在scr-催化器上减少氮氧化物的方法和装置
2020-01-08

在scr-催化器上减少氮氧化物的方法和装置

一种在一个SCR-催化器上利用氨还原氮氧化物的方法,该催化器设置在内燃机排气管道上,该氨气(NH

由于与气态NH3或水溶液态NH3打交道时存在着危险,所以人们转向于通过将尿素溶液输入废气流中来制备还原NOx所必需的NH3。然后通过排气流以及催化器的热量产生热分解,将作为还原剂的NH3排出。除了不受控地提供这种烟雾式还原剂在工艺技术上有困难以外,另外的缺陷在于在以这种途径获取NH3时还产生所不期望的附属物,如异氰酸。此外在车用设备,如载重汽车或轿车的柴油机上使用这种含水尿素溶液来减少废气中的NOx是不适宜的,因为这种还原剂的冰点为大约-13℃。所以这种还原剂的冬季适用性只能通过掺入降低冰点的添加物。但是这种添加物在SCR-催化器中的复分解可能导致所不期望的二次有害物质的排放。

这种形式的氮氧化物排放还原在固定的柴油机上已证明是有效的。在这种固定设备的内燃机排气管道中设置有SCR-催化器,其中,有待混合进排气流中的NH3在SCR-催化器之前通过喷入被混合到排气流中。NH3在这种设备中以气体或含水溶液形式被输送。当输送含水NH3溶液时,在排气流以及SCR-催化器中产生热分解作用形式的分解,以释放还原氮氧化物所需的NH3。还原剂的输送通过配量装置实现,配量装置根据预计在柴油机组排气流中的NOx量受调整。但是在采用气态或是含水溶液的NH3时,需要受过训练的人员,因为在与这种物质打交道时不仅在其操作而且在其毒性方面并非没有危险。

通过探测发动机运转参数以及在必要时探测排气成分的浓度能够实现NOx质量流的计算并由此实现NH3量的计算。由于足够的NH3量被暂存,这种方法可以实现,几乎在确定所需NH3量的同时实现NH3的输出。因此按照本发明的方法以及按照本发明的装置主要适合于车用且承受无法事先预料的负荷变化的柴油机组的NOx还原。

为了改善有待取出的NH3量的配量,转换器相宜地具有一减压阀。作为配量装置相宜地设置一节拍阀(Taktventil)。

基于上面所讨论的现有技术,本发明的目的在于,建议一种方法和装置,用于在应用SCR-催化器的内燃机中减少排气内所含NOx,这种方法和装置不仅适用于车用领域,而且可以避免上述的缺点。

在图1中用虚线表示出另一种变型,其中在减压阀16与节拍阀5之间另外设置一个独立的NH3贮存器17。这个NH3贮存器17用于NH3的暂时存储,其内压为大约3.5巴;这个内压低于转换器2的运转压力。该NH3贮存器的出口连接在节拍阀5的入口上。

被分解出的NH3通过一减压阀16被排出反应容器11并通过输送管道3送至节拍阀5。

由于来自这些物质的危险,使用储存于钢瓶中的NH3或氨水溶液中所含NH3来去除车用柴油机组中的氮氧化物在事故情况下是不可取的。

通过探测发动机运转参数以及在必要时探测排气成分的浓度能够实现NOx质量流的计算并由此实现NH3量的计算。由于足够的NH3量被暂存,这种方法可以实现,几乎在确定所需NH3量的同时实现NH3的输出。因此按照本发明的方法以及按照本发明的装置主要适合于车用且承受无法事先预料的负荷变化的柴油机组的NOx还原。