JP2015086880A - 燃焼機関システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】当該燃焼機関システムは、機関データと、硫黄含有量が少なくとも0.05%の燃料で駆動され排気ガスを発生する内燃機関と熱交換機とガス浄化装置とを備える。ガス浄化装置は、内燃機関から排気ガスを受け取る触媒反応体を備える窒素酸化物還元ユニットと、還元剤供給ユニットと、排気ガス中の窒素酸化物濃度を測定する窒素酸化物センサとを備える。還元剤供給ユニットは排気ガスが窒素酸化物還元ユニットに流入する際/前に排気ガスに還元剤を添加する添加ユニットを備え、還元剤の量は機関データから導かれる。ガス浄化装置は、窒素酸化物濃度が既定値よりも低い場合に還元剤の量を低減させる制御ユニットを備える。本発明は燃焼機関システム内の熱交換機における硫酸水素アンモニウム(ABS)の形成を低減させる窒素酸化物還元方法にさらに関する。
【選択図】図2
Description
機関データを有し、硫黄含有量が少なくとも0.05%である燃料によって駆動され、排気ガスを発生させる内燃機関と、
内燃機関の下流側に配置された熱交換機と、
内燃機関からの排気ガスを浄化するためのガス浄化装置であって、
内燃機関に流体接続され排気ガスを受け取る窒素酸化物還元ユニットであって、容積が少なくとも200リットルである1つまたは複数の触媒反応体を備える窒素酸化物還元ユニットと、
窒素酸化物還元ユニットに流体接続された還元剤供給ユニットであって、
排気ガスが窒素酸化物還元ユニットに流入する際またはその前に排気ガスにある量の還元剤を添加する添加ユニットであって、還元剤の量が機関データから導かれる添加ユニットを備える還元剤供給ユニットと、
窒素酸化物還元ユニットの下流側に配置され排気ガス中の窒素酸化物濃度を測定する窒素酸化物センサとを備えるガス浄化装置とを備え、
ガス浄化装置が、窒素酸化物センサによって測定された窒素酸化物濃度が排気ガス中の窒素酸化物濃度の事前に設定された規定値よりも低いときに窒素酸化物還元ユニットに供給される還元剤の量を低減させるように構成された制御ユニットをさらに備える燃焼機関システムによる本発明に従った解決手段によって実現される。
内燃機関の機関データを求めるステップと、
機関データおよび内燃機関の動作条件に基づいて排気ガスが窒素酸化物還元ユニットに流入する際またはその前に排気ガスに添加すべき還元剤の量を算出し、排気ガス中の窒素酸化物濃度を窒素酸化物濃度の既定値に低減させるステップと、
上記量の還元剤を窒素酸化物還元ユニットに添加するステップと、
窒素酸化物センサによって窒素酸化物還元ユニットの下流側でかつボイラの上流側でガスの窒素酸化物濃度を測定するステップと、
測定された窒素酸化物濃度を窒素酸化物濃度の既定値と比較するステップと、
測定された窒素酸化物濃度が規定値よりも低い場合に制御ユニットによって還元剤の量を低減させるステップと、を含む方法にさらに関する。
2 内燃機関
3 熱交換機
4 ガス浄化装置
5 窒素酸化物還元ユニット
6 触媒反応体
7 還元剤供給ユニット
8 容器
9 添加ユニット
10 窒素酸化物センサ
12 ターボチャージャ
13 タービン
14 圧縮機
15 シャフト
16 制御ユニット
17 タイマ
18 還元剤
19 切離し手段
21 洗浄ユニット
22 供給配管
23 ガスサンプリングユニット
24 排気ガスだめ
25 バイパス流路
27 温度センサ
28 流量センサ
Claims (10)
- 燃焼機関システム(1)であって、
− 機関データを有しかつ排気ガスを発生させる内燃機関(2)と、
− 前記内燃機関(2)からの前記排気ガスを浄化するためのガス浄化装置(4)であって、前記ガス浄化装置(4)は:
− 前記排気ガスを受け取るために前記内燃機関(2)に流体接続された窒素酸化物還元ユニット(5)であって、1つ以上の触媒反応体(6)を備える窒素酸化物還元ユニット(5)と、
− 前記窒素酸化物還元ユニット(5)に流体接続された還元剤供給ユニット(7)であって、前記還元剤供給ユニット(7)は:
− 前記排気ガスが前記窒素酸化物還元ユニット(5)に流入する際またはその前に前記排気ガスに所定の量の還元剤(18)を添加する添加ユニット(9)であって、前記還元剤(18)の量が前記機関データから導かれる、添加ユニット(9)を備える還元剤供給ユニット(7)と、
− 前記排気ガス中の窒素酸化物濃度を測定するために前記窒素酸化物還元ユニット(5)の下流側に配置された窒素酸化物センサ(10)と、
を備えるガス浄化装置(4)と、を備え、
前記ガス浄化装置(4)は、前記窒素酸化物センサ(10)によって測定された前記窒素酸化物濃度が前記排気ガス中の窒素酸化物濃度の既定値よりも低いときに前記窒素酸化物還元ユニット(5)に供給される前記還元剤(18)の量を低減させるように構成された制御ユニット(16)をさらに備えており、
前記内燃機関の下流側に熱交換機(3)が配置され、前記1つ以上の触媒反応体は少なくとも200リットルの容積を有しており、前記内燃機関は硫黄含有量が少なくとも0.05%である燃料によって駆動されることを特徴とする、燃焼機関システム。 - 前記還元剤(18)はアンモニアを含む、請求項1に記載の燃焼機関システム。
- 前記触媒反応体(6)は、動作時に少なくとも100グラムのNH3を保持し、好ましくは動作時に少なくとも150グラムのNH3を保持し、より好ましくは動作時に少なくとも180グラムのNH3を保持するように構成される、請求項1または2に記載の燃焼機関システム。
- 前記窒素酸化物センサ(10)の作動を制御するように構成されたタイマ(17)をさらに備える、請求項1または2に記載の燃焼機関システム。
- 前記ガス浄化装置(4)は、前記窒素酸化物センサ(10)を保守または交換のために切り離すための切離し手段(19)をさらに備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の燃焼機関システム。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載の燃焼機関システム(1)内の熱交換機(3)における硫酸水素アンモニウム(ABS)の形成を低減させる窒素酸化物還元方法であって、
− 前記内燃機関(2)の機関データを求めるステップと、
− 前記排気ガス中の窒素酸化物濃度を窒素酸化物濃度の既定値まで低減させるために、前記機関データおよび前記内燃機関(2)の動作条件に基づいて、前記排気ガスが前記窒素酸化物還元ユニット(5)に流入する際またはその前に前記排気ガスに添加すべき還元剤(18)の量を算出するステップと、
− 前記量の還元剤(18)を前記窒素酸化物還元ユニット(5)に添加するステップと、
− 前記窒素酸化物センサ(10)によって前記窒素酸化物還元ユニット(5)の下流側と前記熱交換機(3)の上流側とで前記ガスの前記窒素酸化物濃度を測定するステップと、
− 前記測定された窒素酸化物濃度を窒素酸化物濃度の前記既定値と比較するステップと、
− 前記測定された窒素酸化物濃度が前記既定値よりも低い場合に前記制御ユニット(16)によって前記還元剤(18)の量を低減させるステップと、
を含む窒素酸化物還元方法。 - 前記還元剤(18)の量を低減させる前記ステップは、蓄積された還元剤(18)を前記窒素酸化物還元ユニット(5)において使用するように、前記測定された窒素酸化物濃度が前記既定値よりも高くなるまで繰り返される、請求項6に記載の窒素酸化物還元方法。
- 前記還元剤(18)の量を低減させる前記ステップは、その後の少なくとも2つの窒素酸化物濃度測定値が前記既定値よりも小さいときに実行される、請求項6または7に記載の窒素酸化物還元方法。
- 前記窒素酸化物センサ(10)をタイマ(17)によって所定の間隔で作動させるステップをさらに含む、請求項8に記載の窒素酸化物還元方法。
- 前記タイマ(17)を用いて前記窒素酸化物センサを所定の間隔で作動させるステップをさらに含む、請求項9に記載の窒素酸化物還元方法。
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