用于废气后处理的废气后处理系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于内燃机、尤其用于利用重燃料油供能的船用柴油内燃机的废气后处理系统，其包含SCR催化器(13)，其使用氨作为用于使废气脱氮的还原剂，且具有如在废气的流动方向上来看位于SCR催化器(13)上游的装置(15,15a,15b)，借助于该装置可将氨或在废气中被转换为氨的氨前体物质引入SCR催化器(13)上游的废气中。废气洗涤器(16)位于SCR催化器(13)的下游且任选地涡轮增压器的下游，借助于该洗涤器可将包含在离开SCR催化器(13)的废气中的余量氨连同同样包含在离开SCR催化器(13)中的废气中的氧化硫从废气从洗涤出，以形成铵盐且同时保持近似6的pH值。为了控制该废气后处理系统，可围绕SCR催化器(13)设置旁通部(20)作为废气门或包括附加的SCR催化器(21)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于内燃机、尤其是用于利用重质燃料油运行的船用柴油发动机的废气后处理系统。本专利技术此外还涉及一种根据权利要求8的前序部分的用于离开内燃机、尤其利用重质燃料油运行的船用柴油发动机的废气的废气后处理的方法。在用重质燃料油运行的内燃机的情况中，存在的特殊性是，所使用的燃料、即重质燃料油具有高的硫含量。硫氧化物可与废气的其他组分反应，并导致沉淀物，其损害了废气排放控制的有效性。这是不利的。需要一种用于内燃机的废气后处理系统，该废气后处理系统使得即使是在利用重质燃料油运行的内燃机的情况下也可实现有效的废气排放控制。
技术介绍
由文件DE102004027593A1已知一种带有废气涡轮增压和废气排放控制的内燃机。该废气涡轮增压作为带有一个废气涡轮增压器或者带有两个废气涡轮增压器的单级或两级的废气涡轮增压来实施。废气排放控制包括SCR催化转化器，其在单级废气涡轮增压的情况中在废气的流动方向上看位于废气涡轮增压器的涡轮机下游或废气涡轮增压器的涡轮机上游。在带有高压废气涡轮增压器和低压废气涡轮增压器的两级废气涡轮增压的情况中，SCR催化转化器位于高压废气涡轮增压器的高压涡轮机与低压废气涡轮增压器的低压涡轮机之间。废气后处理系统的SCR催化转化器利用氨作为还原剂用于废气脱氮。在由现有技术已知的废气后处理系统的情况中，氨或直接地被引入SCR催化转化器上游的废气中，或者是一种氨前体物质，如含水尿素溶液，其在废气流中分解或蒸发以形成蒸汽、二氧化碳和氨。这里根据实践，引入到SCR催化转化器的上游中的废气的氨或氨前体物质的量被调节成使得该量对应在SCR催化转化器中可转化的氨量，从而使得在SCR催化转化器的下游的废气中不包含氨，以由此避免非期望的氨排放。虽然借助于SCR催化转化器可减少在废气中的氮氧化物，尤其是一氧化氮和二氧化氮，但尤其对于用重质燃料油运行的内燃机来说，除了氮氧化物之外，需要减少废气中的硫氧化物，以便于减少这样的内燃机的硫氧化物排放。
技术实现思路
由此出发，本专利技术所基于的目的是创建一种新类型的用于内燃机的废气后处理系统，和一种用于废气后处理的方法。该目的通过一种根据权利要求1的用于内燃机的废气后处理系统来解决。根据本专利技术，废气洗涤器位于SCR催化转化器的下游，包含在离开SCR催化转化器的废气中的氨连同同样包含在离开SCR催化转化器的废气中的硫氧化物经由该废气洗涤器可经由该废气洗涤器在形成铵盐的情况下从使废气中洗涤出来。就本专利技术而言，废气洗涤器相应地位于SCR催化转化器下游。这里，所限定量的氨包含在SCR催化转化器下游的废气中，该限定量的氨可与硫氧化物一起从废气洗涤器区域中的废气中洗涤出来、即在形成铵盐的情况下。相应地，本专利技术的目的是将增加量的氨或者增加量的氨前体物质引入SCR催化转化器上游的废气中，从而使得在SCR催化转化器下游的废气中包含限定的氨量，该限定的氨量可被利用在废气洗涤器中，以用于在形成铵盐的情况下将硫氧化物从废气中洗涤出来。如此以来，除了脱氮，还可给废气脱硫设置简单装置，其中，利用氨来用于脱硫和脱氮。这使得废气的脱氮和脱硫尤其有效，更是因为通过在SCR催化转化器中升高氨量，可在脱氮期间达到更高的转换率。优选地，位于SCR催化转化器上游的设备将氨和/或者氨前体物质以大于在SCR催化转化器中可转化的氨量的量引入到废气中，从而使SCR催化转化器下游包含一定量的氨，从而使包含铵盐的废气洗涤器的废水的ph值介于4与8之间。以这种方式可实现废气的尤其有利的脱氮和脱硫。根据第一个有利的进一步的改进方案，设置旁路，经由其可在形成可借助于SCR催化转化器引导的废气主流的情况下将废气部分流在用于将氨和/或氨前体物质引入废气中的设备的下游和SCR催化转化器的上游从废气中分出，且随后可被输送给能在SCR催化转化器下游和废气洗涤器上游引导被引导通过SCR催化转化器的废气。根据本专利技术的第二个备选的有利的进一步的改进方案，设置旁路，经由其能在形成能被引导通过SCR催化转化器的废气主流的情况下将废气部分流在用于将氨和/或者氨前体物质引入到废气中的设备的上游和SCR催化转化器的上游从废气中分出，其中，用于将氨和/或氨前体物质引入到废气中的设备关联于该旁路并且将氨和/或氨前体物质引入到废气部分流中，以及其中，在SCR催化转化器的上游的废气部分流的第一部分能被输送给废气主流，而在SCR催化转化器的下游和废气洗涤器的上游的废气部分流的第二部分能被输送给被引导通过SCR催化转化器的废气。。利用这两种有利的进一步的改进方案，可在一定程度上相互独立地调节或控制脱氮和脱硫。最终，废气的脱氮和脱硫可以由此被进一步改善。优选的是，在上述本专利技术的第一个有利的进一步的改进方案中以及上述本专利技术的第二个有利的进一步的改进方案中，SCR催化转化器布置在旁路中，经由该旁路，可在SCR催化转化器下游和废气洗涤器上游引导被输送给废气的废气部分流或者废气部分流中的一部分。脱氮可由此被进一步改善或者在SCR催化转化器上的NOx转换率可独立于洗涤器的ph值来调节。根据本专利技术的用于废气后处理的方法在权利要求8中被限定。废气在SCR催化转化器下游经由废气洗涤器被引导，经由该废气洗涤器将包含在离开SCR催化转化器的废气中的氨连同同样包含在离开SCR催化转化器的废气中的硫氧化物一起，在形成铵盐的情况下从废气中洗涤出来。根据本专利技术的方法允许废气在利用氨的每种情况中的尤其有利的脱氮和脱硫。根据有利的进一步的改进方案，经由SCR催化转化器进口横截面来调节不同的氨浓度，从而优选地使SCR催化转化器下游的氨的均分指数低于0.8。废气洗涤器中的脱硫以及SCR催化转化器中的脱氮可以由此被进一步改善。附图说明本专利技术优选的进一步的改进方案由从属权利要求和接下来的说明中获得。本专利技术的示例性实施方案借助于附图更详细地得以阐述且不受限于此。其中：图1显示了根据本专利技术的用于内燃机的第一废气后处理系统的示意图；图2显示了根据本专利技术的用于内燃机的第二废气后处理系统的示意图；图3显示了根据本专利技术的用于内燃机的第三废气后处理系统的示意图；图4显示了根据本专利技术的用于内燃机的第四废气后处理系统的示意图；图5显示了根据本专利技术的用于内燃机的第五废气后处理系统的示意图；图6显示了根据本专利技术的用于内燃机的第六废气后处理系统的示意图；图7显示了根据本专利技术的用于内燃机的第七废气后处理系统的示意图；图8显示了根据本专利技术的用于内燃机的第八废气后处理系统的示意图；图9显示了根据本专利技术的用于内燃机的另一废气后处理系统的示意图。具体实施方式本专利技术涉及一种用于内燃机、尤其是用于利用重质燃油运行的船用柴油发动机的废气后处理系统。此外，本专利技术涉及一种用在这样的内燃机上的废气后处理的方法。图1以高度示意性的方式显示了一种带有多个汽缸11的内燃机10，其中，离开内燃机10的废气12被引导通过位于包括SCR催化转化器13的内燃机10下游的废气后处理系统。相应地，离开内燃机10的废气12作为未经处理的废气12被输送给SCR催化转化器13并作为经至少部分处理的废气14离开SCR催化转化器13。在SCR催化转化器13中，需要还原剂来用于废气排放控制，即用于废气12的脱氮，其中，利用氨作为还原剂。也可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机，尤其用于利用重质燃料油运行的船用柴油发动机的废气后处理系统，带有用于利用氨作为还原剂使废气脱氮的SCR催化转化器(13)，以及带有在所述废气的流动方向上看位于所述SCR催化转化器(13)上游的设备(15,15a,15b)，经由其，能将氨和/或在所述废气中被转化以形成氨的氨前体物质引入到所述SCR催化转化器(13)上游的废气中，其特征在于：在所述SCR催化转化器(13)下游安置有废气洗涤器(16)，经由其能将包含在离开所述SCR催化转化器(13)的废气中的氨，连同同样包含在离开所述SCR催化转化器(13)的所述废气中的硫氧化物一起在形成铵盐的情况下从所述废气中洗涤出来。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.27 DE 102014007913.91.一种用于内燃机，尤其用于利用重质燃料油运行的船用柴油发动机的废气后处理系统，带有用于利用氨作为还原剂使废气脱氮的SCR催化转化器(13)，以及带有在所述废气的流动方向上看位于所述SCR催化转化器(13)上游的设备(15,15a,15b)，经由其，能将氨和/或在所述废气中被转化以形成氨的氨前体物质引入到所述SCR催化转化器(13)上游的废气中，其特征在于：在所述SCR催化转化器(13)下游安置有废气洗涤器(16)，经由其能将包含在离开所述SCR催化转化器(13)的废气中的氨，连同同样包含在离开所述SCR催化转化器(13)的所述废气中的硫氧化物一起在形成铵盐的情况下从所述废气中洗涤出来。2.根据权利要求1所述的废气后处理系统，其特征在于：位于所述SCR催化转化器(13)上游的所述设备(15,15a,15b)，将所述氨和/或者氨前体物质，以大于在所述SCR催化转化器(13)中能转化的氨量的量引入所述废气中，从而使得在所述SCR催化转化器下游包含一定量的氨，从而使所述废气洗涤器(16)的废水的ph值介于4与8之间。3.根据权利要求2所述的废气后处理系统，其特征在于：所述设备(15,15a,15b)将所述氨和/或者氨前体物质以一定的量引入所述废气中，从而使所述废水的ph值介于5与7之间，优选地在5.5与6.5之间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的废气后处理系统，其特征在于旁路(20,20a)，经由其能在形成能被引导通过所述SCR催化转化器(13)的废气主流(12a)的情况下将废气部分流(12b)在用于将所述氨和/或氨前体物质引入所述废气中的所述设备(15,15a,16)的下游和所述SCR催化转化器(13)的上游从所述废气中分出且最后能被输送给能在所述SCR催化转化器(13)下游和所述废气洗涤器(16)上游被引导通过所述SCR催化转化器的废气(14)。5.根据权利要求1至3中任一项所述的废气后处理系统，其特征在于旁路(22)，经由其能在形成能被引导通过所述SCR催化转化器(13)的废气主流(12a)的情况下将废气部分流(12b)在用于将所述氨和/或者氨前体物质引入到所述废气中的所述设备(15)的上游和所述SCR催化转化器(13)的上游从所述废气中分出，其中，用于将所述氨和/或氨前体物质引入到所述废气中的所述设备(15,15a,15b...

【专利技术属性】
技术研发人员：A德林，
申请(专利权)人：曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE