催化转化器、排气后处理系统和内燃机技术方案

本发明专利技术提供用于内燃机的排气后处理系统的催化转化器（10），其具有催化转化器壳体（11）；具有多个蜂窝状主体（15），多个蜂窝状主体被容纳在催化转化器壳体的第一壳体区段（12）中，排气可在第一方向（X1）上流动通过第一壳体区段；具有催化转化器壳体的形成流入壳体区段（13）的第二壳体区段，排气可在第二方向（X2）上流动通过流入壳体区段以便将排气进给到蜂窝状主体（15）；具有催化转化器壳体的形成流出壳体区段（14）的第三壳体区段，排气可在第三方向（X3）上流动通过流出壳体区段以便从蜂窝状主体（15）排出排气，其中第二方向垂直于第一方向延伸，并且第三方向垂直于或平行于第一方向延伸。

【技术实现步骤摘要】
催化转化器、排气后处理系统和内燃机
本专利技术涉及用于内燃机的排气后处理系统的催化转化器。此外，本专利技术涉及具有催化转化器的排气后处理系统并且涉及具有排气后处理系统的内燃机。
技术介绍
在固定式内燃机（其例如在发电厂中采用）中的燃烧过程期间，以及在非固定式内燃机（其例如在船舶中采用）中的燃烧过程期间，生成氮氧化物，其中这些氮氧化物通常在燃料的燃烧期间生成，所述燃料诸如煤、烟煤、褐煤、原油、重质燃料油、柴油燃料或气体。为此，向此类内燃机分配了排气后处理系统，该排气后处理系统用于清洁，尤其是对离开内燃机的排气进行脱氮。为了还原排气中的氮氧化物，在实践中已知的排气后处理系统中主要采用所谓的SCR催化转化器。在SCR催化转化器中，发生氮氧化物的选择性催化还原，其中为了还原氮氧化物，需要氨（NH3）作为还原剂。为此，将氨或氨前体物质（例如尿素）以液态形式引入SCR催化转化器的上游的排气中，其中氨或氨前体物质与SCR催化转化器的上游的排气混合。为此，根据实际情况提供在氨或氨前体物质的引入与SCR催化转化器之间的混合区段。尽管使用实践中已知的催化转化器和包括催化转化器的排气后处理系统，已经可以成功进行排气后处理，尤其是氮氧化物的还原，但需要进一步改进催化转化器和排气后处理系统。尤其需要此类催化转化器和排气后处理系统的紧凑设计。
技术实现思路
从此出发，本专利技术基于以下目的：创造新型的催化转化器、内燃机的新型排气后处理系统、以及具有这种排气后处理系统的内燃机。该目的通过根据本专利技术如下所述的用于内燃机的排气后处理系统的催化转化器来解决。根据本专利技术的催化转化器包括催化转化器壳体。在催化转化器壳体的第一壳体区段中，容纳多个蜂窝状主体，排气可在第一方向上流动通过该多个蜂窝状主体。通过催化转化器壳体的第二壳体区段，可以将排气进给到蜂窝状主体，该第二壳体区段形成流入壳体区段并且排气可在第二方向上流动通过该第二壳体区段。通过催化转化器壳体的第三壳体区段，可以从蜂窝状主体排出排气，该第三壳体区段形成流出壳体区段并且排气可在第三方向上流动通过该第三壳体区段。第二方向垂直于第一方向延伸。第三方向也垂直于或平行于第一方向延伸。通过以这种方式构造的催化转化器，可确保具有紧凑设计的有效排气后处理系统。根据有利的进一步发展，排气可从底部向上沿竖直第一方向流动通过蜂窝状主体，其中排气可在水平第二方向和第三方向上流动通过流入壳体区段和流出壳体区段两者，其中也可在第三方向上竖直地流动通过流出壳体。为了在狭窄安装空间条件下（例如在船上）通过紧凑设计将催化转化器集成在其中，并且同时确保有效的排气后处理，这是优选的。根据有利的进一步发展，穿孔管布置在流入壳体区段中，排气可在第二方向上流动通过该流入壳体区段。通过这种方式，可以进一步增加排气后处理的有效性。通过穿孔管，排气可从内到外流动通过穿孔管的穿孔，排气可均匀地分布在第二壳体区段中，即分布在流入壳体区段中，以便最终用排气均匀地撞击所有的蜂窝状主体并且从而尽可能有效地执行排气后处理。根据有利的进一步发展，流入壳体区段和/或流出壳体区段是相对于第一壳体区段可旋转的，使得尤其是当第二方向垂直于第一方向延伸并且第三方向在每种情况下垂直于或平行于第一方向延伸时，第二方向和第三方向彼此平行或垂直地延伸。为了将催化转化器与内燃机的设计无关地安装在具有低安装空间要求和紧凑尺寸的可用安装空间中，该配置是优选的。根据本专利技术的排气后处理系统，尤其是SCR排气后处理系统，具有如上所述的催化转化器。根据本专利技术的内燃机，尤其是用柴油燃料、气体或用重质燃油操作的内燃机，其具有如上所述的排气后处理系统。附图说明从从属权利要求和下面的描述获得本专利技术的优选的进一步发展。本专利技术的示例性实施例通过附图来更详细地解释，但不限于此。附图示出了：图1示出根据本专利技术的催化转化器的示意性透视图；图2示出通过图1的催化转化器的横截面；图3以透视图示出通过图1的催化转化器的部分的横截面。具体实施方式本专利技术涉及用于内燃机的排气后处理系统的催化转化器。对于SCR排气后处理系统，催化转化器优选为SCR催化转化器或氧化催化转化器。图1至图3示意性地示出了根据本专利技术的包括催化转化器壳体11的催化转化器10的细节。催化转化器壳体11基本上分成三个壳体区段12、13和14，其中在催化转化器壳体11的第一壳体区段12中布置有多个蜂窝状主体15，其形成具有多个行和列的蜂窝状主体15的阵列。壳体区段12继而可由蜂窝状主体阵列的多个层组成。排气可在第一方向X1上流动通过蜂窝状主体15。在此，蜂窝状主体15的流动横截面在相应蜂窝状主体15的入口端部和出口端部之间的横截面中为矩形，其中每个蜂窝状主体15优选由金属蜂窝状主体壳体在外部部分地围绕，即，使相应蜂窝状主体15的入口端部和出口端部暴露。金属蜂窝状主体壳体也称为外壳装备。此外，催化转化器壳体11包括形成流入壳体区段的第二壳体区段13，其中排气可在第二方向X2上流动通过该流入壳体区段13，以便将排气进给到定位在第一壳体区段12中的蜂窝状主体15。提供流入壳体区段的第二壳体区段13定位在第一壳体区段12的一侧上，其中催化转化器壳体11的第三壳体区段14布置在第一壳体区段12的相对侧上，其提供催化转化器壳体的流出壳体区段。排气可在第三方向X3上流动通过流出壳体区段14，以便从蜂窝状主体15将排气排出到催化转化器壳体11的外部。排气可根据图1至3从底部向上沿竖直第一方向X1流动通过定位在催化转化器壳体11的第一壳体区段12中的蜂窝状主体15。在第一壳体区段12的下方定位有用作流入壳体区段的第二壳体区段13，排气可在水平第二方向X2上流动通过该第二壳体区段。在第一壳体区段12上方布置有用作流出壳体区段的第三壳体区段14，排气可在水平或竖直的第三方向X3上流动通过该第三壳体区段。一个叠置在另一个上的壳体区段12、13和14在相邻侧面上是开放的，以便使排气可以从流入壳体区段13进入第一壳体区段12并且从第一壳体区段12进入流出壳体区段14。穿孔管16伸入到催化转化器壳体11的第二壳体区段或流入壳体区段13中。穿孔管16在其圆柱形外壁上具有穿孔17，该穿孔由多个孔形成。要经由催化转化器10引导的排气最初在第二方向X2上流动通过穿孔管16的内部，然后经由穿孔17的孔穿过管16的圆柱形壁进入流入壳体区段13的定位在管16外部的部分。在管16的圆柱形壁上的穿孔17优选地在管16的轴向方向和周向方向上是均匀的，即穿孔17的孔的间隔和尺寸在轴向方向和周向方向上相同。通过这种方式，排气可以均匀地分布在流入壳体区段13中，并且因此被均匀地进给到定位在第一壳体区段12中的蜂窝状主体15，以便用排气均匀地撞击所有的蜂窝状主体15。这对于催化转化器10中的特别有效的排气后处理而言是有利的。如图1所示，第二壳体区段或流入壳体区段13具有在第二方向X2上延伸的长度l、在第一方向X1上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内燃机的排气后处理系统的催化转化器（10），尤其是用于SCR排气后处理系统的SCR催化转化器，/n具有催化转化器壳体（11），/n具有多个蜂窝状主体（15），所述多个蜂窝状主体被容纳在所述催化转化器壳体（11）的第一壳体区段（12）中，排气能在第一方向（X1）上流动通过所述第一壳体区段，/n具有所述催化转化器壳体（11）的形成流入壳体区段（13）的第二壳体区段，排气能在第二方向（X2）上流动通过所述流入壳体区段以便将排气进给到所述蜂窝状主体（15），/n具有所述催化转化器壳体（11）的形成流出壳体区段（14）的第三壳体区段，排气能在第三方向（X3）上流动通过所述流出壳体区段以便从所述蜂窝状主体（15）排出排气，/n其中所述第二方向（X2）垂直于所述第一方向（X1）延伸，并且其中所述第三方向（X3）垂直于或平行于所述第一方向（X1）延伸。/n

【技术特征摘要】
20191108 DE 102019130183.11.一种用于内燃机的排气后处理系统的催化转化器（10），尤其是用于SCR排气后处理系统的SCR催化转化器，
具有催化转化器壳体（11），
具有多个蜂窝状主体（15），所述多个蜂窝状主体被容纳在所述催化转化器壳体（11）的第一壳体区段（12）中，排气能在第一方向（X1）上流动通过所述第一壳体区段，
具有所述催化转化器壳体（11）的形成流入壳体区段（13）的第二壳体区段，排气能在第二方向（X2）上流动通过所述流入壳体区段以便将排气进给到所述蜂窝状主体（15），
具有所述催化转化器壳体（11）的形成流出壳体区段（14）的第三壳体区段，排气能在第三方向（X3）上流动通过所述流出壳体区段以便从所述蜂窝状主体（15）排出排气，
其中所述第二方向（X2）垂直于所述第一方向（X1）延伸，并且其中所述第三方向（X3）垂直于或平行于所述第一方向（X1）延伸。


2.根据权利要求1所述的催化转化器，其特征在于，排气能从底部向上沿竖直第一方向（X1）流动通过所述蜂窝状主体（15）。


3.根据权利要求1或2所述的催化转化器壳体，其特征在于，排气能在所述水平第二方向和第三方向（X2，X3）上流动通过或在所述第三方向上垂直地流动通过所述流入壳体区段（13）和流出壳体区段（14）。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的催化转化器壳体，其特征在于，在所述流入壳体区段（13）中至少部分地布置有穿孔管（16），排气能在所述第二方向（X2）上流动通过所述穿孔管。


5.根据权利要求4的催化转化器壳体，其特征在于，所述穿孔管（16）的穿孔（17）在所述管（16）的轴向方向和周向方向上是均匀的。

【专利技术属性】
技术研发人员：M·C·贝达克，J·利佩特，A·米勒，
申请(专利权)人：曼恩能源方案有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE