DE60130089T2

DE60130089T2 - Reduktionsmittelversorgungseinrichtung und Verfahren zur Verringerung oder Entfernung von NOx

Info

Publication number: DE60130089T2
Application number: DE60130089T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Toyota-shi Aichi-ken Itoh; Toshiaki Toyota-shi Aichi-ken Tanaka; Shinya Toyota-shi Aichi-ken Hirota; Koichiro Toyota-shi Aichi-ken Nakatani; Shigeki Nishio-shi Aichi-ken Daido; Naohisa Nishio-shi Aichi-ken Oyama
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2021-11-16
Also published as: US6725651B2; EP1210968B1; US20020056273A1; EP1210968A1; DE60130089D1; ES2292520T3

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Reduktionsmittelversorgungseinrichtung. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Emissionsregelsystem, welches ein Reduktionsmittel zur Entfernung oder Verringerung von NOx, das in einem von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenem Abgas enthalten ist, verwendet.
2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
In Emissionsregelsystemen, die angeordnet sind, um NOx aus einem Abgas zu entfernen oder zu verringern, das aus einem Verbrennungsmotor (z.B. ein Dieselmotor oder ein Magerverbrennungs-Ottomotor) ausgestoßen wird, der bei einem mageren Luft/Treibstoff Verhältnis (höher als der stöchiometrische Wert) betriebsfähig ist, sind NOx Katalysatoren des selektiven Reduktionstyps weit verbreitet. Solche NOx Katalysatoren des selektiven Reduktionstyps verwenden ein Reduktionsmittel in einer sauerstoffreichen Atmosphäre zur Verringerung oder Abbau von schädlichem NOx in dem Abgasausstoß.
Der NOx Katalysator des oben beschriebenen selektiven Reduktionstyps setzt herkömmlich Kohlenwasserstoff als das Reduktionsmittel ein. Es wurde allerdings vorgeschlagen, andere Arten von Reduktionsmitteln zu verwenden, wie etwa Harnstoff und andere von Ammoniak abgeleitete Reduktionsmittel. JP-A-7-323216 offenbart eine exemplarische Reduktionsmittelversorgungseinrichtung, die festen Harnstoff als das Reduktionsmittel verwendet.
In der in JP-A-7-323216 offenbarten Reduktionsmittelversorgungseinrichtung ist eine Treibstoff-verbrennende Schicht eines Katalysators in einem Abschnitt eines Abgaswegs angeordnet, der stromaufwärts von einer Denitrierungseinrichtung ist. Wenn eine Verbrennungseinrichtung (Motor) gestartet wird, wird Treibstoff zur Verbrennung in einen Abschnitt des Abgaswegs gesprüht, der stromaufwärts der Treibstoff-verbrennenden Katalysatorschicht ist. Die Versorgung mit dem Treibstoff wird beendet, wenn die Temperatur der Denitrierungseinrichtung einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Dann führt die Reduktionsmittelversorgungseinrichtung ein festes oder flüssiges Reduktionsmittel in einen Abschnitt des Abgaswegs stromaufwärts der Treibstoff-verbrennenden Katalysatorschicht ein. Die oben bezeichnete Veröffentlichung lehrt die Verwendung eines pulverförmigen Reduktionsmittels, wie etwa Melamin, Harnstoff und Cyanursäure.
Dadurch, dass das pulverförmige Reduktionsmittel, über die Treibstoff-verbrennende Katalysatorschicht gesprüht wird, wird das Reduktionsmittel für die Denitrierungsreaktion mit NOx in dem Abgas verdampft, wonach NOx in dem Abgas zu Stickstoff umgewandelt wird.
Die Denitrierungseinrichtung zur Denitrierung des Abgases, wie in der Veröffentlichung JP-A-7-323216 offenbart, verwendet ein festes Reduktionsmittel, das in einem Lagerbehälter gelagert wird. Wo alleine fester Harnstoff als das feste Reduktionsmittel verwendet wird, klumpt der feste Harnstoff, aufgrund einer Absorption von wässrigen Bestandteilen, während der Lagerung in dem Behälter zusammen und leidet folglich an einem geringen Mobilitätsgrad und einer schwierigen Regelung der Versorgungsmenge aus dem Tank.
In dem Fall, wo eine katalytische Einrichtung zur Umwandlung von NH₃ in NO in dem Abgasweg vorhanden ist, führt die Einführung von Reduktionsmittel, wie etwa festem Harnstoff, in einen Abschnitt des Weges stromauf der katalytischen Einrichtung, zu einer Oxidation des Reduktionsmittels, aufgrund seines Durchflusses durch die katalytische Einrichtung. Demzufolge ist das Reduktionsmittel nicht fähig, NOx in dem Abgas an dem stromabwärts der katalytischen Einrichtung angeordneten Katalysator der Denitrierungseinrichtung zu verringern oder zu entfernen. Der Abschnitt des Abgasweges in den das Reduktionsmittel eingeführt wird, muss folglich in Abhängigkeit von der spezifischen Position der katalytischen Einrichtung in dem Abgasweg bestimmt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine erste Aufgabe der Erfindung eine Reduktionsmittelversorgungseinrichtung bereitzustellen.
Eine zweite Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein die Reduktionsmittelversorgungseinrichtung enthaltendes Emissionsregelsystem bereitzustellen, welches eine wirkungsvolle Einführung eines festen Reduktionsmittels erlaubt.
Eine dritte Aufgabe der Erfindung ist es, ein die Reduktionsmittelversorgungseinrichtung enthaltendes Emissionsregelsystem bereitzustellen, welches ein Reduktionsmittel verwendet, das während Lagerung und Versorgung nicht zusammenklumpt, und welches in der Lage ist das Reduktionsmittel in einen Abschnitt eines Abgasweges eines Verbrennungsmotors einzuführen, so dass die Einführung des Reduktionsmittels in diesen Abschnitt des Abgassystems den Abgasausstoß des Motors nicht verschlechtert.
Ein für die Erfindung nützliches Reduktionsmittel enthält eine Mischung aus einem von Ammoniak abgeleiteten festen Reduktionsmaterial und eine wasserunlösliche Flüssigkeit, in der das feste Reduktionsmittel eingetaucht oder dispergiert ist.
Das von Ammoniak abgeleitete feste Reduktionsmaterial kann zum Beispiel Harnstoff, Biuret oder Ammoniumcarbamat sein.
Das feste Reduktionsmaterial kann in Pulver- oder Pelletform sein. Die Teilchen- oder Pelletgröße des festen Reduktionsmaterials ist wünschenswerterweise für eine leichte Handhabung durch ein angeschlossenes System oder Einrichtung ausgewählt und ist vorzugsweise nicht größer als 3,0 mm.
Die wasserunlösliche Flüssigkeit kann aus einer breiten Vielfalt von Mineralölen und Pflanzenölen ausgesucht sein. Beispiele für die Mineralöle enthalten Leichtöl, Kerosin, Benzin und Silikonöl. Beispiele für die Pflanzenöle enthalten Rapsöl, Kokosnussöl und Eukalyptusöl. Als die wasserunlösliche Flüssigkeit kann mindestens eines der Mineral- und Pflanzenöle verwendet werden. Eine Mischung von zweien oder mehreren Mineral- und/oder Pflanzenölen kann als die wasserunlösliche Flüssigkeit verwendet werden, solange die Mischung möglich ist.
Jede wasserunlösliche Flüssigkeit kann verwendet werden, so lange die wasserunlösliche Flüssigkeit das feste Reduktionsmaterial innerhalb der Masse der Flüssigkeit nicht auflöst und keinen nachteiligen Einfluss auf einen Katalysator hat, an welchen das feste Reduktionsmaterial angewendet werden soll. Zur einfachen Handhabung wird vorzugsweise ein durch den Motor verwendeter Treibstoff, wie etwa Benzin oder Leichtöl, als die wasserunlösliche Flüssigkeit verwendet, wo das Reduktionsmaterial für einen Katalysator zur Reinigung von Abgasen, die von einem Verbrennungsmotor ausgestoßen werden.
Die Temperatur der Mischung ist vorzugsweise niedriger als eine obere Grenze, über der das feste Reduktionsmaterial schmilzt oder erweicht. Diese Begrenzung der Temperatur ist erwünscht, um eine leichte Regelung der Einführung der Mischung zu gewährleisten und tatsächlich nur das feste Reduktionsmaterial einzuführen.
Genauer beschrieben, ist die Temperatur der Mischung während Lagerung und Versorgung niedriger als der Niedrigere von (i) dem Kochpunkt der wasserunlöslichen Flüssigkeit und (ii) dem Schmelz- oder Erweichungspunkt des festen Reduktionsmittels. Wo die Mischung festen Harnstoff als festes Reduktionsmaterial, und Leichtöl als die wasserunlösliche Flüssigkeit, enthält, liegt der Kochpunkt von den Leichtölen im Bereich von ungefähr 250°C bis ungefähr 350°C, während der Schmelzpunkt des festen Harnstoffs ungefähr 130°C ist, so dass die Temperatur der Mischung vorzugsweise unterhalb des Schmelzpunkts von festem Harnstoff gehalten wird.
Die wasserunlösliche Flüssigkeit hat vorzugsweise ein geringeres spezifisches Gewicht als das feste Reduktionsmaterial, so dass das feste Reduktionsmaterial nicht auf einer Masse der wasserunlöslichen Flüssigkeit treibt, oder vollständig an der Oberfläche angrenzend vorhanden ist, sondern innerhalb oder überall in der Masse der wasserunlöslichen Flüssigkeit verteilt oder dispergiert ist, um ein Zusammenklumpen des festen Reduktionsmaterials in eine große feste Masse zu verhindern oder die Leichtigkeit der Handhabung des Reduktionsmaterials zu verbessern.
Ein in einer geeigneten Lagereinrichtung gelagertes festes Reduktionsmittel kann durch jede geeignete Einspeiseeinrichtung in eine andere, mit einem geeigneten Heizer zur Verflüssigung des festen Reduktionsmittels versehenen Lagereinrichtung eingespeist werden, so dass das entstandene flüssige Reduktionsmittel durch eine geeignete Einfuhreinrichtung in einen Abschnitt eines Abgasweges eingeführt wird, der stromaufwärts von einem NOx Katalysator des selektiven Reduktionstyps ist.
Der Verbrennungsmotor für den das Reduktionsmittel verwendet wird, kann zum Beispiel ein Mager-Ottomotor oder ein Dieselmotor des Kraftstoffdirekteinspritzungstyps sein.
Der NOx Katalysator des selektiven Reduktionstyps kann ein aus Zeolith gebildetes Substrat und ein auf dem Substrat getragenes Ionen-ausgetauschtes Übergangsmetall enthalten. Der NOx Katalysator kann alternativ auch ein aus Zeolith oder Aluminiumoxid gebildetes Substrat und ein auf dem Substrat getragenes Edelmetall enthalten.
Das feste Reduktionsmittel kann in einer gewünschten Geschwindigkeit in einen Abgasweg durch einen geeigneten Versorger, wie etwa einem Injektor, eingeführt werden, der durch eine geeignete Regeleinrichtung, zum Beispiel eine im Allgemeinen zur Regelung eines Verbrennungsmotors verwendete elektronisch Regeleinheit (ECU), geregelt wird. Das feste Reduktionsmittel, das in den Abgasweg eingespritzt werden soll, braucht nicht verflüssigt oder gasförmig gemacht (verdampft) werden, kann aber während es im festen Zustand verbleibt fluidisiert werden. Das feste Reduktionsmittel kann alternativ in Pulverform in den Abgasweg eingeführt werden.
Das feste Reduktionsmaterial wird, wie oben beschrieben, mit der wasserunlöslichen Flüssigkeit als Mischung gelagert, so dass das feste Reduktionsmaterial kein in der Luft enthaltenen wässrigen Bestandteil absorbiert und die Teilchen oder Pellets des festen Reduktionsmaterials nicht in eine große feste Masse zusammenklumpen. Zusätzlich hat das Reduktionsmittel in der Gegenwart der wasserunlöslichen Flüssigkeit einen hohen Mobilitätsgrad zur einfachen Einführung in den Abgasweg.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Reduktionsmittelversorgungseinrichtung, zur Versorgung eines Denitrierungskatalysators mit einem Reduktionsmittel, für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, um die obige(n) Aufgabe(n) zu erfüllen. Das Reduktionsmittel enthält eine Mischung eines von Ammoniak abgeleiteten festen Reduktionsmaterials und eine wasserunlösliche Flüssigkeit. Die Reduktionsmittelversorgungseinrichtung ist betätigbar, um das Reduktionsmittel in einen Abschnitt eines Abgasweges des Verbrennungsmotors einzuführen, der stromaufwärts des Denitrierungskatalysators ist. Der Denitrierungskatalysator ist angeordnet, eine Reaktion zwischen NOx und Ammoniak (NH₃) einzuleiten, um die Umwandlung von NOx zu Stickstoff (N₂) voranzutreiben. Der Denitrierungskatalysator enthält, zum Beispiel, ein aus Titanoxid gebildetes Substrat und Molybdänoxid oder Vanadiumoxid, das auf dem Titanoxidsubstrat getragen wird.
Wenn der Abgasweg des Verbrennungsmotors nur den Denitrierungskatalysator hat, wird in einen Abschnitt des Abgasweges zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Denitrierungskatalysator das Reduktionsmittel eingeführt. In diesem Fall wird eine Reaktion zwischen dem Reduktionsmittel und in dem Abgas enthaltenem NOx eingeleitet, so dass NOx in harmlosen Stickstoff umgewandelt wird.
Wenn ein Katalysator in einem Abschnitt des Abgasweges zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Denitrierungskatalysator zur Umwandlung von NH₃ zu NO angeordnet ist, wird das Reduktionsmittel in einen Abschnitt des Abgasweges zwischen den oben bezeichneten Umwandlungskatalysator und dem Denitrierungskatalysator eingeführt. In diesem Fall wird das Reduktionsmittel bei dem stromabwärtigen Denitrierungskatalysator, ohne Oxidation durch den Umwandlungskatalysator, angewendet, so dass an dem Denitrierungskatalysator eine Denitrierungsreaktion zwischen dem Reduktionsmittel und NOx in dem Abgas eingeleitet wird.
Der Katalysator zur Umwandlung von NH₃ in NO ist in einem verhältnismäßig stromaufwärtigen Abschnitt des Abgasweges angeordnet. Der Katalysator kann ein oxidierender Katalysator, ein Drei-Wege-Katalysator, ein NOx Katalysator des Okklusionsreduktionstyps, ein NOx Katalysator des selektiven Reduktionstyps, ein DPR, DPNR oder ein Adsorptionskatalysator sein.
Der oxidierende Katalysator ist angeordnet, um in dem Abgas HC und CO zu H₂O und CO₂ zu oxidieren. Der Drei-Wege-Katalysator ist angeordnet, die Funktion des oxidierenden Katalysators durchzuführen und ist gleichzeitig fähig NOx in dem Abgas zu verringern, wenn das Abgas in Folge von Verbrennung eines Luft-Treibstoffgemisches mit dem stöchiometrischen Luft/Treibstoff Verhältnis hergestellt wird. Folglich ist der Drei-Wege-Katalysator fähig, die drei schädlichen Gasbestandteile in harmloses CO₂, H₂O und N₂ umzuwandeln.
Der NOx Katalysator des Okklusionsreduktionstyps ist angeordnet, um NOx zu absorbieren, wenn das Abgas ein mageres Luft/Treibstoff Verhältnis hat, und das absorbierte NOx zur Reduktion in N₂ freizusetzen, wenn die Sauerstoffkonzentration des Abgases gesenkt wird.
Der NOx Katalysator des selektiven Reduktionstyps ist angeordnet, um NOx in der Gegenwart von HC in einer sauerstoffreichen Atmosphäre zu verringern oder abzubauen.
Der DPR (Dieselpartikelreaktor) oder DPNR (Dieselpartikel NOx Verringerung) ist ein Partikelfilter der ein Aktivsauerstoff freisetzendes Mittel trägt, um auf dem Partikelfilter abgeschiedene Partikel zu oxidieren. Der DPR oder DPNR ist des Weiteren fähig NOx zu absorbieren, wenn das Abgas ein mageres Luft/Treibstoff Verhältnis hat, und das absorbierte NOx zur Reduktion zu N₂ freizusetzen, wenn der Sauerstoffgehalt des Abgases gesenkt wird.
Um die oben bezeichnete(n) Aufgabe(n) zu erfüllen, wird gemäß eines anderen Aspekts der Erfindung ein Emissionsregelsystem für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt. Das System enthält (a) einen Denitrierungskatalysator, der in einem Abgasweg des Verbrennungsmotors angeordnet ist, zur Verringerung oder zum Abbau von NOx und (b) eine Reduktionsmittelversorgungseinrichtung, die nahe des Abgaswegs angeordnet ist. Die Reduktionsmittelversorgungseinrichtung ist betätigbar eine geregelte Menge eines Reduktionsmittels zur Verwendung mit dem Denitrierungskatalysator in den Abgasweg einzuführen. Das Reduktionsmittel enthält eine Mischung eines von Ammoniak abgeleiteten festen Reduktionsmaterials und eine wasserunlösliche Flüssigkeit. Die Reduktionsmittelversorgungseinrichtung führt in diesem System das Reduktionsmittel in den Abgasweg ein, wenn ein erster Reinigungsanteil, der eine Fähigkeit des Denitrierungskatalysators darstellt die wasserunlösliche Flüssigkeit zu entfernen, größer ist als ein Grenzwert.
Bevorzugt wird die Einführung des Reduktionsmittels in den Abgasweg eingeleitet, wenn zusätzlich zu dem ersten Reinigungsanteil, ein zweiter Reinigungsanteil, der eine Fähigkeit des Denitrierungskatalysators darstellt HC zu entfernen und ein dritter Reinigungsanteil, der eine Fähigkeit des Denitrierungskatalysators darstellt NOx zu entfernen, größer sind als die entsprechenden Grenzwerte. Der Reinigungsanteil von jeweils der wasserunlöslichen Flüssigkeit, HC und NOx kann auf der Basis der ermittelten Temperatur des Abgases oder Denitrierungskatalysators bestimmt werden.
Der Denitrierungskatalysator ist zum Einleiten einer Reaktion zwischen NOx und Ammoniak (NH₃) angeordnet, um die Umwandlung von NOx in Stickstoff (N₂) zu fördern. Der Denitrierungskatalysator enthält beispielsweise ein aus Titanoxid gebildetes Substrat und ein Molybdänoxid oder Vanadiumoxid, dass auf dem Titaniumoxidsubstrat getragen wird.
Bevor die Temperatur des Abgases einen Wert erreicht hat, über dem die wasserunlösliche Flüssigkeit aus dem Abgas entfernt werden kann, kann die Anordnung die Einführung des Reduktionsmittels verhindern, so dass die wasserunlösliche Flüssigkeit des Reduktionsmittels nicht durch den Denitrierungskatalysator in die Atmosphäre gelangt. Wo die Einführung des Reduktionsmittels eingeleitet ist, werden nicht nur der Durchgang der wasserunlöslichen Flüssigkeit, sondern auch der von HO und NOx in die Atmosphäre verhindert, wenn die Reinigungsanteile der wasserunlöslichen Flüssigkeit, HO und NOx alle die vorbestimmten Werte überschritten haben.
Gemäß dem oben beschriebenen Prinzip dieser Erfindung, wird das feste Reduktionsmaterial als eine Mischung mit der wasserunlöslichen Flüssigkeit gelagert, so dass das feste Reduktionsmaterial einen in der Luft enthaltene wässrigen Bestandteil nicht absorbiert und die Teilchen oder Pellets des festen Reduktionsmittels nicht zu einer großen festen Masse zusammenklumpen.
Die wasserunlösliche Flüssigkeit bewirkt zusätzlich eine Verbesserung der Mobilität des Reduktionsmittels, welches das feste Reduktionsmaterial enthält, so dass das feste Reduktionsmaterial, wie etwa fester Harnstoff, leicht in den Abgasweg eingeführt werden kann. Das Reduktionsmittel kann des Weiteren in einem angemessenen Zustand des Abgases oder Denitrierungskatalysators eingeführt werden, um so eine wirksame Entfernung von NOx aus dem Abgas zu gewährleisten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorangegangenen und/oder weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus den folgenden Beschreibungen von exemplarischen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlicher, in denen gleiche Ziffern verwendet werden, um gleiche Komponenten darzustellen und wobei:
1 ein Reduktionsmittel zeigt, das ein festes Reduktionsmaterial enthält, gemäß einer exemplarischen Ausführungsform, wenn das Reduktionsmittel in einem Lagerbehälter gelagert wird;
2 eine schematische Ansicht ist, die ein exemplarisches Emissionsregelsystem veranschaulicht, das das in 1 gezeigte Reduktionsmittel verwendet;
3 eine schematische Ansicht im Querschnitt ist, die ein Versorgungssteuerungsventil zur Regelung der Versorgung mit dem Reduktionsmittel zeigt;
4 eine Ansicht ist, die ein Beispiel eines Abgasweges zeigt, in welchem ein Denitrierungskatalysator stromabwärts von einem stromaufwärtigen Katalysator angeordnet ist;
5 eine Ansicht ist, die ein Beispiel eines Abgasweges zeigt, in welchem ein Denitrierungskatalysator stromabwärts von einem DPR oder DPNR angeordnet ist;
6 eine Ansicht ist, die ein Beispiel eines Abgasweges zeigt, in welchem ein Denitrierungskatalysator stromabwärts von einem Okklusionsreduktionstyp NOx Katalysator angeordnet ist;
7 eine Ansicht ist, die ein Beispiel eines Abgasweges zeigt, in welchem ein Denitrierungskatalysator stromabwärts von einem oxidierenden Katalysator angeordnet ist;
8 eine Ansicht ist, die ein Beispiel eines Abgasweges zeigt, in welchem ein Denitrierungskatalysator stromabwärts von einem Drei-Wege-Katalysator angeordnet ist;
9 eine Ansicht ist, die ein Beispiel eines Abgasweges zeigt, in welchem ein Denitrierungskatalysator stromabwärts von einem DPF (Dieselpartikelfilter), welcher stromabwärts von einem oxidierenden Katalysator angeordnet ist, angeordnet ist;
10 eine Ansicht ist, die ein Beispiel eines Abgasweges zeigt, in welchem ein Denitrierungskatalysator stromabwärts von einem HC/NOx Adsorptionskatalysator angeordnet ist;
11 eine Ansicht ist, die ein Beispiel eines Abgasweges zeigt, in welchem ein Hoch-Temperaturtyp Denitrierungskatalysator stromabwärts von einem Niedrig-Temperaturtyp Denitrierungskatalysator angeordnet ist;
12 eine Ansicht ist, die ein Beispiel eines Abgasweges zeigt, in welchem ein Denitrierungskatalysator stromabwärts von einem DPF angeordnet ist; und
13 eine Ansicht ist, die eine Beziehung zwischen Abgastemperatur (Katalysatortemperatur) und Reinigungsanteil bezeichnet.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bezugnehmend auf die Zeichnungen werden exemplarisch bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die auf ein Reduktionsmittel angewandt werden, welches für einen Verbrennungsmotor in der Form eines Dieselmotors für ein Kraftfahrzeug verwendet wird.
Erste Ausführungsform
1 zeigt ein Beispiel eines Reduktionsmittels, das festen Harnstoff 1 als ein von Ammoniak abgeleitetes Reduktionsmaterial enthält. Der feste Harnstoff 1 ist in einer gepulverter Form und kann typischerweise eine Teilchengröße von, zum Beispiel, ungefähr 5 μm haben. Das in dieser Ausführungsform verwendete Reduktionsmittel ist eine Mischung des gepulverten Harnstoffs 1 und Leichtöl oder Gasöl 2, als eine wasserunlösliche Flüssigkeit. Diese Mischung wird in einem Lagerbehälter 12 gelagert. Folglich wird das Reduktionsmittel, welches das feste Reduktionsmaterial in der Form von dem festen Harnstoff 1 enthält, durch die wasserunlösliche Flüssigkeit, in der Form des Leichtöls 2, fluidisiert. In anderen Worten wird die Mischung des festen Harnstoffs 1 und des Leichtöls 2 als fluide Masse oder fluidisierte Masse angesehen.
Die wasserunlösliche Flüssigkeit hat vorzugsweise ein geringeres spezifisches Gewicht als die (ungefähr 1,2) von dem festen Harnstoff 1. In diesem Beispiel wird das Leichtöl 2, das ein niedriges spezifisches Gewicht hat, als die wasserunlösliche Flüssigkeit verwendet. Dementsprechend schwimmt der feste Harnstoff 1 nicht auf der Oberfläche des Leichtöls 2, sondern ist innerhalb oder überall im Leichtöl verteilt oder dispergiert, so dass der feste Harnstoff 1 und das Leichtöl 2 zusammenwirken, um eine vollkommen einheitliche fluide Mischung zu bilden.
Andere von Ammoniak abgeleitete Reduktionsmaterialien außer Harnstoff können in Ausführungsformen verwendet werden. Zum Beispiel können Biuret und Ammoniumcarbamat verwendet werden. In diesem Fall hat die wasserunlösliche Flüssigkeit, die in Kombination mit diesen von Ammoniak abgeleiteten Reduktionsmaterialien außer Harnstoff vorzugsweise ein spezifisches Gewicht, das niedriger ist als die der verwendeten Reduktionsmaterialien.
Als nächstes bezugnehmend auf 2 und 3 wird ein Beispiel eines Emissionsregelsystems, welches das oben beschriebene Reduktionsmittel verwendet, beschrieben. Das Emissionsregelsystem ist für einen Dieselmotor 50 vorgesehen, der eine Vielzahl von Zylindern enthält, von denen jeder einen Kolben 6 hat, die teilweise eine Verbrennungskammer 51 abgrenzen. Luft wird durch einen Luftfilter 3, durch ein Zuführungsrohr 4 in die Verbrennungskammer 51 eingeführt. Treibstoff wird zur Verbrennung bei einem mageren Luft/Treibstoff Verhältnis durch eine Treibstoffeinspritzventil 5 in die Verbrennungskammer 51 eingespritzt.
Ein von jeder Verbrennungskammer 51 ausgestoßenes Abgas wird durch ein Abgasrohr 7, einen NOx katalytischen Konverter 8 und einem stromabwärtigen Abgasrohr 9 in die Atmosphäre abgelassen. In dem NOx katalytischem Konverter 8 ist ein Zeolith-Siliciumdioxid-basierter NOx Katalysator 10 des selektiven Reduktionstyps, zur Verringerung oder Abbau von NOx in dem Abgas, in Gegenwart eines Reduktionsmittels, untergebracht.
Das Reduktionsmittel ermöglicht es dem NOx Katalysator 10 des selektiven Reduktionstyps, NOx zu verringern oder zu entfernen. Zu diesem Zweck ist das Emissionsregelsystem mit einer Reduktionsmittelversorgungseinrichtung 11 versehen, die nahe des Abgasrohrs 7 liegt, um das Reduktionsmittel in das stromaufwärtig des NOx katalytischen Konverters 8 angeordnete Abgasrohr 7 einzuführen.
Die Reduktionsmittelversorgungseinrichtung 11 ist angeordnet, um das Reduktionsmittel, das eine fluide Masse oder eine fluidisierte Masse ist, die eine Mischung aus dem festem Harnstoff 1 und dem Leichtöl 2 enthält, in das Abgasrohr 7 einzuführen. Die Einrichtung 11 enthält einen Reduktionsmittellagerabschnitt, der von dem Lagerbehälter 12, zur Lagerung des den festen Harnstoff 1 enthaltenden Reduktionsmittels zur Verfügung gestellt wird und ein Versorgungssteuerventil 14, welches unter dem Lagerbehälter 12 angeordnet ist und offen zu dem Abgasrohr 7 ist.
Der Lagerbehälter 12 hat einen Einlass 12a, der durch einen Deckel 12b geöffnet und geschlossen wird. Wie in 2 gezeigt, hat der Lagerbehälter 12 einen Auslass 12d durch eine untere Wand 12c gebildet. Der Auslass 12d ist durch einen Kommunikationsweg 12e mit dem Versorgungssteuerventil 14 verbunden. Der Lagerbehälter 12 ist ein Kartuschentyp und kann von einem Gehäuse 13 (3) entfernt werden, wenn der Lagerbehälter 12 gleitend in eine durch den Pfeil A in 2 bezeichnete Richtung bewegt wird. Wenn das in dem Lagerbehälter 12 gelagerte Reduktionsmittel vollständig aufgebraucht wurde, kann der Lagerbehälter 12 mit einem Neuen, der mit dem Reduktionsmittel befüllt ist, ausgetauscht werden.
Das Gehäuse 13, welches den Lagerbehälter 12 aufnimmt, ist mit einem Rückstandssensor 17 versehen, der angeordnet ist, um die Menge des im Lagerbehälter 12 verbliebenen Reduktionsmittels zu ermitteln. Der Rückstandssensor 17 legt an eine ECU 16 ein Ausgangssignal mit einem Niveau an, das proportional zu der ermittelten verbliebenen Menge des Reduktionsmittels ist. Wenn die verbliebene Menge des Reduktionsmittels, das durch das Ausgangssignal des Rückstandssensors 17 dargestellt wird, kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert ist (nachstehend als „Alarmgrenzwert" bezeichnet), aktiviert die ECU 16 ein Alarmlicht 23, dass auf einer Instrumentenkonsole 22 vorgesehen ist, welches informiert, dass die verbliebene Menge des Reduktionsmittels kleiner geworden ist als der Grenzwert.
Wenn die ECU 16 ein Ausgangssignal des Rückstandssensors 17 erhält, das einen unteren Grenzwert angibt, der noch kleiner ist als der oben bezeichnete Alarmgrenzwert, schaltet die ECU 16 die Reduktionsmittelversorgungseinrichtung 11 ab, so dass das Versorgungssteuerventil 14 vollständig geschlossen wird, um die Einführung des Reduktionsmittels zu stoppen.
In dem Beispiel in 2 ist das in dem Lagerbehälter 12 gelagerte Reduktionsmittel eine fluidisierte Masse, die eine Mischung aus dem festen Harnstoff 1 und dem Leichtöl 2 ist, wie oben beschrieben. Demzufolge kann das Reduktionsmittel, welches den festen Harnstoff 1 enthält, von dem Auslass 12d abwärts zu dem Versorgungssteuerventil 14 fließen.
Das Reduktionsmittel, das heißt die Mischung von dem festen Harnstoff 1 und dem Leichtöl 2, wird in das Abgasrohr 7 eingeführt, wie in 3 gezeigt, während die Durchflussgeschwindigkeit des Reduktionsmittels in das Abgasrohr 7 durch das Versorgungssteuerventil 14 geregelt wird. Das Versorgungssteuerventil 14 hat ein Nadelventil 14a an einem Ende davon und einen Versorgungsweg 14d, der sich in einer axialen Richtung erstreckt, um einen Ventilkörper 14c in der Form eines Kolben zu erhalten und welcher mit der Kommunikationsweg 12e verbunden ist, der sich von dem Lagerbehälter 12 erstreckt. Der Ventilkörper 14c wird durch eine Führung 14e geführt, so dass der Ventilkörper 14c hin- und herbewegbar ist. An dem hinteren Ende des Versorgungssteuerventils 14 ist ein Stopper 14f bereitgestellt, der auf einem hinteren Endabschnitt des Ventilkörpers 14c befestigt ist. Der Stopper 14f bleibt normalerweise mit einer Seite des hinteren Endes des Körpers des Versorgungssteuerventils 14 in Berührung. Eine Magnetspule 37 wird hinter den Stopper 14f angeordnet. Wenn die Magnetspule 37 unter Strom gesetzt wird, wird der Stopper 14f nach hinten zu der Magnetspule 37 gezogen.
Die Führung 14e für den Ventilkörper 14c ist mit einer Dichtung 14b auf seiner äußeren Umfangsoberfläche versehen, um ein Auslaufen des zugeführten Reduktionsmittels zu verhindern.
Der Betrieb des Versorgungssteuerventils 14 wird durch die ECU 16 geregelt. Das Unterstromsetzen der Magnetspule 37, als Antwort auf einen von der ECU 16 erhaltenen Befehl, bewirkt eine rückwärtige Bewegung des Stoppers 14f und eine folgende rückwärtige Bewegung des Ventilkörpers 14c, was wiederum bewirkt, das das Nadelventil 14a an der Vorderseite des Ventilkörpers 14c geöffnet wird. Demzufolge wird dem Reduktionsmittel ermöglicht in das Abgasrohr 7 in einer vorbestimmten Geschwindigkeit, für eine vorbestimmte Zeitdauer eingeführt zu werden. Die Durchflussgeschwindigkeit des Reduktionsmaterials in das Abgasrohr 7 durch das Nadelventil 14a wird durch die relative Einschaltdauer der Magnetspule 37 geregelt, die von der ECU 16 geregelt wird.
Nach dem Abschalten des Stroms an die Magnetspule 37 wird der Stopper 14f durch die Spannwirkung einer Feder 38 an seine ursprüngliche Position zurückgebracht, so dass das Nadelventil 14a geschlossen wird, um die Einführung des Reduktionsmittels zu beenden.
Die Reduktionsmittelversorgungseinrichtung 11 enthält des Weiteren eine Pumpe (nicht gezeigt) und einen Druck regulierenden Abschnitt, der einen Druckregulator 39 (2) enthält. Die Pumpe und der Druck regulierende Abschnitt sind stromaufwärts des Versorgungssteuerventils 14 angeordnet. Die Pumpe ist vorgesehen, um das Reduktionsmittel, das aus der Mischung aus dem festen Harnstoff 1 und dem Leichtöl 2 besteht, unter Druck zu setzen und das unter Druck gesetzte Reduktionsmittel zu dem Druck regulierenden Abschnitt zu bringen. Der Druckregulator 39 des Druck regulierenden Abschnitts ist angeordnet, um den Druck des Reduktionsmittels zu regeln.
Auf der anderen Seite ist das stromaufwärts des NOx katalytischen Konverters 8 angeordnete Abgasrohr 7 mit einem Temperatursensor 19 für ankommendes Gas versehen, um die Temperatur des Abgases zu ermitteln, dass in den NOx katalytischen Konverter 8 fließt. Der Temperatursensor 19 legt an die ECU 16 ein Ausgangssignal mit einem Niveau an, das proportional zu der ermittelten Temperatur des ankommenden Gases ist.
Das Abgasrohr 7 ist des Weiteren in einem Abschnitt davon, der stromaufwärts des Temperatursensors 19 für ankommendes Gas ist, mit einem NOx Sensor 21, zur Messung der in dem Abgas enthaltenen Menge an NOx versehen.
Das stromabwärtige Abgasrohr 9, das stromabwärts des katalytischen Konverters 8 angeordnet ist, ist mit einem Ammoniakgassensor 36 versehen, der ein Ausgangssignal an die ECU 16 mit einem Niveau anlegt, das proportional zu der gemessenen Menge an Ammoniakgas ist. Der Ammoniakgassensor 36 ist vorgesehen, ein Ausströmen von Ammoniakgas zu verhindern. Das heißt, die ECU 16 regelt in einer Rückkopplungsweise die Menge der Einführung des Harnstoff enthaltenden Reduktionsmittels auf der Grundlage der Menge des Ammoniakgases, die auf der Grundlage des Ausgangssignals des Ammoniakgassensors 36 ermittelt wird, so dass das Ausströmen des Ammoniakgases in das Abgasrohr 9 verhindert wird.
Die ECU 16 enthält einen Digitalcomputer, der einen ROM (Festwertspeicher), einen RAM (Schreib-Lese-Speicher) eine CPU (Prozessor), einen Eingabeanschluss und einen Ausgabeanschluss enthält, die durch einen bidirektionalen Bus miteinander verbunden sind. Die ECU 16 ist angeordnet, um nicht nur grundlegende Motorregelung durchzuführen, wie etwa eine Treibstoffeinspritzregelung des Dieselmotors 50, sondern auch eine Reduktionsmitteleinführungsregelung zur Regelung der Reduktionsmittelversorgungseinrichtung 11, um die Einführung des Reduktionsmittels, das den Harnstoff 1 enthält, in das Abgasrohr 7 zu regeln.
Um diese Regelungen durchzuführen, erhält die ECU 16 an ihrem Eingangsanschluss über einen D/A-Wandler ein Ausgangssignal eines Luftmengenmessers 20. Das Ausgangssignal des Luftmengenmessers 20 hat ein Niveau, das proportional zu einer Ansaugluftmenge ist. Die ECU 16 berechnet die Ansaugluftmenge auf der Grundlage des Ausgangssignals des Luftmengenmessers 20.
Der NOx Sensor 21, der in dem Abgasrohr 7 stromaufwärts des NOx katalytischen Konverters 8 angeordnet ist, ermittelt die Konzentration an NOx, die in den NOx katalytischen Konverter 8 strömt. Der NOx katalytische Konverter 8 legt an die ECU 16 ein Ausgangssignal mit einem Niveau an, das proportional zu der gemessenen Konzentration an NOx ist. Die ECU 16 berechnet die von dem Dieselmotor 50 ausgestoßene Menge an NOx auf der Grundlage der durch den NOx Sensor 21 ermittelten NOx Konzentration und der durch den Luftmengenmesser 20 ermittelten Ansaugluftmenge.
Auf der Grundlage der wie oben beschrieben berechneten Menge an NOx berechnet die ECU 16 eine gewünschte Einführungsmenge des Harnstoffs (Harnstoff enthaltendes Reduktionsmittel), die nötig ist, um das NOx zu verringern oder zu entfernen, und berechnet eine relative Einschaltdauer des Versorgungssteuerventils 14 welches eine Durchflussgeschwindigkeit des Reduktionsmittels erlaubt, die mit der berechneten gewünschten Einführungsmenge des Harnstoffs übereinstimmt. Die ECU 16 regelt das Versorgungssteuerventil 14 auf die berechnete relative Einschaltdauer.
Bei der Regelung der Reduktionsmitteleinführung braucht die Menge des NOx, die verwendet wird, um die gewünschte Einführungsmenge des Harnstoffs zu berechnen, nicht durch den NOx Sensor 21 ermittelt werden, sondern kann aus der Betriebsgeschwindigkeit des Dieselmotors 50 und dem Öffnungswinkel eines Drosselventils, das für den Motor vorgesehen ist, abgeschätzt werden.
Die Durchflussgeschwindigkeit des Reduktionsmaterials durch das Versorgungssteuerventil 14 schwankt, wenn es bei einer gegeben relativen Einschaltdauer betrieben wird, abhängig von der Temperatur der Mischung des Harnstoffs 1 und des Leichtöls 2 und des Gegendrucks bei dem Ausgangsende des Versorgungssteuerventil 14. In Anbetracht dieser Schwankung wird die gewünschte relative Einschaltdauer des Versorgungssteuerventils 14 auf der Grundlage der Temperatur der Mischung, die von einem Temperatursensor ermittelt wurde, und dem Druck des Abgases, der von einem Drucksensor für ankommendes Gas ermittelt wurde, korrigiert.
Der Betrieb des Emissionssteuersystems für den Dieselmotor 50 wird nun beschrieben. Wie oben beschrieben regelt die ECU 16 die relative Einschaltdauer des Versorgungssteuerventils 14 gemäß dem Betriebszustand des Dieselmotors 50, dass heißt gemäß der Menge an NOx die der Dieselmotor 50 erzeugt, um die optimale Menge des Reduktionsmittels (d.h. Die Mischung des Harnstoffs 1 und des Leichtöls 2) in das Abgasrohr 7 einzuführen. Das in das Abgasrohr 7 eingeführte Reduktionsmittel wird durch das Abgas erwärmt und wird infolgedessen in ein Reduktionsgas (Ammoniakgas) verdampft, das zusammen mit dem Abgas in den NOx katalytischen Konverter 8 strömt. Zu diesem Zeitpunkt fungiert das Leichtöl 2, das Teil der Mischung ist, dazu das Verdampfen des festen Harnstoffs 1 zu begünstigen.
Das Reduktionsgas verringert oder baut das in dem Abgas enthaltene NOx ab, wenn das Abgas durch den NOx Katalysator 10 des selektiven Reduktionstyps strömt. Das von NOx gereinigte Abgas wird dann durch das stromabwärtige Abgasrohr 9 in die Atmosphäre ausgestoßen.
Der NOx Katalysator 10 des selektiven Reduktionstyps hat eine Betriebseigenschaft, dass seine Effizienz zur Entfernung von NOx vergleichsweise niedrig ist, wenn die Temperatur des Abgases nicht höher als ein vorherbestimmter Grenzwert ist, und vergleichsweise hoch ist, wenn die Temperatur höher als der Grenzwert ist. Wenn die Temperatur des Abgases vergleichsweise niedrig ist, neigt folglich das in den NOx katalytischen Konverter 8 strömende Reduktionsgas, ohne eine Reduktionsreaktion mit dem NOx einzugehen, durch den NOx Konverter 8 in die Atmosphäre durchzuströmen. In Anbetracht dieser Tendenz ist die ECU 16 in dieser Ausführungsform angepasst das Versorgungssteuerventil 14 in dem vollständig geschlossenen Zustand zu halten, um die Einführung des Reduktionsmittels zu unterbinden und dadurch andererseits ein mögliches Ausströmen des Reduktionsgases zu verhindern, wenn die Temperatur des Abgases, das durch den Temperatursensor 19 für ankommendes Gas ermittelt wird, nicht höher als der vorherbestimmte Grenzwert ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Menge an durch den Dieselmotor 50 erzeugtem NOx auf der Grundlage der NOx Konzentration berechnet, die durch den NOx Sensor 21 ermittelt wird, der an dem Abgasrohr 7 stromaufwärtig des NOx katalytischen Konverters 8 angeordnet ist, und der Ansaugluftmenge, die durch den Luftmengenmesser 20 ermittelt wird. Allerdings kann die durch den Dieselmotor erzeugte NOx Menge auf die folgende Weise erhalten werden. Und zwar wird Experimentieren durchgeführt, um eine Beziehung zwischen der durch den Dieselmotor 50 erzeugten NOx Menge und den durch die Motorlast und Geschwindigkeit dargestellten Betriebsbedingungen des Motors 50 zu erhalten. Eine Datenkarte, die die so erhaltene Beziehung darstellt, wird in dem ROM der ECU 16 gespeichert. Bei Betrieb des Emissionssteuersystems ermittelt die ECU 16 die durch den Motor 50 erzeugte NOx Menge, auf der Grundlage der ermittelten Motorlast und Geschwindigkeit, und gemäß der gespeicherten Datenkarte. In diesem Fall erhält die ECU 16 durch ihren Eingangsanschluss ein Ausgangssignal eines Gaspedalsensors (nicht gezeigt) und ein Ausgangssignal eines Kurbelwinkelsensors (nicht gezeigt). Die Ausgangsspannung des Gaspedalsensors ist proportional zu dem Betriebsumfang des Gaspedals und auf der Grundlage des Ausgangssignals des Gaspedalsensors berechnet die ECU 16 die Motorlast. Der Kurbelwinkelsensor erzeugt ein Ausgangspuls für einen vorbestimmten Drehwinkel der Kurbelwelle des Dieselmotors 50 und auf der Grundlage des durch den Kurbelwinkelsensor erzeugten Ausgangspulses berechnet die ECU 16 die Motorgeschwindigkeit.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Reduktionsmittel eine fluidisierte Masse bestehend aus einer Mischung von festem Harnstoff 1 und einer wasserunlöslichen in der Form des Leichtöls 2. Das in dieser Ausführungsform verwendete fluidisierte Reduktionsmittel kann wie ein flüssiges Reduktionsmittel ohne Zusammenklumpen gelagert werden und die Einführungsmenge des Reduktionsmittels in das Abgasrohr 7 kann mittels Regelung der Durchflussgeschwindigkeit durch das Versorgungssteuerventil 14 wie gewünscht geregelt werden.
Das wie oben beschrieben aufgebaute Versorgungssteuerventil 14 erlaubt des Weiteren ein ausreichend hohes Maß an Genauigkeit der Regelung der Flussgeschwindigkeit des Reduktionsmaterials, welches eher eine fluidisierte Mischung eines Feststoffs (Harnstoff 1) und einer Flüssigkeit (Leichtöl 2) ist, als ein Gas.
Obwohl die vorliegende Ausführungsform abgestimmt ist das Reduktionsmittel in Form einer Mischung eines festen Reduktionsmaterials (fester Harnstoff 1) und einer wasserunlöslichen Flüssigkeit (Leichtöl 2) in das Abgasrohr eines Verbrennungsmotors einzuführen, ist es möglich ein Reduktionsmittel in der Form von flüssigem Harnstoff einzuführen, der durch Verflüssigung einer festen Harnstoffsubstanz unter Wärme hergestellt wird. Der flüssige als Reduktionsmittel dienende Harnstoff kann so in das Abgasrohr eingespritzt werden. In diesem Fall enthält die Reduktionsmittelversorgungseinrichtung 11 des Weiteren einen Harnstofflagerbehälter der unterhalb des Lagerbehälters 12 zur Lagerung der Mischung des festen Harnstoffs 1 und des Leichtöls 2 angeordnet ist. Der aus dem Lagerbehälter 12 eingespeiste feste Harnstoff 1 wird verflüssigt und in dem Harnstofflagerbehälter gelagert.
Der oben bezeichnete Harnstofflagerbehälter enthält eine Wärme erzeugende Quelle, wie etwa einen elektrischen Heizer (nicht gezeigt). Der Betrieb der Wärme erzeugenden Quelle wird durch die ECU 16 geregelt, um die Temperatur in dem Harnstofflagerbehälter in einem vorher bestimmten optimalen Bereich (z.B. von ungefähr 160°C bis ungefähr 230°C) beizubehalten, der geeignet ist den Harnstoff in einem flüssigen Zustand zu halten. In dieser Hinsicht ist angemerkt, dass der feste Harnstoff in Gas verwandelt werden kann, wenn die Temperatur in dem Harnstofflagerbehälter 15 höher als die obere Grenze des vorher bestimmten optimalen Bereichs ist.
Zwischen der Versorgungssteuereinrichtung 14 und dem Harnstofflagerbehälter zur Lagerung des festen Harnstoffs ist eine Pumpe (nicht gezeigt) und ein Druck regulierender Abschnitt, der einen Druckregulator enthält, bereitgestellt. Die Pumpe ist bereitgestellt, um den flüssigen Harnstoff unter Druck zu setzen und den unter Druck gesetzten flüssigen Harnstoff zu dem Druck regulierenden Abschnitt zu befördern. Der Druckregulator des Druck regulierenden Abschnitts ist angeordnet, um den Druck des flüssigen Harnstoffs zu regeln.
Der den flüssigen Harnstoff enthaltende Harnstofflagerbehälter ist mit einem Temperatursensor versehen, um die Temperatur des flüssigen Harnstoffs zu ermitteln. Der Temperatursensor legt an die ECU 16 ein Ausgangssignal mit einem Niveau an, das proportional zu der ermittelten Temperatur des flüssigen Harnstoffs ist.
Zweite Ausführungsform
In der zweiten Ausführungsform wird ein festes Reduktionsmaterial (fester Harnstoff), das in der Mischung des festen Reduktionsmaterials und einer wasserunlöslichen Flüssigkeit enthalten ist, von der wasserunlöslichen Flüssigkeit getrennt und in gasförmiges Reduktionsmittel umgewandelt, das in den Abgasweg gesprüht werden soll. In diesem Fall wird die Mischung einem Trennvorgang unterzogen, der einen Sieb verwendet, das verhindert, dass das feste Reduktionsmaterial diesen durchläuft, so dass das feste Reduktionsmaterial und die wasserunlösliche Flüssigkeit voneinander getrennt werden. Das so erhaltene feste Reduktionsmaterial wird in einem Lagertank gelagert, der mit dem Einspritzventil in Verbindung steht, und darin auf eine zur Vergasung geeigneten Temperatur erwärmt. Das so vergaste Reduktionsmittel wird durch das Einspritzventil in den Abgasweg eingesprüht, um dem Abgas zugefügt zu werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das feste Reduktionsmaterial (fester Harnstoff) als fluidisierte Mischung mit einer wasserunlöslichen Flüssigkeit gelagert, so dass das feste Reduktionsmaterial in pulverisierter Form nicht zu einer großen festen Masse zusammenklumpt und die fluidisierte Mischung ein hohes Maß an Mobilität hat. Die Fluidität der Mischung, die das feste Reduktionsmaterial enthält, erlaubt des Weiteren eine einfache Regelung der Einführungsmenge des festen Reduktionsmaterials in den Abgasweg.
Dritte Ausführungsform
Bezugnehmend auf 4 ist ein Beispiel eines Abgasweges zum Ablassen des aus einem Verbrennungsmotor 60 ausgestoßenen Abgases gezeigt, wobei ein Denitrierungskatalysator 70 stromabwärts von einem stromaufwärtigen Katalysator 62 angeordnet ist. Der stromaufwärtige Katalysator 62 ist im Allgemeinen stromaufwärts des Denitrierungskatalysators angeordnet und ist in der Lage HC und CO bei einer niedrigeren Temperatur als einer Aktivierungstemperatur des Denitrierungskatalysators 70 zu oxidieren.
Der stromaufwärtige Katalysator 62, der sich in einem verhältnismäßig stromaufwärtigen Abschnitt des Abgasweges befindet, fungiert auch zur Aktivierung des Denitrierungskatalysators 70 zu einem früheren Zeitpunkt. Wenn Harnstoff als Reduktionsmittel in einen Abschnitt des Abgasweges stromaufwärts des oxidierenden stromaufwärtigen Katalysators eingeführt wird, wird während des Durchgangs von NH₃ durch den oxidierenden Katalysator NH₃ zu NO oxidiert.
Dementsprechend erreicht die Einführung des Reduktionsmittels stromaufwärts des oxidierenden stromaufwärtigen Katalysators nicht die beabsichtigte Entfernung von NOx aus dem Abgas. In Anbetracht dessen wird das Reduktionsmittel in einen Abschnitt 64 des Abgasweges zwischen dem stromaufwärtigen Katalysator 62 und dem Denitrierungskatalysator 70 eingeführt, wo der stromaufwärtige Katalysator 62 stromaufwärts des Denitrierungskatalysators 70 angeordnet ist.
Vierte Ausführungsform
Bezugnehmend auf 5 ist ein Beispiel eines Abgasweges eines Verbrennungsmotors 60 gezeigt, in welchem ein DPR oder DPNR 66 bereitgestellt ist. Der DPR oder DPNR enthält einen Partikelfilter, der ein Aktivsauerstoff freisetzendes Mittel trägt, und dient dazu darauf abgeschiedene Feststoffe zu oxidieren. Des Weiteren ist der DPR oder DPNR in der Lage NOx zu absorbieren, wenn das Abgas ein mageres Luft/Treibstoff Verhältnis hat, und das NOx zur Reduktion zu N₂ wieder freizusetzen, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas verringert wird.
Wenn Harnstoff als ein Reduktionsmittel in einen Abschnitt des Abgasweges stromaufwärts eines oxidierenden Katalysators, als Teil des DPR oder DPNR, eingeführt wird, wird während des Durchgangs durch den oxidierenden Katalysator NH₃ zu NO oxidiert.
Dementsprechend erreicht die Einführung des Reduktionsmittels stromaufwärts des oxidierenden Katalysators, als Teil des DPR oder DPNR, nicht die beabsichtigte Entfernung von NOx aus dem Abgas. In Anbetracht dessen wird das Reduktionsmittel in einen Abschnitt 64 des Abgasweges zwischen dem stromaufwärtigen DPR oder DPNR 66 und dem Denitrierungskatalysator 70 eingeführt, wo der DPR oder DPNR 66 stromaufwärts des Denitrierungskatalysators 70 angeordnet ist.
Fünfte Ausführungsform
Bezugnehmend auf 6 ist ein Beispiel eines Abgasweges eines Verbrennungsmotors 60 gezeigt, in welchem ein Denitrierungskatalysator 70 stromabwärts eines NOx Katalysators 68 des Okklusionsreduktionstyps angeordnet ist. Zum Beispiel enthält der NOx Katalysator 68 des Okklusionsreduktionstyps (a) ein zum Beispiel aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) gebildetes Substrat; (b) mindestens ein Element, das auf dem Substrat getragen wird und ausgesucht ist aus Alkalimetallen, wie etwa Kalium (K), Natrium (Na), Lithium (Li) und Cäsium (Cs); Erdalkalimetallen, wie etwa Barium (Ba) und Calcium (Ca); und Seltenerdmetallen, wie etwa Lanthan (La) und Yttrium (Y); und (c) mindestens einem Edelmetall, wie etwa Platin (Pt), das auch auf dem Substrat getragen wird. Der NOx Katalysator vom Okklusionsreduktionstyp ist in der Lage Stickstoffoxide (NOx) in dem Abgas zu absorbieren, wenn das Abgas ein mageres Luft/Treibstoff Verhältnis hat, und NOx zur Reduktion freizusetzen, wenn die Sauerstoffkonzentration in Gegenwart des Reduktionsmittels verringert wird.
Der NOx Katalysator 68 des Okklusionsreduktionstyps ist in einem verhältnismäßig stromaufwärtigen Abschnitt des Abgasweges angeordnet. Wenn Harnstoff als ein Reduktionsmittel in einen Abschnitt des Abgasweges stromaufwärts des NOx Katalysators eingeführt wird, wird während des Durchgangs durch den NOx Katalysator NH₃ zu NO oxidiert.
Dementsprechend erreicht die Einführung des Reduktionsmittels stromaufwärts des NOx Katalysators nicht die beabsichtigte Entfernung von NOx aus dem Abgas. In Anbetracht dessen wird das Reduktionsmittel in einen Abschnitt 64 des Abgasweges zwischen den NOx Katalysator 68 des Okklusionsreduktionstyps und dem Denitrierungskatalysator 70 eingeführt, wo der NOx Katalysator 68 stromaufwärts des Denitrierungskatalysators 70 angeordnet ist.
Sechste Ausführungsform
Bezugnehmend auf 7 ist ein Beispiel eines Abgasweges eines Verbrennungsmotors 60 gezeigt, in welchem ein Denitrierungskatalysator 70 stromabwärts eines oxidierenden Katalysators 72 angeordnet ist. Der oxidierenden Katalysators 72 ist angeordnet, um CO und HC in dem Abgas in harmloses Kohlendioxid und Wasserdampf zu oxidieren.
Folglich ist der oxidierende Katalysator 72 in einem verhältnismäßig stromaufwärtigen Abschnitt des Abgasweges angeordnet. Wenn Harnstoff als ein Reduktionsmittel in einen Abschnitt des Abgasweges stromaufwärts eines oxidierenden Katalysators eingeführt wird, wird während des Durchgangs durch den NOx Katalysator NH₃ zu NO oxidiert.
Dementsprechend erreicht die Einführung des Reduktionsmittels stromaufwärts des oxidierenden Katalysators 72 nicht die beabsichtigte Entfernung von NOx aus dem Abgas. In Anbetracht dessen wird das Reduktionsmittel in einen Abschnitt 64 des Abgasweges zwischen dem oxidierenden Katalysator 72 und dem Denitrierungskatalysator 70 eingeführt, wo der oxidierende Katalysator 72 stromaufwärts des Denitrierungskatalysators 70 angeordnet ist.
Siebte Ausführungsform
Bezugnehmend auf 8 ist ein Beispiel eines Abgasweges eines Verbrennungsmotors 60 gezeigt, in welchem ein Denitrierungskatalysator 70 stromabwärts eines Drei-Wege-Katalysators (TWC) 74 angeordnet ist. Der Drei-Wege-Katalysators 74 ist in der Lage gleichzeitig eine Oxidation von CO und HC in harmloses Kohlendioxid und Wasserdampf und eine Reduktion von NOx zu Stickstoff zu bewirken.
Der Drei-Wege-Katalysators 74 ist in einem verhältnismäßig stromaufwärtigen Abschnitt des Abgasweges angeordnet. Wenn Harnstoff als ein Reduktionsmittel in einen Abschnitt des Abgasweges stromaufwärts des Drei-Wege-Katalysators eingeführt wird, wird während des Durchgangs durch den Drei-Wege-Katalysators NH₃ zu NO oxidiert.
Dementsprechend erreicht die Einführung des Reduktionsmittels stromaufwärts des Drei-Wege-Katalysators 74 nicht die beabsichtigte Entfernung von NOx aus dem Abgas. In Anbetracht dessen wird das Reduktionsmittel in einen Abschnitt 64 des Abgasweges zwischen dem Drei-Wege-Katalysators 74 und dem Denitrierungskatalysator 70 eingeführt, wo der Drei-Wege-Katalysators 74 stromaufwärts des Denitrierungskatalysators 70 angeordnet ist.
Achte Ausführungsform
Bezugnehmend auf 9 ist ein Beispiel eines Abgasweges eines Verbrennungsmotors 60 gezeigt, in welchem ein DPF (Dieselpartikelfilter) 75 stromabwärts eines oxidierenden Katalysators 76 angeordnet ist und ein Denitrierungskatalysator 70 stromabwärts des DPF angeordnet ist. Der oxidierende Katalysator 76 kann von dem DPF getragen werden. In diesem Fall reagiert ein Reduktionsmittel innerhalb des DPF aktiv mit Sauerstoff, so dass die Temperatur des Substrats des DPF mit hoher Geschwindigkeit erhöht werden kann, wodurch ein Verbrennen von Feststoffen gefördert wird.
Allerdings würde die Einführung von Harnstoff als ein Reduktionsmittel in einen Abschnitt des Abgasweges stromaufwärtig des oxidierenden Katalysators 76, während des Durchgangs durch den oxidierenden Katalysator, NH₃ zu NO oxidieren.
Dementsprechend erreicht die Einführung des Reduktionsmittels stromaufwärts des oxidierenden Katalysators 76 nicht die beabsichtigte Entfernung von NOx aus dem Abgas. In Anbetracht dessen wird das Reduktionsmittel in einen Abschnitt 64 des Abgasweges zwischen dem oxidierenden Katalysator 76 und dem Denitrierungskatalysator 70 eingeführt, wo der oxidierenden Katalysators 76 stromaufwärts des Denitrierungskatalysators 70 angeordnet ist.
Neunte Ausführungsform
Bezugnehmend auf 10 ist ein Beispiel eines Abgasweges eines Verbrennungsmotors 60 gezeigt, in welchem ein Denitrierungskatalysator 70 stromabwärts eines HC/NOx Adsorptionskatalysators 78 angeordnet ist. Der HC/NOx Adsorptionskatalysator 78 ist vorgesehen, um HC und NOx weiter zu adsorbieren, um ein Durchgang von HC und NOx durch den Denitrierungskatalysator 70 in die Atmosphäre zu verhindern, zumindest bis der stromabwärts des HC/NOx Adsorptionskatalysators angeordnete Denitrierungskatalysator aktiviert ist.
Weil NH₃ während des Durchgangs von NH₃ durch den Adsorptionskatalysator zu NO oxidiert wird, erreicht die Einführung von Harnstoff als ein Reduktionsmittel in einen Abschnitt des Abgasweges stromaufwärts des Adsorptionskatalysators nicht die beabsichtigte Entfernung von NOx aus dem Abgas. In Anbetracht dessen wird das Reduktionsmittel in einen Abschnitt 64 des Abgasweges zwischen dem Adsorptionskatalysators 78 und dem Denitrierungskatalysator 70 eingeführt, wo der Adsorptionskatalysator stromaufwärts des Denitrierungskatalysators angeordnet ist.
Zehnte Ausführungsform
Bezugnehmend auf 11 ist ein Beispiel eines Abgasweges eines Verbrennungsmotors 60 gezeigt, in welchem ein Denitrierungskatalysator 170 des Hoch-Temperaturtyps stromabwärts eines Denitrierungskatalysators 270 des Niedrig-Temperaturtyps angeordnet ist.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Reduktionsmittel in einen Abschnitt 264 eines Abgasweges stromaufwärts des Denitrierungskatalysator 270 des Niedrig-Temperaturtyps eingeleitet, wo der Niedrig-Temperatur-Denitrierungskatalysator 270 verwendet wird, und in einen Abschnitt 164 des Abgasweges stromaufwärts von dem Hoch-Temperatur-Denitrierungskatalysator 170, wo der Hoch-Temperatur-Denitrierungskatalysator verwendet wird. Wo die zwei Denitrierungskatalysatoren verwendet werden, wird das Reduktionsmittel in die entsprechenden Abschnitte 264, 164 des Abgasweges eingeführt, welche stromaufwärts der jeweiligen Denitrierungskatalysatoren 270, 170 sind.
Elfte Ausführungsform
Bezugnehmend auf 12 ist ein Beispiel eines Abgasweges eines Verbrennungsmotors 60 gezeigt, in welchem ein Denitrierungskatalysator 70 stromabwärts eines DPF 80 angeordnet ist. Der DPF 80 ist im Allgemeinen lediglich zum Entfernen von Feststoffen aus dem Abgas, ohne Oxidation von NH₃, angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform wird daher Harnstoff, der als ein Reduktionsmittel dient, in einen Abschnitt 64 des Abgasweges zwischen dem Verbrennungsmotor 60 und dem Denitrierungskatalysator 70 eingeführt. Alternativ kann der DPF stromabwärts des Denitrierungskatalysator angeordnet sein.
Wie oben beschrieben wird der Abschnitt des Abgasweges, in welchen das Reduktionsmittel eingeführt wird, abhängig von den Positionen der Katalysatoren ausgesucht, so dass NH₃, ohne Oxidation von NH₃ zu NO, den Denitrierungskatalysator erreicht, wobei das Abgas von NOx gereinigt werden kann.
Zwölfte Ausführungsform
In der Ausführungsform der 1–3 ist der NOx Katalysator 10 des selektiven Reduktionstyps in dem NOx katalytischem Konverter 8 enthalten. Allerdings kann ein Denitrierungskatalysator in dem NOx katalytischem Konverter 8 enthalten sein. Der Denitrierungskatalysator ist angeordnet, um eine Reaktion zwischen NOx und Ammoniak (NH₃) einzuleiten, um die Umwandlung von NOx zu Stickstoff (N₂) zu fördern. Zum Beispiel enthält der Denitrierungskatalysator ein aus Titanoxid gebildetes Substrat und ein Molybdänoxid oder Vanadiumoxid, das auf dem Titanoxidsubstrat getragen wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das Reduktionsmittel in den Abgasweg eingeführt, wenn die Temperatur des Abgases (Denitrierungskatalysators) eine Temperatur überschreitet, über welcher die Reinigungsanteile von HC und NOx und der Reinigungsanteil der Mischung des festen Harnstoffs und des Leichtöls alle höher sind als ein vorherbestimmter Grenzwert, zum Beispiel ungefähr 50%, wie in dem Graphen von 13 bezeichnet.
Im Detail beschrieben wird die Temperatur des Abgases (Denitrierungskatalysators) durch den Temperatursensor 19 für das ankommende Gas ermittelt, und der Reinigungsanteil der wasserunlöslichen Flüssigkeit (Leichtöl) und die Reinigungsanteile von HC und NOx auf der Grundlage der Temperatur des Abgases abgeschätzt. Wenn die abgeschätzten Reinigungsanteile der wasserunlöslichen Flüssigkeit, HC und NOx alle höher sind als der vorherbestimmte Grenzwert, wird das Reduktionsmittel in den Abgasweg eingeführt.
In der vorliegenden Ausführungsform sollte die Temperatur des Substrats des Denitrierungskatalysators gleich der Temperatur des Abgases sein und Datenkarten, die bekannte Beziehungen zwischen der Temperatur des Denitrierungskatalysators (Abgas) und den Reinigungsanteilen der Mischung des festen Harnstoffs und des Leichtöls, HC und NOx darstellen, sind auf dem ROM der ECU 16 gespeichert.
Nachdem der Motor 50 gestartet ist, wird die Temperatur des Denitrierungskatalysators auf der Grundlage des Ausgangssignals des Temperatursensors 19 für ankommendes Gas ermittelt und die oben bezeichneten Reinigungsanteile werden auf der Grundlage der ermittelten Temperatur und gemäß den gespeicherten Datenkarten, die die Beziehungen zwischen der Temperatur und den Reinigungsanteilen darstellen, wie in 13 bezeichnet, erhalten. Wenn die erhaltenen Reinigungsanteile alle den vorherbestimmten Grenzwert überschritten haben, wird mit der Einführung des Reduktionsmittels begonnen. In der vorliegenden Ausführungsform in der die Mischung des festen Harnstoffs und des Leichtöls verwendet wird, wird die Einführung des Reduktionsmittels gestartet, wenn die ermittelte Temperatur einen Grenzwert überschritten hat, über dem die Reinigungsanteile des Leichtöls, HC und NOx alle höher sind als der Grenzwert von ungefähr 50%, wie durch den Pfeil X in 13 bezeichnet.
In der vorliegenden Ausführungsform hält die ECU 16 das Versorgungssteuerventil 14 in einem vollständig geschlossenem Zustand, um die Einführung des Harnstoff enthaltenden Reduktionsmittels zu unterdrücken, um so ein Ausströmen des Reduktionsmittels in die Atmosphäre zu verhindern, während die Temperatur des Abgases (Denitrierungskatalysators), ermittelt durch den Temperatursensor 19 für ankommendes Gas, nicht höher ist als der oben bezeichnete Grenzwert.
Die vorliegende Ausführungsform, die die Mischung aus dem festen Harnstoff 1 und der wasserunlöslichen Flüssigkeit 2 verwendet, welche eine fluide oder fluidisierte Masse ist, erlaubt ein hohes Maß an Genauigkeit der Regelung der Durchflussmenge des Reduktionsmittels durch das Versorgungssteuerventil 14.
Dreizehnte Ausführungsform
Die vorliegende Ausführungsform ist auch angepasst das in der ersten Ausführungsform verwendete und in 2 gezeigte Emissionsregelsystem zur Einführung eines Harnstoff enthaltenden Reduktionsmittels in das Abgasrohr 7 zu verwenden. In dieser Ausführungsform verwendet das Emissionsregelsystem jedoch Kerosin als eine in dem Reduktionsmittel enthaltene wasserunlösliche Flüssigkeit, so dass eine Mischung aus festem Harnstoff 1 und dem Kerosin als Reduktionsmittel in das Abgasrohr 7 eingeführt wird.
Wie in der zwölften Ausführungsform wird die Einführung des Reduktionsmittels, das die Mischung aus dem festen Harnstoff und dem Kerosin enthält, begonnen, wenn die Reinigungsanteile der Mischung, HC und NOx alle den vorherbestimmten Grenzwert überschritten haben.
Die Einführung des Reduktionsmittels wird nämlich begonnen, wenn die ermittelte Temperatur des Abgases (Denitrierungskatalysators) einen Grenzwert überschritten hat, über welchem die Reinigungsanteile des Kerosins, HC und NOx alle höher sind als der Grenzwert von ungefähr 50%, wie durch den Pfeil Y in 13 bezeichnet.
Vierzehnte Ausführungsform
Die vorliegende Ausführungsform ist auch angepasst das Emissionsregelsystem, welches in der ersten Ausführungsform verwendet und in 2 gezeigt ist, zur Einführung eines Harnstoff enthaltenden Reduktionsmittels in das Abgasrohr 7 zu verwenden. In dieser Ausführungsform verwendet das Emissionsregelsystem jedoch Silikonöl als eine in dem Reduktionsmittel enthaltene wasserunlösliche Flüssigkeit, so dass eine Mischung aus festem Harnstoff 1 und dem Silikonöl als Reduktionsmittel in das Abgasrohr 7 eingeführt wird.
Wie in der zwölften Ausführungsform wird die Einführung des Reduktionsmittels, das die Mischung aus dem festen Harnstoff und dem Silikonöl enthält, begonnen, wenn die Reinigungsanteile der Mischung, HC und NOx alle den vorherbestimmten Grenzwert überschritten haben.
Die Einführung des Reduktionsmittels wird nämlich begonnen, wenn die ermittelte Temperatur des Abgases (Denitrierungskatalysators) einen Grenzwert überschritten hat, über welchem die Reinigungsanteile des Silikonöls, HC und NOx alle höher sind als der Grenzwert von ungefähr 50%, wie durch den Pfeil Z in 13 bezeichnet.
Folglich wird das Reduktionsmittel nur in den Abgasweg eingeführt, nachdem die Temperatur des Abgases auf einen Wert erhöht wurde, bei welchem der Reinigungsanteil der wasserunlöslichen Flüssigkeit ausreichend hoch ist, so dass die Einführung des Reduktionsmittels, das ein festes Reduktionsmaterial (z.B. Harnstoff) enthält, eine wirksame Verringerung oder Entfernung von NOx erlaubt, während eine Verschlechterung der Abgasemission des Verbrennungsmotors verhindert wird.

Claims

Reduktionsmittelversorgungseinrichtung zur Verringerung oder Entfernung von NO in einem Abgas eines Verbrennungsmotors einschließlich eines Abgaswegs, enthaltend: einen Behälter (12, 13) zur Lagerung eines Reduktionsmittels (1) enthaltend eine Mischung eines von Ammoniak abgeleiteten, festen Reduktionsmaterials und eine wasserunlösliche Flüssigkeit, welche das feste Reduktionsmaterial nicht auflöst; und ein Versorgungssteuerventil (14) welches mit dem Behälter über einen Kommunikationsweg (12e) verbunden ist, wobei das Versorgungssteuerventil betätigbar ist, um eine geregelte Menge des Reduktionsmittels in den Abgasweg des Verbrennungsmotors einzuleiten; dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionsmittelversorgungseinrichtung des Weiteren einen Regler (16) enthält, welcher angeordnet ist den Betrieb des Versorgungssteuerventils zu regeln, so dass eine geregelte Menge des Reduktionsmittels in den Abgasweg eingeführt wird, wenn ein erster Reinigungsanteil, welcher den Anteil der durch einen Denitrierungskatalysator entfernten wasserunlöslichen Flüssigkeit verkörpert, größer als ein erster Grenzwert ist, wobei der erste Reinigungsanteil aus gespeicherten Datenkarten erhältlich ist, stellvertretend für das Verhältnis zwischen der erfassten Temperatur des Abgases oder des Denitrierungskatalysators und den Reinigungsanteilen.
Reduktionsmittelversorgungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor einschließlich eines Abgasweges nach Anspruch 1, wobei der Regler (16) des Weiteren so angeordnet ist, um den Betrieb des Versorgungssteuerventils zu regeln, so dass eine geregelte Menge des Reduktionsmittels in den Abgasweg eingeführt wird, wenn ein zweiter Reinigungsanteil, welcher den Anteil von durch einen Denitrierungskatalysator entfernten HC darstellt und ein dritter Reinigungsanteil, welcher den Anteil von durch einen Denitrierungskatalysator entfernten NO darstellt, größer als ein jeweiliger zweiter und dritter Grenzwert sind.
Reduktionsmittelversorgungseinrichtung nach Ansprüchen 1 oder 2, wobei das Reduktionsmaterial in einem festen Zustand in den Abgasweg eingeführt wird, wobei das Reduktionsmaterial verteilt wird, während es in einem festen Zustand verbleibt.
Emissionsregelsystem für einen Verbrennungsmotor einschließlich eines Abgasweges, enthaltend: einen Denitrierungskatalysator (10), der in dem Abgasweg des Verbrennungsmotors angeordnet ist, um NO zu verringern oder abzubauen; und eine Reduktionsmittelversorgungseinrichtung (11) wie in einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3 definiert.
Emissionsregelsystem nach Anspruch 4, des Weiteren enthaltend: einen Katalysator (62, 66, 68, 72, 74, 76) der NH₃ in NO umsetzt, welcher in einem ersten Abschnitt des Abgaswegs angeordnet ist, der zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Denitrierungskatalysator ist, und wobei die Reduktionsmittelversorgungseinrichtung so angeordnet ist, dass sie das Reduktionsmittel in einen zweiten Abschnitt (64) des Abgasweges einführt, der zwischen dem Katalysator und dem Denitrierungskatalysator ist.
Emissionsregelsystem nach Anspruch 4 oder 5, des Weiteren enthaltend: einen stromabwärts des Denitrierungskatalysators angeordneten Ammoniaksensor (36); und einen Regler (16), der die geregelte Menge des Reduktionsmittels basierend auf einem Erfassungswert des Ammoniaksensors berichtigt.
Verbrennungsmotor, enthaltend: einen Abgasweg (7, 9); und ein Emissionsregelsystem wie in einem beliebigen der Ansprüche 4 bis 6 definiert.
Verfahren zur Verringerung oder Entfernung von NO_x in einem Abgas, welches in einem Abgasweg eines Verbrennungsmotors enthalten ist, enthaltend: Anbringen eines Denitrierungskatalysators (10), der NO_x verringert oder abbaut, in den Abgasweg des Verbrennungsmotors; und Einführen einer geregelten Menge des Reduktionsmittels (1), der eine Mischung eines von Ammoniak abgeleiteten, festen Reduktionsmaterials und eine wasserunlösliche Flüssigkeit, die das feste Reduktionsmaterial nicht auflöst, enthält, in den Abgasweg stromaufwärts des Denitrierungskatalysators, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren enthält: Einführen des Reduktionsmittels in den Abgasweg wenn ein erster Reinigungsanteil, welcher einen Anteil der durch einen Denitrierungskatalysator entfernten wasserunlöslichen Flüssigkeit darstellt, größer als ein Grenzwert ist, wobei der erste Reinigungsanteil aus gespeicherten Datenkarten erhältlich ist, stellvertretend für das Verhältnis zwischen der erfassten Temperatur des Abgases oder des Denitrierungskatalysators und den Reinigungsanteilen.
Verfahren nach Anspruch 8, des Weiteren enthaltend: Einführen des Reduktionsmittel in den Abgasweg wenn ein zweiter Reinigungsanteil, welcher den Anteil von durch einen Denitrierungskatalysator entfernten HC darstellt und ein dritter Reinigungsanteil, welcher den Anteil von durch einen Denitrierungskatalysator entfernten NO darstellt, größer als ein jeweiliger zweiter und dritter Grenzwert ist.
Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 8, 9, des Weiteren enthaltend: Erfassen einer Menge an Ammoniakgas im Abgasweg stromabwärts des Denitrierungskatalysators; und Berichtigung der geregelten Menge des Reduktionsmittels basierend auf der erfassten Menge des Ammoniakgases.