RU2660215C2 - Способ и устройство для обессеривания потока рециркуляции отработанных газов - Google Patents
Способ и устройство для обессеривания потока рециркуляции отработанных газов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2660215C2 RU2660215C2 RU2014121991A RU2014121991A RU2660215C2 RU 2660215 C2 RU2660215 C2 RU 2660215C2 RU 2014121991 A RU2014121991 A RU 2014121991A RU 2014121991 A RU2014121991 A RU 2014121991A RU 2660215 C2 RU2660215 C2 RU 2660215C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- exhaust gas
- intake side
- exhaust
- supplied
- stream
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 192
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 70
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 56
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 24
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 9
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 claims description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 11
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 11
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 7
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 7
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N ammonium formate Chemical compound [NH4+].[O-]C=O VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- JIKADBNXDMHWFV-UHFFFAOYSA-N carbamimidoylazanium;formate Chemical compound [O-]C=O.NC([NH3+])=N JIKADBNXDMHWFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N isocyanuric acid Chemical compound OC1=NC(O)=NC(O)=N1 ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- KIZFHUJKFSNWKO-UHFFFAOYSA-M calcium monohydroxide Chemical compound [Ca]O KIZFHUJKFSNWKO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OWIKHYCFFJSOEH-UHFFFAOYSA-N Isocyanic acid Chemical compound N=C=O OWIKHYCFFJSOEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 1
- XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-N anhydrous cyanic acid Natural products OC#N XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- -1 respectively Chemical compound 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
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
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
- F02M26/15—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
-
- 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
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/50—Arrangements or methods for preventing or reducing deposits, corrosion or wear caused by impurities
-
- 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
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
-
- 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
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
-
- 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
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
-
- 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
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/07—Mixed pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is either taken out upstream of the turbine and reintroduced upstream of the compressor, or is taken out downstream of the turbine and reintroduced downstream of the compressor
-
- 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
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
- F02M26/23—Layout, e.g. schematics
-
- 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)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области очистки отработанных газов двигателя внутреннего сгорания. Предлагаются способ и устройство для обессеривания возвратного потока отработанных газов двигателя внутреннего сгорания, который подается в двигатель (1) внутреннего сгорания на его воздухозаборную сторону (8), причем для обессеривания в возвратном потоке (7'') отработанных газов используется аммиак, и причем от потока (2) отработанных газов из двигателя (1) внутреннего сгорания ответвляется по меньшей мере один частичный поток (7, 17) отработанных газов. В ответвленный от потока (2) отработанных газов частичный поток (7) отработанных газов подается по меньшей мере один отщепляющий аммиак реагент (12), и нагруженный таким образом частичный поток (7') отработанных газов частично подается в качестве возвратного потока (7'') отработанных газов на воздухозаборную сторону (8) и частично в качестве частичного потока (9) для дополнительной обработки в систему обработки отработанных газов. Подаваемое на воздухозаборную сторону (8) количество возвратного потока отработанных газов и подводимое в систему обработки отработанных газов количество частичного потока (9) для дополнительной обработки с помощью управляющего и/или регулирующего устройства задаются и/или варьируются в зависимости от по меньшей мере одного эксплуатационного параметра, который определяется соответствующей эксплуатационной ситуацией двигателя (1) внутреннего сгорания. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к способу обессеривания потока рециркуляции отработанных газов в двигателе внутреннего сгорания согласно ограничительной части пункта 1 формулы, а также к устройству для осуществления способа согласно ограничительной части пункта 11 формулы.
Рециркуляция отработанных газов применяется в двигателях внутреннего сгорания для снижения выбросов NOx, причем существует такая проблема, что при применении горючего с высоким содержанием серы образуется диоксид серы, и внутри охлажденной системы рециркуляции отработанных газов возникает серная кислота и/или сернистая кислота, которые ведут к сильной коррозии деталей двигателя, таких как трубопровод наддувочного воздуха, впускные клапаны, гильзы цилиндров, и т.д.
В техническом плане отработанные газы обычно подвергаются обессериванию путем добавления СаОН или СаО, и последующим образованием сульфата кальция (DE000003603365С2). Правда, их добавление в трубопровод системы рециркуляции отработанных газов (AGR) затруднительно, так как СаО, СаОН и образующийся СаSO4 оказывают относительно сильное абразивное действие, которое ведет к интенсивному износу гильз цилиндров.
Возможно также обессеривание с помощью NH3 с образованием сульфата аммония (DE 3636554 А1), правда, вследствие высокой стоимости используемого NH3 и дорогостоящего технологического процесса не реализовано:
2NH3 + SO3 + H2O → (NH4)2SO4;
NH3 + SO3 + H2O → (NH4)HSO4.
Так, при этом использовании отработанный газ должен быть охлажден до температур ниже 300°С, предпочтительно до температур ниже 100°С, так как свыше этого сульфат аммония, соответственно, гидросульфат аммония опять разлагаются или же вообще не образуются.
С другой стороны, в условиях селективного каталитического восстановления (сокращенно называемого SCR-способом) существует возможность с помощью NH3 каталитическим путем снизить количество оксида азота ниже по потоку относительно двигателя внутреннего сгорания. В автомобилях вместо NH3 по большей части используется мочевина, которая в горячих отработанных газах выделяет NH3. Это разложение может быть интенсифицировано применением так называемого катализатора гидролиза, как, например, описано в DE 4038054.
Кроме того, из ЕР 1052009 известен способ, в котором разложение мочевины производится в частичном потоке.
В принципе, имеется возможность обогащать поток отработанных газов в системе рециркуляции отработанных газов аммиаком (NH3), чтобы снизить выбросы оксида азота согласно следующему уравнению в условиях так называемого «селективного некаталитического восстановления» (SNCR):
2NH3 + 2NO + O2 → 2N2 + 3H2O.
В отличие от каталитического SCR-способа, при котором конверсия NOx достигает свыше 95%, вследствие плохой селективности этой реакции возможна только конверсия от 15 до 25%.
Из DE 10357402 А1 известен способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания, который имеет установку для очистки отработанных газов с катализатором образования аммиака. В потоке отработанных газов, подаваемом из двигателя внутреннего сгорания к турбине работающего на отработанных газах турбокомпрессора, с помощью катализатора образования аммиака создается аммиак. От обогащенного аммиаком потока отработанных газов перед турбиной работающего на отработанных газах турбокомпрессора ответвляется частичный поток отработанных газов, который в качестве возвратного потока отработанных газов подается на воздухозаборную сторону двигателя внутреннего сгорания. С помощью предусмотренного дроссельного клапана можно регулировать возвратный поток отработанных газов, однако не предусматривается никакого целенаправленного подведения аммиака в возвратный поток отработанных газов, и тем самым никакого корректирования количества NH3, необходимого для оптимального обессеривания возвращаемого в рециркуляцию потока отработанных газов. Это ведет к тому, что концентрация NH3 в системе рециркуляции отработанных газов соответствует концентрации NH3 перед SCR-катализаторами. Кроме того, при топливах с высоким содержанием серы возникает дополнительная проблема: прежде чем поток отработанных газов может быть введен в приточный воздух, он должен быть охлажден, поскольку в противном случае это может привести к повышенным выбросам NOx, снижению мощности, и в худшем случае к повреждению двигателя. Правда, на необходимых для этого охладителях при снижении температуры до менее, чем около 300°С, и в присутствии аммиака это обусловливает выделение сульфата аммония или, соответственно, гидросульфата аммония, которое ведет к забиванию охладителя.
Из WO 2012/096123 А1 известен двигатель внутреннего сгорания, эксплуатируемый с NH3, в котором ниже по потоку относительно турбины турбокомпрессора от потока отработанных газов ответвляется возвратный поток отработанных газов к воздухозаборной стороне компрессора турбонагнетателя. При этом в возвратный поток отработанных газов впрыскивается водный раствор аммиака. Этим выполняются две задачи: во-первых, благодаря этому циркуляционный поток отработанных газов охлаждается, во-вторых, аммиак в камере сгорания реагирует с образующимся там монооксидом азота в условиях уже описанного выше «селективного некаталитического восстановления» (SNCR) с образованием азота. В результате сочетания обоих действий, а именно, охлаждения отработанных газов и сокращения количества монооксида азота благодаря NH3, отчасти различающиеся требования могут варьировать не независимо друг от друга, не говоря уже о том, что проявляется дополнительное, независимое действие, такое как обессеривание в результате образования соли аммония.
Для обоих способов является общим то, что они не работают с веществами, которые являются прекурсорами аммиака, такими как мочевина, формиат гуанидиния, циануровая кислота или формиат аммония. Обоснование тому состоит в высокой степени коррозионной активности соединений и, соответственно, образующихся из них продуктов, таких как изоциановая кислота и муравьиная кислота.
Кроме того, из JP 2009-85011 А известен способ, в котором, в зависимости от измеренного на стороне впуска значения рН, при необходимости формируется NH3 и вводится на воздухозаборной стороне, чтобы регулировать величину рН.
В основу изобретения положена задача создания способа обработки отработанных газов в двигателе внутреннего сгорания, с помощью которого может быть выполнено по возможности экономичное обессеривание.
Решение этой задачи получено с помощью признаков пункта 1 формулы. Особенно предпочтительные усовершенствования изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы.
Согласно отличительной части пункта 1 формулы, в частичный поток отработанных газов, ответвляемый от потока отработанных газов двигателя внутреннего сгорания, вводится по меньшей мере один отщепляющий аммиак реактант, и нагруженный таким образом частичный поток отработанных газов подается частично как возвратный поток отработанных газов на воздухозаборную сторону, и частично в качестве частичного потока для дополнительной обработки в систему обработки (нейтрализации) отработанных газов, причем подаваемое на воздухозаборную сторону количество возвратного потока отработанных газов, и количество частичного потока для дополнительной обработки, подводимого в систему обработки отработанных газов, задают и/или варьируют в зависимости от по меньшей мере одного эксплуатационного параметра, который определяется соответствующий эксплуатационной ситуацией двигателя внутреннего сгорания. В результате введения аммиака в ответвленный частичный поток отработанных газов может быть проведено обессеривание возвратного потока отработанных газов при введении сравнительно малого количества аммиака, и тем самым соответственно экономично. Это происходит, как уже было описано выше, вследствие образования сульфата аммония:
2NH3 + SO3 + H2O → (NH4)2SO4.
Вопреки уровню техники, количество NH3, подводимое в систему рециркуляции отработанных газов, соответственно, на воздухозаборную сторону, может быть приспособлено к необходимой для обессеривания потребности путем вариации количества частичного потока отработанных газов, в который добавлен NH3 и который подводится в систему рециркуляции отработанных газов, соответственно, на воздухозаборную сторону и в систему обработки отработанных газов. Поскольку концентрация оксидов серы в отработанном газе обычно является более низкой, чем концентрация оксида азота, это значит, что концентрация NH3 перед входом в камеру сгорания устанавливается более низкой, чем концентрация NOx, но большей или равной концентрации SOx.
Дополнительное преимущество способа по сравнению с уровнем техники состоит в том, что могут быть использованы не только аммиак, но и его предшественники, такие как мочевина, формиат гуанидиния (GUFO), циануровая кислота или формиат аммония, поскольку преобладающие выше по потоку относительно турбонагнетателя высокие температуры благоприятствуют выделению NH3. Это может быть дополнительно улучшено применением катализаторов ниже по потоку относительно места введения отщепляющих аммиак реактантов. В случае мочевины, циануровой кислоты и формиата аммония предлагаются катализаторы, содержащие оксид титана, и/или оксид кремния, и/или оксид железа, и/или оксид вольфрама, и/или оксид алюминия, и/или оксид ванадия, и/или цеолит, и в случае GUFO содержащие золото.
Частичный поток отработанных газов в принципе может быть ответвлен ниже по потоку относительно турбины работающего на отработанных газах турбонагнетателя. Однако особенно предпочтительным является вариант исполнения, в котором частичный поток отработанных газов в двигателе внутреннего сгорания с наддувом от работающего на отработанных газах турбонагнетателя отводится выше по потоку относительно турбины работающего на отработанных газах турбонагнетателя. Этот отбор на высоконапорной стороне турбонагнетателя позволяет обеспечить простую общую конструкцию, так как вследствие разности давлений, как правило, можно отказаться от транспортирующих устройств для содержащего NH3 потока отработанных газов.
Введение содержащего аммиак частичного потока в возвратный поток отработанных газов или в приточный воздух целесообразно выполняется ниже по потоку относительно охладителя отработанных газов, соответственно, при двигателях внутреннего сгорания с наддувом, ниже по потоку относительно охладителя наддувочного воздуха. Тем самым можно, в отличие от уровня техники, избежать забивания охладителя сульфатом аммония.
Первый частичный поток отработанных газов предпочтительно разделяется на возвратный поток отработанных газов и используемый для каталитического восстановления второй частичный поток отработанных газов, причем второй частичный поток отработанных газов подается в поток отработанных газов, направляемый в SCR-катализатор. Этим путем аммиак, добавленный в первый ответвленный частичный поток отработанных газов, также может быть пропорционально использован для селективного каталитического восстановления в SCR-катализаторе.
Система рециркуляции отработанных газов также может работать таким образом, что на воздухозаборной стороне (сторона свежего воздуха) двигателя внутреннего сгорания подается ответвленный ниже по потоку относительно SCR-катализатора дополнительный частичный поток отработанных газов. Путем дросселирования различных ответвленных частичных потоков отработанных газов можно проводить целенаправленную рециркуляцию отработанных газов, при которой обеспечивается обессеривание возвратного потока отработанных газов.
Подведение содержащего аммиак частичного потока на воздухозаборную сторону, соответственно, в систему рециркуляции отработанных газов, предпочтительно производится ниже по потоку относительно одного или многих охладителя(-лей) на воздухозаборной стороне или, соответственно, на стороне рециркуляции отработанных газов. Если этот отдельный охладитель отсутствует и функционально скомбинирован с охладителем наддувочного воздуха, то есть наддувочный воздух и система рециркуляции отработанных газов объединяются выше по потоку относительно охладителя наддувочного воздуха, то подведение содержащего аммиак частичного потока выполняется опять же ниже по потоку относительно этого охладителя.
На воздухозаборную сторону двигателя внутреннего сгорания может подводиться третий частичный поток отработанных газов, ответвленный выше по потоку относительно турбины работающего на отработанных газах турбонагнетателя. Этот третий частичный поток отработанных газов с помощью теплообменника предпочтительно охлаждается до подходящей температуры отработанных газов.
Дросселирование частичных потоков отработанных газов и/или подаваемого в SCR-катализатор второго частичного потока отработанных газов предпочтительно исполняется в зависимости от эксплуатационных параметров всей системы в целом. Тем самым получаются оптимальные условия работы как для требуемого обессеривания, так и для проводимого селективного каталитического восстановления. При этом в особенности предпочтительно, когда подводимое количество NH3 также регулируется в зависимости от эксплуатационных параметров всей системы в целом.
Кроме того, в основу изобретения положена задача создания устройства для обессеривания возвратного потока отработанных газов в двигателе внутреннего сгорания, с помощью которого может быть осуществлен, в частности, соответствующий изобретению способ.
Решение поставленной в отношении устройства задачи обеспечивается с помощью признаков пункте 1 формулы. В особенности предпочтительные усовершенствования соответствующего изобретению устройства раскрыты в зависимых пунктах формулы.
Согласно отличительной части пункта 11 формулы предусматривается, что от трубопровода для отработанных газов, ведущего от двигателя внутреннего сгорания к системе обработки отработанных газов, ответвляется первый отводной трубопровод, который возвращает первый частичный поток отработанных газов как содержащий аммиак возвратный поток отработанных газов на воздухозаборную сторону, соответственно, в рециркуляцию отработавшего газа двигателя внутреннего сгорания, причем первый отводной трубопровод соединен с подающим устройством для подачи по меньшей мере одного отщепляющего аммиак реактанта. Кроме того, предполагается, что предусмотрен ответвленный от первого отводного трубопровода второй отводной трубопровод, который возвращает часть первого частичного потока отработанных газов для дополнительной обработки отработанных газов в систему обработки отработанных газов, причем предусмотрено управляющее и/или регулирующее устройство, которое задает и/или варьирует количество возвратного потока отработанных газов, подводимое на воздухозаборную сторону, и количество обрабатываемого частичного потока отработанных газов, подаваемого в систему обработки отработанных газов, в зависимости от по меньшей мере одного эксплуатационного параметра, определяемого конкретной эксплуатационной ситуацией двигателя внутреннего сгорания. Тем самым здесь разложение восстановителя преимущественно происходит параллельно работающему на отработанных газах турбонагнетателю, где имеется высокая концентрация аммиака. Преобладающий здесь высокий уровень давления обеспечивает то, что, как правило, дополнительные подающие устройства не требуются.
Кроме того, предпочтительно, когда от ведущего к турбине трубопровода для отработанных газов ответвляется третий отводной трубопровод, который присоединен через теплообменник к трубопроводу для свежего воздуха двигателя внутреннего сгорания. Тем самым дополнительный, имеющий пониженную температуру возвратный поток отработанных газов может быть подведен на воздухозаборную сторону двигателя внутреннего сгорания. При этом к трубопроводу для свежего воздуха могут быть присоединены высоконапорная сторона (сторона высокого давления) компрессора турбонагнетателя и первый отводной трубопровод.
Чтобы иметь возможность обеспечивать зависимое от эксплуатационных параметров оптимирования регулирование газовых потоков, предпочтительно до и после ответвляющегося от первого отводного трубопровода второго отводного трубопровода в первом отводном трубопроводе размещены регулируемые дроссельные устройства.
Понятие «воздухозаборная сторона» здесь должно определенно пониматься в самом широком смысле, и, разумеется, должно включать не только подачу возвратного потока отработанных газов в поток свежего воздуха, но и, разумеется, возможность подачи к одному или многим из притекающих или возвратных на воздухозаборную сторону потоков веществ, в частности, определенно также подачи в возвратный поток отработанных газов устройства рециркуляции отработанных газов.
Далее изобретение разъясняется подробнее с помощью представленных в чертеже примеров осуществления.
Как показано:
Фиг. 1 представляет двигатель внутреннего сгорания с системой рециркуляции отработанных газов, в которой подача содержащего NH3 потока отработанных газов производится на стороне всасывания компрессора,
Фиг. 2 представляет двигатель внутреннего сгорания с системой рециркуляции отработанных газов, в которой содержащий NH3 поток отработанных газов подается на воздухозаборную сторону ниже по потоку после компрессора двигателя внутреннего сгорания, и
Фиг. 3 представляет двигатель внутреннего сгорания с системой рециркуляции отработанных газов, в которой подача содержащего NH3 потока отработанных газов производится на напорную сторону компрессора.
Схематическое изображение в Фиг. 1 показывает двигатель 1 внутреннего сгорания, поток отработанных газов которого через трубопровод 2 для отработанных газов подается в турбину 3 турбонагнетателя 4. Турбина 3 приводит в действие компрессор 5 турбонагнетателя 4, через который воздух по трубопроводу 6 для свежего воздуха подается в двигатель 1 внутреннего сгорания.
От трубопровода 2 для отработанных газов через первый отводной трубопровод 7а ответвляется первый частичный поток 7 отработанных газов, который частично, еще описываемым путем, в качестве нагруженного аммиаком возвратного потока 7'' отработанных газов, на стороне 8а всасывания компрессора 5 примешивается в засасываемый воздух. От первого отводного трубопровода 7а ответвляется второй отводной трубопровод 9а, через который второй частичный поток 9 отработанных газов подается в ведущий к SCR-катализатору 10 трубопровод 11 для отработанных газов. Через трубопровод 11 для отработанных газов в SCR-катализатор 10 подается основной поток отработанных газов двигателя 1 внутреннего сгорания.
Через нагнетательный трубопровод 12 в первый частичный поток 7 отработанных газов подводится NH3 в количестве, необходимом для обессеривания возвратного потока 7'' отработанных газов. Кроме того, ответвленные частичные потоки с помощью дроссельных устройств 13-15 управляются и, соответственно, регулируются в зависимости от эксплуатационных параметров всей системы в целом. В представленном примере исполнения для этого установлены дроссельные устройства 14 и 15 как дроссельные устройства, регулируемые и/или управляемые с помощью управляющего и/или регулирующего устройства (не изображено). Подводимое количество NH3 и дросселирование частичных потоков в различных отводных трубопроводах могут регулироваться в зависимости от содержания серы в топливе, от соотношения «воздух/топливо», и также от количества отработанных газов, подводимых на воздухозаборную сторону (сторона свежего воздуха) 8 двигателя 1 внутреннего сгорания. К управлению также могут быть привлечены дополнительные параметры всей системы, чтобы достигнуть оптимального обессеривания возвращаемого в двигатель 1 внутреннего сгорания потока отработанных газов, что далее еще будет обстоятельно разъяснено и представлено.
В Фиг. 1 изображен еще один дополнительный отводной трубопровод 16а, через который ниже по потоку относительно SCR-катализатора 10 производится дополнительная рециркуляция (возврат) частичного потока отработанных газов на воздухозаборную сторону 8 двигателя 1 внутреннего сгорания, а именно, предпочтительно управляемый и/или дросселируемый с помощью дроссельного устройства 24, связанного с управляющим и/или регулирующим устройством.
Фиг. 3 показывает подобную конструкцию, как в Фиг. 1. Но в отличие от нее, здесь нагруженный аммиаком частичный поток 7’ подается на воздухозаборную сторону 8 лишь ниже по потоку относительно охладителя 21 наддувочного воздуха, который подсоединен ниже по потоку относительно компрессора 5 в трубопроводе 6 для приточного воздуха. В результате этого должно быть предотвращено забивание (блокирование) охладителя 21 наддувочного воздуха сульфатом аммония.
В приведенном на Фиг. 2 примере исполнения двигатель 1 внутреннего сгорания присоединен к трубопроводу 2 для отработанных газов, который приводит в действие турбину 3 турбонагнетателя 4. Компрессор 5 турбонагнетателя 4 засасывает воздух и подает его на воздухозаборную сторону двигателя 1 внутреннего сгорания через трубопровод 6 для свежего воздуха.
От трубопровода 2 для отработанных газов ответвляется третий отводной трубопровод 17а, через который третий частичный поток 17 отработанных газов подается на воздухозаборной стороне в трубопровод 6 для свежего воздуха. С помощью теплообменника 18 этот третий частичный поток 17 отработанных газов охлаждается до надлежащей температуры. Объединение нагруженного аммиаком возвратного потока 7'' отработанных газов с системой рециркуляции отработанных газов, соответственно, трубопроводом 6 для свежего воздуха производится ниже по потоку относительно теплообменника 18, чтобы предотвратить забивание охладителя, соответственно, теплообменника 18 сульфатом аммония.
Первый частичный поток 7 отработанных газов, который ответвляется от трубопровода 2 для отработанных газов через первый отводной трубопровод 7а, поступает по нему на воздухозаборную сторону 8 двигателя 1 внутреннего сгорания. Остальная часть первого частичного потока 7 отработанных газов в виде нагруженного аммиаком частичного потока 7’ отработанных газов через второй отводной трубопровод 9 поступает в систему обработки отработанных газов, которая здесь, например, включает SCR-катализатор 10. Кроме того, в первом отводном трубопроводе 7а может быть использован катализатор 19 для разложения отщепляющих аммиак реактантов, чтобы стимулировать высвобождение NH3 и предотвращать образование нежелательных коррозионно-агрессивных продуктов реакции.
Чтобы регулировать долю NH3, содержащуюся в системе рециркуляции (возврата) отработанных газов, может регулироваться и, соответственно, управляться подача NH3 с помощью ранее уже упомянутого или отдельного управляющего и/или регулирующего устройства. Кроме того, предпочтительно предусматриваются управляемые и, соответственно, регулируемые дроссельные устройства 20, 22 и 23, чтобы управлять величиной расхода потока в различных газопроводах и, соответственно, регулировать ее. Тем самым можно эксплуатировать, соответственно, регулировать, соответственно, управлять отдельные компоненты всей системы, состоящей из рециркуляции отработанных газов, обессеривания и SCR-катализатора, независимо друг от друга. В принципе при этом действительно следующее:
Подаваемые в рециркуляцию отработанных газов, соответственно, на воздухозаборную сторону количества NH3 и/или подводимые в рециркуляцию отработанных газов, соответственно, на воздухозаборную сторону количества частичных потоков, зависят от следующих факторов и варьируют посредством соответствующих управляющих устройств:
- содержание серы в топливе;
- соотношение «воздух/топливо»;
- давление наддува;
- влажность воздуха;
- возвратное количество отработанных газов (AGR-отношение),
тогда как рециркуляция отработанных газов зависит от:
- заданного (т.е. номинального) содержания NOx до каталитической конверсии;
- заданного (номинального) значения содержания сажи;
- соотношения «воздух/топливо»,
и на SCR-реакцию влияют следующие величины:
- уровень выбросов NOx до каталитической конверсии;
- заданная (номинальная) концентрация NOx;
- температура SCR-катализатора.
Результатом этого является, например, то, что вводимое через нагнетательный трубопровод 12 количество реактанта получается из суммы количеств NH3, необходимых для обессеривания рециркулирующих отработанных газов и для SCR-реакции. При этом подводимое количество NH3, как правило, получается по меньшей мере по четырем из вышеуказанных величин.
Подразделение этого количества на необходимые частичные количества для частичных систем SCR- и обессеривания получается с привлечением размещенных в частичных потоках дроссельных устройств, то есть в представленных примерах исполнения с помощью дроссельных устройств 13, 14, 15, 20, 22, 23 и 24.
Claims (35)
1. Способ обессеривания потока отработанных газов двигателя внутреннего сгорания, который подается в двигатель (1) внутреннего сгорания на его воздухозаборную сторону (8), причем для обессеривания в возвратном потоке (7'') отработанных газов используется аммиак, и причем от потока (2) отработанных газов из двигателя (1) внутреннего сгорания ответвляется по меньшей мере один частичный поток (7, 17) отработанных газов, отличающийся тем, что в ответвленный от потока (2) отработанных газов двигателя (1) внутреннего сгорания частичный поток (7) отработанных газов подают по меньшей мере один отщепляющий аммиак реактант (12), и нагруженный таким образом частичный поток (7') отработанных газов частично подают в качестве возвратного потока (7'') отработанных газов на воздухозаборную сторону (8) и частично в качестве частичного потока (9) для дополнительной обработки в систему обработки отработанных газов, причем подаваемое на воздухозаборную сторону (8) количество возвратных отработанных газов и подводимое в систему обработки отработанных газов количество частичного потока (9) для дополнительной обработки задают и/или варьируют в зависимости от по меньшей мере одного эксплуатационного параметра, определяемого соответствующей эксплуатационной ситуацией двигателя (1) внутреннего сгорания.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что частичный поток (7) отработанных газов в двигателе (1) внутреннего сгорания с наддувом от работающего на отработанных газах турбонагнетателя (4) ответвляют выше по потоку относительно турбины (3) работающего на отработанных газах турбонагнетателя (4).
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что ответвленный от потока (2) отработанных газов двигателя (1) внутреннего сгорания нагруженный аммиаком частичный поток (7') отработанных газов разделяют на возвратный поток (7'') отработанных газов и используемый для каталитического восстановления второй частичный поток (9) для дополнительной обработки, в частности частичный поток (9) для дополнительной обработки подают в подводимый к SCR-катализатору (10) поток (11) отработанных газов.
4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на воздухозаборную сторону (8) подают ответвляемый ниже по потоку от по меньшей мере одного устройства (10) для дополнительной обработки системы обработки отработанных газов, в частности ниже по потоку относительно SCR-катализатора (10), дополнительный частичный поток (16) отработанных газов, причем количество этого подаваемого на воздухозаборную сторону (8) частичного потока (16) отработанных газов управляется и/или регулируется в зависимости от подаваемого на воздухозаборную сторону (8) количества возвратного потока отработанного газа и/или от подаваемого в систему обработки отработанных газов количества частичного потока (9) для дополнительной обработки и/или задается и/или варьируется в зависимости от по меньшей мере одного эксплуатационного параметра, определяемого соответствующей эксплуатационной ситуацией двигателя (1) внутреннего сгорания.
5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что на воздухозаборную сторону (8) подают ответвляемый ниже по потоку от по меньшей мере одного устройства (10) для дополнительной обработки системы обработки отработанных газов, в частности ниже по потоку относительно SCR-катализатора (10), дополнительный частичный поток (16) отработанных газов, причем количество этого подаваемого на воздухозаборную сторону (8) частичного потока (16) отработанных газов управляется и/или регулируется в зависимости от подаваемого на воздухозаборную сторону (8) количества возвратного потока отработанного газа и/или от подаваемого в систему обработки отработанных газов количества частичного потока (9) для дополнительной обработки и/или задается и/или варьируется в зависимости от по меньшей мере одного эксплуатационного параметра, определяемого соответствующей эксплуатационной ситуацией двигателя (1) внутреннего сгорания.
6. Способ по п. 2 или 5, отличающийся тем, что на воздухозаборную сторону (8) подают ответвляемый выше по потоку относительно турбины (3) работающего на отработанных газах турбонагнетателя (4), предпочтительно охлажденный, дополнительный частичный поток (17) отработанных газов, причем количество этого подаваемого на воздухозаборную сторону (8) дополнительного частичного потока (17) отработанных газов управляется и/или регулируется в зависимости от подаваемого на воздухозаборную сторону (8) количества возвратного потока отработанных газов и/или от подаваемого в систему обработки отработанных газов количества частичного потока (9) для дополнительной обработки и/или задается и/или варьируется в зависимости от по меньшей мере одного эксплуатационного параметра, определяемого соответствующей эксплуатационной ситуацией двигателя (1) внутреннего сгорания.
7. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что ниже по потоку подвода для введения по меньшей мере одного отщепляющего аммиак реактанта размещен по меньшей мере один катализатор (19) для разложения реактанта в ответвленном от потока отработанных газов нагруженном аммиаком частичном потоке (7') отработанных газов, причем предпочтительно катализатор (19) для разложения отщепляющего аммиак реактанта в качестве активных компонентов содержит по меньшей мере одно из следующих соединений или элементов, при необходимости в их оксидной форме:
- титан,
- кремний,
- ванадий,
- вольфрам,
- железо,
- алюминий,
- золото,
- цеолит.
8. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что подводимые на воздухозаборную сторону (8) и в систему обработки отработанных газов количества потоков управляются и/или регулируются посредством дросселирования с помощью по меньшей мере одного дроссельного устройства (13, 14, 15, 20, 22, 23, 24).
9. Способ по п. 2 или 5, отличающийся тем, что подвод нагруженного аммиаком возвратного потока (7'') отработанных газов на воздухозаборную сторону (8) производится выше по потоку и/или ниже по потоку относительно компрессора (5) работающего на отработанных газах турбонагнетателя (4) и/или что подвод нагруженного аммиаком возвратного потока (7'') отработанных газов на воздухозаборную сторону (8) выполняется ниже по потоку относительно встроенного на воздухозаборной стороне охладителя (21).
10. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что подаваемое количество ΝΗ3 управляется и/или регулируется в зависимости от определенных эксплуатационных параметров, в частности в зависимости от по меньшей мере четырех из нижеуказанных эксплуатационных параметров:
- содержание серы в топливе;
- соотношение "воздух/топливо";
- давление наддува;
- влажность воздуха;
- возвратное количество отработанных газов (AGR-отношение);
- уровень выбросов NOx до каталитической конверсии;
- заданная концентрация NOx;
- температура SCR-катализатора.
11. Устройство для обессеривания возвратного потока отработанных газов, который подается в двигатель (1) внутреннего сгорания, предпочтительно оснащенный работающим на отработанных газах турбонагнетателем (4), на его воздухозаборную сторону, для осуществления способа по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что от трубопровода (2) для отработанных газов, ведущего от двигателя (1) внутреннего сгорания к системе обработки отработанных газов, ответвляется первый отводной трубопровод (7a), который возвращает первый частичный поток отработанных газов в качестве нагруженного аммиаком возвратного потока (7'') отработанных газов на воздухозаборную сторону (8) двигателя (1) внутреннего сгорания, причем первый отводной трубопровод (7а) соединен с подающим устройством для подачи по меньшей мере одного отщепляющего аммиак реактанта, и что предусмотрен ответвляемый от первого отводного трубопровода (7а) второй отводной трубопровод (9а), который возвращает часть первого частичного потока отработанных газов для дополнительной обработки отработанных газов в систему обработки отработанных газов, причем предусмотрено управляющее и/или регулирующее устройство, которое задает и/или варьирует подводимое на воздухозаборную сторону (8) количество возвратного потока отработанных газов и подаваемое в систему обработки отработанных газов количество частичного потока (9) для дополнительной обработки в зависимости от по меньшей мере одного эксплуатационного параметра, определяемого соответствующей эксплуатационной ситуацией двигателя (1) внутреннего сгорания.
12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что первый отводной трубопровод (7а) в двигателе (1) внутреннего сгорания с наддувом от работающего на отработанных газах турбонагнетателя (4) ответвляется выше по потоку относительно турбины (3) работающего на отработанных газах турбонагнетателя (4).
13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что от ведущего к турбине (3) трубопровода (2) для отработанных газов ответвляется третий отводной трубопровод (17а), который через теплообменник (18) присоединен к трубопроводу (6) для свежего воздуха двигателя (1) внутреннего сгорания, причем к трубопроводу (6) для приточного воздуха предпочтительно присоединены высоконапорная сторона компрессора (5) турбонагнетателя (4) и первый отводной трубопровод (7а).
14. Устройство по одному из пп. 11-13, отличающееся тем, что ниже по потоку относительно по меньшей мере одного устройства (10) для дополнительной обработки системы обработки отработанных газов, в частности ниже по потоку относительно SCR-катализатора, от трубопровода (11) для отработанных газов ответвлен дополнительный отводной трубопровод (16а) и подведен к воздухозаборной стороне (8), в частности оканчивается в подведенном к воздухозаборной стороне (8) первом отводном трубопроводе (7а).
15. Устройство по одному из пп. 11-13, отличающееся тем, что первый отводной трубопровод (7а) для отработанных газов на воздухозаборной стороне (8) оканчивается в трубопроводе (6) для свежего воздуха выше по потоку и/или ниже по потоку относительно компрессора (5) работающего на отработанных газах турбонагнетателя (4) и/или что первый отводной трубопровод (7а) для отработанных газов оканчивается в трубопроводе (6) для свежего воздуха ниже по потоку относительно размещенного на воздухозаборной стороне охладителя (21).
16. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что первый отводной трубопровод (7а) для отработанных газов на воздухозаборной стороне (8) оканчивается в трубопроводе (6) для свежего воздуха выше по потоку и/или ниже по потоку относительно компрессора (5) работающего на отработанных газах турбонагнетателя (4) и/или что первый отводной трубопровод (7а) для отработанных газов оканчивается в трубопроводе (6) для свежего воздуха ниже по потоку относительно размещенного на воздухозаборной стороне охладителя (21).
17. Устройство по одному из пп. 11-13, отличающееся тем, что количества подводимых на воздухозаборную сторону (8) и в систему обработки отработанных газов потоков управляются и/или регулируются с помощью управляющего и/или регулирующего устройства путем управления по меньшей мере одним размещенным со стороны трубопроводов дроссельным устройством (13, 14, 15, 20, 22, 23, 24).
18. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что количества подводимых на воздухозаборную сторону (8) и в систему обработки отработанных газов потоков управляются и/или регулируются с помощью управляющего и/или регулирующего устройства путем управления по меньшей мере одним размещенным со стороны трубопроводов дроссельным устройством (13, 14, 15, 20, 22, 23, 24).
19. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что количества подводимых на воздухозаборную сторону (8) и в систему обработки отработанных газов потоков управляются и/или регулируются с помощью управляющего и/или регулирующего устройства путем управления по меньшей мере одним размещенным со стороны трубопроводов дроссельным устройством (13, 14, 15, 20, 22, 23, 24).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102013009578.6A DE102013009578A1 (de) | 2013-06-07 | 2013-06-07 | Verfahren und Vorrichtung zum Entschwefeln eines Abgasrückstroms |
| DE102013009578.6 | 2013-06-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014121991A RU2014121991A (ru) | 2015-12-10 |
| RU2660215C2 true RU2660215C2 (ru) | 2018-07-05 |
Family
ID=50064367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014121991A RU2660215C2 (ru) | 2013-06-07 | 2014-05-29 | Способ и устройство для обессеривания потока рециркуляции отработанных газов |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9638137B2 (ru) |
| EP (1) | EP2811130B1 (ru) |
| CN (1) | CN104234795B (ru) |
| BR (1) | BR102014006904B1 (ru) |
| DE (1) | DE102013009578A1 (ru) |
| IN (1) | IN2014CH02693A (ru) |
| RU (1) | RU2660215C2 (ru) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2642097A1 (de) * | 2012-03-21 | 2013-09-25 | Alstom Technology Ltd | Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine sowie Gasturbine zur Durchführung des Verfahrens |
| CN104832257B (zh) * | 2015-04-28 | 2017-09-05 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种发动机排温控制装置、机动车及控制方法 |
| CN108252830A (zh) * | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 沪东重机有限公司 | 一种基于脱硫塔的船舶柴油机废气再循环方法和装置 |
| US10309278B2 (en) * | 2017-10-03 | 2019-06-04 | GM Global Technology Operations LLC | Method for desulfurization of selective catalytic reduction devices |
| EP3722572A1 (en) * | 2019-04-12 | 2020-10-14 | Winterthur Gas & Diesel Ltd. | Internal combustion engine |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6182443B1 (en) * | 1999-02-09 | 2001-02-06 | Ford Global Technologies, Inc. | Method for converting exhaust gases from a diesel engine using nitrogen oxide absorbent |
| US20050224060A1 (en) * | 2002-10-02 | 2005-10-13 | Hill Philip G | Exhaust gas recirculation methods and apparatus for reducing NOX emissions from internal combustion engines |
| DE102008002366A1 (de) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Denso Corp., Kariya-shi | Abgasreinigungsgerät für eine Magerverbrennungsbrennkraftmaschine |
| DE102010050406A1 (de) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | Daimler Ag | Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine und Betriebsverfahren für eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine |
| RU2011134079A (ru) * | 2009-01-13 | 2013-02-20 | Ман Трак Унд Бас Аг | Способ эксплутации компонентов для обработки отработавших газов, а также устройство для обработки отработавших газов |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61178022A (ja) | 1985-02-05 | 1986-08-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ｓｏ↓２とｓｏ↓３とダストの同時処理方法 |
| DE3636554A1 (de) | 1986-10-28 | 1988-05-19 | Balcke Duerr Ag | Verfahren und vorrichtung zum entsticken von stickoxid-beladenen rauchgasen eines mit schwefelhaltigem brennstoff betriebenen dampferzeugers |
| DE4038054A1 (de) | 1990-11-29 | 1992-06-04 | Man Technologie Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur selektiven katalytischen no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-reduktion in sauerstoffhaltigen abgasen |
| US5802846A (en) * | 1997-03-31 | 1998-09-08 | Caterpillar Inc. | Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine |
| DE19913462A1 (de) | 1999-03-25 | 2000-09-28 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Verfahren zur thermischen Hydrolyse und Dosierung von Harnstoff bzw. wässriger Harnstofflösung in einem Reaktor |
| CN2434548Y (zh) * | 2000-07-14 | 2001-06-13 | 李向文 | 管道式锅炉脱硫装置 |
| JP2003328863A (ja) * | 2002-05-10 | 2003-11-19 | Komatsu Ltd | Ｅｇｒ装置 |
| CN1235666C (zh) * | 2003-07-19 | 2006-01-11 | 重庆正和生物能源有限公司 | 烟气脱硫脱氮除尘工艺及装置 |
| DE10357402A1 (de) | 2003-12-09 | 2005-07-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors und Verbrennungsmotor |
| US7490462B2 (en) * | 2006-02-21 | 2009-02-17 | Caterpillar Inc. | Turbocharged exhaust gas recirculation system |
| US20080202101A1 (en) * | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Driscoll James J | Exhaust treatment system |
| CN201085988Y (zh) * | 2007-08-17 | 2008-07-16 | 中国神华能源股份有限公司 | 脱硫吸收系统 |
| JP2009085011A (ja) | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気還流装置 |
| JP2010196551A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| DE102009014361A1 (de) * | 2009-03-21 | 2010-09-23 | Daimler Ag | Abgasbehandlungseinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Abgasbehandlungseinrichtung |
| WO2011030433A1 (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御システム |
| JP5472318B2 (ja) * | 2009-12-08 | 2014-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化システム |
| FR2961254A3 (fr) * | 2010-06-11 | 2011-12-16 | Renault Sas | Dispositif de controle des emissions polluantes d'un moteur a combustion interne |
| JP5839801B2 (ja) * | 2011-01-11 | 2016-01-06 | 日立造船株式会社 | ２ストロークエンジンおよび４ストロークエンジン |
-
2013
- 2013-06-07 DE DE102013009578.6A patent/DE102013009578A1/de not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-02-04 EP EP14000388.0A patent/EP2811130B1/de active Active
- 2014-03-21 BR BR102014006904-6A patent/BR102014006904B1/pt active IP Right Grant
- 2014-05-21 US US14/283,656 patent/US9638137B2/en active Active
- 2014-05-29 RU RU2014121991A patent/RU2660215C2/ru active
- 2014-06-02 IN IN2693CH2014 patent/IN2014CH02693A/en unknown
- 2014-06-06 CN CN201410248404.2A patent/CN104234795B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6182443B1 (en) * | 1999-02-09 | 2001-02-06 | Ford Global Technologies, Inc. | Method for converting exhaust gases from a diesel engine using nitrogen oxide absorbent |
| US20050224060A1 (en) * | 2002-10-02 | 2005-10-13 | Hill Philip G | Exhaust gas recirculation methods and apparatus for reducing NOX emissions from internal combustion engines |
| DE102008002366A1 (de) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Denso Corp., Kariya-shi | Abgasreinigungsgerät für eine Magerverbrennungsbrennkraftmaschine |
| RU2011134079A (ru) * | 2009-01-13 | 2013-02-20 | Ман Трак Унд Бас Аг | Способ эксплутации компонентов для обработки отработавших газов, а также устройство для обработки отработавших газов |
| DE102010050406A1 (de) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | Daimler Ag | Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine und Betriebsverfahren für eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20140360186A1 (en) | 2014-12-11 |
| EP2811130A1 (de) | 2014-12-10 |
| DE102013009578A1 (de) | 2014-12-11 |
| IN2014CH02693A (ru) | 2015-10-23 |
| CN104234795A (zh) | 2014-12-24 |
| EP2811130B1 (de) | 2018-01-31 |
| BR102014006904B1 (pt) | 2021-10-19 |
| BR102014006904A2 (pt) | 2017-07-11 |
| CN104234795B (zh) | 2018-07-13 |
| RU2014121991A (ru) | 2015-12-10 |
| US9638137B2 (en) | 2017-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2660215C2 (ru) | Способ и устройство для обессеривания потока рециркуляции отработанных газов | |
| DK3149298T3 (da) | Udstødningsgasefterbehandlingssystem og fremgangsmåde til udstødningsgasefterbehandling | |
| KR102001477B1 (ko) | 요소수 분무구조 | |
| JP4716325B2 (ja) | 排煙脱硝装置とその運転方法 | |
| US20080041053A1 (en) | Exhaust Gas Post Treatment System | |
| KR20150096329A (ko) | 디젤엔진 배기가스의 정화 방법 | |
| KR101619098B1 (ko) | 배기가스 정화장치 | |
| US8151561B2 (en) | Multi-cylinder internal combustion engine | |
| US8420036B1 (en) | Control of NO/NO2 ratio to improve SCR efficiency for treating engine exhaust using bypass oxidation catalyst | |
| KR102342937B1 (ko) | 디젤 엔진을 작동시키기 위한 방법 및 nh3 농도의 검사 기능을 가진 디젤 엔진 | |
| RU2724607C2 (ru) | Низкотемпературный способ scr на основе мочевины при наличии отработанных газов с высоким содержанием серы | |
| KR101892327B1 (ko) | 내연 엔진 및 내연 엔진 배열체를 작동하는 방법 | |
| KR101785208B1 (ko) | 환원제 분사 장치 | |
| JPH11300164A (ja) | 脱硝装置を有するボイラプラント、および脱硝方法 | |
| JP7319653B2 (ja) | 排ガス処理方法、排ガス処理システムおよび排ガス処理システムを備える船舶 | |
| KR101627052B1 (ko) | 선택적 촉매 환원 시스템 | |
| KR20170099114A (ko) | Scr 시스템 |