RU2576758C1 - System for selective catalytic reduction of nitrogen oxides in exhaust gases of diesel engines - Google Patents
System for selective catalytic reduction of nitrogen oxides in exhaust gases of diesel engines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2576758C1 RU2576758C1 RU2015103630/06A RU2015103630A RU2576758C1 RU 2576758 C1 RU2576758 C1 RU 2576758C1 RU 2015103630/06 A RU2015103630/06 A RU 2015103630/06A RU 2015103630 A RU2015103630 A RU 2015103630A RU 2576758 C1 RU2576758 C1 RU 2576758C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- urea
- exhaust gas
- nitrogen oxides
- exhaust gases
- catalyst
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Техническое решение относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно к дизельным двигателям. Оно касается очистки отработавших газов дизельного двигателя от вредных веществ, а именно снижения выбросов с отработавшими газами (ОГ) вредных веществ СО, НС, NOx.The technical solution relates to internal combustion engines, namely to diesel engines. It concerns the purification of exhaust gases of a diesel engine from harmful substances, namely, the reduction of emissions with exhaust gases (OG) of harmful substances CO, HC, NO x .
Наиболее распространенным техническим решением по снижению выбросов оксидов азота является каталитическое восстановление оксидов азота продуктами разложения мочевины, подаваемой в поток нагретых отработавших газов перед селективным катализатором (см., например, патенты, выданные в США, №№6833272, 6996975, 7498010, 7264785, 8479497, заявка №2614231, опубликованная ЕР, заявки WO 2012031536, WO 2008122460, заявки №№20110146237, 20130115150, 20110146241, опубликованные в США).The most common technical solution to reduce nitrogen oxide emissions is the catalytic reduction of nitrogen oxides by the decomposition products of urea fed to the heated exhaust gas stream before a selective catalyst (see, for example, patents issued in the USA, Nos. 6833272, 6996975, 7498010, 7264785, 8479497 Application No. 2614231 published by EP, Applications WO 2012031536, WO 2008122460, Applications No. 20110146237, 20130115150, 20110146241, published in the USA).
Метод восстановления оксидов азота аммиаком в последние 10-15 лет получил широкое развитие в качестве базового метода обезвреживания NOx в отработавших газах дизелей, в том числе на транспортных средствах большой грузоподъемности. В качестве селективных катализаторов наибольшее распространение получили катализаторы на основе оксидов титана и ванадия, легированных промоторами в виде оксидов переходных металлов. При этом обеспечивается достаточно надежное восстановление до 70% оксидов азота. В качестве восстанавливающего реагента используется 32,5% водный раствор карбамида NHCO (мочевины), который впрыскивается в поток ОГ в виде эмульсии с участием воздуха. Мочевина хорошо растворима в воде, основные свойства выражены крайне слабо. В водных растворах мочевина присоединяет молекулу воды. Раствор мочевины (в международной практике имеет название AdBlue) не токсичен и удобен в эксплуатации. Номинальный диапазон рабочих температур реагента составляет от - 11°C до 60°C.The method of reducing nitrogen oxides with ammonia over the past 10-15 years has been widely developed as the basic method for the neutralization of NO x in diesel exhaust gases, including on heavy vehicles. As selective catalysts, the most widely used are catalysts based on titanium and vanadium oxides doped with promoters in the form of transition metal oxides. This provides a sufficiently reliable recovery of up to 70% of nitrogen oxides. A 32.5% aqueous solution of urea NHCO (urea), which is injected into the exhaust gas stream in the form of an emulsion with the participation of air, is used as a reducing reagent. Urea is highly soluble in water, the main properties are extremely weak. In aqueous solutions, urea attaches a water molecule. The urea solution (called AdBlue in international practice) is non-toxic and easy to use. The nominal operating temperature range of the reagent is - 11 ° C to 60 ° C.
В качестве прототипа принята система селективного каталитического восстановления окислов азота в отработавших газах дизельных двигателей, содержащая нейтрализатор отработавших газов, катализатор, устройство хранения и подачи мочевины, трубку подачи мочевины через форсунку в трубопровод выпуска отработавших газов. Эта система, представленная в заявке №2013/0255233, опубликованной в США, обеспечивает точную дозировку мочевины в зависимости от массового содержания NOx в ОГ и позволяет выборочно (селективно) проводить восстановление окислов азота до свободного азота при умеренных температурах (300-400°C). Процесс (SCR-NOx+NH3-process) протекает непрерывно в течение длительного времени. Восстановление NOx в ОГ при избытке кислорода осуществляется только в присутствии катализатора и реагента-восстановителя при оптимальных температурах и стехиометрическом соотношении NOx и NH3.As a prototype, a system of selective catalytic reduction of nitrogen oxides in the exhaust gases of diesel engines was adopted, containing an exhaust gas neutralizer, a catalyst, a urea storage and supply device, a urea supply pipe through an injector into the exhaust gas pipe. This system, presented in application No. 2013/0255233, published in the USA, provides an accurate dosage of urea depending on the mass content of NO x in the exhaust gas and allows the selective reduction of nitrogen oxides to free nitrogen at moderate temperatures (300-400 ° C) ) The process (SCR-NO x + NH 3 -process) proceeds continuously for a long time. The reduction of NO x in the exhaust gas with an excess of oxygen is carried out only in the presence of a catalyst and a reducing agent at optimal temperatures and the stoichiometric ratio of NO x and NH 3 .
Однако в этой системе происходит относительно медленный процесс разложения мочевины в интервале температур ОГ 200-300°C, что приводит к необходимости увеличивать протяженность зоны между форсункой подачи мочевины и селективным катализатором или изыскивать другие методы интенсификации этого процесса, например путем установки специальных катализаторов гидролиза мочевины в присутствии кислот и щелочей, а также под действием фермента уразы.However, in this system, a relatively slow decomposition of urea occurs in the exhaust gas temperature range of 200-300 ° C, which leads to the need to increase the length of the zone between the urea feed nozzle and the selective catalyst or to find other methods for intensifying this process, for example, by installing special catalysts for urea hydrolysis in the presence of acids and alkalis, as well as under the action of the enzyme uraza.
Задача - увеличение скорости термического разложения раствора мочевины для повышения эффективности восстановления NOx, расширение температурного диапазона эффективного взаимодействия оксидов азота и аммиака, сокращение выбросов непрореагировавшего аммиака.The task is to increase the rate of thermal decomposition of the urea solution to increase the efficiency of NO x reduction, expand the temperature range of the effective interaction of nitrogen oxides and ammonia, and reduce emissions of unreacted ammonia.
Решение этой задачи обеспечено тем, что в системе селективного каталитического восстановления окислов азота в отработавших газах дизельных двигателей, содержащей нейтрализатор отработавших газов, катализатор, устройство хранения и подачи мочевины, трубку подачи мочевины через форсунку в трубопровод выпуска отработавших газов, согласно решаемой задаче, трубка подачи мочевины сделана из немагнитного материала и выполнена зигзагообразной с двумя коленами, между которыми расположено магнитное кольцо.The solution to this problem is provided by the fact that in the system of selective catalytic reduction of nitrogen oxides in the exhaust gases of diesel engines containing an exhaust gas neutralizer, a catalyst, a urea storage and supply device, a urea supply pipe through an nozzle to the exhaust gas pipe, according to the problem to be solved, the supply pipe urea is made of non-magnetic material and is made zigzag with two elbows, between which there is a magnetic ring.
При выполнении трубки подачи мочевины зигзагообразной с двумя коленами, между которыми расположено магнитное кольцо, создаются условия для ускорения гидролиза уже при температурах 100-150°C и тем самым более раннего высвобождения аммиака NH3 за счет значительной активации мочевины путем интенсивного воздействия на нее магнитными полями, меняющими свое направление.When the urea feed tube is zigzag with two elbows between which there is a magnetic ring, conditions are created for accelerating hydrolysis even at temperatures of 100-150 ° C and thereby earlier release of ammonia NH 3 due to significant activation of urea by intensive exposure to magnetic fields changing their direction.
На фигуре 1 представлена система селективного каталитического восстановления окислов азота в отработавших газах дизельных двигателей.The figure 1 presents a system of selective catalytic reduction of nitrogen oxides in the exhaust gases of diesel engines.
На фигуре 2 показано магнитное кольцо и трубка подачи мочевины.Figure 2 shows a magnetic ring and a urea feed tube.
Представленная на фигуре 1 система селективного каталитического восстановления окислов азота в отработавших газах дизельных двигателей содержит нейтрализатор 1 отработавших газов, катализатор 2, устройство 3 хранения и подачи мочевины, трубку 4 из немагнитного материала подачи мочевины через форсунку 5 в трубопровод 6 выпуска отработавших газов. Трубка 4 подачи мочевины расположена в магнитном кольце 7. Устройство 3 хранения и подачи мочевины состоит из бака 8 с мочевиной, узла 9 подачи раствора, узла 10 подачи воздуха, дозирующего устройства 11. Кроме того, система содержит CAN-шину 12, электронный блок 13 управления, датчики 14, 15 температуры отработавших газов, датчик 16 содержания окислов азота (NOx) в отработавших газах дизельного двигателя 17.The system for selective catalytic reduction of nitrogen oxides in diesel engine exhaust gases shown in FIG. 1 comprises an exhaust gas catalyst 1, a catalyst 2, a urea storage and supply device 3, a
При работе дизельного двигателя 17 отработавшие газы проходят по трубопроводу 6 выпуска отработавших газов через нейтрализатор 1 и катализатор 2. В трубопровод 6 выпуска отработавших газов на участке между нейтрализатором 1 и катализатором 2 по трубке 4 из немагнитного материала подается через форсунку 5 мочевина. При подаче к форсунке 5 мочевины она проходит через магнитное поле, создаваемое магнитным кольцом 7 (фигура 2). Вследствие выполнения трубки 4 зигзагообразной с двумя коленами и расположения магнитного кольца между двумя коленами, магнитный поток, воздействующий на мочевину, несколько раз меняет свое направление, усиливая активацию мочевины.When the diesel engine 17 is operating, the exhaust gases pass through the exhaust gas pipe 6 through the catalyst 1 and catalyst 2. In the pipe 6 of the exhaust gas discharge in the area between the catalyst 1 and the catalyst 2, urea is fed through a
Перемешиваясь с горячими отработавшими газами, мочевина разлагается на воду и аммиак, который затем попадает в катализатор 2. В катализаторе аммиак NH3 взаимодействует с окислом азота NOх с образованием азота и воды, которые выбрасываются в атмосферу.By mixing with the hot exhaust gas, urea decomposes into water and ammonia, which then enters catalyst 2. In the catalyst, ammonia NH 3 reacts with nitrous oxide NO x to form nitrogen and water, which are released into the atmosphere.
Вследствие интенсивного воздействия на мочевину магнитными полями, меняющими свое направление, увеличена скорость термического разложения раствора мочевины, в результате чего повышается эффективность восстановления NOx, расширяется температурный диапазон эффективного взаимодействия оксидов азота и аммиака и тем самым сокращаются выбросы непрореагировавшего аммиака.Due to the intense influence of urea on magnetic fields that change their direction, the rate of thermal decomposition of the urea solution is increased, as a result of which the efficiency of NO x reduction is increased, the temperature range of the effective interaction of nitrogen oxides and ammonia is expanded, and thereby emissions of unreacted ammonia are reduced.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015103630/06A RU2576758C1 (en) | 2015-02-04 | 2015-02-04 | System for selective catalytic reduction of nitrogen oxides in exhaust gases of diesel engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015103630/06A RU2576758C1 (en) | 2015-02-04 | 2015-02-04 | System for selective catalytic reduction of nitrogen oxides in exhaust gases of diesel engines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2576758C1 true RU2576758C1 (en) | 2016-03-10 |
Family
ID=55654113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015103630/06A RU2576758C1 (en) | 2015-02-04 | 2015-02-04 | System for selective catalytic reduction of nitrogen oxides in exhaust gases of diesel engines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2576758C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793239C2 (en) * | 2018-03-01 | 2023-03-30 | Касале Са | PROCESS FOR REDUCING NOx AND N2O CONTENT IN TAIL GAS OF NITRIC ACID PRODUCTION |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5637226A (en) * | 1995-08-18 | 1997-06-10 | Az Industries, Incorporated | Magnetic fluid treatment |
RU2314861C1 (en) * | 2006-07-10 | 2008-01-20 | Федеральное агентство по образованию Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина | Method of the selective non-catalytic purification of the flue gases from nitrogen oxides |
DE102008040569A1 (en) * | 2008-07-21 | 2010-01-28 | Robert Bosch Gmbh | Exhaust gas system i.e. DENOX system, for reducing nitrogen oxide in exhaust gas of diesel engine, has field generating device generating electrical and/or magnetic field for flat crystal growth of reducing agent crystals |
RU2457893C2 (en) * | 2006-05-16 | 2012-08-10 | Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх | Method and device for processing exhaust gases generated at internal combustion engine operation |
RU2012122993A (en) * | 2009-11-05 | 2013-12-10 | Джонсон Мэтью Инк. | SYSTEM AND METHOD FOR PREVENTING AQUEOUS SOLUTION OF UREA IN AMMONIA VAPORS USING SECONDARY COMBUSTION PRODUCTS |
-
2015
- 2015-02-04 RU RU2015103630/06A patent/RU2576758C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5637226A (en) * | 1995-08-18 | 1997-06-10 | Az Industries, Incorporated | Magnetic fluid treatment |
RU2457893C2 (en) * | 2006-05-16 | 2012-08-10 | Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх | Method and device for processing exhaust gases generated at internal combustion engine operation |
RU2314861C1 (en) * | 2006-07-10 | 2008-01-20 | Федеральное агентство по образованию Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина | Method of the selective non-catalytic purification of the flue gases from nitrogen oxides |
DE102008040569A1 (en) * | 2008-07-21 | 2010-01-28 | Robert Bosch Gmbh | Exhaust gas system i.e. DENOX system, for reducing nitrogen oxide in exhaust gas of diesel engine, has field generating device generating electrical and/or magnetic field for flat crystal growth of reducing agent crystals |
RU2012122993A (en) * | 2009-11-05 | 2013-12-10 | Джонсон Мэтью Инк. | SYSTEM AND METHOD FOR PREVENTING AQUEOUS SOLUTION OF UREA IN AMMONIA VAPORS USING SECONDARY COMBUSTION PRODUCTS |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793239C2 (en) * | 2018-03-01 | 2023-03-30 | Касале Са | PROCESS FOR REDUCING NOx AND N2O CONTENT IN TAIL GAS OF NITRIC ACID PRODUCTION |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101758217B1 (en) | Reducing agent mixing apparatus having liquid drop preventing function | |
ATE491872T1 (en) | DEVICE, REACTOR AND METHOD FOR REDUCING NITROGEN OXIDES IN THE EXHAUST STREAM OF COMBUSTION ENGINES | |
KR101910880B1 (en) | Process for the reduction of nitrogen oxides and sulphur oxides in the exhaust gas from internal combustion engine | |
RU2018146947A (en) | VANADIUM CATALYSTS FOR ENGINE SYSTEMS WITH HIGH NO2 EMISSIONS | |
EP1481719A3 (en) | Engine exhaust gas treatment system and exhaust gas treatment process | |
CN102132016A (en) | Catalytic devices for converting urea to ammonia | |
CN101683589A (en) | Waste gas cleaning mechanism and system | |
JP2011149401A5 (en) | ||
JP2006009608A (en) | Exhaust emission control device | |
CN109252922A (en) | Selective catalytic reduction device actively removes crystal system | |
ES2452932T5 (en) | Exhaust system for combustion engine | |
CN110925070A (en) | Post-processing device for realizing ultralow emission control of gas engine | |
RU2014148681A (en) | EXHAUST GAS NEUTRALIZATION SYSTEM AND METHOD RELATING TO SUCH SYSTEM | |
Latha et al. | A review on scr system for nox reduction in diesel engine | |
KR20170042334A (en) | Arrangement to introduce a reducing agent into an exhaust stream | |
KR20120130603A (en) | Apparatus for mixing reducing agent of scr system | |
KR20160084527A (en) | EXHAUST GAS TREATMENT DEVICE REDUCING NOx AND SOx | |
Xi et al. | A novel combined system using Na2S2O8/urea to simultaneously remove SO2 and NO in marine diesel engine exhaust | |
KR100999614B1 (en) | Apparatus for reducing nitrogen oxide in exhaust pipe | |
RU2576758C1 (en) | System for selective catalytic reduction of nitrogen oxides in exhaust gases of diesel engines | |
JP4581753B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
CN205154312U (en) | Diesel engine post -processing system | |
CN112664298A (en) | Exhaust gas purification system for vehicle and exhaust gas purification method for vehicle | |
JP2015101968A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
RU158191U1 (en) | SYSTEM OF SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION OF NITROGEN OXIDES IN THE EXHAUST GASES OF DIESEL ENGINES |