DK3172415T3 - Katalysatorenhed og udstødningsgaskatalysator - Google Patents
Katalysatorenhed og udstødningsgaskatalysator Download PDFInfo
- Publication number
- DK3172415T3 DK3172415T3 DK15745399.4T DK15745399T DK3172415T3 DK 3172415 T3 DK3172415 T3 DK 3172415T3 DK 15745399 T DK15745399 T DK 15745399T DK 3172415 T3 DK3172415 T3 DK 3172415T3
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- catalyst
- catalyst body
- housing
- edges
- gap
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 205
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003863 metallic catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2825—Ceramics
- F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
- B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/011—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel
- F01N13/017—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel the purifying devices are arranged in a single housing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
- F01N3/2853—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/70—Non-metallic catalysts, additives or dopants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
- F01N2330/48—Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the number of flow passages, e.g. cell density
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2350/00—Arrangements for fitting catalyst support or particle filter element in the housing
- F01N2350/02—Fitting ceramic monoliths in a metallic housing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2450/00—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
- F01N2450/30—Removable or rechangeable blocks or cartridges, e.g. for filters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
- F01N2590/02—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
Beskrivelse
Opfindelsen angår en katalysatorenhed ifølge den indledende del af krav 1. Opfindelsen angår endvidere en udstødningsgaskatalysator.
Udstødningsgaskatalysatorer til store motorer, som f.eks. til forbrændingsmotorer i kraftværker eller til skibsdieselforbrændingsmotorer, råder typisk over flere katalysatorenheder, hvor hver katalysatorenhed omfatter et ikke-metallisk katalysatorlegeme, især keramisk eller opbygget af fibermåtter, der gennemstrømmes af udstødningsgas, og et metallisk hus, der afsnitsvist omgiver katalysatorlegemet. Den pågældende katalysatorenheds metalliske hus tjener til defineret tilslutning af den pågældende katalysatorenhed til andre konstruktionsenheder af et udstødningsgassystem af forbrændingsmotoren, f.eks. tilslutning til udstødningsgasførende ledninger. En katalysatorenheds keramiske katalysatorlegeme, der ved udstødningsgaskatalysatorer til store motorer har en i det væsentlige kasseformet kontur med en i det væsentlige rektangulær indstrømningsside og en i det væsentlige rektangulær udstrømningsside, betegnes også som bikage eller honeycomb og en katalysatorenheds hus også som canning. Et keramisk katalysatorlegeme til en katalysatorenhed erfikseret i katalysatorenhedens metalliske hus via mindst en lejemåtte, der er positioneret i en spalte mellem katalysatorlegemet og huset af den pågældende katalysatorenhed. Til stationære kraftværksanvendelser kan katalysatorlegemet fikseres tilstrækkeligt i katalysatorenhedens hus via en eller flere lejemåtter uden yderligere særlige foranstaltninger. Især til ikke-stationære anvendelser, som f.eks. til skibsanvendelser eller marineanvendelser, er der dog det problem, at katalysatorenheden er udsat for svingninger eller vibrationer, som kan medføre forskydning af katalysatorlegemet i den pågældende katalysatorenhed eller endda frigørelse af denne fra katalysatorenhedens hus.
Derfor er der et behov for en katalysatorenhed, især til skibsanvendelser eller marineanvendelser, hvori en katalysatorenheds katalysatorlegeme trods belastning pga. vibrationer eller svingninger kan holdes sikkert i huset deraf, uden at der er fare for forskydning af katalysatorlegemet eller frigørelse deraf.
Fra WO 2014/050179 A kendes allerede en katalysatorenhed af den indledningsvist beskrevne art.
Ud fra dette er det formålet med den foreliggende opfindelse på ny at dimensionere en katalysatorenhed til en udstødningsgaskatalysator til optimal optagelse i et hus.
Dette formål opfyldes med en katalysatorenhed ifølge krav 1. Ifølge opfindelsen har rander og kanter af katalysatorlegemet, der begrænser indstrømningssiden og udstrømningssiden, hver især mål på mellem 210 mm og 280 mm; hvor spalten mellem katalysatorlegemets rander og det metalliske hus set vinkelret på gennemstrømningsretningen har et mål, der bestemmes ifølge følgende forhold: s<p*5, hvor s er spaltens mål i mm, og hvor p er den dimensionsløse sum af lejemåttens eller hver lejemåttes tæthed, der er udtrykt i kg/m2. Det er en erkendelse ved den foreliggende opfindelse, at et katalysatorlegeme i kraft af de definerede mål af katalysatorlegemets indstrømningsside og udstrømningsside og i kraft af den definerede dimensionering af spalten mellem katalysatorlegemet og huset, der afhænger af lejemåttens eller hver lejemåttes tæthed, særligt fordelagtigt kan optages i et hus ved dannelse af en katalysatorenhed, uden at der er fare for, at katalysatorlegemet som følge af i drift optrædende vibrationsbelastninger og svingningsbelastninger forskydes i huset eller frigør sig fra den pågældende katalysatorenheds hus. Derved er et enkelt katalysatorlegeme anbragt i den pågældende katalysatorenheds hus.
Ifølge en fordelagtig videreudvikling bestemmes spaltens mål mellem katalysatorlegemets rander og metalhuset ifølge følgende angivelse: s<p*4, lejemåttens eller hver lejemåttes tæthed er mellem 0,9 kg/m2 og 2,2 kg/m2. Hermed kan fikseringen af en katalysatorenheds katalysatorlegeme i katalysatorenhedens hus forbedres yderligere.
Ifølge en yderligere fordelagtig videreudvikling har huset ved et tværsnit, der strækker sig vinkelret på katalysatorlegemets gennemstrømningsretning en i det væsentlige rektangulær tværsnitsflade, hvor rander eller kanter af huset, der begrænser tværsnitsfladen, og som strækker sig parallelt med katalysatorlegemets rander eller kanter, som begrænser indstrømningssiden og udstrømningssiden mål mellem 220 mm og 290 mm, hvor sidevægge af huset vinkelret på katalysatorlegemets gennemstrømningsretning har en vægtykkelse på mellem 0,9 mm og 2,2 mm, og hvor spaltens mål vinkelret på katalysatorlegemets gennemstrømningsretning er maksimalt 8 mm, fortrinsvis 6 mm. Hermed kan fikseringen af en katalysatorenheds katalysatorlegeme i katalysatorenhedens hus forbedres yderligere.
Ifølge opfindelsen omfatter huset i området ved indstrømningssiden og i området ved udstrømningssiden af katalysatorlegemet fremspring, der i det mindste delvist lukker spalten mellem katalysatorlegemet og huset og i projektion dækker indstrømningssiden og udstrømningssiden ved siden af katalysatorlegemets rander eller kanter, der begrænser indstrømningssiden og udstrømningssiden. Fikseringen af katalysatorenhedens katalysatorlegeme i huset kan forbedres yderligere ved hjælp af disse fremspring. Endvidere overtager disse fremspring en tætningsfunktion og forbedrer derved gennemstrømningen af katalysatorenhedens katalysatorlegeme med udstødningsgas. Disse fremspring har højst en bredde på 20 mm, fortrinsvis en bredde på 7 mm til 17 mm.
Foretrukne videreudviklinger af opfindelsen fremgår af underkravene og den følgende beskrivelse. Udførelseseksempler på opfindelsen vil, uden at begrænse sig hertil, blive nærmere forklaret ved hjælp af tegningen. Her viser:
Fig. 1: en perspektivisk visning af en katalysatorenhed ifølge opfindelsen til en udstød n i n gsgaskatalysato r;
Fig. 2: en visning oppefra af katalysatorenhedens indstrømningsside;
Fig. 3: en perspektivisk visning af katalysatorlegemet af katalysatorenheden ifølge opfindelsen i fig. 1 og 2; og Fig. 4: en visning oppefra af katalysatorlegemets indstrømningsside.
Den foreliggende opfindelse angår en katalysatorenhed til en udstødningsgaskatalysator i en forbrændingsmotor til skibsanvendelser eller marineanvendel-ser og en udstødningsgaskatalysator.
Katalysatorenheden ifølge opfindelsen er især udformet som SCR-katalysa-torenhed til en SCR-udstødningsgaskatalysator af en skibsdieselforbrændingsmotor.
Fig. 1 og 2 viser forskellige visninger af en katalysatorenhed 10 ifølge opfindelsen, hvor katalysatorenheden 10 omfatter et keramisk katalysatorlegeme 11, der gennemstrømmes af udstødningsgas, og som er anbragt i et metalhus 12. I katalysatorenhedens 10 metalhus 12 er der anbragt et enkelt keramisk katalysatorlegeme 11.
Katalysatorlegemet 11, der er vist alene i fig. 3 og 4, har en i det væsentlige kasseformet kontur med en i det væsentlige rektangulær indstrømningsside 13 og en ligeledes i det væsentlige rektangulær udstrømningsside 14. Mellem indstrømningssiden 13 og udstrømningssiden 14 strækker der sig kanaler, som gennemstrømmes af udstødningsgas, hvor en gennemstrømningsretning af katalysatorlegemet 11 er visualiseret med en pil 15 i fig. 3. Mellem katalysatorlegemets 11 indstrømningsside 13 og udstrømningsside 14 strækker der sig lukkede sidevægge 16 af katalysatorlegemet 11.
Katalysatorlegemet 11 med den i det væsentlige kasseformede kontur har således fire lukkede sidevægge 16, der strækker sig mellem katalysatorlegemets 11 indstrømningsside 13 og udstrømningsside 14, hvor både indstrømningssiden 13 og udstrømningssiden 14 og de langsgående sider 16 i det væsentlige har en rektangulær kontur. Indstrømningssiden 13 og udstrømningssiden 14 muliggør en gennemstrømning af katalysatorlegemet 11 med udstødningsgas gennem katalysatorlegemets 11 kanaler, der strækker sig mellem indstrømningssiden 13 og udstrømningssiden 14, hvor katalysatorlegemet 11 er lukket i området ved de langsgående sider 16, der strækker sig mellem indstrømningssiden 13 og udstrømningssiden 14.
Katalysatorenhedens 10 metalhus 12 omgiver katalysatorlegemet 11 afsnitsvist, nemlig på en sådan måde, at huset 12 ikke forringer gennemstrømningen af katalysatorlegemet 11 med udstødningsgas. Således fremgår det især af fig. 1, at katalysatorenhedens 11 hus 12 har sidevægge 17, der strækker sig parallelt med katalysatorlegemets 11 lukkede sidevægge 16. I området ved katalysatorlegemets 11 indstrømningsside 13 og udstrømningsside 14 frigiver huset 12 katalysatorlegemet 11.
Mellem katalysatorenhedens 10 katalysatorlegeme 11 og hus 12 er der udformet en spalte 18, der strækker sig omløbende omkring denne set vinkelret på katalysatorlegemets 11 gennemstrømningsretning, således at spalten 18 er udformet mellem alle fire sidevægge 16 af katalysatorlegemet 11 og de tilgrænsende sidevægge 17 af katalysatorenhedens 10 hus 12. I denne spalte 18 er der positioneret mindst en lejemåtte, som ikke er vist i figurerne, for at fiksere katalysatorlegemet 11 i katalysatorenhedens 10 hus 12.
Ved katalysatorenheden 10 ifølge opfindelsen har rander og kanter 19 af katalysatorlegemet 11, der begrænser indstrømningssiden 13 og udstrømningssiden 14, hver især mål på mellem 210 mm og 280 mm. Når alle fire rander eller kanter 19 har identiske mål, har indstrømningssiden 13 og udstrømningssiden 14 i det væsentlige en kvadratisk kontur.
Spalten 18 mellem katalysatorlegemet 11 og metalhuset 12, nemlig katalysatorlegemets 11 og husets 12 sidevægge 16 og 17, har set vinkelret på katalysatorlegemets 11 gennemstrømningsretning 15 et mål, der bestemmes ifølge følgende forhold: s^p*5, hvor s er spaltens mål i mm (millimeter), og hvor p er den dimensionsløse sum af lejemåttens eller hver lejemåttes tæthed, der er udtrykt i kg/m2 (kilogram pr. kvadratmeter). Fortrinsvis afmåles spalten 18 mellem katalysatorlegemet 11 og metalhuset 12 set vinkelret på katalysatorlegemets 11 gennemstrømningsretning 15 ifølge følgende forhold: s^p*4. tætheden af lejemåtten eller hver lejemåtte, der anvendes til fiksering af katalysatorlegemet 11 i huset 12 udgør fortrinsvis mellem 0,9 kg/m2 og 2,2 kg/m2.
Lejemåtten, der anvendes til fiksering, har fortrinsvis en samlet fiberandel på mellem 50 % og 70 % og en vermiculitandel på mellem 30 % og 50 %. S1O2-andelen af den samlede fiberandel udgør mindst 55 %.
Katalysatorlegemet 11, der gennemstrømmes af udstødningsgas, har en længde, der bestemmes af afstanden mellem indstrømningssiden 13 og udstrømningssiden 14, hvor denne længde især er mellem 500 mm og 690 mm, fortrinsvis 550 mm til 660 mm, særligt foretrukket 590 mm til 630 mm. En længde på rander eller kanter 20 af katalysatorlegemet 11, der strækker sig vinkelret på randerne 19 på indstrømningssiden 13 og udstrømningssiden 14, ligger således i dette område.
Spaltens 18 mål, der defineres vinkelret på gennemstrømningsretningen 15, er fortrinsvis identisk over hele katalysatorlegemets 11 længde. På grund af katalysatorlegemets 11 tolerancer kan spaltens 18 mål set i gennemstrømningsretningen dog også variere vinkelret på gennemstrømningsretningen. Særligt foretrukket er en katalysatorenhed, hvis rander eller kanter 19, der begrænser indstrømningssiden 13 og udstrømningssiden 14, har hver især et mål mellem 210 mm og 280 mm, fortrinsvis mellem 230 og 260 mm, og hvis rander eller kanter 20, der definerer katalysatorlegemet 11 længde, har en længde mellem 500 mm og 690 mm, fortrinsvis 550 mm til 660 mm, særligt foretrukket 590 mm til 630 mm. Huset 12 har rander eller kanter 21, der i det væsentlige strækker sig parallelt med randerne eller kanterne 19 af katalysatorlegemets 11 indstrømningsside 13 og udstrømningsside 14, og som haren længde på mellem 220 mm og 290 mm, fortrinsvis 240 mm til 260 mm. Husets 12 rander eller kanter 22, der strækker sig vinkelret på husets 12 rander eller kanter 21 og i det væsentlige parallelt med randerne og kanterne 20 af katalysatorlegemet 11 og bestemmer længden på huset 12, har et mål på mellem 510 mm og 710 mm, fortrinsvis mellem 590 mm og 630 mm.
Husets 12 sidevægge 17 har set vinkelret på katalysatorenhedens 10 gennemstrømningsretning en tykkelse på mellem 0,9 mm og 2,2 mm.
Spalten 18, der defineres eller begrænses af katalysatorlegemets 11 og husets 12 sidevægge 16 og 17, har set vinkelret på gennemstrømningsretningen 15 et mål på maksimalt 8 mm, fortrinsvis maksimalt 6 mm.
Katalysatorenhedens 10 hus 12, der i det mindste i området ved katalysatorlegemets 11 sidevægge 16 afsnitsvist omgiver katalysatorenhedens 10 katalysatorlegeme 11, er fortrinsvis trukket ind i retning mod katalysatorlegemet 11 for at forbedre fikseringen af katalysatorlegemet 11 i huset 12. Herved kan en defineret presning mellem huset 12 og huset 11 indstilles ved anbringelse derimellem af mindst en lejemåtte.
Set over katalysatorlegemets 11 længde er der fortrinsvis positioneret mindst to måtter i spalten 18.
Hvis der i afsnit af spalten 18 set i katalysatorlegemets 11 gennemstrømningsretning 15 ikke er positioneret nogen lejemåtte mellem katalysatorlegemet 11 og huset 12, så er det med hensyn til vægtreduktion en fordel i disse afsnit, hvor der ikke er positioneret nogen lejemåtte, at forsyne huset 12 med udsparinger. I det viste foretrukne udførelseseksempel omfatter huset 12 i området ved katalysatorlegemets 11 indstrømningsside 13 og udstrømningsside 14 fremspring 23.
Fremspringene 23 lukker i området ved indstrømningssiden 13 og udstrømningssiden 14 i det mindste afsnitsvist spalten 18 mellem katalysatorlegemet II og huset 12 og dækker i projektion afsnitsvist indstrømningssiden 13 og udstrømningssiden 14 af katalysatorlegemet 11, dog kun i mindre grad ved siden af randerne eller kanterne 19 af indstrømningssiden 13 og udstrømningssiden 14 af katalysatorlegemet 11. Herved kan spalten 18 i området ved indstrømningssiden 13 og udstrømningssiden 14 tætnes, og endvidere kan fikseringen af katalysatorlegemet 11 i katalysatorenhedens 10 hus 12 forbedres. Disse fremspring 23 kan være udformet som afkantninger af sidevæggene 17. Det er endvidere muligt at forbinde metalstykker, der tilvejebringer fremspringene 23, med sidevæggene 17 f.eks. ved svejsning. Disse fremspring har højst en bredde på 20 mm, fortrinsvis en bredde på 7 mm til 17 mm.
Katalysatorlegemet 10 har fortrinsvis en ydervægtykkelse på mindst 0,8 mm, fortrinsvis mindst 0,9 mm, særligt foretrukket på mindst 1,0 mm, for at sikre en tilstrækkelig mekanisk stabilitet.
Rander eller kanter af katalysatorlegemet 11 er fortrinsvis afrundede, især med en radius på mindre end 6 mm, fortrinsvis med en radius på mindre end 5 mm, særligt foretrukket med en radius på mindre end 4 mm.
En indervægtykkelse af katalysatorlegemet 11, ved hjælp af hvilken strømningskanalerne udformes, bestemmes fortrinsvis ifølge følgende forhold: 1,75*Y('°'3)<diw^ 1,75*Y('0,4), hvor diw er indervægtykkelsens mål i mm (millimeter), og hvor Y er den dimensionsløse sum af katalysatorlegemets 11 celletæthed, der er udtrykt i cpsi (celler pr. kvadrattomme).
Katalysatorlegemets 11 tæthed er især mindre end 550 kg/m3, fortrinsvis mindre end 500 kg/m3, særligt foretrukket mindre end 450 kg/m3.
Katalysatorlegemets 11 varmeudvidelseskoefficient ligger fortrinsvis på mellem 5,1*10'61/K og 7,0*10'6 1/K.
Katalysatorlegemets 11 isostatiske trykstyrke er især mindst 6 bar, fortrinsvis mindst 7 bar, særligt foretrukket mindst 8 bar.
Katalysatorlegemets 11 frie gennemstrømningstværsnit, der defineres af forholdet af strømningstværsnittet, der defineres af katalysatorlegemets 11 kanaler, som kan gennemstrømmes af udstødningsgas, og af katalysatorlegemets 11 samlede tværsnit i området ved indstrømningssiden 13 og udstrømningssiden 14, er mindst 68 %, fortrinsvis mindst 70 %, særligt foretrukket mindst 73 O/ /O.
Den samlede vægt af katalysatorenheden 10 af katalysatorlegemer 11, hus 12 og mindst en lejemåtte er mindre end 40 kg, fortrinsvis mindre end 30 kg, særligt foretrukket mindre end 26 kg.
Katalysatorenheden 10 ifølge opfindelsen egner sig særligt foretrukket til anvendelse som SCR-katalysatorenhed i en SCR-udstødningsgaskatalysator i en dieselmotor til skibsanvendelser eller marineanvendelser, men er ikke begrænset dertil, dvs. den kan også anvendes ved oxidationskatalysatorer og partikelfiltre.
Også når katalysatorenheden 10 udsættes for vibrationsbelastninger, holdes katalysatorlegemet 11 sikkert i huset 12 af katalysatorenheden 10. Der er ingen fare for, at katalysatorlegemet 11 forskydes i huset 12 eller endda løsriver sig.
Som allerede nævnt omfatter en katalysatorenhed 10 ifølge opfindelsen et hus 12, hvori et enkelt keramisk katalysatorlegeme 11 er positioneret. Ved katalysatorenheden 10 ifølge opfindelsen er der således ikke optager flere katalysatorlegemer i et hus, tværtimod er der et individuelt hus 12 til hvert katalysatorlegeme 11.
En udstødningsgaskatalysator ifølge opfindelsen omfatter flere sådanne katalysatorenheder 10.
Henvisningstalliste 10 katalysatorenhed 11 katalysatorlegeme 12 hus 13 indstrømningsside 14 udstrømningsside 15 gennemstrømningsretning 16 sidevæg 17 sidevæg 18 spalte 19 rand / kant 20 rand / kant 21 rand / kant 22 rand / kant 23 fremspring
Claims (10)
1. Katalysatorenhed (10), især SCR-katalysatorenhed til en SCR-udstødnings-gaskatalysator af en skibsdieselforbrændingsmotor, med et ikke-metallisk, især keramisk eller fiberholdigt katalysatorlegeme (11), der gennemstrømmes af udstødningsgas og har en i det væsentlige kasseformet kontur med en i det væsentlige rektangulær indstrømningsside (13) og en i det væsentlige rektangulær udstrømningsside (14); et metalhus (12), der afsnitsvist omgiver katalysatorlegemet (11); mindst en lejemåtte, der er positioneret i en spalte (18), som er dannet mellem katalysatorlegemet (11) og huset (12); kendetegnet ved, at rander eller kanter (19) af katalysatorlegemet (11), der begrænser indstrømningssiden (13) og udstrømningssiden (14), hver især har mål på mellem 210 mm og 280 mm, fortrinsvis mellem 230 mm og 260 mm; spalten (18) mellem katalysatorlegemet (11) og metalhuset (12) set vinkelret på katalysatorlegemets (11) gennemstrømningsretning (15) haret mål, der bestemmes ifølge følgende forhold: s^p*5, hvor s er spaltens mål i mm, og hvor p er den dimensionsløse sum af lejemåttens tæthed, der er udtrykt i kg/m2, eller lejemåtternes gennemsnitlige tæthed ved anvendelse af flere lejemåtter, hvor huset (12) i området ved indstrømningssiden (13) og i området ved udstrømningssiden (14) af katalysatorlegemet (11) omfatter fremspring (23), der i det mindste delvist lukker spalten (18) mellem katalysatorlegemet (11) og huset (12) og i projektion dækker indstrømningssiden (13) og udstrømningssiden (14) ved siden af katalysatorlegemets (11) rander eller kanter (19), der begrænser indstrømningssiden (13) og udstrømningssiden (14), og fremspringet (23) har en bredde på højst 20 mm, fortrinsvis på 7 mm til 17 mm.
2. Katalysatorenhed ifølge krav 1, kendetegnet ved, at spalten (18) mellem katalysatorlegemet (11) og metalhuset (12) set vinkelret på katalysatorlegemets (11) gennemstrømningsretning (15) har et mål, der bestemmes ifølge følgende forhold: s<p*4.
3. Katalysatorenhed ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at tætheden af lejemåtten eller hver lejemåtte er mellem 0,9 kg/m2 og 2,2 kg/m2.
4. Katalysatorenhed ifølge et af kravene 1 til 3, kendetegnet ved, at lejemåtten eller hver lejemåtte har en samlet fiberandel på mellem 50% og 70%, med en SiC>2-fiberandel på mindst 55% i den samlede fiberandel, og en vermiculi-tandel på mellem 30% og 50%.
5. Katalysatorenhed ifølge et af kravene 1 til 4, kendetegnet ved, at huset (12) ved et tværsnit, der strækker sig vinkelret på katalysatorlegemets (11) gennemstrømningsretning (15), har en i det væsentlige rektangulær tværsnitsflade, hvor rander eller kanter (21) af huset (12), der begrænser tværsnitsfladen, og som strækker sig parallelt med katalysatorlegemets (11) rander eller kanter (19), som begrænser indstrømningssiden (13) og udstrømningssiden (14), har mål mellem 220 mm og 290 mm, sidevægge (17) af huset (12) vinkelret på katalysatorlegemets (11) gennemstrømningsretning (15) har en vægtykkelse på mellem 0,9 mm og 2,2 mm, spaltens (18) mål vinkelret på katalysatorlegemets (11) gennemstrømningsretning (15) er maksimalt 8 mm, fortrinsvis maksimalt 6 mm.
6. Katalysatorenhed ifølge et af kravene 1 til 5, kendetegnet ved, at huset (12) i afsnittene, hvori der mellem huset (12) og katalysatorlegemet (11) er positioneret mindst en lejemåtte, er trukket tilbage i retning mod katalysatorlegemet (11).
7. Katalysatorenhed ifølge et af kravene 1 til 6, kendetegnet ved, at huset (12) i afsnittene, hvori der mellem huset (12) og katalysatorlegemet (11) ikke er positioneret nogen lejemåtte, omfatter udsparinger.
8. Katalysatorenhed ifølge et af kravene 1 til 7, kendetegnet ved, at katalysatorlegemet (11) har en udvendig vægtykkelse på mindst 0,8 mm, fortrinsvis mindst 0,9 mm, særligt foretrukket mindst 1,0 mm; har afrundede rander eller kanter (19, 20) med en radius på mindre end 6 mm, fortrinsvis mindre end 5 mm, særligt foretrukket mindre end 4 mm; har en indvendig vægtykkelse, der bestemmes ifølge følgende forhold: I, 75*Y('°’3)<diw^1,75*Y('°’4), hvor diw er den indvendige vægtykkelses mål i mm (millimeter), og hvor Y er den dimensionsløse sum af katalysatorlegemets (11) celletæthed, der er udtrykt i cpsi (celler pr. kvadrattomme).
9. Katalysatorenhed ifølge et af kravene 1 til 7, kendetegnet ved, at katalysatorlegemet (11) har en tæthed på mindre end 550 kg/m3, fortrinsvis mindre end 500 kg/m3, særligt foretrukket mindre end 450 kg/m3; har en varmeudvidelseskoefficient på mellem 5,1 * 10'61/K og 7,0 * 10'61/K; har en isostatisk trykstyrke på mindst 6 bar, fortrinsvis mindst 7 bar, særligt foretrukket mindst 8 bar; har et frit gennemstrømningstværsnit på mindst 68%, fortrinsvis mindst 70%, særligt foretrukket mindst 73%.
10. Katalysatorenhed ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at katalysatorlegemets længde er mellem 500 mm og 690 mm, fortrinsvis mellem 550 mm og 660 mm, særligt foretrukket mellem 590 mm og 630 mm. II. Udstødningsgaskatalysator med flere katalysatorenheder (10) ifølge et af kravene 1 til 10.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014010858.9A DE102014010858A1 (de) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | Katalysatoreinheit und Abgaskatalysator |
PCT/EP2015/001520 WO2016012097A1 (de) | 2014-07-25 | 2015-07-23 | Katalysatoreinheit und abgaskatalysator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DK3172415T3 true DK3172415T3 (da) | 2018-07-16 |
Family
ID=53776551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DK15745399.4T DK3172415T3 (da) | 2014-07-25 | 2015-07-23 | Katalysatorenhed og udstødningsgaskatalysator |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10077701B2 (da) |
EP (1) | EP3172415B1 (da) |
JP (1) | JP6441450B2 (da) |
KR (1) | KR101955834B1 (da) |
CN (1) | CN106536883B (da) |
CA (1) | CA2948692C (da) |
DE (1) | DE102014010858A1 (da) |
DK (1) | DK3172415T3 (da) |
WO (1) | WO2016012097A1 (da) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105771646A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-07-20 | 大唐环境产业集团股份有限公司 | 一种用于scr脱硝的双室反应器 |
GB201917634D0 (en) * | 2019-12-03 | 2020-01-15 | Johnson Matthey Catalysts Germany Gmbh | Element frame assemblies containing monoliths |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3632322A1 (de) * | 1986-09-19 | 1988-03-24 | Otto Feuerfest Gmbh | Katalysatorformkoerper sowie verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung |
JP2987999B2 (ja) * | 1991-05-21 | 1999-12-06 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関用触媒担体 |
JPH0719036A (ja) | 1993-07-02 | 1995-01-20 | Hitachi Zosen Corp | モジュール化触媒における触媒エレメントの支持装置 |
JPH09220480A (ja) | 1996-02-15 | 1997-08-26 | Nippon Steel Corp | 自動車排ガス浄化用複合担体 |
JP2004315346A (ja) | 2003-03-28 | 2004-11-11 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体 |
US7638039B2 (en) | 2004-06-15 | 2009-12-29 | Cormetech, Inc. | In-situ catalyst replacement |
JP5042827B2 (ja) | 2005-06-29 | 2012-10-03 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体 |
JP4948331B2 (ja) | 2007-08-31 | 2012-06-06 | 株式会社日本触媒 | 船舶排ガスの処理方法 |
KR20150027849A (ko) * | 2007-08-31 | 2015-03-12 | 유니프랙스 아이 엘엘씨 | 배기 가스 처리 장치 |
JP2009085093A (ja) | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Ibiden Co Ltd | マット材、マット材を作製する方法、排気ガス処理装置および消音装置 |
US20110030355A1 (en) * | 2009-08-10 | 2011-02-10 | Vconverter Company | Catalytic Converter and Process of Manufacture |
JP5511865B2 (ja) | 2012-02-13 | 2014-06-04 | 日立造船株式会社 | ディーゼルエンジン用排ガス脱硝装置 |
JP6228727B2 (ja) | 2012-02-22 | 2017-11-08 | 日立造船株式会社 | 触媒担持ハニカム構造体を具備する処理装置、およびその製造方法 |
JP2014058908A (ja) | 2012-09-18 | 2014-04-03 | Yutaka Giken Co Ltd | 排ガス浄化装置の製造方法及び排ガス浄化装置 |
JP6108741B2 (ja) * | 2012-09-27 | 2017-04-05 | 日立造船株式会社 | 船舶用排ガス脱硝装置 |
JP5990092B2 (ja) | 2012-11-27 | 2016-09-07 | 日本碍子株式会社 | ハニカム触媒体 |
-
2014
- 2014-07-25 DE DE102014010858.9A patent/DE102014010858A1/de not_active Withdrawn
-
2015
- 2015-07-23 EP EP15745399.4A patent/EP3172415B1/de active Active
- 2015-07-23 KR KR1020177004529A patent/KR101955834B1/ko active IP Right Grant
- 2015-07-23 CA CA2948692A patent/CA2948692C/en active Active
- 2015-07-23 CN CN201580040653.5A patent/CN106536883B/zh active Active
- 2015-07-23 JP JP2017500354A patent/JP6441450B2/ja active Active
- 2015-07-23 US US15/326,354 patent/US10077701B2/en active Active
- 2015-07-23 WO PCT/EP2015/001520 patent/WO2016012097A1/de active Application Filing
- 2015-07-23 DK DK15745399.4T patent/DK3172415T3/da active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101955834B1 (ko) | 2019-03-07 |
CA2948692C (en) | 2019-03-12 |
EP3172415B1 (de) | 2018-04-25 |
JP2017521596A (ja) | 2017-08-03 |
CA2948692A1 (en) | 2016-01-28 |
WO2016012097A1 (de) | 2016-01-28 |
CN106536883B (zh) | 2020-06-12 |
JP6441450B2 (ja) | 2018-12-19 |
US20170204768A1 (en) | 2017-07-20 |
CN106536883A (zh) | 2017-03-22 |
EP3172415A1 (de) | 2017-05-31 |
US10077701B2 (en) | 2018-09-18 |
DE102014010858A1 (de) | 2016-01-28 |
KR20170031767A (ko) | 2017-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK3172415T3 (da) | Katalysatorenhed og udstødningsgaskatalysator | |
JP2018159334A5 (da) | ||
JP2008256130A (ja) | 流体管及び流体管の改造方法 | |
RU2719760C2 (ru) | Глушитель шума отработавших газов для автомобиля и содержащие такой глушитель система выпуска отработавших газов и автомобиль | |
EP2354482A1 (en) | Exhaust muffler device | |
EP2047073B1 (en) | Manufacture-friendly silencer | |
JP2013241852A (ja) | エンジン用排気マフラ | |
CN108854318B (zh) | 蜂窝过滤器 | |
JP7088931B2 (ja) | 煙道ガス洗浄用のカセット一体型触媒 | |
CN108854321B (zh) | 蜂窝过滤器 | |
CN110121383B (zh) | 多孔质蜂窝过滤器 | |
JP2021162176A (ja) | 燃焼装置用消音器 | |
JP6491224B2 (ja) | 排ガス後処理装置 | |
RU2656419C1 (ru) | Акустический кожух | |
RU55037U1 (ru) | Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания | |
KR20140049695A (ko) | 유동 안정화 구조를 이용한 저주파소음 저감 소음기 | |
RU71144U1 (ru) | Глушитель шума | |
RU2241126C1 (ru) | Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания | |
RU2618642C1 (ru) | Глушитель шума для тракта газотурбинной установки | |
RU2322592C2 (ru) | Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания | |
JP2020002912A (ja) | 排気浄化装置および車両 | |
JP6063799B2 (ja) | 気体処理装置用保持材、気体処理装置及びその製造方法 | |
RU56963U1 (ru) | Многокамерный глушитель шума выхлопа отработавших газов двигателя внутреннего сгорания колесного транспортного средства | |
CN114991924A (zh) | 噪声衰减部件 | |
RU2012116807A (ru) | Каталитический нейтрализатор для дизеля |