TW201303140A

TW201303140A - 減少氮氧化合物的內燃機廢氣淨化裝置

Info

Publication number: TW201303140A
Application number: TW101118645A
Authority: TW
Inventors: Torsten Schlicht; Dirk Dombroseki
Original assignee: Akretia Gmbh
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-01-16

Abstract

一種減少內燃機(10)所排放廢氣流中之氮氧化物的廢氣淨化裝置，此廢氣淨化裝置包含了下列部分：(a)一觸媒反應器(51)，其外殼(52)有多數輸入與輸出埠；其設有許多裝於外殼(52)裡且與輸入埠(53)相連接之排放氣體串聯管(60)；其設有許多裝於外殼(52)裡且與輸出埠(54)相連接之淨化氣體串聯管(80)；(b)一被裝入反應器外殼(52)內部且廢氣可流過之觸媒元素填充體(90)；其中，觸媒元素具有其泡沫金屬所構成的載體，以及一供氮氧化物作選擇性催化還原(SCR)之用的催化塗層；此外，在此也一併提供一包含此廢氣淨化裝置之廢氣排放設備，以及驅動此設備之操作方法。

Description

減少氮氧化合物的內燃機廢氣淨化裝置

本發明係有關一附有觸媒元素填充體之廢氣淨化裝置，此觸媒元素填充體是作為減少內燃機氮氧化物廢氣之排放。

以往，為了淨化對環境意義重大的物質，許多觸媒曾被推薦過，例如：從內燃機所排放出的各個不同階級之氮氧化物(NO,NO₂,N₂O₄,N₂O₅以及N₂O)。在此涉及到的是可調節與不可調節性觸媒(geregelte oder ungeregelte Katalysatoren)、氧化式觸媒、三路可轉換式觸媒(TWC-Katalysator=Three-Way Conversion catalyst)、氮氧化物(NOx)儲存觸媒(NO_X-Speicherkatalysatoren)、以及選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction)觸媒。

除了氧化硫之外，氮氧化物(NO_X)亦為限定於船隻航行中所排放的廢氣成分之一。這些排放的廢氣是在燃燒過程中所形成的，其被允許之排放量不斷地降低。船隻所驅動的船隻內燃機是四行程引擎或運轉緩慢的二行程引擎。兩者皆使用重油或分類號為IFO180、IFO380、MDO及MGO等級之餾出物來驅動。由於燃燒溫度高於攝氏1600度，在這些引擎中形成了一種所謂的熱氮氧化物。它運作的原理是藉由一按選擇性催化還原運作的SCR觸媒，或是由所輸入的還原劑(一般是氨(NH₃)或連接氨(NH₃)與氧(O₂)的前驅化合物)所轉換的。此建立於SCR觸媒基礎之上的操作方式之詳細說明可從德國專利公告文件DE 34 28 232 A1中獲悉。

選擇性催化還原技術(SCR)設備的建造可隨著技術性之要求而做改變，並可依個別需要做調整。此基本原則是下列建造之基礎：將還原劑加入尚未淨化的廢氣中，並與之均勻混合。在多數的情況下，所用的還原劑為氨(NH₃)、氨水或是尿素。緊接著，在混和之後，氮氧化物之還原就在觸媒中發生了。無氮氧化物之廢氣盡可能沒發生氨(NH₃)逃逸現象地脫離此觸媒。

依不同之要求，這樣的一般性原則可透過額外的成分予以擴充。例如，若是還原劑由乾尿素所組成，則可考慮安排氧化型觸媒、氨滑觸媒、水解性觸媒。在必需要情況下，它們可於之前或之後與SCR觸媒相組合。

內燃機(例如：柴油引擎)內所產生的氮氧化物會在有還原劑存在時，藉由SCR觸媒被還原為氮(N₂)與水(H₂O)的特性。而還原劑要不就是直接加到廢氣，不然就是將其前驅化合物加到廢氣；而此前驅化合物在後處理設備中才釋放出還原劑。作為還原劑的氨(NH₃)則以氣體或水溶液加到廢氣。而同樣為人所知的是，將尿素作為前驅化合物加到廢氣氣流中，此者則以熱分解或水解的方式被轉化成氨(NH₃)、水(H₂O)及二氧化碳(CO₂)。

在SCR的技術第一次用於海事領域時，此項為配合以陸地為基礎之技術係被評為棘手的，因為船隻靈活性之故產生出許多關於晃動、震動、傾斜、穩定度等等方面的問題。此外，廢氣成分(特別是高含硫量)亦是一項特別之挑戰，其至今都還無法令人滿意地獲得解決。

至今，為與當前技術水平中所使用的多相催化已成為以前實施的設計變異，有一種構造經修改的觸媒反應器通過了考驗-這就是所謂的蜂巢式觸媒轉化器。於蜂巢式觸媒轉化器之罩殼內(外殼或模組)有一基座，此基座由軋壓成型之陶瓷或鐵片所製成。此基座產生了許多平行之管路，廢氣藉通過此管路而流動。此設計嘗試著提供廢氣一儘可能大的表面積以利其進行交互作用，這樣就能盡可能去精密地建造這些管路。所謂的細胞密度是說明每個單位面積(平方英吋)通道的數目。使用這樣技術的實例中，在陶瓷具的典型數值方面，達到了25-400cpsi(每平方英吋之細胞數目)，而在以金屬基座(載體)的高效能版本方面，則達到了1200cpsi。而其壁厚經常恰好大約是30μm。在這裡，可承受的壓力耗損也同時顯示於此限制性的尺寸上。因為此基座組件經常遭受溫度波動起伏與震盪之害，故高度的熱學與機械性能被嚴格要求。將一防熱金屬柵格或陶瓷墊片裝於蜂巢體結構四周可助外殼內部之固定，亦可助於吸震。

一般於汽車工業及發電技術所使用之廢氣淨化觸媒，通常具有作為基座(載體)之抗熱、抗撞的堇青石-蜂窩結構("honey cumb")。堇青石乃一鎂的鋁矽酸鹽材料(2MgO．2Al₂O₃．5SiO₂)，其特色為耐高溫及有20至40的Vol.-%(體積百分比)的多孔性，其孔洞最主要由平均直徑僅數微米的孔隙所構成。

有許多模塊化所構成之機組乃被組合給予大型整組技術設備(此處亦包含船隻引擎)使用。在船上的實際應用顯示出：此類觸媒僅能以H F O等級的燃料驅動。另外船隻運作期間的機械負載(溫度波動、震盪、振動)在船隻行駛中明顯高於靜止下的運行。

如德國專利公報文件DE 102 55 612 A1、EP 1 063 396 A2、EP 1 713 584 A1以及EP 1 920 834 A1所示，蜂巢式觸媒轉化器的特色是每平方公分有大量的孔洞，且孔壁壁厚介於0,2與1,5mm之間，而最好是0,2至0,3mm之間。此種孔壁厚度極薄的缺點在於，機械性負荷不足而可能導致損壞(例如透過所謂的「吹灰」)。藉由壓力衝擊來清理蜂窩中觸媒的程序是必要的，因為大型引擎，尤其是殘油驅動之船隻引擎，會釋放粒子、煙灰、金屬灰、金屬及硫酸鹽等形式的排放物，這些排放物沈積於蜂巢觸媒之蜂巢裡，它們會導致觸媒活性的衰減以及壓力損耗。

蜂巢觸媒的另一缺點是，於蜂巢狀管路之廢氣行經管路之長度由紊流變為層流，且由氣體狀態至觸媒活性表面積之間的物質轉換會強烈地下降，此並且造成了觸媒活性的減退。

本發明的任務乃在於：提供一廢氣淨化裝置，且此裝置之功能特性符合引擎工業中，特別是巨型引擎工業中對廢氣脫氮技術應用於重油點燃之柴油引擎之要求。

依照本發明，該任務可透過一減少內燃機內氮氧化物排放之廢氣淨化裝置而獲得解決。此廢氣淨化裝置包括一觸媒反應器，此反應器有許多輸入與輸出閥，以及許多裝於反應器罩殼裡、連接於輸入閥的原料氣體串聯管，另有許多裝於反應器罩殼裡、與輸出埠相連的淨氣串聯管。

廢氣淨化裝置還包括一被裝入反應器罩殼(52)內，且廢氣可流過它的觸媒元素填充體(90)。同時，觸媒元件顯示其有一由泡沫金屬所組成之基座，以及一供氮氧化物選擇性催化還原(SCR)之用的觸媒塗層。

此廢氣淨化裝置的特色是，它的構造體積比之傳統蜂巢觸媒反應器明顯小許多。因此相當容易於事後將此一廢氣淨化裝置補裝於船隻的廢氣系統。

藉著零散式的觸媒填料之助，整塊式(單片)觸媒常見的電壓問題就得以解決，而透過此方式就能製造特別供船隻航行要求的觸媒。以泡沫金屬為基座(載體)的特色是它對溫差的不敏感及機械的承受力。尤其，此填料是氣流最佳化的。一般來說，於推動內燃機之廢氣時，此填料會被紊流氣流持續穿越與環繞。

泡沫金屬觸媒之元素較佳的有：鐵、氧化鐵、鉻、鋁以及/或是鎳，或是鎳合金，或者是由此類所構成之物。

再者，觸媒元素較佳的幾何形狀為圓球體、半球體、環狀體、管狀體、拉希德-環狀體、半管狀物、平板面、圓柱體或立方體。

接著，觸媒元素顯示較佳的長度及直徑為0,5至30 mm，與1至15 mm，特佳為2-8 mm。

觸媒元素的泡沫金屬較佳的係自8000至25000 m²/m³的表面積，尤其是自11,000至18,000 m²/m³的。

此發明特別設計泡沫金屬的孔洞其直徑為100至3200 μm，較佳的是400至1,200 μm。

理論上來說，使用陶瓷性基座(載體)取代泡沫金屬是可行的，其中尤以堇青石為最佳。但是這也意味須犧牲泡沫金屬型基座的其他優點。

觸媒塗層較佳的是觸媒活性物質，其形式是至少包括一化學序號為21-30、39-48、57-80以及89-112之金屬過氧化物，以及/或者至少包括一鹼化合物或鹼土金屬化合物，以及/或者至少包括化學週期表中第三個主要或次要族群的化合物，以及/或者至少包括一鋅或稀土金屬化合物或是它們形式之混合物。

觸媒塗層較佳的也可為一氨(NH₃₎儲存物質，尤其是氧化鋁(Al₂O₃)、氧化鋯(ZrO)或X、Y和/或ZSM-5類型的沸石。氧化鋁(Al₂O₃)、氧化鋯(ZrO)或沸石形成觸媒塗層之基本結構，而觸媒塗層之表面也可自由地分布有觸媒活性物質。

觸媒塗層之觸媒活性物質，可有利於碳氫化合物(HC)之轉換。此碳氫化合物(HC)能夠是C1至C10，特別是CH₄至C₁₀H₂₂(烷烴)之列。觸媒活性物質通常是適當之貴金屬混合物。

如同傳統周知的蜂巢狀金屬或陶瓷基座(載體)一般，通常藉由活化塗層(Washcoat-Verfahren)操作方式來處理附帶觸媒和氨(NH₃)儲存物質之泡沫金屬基座表面塗層。

氨(NH₃)儲存物質顯示出喜好至少是300 m²/g的BET表面積，尤其至少400 m²/g的，特別偏好者為至少500 m²/g。另外，儲存氨(NH₃)之物質顯示偏好最大是0,9 μm的粒子大小，尤其最大為0,6 μm的，特別偏好最大為0,3 μm的粒子。除此之外，儲存氨(NH₃)之物質顯示偏好平均0,4-1 nm的孔徑，特別是平均0,7-0,8 nm的。

按本發明之特別設計，原料廢氣串聯管與淨氣串聯管包含了依氣流方向延伸(軸向)之元素。透過此設計，原料氣體能被傳輸到與輸入埠對面的觸媒反應器範圍，並且/或是能從輸出埠對面的範圍被引出來。藉此，一個填充體平均分配的穿越氣流就有可能。

依氣流方向延伸的原料廢氣串聯管與淨氣串聯管元件顯示為一屋頂式型體。此型體是向上閉鎖、向下開放的。透過觸媒反應器的填料填充則產生了這樣的管路：這些通路向上邊鄰原料廢氣串聯管和/或淨氣串聯管，向下則與填料接鄰。如此，於廢氣串聯管和/或淨氣串聯管中的原料氣體和/或淨氣體得自由流動，並於觸媒反應器中被分流。

特別要指出的是在氣流方向延伸的元件有一作為引導氣流流動用的雙支架形成物。在廢氣淨化裝置的建造狀態中，此雙支架的交叉點指向上。這樣，依氣流方向延伸的原料廢氣串聯管和/或淨氣串聯管被以雙支架編排，較偏愛切點形成原料廢氣串聯管和/或淨氣串聯管最高點的平面式設計。

此依氣流方向延伸的原料廢氣串聯管和/或淨氣串聯管的雙支架之長度顯示為5至30 cm，特別是從10至20 cm，並/或顯示一15°至110°之角度，尤其是20°至90°，最好是45°至75°。這種設計讓管路適於氣流流動，這些管路是透過依氣流方向延伸的屋頂式元件而產生的。

故原料廢氣串聯管和/或淨氣串聯管以10至15 cm或特別是15到35 cm之距離排列。在流過填充體與作用的觸媒表面積時，此距離顯示了一個很好的流動阻力折衷作用。

按此發明之特別設計，觸媒反應器(51)外殼(52)顯示有排放媒介物(120)，其中特別的是迴轉閥，它是一種螺旋傳輸機或雙軸閥(活門)；此媒介物之目的是為了排放已消耗或受污染觸媒元件之用。藉由這樣的設計，觸媒反應器裡受煙灰汙染的觸媒元件能被排出，且在反應器外被淨化或是被回收再利用。

另外也提出一廢氣排放設備給內燃機使用，其中包括一部依照發明而設計的廢氣淨化裝置。此廢氣排放設備通常至少包括一引管與排放管。它們將原料氣體引到廢氣淨化裝置並將廢氣從那裏排出。

此廢氣排放設備特別包含一裝於廢氣淨化裝置逆流方向之計量器，其做為調節還原劑(特別是氨(NH3)或是氨之前驅化合物)進入廢氣氣流之用。此計量器讓還原劑或其前驅化合物注入廢氣氣流中。

據此發明的另一項特別設計，此廢氣排放設備也包含一於廢氣淨化裝置逆流方向安裝之燃燒機，以藉此提高廢氣溫度。此燃燒機利用液態和氣態燃料來推動，特別是使用液態瓦斯之「氣化」(boil-off)來推動。

另外，本專利案也提供驅動與本發明相符的廢氣排放設備之操作程序，而此操作程序的第一個步驟是將此部按發明規格之廢氣排放設備準備就緒。

該程序的第二步驟是，將廢氣氣流透過輸入埠(至少是部分地透過原料氣體串聯管管)引入觸媒反應器。此程序包含的第三步驟是，透過觸媒元素之填充體將廢氣排出。另外，此程序之第四個步驟是，至少部分地透過淨氣串聯管與輸出埠將廢氣從觸媒反應器釋出。

首先，在到達預先設定的壓力損耗以及/或是預先設定的氮氧化物(NOx)-淨氣濃度門檻時，部分數量的觸媒元件會以不連續的處置方式從廢氣淨化裝置中被排出，且為尚未加入(進氣)的觸媒元件所取代。這樣就能在營運(作)時間中確保一觸媒均勻有規律的作用模式，而催化劑元素的連續釋出和重新充填卻仍然可能。

進一步，重要的是，催化還原(作用)所必需的還原劑於到達一規定溫度才予以調配劑量。只要尚未達到催化反應所必要的最低溫度時，透過這樣的安排就能阻止觸媒反應器為觸媒所灌滿。

除了氮氧化物以外，C1到C10的碳氫化合物，尤其是從CH₄到C₁₀H_22，首先被觸媒分解；而作為觸媒活性物質的觸媒元件塗層顯示其自己是適合這種分解的貴重金屬。

依照本發明之特別設計，於連接反應器外殼而在輸入埠側邊的廢氣淨化裝置之一原料氣體氣罩中，形成了逆流注入此廢氣淨化裝置之尿素熱解作用。而廢氣同時透過原料氣體氣罩被(排)導出，此氣罩將廢氣分配引至輸入埠。

一般情況下，廢氣淨化裝置於超壓情況運轉，而這是因為觸媒反應器的流動阻力，以及內燃機廢氣氣流壓力過大所造成的。廢氣淨化裝置在低壓狀況運作較佳，低壓可藉由於觸媒反應器順流方向安裝之風扇產生。

還原劑的用量控制由內燃機運轉點所決定，因此要使用引擎控制器的參數。對廢氣氣流來說，引擎控制器參數的重要性表現在先前的預測；在廢氣抵達計量器之前，還原劑之劑量能經由它予以調節。

本發明的其他特別設計參照下列依附圖所作之說明即可得到完全的了解。

第1圖表示一參照本發明之較佳實施例的廢氣排放設備的概要圖。其為一廢氣排放設備之廢氣淨化裝置，其包含一觸媒反應器51、安裝於反應器外殼內部的原料氣體串聯管60以及淨氣串聯管80。如圖所示，60與80之裝置能平行安裝，或是依廢氣氣流方向安裝。如圖所示，這些原料氣體串聯管60能排列到反應器外殼的輸入埠53所對之面為止，或者彼此相鄰排列。同樣地如第1圖所示，這些淨氣串聯管80能排列至反應器外殼的輸出埠54所對之面為止，或是彼此相鄰排列。反應器外殼52以觸媒元素填充體90裝填。觸媒元件顯示其為(有)一泡沫金屬基座，以及一供氮氧化物選擇性催化還原(SCR)之用的觸媒塗層。在反應器外殼52內部較上方的一個區域安裝了一儲存塔槽70；而在反應器外殼52一個下方區域則裝了排放媒介物120。

原料氣體串聯管60經由輸入埠53按空氣力學原理與一原料氣體氣罩40相連結。淨氣串聯管80則經由輸出埠54按空氣力學之方式與一淨氣氣罩100相連結。原料氣體氣罩40作為分配器，將廢氣氣流分配到輸入埠53；淨氣氣罩100則作為收集器，收集來自輸出埠54的廢氣。此原料氣體氣罩之逆流方向則安置了一廢氣引管50，它的作用是將內燃機10的廢氣引到淨氣氣罩40。在此廢氣引管50裝有第一支氮氧化物(NOx)探管20、一計量器30，以及第一個壓力感應器150a。廢氣排放管110於順流方向與淨氣氣罩100相連。在廢氣排放管110這裡則裝配了第二部壓力感應器150b、一部溫度感應器130，以及第二支氮氧化物(NOx)探管140。

第2圖顯示了一穿透廢氣排放設備之觸媒反應器51的一截面圖A-A。原料氣體串聯管60與淨氣體串聯管80被垂直交替地安裝於反應器外殼52之內部。此圖之視向是依廢氣氣流方向穿透原料氣體串聯管60、淨氣體串聯管80以及連接於淨氣體串聯管80的輸出埠54來觀看的。原料氣體串聯管60與淨氣體串聯管80包括許多以廢氣氣流方向延伸的屋頂式組成部分，這些部分能限制原料氣體串聯管60與淨氣體串聯管80往上，且在截面圖上顯示一雙支架之形式。原料氣體串聯管60與淨氣體串聯管80顯示其有按氣流流向延伸的屋頂式組成部分。當以填料90裝填反應器外殼51時，在此屋頂形部分下面所形成的原料氣體串聯管60與淨氣體串聯管80的諸多管路基本上是沒有填料的。

為了之後流過填料90，抵達淨氣流串聯管80，部分廢氣能依氣流方向透過原料氣體串聯管60之無填料管路推進至反應器51。透過這樣的構造能確保均勻地以廢氣流供給填料90，且與廢氣流相衝的氣流阻力能夠被減低。

於第1圖與第2圖中所示之廢氣排放設備顯示了下面的運作原理：內燃機10顯示出其有許多汽缸。它以二行程或四行程的原理運行，同時燃燒不同的品質的燃料(殘油、海運柴油、海運汽油)。

跟道路交通工具的內燃機相比，能供使用的內燃機通常顯示有大於5加侖的汽缸排量，但較好是每汽缸大於10加侖，特別是每汽缸大於20加侖以上的。

廢氣離開汽缸，進入廢氣排氣歧管。此廢氣排氣歧管與廢氣引管50相連接。

如圖示之箭號所指，透過廢氣引管，廢氣50依序穿過原料氣體氣罩40，且在此廢氣以多重氣流之形式被引入原料氣體串聯管的輸入埠53。

此多重分流之氣流至少有部分通過原料氣體串聯管60，且接著由此通過觸媒反應器的填料90而流至淨氣體串聯管80。之後，淨氣體串聯管80之部分廢氣氣流在淨氣氣罩100中被集合起來，並順流流抵廢氣排放管110。緊接著，淨化過的廢氣透過熱氣排抽設備繼續被利用，或是透過煙囪排到大氣裡。

對選擇性催化還原技術，必要的還原劑則藉由計量器30被作為氨水或水溶性尿素引至廢氣。逆流排列於計量器30的第一支氮氧化物(NOx)探管查明廢氣之氮氧化物(NOx)濃度。從氮氧化物(NOx)濃度中可算出藉計量器30注入廢氣之必要的還原劑分量。另一種可能是，由引擎控制器的參數來決定還原劑的必要分量。

安裝於廢氣排管110之溫度感應器130查驗廢氣的溫度。

在達到所期望之最低溫度時，開始還原劑量劑之計量。依照廢氣(組)成分，最低溫度可達到140℃至270℃之間。廢氣淨化設備之運轉溫度則可到140℃至500℃之間。

水性尿素溶劑形式之還原劑會在廢氣氣流中被熱分解和水分解，同時，尿素藉由化學反應被分解為氨(NH₃)：(NH₂)₂CO → NH₃+HNCO

HNCO+H₂O → NH₃+CO₂

此尿素的高溫分解有部分、甚至是主要地都在淨氣氣罩40中進行。與還原劑混合之廢氣則在淨氣氣罩40中繼續混合，然後均勻地通過觸媒反應器51的淨氣串聯管60被傳送去進行選擇性催化還原。在此同時，廢氣離開了淨氣串聯管60，並透過由觸媒元件所構成的填料90以紊流方式紊亂流動。在此填料90中就達到了所希望的選擇性催化反應，其運作之方程式舉例如下：4NH₃+4NO+O₂ → 4N₂+6H₂O

4NH₃+2NO₂+2NO → 4N₂+6H₂O

8NH₃+6NO₂ → 7N₂+12H₂O

在此期間，多餘的氨將被儲存於觸媒元素的氨(NH₃)儲存成分中。

透過SCR脫氮時，會出現想要與不願的反應，因為沒有百分之百可選擇進行的化學反應。也就是說，副反應也可能出現，但其有時是受歡迎的。若如此氮氧化物(NOx)於觸媒中就可以以不同的方式被轉換了。這些不同的反應彼此相互競逐。而何者重要，則取決於不同之因素。於反應器留滯之時間、材料濃度、觸媒的特性以及特別是溫度為決定性的作用變量。理論上估算在某一特定觸媒於某一特定溫度有何種反應會佔優勢，令人感到困難。(到底)有何種機制存在(參考Eley-Rideal,Longmuir-Henschelwood)，這並非總是無可爭議的。在運用上，方程式多半經驗上是給反應動力學用的。對於方程式的鑑定評估，已有許多討論是否有一反應機械論的可能性的陳述。

填料90的觸媒元素通常至少含有化學序號為21-30、39-48、57-80以及89-112之金屬之過氧化物，以及/或者至少包括一鹼化合物或鹼土金屬化合物，以及/或者至少包括化學週期表中第三個主要或次要族群的化合物，以及/或者至少包括一鋅或稀土金屬化合物或是它們之混合物。

填料90之觸媒顯示為長度或直徑為1-30 mm，較好是2-8mm。其形式是幾何形式的管子、拉希環、球體、立方體、圓柱體或平板面，它們可是泡沫金屬(例如氧化鐵或鎳)做的。其具有(氣)孔之多孔性特徵，孔的直徑100至2000μm，較好是400至1200μm；也具有大的特殊表面積，例如8000至25000 m²/m³的，較佳的是11000至18000 m²/m³。

經觸媒元素催化而淨化過的廢氣從觸媒元件中脫離填料90之後，通過淨氣串聯管80和輸出端54順流來到淨氣氣罩100，並由此進入廢氣排放管110。

裝於廢氣排放管的第二支氮氧化物(NOx)探管 140檢查已淨化過廢氣之氮氧化物(NOx)濃度，而提供測量值作為計量器30往後的標準調節量，以便將有可能發生的氨(NH₃)-或氮氧化物(NOx)-逃逸現象減至最低。

通過廢氣排放管110，淨化後的廢氣(可)抵達另一事後能補接上的廢氣處理設施、抵達一熱排抽裝置或經由煙囪排入大氣。

萬一灰塵、鹽份或是於引擎燃燒過程中所產生之金屬灰累積而造成觸媒元素90髒汙(這可導致觸媒活性的降低)，則此受汙染之觸媒元素可藉由排放媒介物120(例如迴轉閥)排出，且由之後來自儲存塔槽70滑入的觸媒元素所替換。而此觸媒活性的下降可藉由第二支氮氧化物(NOx)探管140查出。

此外，此廢氣淨化裝置之整體壓力耗損可藉由壓力感應器150a及150b查出。若此整體壓力耗損超過被許可的值時，由觸媒元素所組成之一部分填料90則會藉由排放媒介120之使用而被排放出去，並且被後來滑入之觸媒元素所替換。

10‧‧‧引擎

20‧‧‧第一支氮氧化物(NOx)探管

30‧‧‧計量器

40‧‧‧元料氣體氣罩

50‧‧‧廢氣引管

51‧‧‧觸媒反應器

52‧‧‧反應器外殼

53‧‧‧輸入埠

54‧‧‧輸出埠

60‧‧‧原料氣體串聯管

70‧‧‧儲存塔槽

80‧‧‧淨氣體串聯管

90‧‧‧觸媒元速之填充體

100‧‧‧淨氣氣罩

110‧‧‧廢氣排放管

120‧‧‧排放媒介

130‧‧‧溫度感應器

140‧‧‧第二支氮氧化物(NOx)探管

150a‧‧‧第一部壓力感應器

150b‧‧‧第二部壓力感應器

第1圖顯示本發明之廢氣排放設備；以及第2圖顯示廢氣排放設備之橫切截面。

10‧‧‧內燃機

20‧‧‧第一支NO_X探管

30‧‧‧計量器

40‧‧‧淨氣氣罩