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Anwendung der hochfrequenzgestützten Zustandsdiagnose zur Überwachung und Regelung von SCR-Katalysatoren

Title data

Dietrich, Markus:
Anwendung der hochfrequenzgestützten Zustandsdiagnose zur Überwachung und Regelung von SCR-Katalysatoren.
Aachen : Shaker-Verlag , 2018 . - 194 S. - (Bayreuther Beiträge zur Sensorik und Messtechnik ; 23 )
ISBN 978-3-8440-5782-9
( Doctoral thesis, 2018, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Funktionsmaterialien)

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Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung und Anwendung eines hochfrequenzbasierten Messverfahrens zur NH3-Beladungserkennung auf SCR-Katalysatoren. Die möglichst genaue Kenntnis des Beladungsgrades ist die entscheidende Regelgröße für einen optimalen Betrieb dieser Systeme, da nur so das Erreichen der hohen geforderten Umsatzraten zur Reduktion von Stickoxiden (NOx) ohne das Durchbrechen von Ammoniak (NH3) möglich ist. Aufbauend auf Vorarbeiten wird dieses Verfahren zu einer direkten Beladungserkennung weitergehend untersucht. Hierzu wird die metallische Ummantelung des Katalysators als Hohlraumresonator verwendet. Die Resonanzeigenschaften im Hochfrequenzbereich korrelieren mit den Materialeigenschaften der Resonatorfüllung. Da die NH3-Anlagerung auf der Katalysatoroberfläche eine Änderung deren Permittivität und Leitfähigkeit hervorruft, können die Resonanzeigenschaften als direkte Messgröße der NH3-Beladung verwendet werden. Die Arbeit gliedert sich dabei in drei Hauptteile. Im ersten Teil liegt der Fokus auf Einflussanalysen und Materialuntersuchungen an Katalysatorproben in synthetischem Abgas. Der zweite und größte Teil beschäftigt sich mit der Übertragung des Messsystems in Applikationsgröße auf den Motorprüfstand. Dabei erfolgt zuerst eine ausführliche Charakterisierung des HF-SCR-Systems und eine Kalibrierung auf Quereinflüsse. Gefolgt von einer Anwendung des kalibrierten Systems unter transienten Bedingungen mit auf das Hochfrequenzsignal geregelter Dosierung von NH3-bildender Harnstoffwasserlösung. Im letzten Teil wird ein erster Modellansatz vorgestellt, der in der Lage ist sowohl das chemische NH3-Speicher- und NOx-Umsatzverhalten eines SCR-Katalysators abzubilden, als auch das daraus resultierende HF-Signal zu beschreiben.

Further data

Item Type: Doctoral thesis
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Engineering Science
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials > Chair Functional Materials - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos
Profile Fields > Advanced Fields > Advanced Materials
Research Institutions > Research Centres > Bayreuth Center for Material Science and Engineering - BayMAT
Research Institutions > Research Units > ZET - Zentrum für Energietechnik
Research Institutions > Research Units > BERC - Bayreuth Engine Research Center
Faculties
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials
Profile Fields
Profile Fields > Advanced Fields
Research Institutions
Research Institutions > Research Centres
Research Institutions > Research Units
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering
Date Deposited: 13 Mar 2018 09:51
Last Modified: 13 Mar 2018 09:51
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/42753