[发明专利]用于在内燃机废气流中提供氨的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在内燃机的废气中提供氨的方法和设备，其中，氨可以用作用于还原氮氧化物的选择性的、车载/现场(on-board)产生的还原剂。所述方法特别有利地用于提供选择性还原剂，以选择性地催化还原带有内燃机的乘用车的废气中的氮氧化物。

背景技术

内燃机的废气包含大量物质，这些物质中也包括在太高的浓度下对生物和/或无生命的环境有不利影响的物质。为了减小例如不断增长的交通和数量不断增长的用于产生能量和/或热量的发电厂的影响，在许多国家有必须遵守的极限值。

这些不希望的排放物还包括氮氧化物(NO_X)。氮氧化物可以还原成氮分子(N₂)。这例如可以通过选择性还原剂进行。尤其是在产生富含氧气的废气流的柴油机的废气中，常常需要采用选择性还原剂，因为非选择性的还原首先会还原氧气。因此，已经提出过大量用于选择性地催化还原氮氧化物(NO_X)的选择性还原剂。其中例如包括氨或氨前体，例如尿素。然而还已知氨基甲酸铵、异氰酸和氰尿酸。在汽车行业中，特别是广泛采用尿素作为氨前体。为此特别是在商用车辆领域内已知，采有含水的氨溶液，通过将尿素水解成氨，在水解催化剂上释放出该氨溶液。所述氨在带有相应SCR-涂层(selective catalytic reduction，选择性催化还原氮氧化物)的蜂窝体中用作选择性还原剂。这有这样的缺点，即，一方面需要附加的储存箱，用于储存还原剂或还原剂前体，例如尿素溶液。此外必须定期填充所述储存箱，因此必需提供尽可能广泛和稠密的用于这种尿素溶液的供应站网点。这种系统的建立及运行成本很高，维护频繁。此外，在储存尿素溶液用完后，内燃机继续运行时不再能有效地还原氮氧化物。这些氮氧化物将被排放到大气中。

因此已经提出，车载产生还原剂。在这方面例如由DE10258185A1已知一种方法，在这种方法中借助于等离子体支持的方法产生氮氧化物，这些氮氧化物在添加含氢气体的情况下被还原成氨。这样形成的氨可以用作还原剂。此外，DE10258185A1公开了一种相应的等离子体发生器。氮氧化物的形成在比相应的内燃机废气物质流小的气流中进行。等离子体发生器产生气体放电，所述气体放电将等离子体发生器的工作气体加热到2000K以上的温度。为了使氮氧化物还原成氨，这里提出采用碳氢化合物，所述碳氢化合物通常从内燃机的燃料中获取。这导致在采用这种方法时消耗更多的燃料。

发明内容

因此，本发明的目的是，提出一种车载提供氨的方法，在所述方法中减少了为提供氨所必需的燃料量。

按照本发明，所述目的通过具有权利要求1所述特征的方法以及具有权利要求11所述特征的设备来实现。有利的改进方案是各从属权利要求的内容。

按照本发明的用于还原内燃机废气流中的氮氧化物NO_X的方法包括以下步骤：

a)用等离子体发生器产生一氧化氮(NO)；

b)可逆地储存至少一部分一氧化氮(NO)；

c)在(第一)气流中(3)将至少部分储存的和/或产生的一氧化氮(NO)还原成氨；

d)将第一气流(3)与废气流混合。