[发明专利]用于再处理内燃机废气的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于再处理汽车内燃机特别是能贫油运行的内燃机的废气的装置。

背景技术

通常已知使用SCR催化器来还原内燃机废气流中的氧化氮。在利用这种SCR催化器有选择地进行催化还原(SCR)的范围内，给废气流输送具有直接还原作用的物质例如氨或初级产品，这种初级产品释放在废气中才产生的物质。作为初级产品，例如可以使用水状尿素溶液。

因而对于在汽车中工作的内燃机而言，借助于SCR方法进行氧化氮还原很难，因为在那里会产生变化的运行条件，这使得难以按量均匀地输送还原剂。尽管一方面要尽可能高效地转化氧化氮，但另一方面也要注意，不应出现不必要地排放不需要的还原剂例如氨的现象。

与尿素分解成氨相关，已知在最佳条件下，即温度超过350℃时，所述分解分两阶段进行。首先按照

(NH₂)₂CO→NH₃+HNCO

进行热解，也就是说，将尿素热分解。然后按照

HNCO+H₂O→NH₃+CO₂

进行水解，即将异氰酸(HNCO)催化分解成氨(NH₃)和二氧化碳(CO₂)。

由于当例如使用称为的还原液体时，还原剂以溶解于水的形式存在，水在真正热解和水解之前和期间必须蒸发。如果前述两种反应的温度低于350℃或者受热很慢，则通过异氰酸的三聚化(Trimerisierung)形成主要是固态的无法溶化的三聚氰酸，这会产生固态沉积物，甚至会堵塞SCR催化器。在这里，如DE 40 38 054 A1中所述，可以通过如下方式来提供帮助：使得带有还原剂的废气流通过水解催化器。能进行定量水解时所处的废气温度因而可以下降至160℃。

为了能缩小催化器，却能使得催化器中的滞留时间恒定，也可以使得水解催化器在部分废气流中运行，该部分废气流取自废气流，且在进行水解之后又输送给所述废气流。EP 1052009 A1披露了相应的装置。然而该方法在废气温度过低时仍无法完全解决仅有部分尿素水解的问题。

因此有利的是，尽可能靠近发动机来取得所述部分废气流，以便能使得水解催化器在较高的温度水平上运行。对于废气增压的内燃机来说，更为有利的是，在涡轮增压器之前就取得部分废气流，并在涡轮增压器的下游又将所述部分废气流输送回去。

尽管有所有这些措施，通常特别是当NH₃前身物质如尿素或尿素水溶液和废气未均匀地沿着整个通流横截面分布时，仍无法避免形成三聚氰酸、三聚氰胺或其它并非所愿的固态反应物。这里特别严重的是，在管壁或尿素分解催化器上局部出现大量还原剂，而同时在这些地方的局部流速很小。这会使得由废气无法提供足够多的热量，以确保将还原剂定量地分解成NH₃。更确切地说，在这些地方会形成由并非所愿的还原剂分解物构成的前述沉积物。

这种效应还会因为下述情况而更为严重，即在车辆中只有很有限的安装空间可供提供还原剂使用，致使特别是在流过催化器情况下输入段长度很短，这由于有流动死区、横截面突变和/或流体分离又造成沿着催化器横截面均匀分布的情况很差。

例如DE 42 03 807 A1或DE 43 08 542 A1披露了其它用于废气再处理的装置，其中通过定量装置的喷嘴给废气流输送作为还原剂的尿素溶液，所述还原剂在后置的水解催化器中通过热反应和催化反应被转化为NH₃和CO₂。设置在水解催化器下游的SCR催化器(有选择性的催化还原)于是将废气流中含有的氧化氮NO_x大量地还原成氮气和水蒸气。

发明内容

本发明的目的是，提出一种用于对汽车例如商用车的内燃机特别是能贫油运行的内燃机的排气设备中的废气进行再处理的装置，该装置能以简单的且功能可靠的方式在功能上特别是在定量上改善地分解废气中的还原剂，且需要很小的结构空间。

该目的通过权利要求1的特征得以实现。从属权利要求所述内容为本发明的有利的特别是符合目的的改进。

根据权利要求1，设置有一种用于对汽车的内燃机特别是能贫油运行的内燃机的排气设备中的废气进行再处理的装置，该装置具有至少一个接入到废气流中的还原剂分解催化器特别是水解催化器。此外，为此在上游在排气管路上设置有用于输送还原剂特别是用于输送水状的尿素溶液的定量装置。