NOx-Verminderung bei mobilen Dieselmotoren mittels Harnstoff-SCR

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: 33743

Schlüsselwörter (Deutsch)

TP0042;Verbrennung

Kurzbeschreibung (Deutsch)

NOx-Verminderung bei mobilen Dieselmotoren mittels Harnstoff-SCR

Schlussbericht (Deutsch)

Auf der Basis früherer Erfahrungen mit Harnstoff-SCR wurde zusammen mit zwei Industriepartnern ein SCR-Prototyp für die NOx-Verminderung im Abgas eines Diesel-Mobilkrans aufgebaut. Während in Vorversuchen am PSI Katalysatorsysteme mit und ohne Vorkatalysator (zur NO2-Anhebung) evaluiert wurden, wurde beim eigentlichen Prototyp lediglich ein SCR-Katalysator eingesetzt. Das eingesetzte Volumen von rund 20 l entspricht dem doppelten Hubvolumen des Dieselmotors (9.96 l). Vergleichend wurden je ein Vollkatalysator mit 300 cpsi und ein Beschichtungskatalysator mit 400 cpsi untersucht.Aus den Messdaten des jeweiligen Katalysators im stationären Betrieb wurden verschiedene Steuer- und Regelalgorithmen für die Harnstoffdosierung entwickelt und im ESC und ETC Testzyklus erprobt. Erstmals konnte bei diesen Versuchen auch ein Sensor eingesetzt werden, der die simultane Messung von Stickoxid und Ammoniak nach Katalysator erlaubt. Damit ist es möglich, einer Dosiersteuerung (rasch) eine Regelung (langsam) zu überlagern. Mit dieser Verbesserung kann die DeNOx-Leistung des SCR-Katalysators besser genutzt werden, da langfristige Veränderungen in der NOx-Bildung des Motors und Veränderungen der Harnstoff-Dosiervorrichtung kompensiert werden können. Versuche am Beschichtungskatalysator haben ergeben, dass mit dieser Steuer-Regelstrategie auch im Dauerbetrieb Entstickungsgrade von über 80 % bei einem maximalen, mittleren Ammoniakschlupf von 10 ppm möglich sind.Diese Entwicklungsarbeiten auf dem Motorenprüfstand wurden durch experimentelle Untersuchungen in Laborreaktoren ergänzt. In einem ersten Arbeitspaket konnte das früher entwickelte Verfahren zur Herstellung von SCR-Beschichtungskatalysatoren auf der Basis TiO2-WO3-V2O5 vom Trägermaterial Cordierit auf Metall übertragen und in verschiedenen Punkten verbessert werden. In einem zweiten Arbeitspaket wurde der bisher unklare Mechanismus der schnellen SCR-Reaktion (mit äquimolaren NO-NO2-Gemischen) aufgeklärt, sowie auch wichtige Reaktionen in solchen Gasgemischen bei sehr tiefen Temperaturen (unter 200_C). Schliesslich wurden in einer weiteren Dissertation wichtige Fragen der Adsorption und Oxidation von NO untersucht.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Schär,Christoph
Koebel,Manfred
Elsener,Martin

Zugehörige Dokumente

• NOx-Verminderung bei mobilen Dieselmotoren mittels Harnstoff-SCR - Schlussbericht 2002 [PDF] 871 kB