WO2016169926A1 - System zur eindüsung von harnstoff in einen abgasstrang - Google Patents

System zur eindüsung von harnstoff in einen abgasstrang Download PDF

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Nikolaus Koenig
Gerhard Schlegl
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a system having at least one internal combustion engine and / or gas turbine operated with supercharged combustion air and a device for aftertreatment of nitrogen oxides contained in the exhaust gas by means of a reactant introduced into the exhaust gas upstream of an exhaust gas reactor under compressed air by means of a nozzle according to the preamble of the claim 1 .
  • urea is often used as the reducing agent, which is injected in the form of an aqueous solution into the exhaust gas line upstream of a reactor for reducing nitrogen oxide missions.
  • compressed air is used, with which the aqueous solution can be injected via a two-fluid nozzle as a spray.
  • the present invention the object of developing a system with at least one charged with combustion air internal combustion engine and / or gas turbine and a device for the aftertreatment of nitrogen oxides contained in the exhaust gas such that both the investment costs for the establishment of the system and the Operating costs of the system can be reduced.
  • a system with at least one operated with charged combustion air internal combustion engine and / or gas turbine and a device for post-treatment of nitrogen oxides contained in the exhaust gas by means of an introduced into the exhaust gas upstream of an exhaust gas reactor under compressed air by means of a nozzle reactant, the system means has for guiding charged combustion air to the nozzle.
  • the system according to the invention ensures that the necessary for operating known systems, operated with external energy compressors completely eliminated.
  • the system provides charged combustion air, which can be conducted to the nozzle via the means and via which an aqueous urea solution can be introduced into the exhaust gas stream of the internal combustion engine or the internal combustion engine and / or the gas turbine or the gas turbine as spray mist.
  • the charged combustion air can be tapped in a multi-stage charging even after a second or additional charging stage, it can be tapped at a gas turbine and a pressure stage of the gas turbine.
  • the system according to the invention has the advantage that the investment costs for the compressor unit completely eliminated and also eliminates the cost of operation and maintenance of the compressor unit. Likewise, the space may for the compressor unit or compressor unit in the operating building of the system or the system in omission.
  • the means comprise a arranged in a charge air line upstream of the internal combustion engine and / or gas turbine branch line.
  • the charge air line is a region between a compressor arranged upstream of the internal combustion engine and / or gas turbine and the internal combustion engine and / or the gas turbine.
  • the charged combustion air is removed in the system according to the invention from the area of the charge air line. So it can be removed downstream of the compressor or, for example, downstream of a compressor downstream of the charge air cooler.
  • the removal of the charged combustion air immediately after the compressor has the advantage that the combustion air is heated and in this way the urea solution can be introduced as vapor into the exhaust gas flow depending on the temperature level of the combustion air and thus the Eindüsumble can be shortened in front of the exhaust gas reactor , This in turn contributes to a reduction in the space requirement of the system according to the invention.
  • a gas turbine is arranged in the system according to the invention, then the charged and heated compressed air can be removed prior to entry into the combustion chamber and be fed from there directly or indirectly via a buffer tank of the nozzle for discharging the urea solution in the exhaust gas stream.
  • the invention therefore also provides that the branch line is arranged upstream or downstream of a charge air cooler arranged in the charge air line.
  • the decrease in the combustion air after the intercooler has the advantage that this can reduce the storage space in a possible buffer memory.
  • the charged combustion air can also be removed after the second compressor and / or a charge air cooler connected downstream of the second compressor.
  • the system has a collecting air line, which is fluidly coupled with branch lines in the charge air line of more than one internal combustion engine and / or gas turbine.
  • a multi-engine system of several compressor stages derived supercharged combustion air can be supplied via a manifold to a buffer memory and fed from there from a nozzle for introducing urea solution into the exhaust stream. It is also possible to supply a compressed air flow from several charge air strands of several internal combustion engines and / or gas turbines of an exhaust manifold for injecting urea into the exhaust manifold directly via the manifold, thus bypassing a buffer memory.
  • the means comprise a shut-off device for interrupting the guidance of combustion air to the nozzle.
  • a shut-off valve or control valve can be arranged in a branch line from the charge air line to the nozzle or the common air line or the buffer memory, with which the volume flow of charged compressed air from the charge air line can be interrupted or adjusted.
  • the volumetric flow rate of compressed air branched off from the charge air line can be adapted to the demand characteristic of the internal combustion engine and / or gas turbine fed via the charge air line.
  • the branch line fluidly couples a charge air line of an internal combustion engine and / or gas turbine with a nozzle in the exhaust line of an adjacent internal combustion engine and or gas turbine.
  • the exemplary embodiment of the system 1 shown in the drawing is a multi-engine system.
  • Ambient air is supplied from the environment to an air filter 2 and, after passing through the air filter 2, is fed to a compressor 3, which may, for example, be a centrifugal compressor.
  • a turbine driving the compressor 3 has been omitted for simplicity of illustration.
  • a branch line 5 Downstream of the intercooler 4, a branch line 5 is provided, in which a shut-off valve 6 is arranged, with which the branch line 5 can be blocked for the passage of compressed air.
  • a further charging stage with a compressor 8 and a charge air cooler 9 is shown in dashed lines, this second charging stage is optional and serves to explain the fact that the system can also be operated with a multi-stage charge and therefore also the possibility Discharge compressed air several times from the charge air strut.
  • the charged combustion air is finally supplied to an internal combustion engine 10.
  • two further internal combustion engines 1 1 are shown schematically, from the charge air strands via branch lines 12 charge air a Sammelluft Arthur 13 can be supplied.
  • the branched off via the branch line 5 from the charge air of the engine 10 compressed air is supplied to the manifold 13, which feeds a buffer memory 14, which is designed as a pressure accumulator and also acts as a surge tank.
  • an auxiliary compressor 15 can also be arranged in the system 1, which is provided in the event that compressed air can already be kept ready if the internal combustion engine or the internal combustion engine present in the system has not yet started operation. has been taken, so no compressed air from the charge air strands of the internal combustion engine or internal combustion engines is available.
  • Such an auxiliary compressor 15 is optional.
  • the provided by the internal combustion engine 10 and the internal combustion engine 1 1 compressed air is supplied via the collecting air line 13 a feed line 1 6, which is fluidly coupled to a two-fluid nozzle 17, which is supplied from a storage tank, not shown, with urea solution 18.
  • the urea solution 18 supplied to the two-substance nozzle 17 can be fed into the exhaust gas stream originating from an internal combustion engine 19 as a finely divided spray, the urea solution 18 being finely atomized with the compressed air originating from the feed line 16 for this purpose.
  • the exhaust gas mass flow thus supplied with urea is fed via the exhaust gas line 20 to an exhaust gas reactor 21, in which the loading of the exhaust gas with nitrogen oxides is reduced.
  • the invention is also characterized in that a transverse supply of compressed air can be realized in a multi-engine system, wherein the multiple engines may be internal combustion engines and / or gas turbines. It is therefore possible at any time a high availability of compressed air for the spraying of urea solution in the exhaust stream of the internal combustion engines and / or gas turbines reached or an exhaust manifold possible.

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Abstract

Es wird ein System vorgeschlagen mit mindestens einer mit aufgeladener Verbrennungsluft betriebenen Brennkraftmaschine (10; 11) und/oder Gasturbine sowie einer Vorrichtung zur Nachbehandlung von im Abgas enthaltener Stickoxide mittels eines in das Abgas stromaufwärts eines Abgasreaktors (21) unter Druckluftbeaufschlagung mittels einer Düse (17) eingebrachten Reaktionsmittels (18), wobei das System durch Mittel zur Führung von aufgeladener Verbrennungsluft zu der Düse (17) aufweist.

Description

System zur Eindüsung von Harnstoff in einen Abgasstrang
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System mit mindestens einer mit aufgelade- ner Verbrennungsluft betriebenen Brennkraftmaschine und/oder Gasturbine sowie einer Vorrichtung zur Nachbehandlung von im Abgas enthaltener Stickoxide mittels eines in das Abgas stromaufwärts eines Abgasreaktors unter Druckluftbeaufschlagung mittels einer Düse eingebrachten Reaktionsmittels nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Immer strenger werdende Abgasvorschriften erfordern auch bei in Kraftwerken eingesetzten Brennkraftmaschinen oder dort eingesetzten Gasturbinen die Verwendung von Abgasnachbehandlungssystemen mit beispielsweise Oxidationska- talysatoren, Partikelfiltern und SCR Katalysatoren, die zur Reduzierung der im Ab- gas enthaltenen Stickoxidemissionen eingesetzt werden.
Bei einem zur NOx Reduzierung eingesetzten SCR Katalysator wird als Reduktionsmittel häufig Harnstoff eingesetzt, der in der Form einer wässrigen Lösung in den Abgasstrang stromaufwärts eines Reaktors zur Verringerung der Stickoxide- missionen eingedüst wird. Zur feinen Verteilung der Harnstofflösung im Abgasstrom wird üblicherweise Druckluft eingesetzt, mit der die wässrige Lösung über eine Zweistoffdüse als Sprühnebel eingedüst werden kann.
Zur Druckluftbeaufschlagung des Reduktionsmittels werden bei bekannten An- wendungsbeispielen elektrisch betätigte Kompressoren eingesetzt, mit denen Druckluft erzeugt und in Pufferspeichern bereitgehalten wird, von denen aus Druckluft zur Zweistoffdüse befördert wird, über die die wässrige Harnstofflösung in den Abgasstrom fein verteilt eingesprüht wird. Bei einer Mehrmaschinenanlage mit mehreren Brennkraftmaschinen und/oder Gasturbinen muss eine großvolumi- ge Kompressoranlage bereitgehalten werden, deren Energieverbrauch erheblich zu hohen elektrischen Betriebskosten beiträgt und auch einen hohen Beitrag der für die Errichtung der Mehrmaschinenanlage fälligen Investitionskosten bedingt. Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein System mit mindestens einer mit aufgeladener Verbrennungsluft betriebenen Brennkraftmaschine und/oder Gasturbine sowie einer Vorrichtung zur Nachbehandlung von im Abgas enthaltener Stickoxide derart weiterzubilden, dass sowohl die Investitionskosten für die Errichtung des Systems als auch die Betriebskosten des Systems verringert werden können.
Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprü- chen beschrieben.
Es ist nach der Erfindung ein System vorgesehen mit mindestens einer mit aufgeladener Verbrennungsluft betriebenen Brennkraftmaschine und/oder Gasturbine sowie einer Vorrichtung zur Nachbehandlung von im Abgas enthaltener Stickoxide mittels eines in das Abgas stromaufwärts eines Abgasreaktors unter Druckluftbeaufschlagung mittels einer Düse eingebrachten Reaktionsmittels, wobei das System Mittel aufweist zur Führung von aufgeladener Verbrennungsluft zu der Düse.
Das erfindungsgemäße System sorgt dafür, dass die zum Betreiben bekannter Systeme notwendigen, mit Fremdenergie betätigten Kompressoren vollständig im Wegfall geraten. Das System stellt aufgeladene Verbrennungsluft zur Verfügung, die über die Mittel zur Düse geführt werden können und über die dort eine wässri- ge Harnstofflösung in den Abgasstrom der Brennkraftmaschine beziehungsweise der Brennkraftmaschinen und/oder der Gasturbine beziehungsweise der Gasturbi- nen als Sprühnebel eingebracht werden kann.
Die aufgeladene Verbrennungsluft kann bei einer mehrstufigen Aufladung auch nach einer zweiten oder weiteren Ladestufe abgegriffen werden, sie kann bei einer Gasturbine auch aus einer Druckstufe der Gasturbine abgegriffen werden.
Das erfindungsgemäße System bietet den Vorteil, dass die Investitionskosten für die Kompressoreneinheit vollständig entfallen und auch die Kosten für den Betrieb und die Wartung der Kompressoreneinheit entfallen. Genauso gerät der Platzbe- darf für die Kompressoreinheit beziehungsweise Kompressoreneinheit im Betriebsgebäude der Anlage beziehungsweise des Systems in Wegfall.
Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Mittel eine in einem Ladeluftstrang stromaufwärts der Brennkraftmaschine und/oder Gasturbine angeordnete Abzweigleitung umfassen. Bei dem Ladeluftstrang handelt es sich um einen Bereich zwischen einem stromaufwärts der Brennkraftmaschine und/oder Gasturbine angeordneten Verdichter sowie der Brennkraftmaschine und/oder der Gasturbine. Die aufgeladene Verbrennungsluft wird bei dem erfindungsgemäßen System aus dem Bereich des Ladeluftstrangs entnommen. Sie kann also stromabwärts des Verdichters entnommen werden oder beispielsweise auch stromabwärts eines dem Verdichter nachgeschalteten Ladeluftkühlers.
Die Entnahme der aufgeladenen Verbrennungsluft unmittelbar im Anschluss an den Verdichter besitzt den Vorteil, dass die Verbrennungsluft erhitzt ist und auf diese Weise die Harnstofflösung je nach dem Temperaturniveau der Verbrennungsluft als Dampf in den Abgasstrom eingebracht werden kann und somit die Eindüsstrecke vor dem Abgasreaktor verkürzt werden kann. Dies trägt wiederum zu einer Verringerung des Platzbedarfs des erfindungsgemäßen Systems bei. Wenn sich in dem erfindungsgemäßen System eine Gasturbine angeordnet befindet, dann kann die aufgeladene und erhitzte Druckluft vor dem Eintritt in die Brennkammer entnommen werden und von dort unmittelbar oder mittelbar über einen Pufferbehälter der Düse zur Abgabe der Harnstofflösung in den Abgasstrom zugeführt werden.
Die Erfindung sieht daher auch vor, dass die Abzweigleitung stromaufwärts oder stromabwärts eines in der Ladeluftleitung angeordneten Ladeluftkühlers angeordnet ist. Die Abnahme der Verbrennungsluft nach dem Ladeluftkühler besitzt den Vorteil, dass dadurch der Speicherraum in einem etwaigen Pufferspeicher verrin- gert werden kann. Bei einem mehrstufigen Ladeluftstrang mit mehr als einer Verdichterstufe kann die aufgeladene Verbrennungsluft auch nach dem zweiten Verdichter und/oder einem dem zweiten Verdichter nachgeschalteten Ladeluftkühler entnommen werden. Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass das System eine Sammelluftleitung besitzt, die mit Abzweigleitungen im Ladeluftstrang von mehr als einer Brennkraftmaschine und/oder Gasturbine fluidisch gekoppelt ist. Auf diese Weise kann bei einer Mehrmotorenanlage von mehreren Verdichterstufen stammende aufgeladene Verbrennungsluft über eine Sammelleitung einem Pufferspeicher zugeführt werden und von dort aus einer Düse zum Einbringen von Harnstofflösung in den Abgasstrom zugeführt werden. Auch ist es so möglich, über die Sammelleitung einen Druckluftstrom aus mehreren Ladeluftsträngen mehrerer Brennkraftmaschinen und/oder Gasturbinen einer Abgassammelleitung zum Ein- düsen von Harnstoff in die Abgassammelleitung direkt zuzuführen, also unter Umgehung eines Pufferspeichers.
Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass die Mittel eine Absperreinrichtung zur Unterbrechung der Führung von Verbrennungsluft zur Düse umfassen. Es heißt dies mit anderen Worten, dass in einer Abzweigleitung vom Ladeluftstrang zur Düse oder Sammelluftleitung oder dem Pufferspeicher ein Absperrventil oder Regelventil angeordnet sein kann, mit dem der Volumenstrom an aufgeladener Druckluft aus der Ladeluftleitung unterbrochen oder eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann insbesondere bei einer Mehrmotorenanlage der Volumenstrom an aus dem Ladeluftstrang abgezweigter Druckluft auf die Bedarfscharakteristik der über den Ladeluftstrang gespeisten Brennkraftmaschine und/oder Gasturbine angepasst werden. Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass die Abzweigleitung einen Ladeluftstrang einer Brennkraftmaschine und/oder Gasturbine mit einer Düse im Abgasstrang einer benachbarten Brennkraftmaschine und oder Gasturbine fluidisch koppelt. Auf diese Weise kann bei einer Mehrmotorenanlage eine Querversorgung einer benachbarten Brennkraftmaschine und/oder Gasturbi- ne mit Druckluft zur Einspeisung von Harnstoff in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine und/oder Gasturbine erreicht werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Systems.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel des Systems 1 han- delt es sich um eine Mehrmotorenanlage. Aus der Umgebung wird Umgebungsluft einem Luftfilter 2 zugeführt und nach dem Durchtritt durch den Luftfilter 2 einem Verdichter 3 zugeführt, bei dem es sich beispielsweise um einen Radialverdichter handeln kann. Eine den Verdichter 3 antreibende Turbine ist der Vereinfachung der Darstellung halber weggelassen worden. Nachdem die als Verbrennungsluft dienende Luft aufgeladen wurde, wird sie über einen Ladeluftkühler 4 geleitet und dort abgekühlt.
Stromabwärts des Ladeluftkühlers 4 ist eine Abzweigleitung 5 vorgesehen, in der ein Absperrventil 6 angeordnet ist, mit dem die Abzweigleitung 5 für den Durchtritt von Druckluft gesperrt werden kann. Stromabwärts der Abzweigung 7 ist gestrichelt eine weitere Ladestufe mit einem Verdichter 8 und einem Ladeluftkühler 9 dargestellt, wobei diese zweite Ladestufe optional ist und der Erläuterung der Tatsache dient, dass das System auch mit einer mehrstufigen Aufladung betrieben werden kann und daher auch die Möglichkeit besteht, mehrfach aus dem Ladeluft- sträng Druckluft abzuzweigen.
Die aufgeladene Verbrennungsluft wird schließlich einer Brennkraftmaschine 10 zugeführt. In der Zeichnung sind schematisch zwei weitere Brennkraftmaschinen 1 1 dargestellt, von deren Ladeluftsträngen über Abzweigleitungen 12 Ladeluft ei- ner Sammelluftleitung 13 zugeführt werden kann. Auch die über die Abzweigleitung 5 aus dem Ladeluftstrang der Brennkraftmaschine 10 abgezweigte Druckluft wird der Sammelleitung 13 zugeführt, die einen Pufferspeicher 14 speist, der als Druckspeicher ausgeführt ist und auch als Ausgleichsgefäß fungiert. Wie es anhand der Zeichnung ersichtlich ist, kann im System 1 auch ein Hilfskompressor 15 angeordnet sein, der für den Fall vorgesehen ist, dass Druckluft auch schon bereitgehalten werden kann, wenn die im System vorhandenen Brennkraftmaschinen beziehungsweise die Brennkraftmaschine noch nicht in Betrieb ge- nommen worden ist, also auch keine Druckluft aus den Ladeluftsträngen der Brennkraftmaschine beziehungsweise Brennkraftmaschinen zur Verfügung steht. Ein solcher Hilfskompressor 15 ist optional. Die von der Brennkraftmaschine 10 beziehungsweise den Brennkraftmaschinen 1 1 bereitgestellte Druckluft wird über die Sammelluftleitung 13 einer Speiseleitung 1 6 zugeführt, die fluidisch mit einer Zweistoffdüse 17 gekoppelt ist, die aus einem nicht näher dargestellten Speichertank mit Harnstofflösung 18 versorgt wird. Die der Zweistoffdüse 17 zugeführte Harnstofflösung 18 kann in den einer Brennkraft- maschine 19 entstammenden Abgasstrom eingespeist werden und zwar als fein verteilter Sprühnebel, wobei zu diesem Zweck die Harnstofflösung 18 mit der der Speiseleitung 1 6 entstammenden Druckluft fein vernebelt wird. Der so mit Harnstoff versorgte Abgasmassenstrom wird über den Abgasstrang 20 einem Abgasreaktor 21 zugeführt, in dem die Beladung des Abgases mit Stickoxiden verringert wird.
Die Erfindung zeichnet sich neben den oben genannten Vorteilen also auch noch dadurch aus, dass eine Querversorgung mit Druckluft bei einer Mehrmotorenanlage realisiert werden kann, wobei es sich bei den mehreren Motoren um Brenn- kraftmaschinen und/oder Gasturbinen handeln kann. Es ist also jederzeit eine hohe Verfügbarkeit an Druckluft für das Einsprühen von Harnstofflösung in den Abgasstrom der Brennkraftmaschinen und/oder Gasturbinen erreichbar oder einer Abgassammelleitung möglich. Hinsichtlich vorstehend im Einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im Übrigen ausdrücklich auf die Einsprechende Zeichnung verwiesen. Bezugszeichenliste
1 System
2 Luftfilter
3 Verdichter
4 Ladeluftkühler
5 Abzweigleitung
6 Absperrventil
7 Abzweigung
8 Verdichter
9 Ladeluftkühler
10 Brennkraftmaschine
1 1 Brennkraftmaschine
12 Abzweigleitung
13 Sammelluftleitung
14 Pufferspeicher
15 Hilfskompressor
16 Speiseleitung
17 Zweistoffdüse
18 Harnstofflösung
19 Brennkraftmaschine
20 Abgasstrang
21 Abgasreaktor

Claims

Patentansprüche
1 . System mit mindestens einer mit aufgeladener Verbrennungsluft betriebenen Brennkraftmaschine (10; 1 1 ) und/oder Gasturbine sowie einer Vorrichtung zur
Nachbehandlung von im Abgas enthaltener Stickoxide mittels eines in das Abgas stromaufwärts eines Abgasreaktors (21 ) unter Druckluftbeaufschlagung mittels einer Düse (17) eingebrachten Reaktionsmittels (18), gekennzeichnet durch Mittel zur Führung von aufgeladener Verbrennungsluft zu der Düse (17).
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine in einem Ladeluftstrang stromaufwärts der Brennkraftmaschine (10; 1 1 ) und/oder Gasturbine angeordnete Abzweigleitung (5) umfassen.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigleitung (5) stromaufwärts oder stromabwärts eines in der Ladeluftleitung angeordneten Ladeluftkühlers (4) angeordnet ist.
4. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sammelluftleitung (13), die mit Abzweigleitungen (12) im Ladeluftstrang von mehr als einer Brennkraftmaschine (10; 1 1 ) und/oder Gasturbine fluidisch gekoppelt ist.
5. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine Absperreinrichtung (6) zur Unterbrechung der Führung von Verbrennungsluft zur Düse (17) umfassen.
6. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Verbrennungsluft aufnehmende Pufferspeicher (14).
7. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine Steuereinrichtung zur Veränderung des zur Düse (17) geführten Luftmassenstroms umfassen.
8. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Drucklufterzeugungseinrichtung (15).
9. System nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigleitung (5) einen Ladeluftstrang einer Brennkraftmaschine und/oder Gasturbine mit einer Düse (17) im Abgasstrang einer benachbarten Brennkraftmaschine (19) und/oder Gasturbine fluidisch koppelt.
10. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine von einer Druckstufe der Gasturbine ausgehende Abzweigleitung umfassen.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1111211A2 (de) * 1999-12-21 2001-06-27 Ford Global Technologies, Inc. Abgasreinigungsanlage einer mit Luftüberschuss arbeitenden Brennkraftmaschine
US20040093855A1 (en) * 2002-11-18 2004-05-20 Monro, Robert W. System and method for reducing nitrogen oxides in combustion exhaust streams
DE102007000333A1 (de) * 2006-06-16 2007-12-20 Denso Corp., Kariya Abgasemissionsreinigungsvorrichtung mit einer Zusatzmittelzufuhreinheit und einer Drucklufteinführeinheit
US20090056311A1 (en) * 2007-08-30 2009-03-05 Crosby Daniel W Machine, engine system and operating method
DE102009016810A1 (de) * 2009-04-09 2010-10-14 Albonair Gmbh Dosiersystem zur Eindüsung eines Reduktionsmittels in den Abgasstrom eines Verbrennungsmotors

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112005000759B4 (de) * 2004-04-02 2008-05-08 Komatsu Ltd. Abgasemissions-Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors
SE529591C2 (sv) * 2006-02-08 2007-09-25 Stt Emtec Ab Insprutningsanordning

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1111211A2 (de) * 1999-12-21 2001-06-27 Ford Global Technologies, Inc. Abgasreinigungsanlage einer mit Luftüberschuss arbeitenden Brennkraftmaschine
US20040093855A1 (en) * 2002-11-18 2004-05-20 Monro, Robert W. System and method for reducing nitrogen oxides in combustion exhaust streams
DE102007000333A1 (de) * 2006-06-16 2007-12-20 Denso Corp., Kariya Abgasemissionsreinigungsvorrichtung mit einer Zusatzmittelzufuhreinheit und einer Drucklufteinführeinheit
US20090056311A1 (en) * 2007-08-30 2009-03-05 Crosby Daniel W Machine, engine system and operating method
DE102009016810A1 (de) * 2009-04-09 2010-10-14 Albonair Gmbh Dosiersystem zur Eindüsung eines Reduktionsmittels in den Abgasstrom eines Verbrennungsmotors

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