WO2020182705A1 - Abgasnachbehandlungsvorrichtung und verfahren zum betrieb der vorrichtung - Google Patents

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catalytic converter
flow
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Raimund MÜLLER
Oswald HOLZ
Thomas Mosch
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Vitesco Technologies GmbH
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    • F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
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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 invention relates to a device for treating exhaust gases from a
  • Catalyst is formed.
  • Exhaust aftertreatment systems are used to reduce the pollution of the exhaust gases from an internal combustion engine. These systems have different components whose use is aimed at the
  • Oxidation catalyst Furthermore, burner systems are known which contribute to increasing the temperature in the exhaust system and thus enable the exhaust system to respond earlier.
  • Conversion of electrical energy into heat also contribute to the rapid heating of the components for exhaust gas aftertreatment, which enables more effective exhaust gas aftertreatment at an earlier point in time.
  • the object of the present invention is one
  • Exhaust gas aftertreatment is guaranteed, both immediately after the engine is started and when the engine is under low load.
  • the task is to create a method for operating the exhaust gas aftertreatment device.
  • An embodiment of the invention relates to a device for treating exhaust gases from an internal combustion engine or another exhaust gas source with a flow path through which the exhaust gas bleed, with a first in the
  • Flow path arranged catalyst, wherein the second catalyst is arranged downstream of the first catalyst, with a first injection point for a fluid upstream of the first catalyst, with a second injection point for a fluid upstream of the second catalyst and with a flow bypass which is upstream of the first catalyst of the
  • the flow path branches off and opens into the flow path downstream of the first catalyst, the first catalyst and / or the second catalyst being designed as an electrically heated catalyst.
  • a fluid can be injected through the respective injection points directly onto or shortly before the respective downstream catalyst.
  • an exothermic reaction can occur on the respective
  • Catalyst are generated, as a result of which the temperature on the respective catalyst itself and in particular also in its surroundings can be increased.
  • the exhaust gas temperature in the flow path can advantageously be increased and the additional heating of the respective catalytic converters enables the so-called light-off temperature to be reached more quickly, from which an effective conversion of the exhaust gas components can take place at the respective catalytic converters.
  • the injected fluid can optionally be added in liquid, gaseous, completely or partially vaporized form.
  • evaporation elements onto which the fluid is injected and thus evaporated, can be arranged on these or upstream.
  • Evaporation elements can be, for example, highly thermally conductive elements in the flow path, for example honeycomb bodies through which a flow can flow.
  • the catalysts themselves can also act as an evaporation element if the fluid is sprayed directly onto the honeycomb body forming the catalyst.
  • a partial flow of the exhaust gas flowing through the flow path can be diverted around the first catalytic converter through the bypass. This is advantageous in order to at least temporarily reduce the amount of exhaust gas flowing through the first catalytic converter. This is particularly advantageous in order to be able to heat the main stream not flowing through the bypass even more. In particular when using an electrically heatable catalytic converter, this has the advantage that faster heating of the main flow can be achieved due to the overall lower volume.
  • the catalytic converters are preferably designed as metallic honeycomb bodies, which can be produced, for example, by metal foils that are stacked and wound on one another.
  • control means are provided by which the transfer from the flow path into the flow bypass and / or the transfer from the flow bypass into the flow path can be influenced.
  • the regulating means can for example be formed by flaps or valves, as they are widely known in the prior art.
  • both the branch from the flow path into the bypass and the return line from the bypass into the flow path can be influenced by the control means, so that the amount of exhaust gas flowing through the bypass can be set precisely.
  • control means allow a transfer into the bypass and also out of the bypass between 0% and 100%.
  • the position at 0% corresponds to a complete closure of the bypass.
  • the position at 100% corresponds to the complete closure of the flow path and thus a complete transfer to the bypass. In the 100% position, the flow around the first catalytic converter is practically completely along the bypass.
  • the filter element is arranged in the flow path through which the entire exhaust gas flow in the flow path can flow.
  • the filter element is used in particular to filter out solids carried along in the exhaust gas.
  • a preferred exemplary embodiment is characterized in that the filter element is chemically coated, the coating being set up to promote the selective catalytic reduction of individual exhaust gas components, or being set up to promote the oxidation of individual exhaust gas components.
  • Catalyst are designed as an oxidation catalyst. Alternatively, a different combination of catalysts can also be provided. This is done in the
  • Compression ignition can be different from a spark ignition engine and, depending on the combustion process, lean or stoichiometric combustion.
  • Hydrolysis catalysts or hydrolysis evaporators can be arranged in the flow path in order to specifically evaporate a fluid. These can also be designed as electrically heated catalysts.
  • one or more so-called SCR catalysts can be arranged in the flow path, which are particularly useful for the catalytic reduction of nitrogen oxides. Downstream of such SCR catalysts can be a so-called
  • NH3 slip catalyst can be arranged, which can capture excess ammonia, which results from the evaporation of an aqueous urea solution.
  • the catalyst and / or the second catalyst are designed as electrically heatable catalysts. You can do this
  • heating disks which have a heating conductor. By applying a voltage to the heating conductor, the heating panel is heated up using the ohmic resistance.
  • the device has a further injection point, this being set up for adding a reducing agent, such as an aqueous urea solution, for example. This is especially true with a reducing agent, such as an aqueous urea solution, for example.
  • Exhaust gas source with compression ignition such as an internal combustion engine operated with diesel, is advantageous in order to be able to reduce the nitrogen oxide load of the exhaust gas as much as possible.
  • the first injection point and the first catalytic converter are arranged in such a way that the injection through the first injection point exposes at least 40% and a maximum of 98% of the cross-sectional area of the first catalytic converter to the fluid that can be injected through the first injection point.
  • Such an arrangement is particularly advantageous in order to be as complete as possible To achieve oxidation of the injected fluid and thus to realize the maximum possible temperature rise through the injection of the fluid.
  • the heatable first catalyst between 5% and a maximum of 25% of the maximum heat output that can be generated due to the injection and the subsequent oxidation of the fluid on the first catalyst. It is particularly advantageous here if the installed electrical heating power is between 0.4 kW and 15 kW.
  • the maximum electrical heating power that can be used is essentially specified by the on-board voltage network.
  • the first and / or the second injection point are set up for at least one of the fluids from the group of diesel fuel, gasoline, Power-to-X fuels (so-called efuels), methanol, oxymethylene ether (OME), dimethyl ether ( DME), biofuel, methane, propane, ethane or propene to be injected into the flow path.
  • efuels Power-to-X fuels
  • OME oxymethylene ether
  • DME dimethyl ether
  • biofuel methane, propane, ethane or propene
  • the diameter of the electrically heated catalytic converters is preferably between 50 mm and 650 mm.
  • the injection points are preferably arranged such that the injection angle is between 15 ° and 90 °.
  • the injection angle is measured between the cross-sectional area of the respective catalyst facing the injection point and the central axis, or
  • Spray axis, of the fluid cone generated by the injection is preferably between 20 mm and 600 mm.
  • the task with regard to the method is performed by a method with the
  • One embodiment of the invention relates to a method for operating a device, a fluid being added to the flow path only when the temperature in the flow path is sufficiently high that a catalytic reaction of the substances injected into the exhaust gas and / or the substances already in the exhaust gas can be done on at least one of the catalysts.
  • the method aims in particular at the individual adjustable parameters, for example the electrical heating power on the individual catalysts and the To regulate the amount and time of the fluid addition in such a way that the most optimal possible heating of the exhaust gas and thus the most complete possible
  • the electrical power on the catalytic converters can be adjusted from 0% to 100%.
  • the amount of fluids added at the injection points can also be freely adjusted from 0% to 100%.
  • the addition of the fluid or the fluids can be via a fixed default value, for example a
  • Fig. 1 is a schematic representation of an apparatus for treating
  • FIG. 1 shows an exhaust gas source which is formed by an internal combustion engine 1 or another exhaust gas source. The subsequent
  • the exhaust gas from the internal combustion engine 1 can flow through flow path 2.
  • the flow path 2 has a flow bypass 3 through which a catalyst 4 arranged in the flow path 2 can flow around.
  • a fluid can be injected into the flow path 2 via an injection point 5.
  • the flow bypass 3 opens downstream of the catalytic converter 4 again into the flow path 2.
  • a further catalytic converter 6 is arranged in this and immediately in front of the catalytic converter 6 there is a second injection point 7 for adding a fluid.
  • a particulate filter 8 Downstream of the second catalytic converter 6 are a particulate filter 8, a
  • SCR catalyst 9 and an NH3 slip catalyst 10 are arranged.
  • a further injection point 11 can be provided in front of the particle filter 8 and / or the SCR catalytic converter 9, through which a fluid can be added to the exhaust tract. Upstream of the particle filter 8, this is particularly advantageous if the particle filter 8 has an SCR coating and thus also takes part in the selective catalytic reduction of nitrogen oxides in the exhaust gas.
  • Figure 1 is an example and shows a possible embodiment of the
  • the individual elements can also be arranged in a different order.
  • FIG. 1 The exemplary embodiment in FIG. 1 in particular does not have a restrictive character and is used in particular to illustrate the

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors (1) mit einer von dem Abgas durchströmbaren Strömungsstrecke (2), mit einem ersten in der Strömungsstrecke (2) angeordneten Katalysator (4), mit einem zweiten in der Strömungsstrecke angeordneten Katalysator (6), wobei der zweite Katalysator (6) stromabwärts des ersten Katalysators (4) angeordnet ist, mit einer ersten Einspritzstelle (5) für ein Fluid stromaufwärts des ersten Katalysators (4), mit einer zweiten Einspritzstelle (7) für ein Fluid stromaufwärts des zweiten Katalysators (6) und mit einem Strömungsbypass (3), welcher stromaufwärts des ersten Katalysators (4) von der Strömungsstrecke (2) abzweigt und stromabwärts des ersten Katalysators (4) in die Strömungsstrecke (2) mündet, wobei der erste Katalysator (4) und/oder der zweite Katalysator (6) als elektrisch beheizter Katalysator (4, 6) ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Abgasnachbehandlungsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen eines
Verbrennungsmotors oder einer anderen Abgasquelle mit einer von dem Abgas durchström baren Strömungsstrecke, mit einem ersten in der Strömungsstrecke angeordneten Katalysator, mit einem zweiten in der Strömungsstrecke
angeordneten Katalysator, wobei der zweite Katalysator stromabwärts des ersten Katalysators angeordnet ist, mit einer ersten Einspritzstelle für ein Fluid
stromaufwärts des ersten Katalysators, mit einer zweiten Einspritzstelle für ein Fluid stromaufwärts des zweiten Katalysators und mit einem Strömungsbypass, welcher stromaufwärts des ersten Katalysators von der Strömungsstrecke abzweigt und stromabwärts des ersten Katalysators in die Strömungsstrecke mündet, wobei der erste Katalysator und/oder der zweite Katalysator als elektrisch beheizter
Katalysator ausgebildet ist.
Stand der Technik
Zur Minderung der Schadstoffbelastung der Abgase eines Verbrennungsmotors werden Abgasnachbehandlungssysteme eingesetzt. Diese Systeme weisen unterschiedliche Komponenten auf, deren Einsatz darauf abzielt die
Schadstoffkonzentration bestmöglich zu senken. Unter anderem werden
Katalysatoren eingesetzt, die mit unterschiedlichen Edelmetallen beladen sind. Darüber hinaus ist der Einsatz von sogenannten SCR-Systemen bekannt, welche eine wässrige Flarnstofflösung in den Abgastrakt zugeben, um so eine Umsetzung der Stickoxide zu natürlichen Hauptbestandteilen der Umgebungsluft zu erreichen. Weiterhin sind Methoden bekannt, die ein möglichst früheres und effektives Ansprechen der Komponenten im Abgasnachbehandlungssystem sicherstellen, hierzu gehört beispielsweise die Einspritzung von zusätzlichem Kraftstoff in den Abgastrakt zur Erzeugung einer Exotherm ie beispielsweise an einem
Oxidationskatalysator. Weiterhin sind Brennersysteme bekannt, welche zur Erhöhung der Temperatur im Abgassystem beitragen und so ein früheres Ansprechen des Abgassystems ermöglichen.
Weiterhin sind elektrisch beheizbare Katalysatoren bekannt, die durch die
Umwandlung von elektrischer Energie in Wärme ebenfalls zur schnellen Aufheizung der Komponenten zur Abgasnachbehandlung beitragen, wodurch zu einem früheren Zeitpunkt eine effektivere Abgasnachbehandlung ermöglicht wird.
Alle Vorrichtungen und Methoden bringen neben spezifischen Vorteilen auch nicht zu vernachlässigende Nachteile mit sich, so dass durch die Verwendung dieser, insbesondere im Hinblick auf die zukünftigen Abgasgesetzgebungen, keine ausreichende Wirksamkeit der Abgasnachbehandlung erreicht werden kann oder der hierfür notwendige energetische Aufwand beziehungsweise die Notwendigkeit für zusätzliche Bauelemente den Aufwand im Vergleich zum Nutzen in ein nicht wirtschaftlich tragbares Verhältnis stellt. Dies gilt insbesondere für die
Abgasnachbehandlung direkt nach dem Motorstart, unabhängig davon, ob der Motor zu diesem Zeitpunkt kalt oder warm ist, und für die Abgasnachbehandlung im Niedriglastbereich.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine
Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu schaffen, welche eine verbesserte
Abgasnachbehandlung gewährleistet, sowohl direkt nach dem Motorstart als auch bei Niedriglastphasen des Motors. Darüber hinaus ist es die Aufgabe ein Verfahren zum Betrieb der Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu schaffen.
Die Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors oder einer anderen Abgasquelle mit einer von dem Abgas durchström baren Strömungsstrecke, mit einem ersten in der
Strömungsstrecke angeordneten Katalysator, mit einem zweiten in der
Strömungsstrecke angeordneten Katalysator, wobei der zweite Katalysator stromabwärts des ersten Katalysators angeordnet ist, mit einer ersten Einspritzstelle für ein Fluid stromaufwärts des ersten Katalysators, mit einer zweiten Einspritzstelle für ein Fluid stromaufwärts des zweiten Katalysators und mit einem Strömungsbypass, welcher stromaufwärts des ersten Katalysators von der
Strömungsstrecke abzweigt und stromabwärts des ersten Katalysators in die Strömungsstrecke mündet, wobei der erste Katalysator und/oder der zweite Katalysator als elektrisch beheizter Katalysator ausgebildet ist.
Durch die jeweiligen Einspritzstellen kann ein Fluid direkt auf oder kurz vor den jeweils stromabwärts folgenden Katalysator gespritzt werden. Abhängig von dem jeweils eingespritzten Fluid kann eine exotherme Reaktion am jeweiligen
Katalysator erzeugt werden, wodurch die Temperatur am jeweiligen Katalysator selbst und insbesondere auch in seiner Umgebung erhöht werden kann. Dadurch kann die Abgastemperatur in der Strömungsstrecke vorteilhaft erhöht werden und durch die zusätzliche Aufheizung der jeweiligen Katalysatoren eine schnellere Erreichung der sogenannten Light-Off Temperatur erreicht werden, ab welcher eine wirksame Umwandlung der Abgaskomponenten an den jeweiligen Katalysatoren erfolgen kann.
Das eingespritzte Fluid kann wahlweise flüssig, gasförmig, vollständig oder teilweise verdampft zugegeben werden. Zusätzlich zu den Katalysatoren können an diesen oder vorgelagert Verdampfungselemente angeordnet sein, auf welche das Fluid eingespritzt wird und somit verdampft wird. Verdampfungselemente können beispielsweise gut wärmeleitfähige Elemente in der Strömungsstrecke sein, beispielweise durchströmbare Wabenkörper. Die Katalysatoren können auch selbst als Verdampfungselement wirken, wenn das Fluid direkt auf den den Katalysator bildenden Wabenkörper aufgespritzt wird.
Durch den Bypass kann ein Teilstrom des durch die Strömungsstrecke strömenden Abgases um den ersten Katalysator herumgeleitet werden. Dies ist vorteilhaft, um die durch den ersten Katalysator durchströmende Abgasmenge zumindest temporär zu reduzieren. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um den nicht durch den Bypass strömenden Flauptstrom noch stärker aufheizen zu können. Insbesondere bei Verwendung eines elektrisch beheizbaren Katalysators bringt dies den Vorteil, dass eine schnellere Aufheizung des Flauptstroms aufgrund des insgesamt geringeren Volumens erreicht werden kann. Die Katalysatoren sind bevorzugt als metallische Wabenkörper ausgebildet, welche beispielsweise durch aufeinandergestapelte und aufgewickelte Metallfolien erzeugt werden können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn Regelungsmittel vorgesehen sind, durch welche der Übertritt aus der Strömungsstrecke in den Strömungsbypass und/oder der Übertritt aus dem Strömungsbypass in die Strömungsstrecke beeinflussbar sind. Die Regelungsmittel können beispielsweise durch Klappen oder Ventile gebildet sein, wie sie im Stand der Technik weitreichend bekannt sind. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn sowohl die Abzweigung aus der Strömungsstrecke in den Bypass als auch die Rückleitung aus dem Bypass in die Strömungsstrecke durch die Regelungsmittel beeinflusst werden kann, so dass die durch den Bypass strömende Abgasmenge genau eingestellt werden kann.
Vorteilhafterweise erlauben die Regelungsmittel einen Übertritt in den Bypass hinein und ebenso aus dem Bypass hinaus zwischen 0% und 100%. Die Stellung bei 0% entspricht einem vollständigen Verschluss des Bypasses. Die Stellung bei 100% entspricht dem vollständigen Verschluss der Strömungsstrecke und somit ein vollständiges Überleiten in den Bypass. Der erste Katalysator wird in der 100% Stellung praktisch vollständig entlang des Bypasses umströmt.
Auch ist es vorteilhaft, wenn stromabwärts des zweiten Katalysators ein
Filterelement in der Strömungsstrecke angeordnet ist, welches von dem gesamten Abgasstrom in der Strömungsstrecke durchströmbar ist. Das Filterelement dient insbesondere dem Flerausfiltern von im Abgas mitgeführten Feststoffen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement chemisch beschichtet ist, wobei die Beschichtung zur Förderung der selektiven katalytischen Reduktion einzelner Abgaskomponenten eingerichtet ist, oder zur Förderung der Oxidation einzelner Abgaskomponenten eingerichtet ist.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn der erste Katalysator und/oder der zweite
Katalysator als Oxidationskatalysator ausgebildet sind. Alternativ kann auch eine andere Kombination von Katalysatoren vorgesehen sein. Dies wird im
Wesentlichen vom eigentlichen Einsatzzweck der Vorrichtung bestimmt und kann beispielsweise im Abgastrakt einer Abgasquelle mit einem Motor mit Kompressionszündung anders sein als bei einem Motor mit Fremdzündung, sowie je nach Brennverfahren bei magerer oder stöchiometrischer Verbrennung.
Zusätzlich zu den Oxidationskatalysatoren können sogenannten
Hydrolysekatalysatoren oder Hydrolyseverdampfer in der Strömungsstrecke angeordnet sein, um gezielt ein Fluid zu verdampfen. Diese können auch als elektrisch beheizte Katalysatoren ausgebildet sein. Außerdem können einer oder mehrere sogenannten SCR-Katalysatoren in der Strömungsstrecke angeordnet sein, die insbesondere der katalytischen Reduktion von Stickoxiden dienlich sind. Stromabwärts solcher SCR-Katalysatoren kann ein sogenannten
NH3-Schlupfkatalysator angeordnet sein, der überschüssiges Ammoniak, welches aus der Verdampfung einer wässrigen Harnstofflösung resultiert, auffangen kann.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Katalysator und/oder der zweite Katalysator als elektrisch beheizbare Katalysatoren ausgebildet sind. Hierzu können
beispielsweise Heizscheiben eingesetzt werden, die einen Heizleiter aufweisen. Durch das Anlegen einer Spannung an den Heizleiter wird unter Ausnutzung des ohmschen Widerstandes so eine Aufheizung der Heizscheibe erreicht.
Insbesondere bei Verwendung von elektrisch beheizbaren Katalysatoren ist es zusätzlich besonders vorteilhaft, wenn stromaufwärts dieser Katalysatoren, bevorzugt unmittelbar davor, eine Zugabestelle für eine Medium zur Erzeugung einer exothermen Reaktion am jeweiligen Katalysator angeordnet ist.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung eine weitere Einspritzstelle aufweist, wobei diese zur Zugabe eines Reduktionsmittels, wie beispielsweise einer wässrigen Harnstofflösung, eingerichtet ist. Dies ist insbesondere bei einer
Abgasquelle mit Kompressionszündung, wie beispielsweise einem mit Diesel betriebenem Verbrennungsmotor vorteilhaft, um die Stickoxidbelastung des Abgases möglichst weit reduzieren zu können.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die erste Einspritzstelle und der erste Katalysator derart angeordnet sind, dass durch die Einspritzung durch die erste Einspritzstelle mindestens 40% und maximal 98% der Querschnittsfläche des ersten Katalysators mit dem durch die erste Einspritzstelle einspritzbaren Fluid beaufschlagt werden. Eine solche Anordnung ist besonders vorteilhaft, um eine möglichst vollständige Oxidation des eingespritzten Fluids zu erreichen und so den maximal möglichen Temperaturanstieg durch die Einspritzung des Fluids zu realisieren.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die maximale Heizleistung des elektrisch
beheizbaren ersten Katalysators zwischen 5% und maximal 25% der maximal erzeugbaren Heizleistung aufgrund der Einspritzung und der folgenden Oxidation des Fluids am ersten Katalysator beträgt. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die installierte elektrische Heizleistung zwischen 0,4kW und 15kW beträgt. Die maximal einsetzbare elektrische Heizleistung ist im Wesentlichen durch das Bordspannungsnetz vorgegeben.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die erste und/oder die zweite Einspritzstelle dazu eingerichtet sind zumindest eines der Fluide aus der Gruppe Dieselkraftstoff, Benzin, Power-to-X-Kraftstoffe (sogenannten efuels), Methanol, Oxymethylenether (OME), Dimethylether (DME), Biokraftstoff, Methan, Propan, Äthan oder Propen in die Strömungsstrecke einzuspritzen.
Allgemein liegen die Durchmesser der elektrisch beheizten Katalysatoren bevorzugt zwischen 50mm und 650mm. Die Einspritzstellen sind vorzugsweise derart angeordnet, dass der Eindüsungswinkel zwischen 15° und 90° liegt. Der Eindüsungswinkel wird gemessen zwischen der der Einspritzstelle zugewandten Querschnittsfläche des jeweiligen Katalysators und der Mittelachse, oder
Sprühachse, des durch die Einspritzung erzeugten Fluidkegels. Der Abstand entlang der Sprühachse zwischen der Einspritzstelle und dem Katalysator beträgt vorzugsweise zwischen 20mm und 600mm.
Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Verfahren mit den
Merkmalen von Anspruch 10 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung, wobei die Zugabe eines Fluids in die Strömungsstrecke erst erfolgt, wenn die Temperatur in der Strömungsstrecke ausreichend hoch ist, dass eine katalytische Reaktion der ins Abgas eingedüsten und/oder der bereits im Abgas befindlichen Stoffe an zumindest einem der Katalysatoren erfolgen kann.
Das Verfahren zielt insbesondere darauf ab, die einzelnen einstellbaren Parameter, beispielsweise die elektrische Heizleistung an den einzelnen Katalysatoren und die Menge und der Zeitpunkt der Fluidzugabe, derart zu regeln, dass eine möglichst optimale Aufheizung des Abgases und somit eine möglichst vollständige
Umsetzung der Schadstoffe zu einem frühestmöglichen Zeitpunkt nach Start der Abgasquelle erreicht werden kann.
Flierzu ist insbesondere die elektrische Leistung an den Katalysatoren von 0% bis 100% einstellbar. Ebenso ist die Menge der an den Einspritzstellen zugegebenen Fluide von 0% bis 100% frei einstellbar. Die Zugabe des Fluids beziehungsweise der Fluide kann über einen festen Vorgabewert, beispielsweise eine
Rampenfunktion, erfolgen. Alternativ können alle Werte auch abhängig von weiteren Parametern, wie beispielsweise Temperaturen, Lastzustand der
Abgasquelle oder weiteren Betriebsdaten vorgegeben werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den
Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Behandlung von
Abgasen.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt eine Abgasquelle, welche durch einen Verbrennungsmotor 1 oder eine andere Abgasquelle gebildet ist. Die sich daran anschließende
Strömungsstrecke 2 kann von dem Abgas des Verbrennungsmotors 1 durchströmt werden. Die Strömungsstrecke 2 weist einen Strömungsbypass 3 auf, durch welchen ein in der Strömungsstrecke 2 angeordneter Katalysator 4 umströmt werden kann. Unmittelbar vor dem Katalysator 4 kann über eine Einspritzstelle 5 ein Fluid in die Strömungsstrecke 2 eingespritzt werden. Der Strömungsbypass 3 mündet stromabwärts des Katalysators 4 wieder in die Strömungsstrecke 2. Nach der Rückführung des Strömungsbypasses 3 in die Strömungsstrecke 2 ist in dieser ein weiterer Katalysator 6 angeordnet und unmittelbar vor dem Katalysator 6 ist eine zweite Einspritzstelle 7 zur Zugabe eines Fluids angeordnet.
Stromabwärts des zweiten Katalysators 6 sind ein Partikelfilter 8, ein
SCR-Katalysator 9 und ein NH3-Schlupfkatalysaotr 10 angeordnet.
In vorteilhaften Ausgestaltungen kann es auch vorgesehen sein, dass vor den Partikelfilter 8 und/oder dem SCR-Katalysator 9 jeweils eine weitere Einspritzstelle 1 1 vorgesehen ist, durch welche ein Fluid in den Abgastrakt zugegeben werden kann. Vor dem Partikelfilter 8 ist dies insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Partikelfilter 8 eine SCR-Beschichtung aufweist, und so ebenfalls an der selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden im Abgas teilnimmt.
Die Figur 1 ist beispielhaft und zeigt eine mögliche Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung. Wie bereits vorher beschrieben, können die einzelnen Elemente auch in einer abweichenden Reihenfolge angeordnet sein. Außerdem können je nach Anwendungsfall auch unterschiedlich viele
Katalysatoren und Filter verbaut sein.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 1 weist insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dient insbesondere der Verdeutlichung des
Erfindungsgedankens.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors (1 ) oder einer anderen Abgasquelle mit einer von dem Abgas durchström baren Strömungsstrecke (2), mit einem ersten in der Strömungsstrecke (2) angeordneten Katalysator (4), mit einem zweiten in der Strömungsstrecke angeordneten Katalysator (6), wobei der zweite Katalysator (6) stromabwärts des ersten Katalysators (4) angeordnet ist, mit einer ersten Einspritzstelle (5) für ein Fluid stromaufwärts des ersten Katalysators (4), mit einer zweiten Einspritzstelle (7) für ein Fluid stromaufwärts des zweiten Katalysators (6) und mit einem Strömungsbypass (3), welcher stromaufwärts des ersten
Katalysators (4) von der Strömungsstrecke (2) abzweigt und stromabwärts des ersten Katalysators (4) in die Strömungsstrecke (2) mündet, wobei der erste Katalysator (4) und/oder der zweite Katalysator (6) als elektrisch beheizter Katalysator (4, 6) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t , dass das Regelungsmittel vorgesehen sind, durch welche der Übertritt aus der Strömungsstrecke (2) in den
Strömungsbypass (3) und/oder der Übertritt aus dem Strömungsbypass (3) in die Strömungsstrecke (2) beeinflussbar sind.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass stromabwärts des zweiten
Katalysators (6) ein Filterelement (8) in der Strömungsstrecke (2) angeordnet ist, welches von dem gesamten Abgasstrom in der Strömungsstrecke (2) durchströmbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Filterelement (8) chemisch beschichtet ist, wobei die Beschichtung zur Förderung der selektiven katalytischen Reduktion einzelner Abgaskomponenten eingerichtet ist, oder zur Förderung der Oxidation einzelner Abgaskomponenten eingerichtet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste Katalysator (4) und/oder der zweite Katalysator (6) als Oxidationskatalysator ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Katalysator (4) und/oder der zweite Katalysator (6) als elektrisch beheizbare Katalysatoren ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorrichtung eine weitere
Einspritzstelle aufweist, wobei diese zur Zugabe eines Reduktionsmittels, wie beispielsweise einer wässrigen Harnstofflösung, eingerichtet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Einspritzstelle (5) und der erste Katalysator (4) derart angeordnet sind, dass durch die Einspritzung durch die erste Einspritzstelle (5) mindestens 40% und maximal 98% der Querschnittsfläche des ersten Katalysators (4) mit dem durch die erste Einspritzstelle (5) einspritzbaren Fluid beaufschlagt werden.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die maximale Heizleistung des elektrisch beheizbaren ersten Katalysators (4) zwischen 5% und maximal 25% der maximal erzeugbaren Heizleistung aufgrund der Einspritzung und der folgenden Oxidation des Fluids am ersten Katalysator (4) beträgt.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste und/oder die zweite
Einspritzstelle (5, 7) dazu eingerichtet sind zumindest eines der Fluide aus der Gruppe Dieselkraftstoff, Benzin, Power-to-X-Kraftstoffe, Methanol,
Oxymethylenether (OME), Dimethylether (DME), Biokraftstoff, Methan, Propan, Äthan oder Propen in die Strömungsstrecke (2) einzuspritzen.
11. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zugabe eines Fluids in die Strömungsstrecke (2) erst erfolgt, wenn die Temperatur in der Strömungsstrecke (2) ausreichend hoch ist, dass eine katalytische Reaktion der ins Abgas eingedüsten und/oder der bereits im Abgas befindlichen Stoffe an zumindest einem der Katalysatoren (4, 6, 9, 10) erfolgen kann.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11939901B1 (en) 2023-06-12 2024-03-26 Edan Prabhu Oxidizing reactor apparatus

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020129497A1 (de) 2020-11-09 2022-05-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Verfahren zum Wärmeeintrag in zumindest eine Komponente einer Abgasnachbehandlungseinrichtung, Software und Steuer- oder Regeleinrichtung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050247049A1 (en) * 2004-05-05 2005-11-10 Eaton Corporation Temperature swing adsorption and selective catalytic reduction NOx removal system
US20090031702A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Caterpillar Inc. Particulate filter
US8828342B1 (en) * 2013-10-10 2014-09-09 International Engine Intellectual Property Company, Llc DPF energy conservation
EP2960453A1 (de) * 2013-02-22 2015-12-30 Isuzu Motors, Ltd. Abgasreinigungsvorrichtung für einen verbrennungsmotor
US20170226911A1 (en) * 2016-02-05 2017-08-10 Cummins Inc. System and method for managing contaminant storage in a storage catalyst

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9169763B2 (en) * 2011-04-11 2015-10-27 GM Global Technology Operations LLC System and method for solar-powered control of exhaust after-treatment systems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050247049A1 (en) * 2004-05-05 2005-11-10 Eaton Corporation Temperature swing adsorption and selective catalytic reduction NOx removal system
US20090031702A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Caterpillar Inc. Particulate filter
EP2960453A1 (de) * 2013-02-22 2015-12-30 Isuzu Motors, Ltd. Abgasreinigungsvorrichtung für einen verbrennungsmotor
US8828342B1 (en) * 2013-10-10 2014-09-09 International Engine Intellectual Property Company, Llc DPF energy conservation
US20170226911A1 (en) * 2016-02-05 2017-08-10 Cummins Inc. System and method for managing contaminant storage in a storage catalyst

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11939901B1 (en) 2023-06-12 2024-03-26 Edan Prabhu Oxidizing reactor apparatus

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