KR20070054139A - 촉매를 갖는 배기 가스 재생기 - Google Patents

촉매를 갖는 배기 가스 재생기 Download PDF

Info

Publication number
KR20070054139A
KR20070054139A KR1020067015850A KR20067015850A KR20070054139A KR 20070054139 A KR20070054139 A KR 20070054139A KR 1020067015850 A KR1020067015850 A KR 1020067015850A KR 20067015850 A KR20067015850 A KR 20067015850A KR 20070054139 A KR20070054139 A KR 20070054139A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust gas
catalyst
catalytic converter
kat
thin film
Prior art date
Application number
KR1020067015850A
Other languages
English (en)
Inventor
베르너 로흐베르그
하르뮤트 레데레르
Original Assignee
베르너 로흐베르그
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 베르너 로흐베르그 filed Critical 베르너 로흐베르그
Publication of KR20070054139A publication Critical patent/KR20070054139A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/10—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone
    • F02M25/12—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone the apparatus having means for generating such gases
    • 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
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/9454—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific device
    • 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
    • F01N13/14—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 thermal insulation
    • 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
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2033—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using a fuel burner or introducing fuel into exhaust duct
    • 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
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/204—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using an exhaust gas igniter, e.g. a spark or glow plug, without introducing fuel into exhaust duct
    • 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
    • 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
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • 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
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/30—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a fuel reformer
    • 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)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

본 발명은 배기 가스 촉매 컨버터(KAT)를 갖는 배기 가스 재생기(VG)에 관한 것이며, 고온 작동하는 촉매 컨버터(KAT)가 고 내열성 확산 박막(MEM)에 인접하고, 확산 박막은 다른측에서 재생물 수집기(RS)에 인접하고, 재생물 수집기는 존재하는 촉매 컨버터 내부 압력(pk)보다 낮은 압력(pr) 하에 유지되고, 이렇게 생성된 재생 가스(RG)는 재생기(1) 상류에 연결된 연소 장치(COMB)에 보충 연료로서 공급되며 화학 에너지로서도 사용된다.
촉매 컨버터, 배기 가스, 박막, 재생 가스, 연소 장치.

Description

촉매를 갖는 배기 가스 재생기{EXHAUST GAS REGENERATOR COMPRISING A CATALYST}
본 발명은 배기 가스 촉매 컨버터(Converter)를 갖는 연소 가스 재생기에 관한 것이다.
DE 34 13 419 A1호에는 배기 가스 재순환 복귀관 내에 가열 가능한 촉매 컨버터가 배열되어, 그 재생 가스가 흡기 채널 내에 보충적으로 공급분사되는 것이 공지되어 있다.
또한 DE 100 19 007 A1호에는 물을 이용하여 연료를 수소로 촉매 환원하는 장치가 공지되어 있고, 수소는 촉매 컨버터에 의해 형성되고 생성된 수소는 박막을 통해 잔여 기체로부터 분리된다. 배기 가스는 환원 촉매 컨버터의 가열을 위해 사용되고, 수소는 내연기관 입구측에 보충적으로 저장된다.
공기와 탄화수소 연료로 작동되는 연소 시스템, 특히 연소 내연기관의 연소 배기 가스가 촉매 컨버터 장치를 통해 관통되고, 이러한 장치 내에는 비연소 탄화수소 연료 및 NOx와 같은 연소 중간 생성물이 CO2, H2O-증기 및 N2와 같은 저유해 배기 가스 생성물로 단계적으로 촉매식 후속 연소를 통해 전환되는 것이 공지되어 있다. 후속 연소를 통해 촉매 컨버터 내에는 작동 중에 통상 약 1000℃의 온도가 발생하고, 하우징 내에는 통상 높은 바(bar)의 압력이 역류를 통해, 연결된 소음기 내에 존재한다. 통상의 촉매 컨버터는, 유효 촉매 컨버터 재료로서 백금 또는 합금으로 얇은 층을 이루는 좁고 넓은 면의 박막층 지지 구조로 구성된다. 공기와 연료 공급의 이론적 혼합비를 위해 조절 장치가 사용되며, NOx 함유량을 측정하는 배기 가스 탐침의 측정값이 실제 신호로서 공급된다. 열적 그리고 화학적으로 연소 배기 가스 내에 함유된 에너지는 촉매 컨버터 내에서 실효성없는 열로서 방출된다.
또한, 가열된 연소 배기 가스의 일부를 분기하고 연소 공기의 일부를 혼합하여, 이를 통해 연소 배기 가스 내에 함유된 에너지의 일부가 이어지는 연소 과정에서 유용하게 되는 것이 공지되어 있으나, 이는 여전히 가열된 연소 가스를 통해 높아진 충전 온도가 연소 엔진의 적은 터보 챠지와 최대 출력의 저하 그리고 많은 경우에 상승된 NOx-형성을 야기하고, 이는 연소실로부터 촉매 컨버터로의 바람직하지 못한 에너지 변위를 초래한다.
본 발명의 목적은 서두에 언급한 장치를 단순화하고 가열된 연소 가스 내에 함유된 에너지를 개선하여 사용하도록 하는 것이다.
이러한 목적은, 고온 작동하는 촉매 컨버터(KAT)가 고 내열성 확산 박막(MEM)에 인접하고, 확산 박막은 다른 측에서 재생물 수집기(RS)에 인접하고, 재생물 수집기는 존재하는 촉매 컨버터 내부 압력(pk)보다 낮은 압력(pr) 하에 유지되고, 이렇게 생성된 재생 가스(RG)는 재생기(1) 상류에 연결된 연소 장치(COMB)에 보충 연료로서 공급되며 그리고/또는 그 외에는 화학 에너지로서도 사용된다.
바람직한 구성은 종속 청구항에서 설명된다.
비용이 저렴한 확산 박막으로서, 산화 지르코늄이 보강될 수 있는 미세 다공 산화 알루미늄이 사용되고, 다공 폭은, 연소 가능한 재생 가스, 특히 수소가 촉매 컨버터 챔버로부터 유도되기 위해 0.5 내지 2μm가 바람직한 것으로 증명되었다. 내열성 미세 다공 박막은 칼슘-알루미늄-규소 산화물과 같은 알칼리토류 규산염 및/또는 산화 알루미늄으로 구성되는 것이 바람직한 것으로 간주된다.
낮은 온도에서 재생 가스는 박막으로부터 방출되고 박막 내에서 1000℃ 이상의 온도 하강이 발생한다.
바람직하게는, 통상의 차량-촉매 컨버터가 실험 작동을 위해 사용된다. 이는 한면에서 박막으로 밀폐된다. 촉매 컨버터 블록 내의 횡방향 통로는 재생 가스의 측면 방출을 용이하게 한다.
박막을 통해 가능한 한 높은 압력 하강을 제공하기 위해, 촉매 컨버터 챔버 내에서 출구측에는, 충돌 압력을 증가시켜 주는 충돌하는 배플판(baffle plate)이 배치된다.
작동 휴지 이후에 촉매 컨버터 프로세스의 신속한 재작동을 위해, 디젤 엔진에서 공지된 전기 글로우 플러그가, 그리고 경우에 따라 전기 점화식 플러그가 도움이 되는데, 이는 촉매 컨버터 커버 내에 삽입되어 촉매 컨버터 챔버 내로 돌출한다. 촉매 컨버터가 약 900℃의 하부 작동 온도에 도달하는 즉시, 보조 가열기가 차단된다. 연소 가스 내에 있는 NOx 성분 및 탄소의 탄화수소 성분의 촉매 연소는 1300℃까지 상승할 수 있는 작동 온도를 유지한다.
재생 가스는 바람직하게는 연료로 사용되고 이를 위해, 연소 장치의 진공의 흡기 채널 내로 공급된다. 이러한 방식으로, 압력 하강은 박막을 통해 증가되는데 이는 재생 가스의 확산을 촉진시킨다.
이로써, 연소 가스의 에너지 성분의 일부는 촉매 컨버터로부터 재생 가스의 화학적 에너지 형태로 재획득되어 공급된다. 재생 가스가 실제로 냉각 수소로 구성되기 때문에, 이는, 연소 장치가 연소 엔진일 경우에는 터보 챠지를 감소시키지 않으며, 더욱이 그의 용이한 발화성과 높은 연소성으로 인해 연소 과정을 촉진시킨다.
연소 내연기관은 상류에 연결된 터보 컴프레서 및 촉매 컨버터에 연결된 소음기를 변경하지 않고 작동될 수 있다. 연소 진행에 사용되는, 공지된 연무 인젝션 또는 증기 인젝션이 흡기관에 장착될 수 있다. 이를 통해 증가된, 연소 가스 내의 수증기 성분은 촉매 컨버터 내에서 분할되어, 추가의 재생 가스가 형성된다. 다른 방법으로는 연무 또는 수증기는, 작동 온도가 1000℃ 미만이 되지 않도록 촉매 컨버터 챔버에 분사된다. 단열 재료로 된 덮개는 반응기 열 손실을 감소시킨다.
지지판은 밀폐 압착되어 유지된다. 지지판은 바람직하게는 복수의 합금강 판으로 구성되는데, 이는 각각 운모 패킹의 중간 삽입 하에 겹쳐져서 적층되고 전체적으로, 재생물 수집기와 촉매 컨버터 벽 사이에 패킹이 중간 위치되어 플랜지 내에 나사 결합 유지된다.
바람직한 구성은 도 1 내지 도 5에 도시된다.
도 1은 재생기의 블록 선도를 도시한다.
도 2는 박막의 단면을 도시한다.
도 3은 변형된 촉매 컨버터를 도시한다.
도 4는 개별 박막 배열의 평면도를 도시한다.
도 5는 박막 구조에 대한 측면도이다.
도 1의 블록 선도는, 그 가열된 연소 가스(VG)가 촉매 컨버터 챔버에 저장되는 연소 내연기관(COMB)의 촉매 컨버터(KAT)에 대한 재생기(1)의 배열이 개략 도시된다. 촉매 처리 후에 저감된 유해 배기 가스(AG)가 소음기(SD)를 통해 촉매 컨버터 챔버를 벗어나고, 출구측 충돌하는 배플판(P1)에 축적되어, 작동 중에 촉매 컨버터 챔버 내에 내부 압력(pk)이 형성된다.
촉매 컨버터 커버는 커버 부분 내에서 제거되고 미세 다공 세라믹 재료로 된 박막(MEM)이 대체된다. 촉매 컨버터로부터 먼 면 상에는 재생 가스(RG)가 빠져나오는 재생물 수집기로서의 챔버가 형성된다.
바람직하게는 재생 가스(RG)는 연소 내연기관(COMB)의 흡기관(AS) 내로 공급되고, 경우에 따라 흡기관 내로는 터보 챠지 장치(LD)를 통해 연소 가스(L)가 안내된다. 탄화수소-연료(BS), 예를 들어 휘발유, 디젤 또는 프로판가스가 공지된 방식으로 인젝터(I)를 통해 연소실 내로 공급되며, 조절 장치(RV)가 람다-측정 프로브 신호(S) 및 각각 요구되는 엔진 출력에 따라 각각 공급된 최적의 연료-공기 혼합기 의 양을 결정하여, 촉매식 후속 연소를 포함하는, 유해물질이 저감된 연소가 수행된다.
촉매 컨버터의 외측에는, 열 손실을 적게 유지하기 위해 단열 재료(WD)가 덮여진다. 촉매 컨버터-박층 블록 내에는 박막측으로 안내되는 횡방향으로 천공된 덕트(Q)가 배치된다.
예비 가열을 위해 촉매 컨버터 챔버 내에는 글로우 플러그(GK) 및/또는 연료(BS)를 추가로 공급하는 점화 플러그(FK)가 삽입된다. 플러그(GK, FK)는 가열을 위해 전기 전압(U)에 의해 스위치 온 되고, 연료(BS)는 작동 위상 중에 밸브(BV)를 통해 제어 공급된다. 촉매 컨버터 챔버에는 실시예에서 공급측에 충돌하는 배플판(P2)이 마련되는데, 이는 특히 가열 시에 압력 및 반응열을 보유한다.
재생 가스(RG)는 흡기관(AS)과 연결되므로서 저압력 즉, 재생 압력(pr) 하에 놓이게 되며 재생 가스의 확산은 박막(MEM)을 통하여 고압(pk)으로부터 저압(pr)으로의 압력 하강에 의하여 이루어진다. 냉각된 재생 가스(RG)와 이에 의해 냉각된 박막(MEM)은 박막 설치대 및 전체 재생물 수집기(RS)의 냉각도 수행한다. 바람직하게는, 글로우- 및 점화 플러그(GK, FK)는 열전달식으로 박막 마운팅(membrane mounting)과 연결되거나 또는 박막(MEM) 내로 장착되므로, 촉매 컨버터(KAT) 내의 높은 작동 온도에 의해 손상되지 않는다.
바람직한 개선예에서, 연소 장치의 입구측에는 분무 또는 수증기(D)가 정량 분사되는데, 이는 DE 28 43 335에 따른 연소 온도의 완화를 위해 그리고 NOx 성분의 감소를 위해 사용되고, 추가로 재생물 형성을 위한 기초로서 촉매 컨버터(KAT) 에 사용된다. 다른 실시예에서, 대안적으로 또는 보충적으로, 수증기(D*)는 촉매 컨버터(KAT)에 직접 계량 공급되거나 또는 촉매 컨버터(KAT) 이전에 연소 가스(VG)에 간접 공급된다.
도 2는 재생기 단면을 도시한다. 촉매 컨버터 커버(KAT)에는 프레임(R)이 용접되고, 프레임에는 재생물 수집기(RS)를 갖는 하우징(G)이 고정된다. 하우징(G)은 글로우 플러그(GK)가 나사 장착되는 두꺼운 벽 면(DW)을 갖는다. 또한, 이 면으로부터 다른 하우징 벽으로는 밀폐식 설치대(enclosure)(E)로서 미세 다공 세라믹으로 된 박막(MEM)이 연장된다. 즉, 하우징 벽(DW) 및 확산 냉각식 박막(MEM)을 위한 봉입물을 통한 점화 플러그(GK)의 열 방사식 연결이 형성된다. 수집 챔버(RS)로부터는 재생물 소비기 또는 재생 저장기로의 재생물 도관(RL)이 안내된다. 박막(MEM)은 바람직하게는 천공판(B)에 의해 지지 되고 엣지(edge) 경사부(MR)에 의해 밀폐식으로 밀봉된다.
도 3은 박막(MEM) 및, 점화 플러그(FK) 또는 글로우 플러그(GK)를 갖는 촉매 컨버터(KAT)가 부분적으로 개방된 사시도를 도시한다. 촉매 컨버터 본체를 관통하는 횡방향으로 천공된 덕트(Q)가 도시된다.
협소한 간극까지 이격되고 좁은 관통부가 마련되고 촉매 컨버터 본체를 입출구측에서 폐쇄하는 충돌하는 배플판(P1, P2)이 도시된다.
H2 재생 가스의 생성은 이미 200℃에서 개시되나, 약 1000℃ 내지 1200℃의 촉매 컨버터 온도가 요구된다.
배기 가스 촉매 컨버터 내의 통상의 백금, 팔라듐 등은, 이들이 적절한 표면 구조로 지지부 상에 제공되면 경우에 따라 비금속으로 대체될 수 있다. 다공 구조는 금속 또는 세라믹으로 된 공지된 밀랍 구조로 형성된다. 이는 예를 들어 20000 qm/l 의 표면을 제공한다.
통상의 차량-촉매 컨버터에서 100 x 150 x 30mm3 박막이 적합하다.
도 4는, 각각 원형 디스크로 구성되고 금속 부시(2) 내에 보유되는 복수의 개별 박판(MEM1 - MEM6)으로 된 확산 박막의 구조를 도시한다.
부시(2)는 고압에 의해 지지판(mounting plate)(3) 내로 가압되므로, 고온 확산 시에도 밀폐 유지된다. 엣지(edge)측에는 횡방향 나사 포인트 보어가 제공된다.
도 5는 조립된 박막의 구조의 측면도이고, 그 지지판(3)은, 플랜지가 마련된 촉매 컨버터 하우징(W)과 재생물 수집기(RS)의 플랜지 사이에서 각각 고무 패킹(5, 6)의 삽입 하에 나사 고정된다. 지지판(3)은 샌드위치 방식으로 층을 이루어 구성되며, 2개의 합금강(30, 31) 사이에는 가스켓(gasket)(4)이 삽입된다. 가스켓(4)은 바람직하게는 고온 내구성 운모 재료로 구성되고 특수강 판(30. 31)과 같이 부시 둘레에 좁은 간격으로 폐쇄된다.
<도면부호 리스트>
COMB 연소 장치
KAT 배기 가스 촉매 컨버터
L 공기
BS 연료
I 인젝터
LD 챠지 장치
AG 배기 가스
MEM 확산 박막
RG 재생 가스
RS 재생물 수집기
Q 횡방향 덕트(duct)
P1, P2 배플판(baffle plate)
VG 연소 가스
AS 흡기관
FK 점화 플러그
BV 연료 밸브
U 전기 플러그 소켓
GK 글로우 플러그
S 람다 프로브
RV 조절 장치
l 재생기
pr 재생 압력
pk 촉매 컨버터 내부 압력
SD 소음기
WD 단열부
RL 재생 도관
R 프레임
G 하우징
E 설치대(enclosure)
DW 하우징 벽
D, D* 증기
B 천공판
MR 엣지 경사부
W K-벽
2 부시
3 지지판
30 합금강 판
31 합금강 판
4 가스켓(gasket)
5 운모 패킹
6 운모 패킹
MEM1 개별 박막
MEM2 개별 박막

Claims (20)

  1. 배기 가스 촉매 컨버터(KAT)를 갖는 연소 배기 가스(VG) 재생기에 있어서,
    고온 작동하는 촉매 컨버터(KAT)가 고 내열성 확산 박막(MEM)에 인접하고, 확산 박막은 다른측에서 재생물 수집기(RS)에 인접하고, 재생물 수집기는 존재하는 촉매 컨버터 내부 압력(pk)보다 낮은 압력(pr) 하에 유지되고, 이렇게 생성된 재생 가스(RG)는 재생기(1) 상류(upstream)에 연결된 연소 장치(COMB)에 보충 연료로서 공급되며 화학 에너지로서도 사용되는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산 박막(MEM)은 고 내열성 미세 다공 개공 세라믹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 박막(MEM)은 알칼리 토류-알루미늄 산염이나 규산염으로 구성되는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 박막(MEM)은 산화 알루미늄이나 산화 지르코늄으로 구성되는 것을 특징 으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박막(MEM)은 하우징(G) 내의 적응된 설치대(E) 내에 보유되며, 하우징은 촉매 컨버터(KAT)의 벽(W) 위에서 프레임(R)과 용접되는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 박막(MEM)은 압력 하강(pk, pr) 방향으로 점차 좁아지는 엣지 경사부(R)를 갖는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박막(MEM)은 재생물 수집기(RG)의 측면에서 천공판(B)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    촉매 컨버터의 가열을 위하여, 적어도 하나의 전기 글로우 플러그(GK)나 연료공급식 점화 글로우 플럭그(FK)를 벽(W)내로 또는 두꺼운 벽(DW) 측면 또는 프레임(R) 내로 삽입하는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매 컨버터(KAT)는 입구측과 출구측에 각각 배플판(baffel plate)(P1, P2)이 장착되는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매 컨버터(KAT)는 촉매 컨버터 금속으로 피복된 적어도 하나의 박층 블록을 포함하고, 이 박층 블록에는 상기 박막(MEM) 근처에서 끝나는 횡방향으로 천공된 덕트(Q)가 관통되는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매 컨버터(KAT)는 고 내열성 열 차단부(WD)로 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연소 장치(COMB)에는 공기(L)와 탄화수소 연료(BS)가 조절 장치(RV)를 통해 공급되고, 상기 조절 장치는 람다 프로브(S)에 의해 촉매 컨버터(KAT)의 입구측에 연결되는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 연소 장치(COMB) 또는 촉매 컨버터(KAT)에는 분무 또는 수증기(D, D*) 가 직접 계량 공급되는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연소 장치(COMB)는 연소 내연기관인 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 연소 내연기관(COMB)에는 공기 챠지 장치(air charging device)(LD)가 상류에 연결되는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 촉매 컨버터(KAT)에는 소음기(SD)가 하류(downstream)에 연결되는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재생 가스(RG)는 재생 도관(RL)에 의해 연소 내연기관의 흡기관(AS) 내로 안내되는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확산 박막(MEM1-MEM6)은 복수의 둥근 개별 박막으로 구성되고, 이들은 각각 내고열성 금속 부시(2) 내로 가압되어 밀폐식으로 지지판(3) 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 지지판(3)은 각각 중간에 놓인 가스켓(gasket)(4)을 가진 적어도 2개의 합금강 판(30, 31)으로 구성되고, 부시(2)는 고압에 의해 가압되어 지지판(3) 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 가스켓(4)은 운모 밀봉 재료로 구성되며, 지지판(3)은 운모 패킹(5, 6)에 의해 촉매 컨버터(KAT)의 한 벽(W)과 재생물 수집기(RS) 사이에 나사로 조여져 장착되는 것을 특징으로 하는 촉매를 갖는 배기 가스 재생기.
KR1020067015850A 2004-01-20 2005-01-15 촉매를 갖는 배기 가스 재생기 KR20070054139A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004002742.0 2004-01-20
DE102004002742A DE102004002742B4 (de) 2004-01-20 2004-01-20 Regenerator von Verbrennungsabgasen mit Katalysator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070054139A true KR20070054139A (ko) 2007-05-28

Family

ID=34744877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067015850A KR20070054139A (ko) 2004-01-20 2005-01-15 촉매를 갖는 배기 가스 재생기

Country Status (15)

Country Link
US (1) US20080010976A1 (ko)
EP (1) EP1711706B1 (ko)
JP (1) JP2007522377A (ko)
KR (1) KR20070054139A (ko)
CN (1) CN1934348B (ko)
AT (1) ATE524647T1 (ko)
AU (1) AU2005205175A1 (ko)
BR (1) BRPI0506997A (ko)
CA (1) CA2556379A1 (ko)
DE (1) DE102004002742B4 (ko)
NO (1) NO20063742L (ko)
PL (1) PL1711706T3 (ko)
RU (1) RU2377433C2 (ko)
WO (1) WO2005068818A1 (ko)
ZA (1) ZA200606576B (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4719029B2 (ja) * 2006-02-20 2011-07-06 三井造船プラントエンジニアリング株式会社 木質ガスのコジェネレーション装置
DE102007037494B4 (de) * 2007-08-08 2016-09-29 Werner Lohberg Abgasrückführungssystem
DE102008043025A1 (de) * 2008-10-21 2010-04-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102011001219A1 (de) 2011-03-11 2012-09-13 Bernd Holdt Verfahren und Vorrichtung zur Restenergiegewinnung aus Abgasen
KR101867652B1 (ko) 2011-10-24 2018-06-14 사우디 아라비안 오일 컴퍼니 연료로 온-보드 이산화탄소 변환에 의해 이동발생원으로부터 배출물 감소
DE202018001792U1 (de) 2018-04-10 2018-05-08 Werner Lohberg Katalysator einer Verbrennungskraftmaschine und deren Abgasanlage

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1595711A (en) * 1926-01-21 1926-08-10 Jean A Cornelier Gas purifier
US3998599A (en) * 1974-09-20 1976-12-21 Gould Inc. System for catalytic reduction of NOx emanating from an internal combustion engine
GB1567593A (en) * 1976-10-20 1980-05-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Exhaust gas control equipment
US4280926A (en) * 1978-09-12 1981-07-28 Sakai Chemical Industry Co., Ltd. Method for producing a catalyst and a carrier therefor
DE3413419A1 (de) * 1983-04-11 1984-10-11 August, Paul, Dipl.-Ing. Dr.h.c., Barcelona Vorrichtung zum einleiten von zusaetzlichen gasstroemen in den ansaugkanal einer gemischverdichtenden brennkraftmaschine
JPS62160121A (ja) * 1985-12-28 1987-07-16 Ngk Insulators Ltd 多孔質隔膜
US5806305A (en) * 1994-05-18 1998-09-15 Lockheed Martin Corporation Method and apparatus for reducing pollutants
JP3617276B2 (ja) * 1997-09-18 2005-02-02 いすゞ自動車株式会社 天然ガス改質装置及び該装置を備えたガスエンジン
US6122909A (en) * 1998-09-29 2000-09-26 Lynntech, Inc. Catalytic reduction of emissions from internal combustion engines
US6602325B1 (en) * 1999-10-21 2003-08-05 Ati Properties, Inc. Fluid separation assembly
DE10019007A1 (de) * 1999-04-20 2000-11-16 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Emissionsminderung bei Motoren
JP4393002B2 (ja) * 2001-02-01 2010-01-06 ヤンマー株式会社 ガスエンジン
DE10120097B4 (de) * 2001-04-25 2005-07-21 Daimlerchrysler Ag Abgasreinigungsanlage und Verfahren zum Betreiben der Anlage
US6516787B1 (en) * 2002-05-08 2003-02-11 Caterpillar Inc Use of exhaust gas as sweep flow to enhance air separation membrane performance

Also Published As

Publication number Publication date
EP1711706B1 (de) 2011-09-14
ATE524647T1 (de) 2011-09-15
BRPI0506997A (pt) 2007-07-03
DE102004002742B4 (de) 2005-12-08
JP2007522377A (ja) 2007-08-09
RU2377433C2 (ru) 2009-12-27
ZA200606576B (en) 2008-05-28
RU2006129933A (ru) 2008-02-27
AU2005205175A1 (en) 2005-07-28
US20080010976A1 (en) 2008-01-17
PL1711706T3 (pl) 2012-02-29
CA2556379A1 (en) 2005-07-28
CN1934348B (zh) 2011-07-06
EP1711706A1 (de) 2006-10-18
DE102004002742A1 (de) 2005-08-11
CN1934348A (zh) 2007-03-21
WO2005068818A1 (de) 2005-07-28
NO20063742L (no) 2006-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4576617A (en) Apparatus comprising the combination of filter apparatus and regeneration apparatus and process for regenerating the filter apparatus using the regeneration apparatus
WO2020246302A1 (ja) アンモニア燃焼システム
KR20070054139A (ko) 촉매를 갖는 배기 가스 재생기
RU2427715C2 (ru) Выхлопная система, содержащая каталитический фильтр для сажи
JP4674189B2 (ja) ディーゼルエンジンの排気装置
JP2022526523A (ja) 排出ガス浄化装置、当該排出ガス浄化装置を具備する内燃エンジン、及び排出ガスを規制するための方法
US20120060480A1 (en) Exhaust gas purifiying apparatus in internal combustion engine
KR101866886B1 (ko) 연료 개질기
JPS61171870A (ja) 改質天然ガスを用いた内燃機関
JP7461193B2 (ja) Ｓｃｒ触媒コンバータ、排ガス後処理システム及び内燃機関
EP0151558A1 (en) Particle filter for cleaning exhaust gas from internal combustion engines
US20040038094A1 (en) Fuel cell system
JPS60135612A (ja) 内燃機関の排気微粒子処理装置
Sendilvelan et al. Chemically heated catalytic converter design options and performance using heated metal oxides
CN114837773B (zh) 颗粒捕集装置及车辆
JP3281674B2 (ja) 脱硝装置
KR100254371B1 (ko) 배기 가스 저감 장치
Nithyanandan et al. Reduction of HC/CO emission from si engine by using transition metal oxide catalyst
JPH04301169A (ja) 燃焼装置
JPS5847240Y2 (ja) 内燃機関用改質ガス発生装置
JP2019120136A (ja) エンジンの排気処理装置
JP2019120134A (ja) エンジンの排気処理装置
JP2019120135A (ja) エンジンの排気処理装置
WO2010094136A1 (en) Method of operating a fuel processor
JP2011117395A (ja) 内燃機関のフィルタ再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application