[发明专利]对用于氧化氮的选择催化还原的系统提供还原剂的装置,系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及对用于氧化氮的选择催化还原的系统提供还原剂的还原剂提供装置，还原剂提供系统及方法。

背景技术

由于对柴油机动车、发动机低混合比工作的机动车及燃烧设备愈来愈趋于严格的氧化氮(NOx)排放极限值要求，减小氧化氮的废气再处理系统及方法具有重要意义。

迄今已公知了许多的减少氧化氮的废气再处理系统及废气再处理方法。通常在这些系统及方法中对机动车或内燃机的废气连续地或有时地输送所谓的还原剂及在专门的催化器上在可选择的与废气中的氧化氮的催化反应(SCR)中转换成无害的化合物如氮、水及可能包括一氧化碳。其中作为还原剂可使用氨、一氧化碳或碳氢化合物。在此情况下对于氧化氮的还原特别有效的还原剂为氨。

传统上氨以32.5重量％的尿素/水溶液(HWL)的形式被存储。在此情况下通过将尿素溶液喷射到废气管中及接着的尿素催化分解来产生氨。

除了氨-先质尿素外还固体的、所谓金属盐存储体，它能可逆地存储及再释放气态的氨。在此情况下以传统方式通过金属盐存储体的加热来释放氨。在机动车或内燃机工作时可使用废气余热实现热量输入。但问题是在机动车或燃烧设备的起动阶段中的热量输入。因此通常在起动阶段金属盐存储体用一个加热装置来加热。由于：

从加热装置到固态的金属盐存储体的热耦合或热传递的效率低，

由于固态的金属盐存储体的导热率小热传递有限，

在周围介质上金属盐存储体的热损耗，

金属盐存储体的大的“钝性”热质量，及

由于存储系统的惰性随着氨的无意释放在系统中存在热“过冲”的危险，这主要对于热输入的调节有高要求，

通过热输入从金属盐存储体释放氨尤其在起动阶段中很耗费能量及导致燃料或能量消耗的上升。

发明内容

根据本发明的按照权利要求1的装置，根据本发明的按照权利要求13的系统及根据本发明的按照权利要求15的方法具有其优点，即尤其在机动车或内燃机的起动阶段(冷起动)时可在能量上更有效地及更强劲地释放还原剂、例如氨。此外根据本发明的装置、根据本发明的系统及根据本发明的方法在还原剂方面的安全性上具有优点，因为还原剂的提供不需要高的温度及还原剂的释放可“数字地”进行开关。

附图说明

本发明主题的其它优点及有利构型将通过附图及其描述来说明及在以下的说明中详细地解释。这里应指出，附图仅具有所说明的特征及不被考虑来以任何形式限制本发明。

图1表示根据本发明的还原剂提供装置及该还原剂提供装置与内燃机的排气装置连接的可能性，

图2表示根据本发明的还原剂提供系统及该还原剂提供系统与内燃机的排气装置连接的可能性。

具体实施方式

图1表示根据本发明的用于氧化氮的选择催化还原的系统2的还原剂提供装置1，该氧化氮尤其在例如一个机动车、尤其柴油机动车的内燃机和/或燃烧设备和/或锅炉设备的废气中。图1表明：根据本发明的还原剂提供装置1包括一个还原剂存储介质3及一个电解装置4，5，6，7，8，9，10，11。图1还表示：该电解装置包括一个阴极6，一个阳极7及一个电解室4。这里电解室4包括还原剂存储介质3。图1还表示，阴极6及阳极7连接在电压源装置5上。此外图1还表示：阴极6及阳极7至少各部分地，尤其全部地被设置在电解室4中。

如图1所示，在本发明的实施形式的范围中电解室4通过一个隔膜8分成一个阴极室9及一个阳极室10。在图1所示的实施形式的范围中不仅阴极室9而且阳极室10均包括电解质11，最好对质子有惰性的离子液体。

图1还表示：在本发明的该实施形式的范围内电解室4、尤其电解室的阴极室9为了取出还原剂与一个管路12、尤其一个气体管路连接或可与该管路连接。通过该管路12可使释放出的还原剂以有利的方式输送到排气装置、尤其一个内燃机13的废气处理系统，尤其输送到用于机动车2、例如柴油机动车或燃烧设备如锅炉设备的氧化氮的选择催化还原的系统。

在图1所示的本发明的范围内管路12这样地与一个内燃机13的排气装置连接，其中废气首先流过一个氧化催化器14，然后流过一个柴油颗粒过滤器15，接着选择性地流过一个还原剂混合器16及再接着流过用于氧化氮的选择催化还原的催化器17，以致管路12在废气流过用于氧化氮的选择催化还原的催化器17之前将还原剂输送到废气。这里还原剂例如可在废气流过还原剂混合器16的前面被输送给废气或直接地输送给还原剂混合器16(未示出)。