO x -Katalysator und einen Oxida tionskatalysator sowie einen Vorratsbehälter für die wäßrige Harnstofflösung und verschiedene Sensoren und Regler zur Ein stellung der in das Abgas einzubringenden Harnstoffmenge und eine Eindüsvorrichtung für die wäßrige Harnstofflösung in die Einlaufkammer. A GDK-system includes in the exhaust line of a shot with air fueled internal combustion engine in the direction of flow of the exhaust gas in turn usually an inlet chamber, drolysekatalysator a Hy, a DeNO x catalyst and a Oxida tion catalyst as well as a reservoir for the aqueous urea solution, and various sensors and controllers to a position of the exhaust gas to be introduced into the amount of urea and an injection device for the aqueous urea solution into the inlet chamber.

Aufgrund erwarteter europaweiter Emmissionsgrenzwerte für den Schadstoffausstoß von mit Luftüberschuß betriebenen Verbren nungsmotoren, insbesondere LKW-Dieselmotoren, ist der weit verbreitete Einsatz des GDK-Systems in naher Zukunft wahr scheinlich. Due to expected Europe-wide emission limits for pollutant emissions from operated with excess air Burn combustion engines, especially diesel truck engines, the widespread use of combined cycle power system in the near future is probable. Dies bedeutet zum einen, daß bestehende Last kraftwagen mit dem GDK-System nachgerüstet werden müssen, und zum anderen, daß neue Lastkraftwagen mit GDK-System ausgelie fert werden müssen. This means on the one hand, that existing trucks with the GDK system need to be retrofitted and on the other hand, that new goods vehicles GDK system must be ausgelie fert. Aufgrund der in Lastkraftwagen sehr be engten Platzverhältnisse (Unterbringung von Treibstofftank, Reserverädern, Druckluftbehältern, Batterien, Schalldämpfer und Partikelfilter) ist es wünschenswert, das GDK-System mög lichst platzsparend auszulegen. Due to the very be in trucks constricted space (accommodating fuel tank, spare wheels, air tanks, batteries, muffler and particulate filter), it is desirable to design the GDK system AS POSSIBLE space. Für eine besonders platzspa rende Auslegung des GDK-Systems wäre es besonders vorteil haft, wenn es gelänge, die in das Abgas eingedüste Harn stofflösung besonders gleichmäßig im Abgas zu verteilen und die nachgeschalteten Katalysatoren über ihren gesamten Quer schnitt gleichmäßig auszunutzen. For a particularly platzspa-saving design of the GDK system, it would be particularly advantageous if it were possible that injected into the exhaust urine material solution to distribute and the downstream catalyst over its entire cross-section uniformly exploit particularly evenly in the exhaust gas.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine beson ders platzsparende Einrichtung zur Minderung der Stickoxide im Abgas eines mit Luftüberschuß betriebenen Verbrennungsmo tors anzugeben. The invention is therefore based on the object to provide a particular DERS space-saving means for reducing nitrogen oxides in the exhaust gas of an operated with excess air Verbrennungsmo tors.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. This object is solved by the features of claim 1.

Auf diese Weise wird erreicht, daß auch die Randbereiche der der Einlaufkammer nachgeschalteten Katalysatoren ebenso in tensiv zur katalytischen Umsetzung genutzt werden wie weiter zur Zylinderachse hin angeordnete Bereiche. In this way it is achieved that the edge areas of the downstream of the inlet chamber catalysts are used also in intensive for the catalytic conversion as to the cylinder axis towards areas arranged. Dies wurde be dingt durch die Erkenntnis, daß bei gleichem Durchmesser der Einlaufkammer und des Hydrolysekatalysators die Randbereiche des Katalysators höhere Abgasstromdichten als weiter zur Zy linderachse gelegene Bereiche aufweisen. This was be dingt by the realization that for the same diameter of the inlet chamber and the hydrolysis the edge portions of the catalyst have higher densities than the exhaust stream to the Zy linder axis location areas. Infolge der nun gleichmäßig über den gesamten Querschnitt des Hydrolysekata lysators verteilten Abgasstromdichte werden auch die dem Hy drolysekatalysator nachgeschalteten Katalysatoren über den Querschnitt gleichmäßig beansprucht. As a result of the now uniformly over the entire cross section of the exhaust Hydrolysekata lysators distributed current density also the Hy are claimed uniformly drolysekatalysator downstream catalysts over the cross section. Dies führt dazu, daß bei gleichbleibender Umsatzrate eine erheblich kürzere Bauform verwendet werden kann als bei den aus dem Stand der Technik bekannten GDK-Systemen mit einer Einlaufkammer und einem Hy drolysekatalysator gleichen Durchmessers. This results in that at constant conversion rate significantly shorter design can be used than in the processes known from the prior art combined cycle power systems, with an inlet chamber and an Hy drolysekatalysator same diameter.

Wenn der Durchmesser der Einlaufkammer den Durchmesser des Hydrolysekatalysators zu stark übersteigt, kehrt sich die oh ne Durchmesservergrößerung erhaltene Abgasstromdichtenvertei lung nachteiligerweise um. When the diameter of the inlet chamber exceeds the diameter of the hydrolysis too strong, the increase in diameter oh ne Abgasstromdichtenvertei obtained versa lung disadvantageously order. D. h., daß die Randbereiche bei zu großem Durchmesserüberschreitungen deutlich größere Abgas stromdichten aufweisen als weiter zur Zylinderachse gelegene Bereich. That is., That the edge regions have current densities significantly greater in exhaust gas to a large diameter exceeded as far preferred to the cylinder axis range. Deshalb ist es besonders vorteilhaft, wenn der Durchmesser der Einlaufkammer den Durchmesser des Hydrolyse katalysators um maximal 10%, vorzugsweise etwa 0,2 bis 5%, übersteigt. Therefore, it is particularly advantageous if the diameter of the inlet chamber the diameter of the catalyst hydrolysis at most 10%, preferably about 0.2 to 5%, exceeding.

Damit die katalytische Aktivität der der Einlaufkammer nahe geschalteten Katalysatoren über den Querschnitt gleichmäßig genutzt werden kann, genügt es nicht nur, daß die Abgas stromdichten über den gesamten Querschnitt der Katalysatoren etwa gleich sind. Thus the catalytic activity of the inlet chamber adjacent line catalysts can be used uniformly across the cross-section, it is sufficient not only that the exhaust gas density over the entire cross-section of the catalysts are approximately equal. Vielmehr muß die in das Abgas eingedüste wäßrige Harnstofflösung homogen über den gesamten Querschnitt am Eintritt des Hydrolysekatalysators verteilt sein. Rather, the injected into the exhaust aqueous urea solution must be distributed homogeneously over the entire cross-section at the inlet of the hydrolysis. Eine ho mogene Verteilung der wäßrigen Harnstofflösung wird erreicht, wenn die Einlaufkammer als Dralleinlaufkammer für das Abgas ausgebildet ist, eine Einbringvorrichtung, bspw. ein Eindüsventil, für ein Reduktions mittel umfaßt sowie ein Lochblech aufweist, das die Einlauf kammer in einen äußeren vom Abgas zirkular durchströmbaren Raum und einen inneren Raum, der sich von der Einbringvor richtung in Richtung zum Hydrolysekatalysator kegelförmig ausdehnt, gasdurchlässig unterteilt. A ho neous distribution of the aqueous urea solution is achieved if the inlet chamber is designed as a swirl inlet chamber for the exhaust gas, an introduction device, for example. A Eindüsventil comprises a reduction agent and having a perforated plate, the circularly through which the inlet chamber into an outer from the exhaust space and an inner space of conical shape extending from the Einbringvor direction towards the hydrolysis catalyst, gas permeable divided. Auf diese Weise wird ein Niederschlag des in das Abgas eingebrachten Reduktionsmittels auf den Wänden der Einlaufkammer weitgehend vermieden, weil das Abgas durch die Löcher im Lochblech in den inneren Raum eintritt und dabei das in dem inneren Raum eingebrachte Re duktionsmittel mit sich reißt. In this way, a precipitate of the introduced into the exhaust gas reducing agent on the walls of the inlet chamber is largely avoided because the exhaust gas enters through the holes in the perforated plate into the inner space, thereby tearing the material introduced into the inner space Re duktionsmittel with it. Infolge des äußeren vom Abgas zirkular durchströmbaren Raumes und aufgrund der Strömungs prallflächen in Form des kegelförmigen Lochbleches ist die in den inneren Raum eintretende Abgasströmung derart turbulent, daß eine weitgehend homogene Verteilung des in den inneren Raum eingebrachten Reduktionsmittels erreicht wird. As a result of the outer from the exhaust gas circular flow-through chamber and due to the flow baffles in the form of the conical perforated plate is the exhaust gas flow entering into the inner space so turbulent that a largely homogeneous distribution of the incorporated in the inner space of the reducing agent is achieved.

Zur besonders homogenen Verteilung des Reduktionsmittels im Abgas hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Lochab stand des Lochbleches als Funktion eines Abstandes von der Eindringvorrichtung zunächst abnimmt und anschließend wieder zunimmt. For a particularly homogeneous distribution of the reducing agent in the exhaust gas, it has proved to be advantageous if the Lochab stand of the perforated plate as a function of distance from the penetration device initially decreases and then increases again. Hierbei ist es für die Abgasreinigung von Dieselmo toren mit einigen hundert Kilowattleistung besonders vorteil haft, wenn der Lochabstand ausgehend von etwa 20 mm abnimmt und danach wieder auf 20 mm zunimmt. It is particularly advantageous for the exhaust gas purification of Dieselmo factors with a few hundred kilowatts of power, when the hole spacing decreases from about 20 mm and then increases back to 20 mm.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zur besonders homoge nen Verteilung des Reduktionsmittels im Abgas sieht es vor, daß der Lochdurchmesser des Lochbleches als Funktion des Ab standes von der Einbringrichtung zunächst zunimmt und danach wieder abnimmt. A further advantageous embodiment for particularly homoge nen distribution of the reducing agent in the exhaust provides for it that the hole diameter of the perforated plate as a function of the ex object from the insertion direction first increases and then decreases again. Bezogen auf eine Motorleistung von einigen hundert Kilowatt kann der Lochdurchmesser etwa zwischen 5 und 25 mm betragen. Based on a motor power of a few hundred kilowatts, the hole diameter may be approximately between 5 and 25 mm. Eine besonders gleichmäßige Verteilung des Reduktionsmittels ist bei der Verwendung von wäßriger Harnstofflösung als Reduktionsmittel erforderlich, weil nur auf diese Weise eine vollständige Hydrolyse der Harnstofflösung zu Ammoniak und Wasser gewährleistet ist und damit auch eine homogene Verteilung des Ammoniaks über den gesamten Katalysa torquerschnitt erreicht wird. A particularly uniform distribution of the reducing agent is required when using aqueous urea solution as a reducing agent because a complete hydrolysis of the urea solution is guaranteed to ammonia and water only in this way and thus a homogeneous distribution of ammonia over the entire Katalysa is torquerschnitt reached.

Ein Niederschlag des eingebrachten Reduktionsmittels auf den Wandungen der Einlaufkammer wird zusätzlich erschwert, wenn der Außenumfang der Einlaufkammer thermisch isoliert ist. A precipitate of the introduced reducing agent on the walls of the inlet chamber is made more difficult when the outer periphery of the inlet chamber is thermally insulated. Ei ne geeignete thermische Isolation besteht aus einem oder meh reren der Werkstoffe Mineralwolle, Glaswolle und Steinwolle. Egg ne suitable thermal insulation consists of one or meh eral materials of mineral wool, glass wool and rock wool.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeich nung näher erläutert. An embodiment of the invention will be explained with reference to the drawing voltage closer. Dabei zeigen: They show:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine zylinderförmig aufge baute Einrichtung zur Minderung der Stickoxide im Ab gas eines LKW-Dieselmotors; 1 shows a cross section through a cylindrical been built device for reducing the nitrogen oxides in the gas from a diesel truck engine.

Fig. 2 den Verlauf des Lochdurchmessers des in der Einlauf kammer eingesetzten Lochbleches in Abhängigkeit von dem axialen Abstand von der Einbringvorrichtung für die wäßrige Harnstofflösung; Figure 2 shows the profile of the hole diameter of the perforated plate chamber used in the inlet as a function of the axial distance from the device for introducing the aqueous urea solution. und and

Fig. 3 den Verlauf des Lochabstandes des in der Einlaufkam mer eingesetzten Lochbleches in Abhängigkeit von dem axialen Abstand von der Einbringvorrichtung für die wäßrige Harnstofflösung. Fig. 3 shows the profile of the hole spacing of the perforated plate mer used in the Einlaufkam depending on the axial distance from the device for introducing the aqueous urea solution.

In dem in Fig. 1 dargestellten Längsschnitt durch eine Ein richtung 2 zur Stickoxidminderung im Abgas eines hier nicht weiter dargestellten ladeluftgekühlten Turbodieselmotors mit einer Leistung von etwa 300 kW erkennt man in Strömungsrich tung 4 des Abgases zunächst ein in eine Einlaufkammer 6 mün dendes Stück 8 der Abgasleitung. In the example shown in Fig. 1 a longitudinal section through a one direction 2 to the nitrogen oxide reduction in the exhaust gas of a non-illustrated loading air-cooled turbo-diesel engine with a power of about 300 kW can be seen in the flow Rich tung 4 of the exhaust gas first into an inlet chamber 6 Mün Knitting piece 8 of exhaust pipe. Die Einlaufkammer 6 hat ei nen kreisförmigen Querschnitt, wodurch das Abgas auf eine zirkulare Strömungsbahn gemäß Strömungspfeilen 10 innerhalb eines von einem Lochblech 12 gasdurchlässig begrenzten äuße ren Raum 14 gelenkt wird. The inlet chamber 6 have a contract of circular cross-section, whereby the exhaust gas is directed to a circular flow path as flow arrows 10 within a gas-permeable delimited by a perforated plate 12 äuße proof room fourteenth Das Lochblech 12 ist trichterförmig geformt und besteht aus einem nicht rostenden Stahl. The perforated plate 12 is funnel-shaped and consists of a stainless steel. Am eng sten Punkt dieses aus dem Lochblech 12 gebildeten Trichters, dh in der zeichnerischen Darstellung am linken Rand der Einlaufkammer 6 , ist ein als Einbringvorrichtung dienendes Eindüsventil 16 vorgesehen, das eine wäßrige Harnstofflösung 18 in einen inneren Raum 20 eindüst, der durch das Lochblech vom äußeren Raum 14 gasdurchlässig abgeteilt ist. On closely highest point of this funnel formed from the perforated plate 12, ie, in the drawing on the left side of the inlet chamber 6, serving as a infuser Eindüsventil 16 is provided, which injects an aqueous urea solution 18 in an inner space 20 through the perforated plate from outer space 14 is partitioned gas permeable.

Die Einlaufkammer 6 hat im Ausführungsbeispiel eine Länge l 1 von etwa 300 mm und einen Durchmesser von etwa 440 mm. In the exemplary embodiment the inlet chamber 6 has a length l 1 of about 300 mm and a diameter of about 440 mm. Das im äußeren Raum 14 der Einlaufkammer 6 gemäß den Strömungspfei len 10 zirkular umlaufende Abgas tritt gemäß Strömungspfeilen 22 durch die Löcher im Lochblech 12 hindurch in den inneren Raum 20 und reißt die in den inneren Raum 20 eingedüste wäß rige Harnstofflösung 18 mit sich. The len in the outer chamber 14 of the inlet chamber 6 according to the Strömungspfei 10 circularly circumferential exhaust gas passes according to flow arrows 22 through the holes in the perforated plate 12 into the inner space 20 and breaks the injected into the inner space 20 aq membered urea solution 18 with it. Zusätzlich verfügt die Ein laufkammer 6 über eine thermische Isolation 24 , die aus hit zebeständiger Steinwolle besteht und ein Abkühlen der Innen wände der Einlaufkammer 6 verhindert. In addition, the A has flow chamber 6 via a thermal insulation 24 which consists of hit zebeständiger rock wool, and cooling of the inner walls of the inlet chamber 6 is prevented.

Infolge des bei dem Lochblech 12 realisierten Lochdurchmes sers d in Abhängigkeit von einem axialen Abstand l von dem Eindüsventil 16 (vergleiche Fig. 2) und des Lochabstandes a in Abhängigkeit von dem axialen Abstand l von dem Eindüsven til 16 (vergleiche Fig. 3) wird eine besonders homogene Ver teilung der Harnstofflösung 18 im Abgas über den gesamten Querschnitt der Einlaufkammer 6 erzielt. As a result of the realized in the perforated plate 12 Lochdurchmes sers d as a function of an axial distance L from the Eindüsventil 16 (see Fig. 2) and the hole distance a function of the axial distance L from the Eindüsven til 16 (see Fig. 3) a particularly homogeneous distribution patterns of the urea solution in the exhaust gas 18 over the entire cross-section of the inlet chamber 6 achieved.

In Strömungsrichtung des Abgases schließt sich als nächstes ein Hydrolysekatalysator 26 an, der eine Länge l 2 von etwa 100 mm und einen Durchmesser von etwa 400 mm aufweist. In the flow direction of the exhaust gas, a hydrolysis catalyst 26 joins the next, having a length l 2 of about 100 mm and a diameter of about 400 mm. Weil der Durchmesser der Einlaufkammer 6 den Durchmesser des Hy drolysekatalysators 26 um etwa 10% übersteigt, wird es er reicht, daß die Abgasstromdichten über den gesamten Quer schnitt des Hydrolysekatalysators 26 nahezu gleich sind. Because the diameter of the inlet chamber 6 26 exceeds the diameter of Hy by about 10% drolysekatalysators, it will he sufficient that the exhaust gas current densities over the entire cross-section of the hydrolysis catalyst 26 are nearly equal. Dies ist im Hydrolysekatalylsator 26 durch über den Querschnitt verteilte etwa gleich lange Strömungspfeile 28 symbolisiert. This is Hydrolysekatalylsator 26 through over the cross section distributed approximately equally long flow arrows 28 symbolizes. Damit ist auch die Belastung des Hydrolysekatalysators 26 , dh die Hydrolyse der Harnstofflösung 18 zu Wasser und Am moniak, über den gesamten Querschnitt nahezu gleich verteilt, wodurch eine vollständige Hydrolyse der Harnstofflösung 18 erreicht wird. Thus resulting in complete hydrolysis of the urea solution 18 is achieved is also the load of the hydrolysis catalyst 26, ie the hydrolysis of the urea solution almost 18 distributed into water and Am monia, over the entire cross section equal. Der Hydrolysekatalysator 26 ist als kerami scher Wabenkörper auf Titandioxidbasis aufgebaut und weist als katalytisch aktiven Bestandteil etwa 1 Gew.-% oberfläch lich aufgetragenen Platins auf. The hydrolysis catalyst 26 is constructed as a shear Kerami honeycomb body based on titanium dioxide and comprises as a catalytically active ingredient, about 1 wt .-% platinum on superficial Lich applied. Der Wabenkörper hat eine Zellenzahl von etwa 200 cpsi (Zellen pro Quadratinch) und eine Stegbreite von etwa 0,8 mm. The honeycomb body has a cell count of approximately 200 cpsi (cells per square inch) and a web width of about 0.8 mm.

An den Hydrolysekatalysator 26 schließt sich ein DeNO x -Kata lysator 30 an, der eine Länge l 3 von etwa 500 mm und einen Durchmesser von etwa 400 mm aufweist. To the hydrolysis catalyst 26, a DeNO x -Kata lyst 30 connects, having a length l 3 of about 500 mm and a diameter of about 400 mm. Der DeNO x -Katalysator 30 besteht ebenfalls aus einem hier nicht weiter dargestell ten Wabenkörper mit einer Zellenanzahl von etwa 200 cpsi und einer Stegbreite von 0,8 mm. The DeNOx catalyst 30 also consists of a not dargestell th here honeycomb body with a cell count of about 200 cpsi and a web width of 0.8 mm. Der Wabenkörper besteht im we sentlichen aus Titandioxid und weist als katalytisch aktiven Zusatz in der Summe etwa 10 Gew.-% Molybdänoxid und Vanadin pentoxid auf. The honeycomb body consists of titanium dioxide and we sentlichen has pentoxide as catalytically active additive in the sum of about 10 wt .-% of molybdenum oxide and vanadium. Anstelle dieser katalytisch aktiven Komponenten könnte ebenso eine Phase der Summenformel V x Mo y O 32-z mit x + y < 12, x, y ≧ 1 und z ≦ 1 verwendet sein, deren Anteil etwa 5 Gew.-% ausmachen würde. Instead of these catalytically active components could just as a phase of the summation formula V x Mo y O 32-z with x + y <12, x, y ≧ 1 and z be used ≦ 1, the proportion would be approximately 5 wt .-% account. Durch die Kontaktierung der im entlang eines Strömungspfeils 32 strömenden Abgases enthalte nen Stickoxide und des Ammoniaks an einem katalytisch aktiven Zentrum des DeNO x -Katalysators 30 werden die Stickoxide und der Ammoniak katalytisch zu Stickstoff und Wasser umgesetzt. Through the contacting of the in flowing along a flow arrow 32 nen exhaust gas nitrogen oxide and ammonia containing 30, the nitrogen oxides and the ammonia are catalytically converted to nitrogen and water at a catalytically active center of the DeNO x catalyst. Aufgrund der bereits im Hydrolysekatalysator erzielten homo genen Verteilung des Ammoniaks über die gesamte Querschnitts fläche und der über den gesamten Querschnitt etwa gleichen Abgasstromdichten wird der DeNO x -Katalysator 30 über seinen gesamten Querschnitt gleichmäßig für die katalytische Umset zung der Stickoxide mit Ammoniak ausgenutzt. Due to the to hydrolysis catalyst obtained homo-related distribution of the ammonia over the entire cross-sectional area and approximately the same over the entire cross-section exhaust gas flow densities of the deNO x catalyst is utilized 30 over its entire cross section for the catalytic imple mentation of the nitrogen oxides with ammonia. Aufgrund dieser Tatsache reicht die hier gewählte Katalysatorlänge l 3 und der gewählte Querschnitt aus, das Abgas des im Ausführungsbei spiel gewählten 300 kW-Dieselmotors bei entsprechendem Ammo niakangebot zu 90% und darüber zu entsticken. Due to this fact, the catalyst selected here length l 3 and the selected cross-section is sufficient, the exhaust gas of the game selected in Ausführungsbei 300 kW diesel engine with a corresponding Ammo niakangebot to 90% and denitrification it.

An den DeNO x -Katalysator 30 schließt sich in Strömungsrich tung 32 des Abgases ein Oxidationskatalysator 34 an, der be züglich seiner Abmessungen und seines maskroskopischen Auf baus dem Hydrolysekatalysator 26 gleicht. To the DeNO x catalyst 30 of the exhaust gas 32 joins in flow Rich tung, an oxidation catalyst 34, the züglich be its dimensions and its construction is similar to the hydrolysis maskroskopischen 26th Als katalytisch ak tive Bestandteile weist der Oxidationskatalysator 34 Edelme talle und/oder Oxide der 3d-Metalle, der 4f-Metalle und der seltenen Erdmetalle auf. As catalytically ak tive ingredients, the oxidation catalyst 34 precio metals and / or oxides of 3d metals, the 4f rare earth metals and on. An diesen katalytisch aktiven Zen tren werden die im Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoffe, Koh lenmonoxid und nicht bei der Stickoxidreduktion verbrauchter Ammoniak katalytisch zu Kohlendioxid, Wasser und Stickstoff oxidiert. the hydrocarbons contained in the exhaust gas, Koh monoxide are catalytically active at these Zen centers and not oxidized at the nitrogen oxide reduction catalytic spent ammonia to carbon dioxide, water and nitrogen. Anschließend strömt das Abgas in einen Schalldämp fer 36 , der eine Länge l 5 von etwa 300 mm und einen Durchmes ser von etwa 400 mm aufweist und von dort entlang eines Strö mungspfeils 38 ins Freie. Subsequently, the exhaust gas flows in a Schalldämp fer 36 having a length l 5 of about 300 mm and a diam ser of about 400 mm and from there along a Strö mung arrow 38 to the outside. Inklusive des in die Einrichtung 2 zur Stickoxidminderung integrierten Schalldämpfers 36 beträgt die Gesamtlänge nur etwa 1300 mm. Including the in the device 2 for nitrogen oxide reduction integrated suppressor 36, the total length is only about 1300 mm. Aufgrund der erfindungsge mäßen Ausgestaltung des Lochbleches 12 und des Durchmessers der Einlaufkammer 6 im Bezug zum Durchmesser des Hydrolyseka talysators 26 wird auf dieser Weglänge ein nahezu vollständi ger Abbau im Abgas enthaltener Stickoxide nach dem SCR-Ver fahren bei gleichzeitig vernachlässigbarem Ammoniakschlupf erreicht. Due to the erfindungsge MAESSEN embodiment of the perforated plate 12 and the diameter of the inlet chamber 6 with respect to the diameter of Hydrolyseka talysators 26 an almost vollständi ger degradation in the exhaust gas on this path length contained nitrogen oxides by the SCR Ver drive achieved at the same time, negligible ammonia slip. Die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung 2 kann bezüg lich ihrer Abmessungen auch an Motoren mit deutlich größerer oder deutlich kleinerer Leistung angepaßt werden. The device 2 shown in FIG. 1 can bezüg their dimensions also be adapted to engines with significantly larger or significantly smaller power Lich.

Claims (7)

1. Einrichtung ( 2 ) zur Minderung der Stickoxide im Abgas ei nes mit Luftüberschuß betriebenen Verbrennungsmotors, bei der eine Einlaufkammer ( 6 ), ein Hydrolyse-Katalysator ( 26 ), ein DeNO x -Katalysator ( 30 ) und ein Oxidationskatalysa tor ( 34 ) umfaßt sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Einlaufkammer ( 6 ), der Hydrolyse-Katalysator ( 26 ), der DeNO x -Katalysator ( 30 ) und der Oxidationskatalysator ( 34 ) ei ne im wesentlichen zylindrische vom Abgas in der genannten Reihenfolge durchströmbare Einheit bilden, und daß der Durch messer der Einlaufkammer ( 6 ) den Durchmesser des Hydrolyse- Katalysators ( 26 ) um maximal 10% übersteigt, und dass die Einlaufkammer ( 6 ) als Dralleinlaufkammer für das Abgas ausgebildet ist, eine Einbringvorrichtung ( 16 ) für ein Re duktionsmittel ( 18 ) umfaßt sowie ein Lochblech ( 12 ) aufweist, das die Einlaufkammer ( 6 ) in einen äußeren vom Abgas zirkular durchströmbaren Raum ( 14 ) und einen inneren Raum, der sich von der Einb 1. A device (2) for the reduction of nitrogen oxides in the exhaust gas ei nes operated with excess air, the internal combustion engine, wherein an inlet chamber (6), a hydrolysis catalyst (26), a DeNO x catalyst (30) and a Oxidationskatalysa gate (34) are included, characterized in that the inlet chamber (6), the hydrolysis catalyst (26) which form the deNO x catalyst (30) and the oxidation catalyst (34) ei ne substantially cylindrical flow-through from the exhaust gas in the order mentioned unit, and that the diameter of the inlet chamber (6) exceeds the diameter of the hydrolysis catalyst (26) by a maximum of 10%, and that the inlet chamber (6) is designed as a swirl inlet chamber for the exhaust gas, an introduction device (16) duktionsmittel on a Re ( 18) as well as a perforated plate (12) that the inlet chamber (6) (in an outer space through which the exhaust gas circularly 14) and an internal space extending from the Einb ringvorrichtung ( 16 ) beginnend in Richtung zum Hydrolyse- Katalysator ( 26 ) kegelförmig ausdehnt, gasdurchlässig unter teilt. ring device (16) starting in the direction of the hydrolysis catalyst (26) conically expands, gas permeable subdivided.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochabstand (a) des Lochbleches ( 12 ) als Funktion eines Abstandes von der Einbringvorrichtung ( 16 ) zunächst abnimmt und anschließend wieder zunimmt. 2. Device according to claim 1, characterized in that the hole spacing (a) of the perforated plate (12) initially decreases as a function of distance from the introducing device (16) and then increases again.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochabstand (a) ausgehend von etwa 20 mm abnimmt und da nach wieder auf etwa 20 mm zunimmt. 3. A device according to claim 2, characterized in that the hole spacing (a) decreases from about 20 mm and there is increased to about 20 mm again.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochdurchmesser (d) des Lochbleches als Funktion des Ab standes von der Einbringvorrichtung ( 16 ) zunächst zunimmt und danach wieder abnimmt. 4. Device according to one of claims 2 or 3, characterized in that the hole diameter (d) of the perforated plate as a function of the ex object from the introduction device (16) initially increases and subsequently decreases again.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochdurchmesser (d) etwa zwischen 5 und 25 mm beträgt. 5. Device according to claim 4, characterized in that the hole diameter (d) is about 5-25 mm.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der Einlaufkammer ( 6 ) thermisch isoliert ist. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the outer periphery of the inlet chamber (6) is thermally insulated.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine thermische Isolation ( 24 ) aus einem oder mehreren der Werkstoffe Mineralwolle, Glaswolle und Steinwolle. 7. Device according to claim 6, characterized by a thermal insulation (24) of one or more of the materials mineral wool, glass wool and rock wool.
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