(57)【要約】      （修正有）【課題】固形の尿素ペレットからアンモニアを発生させるための装置において、尿素ペレットの、圧縮空気支持された調量の必要がない装置を提供する。【解決手段】尿素ペレットを、ペレット調量装置によって蓄え容器から、調整された個数／量で取り出し、ペレット加速器に搬送し、該ペレット加速器によって内部で機械的に高い速度に加速させ、ペレット加速器からペレットショット通路９内にかつ該ペレットショット通路を介して引き続き案内してアンモニア反応器１１内にショット送入し、該アンモニア反応器内でショット区間の端部でそこのペレット衝突壁１２において多数の破片に粉砕し、該ペレット破片が、尿素蒸発装置１３によって、アンモニアとイソシアン酸とを含有したガス混合物に変換可能であり、該ガス混合物を、水蒸気と一緒に加水分解触媒１４を通して案内し、この場合、イソシアン酸をアンモニアと二酸化炭素とに変換するようにした。【選択図】図１Ａ
2006076877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄え容器（１）内に蓄えられた固形の尿素ペレットからアンモニアを発生させるための装置において、連続して配置された以下の部分装置、つまり、
ａ）ペレット調量装置（７）と、
ｂ）ペレット加速器（８）と、
ｃ）ペレットショット通路（９）と、
ｄ）アンモニア反応器（１１）と
が設けられており、該アンモニア反応器（１１）が、
ｄ１）尿素ペレットをショット送入するための室またはゾーン（１０）と、
ｄ２）自由ショット区間の端部に配置されたペレット衝突壁（１２）と、
ｄ３）尿素蒸発装置（１３）と、
ｄ４）加水分解触媒（１４）と
を備えており、
尿素ペレットが、ペレット調量装置（７）によって蓄え容器（１）から、調整された量／個数で取出し可能であり、ペレット加速器（８）に搬送可能であり、該ペレット加速器（８）によって内部で機械的に高い速度に加速可能であり、その後、ペレット加速器（８）からペレットショット通路（９）を介してアンモニア反応器（１１）内にショット送入可能であり、該アンモニア反応器（１１）内でショット区間の端部でそこのペレット衝突壁（１２）において多数の破片に粉砕可能であり、すぐ続いて、該ペレット破片が、尿素蒸発装置（１３）によって、アンモニア（ＮＨ３）とイソシアン酸（ＨＮＣＯ）とを含有したガス混合物に変換可能であり、次いで、該ガス混合物が、水蒸気と一緒に加水分解触媒（１４）を通して案内可能であり、この場合、イソシアン酸が、アンモニアと二酸化炭素とに変換可能であることを特徴とする、固形の尿素ペレットからアンモニアを発生させるための装置。
【請求項２】
アンモニア反応器（１１）が、内燃機関またはガスタービンまたはバーナの排ガス管路（１５）の内部にまたは外部に配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
アンモニア反応器（１１）が、排ガス管路（１５）の外部に配置されている場合に、アンモニア反応器（１１）に、排ガス管路（１５）とアンモニア反応器（１１）との間で延びる、該アンモニア反応器（１１）の室もしくはゾーン（１０）内に開口した、制御弁（２２）を装備した供給管路（２１）を介して、排ガス管路（１５）から、調整された量で分岐された排ガス部分流が供給可能であり、該排ガス部分流の残水蒸気成分が、アンモニア反応器（１１）内で加水分解触媒（１４）の通流時に、尿素粒子の熱分解時に生ぜしめられたイソシアン酸（ＨＮＣＯ）をアンモニア（ＮＨ３）と二酸化炭素（ＣＯ２）とに変換するために一緒に働くようになっており、制御弁（２２）が、電子的な調整・制御ユニット（ＥＣＵ）の命令によって適宜に調整可能である、請求項２記載の装置。
【請求項４】
アンモニア反応器（１１）が、排ガス管路（１５）の外部に配置されている場合に、排ガスバイパス管路（１５／２）の内部に配置されており、該排ガスバイパス管路（１５／２）を介してアンモニア反応器（１１）に、調整された量で排ガス部分流が供給可能であり、該排ガス部分流の残水蒸気成分が、アンモニア反応器（１１）内で加水分解触媒（１４）の通流時に、尿素粒子の熱分解時に生ぜしめられたイソシアン酸（ＨＮＣＯ）をアンモニア（ＮＨ３）と二酸化炭素（ＣＯ２）とに変換するために一緒に働くようになっており、分岐される排ガス部分流の量を調整するために、有利には排ガスバイパス管路（１５／２）の入口（１５／３）に配置された、電子的な調整・制御装置（ＥＣＵ）から調整可能な遮断・通過機構（１５／５）が設けられている、請求項２記載の装置。
【請求項５】
アンモニア反応器（１１）が、排ガス管路（１５）の内部に配置されている場合に、少なくともほぼ同軸的なハウジング（２３）内に少なくとも加水分解触媒（１４）を有していて、有利には流れ方向で見て該加水分解触媒（１４）の前方に尿素蒸発装置（１３）も有しており、ハウジング（２３）が、排ガス管路（１５）内で排ガス部分流によって外側で通過可能であり、残りの排ガス部分流によって内側で通流可能であり、該残りの排ガス部分流の残水蒸気成分が、尿素粒子の熱分解時に生ぜしめられたイソシアン酸（ＨＮＣＯ）をアンモニア（ＮＨ３）と二酸化炭素（ＣＯ２）とに変換するために一緒に働くようになっている、請求項２記載の装置。
【請求項６】
アンモニア反応器（１１）が、排ガス管路（１５）の内部に配置されている場合に、該排ガス管路（１５）の一部もしくは一区分によって形成されたハウジング（２３）内に配置されており、加水分解触媒（１４）が、ハウジング（２３）の全横断面にわたって延びていて、したがって、全排ガス流によって通流可能であり、したがって、該全排ガス流の残水蒸気成分が、尿素粒子の熱分解時に生ぜしめられたイソシアン酸（ＨＮＣＯ）をアンモニア（ＮＨ３）と二酸化炭素（ＣＯ２）とに変換するために完全に使用可能である、請求項２記載の装置。
【請求項７】
尿素ペレットが、蓄え容器（１）から重力によって導出可能であり、このために、該蓄え容器（１）の出口（５）が、その最深の箇所で、１つの尿素ペレットの案内される個別出口に直径に関して適合された出口管を有しているかまたは複数の尿素ペレットの同時の出口に適合された幅と、同時に放出したい尿素ペレットの個数×直径に適合された長さとを有している、請求項１記載の装置。
【請求項８】
ペレット調量装置（７）が、そのペレット入口（２５）で、蓄え容器（１）のペレット出口（５）に下方で形状適合されて続いている、請求項１または７記載の装置。
【請求項９】
ペレット調量装置（７）が、ハウジング（２６）内に、ペレット入口（２５）の近傍を走行するエンドレスな搬送ベルト（２７）を有しており、該搬送ベルト（２７）が、調整・制御ユニット（ＥＣＵ）から電子的に回転数調整される電動モータ（２９）を介して駆動可能であり、搬送ベルト（２７）によって、ペレット入口（２５）を介して供給された尿素ペレットが、案内路（３１）に沿って、該案内路（３１）の端部に付与された変向機構（３２）に搬送可能であり、該変向機構（３２）によって個々に連続して出口通路（３３）内に供給可能であり、該出口通路（３３）を介して個々に調量装置（７）から導出可能である、請求項１または８記載の装置。
【請求項１０】
ペレット調量装置（７）の出口通路（３３）にペレット加速器（８）が、供給された尿素ペレットの個別入口に対して設計された入口通路（３４）で続いている、請求項１または９記載の装置。
【請求項１１】
ペレット加速器（８）が、調量された尿素ペレットの個別入口のための入口通路（３４）を備えたハウジング（３５，３６）と、内部に電気機械的なペレット加速装置（３４）とを有しており、該ペレット加速装置（３４）によって、供給された各尿素ペレットが、最高１００ｍ／ｓのオーダ内の速度に加速可能であり、その後、該速度で尿素ペレットが、出口（４６，４７）を介してペレット加速器（８）のハウジング（３５，３６）から後続のショット通路（９）内にならびに該ショット通路（９）を介して引き続き案内されてアンモニア反応器（１１）内にショット送入可能である、請求項１または１０記載の装置。
【請求項１２】
ペレット加速装置（８）が、中心でハウジング（３５，３６）内に支承された円形のディスク（４０）から成っており、該ディスク（４０）が、調整・制御ユニット（ＥＣＵ）から電子的に回転数調整される電動モータ（３９）によって駆動可能であり、上面に、螺線状に中心から外側の縁部に延びる壁（４１，４２）によって仕切られた少なくとも１つの加速通路（４３，４４）を有しており、該加速通路（４３，４４）の、中心に近い内側領域の上方に入口通路（３４）が開口している、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
螺線状の１つの加速通路（４３，４４）を仕切る壁（４１，４２）が、複数の円弧および／または対数曲線および／または一貫して正の傾きを備えた曲線から成る経過を有している、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
ペレット加速器（８）のハウジング（３５，３６）内に、回転するディスク（４０）を取り囲んで該ディスク（４０）の上面の加速通路（４３，４４）の高さに、部分的に周方向に延びる溝状の出口通路（４５）が付与されており、該出口通路（４５）から管状の出口通路（４７）が接線方向に分岐しており、該出口通路（４７）にショット通路（９）が続いている、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
ショット送入されたペレットが高い速度で衝突するペレット衝突壁（１２）が、その表面で、可能な限り多くのかつ極めて小さな個別部分への衝突した尿素ペレットの破砕を助成するように構造化されているかまたは形成されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
ペレット調量装置（７）内の搬送ベルト（２７）の回転数調整と、ペレット加速器（８）の、回転するディスク（４０）の回転数調整とが、アンモニア反応器（１１）内にショット送入したい、要求に最適化された量／個数の尿素ペレットの意味で互いに正確に調和されており、両回転数が、コンピュータ支持されて作業する電子的な制御・調整装置（ＥＣＵ）によって設定されるようになっており、この場合、有利には、ペレット調量装置（７）のモータ（２９）の回転数だけが変化するようになっており、これに対して、ペレット加速器（８）のモータ（３９）の回転数が、コンスタントな高さで、たとえば１６０００ｒｐｍに保たれるようになっている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】
蓄え容器（１）内に蓄えられた固形の尿素ペレットからアンモニアを発生させるための方法において、以下の方法ステップ、つまり、尿素ペレットを、ペレット調量装置（７）によって蓄え容器（１）から、調整された個数／量で取り出し、ペレット加速器（８）に搬送し、該ペレット加速器（８）によって内部で機械的に高い速度に加速させ、その後、ペレット加速器（８）からペレットショット通路（９）内にかつ該ペレットショット通路（９）を介して引き続き案内してアンモニア反応器（１１）内にショット送入し、該アンモニア反応器（１１）内でショット区間の端部でそこのペレット衝突壁（１２）において多数の破片に粉砕し、すぐ続いて、該ペレット破片が、尿素蒸発装置（１３）によって、アンモニア（ＮＨ３）とイソシアン酸（ＨＮＣＯ）とを含有したガス混合物に変換可能であり、次いで、該ガス混合物を、水蒸気と一緒に加水分解触媒（１４）を通して案内し、この場合、イソシアン酸をアンモニアと二酸化炭素とに変換することを特徴とする、固形の尿素ペレットからアンモニアを発生させるための方法。
【請求項１８】
当該方法の終了時に加水分解触媒（１４）の出口に付与された、アンモニアを含有したガス混合物を、次いで、その規定通りの後続の使用に相応して、アンモニア反応器（１１）に後置された装置、機器または設備、たとえばＳＣＲ触媒（１９）に供給する、請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄え容器内に蓄えられた固形の尿素ペレットからアンモニアを発生させるための装置に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、蓄え容器内に蓄えられた固形の尿素ペレットからアンモニアを発生させるための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
本発明は、ヨーロッパ特許出願公開第１３３８５６２号明細書から出発する。当該明細書には、アンモニア発生のための方法および装置が記載される。この場合、プリルまたはペレットまたは粒子の形で蓄え容器内に蓄えられている固形の尿素が圧縮空気流の補助下でアンモニア発生のための反応器に供給される。この反応器内では、供給された固形の尿素がフラッシュ熱分解によって、アンモニアとイソシアン酸とから成るガス混合物に変換される。すぐ続いて、このガス混合物が水蒸気の存在下で触媒作用により後処理される。この加水分解時には、イソシアン酸が同じくアンモニアと二酸化炭素とに変換される。固形の尿素粒子の、圧縮空気支持された調量は、永久的に使用可能な圧縮空気源を前提としている。この圧縮空気源は、必要な場合にコンプレッサによって補填され得る。このことには、場合により過度に手間がかかることが判明し得る。
【特許文献１】ヨーロッパ特許出願公開第１３３８５６２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた形式の、固形の尿素ペレットからアンモニアを発生させるための装置および方法を改良して、本発明による装置および方法が、尿素ペレットの、圧縮空気支持された調量なしで十分となるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を解決するために本発明の装置では、連続して配置された以下の部分装置、つまり、ペレット調量装置と、ペレット加速器と、ペレットショット通路と、アンモニア反応器とが設けられており、該アンモニア反応器が、尿素ペレットをショット送入するための室またはゾーンと、自由ショット区間の端部に配置されたペレット衝突壁と、尿素蒸発装置と、加水分解触媒とを備えており、尿素ペレットが、ペレット調量装置によって蓄え容器から、調整された量／個数で取出し可能であり、ペレット加速器に搬送可能であり、該ペレット加速器によって内部で機械的に高い速度に加速可能であり、その後、ペレット加速器からペレットショット通路を介してアンモニア反応器内にショット送入可能であり、該アンモニア反応器内でショット区間の端部でそこのペレット衝突壁において多数の破片に粉砕可能であり、すぐ続いて、該ペレット破片が、尿素蒸発装置によって、アンモニアとイソシアン酸とを含有したガス混合物に変換可能であり、次いで、該ガス混合物が、水蒸気と一緒に加水分解触媒を通して案内可能であり、この場合、イソシアン酸が、アンモニアと二酸化炭素とに変換可能であるようにした。
【０００６】
さらに、前記課題を解決するために本発明の方法では、以下の方法ステップ、つまり、尿素ペレットを、ペレット調量装置によって蓄え容器から、調整された個数／量で取り出し、ペレット加速器に搬送し、該ペレット加速器によって内部で機械的に高い速度に加速させ、その後、ペレット加速器からペレットショット通路内にかつ該ペレットショット通路を介して引き続き案内してアンモニア反応器内にショット送入し、該アンモニア反応器内でショット区間の端部でそこのペレット衝突壁において多数の破片に粉砕し、すぐ続いて、該ペレット破片が、尿素蒸発装置によって、アンモニアとイソシアン酸とを含有したガス混合物に変換可能であり、次いで、該ガス混合物を、水蒸気と一緒に加水分解触媒を通して案内し、この場合、イソシアン酸をアンモニアと二酸化炭素とに変換するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の有利な詳細および構成もしくは実施態様は、従属請求項に特徴付けられている。
【０００８】
本発明による装置は、連続する幾つかの部分装置を有している。これらの部分装置は協働して、蓄えられた固形の尿素ペレットから本発明による方法によりアンモニアが発生可能となるために働く。
【０００９】
部分装置は、ペレット調量装置、ペレット加速器、ペレットショット通路および尿素ペレットをショット送入するための室またはゾーンと、ショット区間の端部に配置されたペレット衝突壁と、尿素蒸発装置と、加水分解触媒とを備えたアンモニア反応器である。本発明による方法に相応して、尿素ペレットが調量装置によって蓄え容器から、調整された量もしくは個数で取り出され、ペレット加速器に搬送され、このペレット加速器によって内部で機械的に、たとえば１００ｍ／ｓｅｃの高い速度に加速させられ、出口でペレットショット通路を介してアンモニア反応器内にショット送入される。このアンモニア反応器内では、尿素ペレットがショット区間の端部でそこのペレット衝突壁において高い衝突エネルギに基づき多数の破片に粉砕される。すぐ続いて、これらのペレット破片が尿素蒸発装置により熱的な加水分解、特にフラッシュ熱分解によって、アンモニア（ＮＨ３）とイソシアン酸（ＨＮＣＯ）とから成るガス混合物に変換される。有害なイソシアン酸（ＨＮＣＯ）は、このガス混合物がすぐに続いて水蒸気の存在下で触媒作用により後処理され、さらに、加水分解触媒を通して案内されることによって除去される。この加水分解触媒内では、イソシアン酸がアンモニアと二酸化炭素とに変換される。方法の終了時には、加水分解触媒の出口に付与された、アンモニアを含有したガス混合物がその規定通りの使用に相応して、アンモニア反応器に後置された装置、機器または設備、たとえばＳＣＲ触媒に供給される。アンモニア反応器内への尿素ペレットのショット送入は、尿素によるショット通路の閉塞または貼付きが回避可能であるという利点を有している。ペレット衝突壁でのショット送入された尿素ペレットの破砕は、小さな破片が迅速にかつ比較的僅かな加熱エネルギ手間でガス状の凝集状態に移行可能であるという利点を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。
【００１１】
図面には、符号１で固形の尿素ペレットのための蓄え容器が示してある。尿素ペレットは、有利には球形の尿素粒状物である。この尿素粒状物では、尿素ペレットが全て同じ大きさであり、数十分の一ミリメートルないし最大数ミリメートルの直径を備えた球の形状を有している。尿素ペレットは蓄え容器１の内部で蓄え室２内にばら物として蓄え可能であり、閉鎖可能な充填開口３を介して蓄え室２内に供給可能である。この蓄え室２はホッパ状に箇所４で出口５に向かって先細りにされている。符号６では、室２内に貯蔵された尿素ペレットを乾燥させて流動性に保つ、すなわち、尿素ペレットの貼付きを阻止するために働く装置（詳しく図示せず）が示してある。出口５にはペレット調量装置７が続いており、さらに、このペレット調量装置７にはペレット加速器８が続いている。このペレット加速器８の出口にはペレットショット通路９が続いている。このペレットショット通路９は、アンモニア発生のための反応器に設けられた室またはゾーン１０内に開口している。以下、アンモニア発生のための反応器をアンモニア反応器１１と呼ぶ。このアンモニア反応器１１は、尿素ペレットをショット送入する、つまり、撃ち込むための室もしくはゾーン１０と、自由ショット区間の端部に配置されたペレット衝突壁１２とを有している。さらに、アンモニア反応器１１は、尿素蒸発装置１３と、この尿素蒸発装置１３に続いて、加水分解触媒１４とを有している。ペレットショット通路９内には、有利にはこのペレットショット通路９の反応器側の端部／出口に近づけられて、遮断機構９／１、たとえば遮断ディスクが組み込まれている。この遮断機構９／１は、電子的な制御・調整電子装置ＥＣＵの命令（矢印９／２参照）によって制御され、尿素ペレットの圧送を行いたい、すなわち、ペレット調量装置７だけでなくペレット加速器８も運転される場合にしか開放位置もしくは通過位置に切り換えられていない。ペレット加速器８がスイッチオフされるやいなや、遮断機構９／１が遮断位置に切り換えられ、これによって、その後、熱いガスは、ショット通路９の遮断された部分に進入し得ない。符号１５によって、個々の実施例もしくは使用例に排ガス管路が示してある。この排ガス管路１５は、内燃機関またはガスタービンまたはバーナの排ガスを導出する。この排ガスは、本発明により発生させられるアンモニアの補助下で後処理可能である。
【００１２】
図１には、図１Ａに相俟って、アンモニア反応器１１が排ガス管路１５の外部に配置されている本発明による装置の構成が示してある。この構成では、アンモニア反応器１１が外側ハウジング１６を有している。この外側ハウジング１６内では、室もしくはゾーン１０の内部に、たとえば円筒状の加熱管の形の尿素蒸発装置１３が配置されており、この尿素蒸発装置１３内で後方の領域にペレット衝突壁１２が配置されており、これによって、発生させられたガス混合物がペレット衝突壁１２の外側を流過して後続の加水分解触媒１４に向かって流れることができる。この加水分解触媒１４は外側ハウジング１６の全横断面にわたって延びている。流れ方向で見て加水分解触媒１４の後方には出口チャンバ１７が付与されている。この出口チャンバ１７から、発生させられたガス混合物が供給管路１８を介して、後置された装置に供給可能である。図１Ａの事例では、供給管路１８が排ガス管路１５内に通じていて、そこで、この排ガス管路１５内にまたは消音器内に組み込まれた少なくとも１つのＳＣＲ触媒１９の前方に間隔を置いて混合ゾーン２０に開口している。この混合ゾーン２０では、供給されたガス混合物が、ＳＣＲ触媒１９への流入前に排ガスと混合可能である。さらに、本発明による方法では、尿素粒子の熱分解時に形成される有害なイソシアン酸を適宜に化学的に後処理することができるようにするために、水もしくは水蒸気が必要となる。この水は直接調量供給することができるものの、択一的かつ有利には、排ガスの残水蒸気成分が水供与体として使用される。このために、図１＋図１Ａの事例では、排ガス部分流が排ガス管路１５から、この排ガス管路１５から分岐した供給管路２１を介してアンモニア反応器１１の室もしくはゾーン１０内に供給され、しかも、要求に関して最適化された調整された量で、制御・調整電子装置ＥＣＵによって制御線路２２／１を介して適宜に調整される制御弁２２を介して供給される。供給管路２１の分岐箇所と供給管路１８の開口箇所との間では、排ガス管路１５内に流れ抵抗が配置されている。この流れ抵抗は、排ガスターボチャージャのタービンおよび／またはＮＯ２発生のための前酸化触媒であってよい。
【００１３】
これに対して択一的に図１には、図１Ｂに相俟って、アンモニア反応器１１が排ガスバイパス管路１５／２内に組み込まれている本発明による装置の１つの構成が示してある。この排ガスバイパス管路１５／２は排ガス管路１５から分岐箇所１５／３で分岐していて、流れ方向で見てアンモニア反応器１１の後方で再び排ガス管路１５に開口している。この場合、開口箇所１５／４は空間的にＳＣＲ触媒１９と、このＳＣＲ触媒１９の前方に付与された混合ゾーン２０との直前に配置されている。この事例では、アンモニア反応器１１が、排ガスバイパス管路１５／２の、アンモニア反応器１１のためのハウジングを形成する区分１５／２１に付与されている。この区分１５／２１内には、加水分解触媒１４が、全管路横断面を塞ぐように組み込まれており、空間的に加水分解触媒１４の前方に尿素蒸発装置１３が配置されており、ゾーン１０が付与されている。このゾーン１０内にはペレットショット通路９が開口しており、ショット区間の自由端部にペレット衝突壁１２も配置されている。ここでも、円筒状の加熱管または円筒状の加熱螺線体の形の尿素蒸発装置１３が実現されており、この尿素蒸発装置１３の後方の領域にペレット衝突壁１２が保持されており、これによって、発生させられたガス混合物がペレット衝突壁１２の外側を流過して後続の加水分解触媒１４に向かって流れることができる。この事例では、排ガスバイパス管路１５／２が、図１Ａの供給管路２１に類似して、アンモニア反応器１１内に排ガス部分流を供給するために働く。ここでも、この排ガス部分流の残水蒸気成分が水供与体として使用され、これによって、その後、尿素の蒸発時にアンモニアのほかに生ぜしめられる有害なイソシアン酸が加水分解触媒１４で化学的にアンモニアと二酸化炭素とに変換される。排ガス部分流の量は、排ガスバイパス管路１５／２の入口１５／３の領域に配置された遮断／通過制御機構１５／５を介して調整可能である。この遮断／通過制御機構１５／５は、遮断位置と、全開位置と、両位置の間の種々異なる中間位置とをとることができ、作動機構によって操作可能である。この作動機構はその命令を制御線路１５／５１を介して調整・制御ユニットＥＣＵから獲得する。
【００１４】
これに対して択一的に図１には、図１Ｃおよび図１Ｄに相俟って、アンモニア反応器１１が排ガス管路１５の内部で空間的にかつ流れ方向で見てＳＣＲ触媒１９の前方に配置されている本発明による装置のそれぞれ１つの構成が示してある。図１Ｃを備えた図１の事例では、アンモニア反応器１１がハウジング２３を有している。このハウジング２３は排ガス管路１５の一部もしくは一区分を形成している。図１Ｄを備えた図１の事例では、アンモニア反応器１１のハウジング２３が排ガス管路１５よりも小さな直径でかつ同軸的に排ガス管路１５内に配置されており、これによって、外側でハウジング２３を取り囲んで、通流可能な環状室２４が残されている。ハウジング２３内には、加水分解触媒１４と、空間的にこの加水分解触媒１４の前方に尿素蒸発装置１３とが収納されている。そこのゾーン１０内にはペレットショット通路９が開口しており、自由ショット区間の端部にはペレット衝突壁１２が配置されている。図１Ｃを備えた図１の事例では、加水分解触媒１４がハウジング２３の全横断面にわたって延びており、衝突壁１２が空間的に尿素蒸発装置１３の前方で斜めに傾けられてハウジング２３内に位置しており、これによって、生ぜしめられた尿素ペレットの破片部分が尿素蒸発装置１３に向かって変向させられる。
【００１５】
衝突壁１２は、全ての事例において、中実の滑らかなまたは刻み目付けされたかまたは別様では表面でペレット破砕のために構造化された金属プレートとして形成されている。
【００１６】
アンモニア反応器１１の後方では、排ガス管路１５内にかつ空間的にＳＣＲ触媒１９の前方に、図１Ｃを備えた図１の事例では移行／鎮静ゾーン２０／１が付与されていて、図１Ｄを備えた図１の事例では混合ゾーン２０も付与されている。この混合ゾーン２０では、加水分解触媒１４から流出したガス混合物が、ＳＣＲ触媒への流入前に、環状室２４を介して供給された排ガスと混合可能である。図１Ｃを備えた図１の事例では、加水分解触媒１４が、排ガス管路１５内に到達した排ガスによって完全に通流され、したがって、この排ガスの残水蒸気成分が完全に使用される。これに対して、図１Ｄを備えた図１の事例では、加水分解触媒１４が排ガス部分流によってしか通流されず、尿素蒸発時に生ぜしめられるイソシアン酸をアンモニアと二酸化炭素とに変換するために、排ガス部分流の残水蒸気成分が使用される。
【００１７】
以下に、本発明による装置の個別構成要素の種々異なる構成可能性を図２および図３につき詳しく説明する。
【００１８】
蓄え容器は、その室２内に蓄えられた尿素ペレットが重力によって室２から導出可能であるように形成されていて、配置されている。このためには、蓄え容器１の最深の箇所に配置された出口５が、各尿素ペレットの案内される個別出口に直径に関して適合された出口管または複数の尿素ペレットの同時の出口に適合された出口縦孔によって形成されている。最後に述べた構成は図２から明らかである。これに関する出口縦孔は、尿素ペレットの直径に適合された幅と、同時に放出したい尿素ペレットの個数×直径に適合された長さとを有している。
【００１９】
ペレット調量装置７はそのペレット入口２５で、ペレット蓄え容器１のペレット出口５に下方で直接形状適合されて続いている。図示の例では、ペレット調量装置７が、蓄え容器１に結合されたハウジング２６内に、それぞれ１つの尿素ペレットを収容するための互いに続く凹部２８を備えた、ペレット入口２５の近傍を走行するエンドレスな搬送ベルト２７を有している。この搬送ベルト２７は、調整・制御ユニットＥＣＵによって電子的に制御線路２９／１を介して回転数調整される電動モータ２９（図示せず）によって駆動ホイール３０を介して駆動可能である。搬送ベルト２７によって、入口２５を介して供給された尿素ペレットが案内路３１に沿って、この案内路３１の端部に付与された変向機構３２に搬送可能であり、その後、この変向機構３２によって出口通路３３に供給可能であり、この出口通路３３を介して個々に調量装置７から導出可能である。
【００２０】
図示の例では、ペレット調量装置７の出口通路３３に、供給される尿素ペレットの個別入口に対して設計された入口通路３４を備えたペレット加速器８が続いている。図示のこのペレット加速器８は、入口通路３４が形成されたカバー３６を備えたハウジング３５と、内部に電気機械的なペレット加速装置３７とを有している。このペレット加速装置３７によって、供給された各尿素ペレットが最高１００ｍ／ｓのオーダ内の速度に加速可能であり、その後、出口３８を介してハウジング３５，３６から後続のショット通路９にショット送入可能であり、このショット通路９を介して引き続き案内されてアンモニア反応器１１内にショット送入可能である。
【００２１】
ペレット加速器８の加速装置３７は、図示の例では、中心でハウジング３５，３６内に支承された円形のディスク４０から成っている。このディスク４０は、電子的に回転数調整可能な電動モータ３９によって駆動可能であり、上面に、螺線状に中心から外側の縁部に延びる壁４１，４２によって仕切られた少なくとも１つの加速通路４３，４４を有している。この加速通路４３，４４もしくは加速通路４３，４４の、中心に近い内側領域の上方に、ハウジングカバー３６に形成された入口通路３４が開口している。加速通路４３，４４を仕切る壁は螺線状の経過を有している。この経過は、種々異なる複数の円弧および／または対数曲線および／または一貫した正の傾きを備えた曲線から図示されている。ペレット加速器８のハウジング３５，３６内には、回転するディスク４０を取り囲んで上面の加速通路４３，４４の高さに、部分的に周方向に延びる溝状の出口通路４５が付与されている。この出口通路４５の端部４６には、接線方向に分岐した管状の出口通路４７が続いており、この出口通路４７にはショット通路９が続いている。螺線状の加速通路４３，４４によって、供給された１つの尿素ペレットが、ディスク４０の回転によって加速通路４３，４４の運動時に中心から縁部に向かって０から最大値に加速させられ、その後に付与される高い速度で出口通路４５，４７を介してショット通路９内にショット送入され、このショット通路９を介してアンモニア反応器１１内にショット送入される。尿素ペレットにこのように付与された運動エネルギに基づき、個々の尿素ペレットがペレット衝突壁１２への衝突時に多数の個別部分もしくは破片に破砕される。極めて小さな可能な限り多くの個別部分への粉砕もしくは破砕を助成するために、ペレット衝突壁１２はその表面で適宜に構造化されているかまたは形成されている。
【００２２】
ペレット調量装置７の搬送ベルト２７の回転数と、ペレット加速器８の、回転するディスク４０の回転数とは、アンモニア反応器１１内にショット送入したい、要求に関して最適化された量／個数の尿素ペレットの意味で互いに正確に調和されている。この場合、これに関する要求は、アンモニアを含有した発生させられたガスの減少量および減少速度に向けられている。この要求は調整量である。この調整量は、コンピュータ支持されて作業する調整・制御ユニットＥＣＵに供給される。その後、この調整・制御ユニットＥＣＵが目標量を、搬送ベルト２７とディスク４０とを駆動する電動モータ２９，３９の相応の回転数調整に変換する。この場合、ディスク４０を駆動する電動モータ３９は、有利には、たとえば１５０００〜２００００ｒｐｍのコンスタントに高い回転数に調整されて運転される。
【００２３】
固形の尿素ペレットからアンモニアを発生させるための本発明による方法は、本発明による装置によって以下のように実行される。
【００２４】
尿素ペレットが、蓄え容器１から調量装置７によって、調整された量／個数で取り出され、ペレット加速器８に搬送される。このペレット加速器８によって、供給された各尿素ペレットが内部で機械的に高い速度に加速させられ、その後、この速度で、出口側に続くショット通路９内にショット送入され、このショット通路９を介して引き続き案内されてアンモニア反応器１１内にショット送入される。このアンモニア反応器１１内で尿素ペレットがショット区間の端部でそこのペレット衝突壁１２において多数の破片に粉砕される。すぐ続いて、このペレット破片が尿素蒸発装置１３によって最大約５５０℃の温度で、アンモニア（ＮＨ３）とイソシアン酸（ＨＮＣＯ）とを含有したガス混合物に変換される。次いで、このガス混合物が、たとえば内燃機関、ガスタービンまたはバーナの排ガス内の残水蒸気成分から生ぜしめられる水蒸気と一緒に加水分解触媒１４を通して案内される。この場合、イソシアン酸がアンモニアと二酸化炭素とに変換される。
【００２５】
したがって、この本発明による方法の終了時には、加水分解触媒１４の出口に、アンモニアを含有したガス混合物が付与されている。次いで、このガス混合物がその規定通りの後続の使用に相応して、アンモニア反応器１１に後置された装置、機器または設備、たとえば図示のようにＳＣＲ触媒１９に供給可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による装置の一部の概略図である。
【図１Ａ】排ガス管路の外部に配置されたアンモニア反応器を備えた本発明による装置の概略図である。
【図１Ｂ】排ガスバイパス管路の内部に配置されたアンモニア反応器を備えた本発明による装置の概略図である。
【図１Ｃ】排ガス管路の内部に配置されたアンモニア反応器を備えた本発明による装置の概略図である。
【図１Ｄ】排ガス管路の内部に配置されたアンモニア反応器を備えた本発明による装置の概略図である。
【図２】それぞれ本発明による装置の部分としてのペレット蓄え容器と、ペレット調量装置と、ペレット加速器との構成を示す図である。
【図３】図２に示したペレット加速器をハウジングカバーなしで示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  蓄え容器、  ２  蓄え室、  ３  充填開口、  ４  箇所、  ５  出口、  ６  装置、  ７  ペレット調量装置、  ８  ペレット加速器、  ９  ペレットショット通路、  ９／１  遮断機構、  ９／２  命令、  １０  ゾーン、  １１  アンモニア反応器、  １２  ペレット衝突壁、  １３  尿素蒸発装置、  １４  加水分解触媒、  １５  排ガス管路、  １５／２  排ガスバイパス管路、  １５／３  分岐箇所、  １５／４  開口箇所、  １５／５  遮断／通過制御機構、  １５／２１  区分、  １５／５１  制御線路、  １６  外側ハウジング、  １７  出口チャンバ、  １８  供給管路、  １９  ＳＣＲ触媒、  ２０  混合ゾーン、  ２０／１  移行／鎮静ゾーン、  ２１  供給管路、  ２２  制御弁、  ２２／１  制御線路、  ２３  ハウジング、  ２４  環状室、  ２５  ペレット入口、  ２６  ハウジング、  ２７  搬送ベルト、  ２８  凹部、  ２９  電動モータ、  ２９／１  制御線路、  ３０  駆動ホイール、  ３１  案内路、  ３２  変向機構、  ３３  出口通路、  ３４  入口通路、  ３５  ハウジング、  ３６  カバー、  ３７  ペレット加速装置、  ３８  出口、  ３９  電動モータ、  ４０  ディスク、  ４１，４２  壁、  ４３，４４  加速通路、  ４５  出口通路、  ４６  端部、  ４７  出口通路、  ＥＣＵ  調整・制御ユニット
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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