Analyse unterschiedlicher Abgasanlagen zur Nachbehandlung von Dieselabgas mittels Selektiver Katalytischer Reduktion

Abstract

Die vorliegende Arbeit behandelt die Analyse unterschiedlicher Abgasanlagen zur Nachbehandlung von NOX mittels selektiver katalytischer Reduktion. Der NOX-Partikel Trade-Off im Dieselfahrtrieb ist ein großes Problem im Bereich der innermotorischen Maßnahme zur NOX-Reduktion. Um die zukünftige Euro 6 Norm zu erfüllen reichen die innermotorische Maßnahme nicht mehr aus. Somit entwickelt man Abgasnachbehandlungsmaßnahmen. Während beim Ottomotor die NOX Emissionen durch den 3-Wege-Katalysator erfolgreich reduziert werden können, erscheint der Einsatz des 3-Wege-Katalysators im Dieselmotor problematisch wegen des höheren λ-Wertes. Deshalb werden zur Zeit verstärkte Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Selektiven Katalytischen Reduktion (SCR), eine wichtige Abgasnachbehandlungsmaßnahme zur NOX-Reduktion, durchgeführt. Bei der Selektiven Katalytischen Reduktion handelt sich um die gezielte Umsetzung der Stickoxide am Katalysator mit Hilfe eines Reduktionsmittels. Als Reduktionsmittel wird heute statt reines Ammoniakgases eine 32,5-%-ige Harnstoffwasserlösung (HWL) zum Einsatz kommen. Ein sehr wichtiger Faktor für den Umsatzgrad der Stickoxide liegt in der Gleichverteilung von Ammoniak über den Rohrquerschnitt.<br />Eine homogene Verteilung führt zur besseren Reduktion von NOX. In dieser Masterarbeit wurde hauptsächlich die Verteilungsqualität des Reduktionsmittels im Abgas nach der Einsprizung über den Abgasrohrquerschnitt untersucht. Die NOx Rohemissionen und Konzentrationen nach SCR-Katalysator über den Querschnitt des Kat- Ausgangs wurden gemessen und die Gleichverteilungszahl ermittelt. Es wurde während der Masterarbeit untersucht, wie die folgende Faktoren die Gleichverteilung von Ammoniak beeinflussen: 1) die verwendete Mischervariante, 2) der Dosierwinkel der verwendeten Düsen, IV Jänner 11 B11010 3) der Einsatz eines Gleichrichters kurz vor dem Eingangstrichter des SCR-Katalysators, 4) die Gestaltung des Abgasrohrs, 5) die thermische Isolierung um das Abgasrohr und 6) die Form des Eingangstrichters. Anschließend wurde der Abgasgegendruck gemessen. Das Projekt wurde von einem großen Automobilhersteller beauftragt. Dabei kamen verschiedene Abgasanlagen zum Einsatz. Zusätzlich wurde eine Abgasanlage eines Mitbewerbers untersucht, die als Referenz dienen sollte.<br />