專利名稱：對(duì)用于氧化氮的選擇催化還原的系統(tǒng)提供還原劑的裝置,系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)用于氧化氮的選擇催化還原的系統(tǒng)提供還原劑的還原劑提供裝置，還原劑提供系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
由于對(duì)柴油機(jī)動(dòng)車、發(fā)動(dòng)機(jī)低混合比工作的機(jī)動(dòng)車及燃燒設(shè)備愈來愈趨于嚴(yán)格 的氧化氮(NOx)排放極限值要求，減小氧化氮的廢氣再處理系統(tǒng)及方法具有重要意義。迄今已公知了許多的減少氧化氮的廢氣再處理系統(tǒng)及廢氣再處理方法。通常 在這些系統(tǒng)及方法中對(duì)機(jī)動(dòng)車或內(nèi)燃機(jī)的廢氣連續(xù)地或有時(shí)地輸送所謂的還原劑及在專 門的催化器上在可選擇的與廢氣中的氧化氮的催化反應(yīng)(SCR)中轉(zhuǎn)換成無害的化合物如 氮、水及可能包括一氧化碳。其中作為還原劑可使用氨、一氧化碳或碳?xì)浠衔?。在?情況下對(duì)于氧化氮的還原特別有效的還原劑為氨。傳統(tǒng)上氨以32.5重量％的尿素/水溶液(HWL)的形式被存儲(chǔ)。在此情況下通 過將尿素溶液噴射到廢氣管中及接著的尿素催化分解來產(chǎn)生氨。除了氨-先質(zhì)尿素外還固體的、所謂金屬鹽存儲(chǔ)體，它能可逆地存儲(chǔ)及再釋放 氣態(tài)的氨。在此情況下以傳統(tǒng)方式通過金屬鹽存儲(chǔ)體的加熱來釋放氨。在機(jī)動(dòng)車或內(nèi)燃 機(jī)工作時(shí)可使用廢氣余熱實(shí)現(xiàn)熱量輸入。但問題是在機(jī)動(dòng)車或燃燒設(shè)備的起動(dòng)階段中的 熱量輸入。因此通常在起動(dòng)階段金屬鹽存儲(chǔ)體用一個(gè)加熱裝置來加熱。由于從加熱裝置到固態(tài)的金屬鹽存儲(chǔ)體的熱耦合或熱傳遞的效率低，由于固態(tài)的金屬鹽存儲(chǔ)體的導(dǎo)熱率小熱傳遞有限，在周圍介質(zhì)上金屬鹽存儲(chǔ)體的熱損耗，金屬鹽存儲(chǔ)體的大的“鈍性”熱質(zhì)量，及由于存儲(chǔ)系統(tǒng)的惰性隨著氨的無意釋放在系統(tǒng)中存在熱“過沖”的危險(xiǎn)，這主 要對(duì)于熱輸入的調(diào)節(jié)有高要求，通過熱輸入從金屬鹽存儲(chǔ)體釋放氨尤其在起動(dòng)階段中很耗費(fèi)能量及導(dǎo)致燃料或 能量消耗的上升。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的按照權(quán)利要求1的裝置，根據(jù)本發(fā)明的按照權(quán)利要求13的系統(tǒng)及 根據(jù)本發(fā)明的按照權(quán)利要求15的方法具有其優(yōu)點(diǎn)，即尤其在機(jī)動(dòng)車或內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段 (冷起動(dòng))時(shí)可在能量上更有效地及更強(qiáng)勁地釋放還原劑、例如氨。此外根據(jù)本發(fā)明的裝 置、根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)及根據(jù)本發(fā)明的方法在還原劑方面的安全性上具有優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)檫€ 原劑的提供不需要高的溫度及還原劑的釋放可“數(shù)字地”進(jìn)行開關(guān)。


本發(fā)明主題的其它優(yōu)點(diǎn)及有利構(gòu)型將通過附圖及其描述來說明及在以下的說明 中詳細(xì)地解釋。這里應(yīng)指出，附圖僅具有所說明的特征及不被考慮來以任何形式限制本 發(fā)明。圖1表示根據(jù)本發(fā) 明的還原劑提供裝置及該還原劑提供裝置與內(nèi)燃機(jī)的排氣裝 置連接的可能性，圖2表示根據(jù)本發(fā)明的還原劑提供系統(tǒng)及該還原劑提供系統(tǒng)與內(nèi)燃機(jī)的排氣裝 置連接的可能性。
具體實(shí)施例方式圖1表示根據(jù)本發(fā)明的用于氧化氮的選擇催化還原的系統(tǒng)2的還原劑提供裝置 1，該氧化氮尤其在例如一個(gè)機(jī)動(dòng)車、尤其柴油機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)和/或燃燒設(shè)備和/或鍋 爐設(shè)備的廢氣中。圖1表明根據(jù)本發(fā)明的還原劑提供裝置1包括一個(gè)還原劑存儲(chǔ)介質(zhì) 3及一個(gè)電解裝置4，5，6，7，8，9，10，11。圖1還表示該電解裝置包括一個(gè)陰極 6，一個(gè)陽極7及一個(gè)電解室4。這里電解室4包括還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)3。圖1還表示， 陰極6及陽極7連接在電壓源裝置5上。此外圖1還表示陰極6及陽極7至少各部分 地，尤其全部地被設(shè)置在電解室4中。如圖1所示，在本發(fā)明的實(shí)施形式的范圍中電解室4通過一個(gè)隔膜8分成一個(gè)陰 極室9及一個(gè)陽極室10。在圖1所示的實(shí)施形式的范圍中不僅陰極室9而且陽極室10均 包括電解質(zhì)11，最好對(duì)質(zhì)子有惰性的離子液體。圖1還表示在本發(fā)明的該實(shí)施形式的范圍內(nèi)電解室4、尤其電解室的陰極室9 為了取出還原劑與一個(gè)管路12、尤其一個(gè)氣體管路連接或可與該管路連接。通過該管路 12可使釋放出的還原劑以有利的方式輸送到排氣裝置、尤其一個(gè)內(nèi)燃機(jī)13的廢氣處理系 統(tǒng)，尤其輸送到用于機(jī)動(dòng)車2、例如柴油機(jī)動(dòng)車或燃燒設(shè)備如鍋爐設(shè)備的氧化氮的選擇催 化還原的系統(tǒng)。在圖1所示的本發(fā)明的范圍內(nèi)管路12這樣地與一個(gè)內(nèi)燃機(jī)13的排氣裝置連接， 其中廢氣首先流過一個(gè)氧化催化器14，然后流過一個(gè)柴油顆粒過濾器15，接著選擇性地 流過一個(gè)還原劑混合器16及再接著流過用于氧化氮的選擇催化還原的催化器17，以致管 路12在廢氣流過用于氧化氮的選擇催化還原的催化器17之前將還原劑輸送到廢氣。這 里還原劑例如可在廢氣流過還原劑混合器16的前面被輸送給廢氣或直接地輸送給還原劑 混合器16(未示出)。圖2表示根據(jù)本發(fā)明的還原劑提供系統(tǒng)18，它除了根據(jù)本發(fā)明的還原劑提供裝 置1外還包括另一個(gè)、例如傳統(tǒng)的還原劑提供裝置19。這里根據(jù)本發(fā)明的還原劑提供裝 置1以有利的方式在內(nèi)燃機(jī)13的起動(dòng)階段(冷起動(dòng)階段)期間提供還原劑，而另一還原 劑提供裝置19則在內(nèi)燃機(jī)13達(dá)到工作溫度后被用作還原劑主存儲(chǔ)體，它最好由在工作階 段中形成的廢氣熱量來加熱。圖2還表明，在本發(fā)明的實(shí)施形式的范圍內(nèi)根據(jù)本發(fā)明的還原劑提供裝置1及 另一還原劑提供裝置18為了取出還原劑各連接或可連接在一個(gè)管路12，20-尤其氣體管 路-上，其中兩個(gè)管路12，20通過一個(gè)轉(zhuǎn)換裝置21、尤其一個(gè)轉(zhuǎn)換閥會(huì)合到管路22上。
本發(fā)明基于這樣的原理，通過還原劑儲(chǔ)存介質(zhì)和/或還原劑的氧化狀態(tài)的改 變，尤其是還原劑儲(chǔ)存介質(zhì)的氧化狀態(tài)的改變，使還原劑儲(chǔ)存介質(zhì)與還原劑之間相互作 用的強(qiáng)度、尤其它們之間的接合可合乎目的地改變。換句話說，根據(jù)本發(fā)明還原劑儲(chǔ)存 介質(zhì)依據(jù)還原劑儲(chǔ)存介質(zhì)和/或還原劑的氧化狀態(tài)，尤其依據(jù)還原劑儲(chǔ)存介質(zhì)的氧化狀 態(tài)來存儲(chǔ)或釋放還原劑。該原理例如可應(yīng)用在還原劑儲(chǔ)存介質(zhì)上，該還原劑儲(chǔ)存介質(zhì)在未載入還原劑的 狀態(tài)中為一種金屬鹽或金屬復(fù)合體或金屬化合物或金屬合金或金屬及在載入還原劑的狀 態(tài)中為還原劑金屬復(fù)合體或還原劑金屬復(fù)合體的鹽，尤其為鋁金屬復(fù)合體或鋁金屬復(fù)合 體的鹽，并根據(jù)金屬原子(中心原子)的氧化狀態(tài)尤其配價(jià)地結(jié)合或釋放還原劑，例如氨 (NH3)、一氧化碳(CO)或碳?xì)?化合物，尤其氨作為配合基。原則上所有這樣的金屬適合作為還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)，這些金屬可根據(jù)其氧化狀態(tài) 配價(jià)地結(jié)合或釋放還原劑。例如過渡金屬及在一定條件下堿金屬及堿土金屬對(duì)此適合。因此在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式的范圍中還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)包括至少一個(gè)金屬，該 金屬由堿金屬、堿土金屬及過渡金屬、尤其3d和/或4d過渡金屬的組中選出，例如鋰、 鈉、鉀、銫、鎂、鈣、鍶、鋇、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅和/或銀，尤其還原 劑儲(chǔ)存介質(zhì)在還原劑載入狀態(tài)時(shí)為具有一般式為MRaX的一個(gè)復(fù)合體，式中R為至少一個(gè) 可由包括氨、一氧化碳或碳?xì)浠衔锏慕M中選擇的還原劑，例如乙烯，尤其是氨；M為 至少一個(gè)可由包括鋰、鈉、鉀、銫、鎂、鈣、鍶、鋇、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、 鋅和/或銀的組中選擇的陽離子；X為至少一個(gè)可從包括氟化物、氯化物、溴化物、碘化 物、硝酸鹽、硫氰酸鹽、硫酸鹽、鉬酸鹽、四氟硼酸鹽、磷酸鹽和/或六氟磷酸鹽的組 中選出的陰離子；及a為從至<20的一個(gè)數(shù)，尤其為從>2至<12的一個(gè)數(shù)。例如對(duì)于 根據(jù)本發(fā)明的還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)3在還原劑載入狀態(tài)中為Mg(NH3)6Cl2, Ca(NH3)8Cl2, Sr(NH3)8Cl2, Ba(NH3)8Cl2, Ca(NH3)8Br2, Sr (NH3) 8Br2。這樣一個(gè)化合物的氧化狀態(tài)的改變可有利地具有以下后果在金屬原子與還原 劑配合基之間的結(jié)合被這樣強(qiáng)地削弱或增強(qiáng)，以致還原劑在室溫下和/或在常壓下就可 被釋放或存儲(chǔ)。在此情況下這種離解或締合(結(jié)合)可視復(fù)合化合物的類型而定通過還 原和/或氧化來引起。根據(jù)本發(fā)明的由還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)的還原劑釋放可在還原條件下跟隨下列化學(xué)反 應(yīng)式RaMn++Xn>m.e" — M(I )++a.R+X『式中M為配價(jià)化合物中的中心金屬原子，R為配價(jià)結(jié)合的還原劑，a為配價(jià)結(jié)合 的還原劑的數(shù)，X為帶相反電荷的離子，η為氧化狀態(tài)中金屬原子的電荷數(shù)或?yàn)閹喾措?荷的離子的概括總電荷，及m為輸入電子e的數(shù)。原則上在本發(fā)明的范圍內(nèi)所有公知的電極材料可被用作陰極及陽極。在本發(fā)明 的一個(gè)實(shí)施形式的范圍中陰極為鉬電極、銀電極或鎂電極和/或陽極為由具有與陰極材 料相同或不同的電負(fù)性的材料作的電極，例如為鎂電極或鈣電極。例如在一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的還原劑提供裝置中可根據(jù)下式在陰極如鉬電極、銀電 極或鎂電極上在氨釋放的情況下使Mg(NH3)6Cl2還原[Mg (NH3) 6]2++2Cr+2e" — Mg+6NH3+2Cr
其中在陽極上、尤其由鎂作的消耗型陽極上根據(jù)下式使鎂氧化Mg+2CF — Mg2++2Cr+2e"在此情況下電解室最好包括一種電解質(zhì)。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式的范圍 內(nèi)電解室包括一個(gè)尤其對(duì)質(zhì)子有惰性的離子液體作為電解質(zhì)。在此情況下特別適合的是 對(duì)還原劑、尤其氨不具有或具有小的溶解能力的離子液體。該離子液體例如可具有至少一種陽離子，它由包括咪唑鐺鹽，吡咯烷鐺鹽，苯 基偶氮二氨基吡啶，基啶鐺氨，銨，磷鐺和/或锍的組中選擇出。該離子液體尤其可具 有至少一種陽離子，它由包括1乙基3甲基咪唑鐺鹽，1 丁基3甲基咪唑鐺鹽，1己基3 甲基咪唑鐺鹽，1甲基3辛基咪唑鐺鹽，1丙基3甲基咪唑鐺鹽，1十六烷基3甲基咪唑 鐺鹽，1烯丙基3甲基咪唑鐺鹽，1乙基2，3 二甲基咪唑鐺鹽，1 丁基2，3 二甲基咪唑 鐺鹽，1 丁基1甲基吡咯烷鐺鹽，1乙基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1乙基3羥甲基苯 基偶氮二氨基吡啶，1乙基4甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1乙基4羥甲基苯基偶氮二氨基 吡啶，1 丁基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1 丁基3羥甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1 丁基4 甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1 丁基4羥甲基苯 基偶氮二氨基吡啶，1甲基1丙基基啶鐺， 乙基銨，丁基三甲基銨，甲基三辛基銨，(2羥乙基)三甲基銨(膽堿)和/或三乙基锍 的組中選擇出，尤其為1 丁基3甲基咪唑鐺鹽；和/或具有至少一種陰離子，它由包括氯 化物、溴化物、碘化物、硫氰酸鹽、硝酸鹽、四氟硼酸鹽、六氟磷酸鹽、六氟銻酸鹽、 二氰胺、硫酸辛脂、甲磺酸鹽、三氟甲磺酸鹽、二(三氟甲磺酰基)亞胺、甲苯磺酸鹽、 2(2甲氧乙氧基)硫酸乙酯、硫酸乙酯、全氟磺酸丁酯(nonaflate)和/或二甲基磷酸鹽的 組中選擇出，尤其為氯化物和/或四氟硼酸鹽。合適的離子液體的例子為1乙基3甲基咪唑鐺鹽氯化物，1乙基3甲基咪唑鐺鹽 溴化物，1乙基3甲基咪唑鐺鹽碘化物，1乙基3甲基咪唑鐺鹽二氰胺，1乙基3甲基咪唑 鐺四氟硼酸鹽，1乙基3甲基咪唑鐺三氟甲磺酸鹽，1乙基3甲基咪唑鐺硫酸乙酯，1乙基 3甲基咪唑鐺甲磺酸鹽，1乙基3甲基咪唑鐺鹽二(三氟甲磺酰基)亞胺，1乙基3甲基 咪唑鐺甲苯磺酸鹽，1乙基3甲基咪唑鐺鹽2 (2甲氧乙氧基)硫酸乙酯，1 丁基3甲基咪 唑鐺鹽氯化物，1 丁基3甲基咪唑鐺鹽溴化物，1 丁基3甲基咪唑鐺四氟硼酸鹽，1 丁基3 甲基咪唑鐺六氟磷酸鹽，1 丁基3甲基咪唑鐺三氟甲磺酸鹽，1 丁基3甲基咪唑鐺甲磺酸 鹽，1 丁基3甲基咪唑鐺鹽二(三氟甲磺?；?亞胺，1 丁基3甲基咪唑鐺鹽六氟銻酸鹽，
1 丁基3甲基咪唑鐺鹽硫酸辛脂，1 丁基3甲基咪唑鐺鹽2 (2甲氧乙氧基)硫酸乙酯，1己 基3甲基咪唑鐺鹽氯化物，1己基3甲基咪唑鐺四氟硼酸鹽，1己基3甲基咪唑鐺六氟磷 酸鹽，1己基3甲基咪唑鐺鹽二(三氟甲磺?；?亞胺，1甲基3辛基咪唑鐺鹽氯化物， 1甲基3辛基咪唑鐺鹽碘化物，1甲基3辛基咪唑鐺四氟硼酸鹽，1甲基3辛基咪唑鐺六 氟磷酸鹽，1丙基3甲基咪唑鐺鹽碘化物，1十六烷基3甲基咪唑鐺鹽氯化物，1烯丙基3 甲基咪唑鐺鹽氯化物，1 丁基2，3 二甲基咪唑鐺鹽氯化物，1 丁基2，3 二甲基咪唑鐺四 氟硼酸鹽，1 丁基2，3 二甲基咪唑鐺六氟磷酸鹽，1 丁基2，3 二甲基咪唑鐺鹽二(三氟 甲磺酰基)亞胺，1乙基2，3 二甲基咪唑鐺鹽二(三氟甲磺酰基)亞胺，1乙基3甲基苯 基偶氮二氨基吡啶二(三氟甲磺?；?亞胺，1乙基3羥甲基苯基偶氮二氨基吡啶硫酸乙 酯，1乙基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶硫酸乙酯，1乙基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶全氟 磺酸丁酯，1丁基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶溴化物，1丁基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶四氟硼酸鹽，1 丁基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶六氟磷酸鹽，1 丁基3甲基苯基偶氮二氨 基吡啶三氟甲磺酸鹽，1丁基4甲基苯基偶氮二氨基吡啶溴化物，1 丁基4甲基苯基偶氮 二氨基吡啶四氟硼酸鹽，1 丁基4甲基苯基偶氮二氨基吡啶六氟磷酸鹽，1 丁基1甲基吡 咯烷鐺鹽二(三氟甲磺?；?亞胺，1 丁基1甲基吡咯烷鐺鹽二氰胺，1甲基1丙基基啶 鐺二(三氟甲磺?；?亞 胺，乙基銨硝酸鹽，丁基三甲基銨二(三氟甲磺?；?亞胺，甲 基三辛基銨二(三氟甲磺?；?亞胺，(2羥乙基)三甲基銨二甲基磷酸鹽，和/或三乙 基锍二(三氟甲磺?；?亞胺，尤其為1丁基3甲基咪唑鐺鹽氯化物和/或1丁基3甲基 咪唑鐺四氟硼酸鹽。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施形式的范圍內(nèi)還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)被溶解在電解質(zhì)中，尤其 被溶解在離子液體中。在使用消耗型陽極、例如一個(gè)鎂陽極的情況下，可附加地要求抑制自由的消 耗型陽極的陽離子、例如鎂離子(Mg2+)穿透到陰極室中。其原因在于，自超過一定的消 耗型陽極陽離子濃度起消耗型陽極陽離子在一個(gè)比還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)-例如Mg(NH3)6Cl2, 尤其比還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)陽離子-例如[Mg (NH3) 6]2+更正的電位時(shí)被還原，及由此僅進(jìn)行消 耗型陽極材料，例如鎂的電化學(xué)提純。換句話說，該消耗型陽極材料、例如鎂則類似于 銅或銀的最后純化時(shí)的提純處理在陽極處被溶解及在陰極上再被析出。因此出于該原因有利地可以是還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)、例如Mg(NH3)6Cl2R出現(xiàn)在 陰極室的電解質(zhì)中，而在陽極室中充其量具有消耗型陽極陽離子，例如鎂離子。因此在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式的范圍內(nèi)最好僅是陰極室包括在還原劑載入狀態(tài) 中的還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)。為了保證這個(gè)，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式的范圍內(nèi)電解質(zhì)室被一個(gè)隔膜分 成一個(gè)陰極室及一個(gè)陽極室。該隔膜例如可為一個(gè)半滲透性膜。在此情況下該半滲透性 膜最好保證帶相反電荷的離子、例如氯化物離子的透過，但不能讓消耗型陽極陽離子、 例如鎂離子透過。在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施形式的范圍內(nèi)該半滲透性膜不能透過還原劑， 例如不能透過氣體。此外通過這樣一個(gè)膜可有利地防止在陰極上形成的還原劑、例如 氨進(jìn)入到陽極室，在這里它可能與溶液中的“自由”消耗型陽極陽離子、例如鎂離子在 還原劑金屬復(fù)合體、尤其氨_金屬復(fù)合體如Mg(NH3)6Cl2解的情況下再結(jié)合。除了根據(jù)本發(fā)明的還原劑提供裝置外，本發(fā)明還涉及用于氧化氮的選擇催化還 原的系統(tǒng)的還原劑提供系統(tǒng)，該氧化氮尤其在例如一個(gè)機(jī)動(dòng)車、尤其柴油機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃 機(jī)和/或燃燒設(shè)備和/或鍋爐設(shè)備的廢氣中。根據(jù)本發(fā)明該還原劑提供系統(tǒng)包括第一種 根據(jù)本發(fā)明的還原劑提供裝置及第二種還原劑提供裝置。這里在本發(fā)明的范圍內(nèi)可使用 一個(gè)傳統(tǒng)的還原劑提供裝置作為第二種還原劑提供裝置。例如可使用一個(gè)裝置作為第二 種還原劑提供裝置，由該裝置通過熱量輸入、例如通過加熱裝置和/或廢氣余熱輸入熱 量，通過電磁輻射的作用和/或通過壓力下降來釋放還原劑。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式的范圍內(nèi)第一及第二還原劑提供裝置各與一個(gè)管路， 尤其一個(gè)氣體管路連接或可與該管路連接以取出還原劑。最好這兩個(gè)管路通過一個(gè)轉(zhuǎn)換 裝置，尤其一個(gè)轉(zhuǎn)換閥結(jié)合到一個(gè)管路上。此外本發(fā)明涉及對(duì)用于氧化氮的選擇催化還原的系統(tǒng)提供還原劑的方法，該氧化氮尤其在例如一個(gè)機(jī)動(dòng)車、尤其柴油機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)和/或燃燒設(shè)備和/或鍋爐設(shè)備的 廢氣中，這些設(shè)備例如設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的還原劑提供裝置和/或根據(jù)本發(fā)明的還原劑提 供系統(tǒng)，其中在第一方法步驟中通過還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)和/或還原劑、尤其還原劑存儲(chǔ)介 質(zhì)的氧化狀態(tài)的改變來從還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)釋放還原劑。該還原劑釋放尤其通過在根據(jù)本 發(fā)明的還原劑提供裝置和/或根據(jù)本發(fā)明 的還原劑提供系統(tǒng)的陰極和陽極上施加第一電 壓來保證。在第二選擇性的方法步驟中尤其可通過還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)和/或還原劑、尤其還 原劑存儲(chǔ)介質(zhì)的氧化狀態(tài)的改變來將新的還原劑存儲(chǔ)到還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)中。該還原劑存 儲(chǔ)尤其通過在根據(jù)本發(fā)明的還原劑提供裝置和/或根據(jù)本發(fā)明的還原劑提供系統(tǒng)的陰極 和陽極上施加與第一電壓反向的第二電壓來保證。在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施形式的范圍中，尤其在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段和/ 或例如在內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)態(tài)工作階段中從第一還原劑提供裝置取出還原劑；和/或在例如 一個(gè)接著的、尤其基本上恒定的內(nèi)燃機(jī)工作階段中，例如通過可調(diào)節(jié)和/或可控制的轉(zhuǎn) 換裝置和/或計(jì)量裝置的操作、尤其通過轉(zhuǎn)換閥的轉(zhuǎn)換從第二還原劑提供裝置取出還原 劑。
權(quán)利要求
1.用于氧化氮的選擇催化還原的系統(tǒng)(2)的還原劑提供裝置(1)，包括還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)(3)，它根據(jù)氧化狀態(tài)存儲(chǔ)或釋放還原劑，及電解裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的還原劑提供裝置，其特征在于所述電解裝置包括電解室(4)及 與電壓源裝置(5)連接的或可與該電壓源裝置連接的陰極(6)及陽極(7)，其中，所述陰 極(6)及陽極(7)各至少部分地設(shè)置在所述電解室⑷中，其中，所述電解室⑷包括所 述還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的還原劑提供裝置，其特征在于所述還原劑是氨，一氧化碳 和/或碳?xì)浠衔铮绕浒薄?br> 4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的還原劑提供裝置，其特征在于還原劑儲(chǔ)存介質(zhì)(3) 在未載入還原劑的狀態(tài)中為金屬鹽或金屬復(fù)合體或金屬化合物或金屬合金或金屬及在載 入還原劑的狀態(tài)中為還原劑金屬復(fù)合體或還原劑金屬復(fù)合體的鹽。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的還原劑提供裝置，其特征在于所述還原劑存儲(chǔ)介 質(zhì)(3)包括至少一種金屬，該金屬由堿金屬、堿土金屬及過渡金屬的組中選擇出。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的還原劑提供裝置，其特征在于所述還原劑儲(chǔ)存介 質(zhì)(3)在還原劑載入狀態(tài)中為具有一般式MRaX的復(fù)合體，式中R為至少一種由包括氨、一氧化碳或碳?xì)浠衔锏慕M中選擇的還原劑，例如乙烯， 尤其是氨，M為至少一種由包括鋰、鈉、鉀、銫、鎂、鈣、鍶、鋇、釩、鉻、錳、鐵、鈷、 鎳、銅、鋅和/或銀的組中選擇的陽離子，X為至少一種從包括氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、硝酸鹽、硫氰酸鹽、硫酸 鹽、鉬酸鹽、四氟硼酸鹽、磷酸鹽和/或六氟磷酸鹽的組中選出的陰離子，及a為從至<20的一個(gè)數(shù)，尤其為從》至<12的一個(gè)數(shù)。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的還原劑提供裝置，其特征在于所述電解室(4)通 過一個(gè)不滲透還原劑的半滲透隔膜分成一個(gè)陰極室(9)及一個(gè)陽極室(10)。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的還原劑提供裝置，其特征在于僅所述陰極室(9) 包括在還原劑載入狀態(tài)下的所述還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)(3)。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的還原劑提供裝置，其特征在于所述電解室(4)包 括對(duì)質(zhì)子有惰性的離子液體(11)。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的還原劑提供裝置，其特征在于所述對(duì)質(zhì)子有惰性 的離子液體(11)具有至少一種從包括咪唑鐺鹽，吡咯烷鐺鹽，苯基偶氮二氨基吡啶，基 啶鐺氨，銨，磷鐺和/或锍的組中選擇的陽離子。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的還原劑提供裝置，其特征在于所述對(duì)質(zhì)子有惰性 的離子液體(U)具有至少一種陽離子，它由包括1乙基3甲基咪唑鐺鹽，1 丁基3甲基咪唑鐺鹽，1己基 3甲基咪唑鐺鹽，1甲基3辛基咪唑鐺鹽，1丙基3甲基咪唑鐺鹽，1十六烷基3甲基咪唑 鐺鹽，1烯丙基3甲基咪唑鐺鹽，1乙基2，3 二甲基咪唑鐺鹽，1 丁基2，3 二甲基咪唑 鐺鹽，1 丁基1甲基吡咯烷鐺鹽，1乙基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1乙基3羥甲基苯 基偶氮二氨基吡啶，1乙基4甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1乙基4羥甲基苯基偶氮二氨基 吡啶，1 丁基3甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1 丁基3羥甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1 丁基4甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1 丁基4羥甲基苯基偶氮二氨基吡啶，1甲基1丙基基啶鐺， 乙基銨，丁基三甲基銨，甲基三辛基銨，(2羥乙基)三甲基銨(膽堿)和/或三乙基锍 的組中選擇出，尤其為1 丁基3甲基咪唑鐺鹽，及至少一種陰離子，它由包括氯化物、溴化物、碘化物、硫氰酸鹽、硝酸鹽、四氟 硼酸鹽、六氟磷酸鹽、六氟銻酸鹽、二氰胺、硫酸辛脂、甲磺酸鹽、三氟甲磺酸鹽、二 (三氟甲磺酰基)亞胺、甲苯磺酸鹽、2(2甲氧乙氧基)硫酸乙酯、硫酸乙酯、全氟磺酸 丁酯(nonaflate)和/或二甲基磷酸鹽的組中選擇出，尤其為氯化物和/或四氟硼酸鹽。
12.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的還原劑提供裝置，其特征在于所述陰極(6)為鉬 電極、銀電極或鎂電極，所述陽極(7)為由具有與所述陰極(6)的材料相比相同或更低的 電負(fù)性的材料制作的電極。
13.用于氧化氮的選擇催化還原的系統(tǒng)(2)的還原劑提供系統(tǒng)(18)，包括一個(gè)根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的第一還原劑提供裝置(1)；及一個(gè)第二還原劑提供裝置(19)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的還原劑提供系統(tǒng)(18)，其特征在于所述第一還原劑提供裝 置(1)及所述第二還原劑提供裝置(2)為了取出還原劑各連接或可連接在一個(gè)管路(12， 20)、尤其氣體管路上，其中，這兩個(gè)管路(12，20)通過轉(zhuǎn)換裝置(21)、尤其轉(zhuǎn)換閥會(huì) 合至管路(22)。
15.用于對(duì)內(nèi)燃機(jī)(13)的廢氣中的氧化氮的選擇催化還原的系統(tǒng)(2)提供還原劑的方 法，所述系統(tǒng)設(shè)有根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)的還原劑提供裝置(1)和/或根據(jù)權(quán)利 要求13或14的還原劑提供系統(tǒng)(18)，其中，在第一方法步驟中通過還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)(3)和/或還原劑的氧化狀態(tài)的改變來從所述 還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)(3)釋放還原劑；和/或在第二方法步驟中通過所述還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)(3)和/或還原劑的氧化狀態(tài)的改變來將 還原劑存儲(chǔ)到所述還原劑存儲(chǔ)介質(zhì)(3)中。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于在所述內(nèi)燃機(jī)(13)的起動(dòng)階段和/或動(dòng)態(tài)工作階段中從所述第一還原劑提供裝置(1) 取出還原劑；和/或在所述內(nèi)燃機(jī)(13)的基本上恒定的工作階段中從所述第二還原劑提供裝置(19)取出 還原劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及對(duì)用于氧化氮的選擇催化還原的系統(tǒng)2提供還原劑的還原劑提供裝置1，還原劑提供系統(tǒng)18及方法。
文檔編號(hào)B01D53/54GK102027211SQ200980117174
公開日2011年4月20日 申請日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日
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