Weitere Beschränkungen der NO(x-)Emissionen für Nutzfahrzeuge und der NO2-Immission in der EU erfordern eine signifikante Verminderung von NO und NO2 im Abgas von Dieselmotoren. Entsprechend dem Stand der Technik wird die SCR-Abgasnachbehandlung wesentlicher Bestandteil zukünftiger Antriebskonzepte mit niedrigster NO(x)-Emission sein. Kostendruck und Bauraummangel erfordern kompakte und hocheffiziente Abgasreinigungssysteme. Eine zukunftsweisende Variante stellt ein zweiteiliges Hochleistungs-SCR-System mit erhöhter volumenspezifischer katalytischer Aktivität dar, das gekennzeichnet ist durch den Einsatz von: turbulenten Katalysatoren mit innerem Strömungsausgleich, die eine Erhöhung des Stofftransports und eine Homogenisierung der Edukte ermöglichen sowie Hilfskatalysatoren: Turbulente Harnstoffzersetzungskatalysatoren (H-Kats) im Teilstrom (sogen. 1/H-Vorreaktor) oder parallelgeschaltete H- und Voroxidations- Katalysatoren ( sogen. V/H-Vorreaktor). Durch Einsatz 'turbulenter' LS/PE-Strukturen mit innerem Strömungsausgleich anstatt von glattkanaligen Trägern in V/H-RO-Systemen und von Hilfskatalysatoren wird das Volumen der SCR-Katalysatoren um bis zu 40% ohne Verlust an Konvertierungsleistung vermindert und die Dynamik und das Kaltstartvermögen verbessert. Ermöglicht werden diese Fortschritte durch ein neues Beschichtungsverfahren der Süd- Chemie AG für turbulente Trägerstrukturen mit innerem Strömungsausgleich. Zur Beschichtung komplex strukturierter Träger sind neuartige Verfahren notwendig. 1. Befüllen der Metallträger mit der Washcoat-Suspension; 2. Entleerung des überschüssigen Washcoats aus dem Metallträger; 3. Trocknung und Kalzinierung. Beim Beschichten komplex strukturierter Metallwaben kommt dem Entleerungsschritt der mit Washcoat befüllten Wabe eine entscheidende Bedeutung zu. Das konzipierte Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren auf Basis komplex strukturierter Metallträger nutzt zur Entleerung von überschüssigem Washcoat aus dem Substrat die Zentrifugalkraft. Mit Hilfe dieses Verfahrens lassen sich auch komplexe Trägerstrukturen homogen mit Washcoat beschichten.
The progressing NO(x)-Exhaust Emission regulation for commercial vehicles and the upcoming NO2 ambient air quality standard in the EU require significant reduction of NO and NO2 in the exhaust gas of diesel engines. Based on the present state of technologies it is expected that SCR techniques will become a major element of future engine concepts with lowest NO(x)-emissions. Cost pressure and limited space allocation require compact and highly efficient exhaust emission control systems. A forewardlooking concept for further investigation is a two-stage, advanced high-performance SCR-System with increased volume-specific catalytic activity, characterized by 'turbulent' catalyst with internal flow exchange, enabling increased mass transfer and optimizing the homogeneity of the of the chemical reactants inside the catalyst; assistant catalysts: urea (Harnstoff)-decomposition catalyst (H-cat), with system configuration in a slip-stream (so-called 1/H-pre-reactor) or with parallel arranged H- and V-catalyst (V-catalyst, i.e. pre-oxidation catalyst), socalled V/H-pre-reactor, upstream of the SCR-catalyst. The required SCR-catalyst volume in V/H-RO system configuration with assistant catalysts can be reduced by 40 % when applying the 'turbulent' LS/PE-structure with internal flow distribution instead of the traditional laminar-flow standard catalyst structures, while maintaining the same emission reduction performance level . These improvements are achieved with the described substrate and system technology and by applying a new-developed coating technology process from Süd-Chemie for Emitec's 'turbulent'-metal catalyst substrates with internal flow exchange.
Hochleistungs-SCR-Katalysatorsystem: Garant für niedrigste NO(x)-Emission
High performance SCR catalyst system: elements to guarantee the lowest emission of NO(x)
2005
25 Seiten, 15 Bilder, 1 Tabelle, 17 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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