DE-102021129852-B4 - Abgasnachbehandlungssystem eines als Gasmotor oder Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Motors, Motor und Verfahren zum Betreiben desselben

Abstract

Abgasnachbehandlungssystem (1) eines als Gasmotor oder als Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Motors, mit einem Katalysator (3), welcher von Abgas durchströmbar ist, mit einem sich durch eine Ausnehmung (5) im Katalysator (3) erstreckenden Steuerrohr (4), welches relativ zum Katalysator (3) verlagerbar ist und welches ebenfalls von Abgas durchströmbar ist, mit einem Aktuator (6), der eingerichtet ist, das Steuerrohr (4) abhängig von mindestens einer Betriebsbedingung des Motors und/oder mindestens einer Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystems (1) relativ zum Katalysator (3) zu verlagern, derart dass in einer ersten Relativposition des Steuerrohrs (4) relativ zum Katalysator (3) der Katalysator (3) von Abgas durchströmbar ist jedoch nicht das Steuerrohr (4), und dass in einer zweiten Relativposition des Steuerrohrs (4) relativ zum Katalysator (3) das Steuerrohr (4) von Abgas durchströmbar ist jedoch nicht der Katalysator (3), wobei das Steuerrohr (4) an einem ersten Abschnitt (4a) einen ersten Verschlusskörper (13) radial außen trägt, der in der ersten Relativposition des Steuerrohrs (4) die Durchströmung des Katalysators (3) mit Abgas zulässt und der in der zweiten Relativposition des Steuerrohrs (4) die Durchströmung des Katalysators (3) mit Abgas unterbindet.

Inventors

• Klaus Strobl

Assignees

• EVERLLENCE SE

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20211116

Claims (9)

1. Abgasnachbehandlungssystem (1) eines als Gasmotor oder als Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Motors, mit einem Katalysator (3), welcher von Abgas durchströmbar ist, mit einem sich durch eine Ausnehmung (5) im Katalysator (3) erstreckenden Steuerrohr (4), welches relativ zum Katalysator (3) verlagerbar ist und welches ebenfalls von Abgas durchströmbar ist, mit einem Aktuator (6), der eingerichtet ist, das Steuerrohr (4) abhängig von mindestens einer Betriebsbedingung des Motors und/oder mindestens einer Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystems (1) relativ zum Katalysator (3) zu verlagern, derart dass in einer ersten Relativposition des Steuerrohrs (4) relativ zum Katalysator (3) der Katalysator (3) von Abgas durchströmbar ist jedoch nicht das Steuerrohr (4), und dass in einer zweiten Relativposition des Steuerrohrs (4) relativ zum Katalysator (3) das Steuerrohr (4) von Abgas durchströmbar ist jedoch nicht der Katalysator (3), wobei das Steuerrohr (4) an einem ersten Abschnitt (4a) einen ersten Verschlusskörper (13) radial außen trägt, der in der ersten Relativposition des Steuerrohrs (4) die Durchströmung des Katalysators (3) mit Abgas zulässt und der in der zweiten Relativposition des Steuerrohrs (4) die Durchströmung des Katalysators (3) mit Abgas unterbindet.
2. Abgasnachbehandlungssystem (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der Katalysator (3) ein Ringkatalysator ist, der radial innen im Bereich der das Steuerrohr (4) aufnehmenden Ausnehmung (5) von einem ersten Katalysatorrohr (7) begrenzt ist, der radial außen von einem zweiten Katalysatorrohr (8) und/oder einem Druckreaktor (9) begrenzt ist, und der an einem ersten axialen Ende (10) eine Strömungseintrittsseite für Abgas und an einem zweiten axialen Ende (11) eine Strömungsaustrittsseite für Abgas aufweist.
3. Abgasnachbehandlungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2 , dadurch gekennzeichnet , dass das Steuerrohr (4) an einem zweiten Abschnitt (4b) einen zweiten Verschlusskörper (14) trägt, der in der ersten Relativposition des Steuerrohrs (4) einen Spalt (15) zwischen dem Steuerrohr (4) und dem Katalysator (3) abdichtet.
4. Abgasnachbehandlungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass das Steuerrohr (4) an einem dritten Abschnitt (4c) Ausnehmungen (16) aufweist, die in der ersten Relativposition des Steuerrohrs (4) versperrt und die in der zweiten Relativposition des Steuerrohrs (4) freigegeben sind.
5. Abgasnachbehandlungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , gekennzeichnet durch eine Sprüheinrichtung (17) für ein Regenerationsmittel, über die in der ersten Relativposition des Steuerrohrs (4) relativ zum Katalysator (3) und in der zweiten Relativposition des Steuerrohrs (4) relativ zum Katalysator (3) Regenerationsmittel in den Katalysator (3) einbringbar ist.
6. Abgasnachbehandlungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , gekennzeichnet durch mindestens einen Sensor (23, 24, 25), um die mindestens eine Betriebsbedingung des Motors und/oder die mindestens eine Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystems zu erfassen.
7. Abgasnachbehandlungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , gekennzeichnet durch ein Steuergerät, um den Aktuator (6) abhängig von der mindestens einen Betriebsbedingung des Motors und/oder der mindestens einen Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystem anzusteuern.
8. Motor, nämlich Gasmotor oder Dual-Fuel-Motor, mit einem Abgasnachbehandlungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 .
9. Verfahren zum Betreiben des Abgasnachbehandlungssystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , wobei dann, wenn im Motor ein gasförmiger Kraftstoff verbrannt wird, das Steuerrohr (4) in die erste Relativposition relativ zum Katalysator (3) verlagert ist oder wird, wobei dann, wenn im Motor ein flüssiger Kraftstoff verbrannt wird, und/oder dann, wenn eine Motorstörung vorliegt, und/oder dann, wenn der Motor angefahren wird, und/oder dann, wenn der Motor abgefahren wird, und/oder dann, wenn ein Abgasüberhitzung vorliegt, und/oder dann, wenn der Katalysator regeneriert wird, das Steuerrohr (4) in die zweite Relativposition relativ zum Katalysator (3) verlagert ist oder wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem eines als Gasmotor oder als Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Motors. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen als Gasmotor oder Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Motor und ein Verfahren zum Betreiben des Abgasnachbehandlungssystems bzw. des Motors. Großmotoren, wie sie zum Beispiel auf Schiffen als Brennkraftmaschinen zum Einsatz kommen, werden zunehmend als Gasmotoren oder Dual-Fuel-Motoren ausgeführt. In Gasmotoren wird ein gasförmiger Kraftstoff, wie zum Beispiel Erdgas, verbrannt. In Dual-Fuel-Motoren kann in einem Gaskraftstoff-Betriebsmodus ein gasförmiger Kraftstoff, wie zum Beispiel Erdgas, und in einem Flüssigkraftstoff-Betriebsmodus ein flüssiger Kraftstoff, wie zum Beispiel Dieselkraftstoff, verbrannt werden. Das Abgas solcher Großmotoren muss gereinigt werden. Hierzu verfügen Motoren über Abgasnachbehandlungssysteme. Es besteht Bedarf an einem kompakt bauenden Abgasnachbehandlungssystem eines als Gasmotor oder Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Motors, insbesondere eines Großmotors, der vorzugsweise als Antriebsaggregat auf einem Schiff zum Einsatz kommt. Die Dokumente DE 692 19 485 T2 und WO 2004/ 053 313 A1 beschreiben Abgasnachbehandlungssysteme. Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Abgasnachbehandlungssystem eines als Gasmotor oder als Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Motors und einen Motor mit einem solchen Abgasnachbehandlungssystem zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Abgasnachbehandlungssystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem weist einen Katalysator auf, welcher von Abgas durchströmbar ist. Das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem weist ferner ein sich durch eine Ausnehmung im Katalysator erstreckendes Steuerrohr auf, welches relativ zum Katalysator verlagerbar ist und welches ebenfalls von Abgas durchströmbar ist. Das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem weist ferner einen Aktuator auf, der eingerichtet ist, das Steuerrohr abhängig von mindestens einer Betriebsbedingung des Motors und/oder mindestens einer Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystem relativ zum Katalysator zu verlagern, derart dass in einer ersten Relativposition des Steuerrohrs relativ zum Katalysator der Katalysator von Abgas durchströmbar ist jedoch nicht das Steuerrohr, und dass in einer zweiten Relativposition des Steuerrohrs relativ zum Katalysator das Steuerrohr von Abgas durchströmbar ist jedoch nicht der Katalysator. Beim erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystem ist das Steuerrohr in den Katalysator derart integriert, dass das Steuerrohr eine Ausnehmung im Katalysator durchdringt und relativ zum Katalysator verlagerbar ist. In der ersten Relativposition des Steuerrohrs ermöglicht dasselbe eine Abgasströmung durch den Katalysator, in der zweiten Relativposition des Steuerrohrs unterbindet dasselbe die Abgasströmung durch den Katalysator, lässt jedoch die Abgasströmung durch sich selbst zu. Ein derartiges Abgasnachbehandlungssystem benötigt wenig Bauraum. Auf Bypassrohre, Isolierungen, Klappen, Berstscheiben sowie Steuerventile für die Bypassrohre kann verzichtet werden. Vorzugsweise ist der Katalysator ein Ringkatalysator, der radial innen im Bereich der das Steuerrohr aufnehmenden Ausnehmung von einem ersten Katalysatorrohr begrenzt ist, der radial außen von einem zweiten Katalysatorrohr und/oder einem Druckreaktor begrenzt ist, der an einem ersten axialen Enden eine Strömungseintrittsseite für Abgas und an einem zweiten axialen Ende eine Strömungsaustrittsseite für Abgas aufweist. Ein derartiger Katalysator ist zur Gewährleistung einer kompakten Bauform des Abgasnachbehandlungssystems besonders bevorzugt. Erfindungsgemäß trägt das Steuerrohr an einem ersten Abschnitt einen ersten Verschlusskörper, der in der ersten Relativposition des Steuerrohrs die Durchströmung des Katalysators zulässt und der in der zweiten Relativposition des Steuerrohrs die Durchströmung des Katalysators unterbindet. Auch dies dient der Bereitstellung einer kompakten Bauform des Abgasnachbehandlungssystems. Vorzugsweise trägt das Steuerrohr an einem zweiten Abschnitt einen zweiten Verschlusskörper, der in der ersten Relativposition des Steuerrohrs einen Spalt zwischen dem Steuerrohr und dem Katalysator abdichtet. Hiermit kann der benötigte Bauraum des Abgasnachbehandlungssystems vorteilhaft reduziert werden. Vorzugsweise weist das Steuerrohr an einem dritten Abschnitt Ausnehmungen auf, die in der in der ersten Relativposition des Steuerrohrs versperrt und der in der zweiten Relativposition des Steuerrohrs offen sind. Auch die dienen der Reduzierung des Bauraumbedarfs des Abgasnachbehandlungssystems. Vorzugsweise weist das Abgasnachbehandlungssystem eine Sprüheinrichtung für ein Regenerationsmittel auf, über die in der ersten Relativposition des Steuerrohrs relativ zum Katalysator und in der zweiten Relativposition des Steuerrohrs relativ zum Katalysator ein Regenerationsmittel in den Katalysat