WO2010139429A1 - Abgasnachbehandlungssystem - Google Patents

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WO2010139429A1
WO2010139429A1 PCT/EP2010/003260 EP2010003260W WO2010139429A1 WO 2010139429 A1 WO2010139429 A1 WO 2010139429A1 EP 2010003260 W EP2010003260 W EP 2010003260W WO 2010139429 A1 WO2010139429 A1 WO 2010139429A1
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exhaust
exhaust gas
aftertreatment system
exhaust pipe
coating
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Rolf Miebach
Stephan Schraml
Peter Broll
Andreas Geisselmann
Stefan De Buhr
Stéphanie FRANTZ
Anke Woerz
Frank-Walter Schuetze
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Umicore Ag & Co. Kg
Deutz Ag
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an exhaust aftertreatment system for an internal combustion engine.
  • it includes an introduction device for introducing hydrocarbons (HCs) into an exhaust pipe leading the process exhaust gas of the internal combustion engine and a treatment device through which process exhaust gas flows downstream of the introduction site and which raises the process exhaust gas temperature by oxidation of the introduced hydrocarbons.
  • HCs hydrocarbons
  • Such an exhaust aftertreatment system is known from EP1537304.
  • This exhaust aftertreatment system is designed for connection to compression ignition engines, such as diesel engines.
  • the subject of this document is concerned with reducing the overall emissions of such a compression ignition engine.
  • it is proposed to operate the compression ignition engine in different operating modes and to provide a catalytic component from a predetermined selection in the exhaust system comprising at least one platinum catalyst. It is well known that platinum catalysts can be used to produce certain given catalytic reactions.
  • a liquid HC metering into the exhaust gas is usually used together with a diesel oxidation catalyst which converts these hydrocarbons and supplies thermal energy for raising the exhaust gas temperature to approximately 600 °.
  • the fuel is injected into the exhaust pipe between the engine and the catalyst.
  • the hydrocarbons are usually provided via a late, no longer thermally reacted post-injection into the combustion chamber of the internal combustion engine. All of these systems use catalysts that in substantial Dimensions include platinum.
  • the much cheaper palladium is used - mainly for thermal stabilization of the catalyst - but with a maximum mass fraction of about 50% of the total precious metal.
  • the present invention has for its object to provide an exhaust aftertreatment system and a method for operating such an exhaust aftertreatment system, which is able to heat the exhaust gas of an internal combustion engine and also cost-effective manner.
  • an exhaust aftertreatment system for an internal combustion engine which includes a device for introducing hydrocarbons into an exhaust pipe leading the process exhaust of the internal combustion engine the hydrocarbons in the device are at least partially vaporized and chemically altered by cracking reactions and / or by partial oxidation, and further downstream of the injection site, through the process exhaust gas and through oxidation of the introduced, partially vaporized and by cracking reactions and / or by partial oxidation chemically modified hydrocarbons having the process degasser temperature-increasing treatment device, wherein the device for at least partial evaporation and caused by cracking reactions and / or by partial oxidation chem
  • a modification of the hydrocarbons is an arrangement comprising a burner (2) with a supply device for fuel and air and a combustion chamber (3) and one with an injection device (5) for hydrocarbons.
  • the exhaust gas line (4) which opens at the point of introduction into the exhaust pipe (6) and the processing exhaust temperature increasing treatment device catalytically coated components, the platinum content at least in a portion of the catalytic coating of the components less than 50% of the total mass of all catalytically effective substances in this portion of the coating is and wherein the catalytically coated components are catalyst substrates or particulate filter, which may be coated uniformly or zonally differently.
  • This refinement is based on the surprising finding that an exhaust aftertreatment system which already provides the hydrocarbons in a vaporized manner in a special way and by cracking reactions and / or by partial oxidation of chemically modified form using a suitable introduction device, with significantly lower platinum content in the catalytic components downstream processing device can work as this is the case with conventional hydrocarbon mixtures.
  • One aim of the introduction of the hydrocarbons and conversion in the treatment apparatus is to burn the soot particles filtered out of the process exhaust gas of the internal combustion engine in a particle filter continuously or discontinuously. That this can be implemented with the device according to the invention so highly successful and yet cost-effective, so was not predictable.
  • the catalytic coating portion of the treatment device components comprises at least 20%, preferably 30%, more preferably 50%, and most preferably 100%, of the total mass of the catalytic coating on the components of the process exhaust temperature increasing treatment device.
  • the catalytic coating of the components is understood as meaning those coatings which have a gradient of greater than +1 K / cm, preferably greater than +2.5 K / cm and particularly preferably greater than +10 K / cm, along the flow direction during the phase of heating the deposition. have gases. This ensures reliable operation of the system.
  • the catalytic coating of the subregion contains noble metals with a total noble metal mass, based on the component or substrate volume, in the range of 0.1-10 g / L, preferably 0.5-5 g / L and particularly preferably in the range of 0.7- 3.5 g / L.
  • the noble metal content of the catalytic coating of the partial area of the treatment device is less than 10%, preferably less than 5% and particularly preferably less than 3% of the total mass of the catalytic coating of the considered partial area. In the limit, this means that no precious metal is present at all. In this case, other catalytically active substances are preferably present which exert the catalytic functions.
  • the subregion of the catalytic coating of the treatment device thus contains further catalytically active substances.
  • the proportion of noble metals in the total mass of the catalytically active substances is more than 10%, more preferably more than 30% and most preferably 100%.
  • the palladium content of the catalytic coating of the subregion of the treatment device can be at least 50%, preferably at least 75% and particularly preferably 100% of the total mass of all noble metals of the subregion of the treatment device.
  • the platinum content in the partial area of the catalytic coating of the components is less than 50%, more preferably less than 30% and very particular. ders preferably less than 20% or extremely preferably less than 10% of the total mass of all catalytically active substances in this subregion of the coating. In a particular embodiment, the platinum content is less than 5%, preferably less than 3% and particularly preferably less than 1% of the total mass of all the catalytically active substances in the subregion, ie in the limit of 0%.
  • catalytically active substances are understood as meaning active metals, ie transition metals of groups VB, VIB, VIIB, VIII, IB and IIB and in particular also noble metals which are capable of forming a catalytic coating at an active metal concentration in the range of 0, 1 to 500 g / l of catalyst space, preferably 0.2 to 200 g / l and more preferably 0.5 to 100 g / l at a temperature of 350 ° C., a hydrocarbon mixture resulting from the evaporation of diesel fuel in engine exhaust gas with a volume concentration of 1000 ppm Cl at least predominantly to carbon dioxide and water to oxidize.
  • the catalytically active substances or the active metals can be present in elemental form and / or in the form of compounds, in particular oxides.
  • the catalytic coating of the treatment device may contain other components that promote, for example, the fine distribution of the catalytically active substances or active metals and generally support their mechanism of action or even allow.
  • these components include, in particular, pure or mixed oxides of aluminum, of silicon, of titanium, of zirconium or of rare earths, admixtures of, in particular, alkali metal or alkaline earth metal elements, halides and / or sulfur compounds or phosphorus compounds their properties, for example acidity can modify further. Further admixtures are possible in principle.
  • storage components such as zeolites and / or cerium / zirconium mixed oxides are frequently used.
  • catalytically active substances are usually arranged on these other components or selective parts thereof.
  • Precious metals such as platinum or palladium are predominantly in the form of small particles in the range of 0.1 to 100 nm, preferably 0.2-50 nm and more preferably 0.5-25 nm in diameter.
  • the catalytic coating as a whole forms a high surface area and highly porous structure.
  • Typical BET surface areas are in the range of 1-300 m 2 / g / preferably 50-200 m 2 / g and more preferably in the range of 80-160 m 2 / g; Pore volumes are in the range of 0.1-2 g / L, preferably 0.2-1.5 g / L and particularly preferably in the range of 0.25-1 g / L.
  • the catalytic coating is generally applied to the component to be coated in one or more steps in the form of a slip ["autobasive catalysts", Hagelüken et al., Expert Verlag, 2nd edition, 2005]
  • solutions or gas-phase processes may also be used.
  • ceramic or metallic substrates are coated in the form of honeycomb bodies or other structures, such as foams, corrugated mats or nonwovens, but in principle even smooth components, such as inner pipe walls, can be coated
  • Substrates with a filter function in which the medium to be filtered is passed eg through a porous ceramic wall or a metal fleece.
  • the function of the catalytic coating is to convert the metered oxidizable components, in particular hydrocarbons (HCs), in the feed gas as much as possible to carbon dioxide and water and thereby generate heat. Parts of these components from the feed gas can be stored intermediately in adsorbed or liquid form in the coating, with particularly functional coatings being characterized in that the functionality is affected as little as possible by such memory effects.
  • particularly functional catalytic coatings are characterized by low hydrocarbon concentrations at the outlet and small radial temperature deviations, in particular in the inlet region of the temperature increase. characterized in the present section of the treatment device, these properties over the entire regeneration interval of typically about 10 to 20 minutes are maintained as constant as possible.
  • the catalytic coating is preferably applied in an amount of 5-300 g / L, preferably 10-150 g / L and particularly preferably in the range of 20-130 g / L of component or substrate volume.
  • the coating preferably has a layer thickness in the range of 5 to 200 .mu.m, preferably 10-100 .mu.m and particularly preferably in the range of 20-60 .mu.m.
  • the total noble metal mass is preferably in the range of 0.1-10 g / L.
  • Common noble metals or catalytically active substances can have significantly higher loadings and in extreme cases make up the complete coating.
  • NO 2 is toxic and immission limited in underground mining and indoors are NO 2 -forming systems often not permitted.
  • the increase in the exhaust gas temperature is preferably effected via a so-called diesel oxidation catalyst.
  • a diesel oxidation catalyst This means that the portion of the catalytic coating of the components of the process waste gas temperature-increasing treatment device represents part or all of such a diesel oxidation catalyst.
  • the increase in the exhaust gas temperature may also or exclusively take place via a filter to be regenerated.
  • no diesel oxidation catalyst is needed at all and the hydrocarbon mixture is passed directly to the catalytically coated particle filter, which in this case represents the sole catalytically coated component of the treatment plant temperature-increasing treatment device. In this case, it is of course desirable that as soon as possible after entry into the filter sufficient temperatures are achieved for regeneration.
  • the catalytically coated components which increase the process exhaust gas temperature are catalyst substrates or particle filters which can each be coated uniformly or zonally differently. It is also conceivable coating solutions with one or more superimposed, catalytically active layers. In the context of the invention, it is possible, for example, a diesel oxidation catalyst or other catalyst, which can also take on other tasks to design with the catalytic coating as an independent component and obstruct, or to integrate the diesel oxidation catalyst with the catalytic coating ultimately in the particulate filter. Of course, combination solutions of the two embodiments described within the scope of the invention are possible and provided.
  • the partial area of the treatment device preferably comprises a whole of the process exhaust gas temperature increasing catalytically coated component or a part of such a component or parts of several such components.
  • Each component can thus have several subregions which have different properties, of which a subregion has the properties specified above.
  • This subregion does not necessarily have to be the first part of the respective component, but should at least be arranged in the flow direction in the front part of a zonal coating of such a component, in particular of a particle filter.
  • a gaseous fuel for example natural gas, to operate the burner.
  • the separate introduction of the additional fuel via the injection device offers the advantage that, in contrast to the prior art, a fuel required for a process, for example, need not be supplied in total by the supply device of the burner, but downstream of the burner, a subset of the total required fuel than "Secondary fuel quantity" is supplied.
  • This secondary fuel quantity is then finally processed in a completely controlled manner and / or burned.
  • the corresponding debt collection process is characterized in principle by the fact that the burner provides a basic thermal output, the lower limit of which is predetermined by the provision of a sufficient amount of energy for the evaporation of the quantity of fuel injected into the exhaust gas line.
  • This embodiment or this method for operating an exhaust gas Aftertreatment system is the result significantly cheaper to implement than a conventional exhaust aftertreatment system.
  • an orifice (11) of the injection device (5) in the exhaust pipe (4) has an atomizer nozzle, in particular a pressure atomizer nozzle or a Heilstromzerstäuberdüse on.
  • the liquid fuel is atomized only by the pressure of the fuel.
  • the injection device can also be designed as a Heilstromzerstäuberdüse.
  • the Heilstromzerstäuberdüse is operated so that the fuel is introduced with a small amount of air into the exhaust pipe.
  • a Luftstromzerstäuberdüse L / min air, and 2 cm 3 / min fuel to provide an ignitable fuel-air mixture would be encouraged, for example, 20, whereas with the present invention operated Heilstromzerstäuber nozzle with 20 L / min air up to 100 cm 3 / minute Fuel be atomized.
  • Such a rich fuel-air mixture is not primarily ignitable.
  • a Venturi device is arranged in the exhaust pipe in the region of an orifice of the injection device. This causes a rapid mixing of the colliding partial flows of exhaust gas and vaporized fuel.
  • the burner with the combustion chamber, the exhaust pipe and the injection device are integrated in a housing and the housing is adapted to the exhaust pipe. It is thus provided an assembly that can be attached to different exhaust pipes.
  • the housing can ideally be configured such that, when used on an internal combustion engine, it can preferably be mounted close to the combustion engine, for example directly behind the exhaust manifold or an exhaust gas turbocharger of the internal combustion engine, to the exhaust system.
  • the exhaust pipe protrudes with at least one outlet into the exhaust pipe.
  • the exhaust pipe is preferably concentrically introduced into the exhaust pipe so that the outlet from the exhaust pipe in the flow direction of the process exhaust stream, so for example, the engine exhaust gas flow is arranged.
  • an increase in the flow rate of the process exhaust gas is achieved, which ensures rapid mixing of the gas mixture of burner exhaust gas and vaporized fuel with the process exhaust gas.
  • ignition of the gas mixture can be prevented even if the process exhaust gas contains oxygen.
  • appropriate aids which support this can be provided.
  • Such possible aids are, for example, a plate or a cone, which are arranged in front of the outlet of the exhaust pipe, wherein the cone tip is aligned with the outlet of the exhaust pipe. It is also provided, in addition to or as an alternative to further increasing the flow velocity in the region of the outlet, to provide a flow constriction in the exhaust pipe, for example in the form of a venturi or venturi. In other words, a possible reaction of the burner exhaust gas treated with vaporized fuel should be quenched with the process exhaust gas.
  • a process exhaust gas leading gas conducting device opens into the exhaust pipe.
  • This process exhaust gas is supplied to the burner exhaust gas and the evaporating fuel.
  • the burner exhaust gas in the case of a feed in the flow direction injection device
  • the supply can also take place in the region of the injection device or in the flow direction behind it.
  • the chemical reactions of the fuel with the burner exhaust gas and / or the process exhaust gas can be promoted or prevented as required.
  • by influencing the temperature in the region of the injection device it is possible by reactions of the injected fuel with the burner exhaust gas to selectively produce substances that support desired reactions in the subsequent Dieseloxidationskata-.
  • the injected hydrocarbons in the device are at least partially vaporized and chemically altered by cracking reactions and / or by partial oxidation, wherein a burner (2) as a component of the device provides a basic thermal power represents, the lower limit is predetermined by the provision of a sufficient amount of energy for the evaporation of a via a Eindüsvoriques (5) in an exhaust pipe (4) of the burner (2) introduced amount of hydrocarbon.
  • a catalytically active coating is arranged at least in a partial region of the oxidizing treatment device, wherein the platinum fraction at least in a partial region of the catalytic coating of the components less than 50% of the total mass of all catalytically active substances in this subregion of the coating.
  • the burner (2) additionally provides a thermal output which heats the process exhaust gas to a predetermined temperature.
  • the burner can be operated in a lambda range of 0.75 to 1.75, preferably 0.9 to 1.1. Furthermore, the burner is designed so that it can be used in a power range that corresponds to about 1-25%, preferably 2 - 20% and particularly preferably 2.5 - 15% of the rated motor power. It is an object of the invention to operate the burner with the lowest possible power, because then in particular the required air conveyor for the supply of (combustion) air can be relatively easily configured.
  • the inventive method in a general form of the injected fuel (optionally with the direct addition of a subset of process exhaust gas) is evaporated by the burner exhaust gas and passed together with the burner exhaust gas and the total amount of Prozeßabga- sas in the exhaust aftertreatment device to cause the reactions provided there ,
  • the injected fuel together with the burner exhaust gas and the process exhaust gas is supplied via the exhaust pipe to the catalyst, in particular a diesel oxidation catalyst and a subsequent particulate filter and oxidized in the catalyst (diesel oxidation catalyst) and / or in the optionally additionally catalytically coated particulate filter.
  • a particular advantage of this embodiment is that the oxidation reaction thus takes place only in the catalyst (diesel oxidation catalyst) and consequently only the temperatures necessary for the regeneration of the particulate filter are generated here. If the injected fuel ignited already at the place of introduction into the exhaust pipe, this would be associated with a higher thermal load of the entire exhaust system and it would have considerable heat losses offset by larger amounts of fuel.
  • the decisive advantage of the proposed system is that the hydrocarbons modified by evaporation and / or chemical modification enter into chemical reactions in the catalyst (diesel oxidation catalyst) or in the coated particle filter or their combination, which differ at least in part from those of conventional systems. This is the reason for the possible replacement of platinum by palladium in accordance with the invention.
  • a temperature of up to 650 ° C. which is required for the regeneration of particle filters, is produced by the oxidation of the injected fuel.
  • a partial amount of the injected fuel quantity is oxidized with the release of heat within the exhaust gas line and / or the location of the merger with the process exhaust gas.
  • the catalyst Dieseloxidationska- talysator
  • the coated particulate filter or a combination thereof has a predetermined minimum temperature, for example, 300 0 C, to achieve. This temperature is achieved by summing the burner output and the power generated by the burned subset.
  • the oxidized subset of the injected fuel quantity is kept at least approximately constant independently of the total amount of injected fuel. It is further provided, after exceeding a limit amount of the partially converted amount of fuel to complete the partial conversion and to vaporize the fuel in total.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an overall illustration of the exhaust aftertreatment system for an internal combustion engine
  • Fig. 3 shows a second embodiment of cooperating with an exhaust pipe evaporator
  • Fig. 4 shows a third embodiment of cooperating with an exhaust pipe evaporator device.
  • the system shown in Figure 1 has an internal combustion engine 17, which is in particular a diesel internal combustion engine.
  • the internal combustion engine 17 is supplied with diesel fuel and air, which are burned in the four cylinders 18 shown and set in front of the movable piston and connecting rod in the cylinders, the crankshaft in rotation.
  • the exhaust gases burned in the cylinders 18 are conducted via a collecting pipe 19 into an exhaust pipe 6.
  • an exhaust pipe 4 of a burner 2 Into the exhaust pipe 6 protrudes an exhaust pipe 4 of a burner 2, wherein in the exhaust pipe 4, an injection device 5 protrudes.
  • the burner 2 is - as will be explained in more detail below - fuel and air supplied while injected via the injection device 5 liquid fuel into the exhaust pipe 4.
  • the system consisting of the burner 2, the injection device 5 and the exhaust pipe 4, is hereinafter called evaporator device.
  • a diesel oxidation catalytic converter 15 and a particle filter 16 are installed in the exhaust gas pipe 6 downstream of the junction of the exhaust gas line 4.
  • the soot particles filtered out in the particle filter 16, in particular from the process exhaust gas of the internal combustion engine 17, are burned with the aid of the heat generated in the exhaust gas aftertreatment system.
  • the evaporator device according to Figure 2 to 4 has in all embodiments, a housing 1, in which the burner 2, a combustion chamber 3, the exhaust pipe 4 and the injection device 5 are integrated for a liquid fuel.
  • the housing 1 is also connected in all embodiments with the exhaust pipe 6, that the exhaust pipe 4 is introduced with an outlet 7 concentrically into the exhaust pipe 6 and the outlet 7 is arranged in the flow direction of the flowing through the exhaust pipe 6 process exhaust gas.
  • the burner 2 has a supply device 8a for a gaseous or liquid fuel and a supply device 8b for air.
  • the fuel and the air are suitably mixed with each other and introduced into the combustion chamber 3, for example via a Heilstromzerstäuberdüse 9 and the mixture is burned in the combustion chamber 3.
  • the mixture in the burner 2 and / or the combustion chamber 3 is ignited in a suitable manner.
  • the combustion chamber 3 is inserted as far as possible isolated in the housing 1.
  • the combustion chamber 3 has an outlet opening 10, through which the burner exhaust gas enters the exhaust pipe 4 and flows along the exhaust pipe 4 as far as the outlet 7 in order to mix there with the process exhaust gas flowing in the exhaust pipe 6, which is engine exhaust gas ,
  • the mixture of fuel and air is adjusted so that in the region of the outlet opening 10 from the combustion chamber 3, the oxidation reactions are largely completed and consequently a heated exhaust gas stream flows into the exhaust gas line 4.
  • the injection device 5 opens with an opening 11 preferably concentric with the exhaust pipe 4 a. At the location of the mouth 11, a spray nozzle is arranged, with which the supplied via the injection device 5 liquid fuel is finely atomized. The fuel thus introduced is thus heated and vaporized.
  • a venturi device 12 a is inserted into the exhaust gas line 4.
  • the Venturi dressed 12a causes additional mixing of the evaporative liquid with the exhaust gas.
  • a quench device 13 is arranged, which is formed in the embodiment as a baffle plate and a Sirimi- tion of the effluent from the outlet 7, mixed with the vaporized evaporating liquid exhaust gas causes the process exhaust gas.
  • the quench device 13 can be used to prevent ignition of the resulting total mixture.
  • a venturi device 12b is installed in the exhaust gas pipe 6 in the region of the outlet 7 or the quench device 13.
  • the total mixture formed in the manner described is then fed to an exhaust gas aftertreatment device which has a nitrogen oxide selectively catalytically reducing catalyst and / or NO storage catalytic converter and / or a diesel oxidation catalytic converter 15 and a particle filter 16.
  • the embodiment according to FIG. 3 differs from the embodiment according to FIG. 1 in that additionally in the region of the venturi device 12a, a gas guiding device 14 is arranged in the form of bores arranged on the circumference of the exhaust gas line 4 and opening approximately in the center of the venturi device 12a. Through this gas guide 14, a partial amount of process exhaust gas is introduced into the exhaust pipe 4. Incidentally, in this embodiment, no Venturi liked 12 b installed in the region of the mouth 11.
  • the embodiment according to FIG. 4 differs from the embodiment according to FIG. 2 in that the gas-conducting device 14 is incorporated into the exhaust gas line 4 in the region downstream of the venturi device 1 2a.
  • Catalyst A (according to the invention):
  • Diesel oxidation catalyst with 60 g / ft 3 Pd on cordierite substrate with dimensions D9.5 "xL4.5", cell density 300 cpsi and wall thickness 5 mil.
  • the catalyst was prepared by impregnation of an alumina (BET surface area 160 m 2 / g) with palladium nitrate solution and application of the impregnated oxide with a loading of 130 g / L onto the substrate and subsequent drying and heat treatment. The catalyst was then aged in the oven at 700 ° C. for 16 hours under air.
  • Catalyst B (according to the invention):
  • CDPF Catalytically coated filter
  • the catalyst was prepared by impregnating an aluminosilicate (BET surface area 150 m 2 / g, 5% SiO 2 ) with palladium and platinum nitrate solution and applying the impregnated oxide at a loading of 130 g / L to the substrate and subsequent drying and heat treatment. The catalyst was then aged in the oven at 700 ° C. for 16 hours under air.
  • Catalyst D (according to the invention):
  • the catalyst was prepared by impregnation of an aluminosilicate (BET surface 150 m 2 / g, 5% SiO 2 ) with palladium and Piatinnit- ratains and application of the impregnated oxide with a loading of 130 g / L to the substrate and subsequent drying and heat treatment. The catalyst was then aged in the oven at 700 ° C. for 16 hours under air.
  • BET surface 150 m 2 / g, 5% SiO 2 palladium and Piatinnit- rat
  • Catalyst E (not according to the invention):
  • the catalyst was prepared by impregnation of an aluminosilicate (BET surface 150 m 2 / g, 5% SiO 2 ) with palladium and platinum nitrate solution and application of the impregnated oxide with a loading of 130 g / L to the substrate and subsequent drying and heat treatment. The catalyst was then aged in the oven at 700 ° C. for 16 hours under air.
  • BET surface 150 m 2 / g, 5% SiO 2 palladium and platinum nitrate
  • Burner 10 kW heating power (diesel fuel supply) with secondary diesel metering into the burner flame
  • the catalysts are each equipped with 10 thermocouples T5.1i to T5.10i or T5.1o to T5.10o at a depth of 1 inch from the inlet and outlet side of the catalyst.
  • the desired engine operating point (EOP) is set and the burner with 10 kW power is switched on.
  • the result is the exhaust gas mass flow MFR.
  • T5.0 After the temperature has leveled off at DOC-entry to the target value T5.0, secondary diesel fuel in the flame of the burner once jetted in an amount to under adiabatic conditions at complete combustion, a target temperature of 650 0 C to achieve. The dosing is maintained constant over 8 minutes and then turned off again. The temperatures before, after and in the catalyst and the HC amount after catalyst HC_out are recorded. Subsequently, a new engine operating point is started when the burner is switched on. After stabilization of the DOC inlet temperature, a corresponding amount of diesel fuel is metered into the burner flame again and the measurement is carried out. This is repeated for each additional operating point.
  • the catalysts according to the invention alone show satisfactory performance at equivalent or lower costs compared to the noninventive variants.
  • Catalyst B assumes a separate position due to the integrated filter function and the significantly reduced load.
  • the lower loading as well as the higher thermal mass and lower surface of the filter substrate result in that within the monitored entrance area. the combustion starts worse and runs inhomogeneous.
  • the average temperature reached 0 T5.xi in the entrance is significantly lowered compared to the standard deviation higher.
  • the target temperature of 600 or 650 0 C is already reached in the front part of the filter.

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Abstract

2.1 Die Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine, beinhaltend eine Einbringungsvorrichtung zur Einbringung von Kohlenwasserstoffen in ein das Prozessabgas der Brennkraftmaschine führendes Abgasrohr und eine stromabwärts des Einbringungsortes von Prozessabgas durchströmte und durch Oxidation der eingebrachten Kohlenwasserstoffe die Prozessabgastemperatur erhöhenden Behandlungseinrichtung. 2.2 Erfindungsgemäß werden ein Abgasnachbehandlungssystem und ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Abgasnachbehandlungssystems angegeben, das kostengünstig realisierbar ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Behandlungsvorrichtung katalytisch beschichtete Bauteile aufweist, dass die Kohlenwasserstoffe in der Einbringungsvorrichtung zumindest teilweise verdampft sowie durch Crackreaktionen und/oder durch partielle Oxidation chemisch verändert werden und dass der Platinanteil zumindest in einem Teilbereich der katalytischen Beschichtung der Bauteile weniger als 50 % der Gesamtmasse aller katalytisch wirksame Substanzen in diesem Teilbereich der Beschichtung beträgt.

Description

Abgasnachbehandlungssystem
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine. Insbesondere beinhaltet sie eine Einbringungsvorrichtung zur Einbringung von Kohlenwasserstoffen (HCs) in ein das Prozessabgas der Brennkraftmaschine führendes Abgasrohr und eine stromabwärts des Einbringungsortes von Prozessabgas durchströmte und durch Oxidation der eingebrachten Kohlenwasserstoffe die Prozessabgastemperatur erhöhende Behandiungsvorrichtung.
Ein derartiges Abgasnachbehandlungssystem ist aus der EP1537304 bekannt. Dieses Abgasnachbehandlungssystem ist zur Anbindung an Kom- pressionszündungsmotoren, wie Dieselmotoren, ausgelegt. Dabei beschäftigt sich der Gegenstand dieses Dokuments damit, die Gesamtemissionen eines solchen Kompressionszündungsmotors zu verringern. Dazu wird vor- geschlagen, den Kompressionszündungsmotor in verschiedenen Betriebsarten zu betreiben und eine katalytische Komponente aus einer vorgegebenen Auswahl in dem Abgassystem vorzusehen, die zumindest einen Platinkatalysator aufweist. Es ist allgemein bekannt, dass zur Erzeugung bestimmter vorgegebener katalytischer Reaktionen Platinkatalysatoren eingesetzt wer- den können.
Allgemein ist bekannt, übliche thermische Regenerationssysteme für Partikelfilter zum Beispiel katalytische Brenner zu nutzen. Hierbei wird meist eine flüssige HC-Dosierung in das Abgas zusammen mit einem Dieseloxida- tionskatalysator, der diese Kohlenwasserstoffe umsetzt und thermische Energie zur Abgastemperaturanhebung auf zirka 600° liefert, eingesetzt. Bevorzugt wird der Kraftstoff in die Abgasleitung zwischen Brennkraftmaschine und Katalysator eingespritzt. Bei PKW-Anwendungen werden die Kohlenwasserstoffe üblicherweise über eine späte, nicht mehr thermisch umgesetzte Nacheinspritzung in den Brennraum der Brennkraftmaschine bereitgestellt. All diese Systeme nutzen Katalysatoren, die in erheblichem Maße Platin beinhalten. Darüber hinaus kommt auch das wesentlich preisgünstigere Palladium zum Einsatz - vorwiegend zur thermischen Stabilisierung des Katalysators - jedoch mit einem Massenanteil von maximal zirka 50 % am Gesamtedelmetall.
Aus der EP1857648 ist zu entnehmen, dass ein so genannter „fuei proces- sor" zur Erzeugung von Hitze im Abgasstrang eines Dieselmotors herangezogen werden kann. Dabei kann diese Behandlungsvorrichtung aus einem Oxidationskatalysator und einem Reformierungskatalysator bestehen, welche in das Abgas eingebrachten Kraftstoff ggf. zur Erwärmung einer nach- geordneten Partikelfalle nutzen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abgasnachbehandlungssystem und ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Abgasnachbehandlungssystems anzugeben, welches im Stande ist, das Abgas einer Brennkraftmaschine zu erhitzen und darüber hinaus kostengünstig realisierbar ist.
Diese und weitere hier nicht näher genannte, sich jedoch aus dem Stand der Technik in nahe liegender Weise ergebende Aufgaben werden durch die Angabe eines Abgasnachbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine gelöst, welche eine Vorrichtung zur Einbringung von Kohlenwasserstoffen in ein das Prozessabgas der Brennkraftmaschine führendes Abgasrohr beinhaltet, wobei die Kohlenwasserstoffe in der Vorrichtung zumindest teilweise verdampft sowie durch Crackreaktionen und/oder durch partielle Oxidation chemisch verändert werden, und weiterhin eine stromabwärts des Einbringungsortes, vom Prozessabgas durchströmte und durch Oxidation der ein- gebrachten, teilweise verdampften sowie durch Crackreaktionen und/oder durch partielle Oxidation chemisch veränderten Kohlenwasserstoffe die Prozessabgastemperatur erhöhende Behandlungsvorrichtung aufweist, wobei die Vorrichtung zur zumindest teilweisen Verdampfung sowie zur durch Crackreaktionen und/oder durch partielle Oxidation bewirkten chemischen Veränderung der Kohlenwasserstoffe eine Anordnung ist, die einen Brenner (2) mit einer Versorgungsvorrichtung für Brennstoff und Luft sowie eine Brennkammer (3) und eine mit einer Eindüsvorrichtung (5) für Kohlenwas- serstoffe versehene Abgasleitung (4) aufweist, die an dem Einbringungsort in das Abgasrohr (6) einmündet und die die Prozessabgastemperatur erhöhende Behandlungsvorrichtung katalytisch beschichtete Bauteile aufweist, wobei der Platinanteil zumindest in einem Teilbereich der katalytischen Beschichtung der Bauteile weniger als 50 % der Gesamtmasse aller katalytisch wirksamen Substanzen in diesem Teilbereich der Beschichtung beträgt und wobei die katalytisch beschichteten Bauteile Katalysatorsubstrate oder Partikelfilter sind, die jeweils einheitlich oder zonal unterschiedlich beschichtet sein können.
Dieser Ausgestaltung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass ein Abgasnachbehandlungssystem, welches unter Einsatz einer geeigneten Einbringungsvorrichtung die Kohlenwasserstoffe bereits in einer auf besondere Art verdampfter sowie durch Crackreaktionen und/oder durch partielle Oxidation chemisch veränderter Form bereitstellt, mit erheblich geringerem Platingehalt in den katalytischen Bestandteilen der nachfolgenden Behandlungsvorrichtung arbeiten kann als dies bei herkömmlichen Kohlenwasserstoffgemischen der Fall ist. Ein Ziel der Einbringung der Kohlenwasserstoffe und Konversion in der Behandlungsvorrichtung ist es dabei, die in einem Partikelfilter aus dem Prozessabgas der Brennkraftmaschine ausgefilterten Rußpartikel kontinuierlich oder diskontinuierlich zu verbrennen. Dass dies mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung so überaus erfolgreich und trotzdem kostengünstig umgesetzt werden kann, war so nicht vorhersehbar.
Innerhalb des Abgasnachbehandlungssystems umfasst der Teilbereich der katalytischen Beschichtung der Bauteile der Behandlungsvorrichtung min- destens 20 %, vorzugsweise 30%, weiter vorzugsweise 50% und besonders bevorzugt 100%, der Gesamtmasse der katalytischen Beschichtung auf den Bauteilen der die Prozessabgastemperatur erhöhenden Behandlungsvorrichtung. Unter der katalytischen Beschichtung der Bauteilen werden solche Beschichtungen verstanden, die einen Gradienten von größer +1 K/cm, bevorzugt größer +2.5 K/cm und besonders bevorzugt größer +10 K/cm entlang der Strömungsrichtung während der Phase des Aufheizens des Ab- gases aufweisen. Dadurch ist eine zuverlässige Funktion des Systems sichergestellt.
Im Teilbereich der katalytischen Beschichtung der Behandlungsvorrichtung befinden sich weitere katalytisch wirksame Substanzen, insbesondere kann Palladium vorhanden sein. Bevorzugt enthält die katalytische Beschichtung des Teilbereichs Edelmetalle mit einer Gesamtedelmetallmasse bezogen auf das Bauteil- bzw. Substratvolumen im Bereich von 0,1-10 g/L, bevorzugt 0,5-5 g/L und besonders bevorzugt im Bereich von 0,7-3,5 g/L.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen und mög- lieh, dass der Edelmetallanteil der katalytischen Beschichtung des Teilbereichs der Behandlungsvorrichtung weniger als 10%, bevorzugt weniger als 5% und besonders bevorzugt weniger als 3 % der Gesamtmasse der katalytischen Beschichtung des betrachteten Teilbereichs beträgt. Im Grenzfall bedeutet dies, dass überhaupt kein Edelmetall vorhanden ist. In diesem Fall sind bevorzugt andere katalytisch wirksame Substanzen vorhanden, die die katalytischen Funktionen ausüben.
In einer Ausgestaltung enthält der Teilbereich der katalytischen Beschichtung der Behandlungsvorrichtung also weitere katalytisch wirksame Substanzen. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anteil der Edelmetalle an der Gesamtmasse der katalytisch wirksamen Substanzen jedoch mehr als 10%, besonders bevorzugt mehr als 30% und ganz besonders bevorzugt 100%.
Sofern Palladium eines der im Teilbereich existierenden Edelmetalle ist, kann der Palladiumanteil der katalytischen Beschichtung des Teilbereichs der Behandlungsvorrichtung mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 75 % und besonders bevorzugt 100% der Gesamtmasse aller Edelmetalle des Teilbereichs der Behandlungsvorrichtung betragen.
Sofern Platin im Teilbereich vorhanden ist, ist davon auszugehen, dass der der Platinanteil in dem Teilbereich der katalytischen Beschichtung der Bau- teile weniger als 50%, mehr bevorzugt weniger als 30% und ganz beson- ders bevorzugt weniger als 20% bzw. äußerst bevorzugt weniger als 10% der Gesamtmasse aller katalytisch wirksamen Substanzen in diesem Teilbereich der Beschichtung beträgt. In einer besonderen Ausführung beträgt der Platingehalt weniger als 5%, bevorzugt weniger als 3% und besonders be- vorzugt weniger als 1 % der Gesamtmasse aller katalytisch wirksamen Substanzen des Teilbereichs also im Grenzfall 0 %.
Unter katalytisch wirksamen Substanzen werden im Sinne dieser Erfindung Aktivmetalle verstanden, d.h. Übergangsmetalle der Gruppen VB, VIB, VIIB, VIII, IB und IIB und insbesondere auch Edelmetalle, welche im Stande sind als Bestandteil einer katalytischen Beschichtung bei einer Aktivmetallkonzentration gewählt im Bereich von 0,1 - 500 g/L Katalysatorraum, bevorzugt 0,2 - 200 g/L und besonders bevorzugt 0,5 - 100 g/L bei einer Temperatur von 3500C ein Kohlenwasserstoffgemisch resultierend aus der Verdampfung von Dieselkraftstoff in Motorabgas mit einer Volumenkonzentrati- on von 1000 ppm Cl zumindest überwiegend zu Kohlendioxid und Wasser zu oxidieren. Die katalytisch wirksamen Substanzen bzw. die Aktivmetalle können in elementarer Form und/oder in Form von Verbindungen, insbesondere Oxiden vorliegen.
Neben den eingangs angesprochenen katalytisch wirksamen Substanzen, bzw. Aktivmetallen kann die katalytische Beschichtung der Behandlungsvorrichtung weitere Komponenten enthalten, die beispielsweise die feine Verteilung der katalytisch wirksamen Substanzen bzw. Aktivmetalle fördern und allgemein deren Wirkmechanismus unterstützen oder gar erst ermöglichen. Zu diesen Komponenten zählen insbesondere reine oder gemischte Oxide des Aluminiums, des Siliziums, des Titans, des Zirkons oder der Seltenen Erden, wobei Beimengungen von insbesondere Alkali- bzw. Erdalkalielementen, Halogeniden und/oder Schwefel- bzw. Phosphorverbindungen deren Eigenschaften wie z.B. die Azidität weiter modifizieren können. Weitere Beimengungen sind prinzipiell möglich. Weiter finden häufig Speicher- komponenten wie z.B. Zeolithe und/oder Cer/Zirkon-Mischoxide Einsatz. [„Autoabgaskatalysatoren", Hagelüken et. al. , expert Verlag, 2. Auflage, Die katalytisch wirksamen Substanzen sind meist auf diesen weiteren Komponenten oder selektiven Teilen davon angeordnet. Edelmetalle wie z.B. Platin oder Palladium liegen überwiegend in Form von kleinen Partikeln im Bereich von 0,1 bis 100 nm, bevorzugt 0,2-50 nm und weiter bevorzugt 0,5-25 nm Durchmesser vor.
Die katalytische Beschichtung insgesamt bildet einen hochoberflächigen und hochporösen Aufbau. Typische BET-Oberflächen liegen im Bereich von 1- 300 m2/g/ vorzugsweise 50-200 m2/g und besonders bevorzugt im Bereich von 80-160 m2/g; Porenvolumina liegen im Bereich von 0,1-2 g/L vorzugs- weise 0,2-1,5 g/L und besonders bevorzugt im Bereich von 0,25-1 g/L.
Die katalytische Beschichtung wird im Allgemeinen in Form eines Schlickers [„Autoabgaskatalysatoren", Hagelüken et. al. , expert Verlag, 2. Auflage, 2005] auf das zu beschichtende Bauteil in einem oder mehreren Schritten aufgetragen. In Einzelfällen können auch Lösungen oder Gasphasenverfah- ren eingesetzt werden. Häufig werden keramische oder metallische Substrate in Form von Wabenkörpern oder anderen Strukturierungen wie z.B. Schäumen, Wellmatten oder Vliesen beschichtet, prinzipiell sind aber auch glatte Bauteile wie z.B. Rohrinnenwände beschichtbar. Bei den Substraten kann es sich um einfache Durchflusssubstrate handeln aber auch um Sub- strate mit Filterfunktion, in denen das zu filtrierende Medium z.B. durch eine poröse keramische Wand oder ein Metallvlies geleitet wird.
Die Funktion der katalytischen Beschichtung besteht darin, die eindosierten oxidierbaren Komponenten, insbesondere Kohlenwasserstoffe (HCs), im Zuflussgas möglichst weitgehend zu Kohlendioxid und Wasser umzusetzen und dabei Wärme zu generieren. Teile dieser Komponenten aus dem Zuflussgas können intermediär in adsorbierter oder flüssiger Form in der Beschichtung gespeichert werden, wobei besonders funktionsfähige Beschich- tungen sich darin auszeichnen, dass die Funktionsfähigkeit durch solche Speichereffekte möglichst wenig beeinträchtigt wird. In der Anwendung sind besonders funktionsfähige katalytische Beschichtungen durch geringe Kohlenwasserstoffkonzentrationen am Austritt und geringe radiale Temperaturabweichungen insbesondere im Eintrittsbereich des die Temperatur erhö- henden Teilbereichs der Behandlungsvorrichtung gekennzeichnet, wobei diese Eigenschaften über das komplette Regenerationsintervall von typischerweise ca. 10 bis 20 Minuten möglichst konstant aufrecht erhalten werden.
Die kataiytische Beschichtung wird vorzugsweise in einer Menge von 5- 300 g/L, vorzugsweise 10-150 g/L und besonders bevorzugt im Bereich von 20-130 g/L Bauteil- bzw. Substratvolumen aufgebracht. Die Beschichtung weist vorzugsweise eine Schichtdicke im Bereich von 5 bis 200 μm, vorzugsweise 10-100 μm und besonders bevorzugt im Bereich von 20-60 μm auf. Wird Edelmetall als Aktivkomponente eingesetzt, liegt die Gesamtedelmetallmasse bezogen auf das Bauteil- bzw. Substratvolumen vorzugsweise im Bereich von 0,1-10 g/L, Unedle Aktivmetalle bzw. katalytisch wirksame Substanzen können deutlich höhere Beladungen aufweisen und im Extremfall die komplette Beschichtung ausmachen.
Insbesondere, wenn Palladium bei der katalytischen Beschichtung des Teilbereichs der Behandlungsvorrichtung zum Einsatz kommt, kann der Platinmasseanteil der katalytisch wirksamen Substanzen im Grenzfall 0 %, betragen. Dies war zum Zeitpunkt der Erfindung mitnicht zu vermuten. Häufig sind in diesen die Kohlenwasserstoffe oxidierenden Katalysatoren große Anteile an teurem Platin vorhanden.
Vorteile einer platinfreien Beschichtung sind:
• Der Preis des Palladiums ist im langjährigen Mittel deutlich geringer als der des Platins, Nichtedelmetalle sind nochmals deutlich kostengünstiger.
• Es wird ein System mit sehr geringen NO2-Emissionen realisiert (NO2 ist giftig und immissionsseitig limitiert, im Untertagebetrieb und in Innenräumen sind NO2-bildende Systeme häufig nicht zulässig).
• Überraschenderweise wird trotz der bekannten Schwefelempfindlichkeit des Palladiums eine erhöhte Schwefeltoleranz im Vergleich zu platinhaltigen Beschichtungen erreicht. Palladium und unedle Aktiv- metalle haben im Vergleich zu Platin eine deutlich geringere Wirkung auf die Oxidation von SO2 zu SO3, dementsprechend werden die wahrscheinlich für die Schwefel-Vergiftung von Katalysatoren relevanten Sulfate vermutlich in geringerer Menge gebildet.
Die Erhöhung der Abgastemperatur wird bevorzugt über einen so genannten Dieseloxidationskatalysator bewirkt. Dies bedeutet, dass der Teilbereich der katalytischen Beschichtung der Bauteile der die Prozessabgastemperatur erhöhenden Behandlungsvorrichtung einen Teil oder die Gesamtheit eines derartigen Dieseloxidationskatalysators darstellt. Die Erhöhung der Abgas- temperatur kann aber in einer besonderen Ausführungsform auch oder ausschließlich über einen zu regenerierenden Filter erfolgen. Im Grenzfall wird überhaupt kein Dieseloxidationskatalysator benötigt und das Kohlenwasserstoffgemisch wird direkt auf den katalytisch beschichteten Partikelfilter, der in diesem Fall das alleinige katalytisch beschichtete Bauteil der die Prozessabgastemperatur erhöhende Behandlungsvorrichtung darstellt, geleitet. In diesem Fall ist es naturgemäß erstrebenswert, dass möglichst bald nach Eintritt in den Filter ausreichende Temperaturen zur Regeneration erreicht werden.
Die die Prozessabgastemperatur erhöhenden katalytisch beschichteten Bau- teile sind Katalysatorsubstrate oder Partikelfilter, die jeweils einheitlich oder zonal unterschiedlich beschichtet sein können. Es sind auch Beschichtungs- lösungen mit einer oder mehreren übereinander liegenden, katalytisch aktiven Schichten denkbar. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, beispielsweise einen Dieseloxidationskatalysator oder einen sonstigen Katalysator, der auch andere Aufgaben übernehmen kann, mit der katalytischen Beschichtung als eigenständiges Bauteil auszugestalten und zu verbauen, oder aber den Dieseloxidationskatalysator mit der katalytischen Beschichtung letztendlich in den Partikelfilter zu integrieren. Selbstverständlich sind auch Kombinationslösungen der beiden beschriebenen Ausgestaltungen im Rah- men der Erfindung möglich und vorgesehen.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Teilbereich der Behandlungsvorrichtung vorzugsweise ein ganzes die Prozessabgastemperatur erhöhendes katalytisch beschichtetes Bauteil oder einen Teil eines solchen Bauteils oder Teile mehrerer solcher Bauteile. Jedes Bauteil kann also mehrere Teilbereiche aufweisen, die unterschiedliche Eigenschaften haben, von denen ein Teilbereich die zuvor angegebenen Eigenschaften besitzt. Dieser Teilbereich muss nicht zwingend der erste Teil des jeweiligen Bauteils sein, sollte aber zumindest in Strömungsrichtung im vorderen Teil einer zonalen Beschichtung eines solchen Bauteils, insbesondere eines Partikelfilters angeordnet sein.
Die Einbringungsvorrichtung zur zumindest teilweisen Verdampfung sowie zur durch Crackreaktionen und/oder durch partielle Oxidation bewirkten chemischen Veränderungen der Kohlenwasserstoffe ist in einer weiteren Ausgestaltung eine Anordnung, die einen Brenner mit einer Versorgungsvorrichtung für Brennstoff und Luft sowie eine Brennkammer und eine mit einer Eindüsvorrichtung für Kohlenwasserstoffe versehene Abgasleitung aufweist, die an dem Einbringungsort in das Abgasrohr einmündet (Rg= 2), Die eingedüsten Kohlenwasserstoffe liegen in Form von flüssigem Brennstoff vor, der bevorzugt der gleiche Brennstoff, beispielsweise Dieselkraftstoff, ist, der auch mit der Versorgungsvorrichtung des Brenners eingespritzt wird. Grundsätzlich ist es aber möglich, zum Betreiben des Brenners auch einen gasförmigen Brennstoff, beispielsweise Erdgas, zu verwenden. Die getrennte Einbringung des zusätzlichen Brennstoffs über die Eindüsvorrichtung bietet den Vorteil, dass im Gegensatz zum Stand der Technik eine für einen Prozess beispielsweise benötigte Brennstoffmenge nicht mehr insgesamt durch die Versorgungsvorrichtung des Brenners zugeführt werden muss, sondern stromabwärts des Brenners eine Teilmenge des insgesamt benötigten Brennstoffs als "Sekundärbrennstoffmenge" zugeführt wird. Diese Sekundärbrennstoffmenge wird dann letztendlich ganz kontrolliert aufbereitet und/oder verbrannt. Das entsprechende Betreibungsverfahren zeichnet sich vom Grundsatz her dadurch aus, dass der Brenner eine ther- mische Grundleistung zur Verfügung stellt, deren Untergrenze durch die Bereitstellung einer ausreichenden Energiemenge zur Verdampfung der in die Abgasleitung eingedüsten Brennstoffmenge vorgegeben ist. Diese Ausgestaltung beziehungsweise dieses Verfahren zum Betreiben eines Abgas- nachbehandlungssystems ist im Ergebnis deutlich kostengünstiger realisierbar als ein herkömmliches Abgasnachbehandlungssystem.
In Weiterbildung der Erfindung weist eine Mündung (11) der Eindüsvorrichtung (5) in der Abgasleitung (4) eine Zerstäuberdüse, insbesondere eine Druckzerstäuberdüse oder eine Luftstromzerstäuberdüse, auf. Mit der
Druckzerstäuberdüse wird der flüssige Brennstoff allein durch den Druck des Brennstoffs zerstäubt. Alternativ kann die Eindüsvorrichtung aber auch als Luftstromzerstäuberdüse ausgestaltet sein. Dabei wird die Luftstromzerstäuberdüse so betrieben, dass der Brennstoff mit einer geringen Luftmenge in die Abgasleitung eingebracht wird. Bei normalem Betrieb einer Luftstromzerstäuberdüse würde beispielsweise 20 L/min Luft und 2 cm3/min Brennstoff zur Bereitstellung eines zündfähigen Brennstoff-Luft-Gemisches gefördert werden, während mit der erfindungsgemäß betriebenen Luftstromzerstäuber düse mit 20 L/min Luft bis zu 100 cm3/min. Brennstoff zerstäubt werden. Ein derartig fettes Brennstoff-Luft-Gemisch ist primär nicht zündfähig.
In weiterer Ausgestaltung ist in der Abgasleitung im Bereich einer Mündung der Eindüsvorrichtung eine Venturieinrichtung angeordnet. Diese bewirkt eine schnelle Vermischung der aufeinander treffenden Teilströme von Abgas und verdampftem Brennstoff.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der Brenner mit der Brennkammer, die Abgasleitung und die Eindüsvorrichtung in ein Gehäuse integriert und das Gehäuse ist an das Abgasrohr adaptiert. Es wird somit eine Baueinheit bereitgestellt, die an verschiedene Abgasrohre angebaut werden kann. Dabei kann das Gehäuse im Idealfall so ausgestaltet sein, dass dieses bei Anwendung an einer Brennkraftmaschine bevorzugt brennkraftmaschi- nennah, beispielsweise direkt hinter der Abgassammelleitung oder einem Abgasturbolader der Brennkraftmaschine, an das Abgassystem angebaut werden kann.
In weiterer Ausgestaltung ragt die Abgasleitung mit zumindest einem Austritt in das Abgasrohr hinein. Dadurch wird eine gute Vermischung der zu- sammentreffenden Gasströme gewährleistet. Dazu ist die Abgasleitung bevorzugt konzentrisch in das Abgasrohr so eingeführt, dass der Austritt aus der Abgasleitung in Strömungsrichtung des Prozessabgasstroms, also beispielsweise des Brennkraftmaschinenabgasstroms, angeordnet ist. Da- durch wird eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Prozessabgases erreicht, was für eine schnelle Durchmischung des Gasgemischs aus Brennerabgas und verdampften Brennstoff mit dem Prozessabgas sorgt. Dadurch kann eine Entzündung des Gasgemischs auch dann verhindert werden, wenn das Prozessabgas Sauerstoff enthält. Um das Auftreten che- mischer Reaktionen im Bereich der Einleitung weiter zu unterbinden, können entsprechende Hilfsmittel, die dies unterstützen, vorgesehen sein. Solche mögliche Hilfsmittel sind beispielsweise eine Platte oder ein Kegel, die vor dem Austritt der Abgasleitung angeordnet sind, wobei die Kegelspitze zu dem Austritt der Abgasleitung hin ausgerichtet ist. Auch ist es vorgesehen, zusätzlich oder alternativ zur weiteren Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit im Bereich des Austritts eine Strömungsverengung in dem Abgasrohr beispielsweise in Form einer Venturieinrichtung oder Venturidüse vorzusehen. Mit anderen Worten soll eine mögliche Reaktion des mit verdampftem Brennstoff aufbereiteten Brennerabgases mit dem Prozessabgas ge- quencht werden.
In Weiterbildung der Erfindung mündet in die Abgasleitung eine Prozessabgas führende Gasleitvorrichtung ein. Dadurch wird dem Brennerabgas und dem verdampfenden Brennstoff Prozessabgas zugeführt. Dadurch wird das Brennerabgas (bei einer Zuführung in Strömungsrichtung Eindüsvorrich- tung) kontrolliert abgekühlt, und zwar in der Form, dass noch genügend Leistung zum Verdampfen des eingedüsten Brennstoffs bereitgestellt wird, aber dessen Entzündung verhindert wird. Die Zuführung kann aber auch im Bereich der Eindüsvorrichtung oder in Strömungsrichtung dahinter erfolgen. Durch geeignete Wahl der beschriebenen Hilfsmittel können die chemischen Reaktionen des Brennstoffs mit dem Brennerabgas und/oder dem Prozessabgas je nach Bedarf gefördert oder verhindert werden. Insbesondere durch Beeinflussung der Temperatur im Bereich der Eindüsvorrichtung ist es möglich, durch Reaktionen des eingedüsten Brennstoffs mit dem Brennerabgas gezielt Stoffe zu erzeugen, die in dem nachfolgenden Dieseloxidationskata- lysator gewünschte Reaktionen unterstützen.
Die zuvor beschriebenen konstruktiven Ausgestaltungen werden zur Umsetzung der nachfolgend beschriebenen weiteren Ausgestaltung des erfin- dungsgemäßen Betreibungsverfahrens sinnvoll eingesetzt.
Bei dem Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystems für eine Brennkraftmaschine werden die eingedüsten Kohlenwasserstoffe in der Vorrichtung zumindest teilweise verdampft sowie durch Crackreaktionen und/oder durch partielle Oxidation chemisch verän- dert, wobei ein Brenner (2) als Bestandteil der Vorrichtung eine thermische Grundleistung zur Verfügung stellt, deren Untergrenze durch die Bereitstellung einer ausreichenden Energiemenge zur Verdampfung einer über eine Eindüsvorrichtung (5) in eine Abgasleitung (4) des Brenners (2) eingebrachten Kohlenwasserstoffmenge vorgegeben ist.
Bevorzugt ist eine katalytisch wirkende Beschichtung zumindest in einem Teilbereich der oxidierend wirkenden Behandlungsvorrichtung angeordnet, wobei der Platinanteil zumindest in einem Teilbereich der katalytischen Beschichtung der Bauteile weniger als 50 % der Gesamtmasse aller katalytisch wirksamen Substanzen in diesem Teilbereich der Beschichtung be- trägt. Weiter bevorzugt erbringt der Brenner (2) eine zusätzlich das Prozessabgas auf eine vorgegebene Temperatur aufheizende thermische Leistung.
So kann der Brenner in einem Lambda-Bereich von 0,75 bis 1,75, bevorzugt von 0,9 bis 1,1, betrieben werden. Weiterhin ist der Brenner so ausgelegt, dass er in einem Leistungsbereich einsetzbar ist, der etwa 1-25%, vorzugsweise 2 - 20% und besonders bevorzugt 2,5 - 15% der Nennmotorleistung entspricht. Es ist ein Ziel der Erfindung, den Brenner mit einer möglichst geringen Leistung zu betreiben, weil dann insbesondere die erforderliche Luftfördereinrichtung für die Zufuhr von (Verbrennungs-) Luft relativ einfach ausgestaltet sein kann. Weiterhin wird durch das erfindungsgemäße Verfahren in einer allgemeinen Form der eingedüste Brennstoff (gegebenenfalls unter direkter Hinzufügung einer Teilmenge von Prozessabgas) durch das Brennerabgas verdampft und zusammen mit dem Brennerabgas und der Gesamtmenge des Prozessabga- ses in die Abgasnachbehandlungseinrichtung geleitet, um die dort vorgesehenen Reaktionen hervorzurufen. Dabei wird der eingedüste Brennstoff zusammen mit dem Brennerabgas und dem Prozessabgas über das Abgas- rohr dem Katalysator, insbesondere einem Dieseloxidationskatalysator und einem nachfolgenden Partikelfilter zugeführt und in dem Katalysator (Die- seloxidationskatalysator) und/oder in dem gegebenenfalls zusätzlich noch katalytisch beschichteten Partikelfilter oxidiert. Ein besonderer Vorteil dieser Ausgestaltung ist es, dass die Oxidationsreaktion also erst in dem Katalysator (Dieseloxidationskatalysator) erfolgt und demzufolge erst hier die zur Regeneration des Partikelfilters notwendigen Temperaturen erzeugt werden. Würde der eingespritzte Brennstoff bereits am Ort der Einbringung in die Abgasleitung entzündet, wäre dies mit einer höheren thermischen Belastung des gesamten Abgassystems verbunden und es müssten beträchtliche Wärmeverluste durch größere Kraftstoffmengen ausgeglichen werden.
Der entscheidende Vorteil des vorgeschlagenen Systems ist es, dass die durch Verdampfung und/oder chemische Modifikation veränderten Kohlenwasserstoffe im Katalysator (Dieseloxidationskatalysator) beziehungsweise in dem beschichteten Partikelfilter oder deren Kombination chemische Reaktionen eingehen, die sich von denen herkömmlicher Systeme zumindest teilweise unterscheiden. Das ist der Grund für den erfindungsgemäß mögli- chen Ersatz von Platin durch Palladium.
In dem Katalysator (Dieseloxidationskatalysator) beziehungsweise in dem beschichteten Partikelfilter oder deren Kombination wird durch die Oxidation des eingedüsten Brennstoffs beispielsweise eine Temperatur von bis zu 6500C erzeugt, die zur Regeneration von Partikelfiltern benötigt wird. In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Teilmenge der eingedüsten Brennstoffmenge unter Freisetzung von Wärme innerhalb der Abgasleitung und/oder dem Ort der Zusammenführung mit dem Prozessabgas oxidiert. Dadurch kann die thermische Gesamtleistung bei minimal eingestellter Brennerleistung so weit erhöht werden, dass eine sichere Inbetriebsetzung des Katalysators (Dieseloxidationskatalysators) beziehungsweise des beschichteten Partikelfilters oder deren Kombination erfolgt. Um seine Aktivi- tat zu starten, also um eine katalytische Reaktion des eingebrachten verdampften Brennstoffs zu starten, muss der Katalysator (Dieseloxidationska- talysator) beziehungsweise der beschichtete Partikelfilter oder deren Kombination eine vorgegebene Mindesttemperatur, beispielsweise 300 0C, erreichen. Diese Temperatur wird durch die Summation der Brennerleistung und der Leistung, die durch die verbrannte Teilmenge erzeugt wird, erreicht.
In weiterer Ausgestaltung wird die oxidierte Teilmenge der eingedüsten Brennstoffmenge unabhängig von der gesamten eingedüsten Brennstoffmenge zumindest angenähert konstant gehalten. Dabei ist es weiterhin vorgesehen, nach Überschreitung einer Grenzmenge der teilumgesetzten Brennstoffmenge die Teilumsetzung zu beenden und den Brennstoff insgesamt zu verdampfen. Diese unterschiedlichen Wirkungen werden durch eine strikte Kontrolle des Verbrennungsluftverhältnisses in dem Brenner und/oder eine strikte Kontrolle der Menge der im Fall der Verwendung einer Luftstromzerstäuberdüse zugeführten Zerstäubungsluft für die Luftstrom- Zerstäuberdüse erreicht. Weitere Einflussgrößen sind der Ort der Anbringung der Mündung der Eindüsvorrichtung und die Zufuhr einer Teilmenge von Prozessabgas (zur Kühlung des Brennerabgases und folglich der Verdampfflüssigkeit), ebenfalls unter Berücksichtigung des Zufuhrortes.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben sind. Es zeigen:
Fig.l in schematischer Darstellung eine Gesamtdarstellung des Abgasnach- behandlungssystems für eine Brennkraftmaschine,
Fig. 2 eine erste Ausführung der mit einem Abgasrohr zusammenwirkenden Verdampfereinrichtung,
Fig. 3 eine zweite Ausführung der mit einem Abgasrohr zusammenwirkenden Verdampfereinrichtung und
Fig. 4 eine dritte Ausführung der mit einem Abgasrohr zusammenwirkenden Verdampfereinrichtung.
Das in Figur 1 dargestellte System weist eine Brennkraftmaschine 17 auf, die insbesondere eine Diesel-Brennkraftmaschine ist. Der Brennkraftmaschine 17 wird Dieselkraftstoff und Luft zugeführt, die in den dargestellten vier Zylindern 18 verbrannt werden und über die vor die in den Zylindern beweglichen Kolben und Pleuel die Kurbelwelle in Drehbewegung setzen. Die in den Zylindern 18 verbrannten Abgase werden über ein Sammelrohr 19 in ein Abgasrohr 6 geleitet. In das Abgasrohr 6 ragt eine Abgasleitung 4 eines Brenners 2 hinein, wobei in die Abgasleitung 4 eine Eindüsvorrichtung 5 hineinragt. Dem Brenner 2 wird - wie nachfolgend noch insgesamt erläutert wird — Brennstoff und Luft zugeführt, während über die Eindüsvorrichtung 5 flüssiger Brennstoff in die Abgasleitung 4 eingedüst wird. Das System, bestehend aus dem Brenner 2, der Eindüsvorrichtung 5 und der Abgasleitung 4, wird nachfolgend Verdampfereinrichtung genannt. In das Ab- gasrohr 6 sind stromabwärts der Einmündung der Abgasleitung 4 ein Die- seloxidationskatalysator 15 und ein Partikelfilter 16 eingebaut. Die in dem Partikelfilter 16 insbesondere aus dem Prozessabgas der Brennkraftmaschine 17 ausgefilterten Rußpartikel werden mit Hilfe der in dem Abgasnachbehandlungssystem erzeugten Wärme verbrannt. Die Verdampfereinrichtung gemäß Figur 2 bis 4 weist bei allen Ausführungen ein Gehäuse 1 auf, in das der Brenner 2, eine Brennkammer 3, die Abgasleitung 4 und die Eindüsvorrichtung 5 für einen flüssigen Brennstoff integriert sind. Dabei ist das Gehäuse 1 ebenfalls bei allen Ausführungen so mit dem Abgasrohr 6 verbunden, dass die Abgasleitung 4 mit einem Austritt 7 konzentrisch in das Abgasrohr 6 eingeführt ist und der Austritt 7 in Strömungsrichtung des durch das Abgasrohr 6 strömenden Prozessabgases angeordnet ist.
Der Brenner 2 weist eine Versorgungsvorrichtung 8a für einen gasförmigen oder flüssigen Brennstoff sowie eine Versorgungsvorrichtung 8b für Luft auf. Der Brennstoff und die Luft werden in geeigneter Weise miteinander gemischt und beispielsweise über eine Luftstromzerstäuberdüse 9 in die Brennkammer 3 eingebracht und das Gemisch wird in der Brennkammer 3 verbrannt. Dazu wird das Gemisch in dem Brenner 2 und/oder der Brenn- kammer 3 in geeigneter Weise entzündet. Um die Wärmeverluste gering zu halten, ist die Brennkammer 3 möglichst weitgehend isoliert in das Gehäuse 1 eingesetzt. Die Brennkammer 3 weist eine Austrittsöffnung 10 auf, durch die das Brennerabgas in die Abgasleitung 4 eintritt und entlang der Abgasleitung 4 bis zu dem Austritt 7 strömt, um sich dort mit dem in dem Abgas- röhr 6 strömenden Prozessabgas, das Brennkraftmaschinenabgas ist, zu vermischen. Das Gemisch aus Brennstoff und Luft ist so eingestellt, dass im Bereich der Austrittsöffnung 10 aus der Brennkammer 3 die Oxidationsreak- tionen weitgehend abgeschlossen sind und demzufolge ein erhitzter Abgasstrom in die Abgasleitung 4 einströmt. In die Abgasleitung 4 mündet die Eindüsvorrichtung 5 mit einer Mündung 11 vorzugsweise konzentrisch zu der Abgasleitung 4 ein. Am Ort der Mündung 11 ist eine Zerstäuberdüse angeordnet, mit der der über die Eindüsvorrichtung 5 zugeführte flüssige Brennstoff fein zerstäubt wird. Der so eingebrachte Brennstoff wird folglich erhitzt und verdampft. Im Bereich der Mündung 11 ist eine Venturieinrich- tung 12a in die Abgasleitung 4 eingesetzt. Die Venturieinrichtung 12a bewirkt eine zusätzliche Vermischung der Verdampfflüssigkeit mit dem Abgas. Im Bereich des Austritts 7 ist eine Quencheinrichtung 13 angeordnet, die in dem Ausführungsbeispiel als Prallplatte ausgebildet ist und eine Durchmi- schung des aus dem Austritt 7 ausströmenden, mit der verdampften Verdampfflüssigkeit vermischten Abgases mit dem Prozessabgas bewirkt. Gleichzeitig kann die Quencheinrichtung 13 zur Vermeidung einer Entzündung des hier entstehenden Gesamtgemisches eingesetzt werden. Zu einer Strömungsgeschwindigkeitserhöhung des Prozessgasstroms ist im Bereich des Austritts 7 beziehungsweise der Quencheinrichtung 13 eine Venturiein- richtung 12b in das Abgasrohr 6 eingebaut.
Das auf die beschriebene Weise gebildete Gesamtgemisch wird dann einer Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführt, die einen Stickstoffoxide se- lektiv katalytisch reduzierenden Katalysator und/oder NO- Speicherkatalysator und/oder einen Dieseloxidationskatalysator 15 und einen Partikelfilter 16 aufweist.
Die Ausführung gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführung gemäß Fig. 1 dadurch, dass hier zusätzlich im Bereich der Venturieinrichtung 12a eine Gasleitvorrichtung 14 in Form von auf den Umfang der Abgasleitung 4 angeordneten und etwa im Zentrum der Venturieinrichtung 12a mündenden Bohrungen angeordnet ist. Durch diese Gasleitvorrichtung 14 wird in die Abgasleitung 4 eine Teilmenge Prozessabgas eingeführt. Im Übrigen ist bei dieser Ausführung im Bereich der Mündung 11 keine Venturieinrichtung 12b eingebaut.
Die Ausführung gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der Ausführung gemäß Fig. 2 dadurch, dass die Gasleitvorrichtung 14 hier im Bereich stromabwärts der Venturieinrichtung 1 2a in die Abgasleitung 4 eingearbeitet ist.
Bezugszeichen
1 Gehäuse
2 Brenner
3 Brennkammer 4 Abgasleitung
5 Eindüsvorrichtung
6 Abgasrohr
7 Austritt
8a, 8b Versorgungsvorrichtung 9 Luftstromzerstäuberdüse
10 Austrittsöffnung
11 Mündung
12a, 12b Venturieinrichtung
13 Quencheinrichtung 14 Gasleitvorrichtung
15 Dieseloxidationskatalysator
16 Partikelfilter
17 Brennkraftmaschine
18 Zylinder 19 Sammelrohr BEISPIELE:
Katalysator A (erfindungsgemäß):
Dieseloxidationskatalysator (DOC) mit 60 g/ft3 Pd auf Cordierit Substrat mit den Abmessungen D9.5"xL4.5", der Zelldichte 300 cpsi und der Wandstärke 5 mil. Der Katalysator wurde hergestellt durch Imprägnierung eines Aluminiumoxids (BET-Oberfläche 160 m2/g) mit Palladiumnitratlösung und Aufbringung des imprägnierten Oxids mit einer Beladung von 130 g/L auf das Substrat und anschließender Trocknung und Temperung. Der Katalysator wurde dann 16h bei 7000C im Ofen unter Luft gealtert.
Katalysator B (erfindungsgemäß):
Katalytisch beschichteter Filter (CDPF) mit insgesamt 25 g/ft3 Pd auf einem Cordierit-Oberflächenfiltersubstrat mit den Abmessungen D9.5"xL12", der Zelldichte 200 cpsi und der Wandstärke 12 mil. Der Palladiumgehalt im Bereich 5 Zoll ausgehend vom Eintritt beträgt 46 g/ft3, im restlichen Bereich 10 g/ft3.
Katalysator C (erfindungsgemäß):
DOC mit 40 g/ft3 Masseanteil Pt: Pd von 1:4 auf Cordierit Substrat mit den Abmessungen D9.5"xL4.5λΛ, der Zelldichte 300 cpsi und der Wandstärke
5 mil. Der Katalysator wurde hergestellt durch Imprägnierung eines Alumo- silikats (BET-Oberfläche 150 m2/g, 5% SiO2) mit Palladium- und Platinnitratlösung und Aufbringung des imprägnierten Oxids mit einer Beladung von 130 g/L auf das Substrat und anschließender Trocknung und Temperung. Der Katalysator wurde dann 16h bei 7000C im Ofen unter Luft gealtert. Katalysator D (erfindungsgemäß):
DOC mit 30 g/ft3 Masseanteil Pt:Pd von 1:2 auf Cordierit Substrat mit den Abmessungen D9.5"xL4.5", der Zelldichte 300 cpsi und der Wandstärke 5 mil. Der Katalysator wurde hergestellt durch Imprägnierung eines Alumo- silikats (BET-Oberfläche 150 m2/g, 5% SiO2) mit Palladium- und Piatinnit- ratlösung und Aufbringung des imprägnierten Oxids mit einer Beladung von 130 g/L auf das Substrat und anschließender Trocknung und Temperung. Der Katalysator wurde dann 16h bei 7000C im Ofen unter Luft gealtert.
Katalysator E (nicht erfindungsgemäß):
DOC mit 30 g/ft3 Masseanteil Pt: Pd von 2:1 auf Cordierit Substrat mit den Abmessungen D9.5"xL4.5", der Zelldichte 300 cpsi und der Wandstärke 5 mil. Der Katalysator wurde hergestellt durch Imprägnierung eines Alumosi- likats (BET-Oberfläche 150 m2/g, 5% SiO2) mit Palladium- und Platinnitrat- lösung und Aufbringung des imprägnierten Oxids mit einer Beladung von 130 g/L auf das Substrat und anschließender Trocknung und Temperung. Der Katalysator wurde dann 16h bei 7000C im Ofen unter Luft gealtert.
Systemaufbau:
Motor: TCD 2012 L06-4 mit Tier III-Abstimmung von Deutz
Brenner: 10 kW Heizleistung (Dieselkraftstoffversorgung) mit sekundärer Diesel-Eindosierung in die Brennerflamme
Die Katalysatoren sind jeweils mit 10 Thermoelementen T5.1i bis T5.10i bzw. T5.1o bis T5.10o in 1 Zoll Tiefe von der Eintritts- und Austrittsseite des Katalysators bestückt. Versuchsdurchführung :
Nach 30minütiger Konditionierung des Katalysatorsystems bei Volllast wird der gewünschte Motorbetriebspunkt (EOP) eingestellt und der Brenner mit 10 kW Leistung zugeschaltet. Es ergibt sich der Abgasmassenstrom MFR. Nachdem sich die Temperatur am DOC-Eintritt auf den Zielwert T5.0 eingependelt hat, wird Sekundärdieselkraftstoff in die Flamme des Brenners ein- gedüst in einer Menge um unter adiabaten Bedingungen bei vollständiger Verbrennung eine Zieltemperatur von 6500C zu erreichen. Die Eindosierung wird über 8 Minuten konstant aufrechterhalten und dann wieder abgestellt. Die Temperaturen vor, nach und im Katalysator sowie die HC-Menge nach Katalysator HC_out werden aufgezeichnet. Anschließend wird ein neuer Motorbetriebspunkt bei eingeschaltetem Brenner angefahren. Nach Stabilisierung der DOC-Eintrittstemperatur wird erneut eine entsprechende Dieselkraftstoffmenge in die Brennerflamme eindosiert und es erfolgt die Ver- messung. Dies wird für jeden weiteren Betriebspunkt wiederholt.
Ergebnisse (A,B,C,D,E) kennzeichnen die Ergebnisse für die unterschiedlichen Katalysatoren)
κ> κ>
Figure imgf000024_0001
*) Vollständiger Einbruch der Katalysatoraktivität
Figure imgf000025_0001
Die relativen Kosten wurden auf Basis des über 5 Jahre gemittelten Preisverhältnisses von Platin zu Palladium von ca. 4 ermittelt. Katalysator B ist nicht vergleichbar, da hier die Filterfunktion mit integriert ist.
Es ist zu erkennen, dass mit abnehmenden Piatinanteii der Schiupf an Kohlenwasserstoffen (HC out) abnimmt und der Mittelwert der Temperaturen im Eintrittsbereich des Katalysators (0 T5.xi) zunimmt. Dazu wurden die Messwerte der einzelnen Thermoelemente über die letzten 20 s des Regenerationszyklus gemittelt und daraus wiederum der Gesamtmittelwert gebildet. Die Standardabweichung dieser Temperaturmessstellen innerhalb der letzten 20 s des Regenerationszyklus (σ T5.xi) ist bei platinarmen Katalysatoren geringer, was auf eine einheitlichere Verbrennung hinweist. Diese Beobachtungen gelten im besonderen Maße für die niedrigen Eintrittstempe- raturen T5.0.
Allein die erfindungsgemäßen Katalysatoren zeigen befriedigende Leistung bei äquivalenten bzw. geringeren Kosten gegenüber den nichterfindungs- gemäßen Varianten.
Katalysator B übernimmt aufgrund der integrierten Filterfunktion und der deutlich abgesenkten Beladung eine gesonderte Stellung ein. Die geringere Beladung sowie die höhere thermische Masse und geringere Oberfläche des Filtersubstrats führen dazu, dass innerhalb des überwachten Eintrittsberei- ches die Verbrennung schlechter anspringt und inhomogener verläuft. Somit ist die erreichte Durchschnittstemperatur 0 T5.xi im Eingang im Vergleich deutlich abgesenkt und die Standardabweichung höher. Die Zieltemperatur von 600 bzw. 6500C wird jedoch bereits im vorderen Teil des Filters erreicht wird.
Weitere Versuche bei zusätzlicher intensiverer Alterung (16h bei 8000C in 8O0ZON2ZIO0ZOO2ZIO0ZOH2O) zeigen, dass diese Differenzierung noch stärker zutage tritt.

Claims

ANSPRÜCHE:
1. Abgasnachbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine, beinhaltend eine Vorrichtung zur Einbringung von Kohlenwasserstoffen in ein das Prozessabgas der Brennkraftmaschine führendes Abgasrohr, wo- bei die Kohlenwasserstoffe in der Vorrichtung zumindest teilweise verdampft sowie durch Crackreaktionen und/oder durch partielle Oxi- dation chemisch verändert werden, und eine stromabwärts des Einbringungsortes, vom Prozessabgas durchströmte und durch Oxida- tion der eingebrachten, teilweise verdampften sowie durch Crackreak- tionen und/oder durch partielle Oxidation chemisch veränderten Kohlenwasserstoffe die Prozessabgastemperatur erhöhende Behandlungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur zumindest teilweisen Verdampfung sowie zur durch Crackreaktionen und/oder durch partielle Oxidation bewirkten chemischen Veränderung der Kohlenwasserstoffe eine Anordnung ist, die einen Brenner (2) mit einer Versorgungsvorrichtung für Brennstoff und Luft sowie eine Brennkammer (3) und eine mit einer Eindüsvorrichtung (5) für Kohlenwasserstoffe versehene Abgasleitung (4) auf- weist, die an dem Einbringungsort in das Abgasrohr (6) einmündet und die die Prozessabgastemperatur erhöhende Behandlungsvorrichtung katalytisch beschichtete Bauteile aufweist, wobei der Platinanteil zumindest in einem Teilbereich der katalytischen Beschichtung der Bauteile weniger als 50 % der Gesamtmasse aller katalytisch wirksa- me Substanzen in diesem Teilbereich der Beschichtung beträgt und wobei die katalytisch beschichteten Bauteile Katalysatorsubstrate oder Partikelfilter sind, die jeweils einheitlich oder zonal unterschiedlich beschichtet sein können.
2. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich der katalytischen Beschichtung der Bauteile der Behandlungsvorrichtung mindestens 20 % der Gesamtmasse der kataly- tischen Beschichtung auf den Bauteilen der die Prozessabgastemperatur erhöhenden Behandlungsvorrichtung umfasst.
3. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytische Beschichtung des Teilbereichs Edelmetalle mit einer
Gesamtedelmetallmasse bezogen auf das Bauteil- bzw. Substratvolumen im Bereich von 0,1-10 g/L enthält.
4. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Edelmetalle an der Gesamtmasse aller katalytisch wirksamen Substanzen des Teilbereichs der Behandlungsvorrichtung mehr als 10% beträgt.
5. Abgasnachbehandlungssγstem nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Palladiumanteil der katalytischen Beschichtung des Teilbereichs mindestens 50 % der Gesamtmasse aller Edelmetalle des Teilbereichs der Behandlungsvorrichtung beträgt.
6. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 3, 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Platingehalt der katalytischen Beschichtung des Teilbereichs weni- ger als 1 % der Gesamtmasse aller katalytisch wirksamen Substanzen des Teilbereichs der Behandlungsvorrichtung beträgt.
7. Abgasnachbehandlungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich ein ganzes die Prozessabgastemperatur erhöhendes katalytisch beschichtetes Bauteil oder einen Teil eines solchen Bauteils oder Teile mehrerer solcher Bauteile umfasst.
8. Abgasnachbehandlungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich den in Strömungsrichtung vorderen Teil einer zonalen Beschichtung eines solchen Bauteils darstellt.
9. Abgasnachbehandlungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere die Mündung (11) der Eindüsvorrichtung (5) in der Ab- gasleitung (4) eine Zerstäuberdüse, insbesondere eine Druckzerstäuberdüse oder eine Luftstromzerstäuberdüse, aufweist.
10. Abgasnachbehandlungssystem nach einem oder mehreren der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgasleitung (4) im Bereich der Mündung (11) der Eindüsvorrichtung (5) eine Venturieinrichtung (12a, 12b) angeordnet ist.
11. Abgasnachbehandlungssystem nach einem oder mehreren der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (2), die Abgasleitung (4) und die Eindüsvorrichtung (5) in ein Gehäuse (1) integriert sind und das Gehäuse (1) an das Abgasrohr (6) adaptiert ist.
12. Abgasnachbehandlungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitung (4) mit einem Austritt (7) in das Abgasrohr (6) hineinragt.
13. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitung (4) konzentrisch in das Abgasrohr (6) so eingeführt ist, dass der Austritt (7) aus der Abgasleitung (4) in Strömungsrichtung des Prozessabgasstroms angeordnet ist.
14. Abgasnachbehandlungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Austritts (7) eine Quenchvorrichtung (13) und/oder ei- ne Venturieinrichtung vorhanden ist.
15. Abgasnachbehandlungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Abgasleitung (4) eine Prozessabgas führende Gasleitvorrichtung (14) vorzugsweise stromaufwärts der Mündung (11) der Einbringvorrichtung einmündet.
16. Verfahren zum Betreiben eines Abgasnachbehandlungssystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoffe in der Vorrichtung zumindest teilweise verdampft sowie durch Crackreaktionen und/oder durch partielle Oxidati- on chemisch verändert werden und dass ein Brenner (2) als Bestandteil der Vorrichtung eine thermische Grundleistung zur Verfügung stellt, deren Untergrenze durch die Bereitstellung einer ausreichenden
Energiemenge zur Verdampfung einer über eine Eindüsvorrichtung (5) in eine Abgasleitung (4) des Brenners (2) eingebrachten Kohlenwasserstoffmenge vorgegeben ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine katalytisch wirkende Beschichtung zumindest in einem Teilbereich der oxidierend wirkenden Behandlungsvorrichtung angeordnet ist und dass der Platinanteil zumindest in einem Teilbereich der kata- lytischen Beschichtung der Bauteile weniger als 50 % der Gesamt- masse aller katalytisch wirksamen Substanzen in diesem Teilbereich der Beschichtung beträgt.
18. Verfahren nach Anspruch 16 und/oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (2) eine zusätzlich das Prozessabgas auf eine vorgegebene Temperatur aufheizende thermische Leistung erbringt.
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JP2012513497A JP5882201B2 (ja) 2009-05-30 2010-05-28 排ガス後処理システム
US13/375,083 US8984866B2 (en) 2009-05-30 2010-05-28 Exhaust gas aftertreatment system
EP10722319.0A EP2435672B1 (de) 2009-05-30 2010-05-28 Abgasnachbehandlungssystem
BRPI1011727A BRPI1011727A2 (pt) 2009-05-30 2010-05-28 sistema de pós-tratamento de gás de exaustão
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RU (1) RU2567331C2 (de)
WO (1) WO2010139429A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2826971A1 (de) 2013-07-17 2015-01-21 DEUTZ Aktiengesellschaft Verfahren zur Verminderung von Stickoxiden in dieselmotorischen Abgasen und Abgasnachbehandlungssystem zur Durchführung des Verfahrens
EP2907564A1 (de) 2014-02-14 2015-08-19 DEUTZ Aktiengesellschaft Verfahren zur Reinigung von Dieselmotorenabgasen
EP2907984A1 (de) 2014-02-14 2015-08-19 DEUTZ Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine
DE102014019427A1 (de) 2014-02-14 2015-08-20 Deutz Aktiengesellschaft Verfahren zur Reinigung von Dieselmotorenabgasen

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010008999A1 (de) * 2010-02-24 2011-08-25 J. Eberspächer GmbH & Co. KG, 73730 Abgasbehandlungseinrichtung
DE102010055548A1 (de) * 2010-12-22 2012-06-28 Deutz Ag Verbrennungskraftmaschine und Verfahren zum Betreiben derselben
EP2653681B2 (de) * 2012-04-20 2019-12-04 Umicore AG & Co. KG Verwendung eines Beschichteten Dieselpartikelfilters zum Verhindern der Kontamination eines SCR-Katalysators
CN103861396A (zh) * 2012-12-17 2014-06-18 北京英泰世纪环境科技有限公司 内燃机颗粒物排放后处理净化装置
CN104989501B (zh) * 2015-07-20 2017-10-13 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 一种船用scr系统温度补偿装置
US10788000B2 (en) 2016-03-22 2020-09-29 Cnh Industrial America Llc System and method for aspirating a pre-cleaner of a work vehicle using a double-walled flow pipe
DE102016117746A1 (de) 2016-09-21 2018-03-22 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Reaktionsmitteleingabeanordnung zur Eingabe von Reaktionsmittel in den Abgasstrom einer Brennkraftmaschine
JP2018071360A (ja) * 2016-10-25 2018-05-10 株式会社三五 排気浄化装置
CN106988839A (zh) * 2017-05-26 2017-07-28 凯龙高科技股份有限公司 满足在用车NOx和PM排放控制的柴油机后处理系统
CN107191251A (zh) * 2017-05-26 2017-09-22 凯龙高科技股份有限公司 一种满足国六排放的柴油机后处理系统
DE102018220715A1 (de) * 2018-11-30 2020-06-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Abgasnachbehandlungssystem sowie Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
IT202100017255A1 (it) * 2021-06-30 2022-12-30 Marelli Europe Spa Metodo di controllo di un bruciatore per un sistema di scarico di un motore a combustione interna
IT202100017258A1 (it) * 2021-06-30 2022-12-30 Marelli Europe Spa Metodo di controllo di un bruciatore per un sistema di scarico di un motore a combustione interna
US11885251B2 (en) * 2022-05-25 2024-01-30 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Selective catalytic reduction catalyst pre-heating burner assembly and method of controlling burner emissions
CN117780504B (zh) * 2024-02-26 2024-04-26 上海浦帮机电制造有限公司 一种辅助发动机

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7032376B1 (en) * 2003-08-27 2006-04-25 Southwest Research Institute Diesel fuel burner for diesel emissions control system
US20080127638A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Marius Vaarkamp Emission Treatment Systems and Methods
US20090288402A1 (en) * 2007-12-12 2009-11-26 Basf Catalysts Llc Emission Treatment Catalysts, Systems and Methods
DE102008026477A1 (de) * 2008-06-03 2009-12-10 Deutz Ag Abgasnachbehandlungssystem für eine selbstzündende Brennkraftmaschine
DE102008063515A1 (de) * 2008-12-18 2010-06-24 Deutz Ag Verdampfer

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3739576A (en) * 1969-08-11 1973-06-19 United Aircraft Corp Combustion system
FR2548264B1 (fr) * 1983-06-16 1985-12-13 Renault Regeneration des filtres a particules, notamment pour moteurs diesel
DE3837472C2 (de) * 1988-11-04 1998-09-24 Deutz Ag Partikelfiltersystem
DE4325906C2 (de) * 1993-08-02 1995-08-24 Daimler Benz Ag Vorrichtung zur Regenerierung eines im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine eingesezten Partikelfilters
GB2295561A (en) * 1994-11-29 1996-06-05 Lucas Ind Plc Device for delivering gaseous hydrocarbon to an engine exhaust
DE19504183A1 (de) * 1995-02-09 1996-08-14 Eberspaecher J Brenner zur thermischen Regeneration eines Partikelfilters in einem Abgasnachbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors, insbesondere Dieselmotors
EP1857649B1 (de) * 2001-12-03 2013-07-03 Eaton Corporation System und Verfahren zur Verbesserung der Emissionssteuerung bei Verbrennungsmotoren
DE60312175T2 (de) 2002-09-13 2007-11-15 Johnson Matthey Plc Selbstzündende brennkraftmaschine und abgassystem hierzu
US20060283181A1 (en) * 2005-06-15 2006-12-21 Arvin Technologies, Inc. Swirl-stabilized burner for thermal management of exhaust system and associated method
DE102004051905A1 (de) * 2004-10-26 2006-04-27 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines Betriebsmittels für ein Kraftfahrzeug
JP2006242011A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Bosch Corp 排気浄化装置及び排気ガスの浄化方法
DE102005037969A1 (de) * 2005-08-11 2007-02-15 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Vorrichtung zur Heißgaserzeugung im Abgasstrang eines Verbrennungsmotors
JP2007130580A (ja) * 2005-11-10 2007-05-31 Toyota Motor Corp 排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法
JP4614448B2 (ja) * 2005-11-25 2011-01-19 ボッシュ株式会社 内燃機関の排気浄化装置
KR100756025B1 (ko) * 2006-08-28 2007-09-07 희성엥겔하드주식회사 내연기관 배기가스 정화용 삼중층 촉매시스템
EP2106291A4 (de) 2007-01-17 2011-10-26 Nanostellar Inc Palladium-gold enthaltende abgaskatalysatoren
DE102010055548A1 (de) * 2010-12-22 2012-06-28 Deutz Ag Verbrennungskraftmaschine und Verfahren zum Betreiben derselben

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7032376B1 (en) * 2003-08-27 2006-04-25 Southwest Research Institute Diesel fuel burner for diesel emissions control system
US20080127638A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Marius Vaarkamp Emission Treatment Systems and Methods
US20090288402A1 (en) * 2007-12-12 2009-11-26 Basf Catalysts Llc Emission Treatment Catalysts, Systems and Methods
DE102008026477A1 (de) * 2008-06-03 2009-12-10 Deutz Ag Abgasnachbehandlungssystem für eine selbstzündende Brennkraftmaschine
DE102008063515A1 (de) * 2008-12-18 2010-06-24 Deutz Ag Verdampfer

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2826971A1 (de) 2013-07-17 2015-01-21 DEUTZ Aktiengesellschaft Verfahren zur Verminderung von Stickoxiden in dieselmotorischen Abgasen und Abgasnachbehandlungssystem zur Durchführung des Verfahrens
EP2907564A1 (de) 2014-02-14 2015-08-19 DEUTZ Aktiengesellschaft Verfahren zur Reinigung von Dieselmotorenabgasen
EP2907984A1 (de) 2014-02-14 2015-08-19 DEUTZ Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine
DE102014001880A1 (de) 2014-02-14 2015-08-20 Deutz Aktiengesellschaft Verfahren zum Reinigen von Dieselmotorenabgassen
DE102014019427A1 (de) 2014-02-14 2015-08-20 Deutz Aktiengesellschaft Verfahren zur Reinigung von Dieselmotorenabgasen
DE102014001879A1 (de) 2014-02-14 2015-08-20 Deutz Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine
US9561470B2 (en) 2014-02-14 2017-02-07 Deutz Aktiengesellschaft Method for the purification of diesel engine exhaust gases
US9656210B2 (en) 2014-02-14 2017-05-23 Deutz Aktiengesellschaft Internal combustion engine
US10060319B2 (en) 2014-02-14 2018-08-28 Deutz Aktiengesellschaft Internal combustion engine

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