Reduction of emissions and unregulated components with DPF + SCR

• Autorzy: Czerwinski J. , Mayer A. , Stępień Z. , Oleksiak S. , Otto A.

Warianty tytułu

PL

Redukcja emisji i nielimitowanych składników spalin silnika z DPF + SCR

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The combined Diesel exhaust gas aftertreatment systems (DPF + SCR) are today the best available technology (BAT) to radically reduce the critical Diesel emission particles (PM & NP) and nitric oxides (NOx). SCR (selective catalytic reduction) is regarded as the most efficient deNOx-system. The combined systems are already offered today by several suppliers for retrofitting the HD vehicles. Quality testing and standards for those quite complex systems are needed to enable decisions of several authorities to promote the retrofitting. The presented results are a part of the international network project VERT dePN (de-activation, de-contamination, disposal of particles and NOx), with the objective to introduce the SCR-, or combined DPF + SCR-systems in the VERT verification procedure. Examples of results for some of the investigated systems are given. The most important findings are: the investigated combined dePN systems (DPF+SCR) for dynamic engine application efficiently reduce the target emissions with deNOx-efficiencies up to 92% (if operated in the right temperature window) and particle number filtration efficiency up to 100%, the ammonia slip can be efficiently eliminated by the slip-cat, the average NOx conversion rate at transient operation (ETC) strongly depends on the exhaust gas temperature profile and the resulting urea dosing control, the particle number filtration efficiency, which is verified at stationary engine operation, is valid also at the transient operation. The presented results will be confirmed in the further project activities in other systems. A special attention has to be paid to the operational profiles, which are representative for low emission zones LEZ.

PL

Zespolone układy obróbki spalin (DPF + SCR) są dzisiaj najbardziej skuteczną technologią radykalnego obniżenia krytycznych składników emisji silnika Diesla, tj. cząstek stałych (PM i NP) i tlenków azotu (NOx). SCR (selektywna redukcja katalityczna) jest uznana za najbardziej efektywny system redukcji NOx. Zespolone układy obróbki spalin do retrofittingu pojazdów z ciężkimi silnikami Diesla (HD) są już oferowane przez kilku producentów. Istotnego znaczenia nabierają badania jakości i standardy dla tych dość skomplikowanych systemów, potrzebne dla przekonania władz do promocji retrofittingu. Prezentowane wyniki są częścią międzynarodowego sieciowego projektu VERT dePN (deaktywacja, zapobieganie osadzaniu i usuwanie cząstek stałych i NOx), ukierunkowanego na wprowadzenie do powszechnego stosowania systemów SCR lub złożonych układów SCR + DPF, weryfikowanych według procedury VERT. W artykule podano wyniki dla niektórych badanych systemów. Najistotniejsze spostrzeżenia: badane zespolone systemy dePN (DPF + SCR) przeznaczone do eksploatowanych w warunkach dynamicznych silników efektywnie redukują końcową emisję NOx – efektywność do 92% (przy utrzymaniu odpowiedniego zakresu temperatur); pod względem ilościowej emisji cząstek stałych sprawność filtracji wynosi do 100%, bezwładność w zakresie zmian wymaganej ilości amoniaku może być efektywnie eliminowana przez odpowiedni katalizator (slip-cat), średni stopień konwersji NOx w nieustalonych warunkach pracy (ETC) jest mocno uzależniony od profilu zmian temperatury gazów wylotowych i układu regulacji dozowania mocznika, efektywność filtracji cząstek stałych pod względem ilości, weryfikowana w stałych warunkach pracy, jest obowiązująca również w warunkach nieustalonych. Przedstawione wyniki badań będą potwierdzone w innych projektach, z zastosowaniem innych systemów. Szczególnej uwadze poddano profile użytkowania, które są reprezentatywne dla stref niskiej emisji (LEZ).

Słowa kluczowe

EN

emissions; reduction of exhaust; diesel engine; retrofitting

PL

emisja spalin; redukcja spalin; silnik Diesla; retrofitting

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 65, nr 11
• Strony: 829--838
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Czerwinski J.

• University of Applied Sciences, Biel-Bienne, Switzerland

autor

Mayer A.

• Technik Thermische Maschinen, Switzerland

autor

Stępień Z.

• Oil and Gas Institute, Kraków, Poland

autor

Oleksiak S.

autor

Otto A.

• Western Norway Research Institute, Sogndal, Norway

Bibliografia

• [1]. Frank W.; Hüthwohl G. Maurer B.: SCR – Technologie für Nutzfahrzeuge. Purem Abgassysteme GmbH, MTZ 9/2004, s. 632.
• [2]. Girard J.; Snow R., Cavataio G., Lambert Ch.: The Influence of Ammonia to NOx Ratio on SCR Performance. SAE Techn. Paper 2007-01-1581.
• [3]. Görsmann C.: Retrofit SCRT® – A retrofit system for the simultaneous reduction of carbon monoxide, hydrocarbon, soot particulate and oxides of nitrogen emissions from commercial vehicles. 4. FAD – Konferenz, Dresden, Nov. 2006, p. 155.
• [4]. Hoard J., Snow R., Xu L., Gierczak Ch., Hammerle R., Montreuil C., Farooq S.I.: NOx Measurement Errors in Ammonia-Containing Exhaust. SAE Techn. Paper 2007-01-0330.
• [5]. Jacob E.: Ammonia Generators for GD-KAT (advanced SCR) Systems. MAN. 2. Emission Control 2004, TU Dresden 17/18 Juni 2004, s. 358.
• [6]. www.lowemissionzones.eu.
• [7]. Xu L., Watkins W., Snow R., Graham G., McCabe R., Lambert Ch., Carter III R.O.: Laboratory and Engine Study of Urea-Related Deposits in Diesel Urea – SCR After-Treatment Systems. SAE Techn. Paper 2007-01-1582.