KR20150112869A - 리치 번 천연가스 엔진에서의 배출물 제어 - Google Patents

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마루티 나라싱가 라오 데바라콘다
로버트 얼 맥도웰
데니스 존 스폴딩
더 에흐 제임스 크리스토퍼 본
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Abstract

본 발명에 따른 엔진용의 패시브 중간 베드 공기 분사 장치는, 엔진의 배기 흐름에 배치된 3방향 촉매를 포함한다. 3방향 촉매는 배기 흐름으로부터 NOx, CO 및 HC를 감소시킨다. 3방향 촉매는, 엔진의 배기 흐름에 배치된 암모니아 슬립 촉매를 포함한다. 암모니아 슬립 촉매는 3방향 촉매의 하류측에 배치되어, 배기 흐름으로부터 NH3 및 CO를 산화시킨다. 3방향 촉매는, 3방향 촉매의 하류측과 암모니아 슬립 촉매의 상류측에 공기를 전달하도록, 3방향 촉매와 암모니아 슬립 촉매의 사이에 배치되어 있는 산소 유입부를 포함한다. 산소 유입부는 강제 주입 장치의 차징측으로부터 공기를 받아들이고, 이 공기를 암모니아 슬립 촉매에 들어가는 배기 흐름에 전달한다. 또한 관련 방법도 제공된다.

Description

리치 번 천연가스 엔진에서의 배출물 제어{EMISSION CONTROL IN RICH BURN NATURAL GAS ENGINES}
본 발명은 일반적으로 엔진용의 배출물 제어 시스템/후처리 시스템에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 엔진용의 패시브 중간 베드 공기 분사 장치에 관한 것이다.
천연가스 엔진은, 가스 압축 용례, 발전 용례, 유전 발전 용례 등을 비롯한, 서로 다른 여러 환경에 이용된다. 천연가스 엔진에는, 엔진의 배기 흐름으로부터의 오염물/배출물을 저독성 오염물로 전환하는 촉매 컨버터가 마련될 수 있다. 종래에서는, 배기 흐름으로부터의 오염물, 예컨대 미연소된 혹은 부분 연소된 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 등의 감소를 향상시키기 위해, 엔진 배기를 약간 농후해지게 (예컨대, 공기 대 연료의 비가 화학양론적 비보다 낮도록 연료의 양이 많아지게) 처리하였다.
엔진 배기가 약간 농후해짐에 따라, 다른 오염물, 예컨대 암모니아(NH3), 일산화탄소(CO) 등이 배기 흐름에 다량 존재하게 되었다. 따라서, 공기 대 연료의 비가 화학양론적 비보다 높게 하도록 능동 제어부를 이용하는 일 없이, 촉매 컨버터에서의 공기의 양을 증대시킴으로써, 배기 흐름으로부터 오염물[예컨대, 암모니아(NH3) 및 일산화탄소(CO)]을 효율적으로 제거할 필요가 있고, 이는 유익할 것이다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 예시적인 양태의 기본적인 이해를 돕기 위해, 본 발명을 간단히 요약한다. 이 요약은 본 발명의 폭넓은 개요는 아니다. 또한, 상기 요약은 본 발명의 중요 요소를 확인시켜 주거나 본 발명의 범위를 기술하려는 것은 아니다. 상기 요약의 유일한 목적은, 이후에 제시되는 보다 상세한 설명에 대한 전제부로서 본 발명의 몇몇 개념을 간단한 형태로 제시하는 것이다.
일 양태에 따르면, 본 발명은 엔진용의 패시브 중간 베드 공기 분사 장치를 제공한다. 상기 중간 베드 공기 분사 장치는, 엔진의 배기 흐름에 배치되어 있고, 배기 흐름으로부터 NOx, CO 및 HC를 감소시키도록 구성되어 있는 것인 3방향 촉매를 포함한다. 상기 중간 베드 공기 분사 장치는, 엔진의 배기 흐름에 배치된 암모니아 슬립 촉매를 포함한다. 암모니아 슬립 촉매는 3방향 촉매의 하류측에 배치되어 있다. 암모니아 슬립 촉매는 배기 흐름으로부터 NH3 및 CO를 산화시키도록 구성되어 있다. 상기 중간 베드 공기 분사 장치는, 3방향 촉매와 암모니아 슬립 촉매의 사이에 배치되어 있는 산소 유입부로서, 3방향 촉매의 하류측과 암모니아 슬립 촉매의 상류측에 공기를 전달하도록 구성되어 있는 산소 유입부를 포함한다. 산소 유입부는, 강제 주입 장치의 차징측으로부터 공기를 받아들이고, 이 공기를 암모니아 슬립 촉매에 들어가는 배기 흐름에 전달할 수 있다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 엔진용의 패시브 중간 베드 공기 분사 장치를 제공한다. 상기 중간 베드 공기 분사 장치는, 엔진의 배기 흐름에 배치되어 있고, 배기 흐름으로부터 NOx, CO 및 HC를 감소시키도록 구성되어 있는 것인 3방향 촉매를 포함한다. 상기 중간 베드 공기 분사 장치는, 엔진의 배기 흐름에 배치된 암모니아 슬립 촉매를 포함한다. 암모니아 슬립 촉매는 3방향 촉매의 하류측에 배치되어 있다. 암모니아 슬립 촉매는 배기 흐름으로부터 NH3 및 CO를 산화시키도록 구성되어 있다. 상기 중간 베드 공기 분사 장치는, 3방향 촉매와 암모니아 슬립 촉매의 사이에 배치된 공기 믹서를 포함한다. 상기 중간 베드 공기 분사 장치는, 3방향 촉매와 암모니아 슬립 촉매의 사이에 배치되어 있는 산소 유입부로서, 3방향 촉매의 하류측과 암모니아 슬립 촉매의 상류측에 공기를 전달하도록 구성되어 있는 산소 유입부를 포함한다. 산소 유입부는, 강제 주입 장치의 차징측으로부터 공기를 받아들이고, 이 공기를 공기 믹서에 전달할 수 있다. 공기와 배기 흐름은 암모니아 슬립 촉매에 들어가기 전에 혼합된다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 엔진에서 NH3 배출물을 저감하는 방법을 제공한다. 상기 방법은, 배기 흐름으로부터 NOx 및 CO를 감소시키도록 구성되어 있는 3방향 촉매를 엔진의 배기 흐름에 마련하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 엔진의 배기 흐름에 있어서 3방향 촉매의 하류측에 암모니아 슬립 촉매를 마련하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 강제 주입 장치의 차징측으로부터의 공기를, 암모니아 슬립 촉매에 들어가는 배기 흐름에 전달하는 단계를 포함한다.
본 발명과 관련된 분야의 당업자라면, 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명을 읽음으로써, 본 발명의 전술한 양태와 그 밖의 양태를 분명히 알게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 패시브 중간 베드 공기 분사 장치를 포함하는, 예시적인 엔진용의 엔진 시스템을 전반적/개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 엔진에서 NH3 배출물을 저감하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
본 발명의 하나 이상의 양태를 포함하는 예시적인 실시형태들이 도면에 기재 및 도시되어 있다. 이렇게 도시된 예들은 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 하나 이상의 양태는, 다른 실시형태와 더 나아가 다른 타입의 장치에도 이용될 수 있다. 또한, 특정 용어는 본원에서 단지 편의상 사용되고 있으며, 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 더 나아가, 도면에서, 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 표시하기 위해 이용되고 있다.
도 1은 예시적인 엔진 시스템(10)을 개략적으로 보여준다. 보여주기 쉽게 하기 위해, 엔진 시스템(10)은 도 1에 다소 일반적으로/개략적으로 도시되어 있는 것으로 이해될 것이다. 실제로, 엔진 시스템(10)은 여러 구성, 여러 형태, 및/또는 펌프, 실린더, 도관, 통로 등을 비롯한 여러 구조를 포함한다.
엔진 시스템(10)은, 예컨대 천연가스 엔진, 탄화수소 연료 엔진 등과 같은 엔진(12)을 포함한다. 일반적으로, 엔진(12)은 여러 내연기관을 포함하며, 그 중의 일부는 천연가스를 이용할 수 있다. 엔진(12)은 여러 환경/용례와 관련하여 사용될 수 있다. 엔진(12)이 마련될 수 있는 환경/용례의 몇몇 예로는, 가스 압축 용례, 발전 용례, 유전 발전 등이 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 몇몇 예에서, 엔진(12)은 에너지를 기계적인 동작으로 변환할 수 있다. 도 1에 도시되어 있고 본원에 기술되어 있는 엔진(12)은 천연가스를 이용하는 것에만 특별히 한정되는 것은 아니다. 실제로, 몇몇 잠재적인 예에서, 엔진(12)은 엔진 내에서 λ(과잉 공기비)=~1.0으로 운용되는 연료를 포함할 수 있고, 프로판, 에탄, 프로세스 가스, 잔류 가스, 필드 가스, 가솔린, 탄화수소 연료, 디젤, 천연가스 등과 같은 연료를 포함할 수 있다.
배기 흐름(14)이 엔진(12)으로부터 흘러나갈 수 있다. 배기 흐름(14)은 엔진(12)에 의한 연료의 연소에서 생긴 임의의 수/혼합의 기상 배출물 및/또는 부산물을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 배기 흐름(14)은 일산화탄소(CO), 미연소된 혹은 부분 연소된 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx), 및/또는 암모니아(NH3) 중의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
엔진 시스템(10)은 엔진(12)용의 패시브 중간 베드 공기 분사 장치(20)를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 중간 베드 공기 분사 장치(20)의 일부분으로서 강제 주입 장치(22)가 포함될 수 있다. 강제 주입 장치(22)는 도 1에 일반적으로/개략적으로 도시되어 있지만, 강제 주입 장치(22)는 서로 다른 여러 구조를 포함하는 것으로 인식될 것이다. 잠재적인 한 예에서, 강제 주입 장치(22)는 터보차저를 포함한다. 다른 예에서, 강제 주입 장치(22)는 슈퍼차저를 포함한다. 일반적으로, 강제 주입 장치(22)는, 엔진(12)의 연소실에 잉여 공기를 제공함으로써 엔진(12)의 효율을 증대시킬 수 있다.
몇몇 예에서, 슈퍼차저는 엔진(12)의 공기 흡입량을 증가시키는 데 사용될 수 있다. 예시된 예를 비롯한 다른 예에서, 슈퍼차저는 또한 촉매[예컨대, 촉매 어셈블리(40)]로의 공기를 증가/증대시키는 데 사용될 수 있다. 이들 예 중의 일부 또는 전부에서, 슈퍼차저는 벨트 및/또는 기어 구동식 슈퍼차저, 벨트 및/또는 기어 구동식 피스톤 펌프/압축기, 원심식 슈퍼차저, 베인식 슈퍼차저, 루츠식(로브식) 슈퍼차저, 스크류식 슈퍼차저를 포함할 수 있다. 실제로, 슈퍼차저는 여러 변형, 구성, 구조 등을 포함할 수 있고, 그 중의 일부가 본원에 열거되어 있는 것으로 인식된다.
강제 주입 장치(22)(예컨대, 터보차저, 슈퍼차저 등)은 공기 흡입구(24)와 유체 연통되어 있다. 일 예에서, 공기 흡입구(24)는 공기를 강제 주입 장치(22)에 공급할 수 있다. 작동시, 강제 주입 장치(22)는 공기 흡입구(24)로부터 공기를 받아들일 수 있다. 마찬가지로, 몇몇 예에서, 강제 주입 장치(22)는 엔진(12)으로부터 배기 흐름(14)을 받아들일 수 있다. 일반적으로, 강제 주입 장치(22)는 공기 흡입구(24)로부터 받아들인 공기를 압축할 수 있다. 몇몇 예에서, 예컨대 공기를 압축하는 것을 돕기 위해 강제 주입 장치(22)가 터보차저를 포함하는 경우, 배기 흐름(14)이 강제 주입 장치(22) 내의 터빈을 회전시킬 수 있고, 이 회전이 공기의 압축을 야기한다. 다른 예에서, 예컨대 강제 주입 장치(22)가 슈퍼차저를 포함하는 경우, 압축기가 벨트로 구동되고, 이러한 구동이 공기의 압축을 야기한다.
압축된 공기(28)는 강제 주입 장치(22)의 차징측(30)을 빠져나갈 수 있다. 몇몇 예에서, 압축된 공기(28)는 공기 냉각기(32)로 처리될 수 있다. 예를 들어, 압축된 공기(28)는 공기 냉각기(32)를 통과해 흐를 수 있고, 그 결과 압축된 공기(28)는 냉각된다. 일 예에서, 공기 냉각기(32)에서 나온 냉각된 공기(34)는 연료 공급부(38)에서 나온 연료(36)와 혼합된다. 혼합된 상태의 냉각된 공기(34)와 연료(36)가 연소를 위해 엔진(12)에 제공될 수 있다.
배기 흐름(14)은 강제 주입 장치(22)로부터 중간 베드 공기 분사 장치(20)의 촉매 어셈블리(40)를 향해 흘러갈 수 있다. 몇몇 예에서, 촉매 어셈블리(40)는 단일 하우징을 포함하지만, 다른 예에서 촉매 어셈블리(40)는 복수의 하우징을 포함한다. 도시된 예에서, 촉매 어셈블리(40)는 엔진(12)과 강제 주입 장치(22)의 하류측에 배치될 수 있다.
잠재적인 한 예에서, 엔진 시스템(10)은 O2 센서(48) 등과 같은 센서를 포함할 수 있다. 도시된 예에서, O2 센서(48)는 촉매 어셈블리(40)의 상류측에 배치될 수 있고, 그 결과 O2 센서(48)는 촉매 전 센서를 구성한다. O2 센서(48)는 배기 흐름(14)의 유로 내에 배치될 수 있고, 그 결과 O2 센서(48)는 배기 흐름(14)의 공기/연료비를 결정할 수 있다. O2 센서(48)는 예시된 위치에 국한되는 것은 아니다. 다른 예에서, O2 센서(48)는 촉매 어셈블리(40)의 하류측에 추가적으로 또는 대체물로서 배치될 수 있고, 그 결과 O2 센서(48)(또는 추가적인 O2 센서)는 촉매 후 센서를 구성한다. 다른 예에서, O2 센서(48)는 촉매 어셈블리(40) 내에 [예컨대, 3방향 촉매(50)와 암모니아 슬립 촉매(54)의 사이에] 배치될 수 있다.
촉매 어셈블리(40)는 하나 이상의 촉매 물질을 포함할 수 있다. 이 예에서, 촉매 어셈블리(40)는 3방향 촉매(50)(도 1에는 "TWC"로 도시됨)를 포함한다. 3방향 촉매(50)는 도 1에 일반적으로/개략적으로 도시되어 있지만, 3방향 촉매(50)는 여러 구성을 포함한다. 몇몇 예에서, 3방향 촉매(50)는 CO2 및/또는 H20로 전환시킨다.
3방향 촉매(50)는 NOx, CO 및/또는 HC를 줄일 수 있지만, 엔진(12)으로부터의 다른 부산물은 배기 흐름(14)으로부터 3방향 촉매(50)에 의해 유효하게 제거/감소될 수 없다. 일 예에서, 엔진(12)과 3방향 촉매(50)는 약간 농후한 (예컨대, 공기 대 연료의 비가 화학양론적 비보다 낮도록 연료의 양이 많은) 혼합기에서 작동할 수 있다. 약간 농후한 혼합기에서 작동함으로써, 3방향 촉매(50)는 배기 흐름(14)으로부터 NOx, CO 및/또는 HC를 제거/감소시키는 데 보다 효율적이고 효과적일 수 있다. 그러나, 약간 농후한 혼합기에서 작동한 결과, 비교적 높은 농도의 NH3(암모니아)와 CO(일산화탄소)가 발생되어 3방향 촉매(50)의 하류측의 배기 흐름(14)에 존재한다.
NH3 및 CO의 산화/제거를 돕기 위해, 촉매 어셈블리(40)는 엔진(12)의 배기 흐름(14)에 배치된 암모니아 슬립 촉매(54)(도 1에 "ASC"로 도시됨)를 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 암모니아 슬립 촉매(54)는 3방향 촉매(50)의 하류측에 그리고 공기 믹서(58)의 하류측에 배치된다. 암모니아 슬립 촉매(54)는 도 1에 일반적으로/개략적으로 도시되어 있지만, 암모니아 슬립 촉매(54)는 여러 구성을 포함한다. 몇몇 예에서, 암모니아 슬립 촉매(54)는 표면/기판 상에 배치된 하나 이상의 활성 촉매 물질의 층을 포함한다. 활성 촉매 물질에 기초하여, 암모니아 슬립 촉매(54)는 배기 흐름(14)에서 여러 물질을 산화(예컨대, 전환)시킬 수 있다.
암모니아 슬립 촉매(54)는 배기 흐름(14)에서 나온 NH3 및/또는 CO 중 적어도 일부를 산화(예컨대, 전환)시킬 수 있다. 잠재적인 한 예에서, 암모니아 슬립 촉매(54)는 NH3를 산화시킬 수 있는 하나 이상의 물질을 지지하는 분자 여과기를 포함한다. 몇몇 예에서, NH3를 산화시킬 수 있는 물질로는, 전이 금속, 백금족 금속[예컨대, 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 레늄(Re), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 및/또는 이들의 혼합물] 등이 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 이 예에서, 배기 흐름(14)에서 나온 NH3 및/또는 CO 중 적어도 일부는 N2, CO2 등으로 전환될 수 있다.
촉매 어셈블리(40)는 공기 믹서(58)를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 공기 믹서(58)는 3방향 촉매(50)와 암모니아 슬립 촉매(54)의 사이에 배치된다. 예를 들어, 공기 믹서(58)는 3방향 촉매(50)의 하류측과 암모니아 슬립 촉매(54)의 상류측에 배치될 수 있다. 공기 믹서(58)는 배기 흐름(14) 내에 배치될 수 있고, 그 결과 배기 흐름(14)이 3방향 촉매(50)를 빠져나간 후, 배기 흐름(14)의 일부 또는 전부가 공기 믹서(58)를 통과할 수 있다. 일반적으로, 공기 믹서(58)는 배기 흐름(14)을 다른 가스 또는 유체 공급원과 혼합시킬 수 있다.
공기 믹서(58)는 공기를 혼합하기 위한 여러 크기/치수를 가질 수 있다. 잠재적인 한 예에서, 공기 믹서(58)가 촉매 요소의 크기와 유사한 크기를 갖도록, 공기 믹서(58)는 비교적 대직경의 믹서를 구성한다. 다른 예에서, 공기 믹서(58)가 배기관 크기와 유사한 크기를 갖도록, 공기 믹서(58)는 비교적 소직경의 믹서를 구성한다. 실제로, 엔진 시스템(10), 배기 흐름(14) 등의 특정 요건에 기초하여, 공기 믹서(58)는 광범위한 크기를 가질 수 있는 것으로 인식된다.
중간 베드 공기 분사 장치(20)는 산소 유입부(70)를 포함할 수 있다. 산소 유입부(70)는 강제 주입 장치(22)의 [예컨대, 공기 냉각기(32)로부터의] 차징측(30)과 촉매 어셈블리(40)의 사이에서 연장될 수 있다. 도시된 예에서, 산소 유입부(70)의 제1 단부(72)가 강제 주입 장치(22)의 차징측(30)과 유체 연통 관계에 있고, 산소 유입부(70)의 반대측 제2 단부(74)가 촉매 어셈블리(40)와 유체 연통 관계에 있다. 이러한 예에서, 산소 유입부(70)의 일부분[예컨대, 제2 단부(74)]이 3방향 촉매(50)와 암모니아 슬립 촉매(54)의 사이에 배치된다.
산소 유입부(70)는 튜브, 채널, 도관, 파이프, 통로 등을 포함하고, 이를 통해 공기가 강제 주입 장치(22)의 [예컨대, 공기 냉각기(32)로부터의] 차징측(30)과 촉매 어셈블리(40)에 전달된다. 산소 유입부(70)는 강제 주입 장치(22)의 [예컨대, 공기 냉각기(32)로부터의] 차징측(30)으로부터 공기를 받아들이고, 이 공기를 암모니아 슬립 촉매(54)에 들어가는 배기 흐름(14)에 전달한다. 공기는, 예컨대 차징측(30)을 따라서 소정의 위치, 예를 들어 공기 냉각기(32)에 혹은 이후의 위치에 있는 개구를 통하여, 산소 유입부(70)에 수동적으로 전달될 수 있다. 이 예에서, 산소 유입부(70)는 3방향 촉매(50)의 하류측과 암모니아 슬립 촉매(54)의 상류측에 공기를 전달한다. 이러한 식으로, 산소 유입부(70)는 엔진(12)을 우회할 수 있다.
도시된 예에서, 산소 유입부(70)는 공기를 공기 믹서(58)에 전달할 수 있다. 몇몇 예에서, 산소 유입부(70)를 통해 암모니아 슬립 촉매(54)의 상류측의 배기 흐름(14)에 공급되는 공기의 양에 제한이 있을 수 있는 것으로 인식된다. 산소 유입부(70)로부터의 공기와 배기 흐름(14)은 암모니아 슬립 촉매(54)에 들어가기 전에 혼합될 수 있다. 공기를 산소 유입부(70)로부터 암모니아 슬립 촉매(54)에 공급한 결과, 암모니아 슬립 촉매(54)에 들어가는 공기 및 배기 흐름(14)의 조합은 약간 희박하다(예컨대, 공기 대 연료의 비가 화학양론적 비보다 높도록 공기의 양이 많다). 약간 희박한 혼합기에서 작동함으로써, 암모니아 슬립 촉매(54)는 배기 흐름(14)으로부터 NH3 및 CO를 산화시키는 데 보다 효율적이고 효과적일 수 있다.
몇몇 예에서, 촉매 어셈블리(40)에는 공기 믹서(58)가 마련되지 않을 수 있다. 그 대신에, 산소 유입부(70)로부터의 공기와 배기 흐름(14)은 공기 믹서(58)를 필요로 하지 않고서 암모니아 슬립 촉매(54)에 들어가기 전에 결합될 수 있다. 이러한 예에서, 암모니아 슬립 촉매(54)는 계속해서 배기 흐름(14)으로부터 NH3 및 CO를 산화시킬 수 있다.
추가적으로, 엔진 시스템(10)은 도시된 구조/형태에만 특별히 한정되는 것은 아닌 것으로 인정될 것이다. 실제로, 잠재적인 추가 예들에서, 엔진 시스템(10)은 본원에 예시되어 있지 않은 다른 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 엔진 시스템(10)은 (중간-베드 분사) 전용 공기 펌프/또는 공기 압축기를 포함할 수 있다. 이러한 공기 펌프 및/또는 공기 압축기는 흡입 어플리케이션을 갖는 엔진 시스템(10)에 사용될 수 있다.
배기 흐름(14)과 공기는 암모니아 슬립 촉매(54)를 배기가스(90) 형태로 통과해 빠져나갈 수 있다. 보여주기 쉽게 하기 위해, 배기가스(90)는 도 1에 화살표를 이용하여 일반적으로/개략적으로 도시되어 있는 것으로 이해될 것이다. 이 예에서, 배기가스(90)는 암모니아 슬립 촉매(54)의 하류측에서 촉매 어셈블리(40)의 유출부, 벤트 등으로부터 빠져나갈 수 있다. 3방향 촉매(50)와 암모니아 슬립 촉매(54)로 인해, 배기가스(90)는 일산화탄소(CO), 미연소된 혹은 부분 연소된 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx), 및/또는 암모니아(NH3)를 비롯한 오염 물질의 양이 줄어들 수 있다. 또한, 공기가 산소 유입부(70)에 수동적으로 이동되므로, 산소 유입부(70)로부터 암모니아 슬립 촉매(54)로의 공기의 흐름을 제어하도록 능동 제어부(예컨대, 펌프, 밸브 등)를 마련할 필요가 없다.
이제 도 2를 참조해 보면, 엔진(12)의 NH3 배출물을 저감하는 방법(200)의 예가 도시되어 있다. 상기 방법(200)은 도 1에 도시된 엔진 시스템(10)과 연계하여 수행될 수 있다.
상기 방법(200)은 엔진(12)의 배기 흐름(14)에 3방향 촉매(50)를 마련하는 단계 202를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 촉매 어셈블리(40)의 일부분으로서의 3방향 촉매(50)가 엔진(12)의 하류측에 배치되어 있다. 그에 따라, 배기 흐름(14) 내의 배기가스가 3방향 촉매(50)를 향해 나아가 통과하면서, 엔진(12)으로부터 배출된다.
이 방법(200)은 엔진(12)의 배기 흐름(14)에 있어서 3방향 촉매(50)의 하류측에 암모니아 슬립 촉매(54)를 마련하는 단계 204를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 촉매 어셈블리(40)의 일부분으로서의 암모니아 슬립 촉매(54)가 엔진(12)의 하류측에 배치되어 있다. 마찬가지로, 암모니아 슬립 촉매(54)는 촉매 어셈블리(40) 내에서 3방향 촉매(50)의 하류측에 배치되어 있다. 이에 따라, 배기 흐름(14)은 3방향 촉매(50)를 통과하고, 3방향 촉매(50)에서 빠져나간 후, 암모니아 슬립 촉매(54)에 들어갈 수 있다.
상기 방법(200)은, 강제 주입 장치(22)의 차징측(30)으로부터의 공기를, 암모니아 슬립 촉매(54)에 들어가는 배기 흐름(14)에 전달하는 단계 206를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 공기는 강제 주입 장치(22)의 차징측(30)으로부터 [예컨대, 이 예에서는 공기 냉각기(32)로부터] 산소 유입부(70)를 거쳐 촉매 어셈블리(40)에 전달될 수 있다. 이 예에서는, 산소 유입부(70)로부터의 공기가 배기 흐름(14)과 혼합되도록, 산소 유입부(70)의 제2 단부(74)가 공기 믹서(58)와 유체 연통 관계에 있을 수 있다. 이러한 혼합은 3방향 촉매(50)의 하류측과 암모니아 슬립 촉매(54)의 상류측에서 발생한다. 일 예에서, 공기가 혼합되어 있고 암모니아 슬립 촉매(54)와 접촉하는 배기 흐름은, 약간 희박한 (예컨대, 공기 대 연료의 비가 화학양론적 비보다 높도록 공기의 양이 많은) 혼합기이다. 이러한 희박한 혼합기로 인해, 암모니아 슬립 촉매(54)는 배기 흐름(14)으로부터 NH3 및 CO를 줄이는 데 보다 효율적이고 효과적일 수 있다.
전술한 예시적인 실시형태를 참조하여 본 발명을 설명하였다. 본 명세서를 읽고 이해하게 되면, 다른 사람들에게 수정 및 변형이 떠오를 것이다. 본 발명의 하나 이상의 양태를 포함하는 예시적인 실시형태는, 상기 수정 및 변형이 첨부된 청구범위의 범위 안에 있는 한, 이러한 수정 및 변형을 모두 포함하려는 것이다.

Claims (20)

  1. 엔진용의 패시브 중간 베드 공기 분사 장치로서,
    엔진의 배기 흐름에 배치되어 있고, 배기 흐름으로부터 NOx, CO 및 HC를 감소시키도록 구성되어 있는 것인 3방향 촉매;
    엔진의 배기 흐름에 배치되어 있고, 3방향 촉매의 하류측에 배치되어 있으며, 배기 흐름으로부터 NH3 및 CO를 산화시키도록 구성되어 있는 것인 암모니아 슬립 촉매; 및
    3방향 촉매와 암모니아 슬립 촉매의 사이에 배치되어 있는 산소 유입부로서, 이 산소 유입부는, 3방향 촉매의 하류측과 암모니아 슬립 촉매의 상류측에 공기를 전달하도록 구성되어 있고, 강제 주입 장치의 차징측으로부터 공기를 받아들여 이 공기를 암모니아 슬립 촉매에 들어가는 배기 흐름에 전달하도록 구성되어 있는 것인 산소 유입부
    를 포함하는 중간 베드 공기 분사 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 강제 주입 장치는 터보차저를 포함하는 것인 중간 베드 공기 분사 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 강제 주입 장치는 슈퍼차저를 포함하는 것인 중간 베드 공기 분사 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 강제 주입 장치의 차징측으로부터 상기 배기 흐름까지의 산소 유입부는 엔진을 우회하도록 구성되어 있는 것인 중간 베드 공기 분사 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 3방향 촉매와 상기 암모니아 슬립 촉매의 사이에 배치된 공기 믹서를 더 포함하는 중간 베드 공기 분사 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 엔진은 프로판, 에탄, 프로세스 가스, 잔류 가스, 필드 가스 및 가솔린을 비롯한 연료를 포함하는 것인 중간 베드 공기 분사 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 암모니아 슬립 촉매는 NH3의 적어도 일부를 N2로 산화시키는 것에 의해 배기 흐름으로부터 NH3를 산화시키도록 구성되어 있는 것인 중간 베드 공기 분사 장치.
  8. 엔진용의 패시브 중간 베드 공기 분사 장치로서,
    엔진의 배기 흐름에 배치되어 있고, 배기 흐름으로부터 NOx, CO 및 HC를 감소시키도록 구성되어 있는 것인 3방향 촉매;
    엔진의 배기 흐름에 배치되어 있고, 3방향 촉매의 하류측에 배치되어 있으며, 배기 흐름으로부터 NH3 및 CO를 산화시키도록 구성되어 있는 것인 암모니아 슬립 촉매;
    3방향 촉매와 암모니아 슬립 촉매의 사이에 배치된 공기 믹서; 및
    3방향 촉매와 암모니아 슬립 촉매의 사이에 배치되어 있는 산소 유입부로서, 이 산소 유입부는, 3방향 촉매의 하류측과 암모니아 슬립 촉매의 상류측에 공기를 전달하도록 구성되어 있고, 강제 주입 장치의 차징측으로부터 공기를 받아들여 이 공기를 공기 믹서에 전달하는 것인 산소 유입부
    를 포함하고, 공기와 배기 흐름은 암모니아 슬립 촉매에 들어가기 전에 공기 믹서에 의해 혼합되는 것인 중간 베드 공기 분사 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 강제 주입 장치는 터보차저를 포함하는 것인 중간 베드 공기 분사 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 강제 주입 장치는 슈퍼차저를 포함하는 것인 중간 베드 공기 분사 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 강제 주입 장치의 차징측으로부터 상기 배기 흐름까지의 산소 유입부는 엔진을 우회하도록 구성되어 있는 것인 중간 베드 공기 분사 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 엔진은 프로판, 에탄, 프로세스 가스, 잔류 가스, 필드 가스 및 가솔린을 비롯한 연료를 포함하는 것인 중간 베드 공기 분사 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 암모니아 슬립 촉매는 NH3의 적어도 일부를 N2로 산화시키는 것에 의해 배기 흐름으로부터 NH3를 산화시키도록 구성되어 있는 것인 중간 베드 공기 분사 장치.
  14. 엔진에서 NH3 배출물을 산화시키는 방법으로서,
    배기 흐름으로부터 NOx 및 CO를 감소시키도록 구성되어 있는 3방향 촉매를 엔진의 배기 흐름에 마련하는 단계;
    엔진의 배기 흐름에 있어서 3방향 촉매의 하류측에 암모니아 슬립 촉매를 마련하는 단계;
    강제 주입 장치의 차징측으로부터의 공기를, 암모니아 슬립 촉매에 들어가는 배기 흐름에 전달하는 단계
    를 포함하는 NH3 배출물 산화 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 강제 주입 장치의 차징측으로부터의 공기를 배기 흐름에 전달하는 단계는, 엔진을 우회하는 것을 포함하는 것인 NH3 배출물 산화 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 강제 주입 장치의 차징측으로부터의 공기를 배기 흐름에 전달하는 단계는, 엔진을 우회하는 것을 포함하고, 상기 암모니아 슬립 촉매는 배기 흐름으로부터 NH3 및 CO를 산화시키도록 구성되어 있는 것인 NH3 배출물 산화 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 강제 주입 장치는 터보차저를 포함하는 것인 NH3 배출물 산화 방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 강제 주입 장치는 슈퍼차저를 포함하는 것인 NH3 배출물 산화 방법.
  19. 제14항에 있어서, 상기 3방향 촉매는, 공기 대 연료의 비가 화학양론적 비보다 낮은 농후한 혼합기에서 작동되는 것인 NH3 배출물 산화 방법.
  20. 제14항에 있어서, 상기 엔진은 프로판, 에탄, 프로세스 가스, 잔류 가스, 필드 가스 및 가솔린을 비롯한 연료를 포함하는 것인 NH3 배출물 산화 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105822399A (zh) * 2016-05-04 2016-08-03 山东大学 气体发动机后处理中的补氧式氨催化转化系统及控制方法
EP3406868A1 (en) * 2017-05-24 2018-11-28 Yara Marine Technologies AS Conditioning of the exhaust gas plume of a marine vessel
DE102021106443A1 (de) 2021-03-17 2022-09-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Abgasnachbehandlungsvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine
DE102023101763A1 (de) 2022-04-11 2023-10-12 Umicore Ag & Co. Kg Abgassystem für überwiegend stöchiometrisch betriebene Verbrennungsmotoren aufweisend einen Katalysator zur Verminderung der Ammoniakemissionen
WO2023198575A1 (de) 2022-04-11 2023-10-19 Umicore Ag & Co. Kg Abgassystem für überwiegend stöchiometrisch betriebene verbrennungsmotoren aufweisend einen katalysator zur verminderung der ammoniakemissionen

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0422027Y2 (ko) * 1985-10-22 1992-05-20
US20060179824A1 (en) 2003-02-03 2006-08-17 Chapeau, Inc. Air flow regulation system for exhaust stream oxidation catalyst
MY141622A (en) * 2003-06-19 2010-05-31 Yamaha Motor Co Ltd Exhaust system for an engine
DE102005029585A1 (de) * 2005-06-25 2007-01-04 Deutz Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
US20080072578A1 (en) * 2006-09-21 2008-03-27 Kumar Sanath V Treatment Systems and Methods for Internal Combustion Engine Exhaust Streams
JP5040556B2 (ja) 2007-09-26 2012-10-03 日産自動車株式会社 内燃機関の二次空気供給装置
EP2072774A1 (en) * 2007-12-18 2009-06-24 Delphi Technologies, Inc. Compression ignition engine comprising a three way catalyst device
US8776498B2 (en) * 2008-04-16 2014-07-15 Ford Global Technologies, Llc Air-injection system to improve effectiveness of selective catalytic reduction catalyst for gasoline engines
US8661786B2 (en) 2008-07-01 2014-03-04 Woodward, Inc. Passive secondary air delivery system for two bed catalyst system
US8101146B2 (en) 2011-04-08 2012-01-24 Johnson Matthey Public Limited Company Catalysts for the reduction of ammonia emission from rich-burn exhaust
US9242239B2 (en) * 2011-04-08 2016-01-26 Johnson Matthey Public Limited Company Catalysts for the reduction of ammonia emission from rich-burn exhaust
US20150078975A1 (en) * 2013-09-16 2015-03-19 International Engine Intellectual Property Company, Llc Natural gas engine aftertreatment system

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