本发明专利技术涉及紧凑的废气后处理系统。具体地，本发明专利技术涉及一种设
备，其利用至少一个催化器和/或颗粒过滤器和/或颗粒分离器来转化
内燃机废气成分并利用至少一个可相对移动的补偿器来补偿内燃机
和废气管道之间的相对移动和/或废气管道不同部件的相对移动。
其中该至少一个用于转化废气成分的催化器和/或该至少一个颗
粒过滤器和/或至少一个颗粒分离器安装在该补偿器(20.1-20.8、
20.X、20.Y、20.Z)内和/或与该补偿器以不可拆卸的方式连接的废气
管道的部件内。该催化器和/或该颗粒过滤器和/或颗粒分离器的外径
小于或等于该补偿器(20.1-20.8、20.X、20.Y、20.Z)的内径。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种设备，其利用至少 一个催化器(Katalysator)和/或颗 粒过滤器和/或颗粒分离器(Partikelabscheider )来转化内燃机废气成 分并利用至少一个可相对移动的补偿器(Kompensator)来补偿内燃机 和废气管道之间的相对移动和/或废气管道不同部件之间的相对移动。
技术介绍
基于日益严格的不再能仅通过发动机措施符合的废气限值，目前 大多内燃机均配置有后处理系统以用于降低有害物质的排放。 其例如可以涉及-三通催化器(Drei-Wege-Katalysator) -NC^存贮催化器 -柴油氧化催化器 -SCR催化器 -颗粒过滤器因为颗粒过滤器和SCR催化器有较新的发展，所以下面给以简短 描述。除固体颗粒之外氧化氮(Stickoxide)也属于在燃烧过程中产生并 一再降低其允许排放量的受限废气成分。为降低汽车中运行的内燃机 的这类废气成分，目前使用了各种方法。降低氧化氮主要借助于催化 器(Katalysator),在富氧废气中还需还原剂，以提高选择性和NOx 转化率(Umsatze)。已知这类方法总称为SCR法，SCR代表"选择性 催化还原"。多年来已用于发电厂领域，近几年也用于内燃机 (Brennkraftmaschine)中。这类方法的详述参见DE 3428232 Al。可使 用含V20s的混合氡化物如以V20s/W03/Ti02形式作为SCR催化器。 其中典型的丫205含量为0.2-3%。作为还原剂在实际应用中可使用氨 或释放出氨的呈固态或溶液形式的化合物如尿素或甲酸铵。为了转化 1摩尔一氧化氮需要1摩尔的氨。4NO + 4NH3 + 02 。 4N2 + 6H20 (1)如果在SCR催化器前接有用于形成N02的含铂的NO氧化催化器 2NO + 02 2N02 (2)则该SCR反应可大大加速，并明显增加了低温活性 NO + 2NH3 + N02 ^ 2N2 + 3H20 (3)在汽车中运行的内燃机情况下，用SCR方法难以发生氧化氮还 原，因为这里存在变换的运行条件，这使得难以实现还原剂的按量配 量。虽然一方面应达到尽可能高的氧化氮转化率，但另一方面应注意 到不造成未消耗的氨的排放。为有助于此，常使用设置于SCR催化器 下游的阻氨催化器(Ammoniak-Sperrkatalysator),其将过量的氨转化成 氮和水蒸气。此外，当在SCR催化器中废气温度高于650'C时，使用 ￥205作为SCR催化器的活性材料可能出现问题，这是因为这时V205升华。由此，对于高温应用使用不含V20s的铁沸石或铜沸石。为最小化细颗粒(Feinstoffpartikel)可在发电厂领域及汽车中使用 所谓的颗粒分离器或颗粒过滤器。汽车中应用的带有颗粒分离器的典 型装置例如在EP 1072765 Al中有所描述。这类装置与带有颗粒过滤 器的装置的差别在于颗粒分离器的通道直径明显大于所存在的最大 颗粒的直径，而在颗粒过滤器中该过滤器通道的直径在颗粒直径的范 围内。由于这种差别，颗粒过滤器有被堵塞的危险，这增加废气的背 压并降低发动机功率。带有颗粒过滤器的装置和方法参见EP 0341832 A2。上述的两种装置或方法的特征在于，在每一情形下安装在颗粒分 离器或颗粒过滤器上游的氧化催化器(至少一种含铂作为活性物质的 催化器)也借助于所含的残余氣将废气中的一氧化氮氧化成二氧化 氮，所述二氧化氮进而在颗粒分离器或颗粒过滤器中与碳颗粒转化为 CO、 C02、 N2和NO。以此方式，进行沉积的固体颗粒的连续除去。2N02 + C ^> 2NO + C02 (4) 2N02 + C 。 2NO + CO (5) 2C + 2N02 ^ N2 + 2C02 (6)在颗粒分离器或颗粒过滤器中去除沉积的炭黑颗粒的另一种可能性在于，在再生循环(Regenerationszyklen)中于高温下用废气中存在的 氧来氧化该炭黑颗粒。C + 02 ^ C02 (7)为满足未来生效的废气规定，需同时使用减少氧化氮排放的装置 以及减少固体颗粒排放的装置。为此已知各种装置和方法。在DE 10348799 Al中描述了一种装置，该装置由氧化催化器、废 气流中安装在该氧化催化器下游的SCR催化器和在废气流中进而安 装在SCR催化器下游的颗粒过滤器组成。适于在SCR催化器中进行 的选择性催化反应的还原剂的加入可直接在SCR催化器前经与内燃 机运行参数有关的可控尿素喷入设备实现。该装置的缺点是，在氧化 催化器中产生的二氧化氮通过在SCR催化器中的选择性催化还原基 本上全部耗尽，以致不能提供给下游安装的颗粒过滤器中沉积的固体 颗粒的转化所用。因此该颗粒过滤器的再生必须通过昂贵的废气流的 循环加热来实现，其中废气流富集有未燃烧的烃。这通过对燃烧混合 物加润滑油或在颗粒过滤器前喷入燃料发生。这类用于颗粒过滤器再 生的装置一方面是耗费的和因而是昂贵的，另一方面位于装置末端的 颗粒过滤器的循环再生又重新产生不再可由废气中去除的有害物质。 此外，在使用颗粒过滤器时可导致过滤器由油灰所堵塞，以致必须以 一定的时间间隔拆卸和清洁该过滤器。由EP 1054722 Al中已知另 一种由颗粒过滤器和用于选择性催化 反应的装置的组合。其中所述装置由安装在废气流中的提高废气中二 氣化氮含量的氧化催化器、下游安装的固体过滤器、用于还原液体的 存储容器(Reservoir)、以及安装在固体过滤器后的还原液体的喷入 设备和在其下游废气流中安装的SCR催化器组成。虽然上述装置可利 用在氧化催化器中产生的二氧化氮连续转化在固体过滤器中沉积的 炭黑类的固体颗粒，但有一个另外的重要缺点。该颗粒过滤器引起废 气的冷却，以致例如在使用现今市场上的常规牌号为AdBlue的还原 液体时，该在下面导管区的废气温度特别在内燃机启动后或在内燃机9运行中是太低了 ，以致在不形成有问题的副产物即33%的含水尿素溶 液情况下不能产生氨。关于尿素((NH2)2CO)分解成氨(NH3)是已知的，其在最佳条件(温度 大于350。C)下以两步发生，首先按(NH2)2CO ^ NH3 + HNCO (8)发生热解，即尿素的热分解。接着按HNCO + H20 ^ NH3 + C02 (9)发生水解，即异氰酸(HNCO)催化分解成氨(NH3)和二氧化碳(C02)。 因为在使用AdBlue时还原剂以一种在水中溶解的形式存在，所以 在实际的热解和水解前和期间必须将水蒸发掉。如果在前述(8)和(9)反应中的温度低于350。C或仅緩慢加热， 则由DE4038054 Al所知，通过按(8)形成的异氛酸的三聚反应按下式 形成主要是固态的不可熔的氰尿酸3HNCO 、歐-督c(HNC(:)h (10)该氰尿酸导致下游连接的SCR催化器的堵塞。如在DE 4038054中 所述，补救可如此实现，即使加栽有还原剂的废气流在水解催化器上 流过。将该可发生定量水解的废气温度可压低到160°C。在所述出版 物中也描述了相应催化器的结构和组成如配有水解催化器的S C R催 化器体系的结构和功能。为减小(verkleinern )催化器但在催化器中的停留时间仍为恒定， 则该水解催化器也在废气分流中运行，该废本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种设备，其利用至少一个催化器和／或颗粒过滤器和／或颗粒分离器来转化内燃机废气成分并利用至少一个可相对移动的补偿器来补偿内燃机和废气管道之间的相对移动和／或废气管道不同部件的相对移动，其特征在于， －该至少一个用于转化废气成分的催化器 和／或该至少一个颗粒过滤器和／或至少一个颗粒分离器安装在该补偿器（２０．１－２０．８、２０．Ｘ、２０．Ｙ、２０．Ｚ）内和／或安装在与该补偿器以不可拆卸的方式连接的废气管道的部件内， －该催化器和／或该颗粒过滤器和／或颗粒分离器的外径小 于或等于该补偿器（２０．１－２０．８、２０．Ｘ、２０．Ｙ、２０．Ｚ）和／或与该补偿器以不可拆卸的方式连接的废气管道的部件的内径。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·基斯特纳，A·多林，
申请(专利权)人：德国曼商用车辆股份公司，
类型：发明
国别省市：DE
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