RU2553480C2 - Устройство для очистки отработанного газа - Google Patents

Устройство для очистки отработанного газа Download PDF

Info

Publication number
RU2553480C2
RU2553480C2 RU2013104257/06A RU2013104257A RU2553480C2 RU 2553480 C2 RU2553480 C2 RU 2553480C2 RU 2013104257/06 A RU2013104257/06 A RU 2013104257/06A RU 2013104257 A RU2013104257 A RU 2013104257A RU 2553480 C2 RU2553480 C2 RU 2553480C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
exhaust gas
reducing agent
cleaning
component
flow
Prior art date
Application number
RU2013104257/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013104257A (ru
Inventor
Карстен КРУЗЕ
Томас НАГЕЛЬ
Йёрг ШПРУТЕ
Original Assignee
Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх
Фольксваген Аг
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 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх, Фольксваген Аг filed Critical Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх
Publication of RU2013104257A publication Critical patent/RU2013104257A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2553480C2 publication Critical patent/RU2553480C2/ru

Links

Images

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
    • 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
    • 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]
    • 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
    • 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
    • F01N2240/20—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 flow director or deflector
    • 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
    • F01N2330/12—Metallic wire mesh fabric or knitting
    • 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
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • 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
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • F01N2610/102—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance after addition to exhaust gases, e.g. by a passively or actively heated surface in the exhaust conduit
    • 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
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • 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)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в устройствах для очистки отработанных газов автомобильных двигателей внутреннего сгорания. Устройство (1) для очистки отработанного газа (ОГ) имеет компонент (2) очистки ОГ, который выполнен проточным в направлении (3) потока от стороны (4) набегающего потока к стороне (5) стекающего потока. В направлении (3) потока за стороной (5) стекающего потока предусмотрено устройство (6) подачи для восстановителя в устройство (1) для очистки ОГ. Устройство (6) подачи имеет направление (7) подачи, которое, по меньшей мере, частично проходит противоположно направлению (3) потока. Сторона (5) стекающего потока компонента (2) очистки ОГ, по меньшей мере, частично перекрыта пористым пластом (8). Между устройством (6) подачи и компонентом (2) очистки ОГ имеется расстояние (9), которое выбрано так, что впрыскиваемый восстановитель (10) достигает пористого пласта (8). Пористый пласт (8) содержит металлическую ткань или металлический нетканый материал. Раскрыт автомобиль, имеющий двигатель внутреннего сгорания с устройством (1) для очистки ОГ. Технический результат заключается в упрощении монтажа устройства и улучшении накопления и распределения восстановителя по проходному сечению потока. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к устройству для очистки отработанного газа (ОГ), имеющему устройство подачи для восстановителя. Такие устройства для очистки ОГ с устройством подачи в последнее время все больше применяются для очистки ОГ (мобильных) двигателей внутреннего сгорания (ДВС) автомобилей.
За счет добавки восстановителя в ОГ ДВС в устройстве для очистки ОГ часто может происходить особо основательная и эффективная очистка ОГ. Способом, при котором используется такая добавка восстановителя, является, например, селективное каталитическое восстановление [SCR - selective catalytic reduction], при котором восстанавливаются соединения оксидов азота в ОГ. Способ селективного каталитического восстановления является рациональным, прежде всего, в ДВС, работающих на обедненной смеси, в которых для сгорания имеется избыток воздуха относительно стехиометрической топливно-воздушной смеси. ОГ таких ДВС имеют особо высокое содержание соединений оксидов азота. В рамках способа селективного каталитического восстановления содержание оксидов азота в ОГ может быть уменьшено, например, с помощью аммиака в качестве восстановителя. При достаточных температурах соединения оксидов азота вместе с аммиаком восстанавливаются до безвредных компонентов, таких как вода и азот.
Для подачи аммиака в системе выпуска ОГ обычно в автомобиле он хранится не прямо, а в виде предшественника в баке. Говорят о предшественнике восстановителя или о растворе предшественника восстановителя. Такой раствор предшественника восстановителя, из которого может быть получен аммиак, является, например, водным раствором мочевины. В автомобилях применяется, например, 32,5%-ный водный раствор мочевины, который продается под торговым названием AdBlue. Превращение такого предшественника восстановителя в восстановитель может происходить, например, термически и/или с помощью катализатора в потоке ОГ в системе выпуска ОГ или во внешнем по отношению к ОГ реакторе.
Для подачи восстановителя в систему выпуска ОГ он подается через жиклер в устройство для очистки ОГ и в жидком виде. За счет тепла ОГ восстановитель испаряется и одновременно превращается. Для того чтобы это происходило эффективно и надежно, требуется, чтобы восстановитель имелся в потоке ОГ в как можно более мелких каплях или же в как можно более тонкодисперсном виде. Как правило, проблематичным является то, что крупные капли восстановителя испаряются не достаточно быстро.
Кроме того, должно быть обеспечено, чтобы впрыскиваемый восстановитель не попадал на холодные поверхности устройства для очистки ОГ. Еще одна часто возникающая проблема заключается в том, что восстановитель на таких холодных поверхностях конденсируется и, при определенных обстоятельствах, образует нежелательные отложения.
Из уровня техники известна, например, WO 2009/127449 A1, которая раскрывает расположенную в выпускном трубопроводе улавливающую среду, на которой впрыснутый восстановитель пребывает и полностью испаряется. Эта улавливающая среда термически изолирована от холодной внешней стенки выпускного трубопровода. При этом улавливающая среда может быть смонтирована лишь со значительной технической трудоемкостью и в значительной мере подвержена колебаниям.
Исходя из этого уровня техники, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать усовершенствованное устройство для очистки ОГ с устройством подачи для восстановителя. При этом должны быть, по меньшей мере, частично смягчены указанные проблемы уровня техники.
Эти задачи решены посредством устройства для очистки ОГ согласно признакам п. 1 формулы изобретения. Другие благоприятные варианты устройства для очистки ОГ указаны в сформулированных в виде зависимых пунктах формулы изобретения. Указанные в формуле изобретения по отдельности признаки являются комбинируемыми между собой любым технологически рациональным образом и могут быть дополнены поясняющими фактами из описания, причем показываются дополнительные варианты осуществления изобретения.
Изобретение относится к устройству для очистки ОГ, имеющему компонент очистки ОГ, который выполнен проточным в направлении потока от стороны набегающего потока к стороне стекающего потока, причем в направлении потока за компонентом очистки ОГ предусмотрено устройство подачи для восстановителя в устройство для очистки ОГ, причем устройство подачи имеет направление подачи, которое, по меньшей мере, частично проходит противоположно направлению потока, отличающемуся тем, что сторона стекающего потока компонента очистки ОГ, по меньшей мере, частично перекрыта пористым пластом, и между устройством подачи и компонентом очистки ОГ имеется расстояние, которое выбрано так, что впрыснутый восстановитель достигает пористого пласта.
Компонент очистки ОГ может быть, например, катализатором окисления или пылевым фильтром. Он может быть изготовлен с металлической несущей структурой, которая может быть намотана, свита или уложена в стопку по меньшей мере из одного, по меньшей мере, частично структурированного пласта. Компонент очистки ОГ также может быть керамическим, прежде всего экструдированным, носителем.
Предпочтительно, компонент очистки ОГ имеет множество простирающихся от стороны набегающего потока к стороне стекающего потока каналов, которые отделены друг от друга стенками каналов. Стенки каналов участками могут иметь прерывания, так что внутри компонента очистки ОГ является возможным перемешивание ОГ, которые текут по разным каналам. Предпочтительно, компонент очистки ОГ выполнен в виде монолита и/или в виде сотового тела.
Начиная от ДВС, направление потока через устройство для очистки ОГ проходит через полную систему очистки ОГ с устройством для очистки ОГ согласно изобретению к выпуску системы выпуска ОГ.
Устройство подачи может быть, например, инжектором для впрыскивания восстановителя. Такой инжектор распыляет находящийся под давлением, предпочтительно жидкий, восстановитель в устройство для очистки ОГ. При этом устройство подачи (другими словами, направление струи, в котором вводится восстановитель) рассчитано так, что обеспечивается как можно более тонкодисперсное распределение восстановителя в устройстве для очистки ОГ. Отдельные произведенные устройством подачи капли восстановителя являются как можно более мелкими. Предпочтительно, произведенные устройством подачи капли восстановителя имеют средний диаметр менее 200 мкм, предпочтительно менее 100 мкм. Однако для обеспечения и при сильных потоках ОГ целенаправленной подачи капель восстановителя к пористому пласту, кроме того, предпочтительно выбирать средний диаметр не менее 50 мкм.
Сторона стекающего потока компонента очистки ОГ, по меньшей мере, частично перекрыта пористым пластом. Под этим, прежде всего, имеется в виду, что пористый пласт, по меньшей мере, частично покрывает сторону стекающего потока. В соответствии с этим, выходящие из компонента очистки ОГ должны, по меньшей мере, частично проходить пористый пласт, чтобы течь дальше в направлении потока в устройстве для очистки ОГ. Сторона стекающего потока в одном предпочтительном конструктивном варианте устройства согласно изобретению полностью перекрыта или же покрыта пористым пластом. Тогда ОГ, который протекает через компонент очистки ОГ, должен полностью проходить и пористый пласт.
При необходимости, пористый пласт также может быть выполнен в виде многослойного композита, то есть может содержать, например, несколько, прежде всего соединенных между собой, пластов. При этом пласты могут быть выполнены разными, например в отношении их пористости и/или жесткости формы. Также, если является предпочтительным, что все пласты (полностью) перекрываются, многослойный композит также может быть образован тем, что по меньшей мере один частичный участок многослойного композита по сравнению с другим частичным участком имеет большее количество пластов.
Расстояние между компонентом очистки ОГ и устройством подачи выбрано так, что поданный восстановитель при эксплуатации устройства для очистки ОГ достигает пористого пласта. Предпочтительно, впрыснутый восстановитель полностью достигает пористого пласта. В соответствии с этим, расстояние зависит от скорости потока ОГ и скорости впрыскиваемого восстановителя или же от свойств ОГ и впрыскиваемого восстановителя. В соответствии с этим, при малой скорости потока ОГ расстояние может быть увеличено и наоборот - расчет, который специалист может без проблем произвести на основе простых опытов на основе обычных испытаний ОГ для автомобилей. Свойство впрыскиваемого восстановителя, которое важно для перекрываемого расстояния, - это размер капли подведенного восстановителя. Мелкие капли быстро тормозятся за счет трения в потоке ОГ и могут перемещаться лишь на короткие отрезки или же расстояния противоположно направлению потока ОГ. Более крупные капли из-за своей инерции тормозятся медленнее и поэтому могут перемещаться на большие отрезки или же расстояния противоположно направлению потока ОГ. Предпочтительно, расстояние составляет менее 50 мм, прежде всего менее 30 мм, и особо предпочтительно менее 20 мм. За счет этого может быть достигнуто, прежде всего, то, что восстановитель вводится в ламинарный профиль потока ОГ после выхода из компонента очистки ОГ.
Благодаря устройству согласно изобретению является возможным создавать запас восстановителя для контакта с ОГ в подходящей для направленной подачи зоне устройства для очистки ОГ. Кроме того, таким образом возможно конкретное приложение восстановителя к потоку ОГ, например, посредством адаптированных количеств восстановителя в зависимости от пространственного распределения проточного потока ОГ (массовый поток ОГ и/или температура ОГ и т.п.). Следовательно, путем конкретного назначения покидающих компонент очистки ОГ (локальных) частичных потоков ОГ к пористому пласту может быть открыта возможность более экономной подачи восстановителя, так как он превращается более эффективно и более целенаправленно.
В еще одном благоприятном варианте устройства для очистки ОГ согласно изобретению пористый пласт расположен, по меньшей мере, частично параллельно стороне стекающего потока. (Прежде всего, совершенно) параллельное) расположение пористого пласта относительно стороне стекающего потока делает возможным особо компактное и простое размещение пористого пласта на стороне стекающего потока, прежде всего также и в ламинарной области потока за стороной стекающего потока. В то же время такое расположение делает возможным быстрый теплоперенос от компонента очистки ОГ на пористый пласт. Как правило, (каталитически активный) компонент очистки ОГ представляет собой источник тепла, который может нагревать пористый пласт (прямо и/или через поток ОГ). За счет этого становится возможным, что намерзший на пористый пласт восстановитель особо эффективно превращается термически.
Кроме того, в предлагаемом в изобретении устройстве пористый пласт содержит металлическую ткань или металлический нетканый материал. Такой нетканый материал может быть выполнен с точно определенными термическими свойствами и определенным сопротивлением протеканию. Сопротивление протеканию и термические свойства могут быть определены путем выбора материала отдельных металлических нитей нетканого материала или же ткани, путем выбора толщины нитей и/или через плотность и толщину нетканого материала или же ткани. При определенных условиях ткань также может выполнять (лишь) защитную функцию, а нетканый материал, главным образом, временно сохранять (складировать) восстановитель. Ткань (с регулярной структурой проволочных нитей) и нетканый материал (с хаотической или же стохастической структурой проволочных нитей) также могут вместе применяться для образования сложных форм пористого пласта.
Технический результат, достигаемый применением металлической ткани или металлического нетканого материала, заключается в упрощении монтажа и исключении необходимости выполнения пористого пласта свободнонесущим. Кроме того, предлагаемое в изобретении применение пористого пласта, перекрывающего с задней стороны (стороны стекающего потока) компонент очистки ОГ, обеспечивает улучшенное накопление и распределение восстановителя по проходному сечению потока выпускного трубопровода. Таким образом, изобретение позволяет создать усовершенствованное устройство для очистки ОГ с устройством подачи восстановителя на заднюю сторону компонента очистки отработавших газов, которое, с одной стороны, является более долговечным и менее дорогостоящим, а с другой стороны - более эффективным в отношении очистки ОГ.
В одном предпочтительном конструктивном варианте устройства для очистки ОГ согласно изобретению металлический нетканый материал является электрически нагреваемым. Материал для нетканого материала или же для ткани является, прежде всего, электрически проводящим, так что через соответствующий контакт нетканый материал или же ткань может нагреваться электрическим током. Контакт может быть предусмотрен отдельно или же через компонент очистки ОГ.
Кроме того, устройство для очистки ОГ является благоприятным, если пористый пласт, по меньшей мере, частично изготовлен из титановой проволоки. На титановой проволоке в присутствии окисляющих сред образуется слой оксида титана. Такой окисляющей средой являются ОГ ДВС. Слой оксида титана благоприятствует превращению раствора предшественника восстановителя в восстановитель или же в аммиак. Слой оксида титана может быть получен на титановой проволоке еще до очистки в пористом пласте.
Кроме того, устройство для очистки ОГ согласно изобретению является благоприятным, если пористый пласт опирается на компонент очистки ОГ с помощью опорной конструкции. При этом особо предпочтительно, если пористый пласт находится в контакте только с компонентом очистки ОГ. За счет такой опорной конструкции может быть установлено определенное расстояние между стороной стекающего потока компонента очистки ОГ и пористым пластом. Опорная конструкция может быть выполнена, например, в виде опорных штифтов, которые частично простираются в каналы компонента очистки ОГ. Кроме того, по периметру компонента очистки ОГ может быть предусмотрено опорное кольцо, которое образует зажимную рамку по меньшей мере для одного пористого пласта. Предпочтительно, такая опорная конструкция выполнена с определенной теплопроводностью (например, на основе металлического материала), которая может переносить тепловую энергию от компонента очистки ОГ в пористый пласт.
При этом пористый пласт может быть экономичным образом размещен центрально в устройстве для очистки ОГ и в то же время могут быть предотвращены тепловые перемычки к внешней стенке впускного трубопровода. За счет того, что пористый пласт присоединен к компоненту очистки ОГ, тепловой поток от пористого пласта к (более холодной) внешней стенке или к внешней трубе устройства для очистки ОГ является невозможным или, по меньшей мере, сильно затруднен. Предпочтительно, пористый пласт не имеет прямого контакта с внешней стенкой устройства для очистки ОГ. Кроме того, пористый пласт, предпочтительно, закреплен только на стороне стекающего потока компонента очистки ОГ.
Кроме того, устройство для очистки ОГ согласно изобретению является благоприятным, если пористый металлический пласт имеет отличающуюся от плоскости форму, которая адаптирована к рисунку распыления устройства подачи для восстановителя.
Рисунок распыления устройства подачи, прежде всего, определяется распределением капель, направлением подачи, скоростью потока и/или направлением потока выходящего из устройства подачи восстановителя. Под формой пористого пласта, прежде всего, подразумевается форма образуемой пористым пластом поверхности. Следовательно, она, прежде всего, также может быть (частично, например, выпукло и/или вогнуто) искривленной. Для приспособления формы к рисунку распыления форма может быть, например, изогнута так, что выходящий из устройства подачи восстановитель, независимо от направления выхода из устройства подачи, преодолевает по существу одинаковый отрезок пути до пористого пласта.
Например, форма может быть выбрана так, что отрезок пути от устройства подачи до пористого пласта в области конуса распыления устройства подачи при любом направлении подачи отличается максимально на 40%, предпочтительно максимально на 20% и особо предпочтительно максимально на 10%.
При приспособлении формы к рисунку распыления также может быть учтено также и отклонение подведенного восстановителя потоком ОГ. Например, форма может быть выбрана так, что при изменении скорости ОГ от 5 м/сек до 20 м/сек, в любом случае по меньшей мере 60%, предпочтительно по меньшей мере 80%, и особо предпочтительно по меньшей мере 90%, восстановителя попадает на пористый пласт. Предпочтительно, для этого форма пористого пласта выполнена изогнутой в направлении устройства подачи.
Кроме того, является предпочтительным, что форма пористого пласта образует по меньшей мере одно углубление в направлении компонента очистки ОГ. Другими словами, это, прежде всего, означает, что форма образует по меньшей мере одно углубление, так что часть пористого пласта образует что-то типа фланцевого участка или же возвышение вокруг области попадания восстановителя. Фланцевый участок или же возвышение может образовывать изогнутую форму прохождения на пористом пласте, проще говоря, по типу подковы, капли, окружности или тому подобного. Как правило, является рациональным адаптировать количество углублений к числу устройств подачи, так чтобы при наличии одного устройства подачи было предусмотрено и точно одно углубление.
Кроме того, является благоприятным, если устройство подачи расположено таким образом, что оно находится вне простирающегося в направлении потока, начиная от стороны стекающего потока воображаемого цилиндра. Таким образом, устройство подачи выведено в сторону из главного направления потока ОГ через устройство для очистки ОГ и не мешает потоку ОГ через устройство для очистки ОГ. Несмотря на это, пористым пластом на стороне стекающего потока может быть создана подходящая поверхность, на которую попадает восстановитель при подаче в устройство для очистки ОГ, прежде всего, если форма пористого пласта, как указано выше, адаптирована к рисунку распыления устройства подачи.
Разумеется, также является возможным, что пористый пласт имеет покрытие для превращения восстановителя, например гидролизное покрытие, на тот случай, если в качестве восстановителя применяется мочевина.
Кроме того, изобретению соответствует автомобиль, имеющий двигатель внутреннего сгорания и устройство для очистки ОГ согласно изобретению для очистки отработанного газа двигателя внутреннего сгорания.
Также соответствует изобретению компонент очистки ОГ, который выполнен по меньшей мере с одним пористым пластом на стороне стекающего потока. Прежде всего, причем имеется в виду компонент очистки ОГ, который выполнен проточным для ОГ с направлением потока от стороны набегающего потока к стороне стекающего потока, причем сторона стекающего потока компонента очистки ОГ, по меньшей мере, частично перекрыта пористым пластом. Что касается выполнения пористого пласта и/или его фиксации на компоненте очистки ОГ, здесь в полном объеме делается ссылка на приведенные выше пояснения и предпочтительные варианты осуществления. Это касается, прежде всего, признаков, относящихся к форме пористого пласта, которая адаптирована к рисунку распыления устройства подачи для восстановителя, и/или структуры пористого пласта. Кроме того, прежде всего, также предлагается применение такого компонента очистки ОГ в качестве улавливающего элемента для жидкого восстановителя, прежде всего мочевины, в устройстве для очистки ОГ, прежде всего автомобиля.
Далее изобретение, а также технический контекст поясняются на фигурах более детально, причем фигуры представляют особо предпочтительные примеры осуществления, которыми изобретение, однако, не ограничено. Прежде всего, следует указать на то, что фигуры и, прежде всего, представленные пропорции являются лишь схематическими. Показано на:
Фиг. 1: устройство для очистки ОГ согласно изобретению,
Фиг. 2: автомобиль, имеющий устройство для очистки ОГ согласно изобретению,
Фиг. 3: особый вариант выполнения пористого пласта для компонента очистки ОГ согласно изобретению.
На фиг. 1 представлено устройство 1 для очистки ОГ согласно изобретению. Устройство 1 для очистки ОГ согласно изобретению имеет компонент 2 очистки ОГ, который от стороны 4 набегающего потока к стороне 5 стекающего потока в направлении 3 потока выполнен проточным для потока ОГ. В направлении 3 потока за стороной 5 стекающего потока предусмотрено устройство 6 подачи на расстоянии 9 до стороны 5 стекающего потока. На стороне 5 стекающего потока предусмотрен пористый пласт 8. Устройство 6 подачи подает в устройство 1 для очистки ОГ восстановитель 10 в направлении 7 подачи, которое, по меньшей мере, частично проходит противоположно направлению 3 потока. При этом само устройство 6 подачи может быть расположено под наклоном к направлению 3 потока, но также возможно, например, что устройство 6 подачи расположено вертикально на проводящем ОГ трубопроводе и имеет интегрированные средства отклонения потока, которые осуществляют наклонное направление 7 подачи (например, под углом к оси протяженности устройства подачи по меньшей мере 10° или даже по меньшей мере 15°).
Пористый пласт 8 с помощью опорной конструкции 13 опирается на сторону 5 стекающего потока компонента 2 очистки ОГ. Пористый пласт 8 имеет форму 14, которая адаптирована к рисунку 15 распыления устройства 6 подачи. Устройство 6 подачи образовано из области устройства 1 для очистки ОГ, в которой главным образом протекает поток ОГ, частично выдаваясь. Прежде всего, устройство 6 подачи расположено вне воображаемого цилиндра 16, который простирается, начиная от стороны 5 стекающего потока компонента 2 очистки ОГ, в направлении 3 потока. За счет этого может быть предотвращено дополнительное сопротивление потоку через устройство 6 подачи. Форма 14 адаптирована к рисунку 15 распыления устройства 6 подачи таким образом, что отрезок пути 18 от устройства 6 подачи до любого места пористого пласта 8 является по существу постоянным. Пористый пласт 8 рассекает простирающийся, исходя из устройства 6 подачи, конус предпочтительно на по существу постоянном расстоянии до устройства 6 подачи.
Предпочтительно, подведенный устройством подачи восстановитель 10 не попадает на внешнюю трубу 17 (или же внешнюю стенку) устройства 1 для очистки ОГ (или же выпускной трубопровод), чтобы не происходила конденсация восстановителя 10 на внешней трубе 17. Внешняя труба 17 во время эксплуатации из-за температуры окружающей среды является относительно холодной.
На фиг. 2 показан автомобиль 11, имеющий ДВС 12 и устройство 1 для очистки ОГ согласно изобретению, которое предназначено для очистки ОГ ДВС 12.
На фиг. 3 показан особый вариант пористого пласта 8 для компонента очистки ОГ согласно изобретению. Здесь пористый пласт 8 представлен в трех разных видах, которые соответственно откинуты согласно изображенным между видами стрелкам. Пористый пласт 8 имеет проходящее по периметру возвышение 19, которое окружает углубление 20 и на одной стороне имеет прорыв 21. Прорыв 21 предпочтительно расположен так, что он расположен ближе всего к устройству 6 подачи для восстановителя. При этом форма 14 пористого пласта 8 адаптирована к рисунку 15 распыления устройства 6 подачи. Возвышение 19 по существу окружает рисунок 15 распыления устройства 6 подачи или же область попадания восстановителя на пористый пласт 8.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Устройство для очистки ОГ
2 Компонент очистки ОГ
3 Направление потока
4 Сторона набегающего потока
5 Сторона стекающего потока
6 Устройство подачи
7 Направление подачи
8 Пористый пласт
9 Расстояние
10 Восстановитель
11 Автомобиль
12 ДВС
13 Опорная конструкция
14 Форма
15 Рисунок распыления
16 Воображаемый цилиндр
17 Внешняя труба
18 Отрезок пути
19 Возвышение
20 Углубление
21 Прорыв

Claims (10)

1. Устройство (1) для очистки отработанного газа (ОГ), имеющее компонент (2) очистки ОГ, который выполнен проточным в направлении (3) потока от стороны (4) набегающего потока к стороне (5) стекающего потока, причем в направлении (3) потока за стороной (5) стекающего потока предусмотрено устройство (6) подачи для восстановителя в устройство (1) для очистки ОГ, причем устройство (6) подачи имеет направление (7) подачи, которое, по меньшей мере, частично проходит противоположно направлению (3) потока, отличающееся тем, что сторона (5) стекающего потока компонента (2) очистки ОГ, по меньшей мере, частично перекрыта пористым пластом (8), а между устройством (6) подачи и компонентом (2) очистки ОГ имеется расстояние (9), которое выбрано так, что впрыскиваемый восстановитель (10) достигает пористого пласта (8), причем пористый пласт (8) содержит металлическую ткань или металлический нетканый материал.
2. Устройство (1) для очистки ОГ по п. 1, в котором пористый пласт (8), по меньшей мере, частично расположен параллельно стороне (5) стекающего потока.
3. Устройство (1) для очистки ОГ по п. 2, в котором пористый пласт (8) размещен в ламинарной области потока за стороной (5) стекающего потока.
4. Устройство (1) для очистки ОГ по п. 1 или 2, в котором пористый пласт (8) опирается на компонент (2) очистки ОГ с помощью опорной конструкции (13).
5. Устройство (1) для очистки ОГ по п. 1 или 2, в котором пористый пласт (8) имеет отличающуюся от плоскости форму (14), которая адаптирована к рисунку (15) распыления устройства (6) подачи для восстановителя.
6. Устройство (1) для очистки ОГ по п. 5, в котором форма (14) пористого пласта (8) образует по меньшей мере одно углубление (20) в направлении компонента (2) очистки ОГ.
7. Устройство (1) для очистки ОГ по п. 1 или 2, в котором пористый пласт (8), по меньшей мере, частично изготовлен из титановой проволоки.
8. Устройство (1) для очистки ОГ по п. 1 или 2, в котором сторона (5) стекающего потока полностью перекрыта пористым пластом (8).
9. Устройство (1) для очистки ОГ по п. 1 или 2, в котором расстояние (9) составляет менее 50 мм, что обеспечивает возможность введения восстановителя в ламинарную область потока ОГ после выхода из компонента (2) очистки ОГ.
10. Автомобиль (11), имеющий двигатель внутреннего сгорания (12) и устройство (1) для очистки ОГ по одному из предшествующих пунктов для очистки отработанного газа двигателя внутреннего сгорания (12).
RU2013104257/06A 2010-07-02 2011-06-28 Устройство для очистки отработанного газа RU2553480C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010025880A DE102010025880A1 (de) 2010-07-02 2010-07-02 Abgasbehandlungsvorrichtung
DE102010025880.6 2010-07-02
PCT/EP2011/060809 WO2012000989A1 (de) 2010-07-02 2011-06-28 Abgasbehandlungsvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013104257A RU2013104257A (ru) 2014-08-10
RU2553480C2 true RU2553480C2 (ru) 2015-06-20

Family

ID=44509219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013104257/06A RU2553480C2 (ru) 2010-07-02 2011-06-28 Устройство для очистки отработанного газа

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8966884B2 (ru)
EP (1) EP2588723B1 (ru)
JP (1) JP2013531762A (ru)
KR (1) KR20130041163A (ru)
CN (1) CN102971501B (ru)
DE (1) DE102010025880A1 (ru)
RU (1) RU2553480C2 (ru)
WO (1) WO2012000989A1 (ru)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012216923B4 (de) * 2012-09-20 2016-01-28 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug
ES2655547T3 (es) 2013-07-18 2018-02-20 Fpt Motorenforschung Ag Sistema para prevenir la formación de cristales de urea en un sistema de postratamiento de gas de escape
DE102015212485B4 (de) 2015-07-03 2018-06-14 Ford Global Technologies, Llc Abgastrakt mit gegen eine Strömungsrichtung spritzende Dosiereinrichtung, Verfahren zum Betrieb eines Abgastraktes sowie Fahrzeug mit Abgastrakt
FR3043570B1 (fr) * 2015-11-13 2020-08-07 Ifp Energies Now Fluide pour la depollution des moteurs thermiques et modes de preparation desdits fluides par emulsification
EP3222834B1 (en) * 2016-03-23 2019-05-08 Volvo Car Corporation Exhaust gas aftertreatment device for an internal combustion engine
EP3339589B1 (en) * 2016-12-21 2020-10-07 Perkins Engines Company Limited Method and apparatus for a scr
US10337380B2 (en) 2017-07-07 2019-07-02 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Mixer for a vehicle exhaust system
US10577995B2 (en) 2017-08-25 2020-03-03 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Double wall mixer with active heat transfer
US10316721B1 (en) 2018-04-23 2019-06-11 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc High efficiency mixer for vehicle exhaust system
US10287948B1 (en) 2018-04-23 2019-05-14 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc High efficiency mixer for vehicle exhaust system
US10787946B2 (en) 2018-09-19 2020-09-29 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Heated dosing mixer
EP4063627A1 (en) * 2021-03-25 2022-09-28 Volvo Truck Corporation An exhaust aftertreatment arrangement for converting nox emissions
EP4063625A1 (en) 2021-03-25 2022-09-28 Volvo Truck Corporation An exhaust aftertreatment unit for cleaning exhaust gases

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2256804C1 (ru) * 2003-12-24 2005-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с регенерацией очистки
EP1748162A1 (en) * 2005-07-28 2007-01-31 Hitachi, Ltd. Exhaust aftertreatment system using urea water
RU2318727C2 (ru) * 2002-07-30 2008-03-10 Инвиста Текнолоджиз С.А.Р.Л. Способ удаления аммиака из газа, содержащего цианистый водород, аммиак и воду
DE102006051788A1 (de) * 2006-11-03 2008-05-08 Daimler Ag Abgasnachbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors
DE102008048806A1 (de) * 2008-09-24 2010-03-25 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Abgasreinigungsanordnung und Verfahren zur Abgasreinigung mittels eines Reaktionsmittels

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10131803A1 (de) 2001-06-30 2003-05-28 Bosch Gmbh Robert Mischeinrichtung für eine Abgasreinigungsanlage
US7021047B2 (en) * 2004-07-23 2006-04-04 General Motors Corporation Diesel exhaust aftertreatment device regeneration system
JP2007321647A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Hitachi Ltd エンジン用の排気処理装置
DE102006038904A1 (de) * 2006-08-18 2008-02-21 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren zur Zugabe mindestens eines Reaktanden zu einem Abgasstrom und Vorrichtung zur Aufbereitung eines Abgasstroms einer Verbrennungskraftmaschine
DE102008001212A1 (de) 2008-04-16 2009-10-22 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Zuführung eines Reagens in ein Abgasrohr einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs
DE102008035562A1 (de) * 2008-07-30 2010-02-04 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Abgasreinigungssystem für Dieselmotoren von Nutzkraftfahrzeugen
DE102009034072A1 (de) 2009-07-22 2011-01-27 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Einspritzdüse zur Zufuhr von Reduktionsmittel und Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318727C2 (ru) * 2002-07-30 2008-03-10 Инвиста Текнолоджиз С.А.Р.Л. Способ удаления аммиака из газа, содержащего цианистый водород, аммиак и воду
RU2256804C1 (ru) * 2003-12-24 2005-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с регенерацией очистки
EP1748162A1 (en) * 2005-07-28 2007-01-31 Hitachi, Ltd. Exhaust aftertreatment system using urea water
DE102006051788A1 (de) * 2006-11-03 2008-05-08 Daimler Ag Abgasnachbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors
DE102008048806A1 (de) * 2008-09-24 2010-03-25 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Abgasreinigungsanordnung und Verfahren zur Abgasreinigung mittels eines Reaktionsmittels

Also Published As

Publication number Publication date
EP2588723B1 (de) 2015-08-12
EP2588723A1 (de) 2013-05-08
CN102971501A (zh) 2013-03-13
WO2012000989A1 (de) 2012-01-05
US20130118157A1 (en) 2013-05-16
CN102971501B (zh) 2015-11-25
US8966884B2 (en) 2015-03-03
DE102010025880A1 (de) 2012-01-05
KR20130041163A (ko) 2013-04-24
JP2013531762A (ja) 2013-08-08
RU2013104257A (ru) 2014-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2553480C2 (ru) Устройство для очистки отработанного газа
US10190466B2 (en) Pressure differentiated exhaust aftertreatment device
CN103827458B (zh) 用于将液态介质导入来自燃式发动机的废气中的装置
US8539758B2 (en) Exhaust-gas purification system for diesel engines
KR101391534B1 (ko) 반응제 추가를 위한 콤팩트한 배기가스 처리장치
KR101914396B1 (ko) 혼합기 조립체를 위한 절연 커버
JP4605205B2 (ja) 排気浄化装置
JP2008045559A (ja) 内燃機関の排気ガス流への少なくとも１種の反応物の添加方法および内燃機関の排気ガス流の処理装置
JP2014511969A (ja) 混合領域を有する小型の排気ガス処理装置および排気ガスを混合するための方法
CN102191975A (zh) 用于排气后处理的气体/液体混合装置
US9890682B2 (en) System, apparatus, and method to address unwanted DEF-based deposits in diesel exhaust system
JP5616344B2 (ja) 排ガス浄化装置および反応剤を用いた排ガス浄化のための方法
JP2009085050A (ja) 添加剤噴射弁、添加剤噴射装置、及び排気浄化システム
JP5582854B2 (ja) 排気ガス浄化装置
CN110799735B (zh) 排气添加剂分配装置和系统
JP2009091976A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
EP2754865B1 (en) Exhaust gas purifying apparatus
CN118273789A (zh) 混合器、排气后处理系统、排气后处理方法
JP5020028B2 (ja) 排気浄化装置
JP2019011684A (ja) 排気ガス浄化システム
JP2016138459A (ja) 液体添加装置
KR20170016445A (ko) 배기가스 정화 장치