JPH02207119A - Denitrating device for exhaust gas of engine - Google Patents
Denitrating device for exhaust gas of engineInfo
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Classifications
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- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
排気ガスを伴うエンジン(たとえばディーゼルエンジン
、ガスエンジン等)には、大気汚染を防止するために排
気ガス中のNo、(窒素酸化物)の値を適正なものとな
るようにする必要がある。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] Engines that produce exhaust gas (for example, diesel engines, gas engines, etc.) are equipped with nitrogen oxides in the exhaust gas to prevent air pollution. It is necessary to ensure that the values are appropriate.
本発明はこのような用途に好適なエンジンの排気ガスの
脱硝装置に関するものである。The present invention relates to an engine exhaust gas denitrification device suitable for such uses.
[従来の技術] 以下ディーゼル発電装置を例にして説明する。[Conventional technology] A diesel power generator will be explained below as an example.
従来のものは第2図のように構成されていた。The conventional one was constructed as shown in Figure 2.
同図において、1はディーゼルエンジン2によって駆動
される交流発電機である。In the figure, 1 is an alternating current generator driven by a diesel engine 2.
3は排気管で5以上の1〜3によりディーゼル発電装M
4が構成される。5は液化アンモニアタンク 6はベー
パーライザーで、ここでタンク5から供給される液化ア
ンモニアを加熱用蒸気によって加熱してアンモニアガス
へと気化させる。3 is the exhaust pipe, and 1 to 3 of 5 or more indicate the diesel power generation system M.
4 is composed. 5 is a liquefied ammonia tank; 6 is a vaporizer, in which liquefied ammonia supplied from the tank 5 is heated with heating steam to vaporize it into ammonia gas.
7はアンモニア混合器、旦は排気ガス加熱・希釈装置で
ある。なお、排気ガス加熱・希釈装置旦は燃料供給器8
a、ブロワ−8b、混合器8Cより成り、ディーゼル発
電装置まから供給される排気ガスが低温又は高温かによ
って燃料供給器8a又はブロワ−8bの一方を作動して
混合器8Cにおいて後述する低温触媒に適温となるよう
加熱又は冷却するものである。7 is an ammonia mixer, and dan is an exhaust gas heating/dilution device. In addition, the exhaust gas heating/dilution device is connected to the fuel supply device 8.
a, a blower 8b, and a mixer 8C, and depending on whether the exhaust gas supplied from the diesel generator is low or high temperature, one of the fuel supply device 8a or the blower 8b is operated to generate a low-temperature catalyst (described later) in the mixer 8C. It is heated or cooled to the appropriate temperature.
2は触媒反応器で、チタン系等の低温触媒9aを排気ガ
スの通路に備えている。10はエンジン側からでる音を
抑制するための消音器、11は排気管である。Reference numeral 2 denotes a catalytic reactor, which is equipped with a low-temperature catalyst 9a made of titanium or the like in an exhaust gas passage. 10 is a muffler for suppressing noise emitted from the engine side, and 11 is an exhaust pipe.
液化アンモニアは、ベーパーライザー6を通過すること
で気化されてアンモニアガスとなり、かつ排気ガス加熱
・希釈装置l!!旦を経て触媒の適応温度に調節された
ディーゼル発電装置から排出された多重のNoXを含有
する排気ガスと混合器7において混合されて触媒反応器
2に供給される。The liquefied ammonia is vaporized by passing through the vapor riser 6 and becomes ammonia gas, and then the exhaust gas heating/dilution device l! ! The mixture is mixed in the mixer 7 with the exhaust gas containing multiple NoX discharged from the diesel power generator, which has been adjusted to a temperature suitable for the catalyst, and is supplied to the catalytic reactor 2.
したがって、この混合気体が触媒反応器2の触媒9aと
接触することにより1次の(1)、(2)式等の化学反
応によってNOxは窒素と水に還元される。Therefore, when this mixed gas comes into contact with the catalyst 9a of the catalytic reactor 2, NOx is reduced to nitrogen and water through chemical reactions such as first-order equations (1) and (2).
NO+NH3+1/40.→
N 2 +3/2H20・ ・ ・ ・ ・(1)NO
□+2/3NH2→ 41−1+6H20・ ・ ・(
2)したがって、消音器10を経て、排気管11から大
気に排出される排気ガス中のNOxの値は適正なものと
なっている。NO+NH3+1/40. → N 2 +3/2H20・ ・ ・ ・ ・(1) NO
□+2/3NH2→ 41-1+6H20・・・(
2) Therefore, the value of NOx in the exhaust gas discharged to the atmosphere from the exhaust pipe 11 via the muffler 10 is appropriate.
なお、この間ディーゼル発電装置4の負荷の状態に応じ
て排気ガス加熱・希釈装置旦は次の動作をし、アンモニ
アガスが混合された排気ガスの温度が低温触媒9aの適
正温度となるようにしている。During this time, the exhaust gas heating/dilution device performs the following operations depending on the load condition of the diesel generator 4, so that the temperature of the exhaust gas mixed with ammonia gas becomes the appropriate temperature of the low-temperature catalyst 9a. There is.
即ち、負荷が定常状態のときは9発電装置4から排出さ
れる排気ガスの温度がたとえば200〜250℃のため
装置長を通過するだけであるが、負荷が低負荷の場合に
は発電装置生から排出される排気ガスの温度がたとえば
、100〜150℃程度の低温となるため、装置足甲の
燃料供給器8aが作動して200〜250℃になるよう
加熱し、一方、負荷が高負荷の場合は前記排気ガスの温
度がたとえば、300℃といった高温となるので、今度
は装置足甲のブロワ−8bを作動して200〜250℃
となるように冷却する。That is, when the load is in a steady state, the temperature of the exhaust gas discharged from the generator 4 is, for example, 200 to 250°C, so it only passes through the equipment length, but when the load is low, the exhaust gas discharged from the generator 4 passes through the equipment length. Since the temperature of the exhaust gas discharged from the device is low, for example, about 100 to 150 degrees Celsius, the fuel supply device 8a on the instep of the device is activated to heat it to 200 to 250 degrees Celsius. In this case, the temperature of the exhaust gas is high, for example, 300°C, so the blower 8b on the instep of the device is operated to raise the temperature to 200-250°C.
Cool it so that
[発明が解決しようとする課題] ところで、従来のものには次の欠点(課題)があった。[Problem to be solved by the invention] By the way, the conventional one had the following drawbacks (issues).
■液化アンモニアは高圧ガス取締法の対象となりており
、その設置場所には、有資格者をおいてその取扱いを慎
重に行う必要がある。■Liquefied ammonia is subject to the High Pressure Gas Control Law, and it is necessary to have a qualified person at the location where it is installed to handle it carefully.
■液化アンモニアを気化するためにはベーパーライザー
を必要とし、又低温触媒に適応させるために排気ガス加
熱・希釈装置を備えるなど、装置が大型化、複雑化し、
高価となっていた。■In order to vaporize liquefied ammonia, a vaporizer is required, and in order to adapt it to a low-temperature catalyst, an exhaust gas heating/dilution device is required, making the equipment larger and more complex.
It was expensive.
■このような脱硝装置は、たとえば5000KWなとの
大発電所向は用に開発されたものであるため大規模とい
える。(2) Such denitrification equipment can be said to be large-scale because it was developed for use in large power plants of, for example, 5000 kW.
ところが、最近では、公害防止関連の基準が管轄地毎に
厳しくなる傾向があり、従来は規制の対象外とされてい
た500KWクラスの低出力のディーゼル発電装置に対
しても、No、の値をたとえば、500ppm 以下に
することが要求される場合がでており、この場合には従
来の大規模の設備をそのまま適用するには難点があり。However, recently, standards related to pollution prevention have tended to become stricter in each jurisdiction, and even low-output diesel generators in the 500KW class, which were previously exempt from regulations, have been given a no. For example, there are cases where it is required to reduce the amount to 500 ppm or less, and in this case, it is difficult to apply conventional large-scale equipment as is.
これを低コストの小型の脱硝装置で行う必要性が生じて
いる。There is a need to perform this with a small, low-cost denitrification device.
[課題を解決するための手段]
本発明はアンモニア水を貯蔵するタンク、コンプレッサ
ー、アンモニア水噴霧ノズル、アンモニア混合器、高温
触媒を装備した触媒反応器を備え。[Means for Solving the Problems] The present invention includes a tank for storing ammonia water, a compressor, an ammonia water spray nozzle, an ammonia mixer, and a catalytic reactor equipped with a high-temperature catalyst.
エンジンから排出される高温の排気ガスに、上記タンク
から供給されるアンモニア水を上記コンプレッサから供
給される圧縮空気とアンモニア水ノズルとによって噴霧
化したものをアンモニア混合器で混合し、この噴霧化し
たアンモニア水を気化した後、上記混合ガスを上記触媒
反応器に供給し。The ammonia water supplied from the tank is atomized by the compressed air supplied from the compressor and the ammonia water nozzle, and is mixed with the high-temperature exhaust gas discharged from the engine in an ammonia mixer. After vaporizing the ammonia water, the mixed gas is supplied to the catalytic reactor.
高温触媒と接触させることによって上記排気ガス中の可
成りの量のN08を窒素と水に還元して許容量以下のN
Oxの排気ガスとして排出するようにしたエンジンの排
気ガスの脱硝装置に関する。By contacting with a high temperature catalyst, a considerable amount of N08 in the exhaust gas is reduced to nitrogen and water, reducing the amount of N08 below the permissible amount.
The present invention relates to a denitrification device for engine exhaust gas which is discharged as Ox exhaust gas.
この場合、アンモニア水を上記アンモニア混合器に対し
て所定落差を有する高位の場所から供給するようにする
ことが望ましい。In this case, it is desirable that the ammonia water be supplied to the ammonia mixer from a higher location having a predetermined head.
また、触媒反応器に対して気化されたアンモニアを供給
し、還元反応を行わせるようにした主回路管に対して並
列に接続される分岐回路管を備え。It also includes a branch circuit pipe that is connected in parallel to the main circuit pipe that supplies vaporized ammonia to the catalytic reactor and causes the reduction reaction to occur.
主回路管を開いたときは分岐回路管は閉ざすようにして
触媒反応器を所要の条件のときは不使用とするようにし
たエンジンの排気ガスの脱硝装置にしても良い。An engine exhaust gas denitrification device may be used in which the branch circuit pipe is closed when the main circuit pipe is opened, so that the catalytic reactor is not used under required conditions.
し実施例]
以下第1図に示す一実施例により本発明を具体的に説明
する。EXAMPLE] The present invention will be specifically described below with reference to an example shown in FIG.
同図において従来のものと同等の構成については第2図
のものと同一の符号を付して示した。In the same figure, components that are equivalent to the conventional one are designated by the same reference numerals as those in FIG. 2.
12はたとえば、25%濃度のアンモニア水を貯蔵する
アンモニア水タンク、13はアンモニア水サービスタン
クで、このタンク13は後述するアンモニア混合器19
に対し、たとえば、1m以上の落差を与える高位置に配
置される。For example, 12 is an ammonia water tank that stores ammonia water with a concentration of 25%, 13 is an ammonia water service tank, and this tank 13 is connected to an ammonia mixer 19 that will be described later.
However, for example, it is placed at a high position that provides a drop of 1 m or more.
したがって、このタンク13に対して親タンクにあたる
アンモニア水12から電動ポンプ14を介してアンモニ
ア水を供給する。Therefore, ammonia water is supplied to this tank 13 from an ammonia water 12 serving as a parent tank via an electric pump 14.
なお、アンモニア水タンク12を13の位置に配置すれ
ばタンク13.ポンプ14を省略できる。Note that if the ammonia water tank 12 is placed at the position 13, the tank 13. Pump 14 can be omitted.
15はコンプレッサー、16は減圧弁、17及び18は
夫々逆止弁である。15 is a compressor, 16 is a pressure reducing valve, and 17 and 18 are check valves, respectively.
19はアンモニア噴霧ノズルで、タンク13から落差を
利用して弁18を介して供給されるアンモニア水をコン
プレッサ15から弁16.17を介して供給される圧縮
空気を利用して先端部のノズル部から噴霧状のアンモニ
アにしてアンモニア混合器7へと供給する。Reference numeral 19 denotes an ammonia spray nozzle, which sprays ammonia water supplied from the tank 13 through the valve 18 using the head difference to the nozzle section at the tip using compressed air supplied from the compressor 15 through the valves 16 and 17. The ammonia is converted into atomized ammonia and supplied to the ammonia mixer 7.
20は主回路管、21は分岐回路管で、主回路管20側
に常時開のダンパー、高温触媒23aを装備した触媒反
応器23.ガス水熱交換器24が図示のように接続され
、一方分岐回路管21には常時閉のダンパー25が接続
される。20 is a main circuit pipe, 21 is a branch circuit pipe, and a catalytic reactor 23 is equipped with a normally open damper and a high temperature catalyst 23a on the main circuit pipe 20 side. A gas water heat exchanger 24 is connected as shown, while a normally closed damper 25 is connected to the branch circuit pipe 21.
なお、ガス水熱交換器24は、給湯設備を備えないもの
では省略しても良い。Note that the gas-water heat exchanger 24 may be omitted if the system is not equipped with hot water supply equipment.
[作用]
ディーゼル発電装置から排出されるNOwを多量に含有
する排気ガスは、アンモニア混合器7に排出される。一
方1間混合器7には前記した経路によってサービスタン
ク13から供給されるアンモニア水とコンプレッサー1
5からの圧縮空気によってノズル19から供給される噴
霧状のアンモニア水が供給されるが、前記の排気ガスの
温度は350〜500℃と高温のため瞬間的にアンモニ
アガスとして気化されて、触媒反応器23に供給される
。[Operation] Exhaust gas containing a large amount of NOw discharged from the diesel power generator is discharged to the ammonia mixer 7. On the other hand, the ammonia water and the compressor 1 are supplied to the mixer 7 from the service tank 13 through the above-mentioned route.
The ammonia water is supplied from the nozzle 19 by the compressed air from 5, but since the temperature of the exhaust gas is as high as 350 to 500°C, it is instantaneously vaporized as ammonia gas, causing a catalytic reaction. is supplied to the container 23.
したがって、9、同反応器23の段階では従来のものと
全く同様に排気ガスとアンモニアガスの混合気体が高温
触媒23aと接触することにより。Therefore, in the stage 9 of the reactor 23, the mixed gas of exhaust gas and ammonia gas comes into contact with the high temperature catalyst 23a, just as in the conventional system.
(1)、(2)式等に示す化学反応によって、排気ガス
中の可成りの量のNOxは無害の窒素と水に還元され、
たとえば、 500p p m以下の適正な量のNO
Xの値となった排気ガスが消音器10を経て排気管11
から大気に排出される。Through the chemical reactions shown in equations (1) and (2), a considerable amount of NOx in the exhaust gas is reduced to harmless nitrogen and water.
For example, a suitable amount of NO below 500 ppm
The exhaust gas that has reached the value of X passes through the muffler 10 and enters the exhaust pipe 11.
is emitted into the atmosphere.
この間、主回路管20を通過する高温の排気ガスを利用
してガス水熱交換器24を含む給湯系統で所要の給湯を
行うことができる。During this time, the hot water supply system including the gas water heat exchanger 24 can supply the required hot water using the high temperature exhaust gas passing through the main circuit pipe 20.
なお、上述した通常の状態では常時開のダンパ22が開
き、常時開のダンパー25は閉ざされたままのため1分
岐回路管21は不使用の状態にあるが2排気ガス中のO
Nつが少ないことが判っており、脱硝の必要がない場合
やメインテイナンスの場合は、ダンパー22を閏ざし、
ダンパー25を開き1分岐回路管21を使用する。Note that in the above-mentioned normal state, the normally open damper 22 is open and the normally open damper 25 remains closed, so the 1st branch circuit pipe 21 is not in use, but the 2nd branch circuit pipe 21 is in an unused state.
If it is known that the amount of nitrogen is low and there is no need for denitrification or for maintenance, the damper 22 should be operated.
Open the damper 25 and use the first branch circuit pipe 21.
この他、排気ガスが高温触媒の許容温度以上の高温とな
ったときも、保護のため使用されることがある。In addition, it may be used for protection when the exhaust gas reaches a high temperature that exceeds the allowable temperature of the high-temperature catalyst.
よって、この各ダンパー22.25の開閉は。Therefore, the opening and closing of each damper 22 and 25 is as follows.
操作員が手動で行ってもよいが、コンピュータを含む故
障診断用の系統との関連のもとに1自動的に作動するよ
うにすることが望ましい。Although it may be performed manually by an operator, it is preferable to operate automatically in conjunction with a fault diagnosis system including a computer.
又、メインテイナンスの点も考慮すれば、自動ダンパー
と手動ダンパーを備えるようにする方が望ましい。Also, from the viewpoint of maintenance, it is desirable to have an automatic damper and a manual damper.
[発明の効果]
本発明はディーゼル発電装置から排出される高温の排気
ガスに対して、圧縮空気とノズルによって噴霧状とした
アンモニア水を混合させることによって気化状態のアン
モニアガスとした上で高温触媒と接触させることによっ
て排気ガス中に含まれている可成りの量のNOxを窒素
と水とに還元するようにしたディーゼル発電装置用等の
脱硝装置に関するものであるから2次のような優れた効
果を有する。[Effects of the Invention] The present invention mixes compressed air and ammonia water atomized by a nozzle to high-temperature exhaust gas discharged from a diesel power generator to form ammonia gas in a vaporized state, and then converts the high-temperature exhaust gas into a vaporized ammonia gas. This is a denitrification device for diesel power generators, etc. that reduces a considerable amount of NOx contained in exhaust gas into nitrogen and water by bringing it into contact with nitrogen. have an effect.
■NoXと還元作用を行うためのアンモニアとして従来
のアンモニアガスに代えてアンモニア水を用いるように
したため、これは市販品のものを使用すれば良くその取
扱いが楽となった。(2) Since ammonia water is used instead of conventional ammonia gas as ammonia for the reduction action with NoX, a commercially available product can be used and its handling has become easier.
■触媒反応器の装備する触媒として高温触媒を使用する
ようにしたので、これと還元反応を行う排気ガス(アン
モ・ニアガスを伴った)の温度はディーゼル発電装置か
ら排出された高温のものをそのまま使用でき、従って、
従来の排気ガス加熱・希釈装置は不要となり、又ペーパ
ーライザーは簡単な構成のアンモニア墳霧ノズルで置換
されるため、装置を小型、簡単化し、安価とできるよう
になった。■Since a high-temperature catalyst is used as the catalyst installed in the catalytic reactor, the temperature of the exhaust gas (accompanied by ammonia and nitrogen gas) that undergoes a reduction reaction with this catalyst is the same as that of the high-temperature exhaust gas discharged from the diesel generator. can be used and therefore
The conventional exhaust gas heating and diluting device is no longer necessary, and the paper riser is replaced with an ammonia atomizing nozzle with a simple configuration, so the device can be made smaller, simpler, and cheaper.
■排気ガスが高温のまま NOxを所要値以下にして排
出できるようにしたものであるから、その排出過程で、
ガス水熱交換器等の熱回収の系統を組み込むことにより
高温水の給湯装置との併用が可能となった。■The exhaust gas remains at a high temperature and can be discharged with NOx below the required value, so during the exhaust process,
By incorporating a heat recovery system such as a gas-water heat exchanger, it has become possible to use it in conjunction with a high-temperature water heater.
■触媒反応器を備えた主回路管と並列に分岐回路管を設
け1両者を連動して相補的に使用することによりメイン
テイナンス等の触媒反応器を不要とする場合の切り替え
を迅速・適確に行え。■Providing a branch circuit pipe in parallel with the main circuit pipe equipped with a catalytic reactor 1.By interlocking and using both in a complementary manner, switching can be done quickly and accurately when the catalytic reactor is not required for maintenance, etc. Go to.
装置全体を効率的に使用できるようになった。The entire device can now be used efficiently.
第1図は本発明の一実施例を示す接続図、第2図は従来
例の接続図である。
2:ディーゼルエンジン
7:アンモニア混合器
12:アンモニア水タンク
13:アンモニア水サービスタンク
15:コンプレッサー
19:アンモニア水噴霧ノズル
20:主回路管
21:分岐回路管
23:触媒反応器FIG. 1 is a connection diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a connection diagram of a conventional example. 2: Diesel engine 7: Ammonia mixer 12: Ammonia water tank 13: Ammonia water service tank 15: Compressor 19: Ammonia water spray nozzle 20: Main circuit pipe 21: Branch circuit pipe 23: Catalyst reactor
Claims (1)
アンモニア水噴霧ノズル、アンモニア混合器、高温触媒
を装備した触媒反応器を備え、エンジンから排出される
高温の排気ガスに、上記タンクから供給されるアンモニ
ア水を上記コンプレッサーから供給される圧縮空気とア
ンモニア水ノズルとによって噴霧化したものをアンモニ
ア混合器で混合し、上記噴霧化したアンモニア水を気化
した後、この混合ガスを上記触媒反応器に供給し、高温
触媒と接触させることによって上記排気ガス中の可成り
の量のNO_xを窒素と水に還元して許容量以下のNO
_xの排気ガスとして排出するようにしたことを特徴と
するエンジンの排気ガスの脱硝装置。 2、上記アンモニア水を上記アンモニア混合器に対して
よりも所定落差を有する高位の場所から供給するように
した請求項1記載のエンジンの排気ガスの脱硝装置。 3、触媒反応器に対して気化されたアンモニアを供給し
、還元反応を行わせるようにした主回路管に対して並列
に接続される分岐回路管を備え、主回路管を開いたとき
は分岐回路管は閉ざすようにして触媒反応器を所要の条
件のときは不使用とするようにした請求項1または2記
載のエンジンの排気ガスの脱硝装置。[Claims] 1. A tank for storing ammonia water, a compressor,
Equipped with a catalytic reactor equipped with an ammonia water spray nozzle, an ammonia mixer, and a high-temperature catalyst, the ammonia water supplied from the tank is added to the high-temperature exhaust gas discharged from the engine, and the compressed air and ammonia supplied from the compressor are added to the high-temperature exhaust gas discharged from the engine. After the atomized water nozzle is mixed with an ammonia mixer and the atomized ammonia water is vaporized, this mixed gas is supplied to the catalytic reactor and brought into contact with the high-temperature catalyst, so that the ammonia water is mixed with the ammonia mixer. Reduces a significant amount of NO_x to nitrogen and water to reduce the NO
A denitrification device for engine exhaust gas, characterized in that the exhaust gas is discharged as _x exhaust gas. 2. The engine exhaust gas denitrification device according to claim 1, wherein the ammonia water is supplied from a higher location having a predetermined head than the ammonia mixer. 3. A branch circuit pipe is provided that is connected in parallel to the main circuit pipe that supplies vaporized ammonia to the catalytic reactor to perform a reduction reaction, and when the main circuit pipe is opened, the branch circuit pipe 3. The engine exhaust gas denitrification device according to claim 1, wherein the circuit pipe is closed so that the catalytic reactor is not used under required conditions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2576989A JPH02207119A (en) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | Denitrating device for exhaust gas of engine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2576989A JPH02207119A (en) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | Denitrating device for exhaust gas of engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH02207119A true JPH02207119A (en) | 1990-08-16 |
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ID=12175052
Family Applications (1)
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JP2576989A Pending JPH02207119A (en) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | Denitrating device for exhaust gas of engine |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH02207119A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996036797A1 (en) * | 1995-05-19 | 1996-11-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Pre-mixing chamber for an exhaust gas cleaning unit |
WO1997007876A2 (en) * | 1995-08-23 | 1997-03-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for decomposing oxides of nitrogen in the exhaust gases from an internal-combustion engine |
US6550250B2 (en) | 2001-03-02 | 2003-04-22 | Haldor Topsoe A/S | Process for the reduction of SCR NOx emissions and apparatus therefor |
-
1989
- 1989-02-06 JP JP2576989A patent/JPH02207119A/en active Pending
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