根据内燃机形式、排量和运行状态的不同，内燃机产生不同组分的废 气。不仅对于静态领域，例如在发电站中，而且在移动应用场合中，例如 在机动车、船艇或飞机中，在很多国家这些废气必须遵循法定的极限值， 这些极限值逐渐变得越来越严格。通常仅通过废气处理或后处理就可遵循 这些极限值。因为必须遵循多种废气组分的极限值，所以也需要相对复杂 的用于废气后处理的设备和方法。这导致需要多种不同的废气净化部件， 这些废气净化部件的工作可分别对废气的不同组分的浓度产生影响，例如 对于尤其是柴油机的废气中的氮氧化物和颗粒的浓度就是这种情况。
在还原氮氧化物方面提出了一些基于氮氧化物的选择性催化还原 (SCR，selective catalytic reduction)的方法。在此，使用选择性还原剂 例如氨(NH3)，该选择性还原剂在相应设计的催化器中引起氮氧化物的 选择性催化还原(反应)。因为尤其是在移动条件情况下直接储备氨有困 难，所以在许多情况下提出储备氨前体，例如尿素、异氰酸、氰尿酸或氨 基甲酸铵。尤其是以水溶液储备尿素已经发展成熟到可以投放市场。这些 系统具有这样的缺点，即，对于氨前体需要附加的储备容器，这尤其是在 移动应用场合下由于小的结构空间--尤其是乘用车领域中是不利，此外， 这还需要占用面积的可用来补足氨前体的系统，因为在无氨前体的情况下， 氮氧化物的转化停止，因此在储备容器空的情况下不能再进行转化。
另外提出了一些如可车载(on-board)产生氨的系统。例如DE 10258 185A1公开了通过等离子体支持地形成一氧化氮、接着用含氢的气流将该 一氧化氮还原成氨从而来从大气氮生成氨。该系统具有这样的缺点，即， 仅考虑了废气的氮氧化物而没有考虑废气的其它组分。

因此，本发明的目的在于，提供一种用于降低内燃机废气中氮氧化物 和颗粒浓度的设备和方法，该设备和该方法使得可以同时降低这两种组分 并且在此不要求使用其它工作原料。
所述目的通过具有权利要求1所述特征的设备和具有权利要求15所述 特征的方法来实现。有利的改进方案是相应的从属权利要求的内容。
根据本发明的用于处理废气的设备包括：
-颗粒分离器，
-SCR催化器，用于选择性还原氮氧化物，和
-氨发生器，用于产生作为用于还原氮氧化物的选择性还原剂的 氨，
其中，颗粒分离器设计在主排气管路中，氨发生器形成在第一副管路中， 其中，第一副管路在交汇部处通到主排气管路中，该交汇部设计成，使在 氨发生器中产生的含氨的气流可穿流SCR催化器。
优选含氨的气流也穿流颗粒分离器。将氨发生器设置在第一副管路中 尤其意味着，氨发生器可设置在排气管道的旁路中。另一方面，也可使第 一副管路与排气管道这样相连接，使得可将生成的氨(NH3)输入到排气 管道中，但不将废气引导通过氨发生器或引导到氨发生器。这里，颗粒尤 其是指包含碳的颗粒或由单纯的碳构成的颗粒。
颗粒分离器、SCR催化器和氨发生器可各包括至少一个蜂窝体。蜂窝 体是指具有大的壁表面积、具有流体如废气至少可流过的空腔的物体。蜂 窝体例如可用陶瓷材料制成，例如通过挤压。另外，蜂窝体也可用金属层 构造。这些金属层例如可包括至少部分形成(凸凹)结构的层，这些至少 部分形成(凸凹)结构的层被卷绕成螺旋状，必要时与一个或多个基本上 平滑的层一起卷绕。蜂窝体的另一个实施例也包括金属层，所述金属层是 堆叠起来的。一个或多个叠堆同向或反向地卷曲。一个叠堆可包括至少一 个至少部分形成(凸凹)结构的层，必要时还可能包括至少一个基本上平 滑的层。根据本发明，蜂窝体也可能包括由至少一个至少部分形成结构的 金属层和有时可能的至少一个基本上平的金属层构成的未卷曲的叠堆。
金属层尤其是指金属板箔、纤维无纺材料、烧结的多孔金属层、丝网 层或上述元件中至少两种的组合。至少部分形成结构的层是指至少在部分 区域内具有一些(凸凹)结构的层，这些结构在卷绕、堆叠或扭转之后形 成空腔。这些结构尤其是可设计成波纹状。基本上平的层是指平滑的并且 有时可能具有微(凸凹)结构的层。微结构是结构化幅度明显比至少部分 形成结构的层的结构幅度小的结构。
颗粒分离器尤其可以是开放的或封闭的。这样构造封闭的颗粒分离器， 使得在废气穿流时废气必须穿过颗粒分离器的至少一个壁。这例如可这样 实现，颗粒分离器构造有多个通过多孔壁分隔的通道，这些通道交替地在 蜂窝体的进气侧和排气侧的端侧上封闭，由此，存在第一组具有在进气侧 开放、在排气侧封闭的端侧的空腔，第二组在进气侧封闭、在排气侧开放 的端侧的空腔。
颗粒分离器也可包括开放的颗粒过滤器。当颗粒，特别是是比本来要 过滤掉的颗粒明显大的颗粒，基本上可完全穿过颗粒过滤器时，颗粒过滤 器被称为是开放的。由此，这种过滤器即使在工作期间颗粒积聚时也不会 堵塞。用于测量颗粒过滤器的开放度的合适的方法例如是检测，直径最大 为多少的球形颗粒仍可缓慢流过这种过滤器。在当前使用情况中，尤其是 如果直径大于或等于0.1mm的球体、优选0.2mm以上直径的球体仍可缓 慢穿流，则过滤器是开放的。
颗粒分离器尤其是可用金属泡沫材料和/或陶瓷泡沫材料形成。颗粒分 离器可具有规则地、不规则地或杂乱地成形的空腔。
SCR催化器优选包括设置有SCR涂层的蜂窝体。该SCR涂层尤其包 括携带有二氧化钛(锐钛矿)的钒/钨混合氧化物或金属交换的沸石，尤其 是X、Y、ZSM-5或ZSM-11型的，优选铁置换的沸石。在车载氨发生器 的构型中可有利地放弃水解尿素通常所需的水解催化剂/器。
根据本发明的设备尤其是在连接方面和工作方面提供了优点。因此， 可使用一个唯一的设备，该设备同时降低两种重要的且彼此相关联的废气 组分。尤其是也可这样控制根据本发明的设备，即，以相同的方式同时降 低氮氧化物的含量和颗粒的含量。根据本发明的设备可看作所谓的“黑匣 子”，在该黑匣子中排气系统的使用者以及系统设计者不必关心安装在该 匣子中的部件的详细的工作方式，而是仅须进行与排气系统和供电设备的 连接。
有利的是，以这样的方式构造交汇部，使得含氨的气流也穿流颗粒分 离器。氨在使颗粒分离器的再生方面是有利的。
颗粒分离器优选包括交替封闭的通道，这些通道通过流体可至少部分 地穿流的壁相互分隔。
优选这样构造颗粒分离器，使得废气可流过壁。根据构型的不同，尤 其是对于开放的颗粒分离器，废气可部分流过壁，或者也可完全流过壁， 尤其是在这种情况下形成具有交替封闭的通道的封闭过滤器。壁优选可设 计成陶瓷的和/或金属的。
颗粒分离器优选包括至少部分金属的载体。部分金属的载体例如可以 设计成如上所述的蜂窝体。另一个例子是陶瓷载体，金属结构，例如作为 用于静电地积聚和/或分离颗粒的电极装入到该陶瓷载体中。
所述至少部分金属的载体优选包括至少一个金属层。在此SCR催化 器、氨发生器和/或颗粒分离器优选包括一蜂窝体，该蜂窝体包括至少一个 金属层。另外，其它的载体也可构造成包括至少一个金属层。
颗粒分离器优选包括陶瓷过滤元件，该过滤元件具有金属嵌入部分。
陶瓷过滤元件尤其是可构造成层状，尤其是通过相应的“快速制造” 技术来构造。这里，层状结构尤其是指：首先，物体的第一层用一种或多 种原材料构造，然后至少在部分区域内对该第一层加固，而后在该被加固 的层上涂覆另一个由一种或多种原材料制成的层。然后同样至少在部分区 域内对该层加固，然后如上所述的那样继续进行处理，直到制成过滤元件。
一种原材料可形成稍后的陶瓷壁，而另一种原材料可形成稍后的金属 嵌入部分。加固可基于短时的、例如通过用激光照射来实现的温度提高。 通过空间上选择性的和/或不均匀的升温和/或通过使用空间上选择性地和/ 或不均匀地涂覆的原材料，则可产生由壁分隔的空腔，这些空腔例如也可 具有形成微结构的壁。另外，通过使用多种原材料可构造具有不同性质的 区域的壁，这些壁例如在不同区域内具有不同的多孔度或导电能力。以此 方式，也可借助于金属嵌入部分的成型在过滤元件制造好之后预先给定过 滤元件中的流动分布，并且因此在在过滤元件中进行静电的积聚和/或分离 的情况下，可以预先给定在哪些区域中以何种程度进行分离。为了进行构 造，尤其是可有利地使用“选择性激光烧结”技术、“立体印刷”技术和 “熔融沉积造型”技术。
优选这样的颗粒分离器构型，即该颗粒分离器具有流体至少可流过的 空腔，这些空腔通过壁至少部分地相互分隔。
可流过的空腔例如是指在末端端侧封闭的通道。尤其是空腔也是可穿 流的。另外，可优选构成具有比通道大的尺寸的空腔。这样的空穴可优选 用于使废气更好地充分混合。
壁优选具有至少一个下述性质：
8.1)壁至少局部具有涂层；或者
8.2)壁包含至少一种催化活性组分。
颗粒分离器或过滤元件--同样以及所有其它在此公开的蜂窝体-- 根据8.1)可具有涂层。该涂层尤其可以是陶瓷的和/或包含载体涂层 (Washcoat)和/或沸石。根据8.2)，颗粒分离器的壁--同样以及所有 其它在此公开的蜂窝体的壁--包含催化活性组分。这些催化活性组分可 施加在根据8.1)构造的涂层中或者也可直接施加在壁中和/或壁上，如果 这些壁包含陶瓷材料，则优选后一种情况。催化活性组分可优选包含贵金 属，例如以贵金属络合物的形式。优选在催化活性组分中可包含多种贵金 属。
颗粒分离器例如可优选在一个端侧的区域内，优选在流体输入侧的端 侧区域内包含促进氧化的催化活性组分。所述促进氧化的催化活性组分尤 其可催化从一氧化氮到二氧化氮的氧化反应，在连续再生中按照CRT (Continuous Regeneration Trap，连续再生捕集器)原理工作的颗粒分离 器是必需的。另外，催化CRT再生反应的催化活性组分可形成在颗粒分 离器上。这种涂层可优选在整个颗粒分离器中形成。促进氧化的涂层例如 也可催化导致颗粒分离器被加热的碳氢化合物的氧化。例如可这样将碳氢 化合物引入到颗粒分离器中，即，使内燃机短期地--例如对于内燃机的 一个气缸在一个循环中，以提高的燃料含量--即浓混合气模式工作。这 使得碳氢化合物可到达颗粒分离器中并且在那里氧化。
根据本发明设备的另一个有利的实施形式，颗粒分离器具有用于使颗 粒分离器再生的再生可能性。在这种情况下，再生可能性尤其优选通过至 少一个下述措施来产生：
10.1)在颗粒分离器的至少一部分的上游提供二氧化氮；
10.2)将颗粒分离器的至少一部分的温度提高到极限温度以上；
10.3)在颗粒分离器的至少一部分的上游提供氧化剂；或
10.4)通过放电进行再生。
对颗粒分离器的一部分使用措施10.1)至10.4)之一是指，相应的措 施有时也许可在颗粒分离器本身的一部分上(对于10.1)和10.3)的情况) 或在颗粒分离器的一部分中(10.2)进行。再生可能性是指颗粒分离器能 够回收(再生)所贮藏和/或集聚的颗粒，即从颗粒分离器中和/或上去除颗 粒。该再生可能性尤其是可设计成热方式和/或化学方式的。如果颗粒分离 器具有热方式的再生可能性，则可设置可将颗粒分离器加热到这样的温度 以上的装置，在该温度下进行颗粒中的碳的氧化，优选也可通过废气中的 剩余氧份进行氧化。颗粒分离器可包含催化这种氧化的催化活性材料。热 方式的再生可通过提高废气温度和/或通过附加加热装置来实现。
如果颗粒分离器具有化学方式的再生可能性，则存在这样的可能性， 即，通过化学反应来实现颗粒的分解/减少。这例如可通过碳与二氧化氮反 应产生一氧化氮和二氧化碳来实现。再生可能性的另一个可能性在于CRT 方法，在该可能性中构造有在颗粒分离器中尽可能连续地保证废气中二氧 化氮足够大的浓度的装置，以连续地转化碳颗粒。基于放电的再生可能性 例如是基于表面放电的。
根据本发明设备的另一个有利的实施形式，颗粒分离器包括用于在颗 粒分离器中产生电场的装置，通过该电场可实现至少一个下述功能：
12.1)积聚颗粒；或
12.2)分离颗粒。
在此，积聚颗粒尤其是指使多个小颗粒累积成较大的颗粒。分离颗粒 尤其是指使颗粒积聚在过滤器上。
微粒，即例如直径小于10微米或更小的颗粒，由于能被吸收到人的肺 组织中而是不希望的废气组分。颗粒的平均直径越大，这些颗粒越不可能 被吸收到肺组织中。因此有利的是，除了分离例如由于对颗粒分离器的机 械作用而可能导致(稍后)释放小颗粒的颗粒之外，还希望使颗粒积聚成 较大的颗粒，以便降低废气中的微粒含量并且尽可能达到这样的颗粒平均 直径，即，使得颗粒的绝大部分不会再被吸收到肺组织中。
这种积聚也可通过施加电场来实现。电场例如可这样产生，即，颗粒 分离器具有一个接地电极和一个处于正电势的电极，由此形成相应的尤其 是横向于颗粒分离器的通道纵向轴线或穿流方向的电场。优选也可彼此平 行地设置多个形成这种场的电极，从而，颗粒分离器包括多个用于积聚或 分离颗粒的电场。所述场尤其可通过直流电压来工作，但根据本发明也可 用交流电压、尤其是频率为10Hz或更小的低频交流电压来工作。
通过极化碳黑颗粒，这些碳黑颗粒被吸引到其中一个电极上并且在这 里集聚。这些电极尤其可与颗粒分离器的壁相组合，尤其是设计成这些壁 的一部分或者本身就形成这些壁。这里，优选用金属泡沫材料形成颗粒分 离器，其中，颗粒分离器优选包括至少两个尤其是设计成对应相同的构件。 尤其优选由金属泡沫材料制成的颗粒分离器构型，该金属泡沫材料形成多 个废气穿流的空腔。
颗粒分离器优选包括用于在颗粒分离器中产生第二电场的装置，通过 该第二电场产生用于使颗粒分离器再生的表面放电。
在本申请范围内公开的颗粒分离器的细节也可单独地在没有所述设备 的其它部件的情况下实现。
根据本发明设备的另一个有利的构型，氨发生器包括等离子体发生器。
所述等离子体发生器尤其可以是如DE 10258185A1中所述的等离子 体发生器，该文献的公开内容，尤其是在等离子体发生器的工作参数、电 极的构型和工作气体的添加方面的内容，纳入到本申请的公开内容之中。 等离子体发生器优选这样工作，即，将工作气体短时间地加热到2500K以 上的温度。等离子体发生器用含氮和氧的气体作为工作气体工作，其中， 这样选择等离子体发生器的工作参数，使得在等离子体中进行的反应的反 应平衡这样移动/推迟，以致优选产生一氧化氮。然后，该一氧化氮可通过 尤其是安装在蜂窝体上的相应构造的还原催化器在添加例如作为还原剂的 氢和/或碳氢化合物的情况下被还原成氨。作为工作气体尤其是可使用空 气、废气或富含空气的废气。
在此优选采用这样的氨发生器构型，该氨发生器包括至少一个用于暂 时储存至少一种下述组分的储存元件：
15.1)氨；或
15.2)氨前体。
氨前体是指例如通过热解、高温分解和/或水解来释放氨的或者可与其 它起始物反应成氨的物质。在此，组分15.2)优选包含一氧化氮，因为在 此尤其是在与包括等离子体发生器的氨发生器协同作用下、在用于使一氧 化氮还原成氨的燃料额外消耗相对低的情况下可获得相对高的氨产出量。 所储存的组分15.1)和/或15.2)尤其是也可作为用于废气中产生的非常高 的NOx浓度的缓冲剂来使用，在所述高的NOx浓度的情况下需要相对大量 的氨。此外，如上所述，储存元件可有利地用于间断性地储存和输出一氧 化氮。此外，除了一氧化氮之外，氨前体例如还可指尿素、异氰酸、氰尿 酸或氨基甲酸铵。
此外，在此储存元件优选通过吸附、尤其是化学吸附和/或物理吸附暂 时储存所述至少一种组分。
在此，物理吸附尤其是指由于物理的相互作用进行的储存，而化学吸 附包括基于化学键的吸附。物理吸附尤其是在低于第一极限温度的温度下 进行，而在该第一极限温度以上氨前体发生解吸。化学吸附很大程度上在 第二极限温度以上进行，因为相应移动的反应平衡需要一定的温度。通过 相应地选择储存元件，例如相应地设计储存元件的涂层，可这样选择第一 极限温度和第二极限温度，即，可在宽的温度范围内实现吸附一氧化氮。
例如可这样设计蜂窝体的相应的涂层，即，得涂层的距被废气流过的 表面较远的区域较适于物理吸附，而较靠近涂层的被废气流过的表面的区 域较适于化学吸附。
因此，例如可以设想具有至少两个储存元件的氨发生器，其中一个储 存元件填充有一氧化氮，而另一个储存元件至少部分地输出储存在其中的 一氧化氮，由此可将一氧化氮还原成氨。在此，尤其是可将一氧化氮输出 到含氢且尽可能乏氧的气流中。这降低了所需的氢含量，因为氢通常会首 先与氧反应。如果等离子体发生器的工作气体至少包含空气，则工作气体 的含氧量在离开等离子体发生器时仍然较高，例如处于18％至19％的范围 内。如果现在使用乏氧含氢的气体--将一氧化氮提供到该气体中或在该 气体中提供一氧化氮，则对氢的需求会明显低于在直接将工作气体与含氢 的气体混合的情况。
含氢的气体尤其可以是裂解气体或合成气体，该裂解气体或合成气体 通过碳氢化合物的部分氧化来产生。尤其是用于使内燃机工作的燃料可用 作用于裂解气体或合成气体的起始物。因为所需的氢含量降低，所以与传 统系统相比燃料额外消耗也降低了。等离子体发生器可间歇性地以两个气 体管路工作，这些气体管路分别包括一个用于暂时储存一氧化氮的储存元 件和必要时还包括一个用于使一氧化氮还原成氨的还原单元。用于使一氧 化氮还原成氨的还原单元有时可能也可由两个气体管路一起供应。另外， 储存元件和还原单元可设计成在一个唯一的构件中，例如通过形成具有相 应的储存还原涂层的蜂窝体。
裂解气体和/或合成气体的产生可在相应构造的重整器或反应器中、优 选在第二副管路中进行。在此，优选通过碳氢化合物的部分氧化来产生裂 解气体和/或合成气体。尤其是这样构造第二副管路，使得该第二副管路在 所述至少一个储存元件前面通到第一副管路中，因此，所述至少一个储存 元件可被裂解气体和/或合成气体穿流。
另外，氨发生器可交替地或累加地包括使气流中的一氧化氮富集的装 置，例如在该装置中，包含氮氧化物(NOx)的气流分成一第一气流和一 第二气流，在该第一气流中NO在NOx中的相对含量提高，在该第二气流 中NO2在NOx中的相对含量提高。这例如可通过相应的膜片来实现。
另一个可能性在于可选择性地仅储存一氧化氮、但不储存二氧化氮的 储存元件。这可通过相应地构造的分子筛、尤其是沸石来实现。直到储存 了一定量的一氧化氮之后，这种储存元件才可被废气穿流。然后，例如可 通过改变物理和/或化学的过程参量将暂时储存在该储存元件中的一氧化 氮释放出来并且输出到含氢的气流中，此后，同样通过相应的催化剂(器) 将一氧化氮催化还原成氨。
这里所述的直接从废气中富集或储存一氧化氮的可能性也可优选转用 到主排气管路中，并且尤其是也可在没有构造颗粒分离器或SCR催化器的 情况下进行。
氨发生器优选包括用于输入用来将一氧化氮还原成氨的还原剂的装 置。所述用于输入还原剂的装置优选可与还原剂的储备容器和/或与产生还 原剂的反应器和/或重整器相连接。此外还原剂优选包含至少一种下述物 质：
19.1)碳氢化合物；或
19.2)氢。
优选设置第一还原设备，这样构造这些第一还原设备，使得在这些第 一还原设备上或在这些第一还原设备中可用还原剂19.1)和/或19.2)进行 氮氧化物、优选一氧化氮的还原。尤其是可以以化合的形式与氮氧化物、 例如与以亚硝酸根或硝酸根形式存在的化学吸附的氮氧化物进行反应。
尤其是形成有用于提供和/或产生还原剂的装置。这些装置尤其是包括 用于部分氧化碳氢化合物的重整器和/或反应器。用于输入还原剂的装置优 选包括混合器，该混合器适合于将还原剂与其它气体混合。在此可涉及主 动混合器和/或被动混合器。
根据本发明设备的另一个有利的构型，至少一种下述气体穿流第一副 管路：
24.1)废气；
24.2)至少包含氧和氮的气体；或
24.3)空气。
根据本发明，在此可出现气体24.1)、24.2)和24.3)的任意混合比 例。尤其是单纯的废气可穿流第一副管路，优选当废气中的含氧量高时， 例如当内燃机是柴油机时。另外，单纯的空气可穿流第一副管路。尤其是 当在氨发生器中包括等离子体发生器时，这样形成第一副管路，使得除了 气体24.1)、24.2)和/或24.3)之外，含氢的气体也可穿流该副管路，以 便实现将一氧化氮还原成氨，则会是有利的。优选这样构造第一副管路， 使得气体24.1)、24.2)和/或24.3)的比例可彼此相对调节和/或变化。
根据本发明设备的另一个有利的构型，颗粒分离器包括用于在颗粒分 离器中产生电场的装置，氨发生器包括等离子体发生器，其中，形成有至 少一个用于产生和调节颗粒分离器的电场以及用于控制等离子体发生器的 控制装置。
尤其是形成/设置唯一一个不仅用于颗粒分离器而且用于等离子体发 生器的控制装置是有利的，因为这两个部件的工作条件可最佳地相互协调。 尤其是通过一个共用的控制装置可实施这样的工作方法，在该工作方法中 可以以相同的程度降低或改变颗粒含量、颗粒大小分布和/或氮氧化物含 量。另外可实施这样的方法，在该方法中，除了可调节或可选择地减小或 改变上述参数之外，同时还实现尽可能低的能量和/或燃料额外消耗。为此， 控制装置也可与相应的传感器相连接，例如与温度传感器，λ探头、气体 分压传感器等相连接。
用于产生电场的装置尤其是包括颗粒分离器中的电极以及可与颗粒分 离器中的电极电连接的电(压)源。优选形成唯一一个控制装置，通过该 控制装置不仅控制用于在颗粒分离器中产生电场的装置而且控制等离子体 发生器，并且必要时可能还为等离子体发生器供应电能。尤其是在冷起动 的情况下，可有利地首先给用于在颗粒分离器中产生电场的装置供应电能， 接着在预先给定的时间间隔之后也给等离子体发生器供应电能。这具有这 样的优点，即，颗粒基本上被积聚和/或分离，而仅当SCR催化器达到了 其最低工作温度(“熄火(light-off)”温度)时才进行氮氧化物的转化。 但SCR催化器在一定时间之后才达到该工作温度。
在本申请中描述的氨发生器以及第一副管路也可有利地单独地、即在 没有本发明设备的其它部件的情况下实现。
根据本发明设备的另一个有利的构型，氧化催化器在至少一个下述位 置上形成：
26.1)在颗粒分离器的上游；
26.2)在氨发生器的下游且在SCR催化器的上游；或
26.3)在SCR催化器的下游。
在位置26.1)上，氧化催化器尤其是可催化从一氧化氮到二氧化氮的 氧化并且由此为颗粒分离器提供还原可能性。在位置26.3)上，氧化催化 器用作截止催化器(Sperrkatalysator)，该截止催化器有效地避免例如氨 和/或碳氢化合物穿透。在位置26.2)上，氧化催化器可有利地有助于消耗 在离开颗粒分离器的气体中可能包含的氧。氧化催化器的涂层，尤其是在 所使用的催化活性物质的类型和浓度方面，在位置26.1)、26.2)和26.3) 处的氧化催化器上可以是不同的并且与相应待催化的反应相匹配。
根据本发明设备的另一个有利的构型，该设备包括第一流动区域和至 少一个第二流动区域，该第一流动区域和所述第二流动区域基本上可彼此 相互平行地被穿流，其中，第一流动区域是主排气管路的至少一部分，其 中，这样构造第一流动区域和第二流动区域，使得热量可从第一流动区域 导入到所述至少一个第二流动区域中。
这些流动区域优选是同轴的和/或同心的。此外，优选在一个第二流动 区域中形成有至少一个下述部件：
31.1)至少一个等离子体发生器；
31.2)至少一个重整器；或
31.3)至少一个反应器。
优选在一第一第二流动区域中构造有等离子体发生器以及在一第二第 二流动区域中构造有重整器或反应器，该重整器或反应器尤其是通过碳氢 化合物的部分氧化来产生氢。此外，优选采用这样的改进构型，在该改进 构型中该第一流动区域和所述至少一个第二流动区域通过至少一个分隔壁 彼此相分隔。
第一流动区域尤其是处于分隔壁的第一侧面上，而第二流动区域处于 分隔壁的第二侧面上。分隔壁可构造成单层或多层的。尤其优选的是，通 过面状地材料结合地连接两个常见的管来形成这两个流动区域，其中，这 些管必要时还可变形。除了同轴地形成第一流动区域和第二流动区域之外， 根据本发明也可同心地布置这些区域。
根据本发明的设备使得可以在第一流动区域中以第一分流以及在第二 流动区域中以第二分流引导废气。因为部件31.1)、31.2)和/或31.3)仅 形成在第一流动区域中，所以例如可在无需较大的结构费用的情况下保证， 只有一个废气分流或气体分流在一个流动区域中经受用等离子体进行的处 理，或者仅在一个废气分流或气体分流中进行碳氢化合物的部分氧化。因 此，尤其是可将等离子体发生器非常紧凑地集成在机动车的排气系统中。 尤其是这样设计等离子体发生器，使得废气在等离子体发生器中通过气体 放电被加热到2000开尔文以上、优选甚至2800开尔文以上的温度。在工 作时，通过等离子体诱发的非热力的冲击过程用高能电子使不仅存在于废 气中而且存在于--必要时可添加的--空气中的分子氮和分子氧被电子 激励、游离和电离。优选通过电子激励的分子、自由基和离子与通过等离 子体加热的废气的反应来形成氮氧化物。由于存在高的温度，优选形成一 氧化氮(NO)，因为在这种温度下的反应平衡相应地优先形成一氧化氮而 不是形成二氧化氮。其反应时间在低于10微秒的范围内。
因此，可通过等离子体发生器在工作中提高一氧化氮的浓度。此外， 该一氧化氮可优选被还原成氨。等离子体发生器例如可如DE 10258185 A1中描述的那样设计，其中，该文献的内容在等离子体发生器的结构和工 作方面完全纳入到本申请的公开内容之中。
所述设备在等离子体发生器的范围内具有合适的接线装置，通过这些 接线装置可使等离子体发生器与相应的供电装置(电源)和相应的控制装 置相连接。根据本发明可形成相应的绝缘装置和类似装置。
如果等离子体发生器这样工作，使得废气通过气体放电被短暂地局部 地加热到相当高的温度，例如2800开尔文以及更高的温度，则在存在分子 氮(N2)的情况下，一方面发生与通过等离子体形成的氧自由基的反应， 由此生成一氧化氮和氮，另一方面这种氮原子与分子氧(O2)反应成一氧 化氮和氧自由基。其它反应在相对高的温度下意义不大，因此通过使用并 相应地运行等离子体发生器可获得一氧化氮的高产生量。
所述至少一个第二流动区域优选在至少一个下述部位上形成：
32.1)储存元件的上游；
32.2)重整器或反应器的上游；或
32.3)等离子体发生器的上游。
因此热量可有利地导入到储存元件的、重整器的或反应器的和/或等离 子体发生器的各自工作气体中，由此可降低用于驱动这些部件的能量，进 而降低用于驱动整个系统的能量。因此，可穿流第一流动区域的废气的热 量尤其是可用于加热储存元件、重整器或反应器和/或等离子体发生器。尤 其是当在储存元件上进行吸附时，(第二流动区域)形成在位置32.1)上 是有利的。
优选在优选的轴向流动方向上在等离子体发生器的上游设置有尤其是 用于输入包含氧和/或氮的气体的气体输入装置。
这里，气体输入装置不仅可形成在第一流动区域中，而且可形成在废 气处理单元的流动区域尚未彼此相分开的部分中。由于在那里仍未设置分 隔壁，这样的区域例如可在上游形成。
作为包含氧的气体例如可输入周围环境空气。这还具有这样的优点， 即，将分子(态的)氮输入给系统，所述分子态的氮可以以相同的方式用 于形成一氧化氮。在此，原则上可例如通过压缩机在一定压力下输入空气。
优选至少在优选的轴向流动方向上在第一流动区域和第二流动区域的 下游形成有一个共用的第三流动区域。在该第三流动区域中，通过分隔壁 形成的两个气流在穿流过相应的流动区域之后可再次汇流并且尤其是在那 里混合。在该区域中，当用于在第二流动区域中产生一氧化氮的等离子体 发生器工作时，形成富集有一氧化氮的总废气流，该总废气流包括两个流 动穿过这两个流动区域的分废气流。也可通过将例如相应的催化剂 (器)--例如在催化剂载体上--引入到等离子体发生器的下游的第一 流动区域中，在这两个气流汇聚之前确保一氧化氮还原成氨。
优选在优选的轴向流动方向上在等离子体发生器的下游构造有一个第 一蜂窝结构，该第一蜂窝结构具有用于还原氧的还原催化剂涂层。
该第一蜂窝结构尤其是可用于从废气流中去除剩余氧。尤其是当通过 气体输入装置输入空气时，该剩余氧含量就会高。尤其是使用陶瓷涂层材 料例如尤其是载体涂层(Washcoat)作为第一还原催化剂涂层，在该涂层 中引入含贵金属的例如包含铂和/或钯的组分。
优选在优选的轴向流动方向上在等离子体发生器的下游构造有一个第 二蜂窝结构，该第二蜂窝结构具有用于将氮氧化物还原成氨的第二还原催 化剂涂层。第二还原催化剂涂层尤其是包含铂和/或钯作为活性组分，尤其 是在该涂层中仅存在很少的铑，优选基本上不合铑。
因此，这两个流动区域可以提供紧凑的车载氨发生器，该氨发生器尤 其是也可以在移动应用场合下用在内燃机的排气系统中。可这样产生的氨 可在下游用作选择性地催化还原氮氧化物的过程(SCR，Selective Catalytic Reduction)中的还原剂。因此，尤其是在移动应用场合下可取消形成用于 以溶液或作为固体存在的还原剂，例如用于氨前体(例如尿素、异氰酸、 氰尿酸、氨基甲酸铵)的箱体。
通过相应地设计第二蜂窝结构的第二还原催化剂涂层，也可催化其它 反应，通过所述这些反应产生其它还原剂例如异氰酸或氰尿酸而不是产生 氨。根据本发明，也可以采用这样的还原剂和相应的第二还原催化剂涂层。 第二还原催化剂涂层尤其是包含贵金属例如铂作为催化剂。第二还原催化 剂涂层尤其是包含携带有二氧化钛(锐钛矿)的钒/钨复合氧化物或金属交 换的沸石、如尤其是X、Y、ZSM-5或ZSM-11型的沸石。
优选在流动方向上在等离子体发生器与第二蜂窝结构之间构造有用于 输入还原剂的还原剂输入装置。如果也形成有用于还原尤其是仍存在的氧 的第一蜂窝结构，则还原剂输入装置优选设置在第一蜂窝结构与第二蜂窝 结构之间。
尤其是碳氢化合物作为用于将一氧化氮还原成氨的还原剂已经得到了 验证。所述碳氢化合物可用简单的方式从内燃机的燃料中获取。因此例如 可将内燃机的燃料、尤其是柴油燃料通过还原剂输入装置直接在第二蜂窝 结构的上游喷射到废气流中。还原剂输入装置尤其是构造成喷嘴。尤其是 这样构造还原剂输入装置，使得在流动横截面上获得尽可能均匀的还原剂 浓度。尤其是以微滴的形式喷射还原剂被证明是合适的。
优选在共用的流动区域中构造有混合器、尤其是混合器结构。
混合器结构例如可由蜂窝结构构成，该蜂窝结构在各个通道之间具有 通孔，废气可至少部分地基本上横向于流动方向地流动穿过这些通孔。由 此废气流发生充分混合。在这里，尤其优选在通道壁中形成引导结构，这 些引导结构向位于通道之间的开口引导废气。
优选在流动方向上在第二蜂窝结构的下游构造有一个具有SCR催化 剂涂层的第三蜂窝结构。
该SCR催化剂涂层是包含催化剂的涂层，该催化剂催化氮氧化物的选 择性催化还原反应。SCR催化剂涂层尤其是包含携带有二氧化钛(锐钛矿) 的钒/钨复合氧化物或也可以包含金属交换的沸石、如尤其是X、Y、ZSM-5 或ZSM-11型的沸石。
因此，在工作时，由于在第二蜂窝结构中形成的氨含量，可将氮氧化 物选择性催化还原成分子氮。由此有效降低了内燃机的氮氧化物排放物。
在这种情况下，如果在第二蜂窝结构与第三蜂窝结构之间构造有用于 暂时储存还原剂的装置，则是特别有利的。
所述用于暂时储存还原剂的装置尤其是用于暂时储存在前面的过程步 骤中形成的还原剂的装置。尤其是用于暂时储存氨的装置。但也可相应地 储存其它还原剂例如异氰酸或氰尿酸。
构造用于暂时储存的装置使得可以暂时提供一定的还原剂储备，当需 要降低氮氧化物的非常快速非常强烈地上升的浓度时，使用该还原剂储备。 在此为了消除用于产生还原剂的系统的可能的惯性，在用于暂时储存的装 置中暂时提供一定量的还原剂是有利的。这种装置尤其是指设有涂层的蜂 窝结构，这些蜂窝结构尤其是被用一定的沸石、例如A、X、Y或ZSM-5 型的沸石涂上涂层。
在此特别有利的是构造有调节回路，通过该调节回路一方面直接或间 接地确定废气中氮氧化物的浓度，另外，该调节回路还检测用于暂时储存 的装置中所储存的还原剂的量。在此尤其是调节等离子体发生器中一氧化 氮的产生，例如通过接通和关闭等离子体发生器、改变电流强度和/或电流 频率或改变气体成分--例如通过导入或改变含氧气体的量。在此，如果 该调节以一定的方式预见性地尝试推断内燃机废气中氮氧化物在未来某一 时刻的含量，则是特别有利的。这例如可这样实现，即，除了氮氧化物浓 度之外还借助于存储模块和微分器观测氮浓度的上升。因此，可以以简单 的方式推断将来的氮氧化物浓度并且由此也可以估计所需的还原剂的量。 根据该估计，就可进行氮氧化物的产生并且接着进行氨的产生。
在这种情况下，特别优选在流动方向上在共用壁的上游在第一流动区 域与第二流动区域之间构造有导流装置，所述导流装置使得可以确定在第 一流动区域中流动的废气分流含量。
原则上通过形成分隔壁本身，使废气流分配给第一流动区域和第二流 动区域。在此状况下，一第一几何废气分流流动到第一流动区域中，一第 二几何废气分流流动到第二流动区域中。视连接而定，可能要求，穿流第 一流动区域的第一废气分流必须大于或小于第一几何废气分流。例如有利 的是，仅引导非常小的质量流通过第一流动区域，而引导相对大的质量流 通过第二流动区域。如果在这种情况下由于例如等离子体发生器或重整器/ 反应器的位置需求而使第一几何废气分流大于所需的废气分流，则可能要 求，在壁的前部的迎流区域内构造使流入到第一流动区域中的废气分流减 少的装置。这例如可以是该区域中的收缩部或者是可运动的活门，该活门 使得废气分流含量可变。优选也构造引导基本上全部质量流通过第二流动 区域的导流装置。在这种情况下须保证输入给等离子体发生器的工作气体 除了氧之外还包含足够的氮。例如在此可使用空气作为工作气体。
与设置导流装置无关，第一流动区域也可在进入侧构造成基本上封闭 的。这尤其是意味着，基本上没有废气可流入到第一流动区域中。在这种 情况下优选的是，这样设计第一流动区域，使得用于等离子体发生器的工 作气体例如空气可流入到第一流动区域中并且废气通过与共用的壁接触加 热工作气体。
有利的是，将重整器/反应器和/或等离子体发生器的工作气体预先加 热。这可通过电阻加热装置或通过引入废气的热量来进行。另外有利的可 以是，流入到所述至少一个储存元件中的气体在超过化学吸附或物理吸附 时的解吸温度时通过添加空气来冷却。
在本申请中所述的第一流动区域和第二流动区域的实施形式也可有利 地与所述设备的其它构型无关地、即单独地来实现并且符合本发明。
混合器优选构造在至少一个下述位置上：
39.1)在第一副管路到主管路中的交汇部上；
39.2)在颗粒分离器的上游；或
39.3)在第二副管路到第一副管路中的交汇部上。
在此，所述至少一个混合器可构造成主动混合器和/或被动混合器。被 动混合器例如包括如上所述的混合器结构。另外，颗粒分离器也可包括一 个被动混合器，即引起穿流该颗粒分离器的气流混合、尤其是横向混合。 主动混合器尤其是指涡轮或涡轮增压器。另外，混合器可构造成涡旋混合 器。
气流的混合、例如含氨的气流与主废气流的混合优选可通过主动混合 器、例如涡轮增压器来进行。另外可切向地混合待混合的气流。另外可构 造有这样的混合器，该混合器例如具有蜂窝体，该蜂窝体具有第一循环长 度的通道和孔或空穴，这些孔或空穴具有比所述循环长度大的尺寸。另外， 通道壁可具有通孔，这些通孔具有明显小于气流引导到相邻通道中的结构 或引导结构的循环长度的尺寸。
另外有利的可以是，引导含氨的气流也穿过颗粒分离器。含氨的气流 尤其是可对颗粒分离器的再生起积极作用。颗粒分离器在这种情况下也可 有利地使得含氨的气流与主废气流混合。在这种情况下可选择所述设备的 这样的结构，在该结构中第一副管路在颗粒分离器和SCR催化器的上游通 入主排气管路中。
也优选所述设备的这样的改进构型，在该改进构型中构造有导流装置， 这些导流装置可以调节流入第一副管路中的废气流含量或气流含量。这些 导流装置可包括节流活门(Klappe)和/或阀。
只有当所述至少一个构造在等离子体发生器下游的储存元件处于可以 吸附氮氧化物的工作状态中时，才有利地在冷起动阶段进行一氧化氮的富 集。尤其是对于进行化学吸附的储存元件在约200℃以上的温度时就是这 种情况。
原则上可串联地构造多个储存元件，附加地可在下游构造一个还原装 置，在该还原装置上催化氮氧化物、优选一氧化氮还原成氨的反应。根据 本发明可构造例如两个储存元件，其中一个储存元件基于物理吸附，另一 个基于化学吸附。
优选只有当SCR催化器达到了其高于启动温度(“熄火”温度)的工 作温度时才提供氨。该SCR催化器优选具有这样的涂层，在该涂层中可储 存氨。所储存的氨可用作缓冲剂以降低废气中出现的氮氧化物峰值。
优选可这样设计所述方法，即，在工作时在基于化学吸附的储存元件 的上游或向该储存元件中进行正的热量传递，以便将该储存元件保持在这 样的极限温度以上，从该极限温度起相应的反应以很大的程度进行。优选 可这样设计所述方法，即，在工作时在基于物理吸附的储存元件的上游或 向该储存元件中进行负的热量传递，以便将该储存元件保持在其解吸温度 以下。
优选可构造有空气输入装置如鼓风机或压缩机，该空气输入装置给等 离子体发生器供应空气，作为该等离子发生器的工作气体的至少一部分。
优选用计算机支持的模块监控气流的温度和/或浓度，在该模块中通过 例如至少一个测量传感器的或来自发动机管理系统的输入数据来计算所述 系统的其它点上的数据。
优选采用所述设备这样的构型，在该构型中SCR催化器和颗粒分离器 构成一个单元。在此特别优选的是，相同的表面不仅用于分离颗粒和/或积 聚颗粒，而且用于催化SCR过程。
颗粒分离器和SCR催化器连接成一个单元有利地实现了根据本发明 的设备的紧凑型结构。通过使用一个表面不仅用于分离颗粒而且用于SCR 催化，可实现该单元的更紧凑的结构。
此外，优选的是，这样构造SCR催化器，使得尤其是通过相应地设计 SCR催化器的涂层而可在该SCR催化器中储存第一量的还原剂、优选氨。
此外，优选根据本发明的设备的这种构型，在该构型中在主排气管路 中构造所述至少一个涡轮并且第一副管路在所述涡轮的上游从主排气管路 分支出。在此特别优选的是，第一副管路在一个涡轮的下游通到主管路中。 由涡轮产生的压力降可有利地用于定量供给流入第一副管路中的气体量， 例如借助于簧片阀。在此，涡轮尤其是指涡轮增压器。如果在所述系统中 构造有两个或多个尤其是串联的涡轮增压器，则可有利地在另一个涡轮增 压器的下游或上游进行所述的交汇。
此外优选的是，构造有用于调整流入第一副管路和/或第二副管路中的 气体量的装置。这些装置尤其是包括簧片阀和/或可运动的活门。因此可有 利地匹配和调节构造在第一副管路中的氨发生器的工作条件。
此外优选的是，给重整器和/或反应器提供可至少部分地从废气再循环 管道中取出的工作气体。
此外优选这样的设备，在该设备中，该设备的所有部件即尤其是氨发 生器、颗粒分离器和SCR催化器都构造在一个共同的壳体中。这可有利地 实现了与排气系统的简单连接，因此该设备可作为“黑匣子”尤其是也用 于补充装备排气系统。
根据本发明的构思的另一个方面，提出了一种用于处理废气的方法， 在该方法中，通过颗粒分离器至少部分地分离废气中的颗粒，并且在SCR 催化器中至少部分地还原废气中的氮氧化物，其中，在主排气管路中进行 颗粒的分离，在第一副管路中产生氨，所产生的氨作为还原剂输入给SCR 催化器。
在此优选在第一副管路中由至少一种在室温下为气态的起始物产生 氨。此外优选由在室温下为气态的氮源产生氨。尤其是空气和/或废气可用 作氮源。
根据本发明方法的一个有利的实施形式，第一副管路和主排气管路这 样汇合，使得在第一副管路中产生的含氨的气流可穿流过颗粒分离器。
根据本发明方法的另一个有利的实施形式，在颗粒分离器中形成有至 少一个电场，所述电场满足至少一个下述功能：
58.1)积聚颗粒；
58.2)分离颗粒；或
58.3)使颗粒分离器再生。
在此，根据58.1)的积聚是指颗粒聚集在颗粒上，由此形成具有较大 平均直径的颗粒。该积聚尤其是可通过施加直流电压或低频交流电压来进 行。这里，58.2)意义上的分离是指从废气流去除颗粒。这里，58.3)是指 借助于电场去除颗粒。
根据本发明方法的另一个有利的实施形式，颗粒分离器具有用于使颗 粒分离器再生的再生可能性。在此特别优选的是，再生可能性基于至少一 个下述作用机理：
60.1)在颗粒分离器的至少一部分的上游提供二氧化氮；
60.2)将颗粒分离器的温度提高到极限温度以上；
60.3)在颗粒分离器的至少一部分的上游提供氧化剂；或
60.4)通过放电进行再生。
颗粒分离器的再生尤其是指从颗粒分离器中去除所分离出的颗粒。再 生可能性是指颗粒分离器能够回收/再生所贮藏和/或集聚的颗粒，即从颗粒 分离器的中和/或上去除颗粒。该再生可能性尤其是可设计成热方式和/或化 学方式的。
如果颗粒分离器具有根据60.2)的热方式的再生可能性，则可以设置 有可将颗粒分离器加热到这样的温度以上的装置，在该温度时进行颗粒的 碳的氧化，优选也与废气中剩余的氧含量发生氧化。颗粒分离器可包含催 化这种氧化反应的催化活性材料。热方式的再生可通过废气温度的提高和/ 或通过附加的加热装置来实现。
如果颗粒分离器具有根据60.1)和/或60.2)的化学方式的再生可能性， 则存在通过化学反应来实现减少颗粒的可能性。这例如可通过碳与二氧化 氮反应生成一氧化氮和二氧化碳来实现。另一个再生可能性在于CRT方 法，在该可能性中构造有尽可能连续地保证在颗粒分离器中的废气中的二 氧化氮浓度足够大以便连续转化碳颗粒的装置。基于根据60.4)的放电的 再生可能性例如以表面放电为基础。
根据本发明方法的另一个有利的实施形式，通过等离子体支持地产生 一氧化氮并接着将其还原成氨来产生氨。
在通过等离子体来产生一氧化氮方面参考DE 10258185A1，就这方 面来说，该文献的公开内容纳入到本申请的公开范围之中。
在此优选等离子体发生器用包含至少氮和氧的第一工作气体来工作。 这里，尤其是空气和/或废气可用作工作气体。
此外优选这样的方法，在该方法中氨发生器优选包括至少一个储存元 件，在所述储存元件中可以可逆地储存氮氧化物。
通过可逆地储存氮氧化物可设置两个气体管路，这两个气体管路可与 等离子体发生器相连接，由此相应地在一个气体管路中储存氮氧化物，在 另一个气体管路中释放氮氧化物，这些氮氧化物然后可被还原成氨。优选 采用包括蜂窝体的储存元件，该蜂窝体具有储存还原涂层，亚硝酸盐和/ 或硝酸盐化学吸附在这些储存还原涂层中。
此外优选这样的方法，在该方法中构造有至少两个储存元件，其中， 在至少一个储存元件中贮藏氮氧化物，而从至少一个储存元件中释放出所 储存的氮氧化物。另外，在这种情况下优选这样的方法，在该方法中在每 个储存元件中交替地贮藏和释放氮氧化物。
优选这样实施本方法，在该方法中，氮氧化物的储存基于物理吸附和/ 或化学吸附。
另外，优选这样的方法，在该方法中氮氧化物的贮藏和释放根据至少 一个物理和/或化学的过程参量来进行。在这种情况下所述至少一个过程参 量特别优选包括至少一个下述参量：
69.1)废气的温度；
69.2)储存元件的温度；或
69.3)穿流储存元件的气体的组分的浓度。
在这种情况下特别优选这样的方法，在该方法中，根据69.3)的过程 参量包括至少一种下述物质的浓度：
70.1)氢；或
70.2)碳氢化合物。
在此优选通过重整器和/或反应器来提供物质70.1)、尤其是通过碳氢 化合物的部分氧化来生成物质70.1)。在此重整器和/或反应器优选构造在 一第二副管路中。
如果第二副管路在储存元件的上游通入第一副管路中，则是特别有利 的。第二副管路优选，尤其是在重整器和/或反应器的上游，可加热，尤其 是通过废气的余热。根据本发明也可直接加热重整器和/或反应器。除了或 附加于通过废气的余热来加热，还可进行附加的加热，例如通过电阻加热 装置。可给第二副管路供给碳氢化合物和必要时可能的空气作为工作气体。
优选在明显低于第一极限温度的温度下基于物理吸附进行氮氧化物的 储存。
此外优选这样的方法，在该方法中，在明显高于第二极限温度的温度 下基于化学吸附进行氮氧化物的储存。
在这种情况下，优选：
76.1)构造有一个储存元件，在该储存元件上或在该储存元件中基本 上通过物理吸附和化学吸附来进行氮氧化物的可逆储存；或
76.2)构造有至少两个储存元件，其中，在至少一个所述储存元件上 或在至少一个所述储存元件中基本上通过物理吸附来进行氮氧化物的可逆 储存，而在至少一个另外的储存元件上或在至少一个另外的储存元件中基 本上通过化学吸附来进行氮氧化物的可逆储存，
其中，这样设计所述至少一个储存元件，使得第一极限温度明显大于 第二极限温度。
在可能性76.1)中，蜂窝体可包括相应的涂层，该涂层例如包含沸石 或用于物理吸附的类似的分子筛，相应地这样设计该蜂窝体，使得交替地 或累积地进行化学吸附。
此外优选这样的方法，在该方法中，在所述至少一个储存元件上存在 储存器温度，在至少一个重整器中存在重整器温度，在废气中存在废气温 度，其中，可从废气到至少一个下述部件中进行正的热量传递或从至少一 个下述部件中进行负的热量传递：
77.1)至少一个储存元件；或
77.2)至少一个重整器或反应器，
其中，热量传递满足至少一个下述条件：
77.1a)这样调节和/或控制到或从主要进行物理吸附的储存元件的热量 传递，使得储存器温度基本上保持在第一极限温度以下；
77.1b)这样调节和/或控制到或从主要进行化学吸附的储存元件的热量 传递，使得储存器温度基本上保持在第二极限温度以上并且在第三极限温 度以上，在该第三极限温度以上氮氧化物解吸；
77.2a)这样调节和/或控制到或从反应器的热量传递，使得反应器温度 在这样的范围内，在该范围内反应器产生含氢的气体。
根据所述方法的一个优选的改进构型，当至少一个至少部分地基于化 学吸附的储存元件的储存器温度高于第二极限温度时，才通过等离子体发 生器富集一氧化氮。
此外优选这样的方法，在该方法中，当部分地基于化学吸附的储存元 件的储存器温度低于第二极限温度时，用于等离子体发生器的第一工作气 体的质量流基本上相当于可预先给定的第一值，并且当储存器温度高于第 二极限温度时，所述质量流高于比预先给定的第一值大的预先给定的第二 值。
原则上优选这样的方法，在该方法中，上述温度至少部分地通过计算 机支持的模块来确定。
尤其是在这种情况下还特别优选通过传感器来检测至少一个温度。
根据本发明方法的另一个有利的实施形式，根据废气中的NOx浓度和 /或氨浓度来调节和/或控制氨的生产。在此意义下特别优选通过传感器来检 测废气的NOx含量和/或氨含量。
在此，通过用传感器来检测另一个浓度，然后由所述另一个浓度获得 NOx浓度和/或氨浓度，这样，尤其是也可间接确定废气的NOx含量和/或 氨含量。另外，也可在排气系统中构造多个传感器。
根据本发明方法的另一个有利的实施形式，由内燃机的运行数据来确 定NOx浓度。
尤其是可由发动机综合特性曲线来推测废气中的NOx浓度。可有利地 借助于测量值来适配/调整NOx浓度值。
特别优选这样的方法方案，在该方法方案中，在主排气管路中构造有 至少一个涡轮并且第一副管路在所述涡轮的上游从主排气管路分支出。此 外，第一副管路优选在一个涡轮的下游通入主排气管路中。
在这种情况下，通过涡轮产生的压力降可有利地用于调整第一副管路 中的工作气流。尤其是可构造有用于调整工作气流的装置，例如簧片阀或 类似装置。
有利地调节和/或控制流入第一副管路和/或第二副管路中的气体量，优 选通过簧片阀和/或可运动的活门。
优选本方法的这种改进形式，在该方法中给重整器和/或反应器供给可 至少部分地从废气再循环管道中取出的工作气体。
尤其是废气再循环管道可通过相应的导流装置与一个第二副管路相连 接，在该第二副管路中构造有重整器和/或反应器。通过所述导流装置可有 利地控制和/或调节流过第二副管路的气体质量流。
也特别优选为重整器和/或反应器和/或等离子体发生器供给预先加热 的工作气体。
所述预先加热尤其是可通过电加热装置和/或通过利用废气的余热来 进行。
针对根据本发明的设备公开的细节可用相同的方式转用于根据本发明 的方法。尤其是对所使用的部件如等离子体发生器、氨发生器、SCR催化 器、蜂窝体等的说明可直接转用于根据本发明的方法。
附图说明
下面借助于附图对本发明进行说明，而本发明不应局限在附图中所示 的实施例。其中：
图1以纵向剖视图示意性地表示作为根据本发明的设备的一部分的废 气处理单元的第一实施例；
图2以纵向剖视图示意性地表示作为根据本发明的设备的一部分的废 气处理单元的第二实施例；
图3示意性地表示排气系统的第一实施例；
图4示意性地表示排气系统的第二实施例；
图5示意性地表示作为根据本发明的设备的一部分的废气处理单元的 横截面；
图6示意性地表示根据本发明的设备的第一实施例；
图7示意性地表示根据本发明的设备的第二实施例；
图8示意性地表示颗粒分离器的第一个例子；
图9示意性地表示颗粒分离器的第二个例子；
图10示意性地表示根据本发明的设备的第三实施例；
图11示意性地表示氨发生器的一个例子；以及
图12示意性地表示颗粒分离器的一个例子。

图1以纵向剖视图示意性地示出了废气处理单元1的第一实施例，该 废气处理单元可以是根据本发明的设备的一部分，但该废气处理单元也可 在没有根据本发明的设备的其余部件的情况下有利地来实现。废气处理单 元1包括第一流动区域3和第二流动区域2，这些流动区域可基本上彼此 相互平行地被穿流并且通过分隔壁4彼此相互分隔。在第二流动区域2中 构造有等离子体发生器5。第二流动区域2是第一副管路105的一部分， 第一流动区域3是主排气管路104的一部分。在交替/可选的或累加的第二 流动区域2构造有反应器133和/或重整器111的情况下，第二流动区域2 可以是第二副管路110的一部分。
在本实施例中，在第二流动区域2中构造有尤其是按照DE 10258185 A1中所示的方式来设计的等离子体发生器5。该等离子体发生器包括第一 电极6和第二电极7。第二电极7绕等离子体通道8设计成漏斗状。当对 电极6、7加载高电压时，在等离子体通道8中产生等离子体，该高电压可 设置成直流电压或交流电压。该等离子体短时间地引起高于2500开尔文的 气体温度，借助于该等离子体使氮和氧增强地转化成一氧化氮。电流供应 通过接线装置9进行。
图2示意性地示出了具有第一流动区域3和第二流动区域2的废气处 理单元1的第二实施例，该废气处理单元尤其可以是根据本发明的用于处 理废气的设备的一部分。在内燃机100的排气系统中使用废气处理单元1 时，废气流10沿着流动方向11穿流废气处理单元1。通过隔开流动区域2、 3的分隔壁4，废气流10分成第一废气分流12和第二废气分流13。在流 动穿过第二流动区域2的第一废气分流12中，借助于等离子体发生器5 进行一氧化氮的富集。在在等离子体发生器5中进行富集之前，可借助于 气体输入装置14输入含氧的和必要时含氮的气体。在此尤其可以是空气。 由于含氧的气体与共用的壁4相接触，通过在共用的壁4的另一侧流动的 废气对含氧的气体进行预先加热。不仅废气而且空气包含足够的氮气(N2)， 该氮气可供用于氧化成氮氧化物(NOx)、优选氧化成一氧化氮(NO)。 在废气处理单元1的第二实施例中，在第一废气分流12中的一氧化氮富集 之后，在具有第一还原催化剂涂层的第一蜂窝结构15中还原仍包含在第一 废气分流12中的氧。第一蜂窝结构15在流动方向11上对于废气来说是可 穿流的并且尤其是具有相应的贯穿第一蜂窝结构15的空腔或通道。第一蜂 窝结构15与其它所有在此公开的蜂窝结构一样尤其是可构造成陶瓷载体 或由至少部分形成(凸凹)结构的金属层来构造。在流动方向11上，在第 一蜂窝结构15下游构造有第二蜂窝结构16。第二蜂窝结构16具有用于使 一氧化氮还原成氨的第二还原催化剂涂层。由此，在流动方向11上，在第 二蜂窝结构16的下游存在含氨的第一废气流12。
通过分隔壁14的在流动方向11上处于下游的端部，在该端部的下游 形成共用的第三流动区域17，在该第三流动区域内第一废气分流12和第 二废气分流13再次汇合。在流动方向11上，在第二蜂窝结构16的上游构 造有还原剂输入装置18。通过该还原剂输入装置18可输入在第二蜂窝结 构16中将一氧化氮还原成氨所需的还原剂。这里，作为还原剂尤其是可输 入碳氢化合物、例如内燃机的燃料。
图3示意性地示出了排气系统19。内燃机20的废气流10穿流排气系 统19。分隔壁14将第一流动区域3与第二流动区域2分开。这里，废气 流10分成第一废气分流12和第二废气分流13，这些废气分流穿流第二流 动区域2和第一流动区域3。第一废气分流12经过等离子体发生器5，在 该等离子体发生器中第一废气分流12中的一氧化氮含量增加。在离开等离 子体发生器5之后，第一废气分流12穿流第二蜂窝结构16，在该第二蜂 窝结构中一氧化氮被还原成氨。为此通过还原剂输入装置18添加含碳氢化 合物或含氢的还原剂、尤其是内燃机的燃料。在离开第一流动区域3之后， 现在含氨的第一废气分流12在共用的第三流动区域17中与经过了第一流 动区域3的第二废气分流13混合。混合器结构21有助于这两个废气分流 12、13的混合，在该混合器结构中进行这两个废气分流12、13的充分混 合。混合器结构21可由相应的金属箔这样来构造，使得一方面可进行基本 上横向于流动方向11的横向流动，另一方面形成迫使或促进横向流动的导 流结构。
在离开混合器结构21之后，废气流则流入第三蜂窝结构22中。该第 三蜂窝结构22设置有第三还原催化剂涂层，该第三还原催化剂涂层催化以 氨为还原剂的氮氧化物的选择性催化还原反应。因此，第三蜂窝结构22 使净化过的废气流23离开，该废气流的氮氧化物含量与废气流10的氮氧 化物含量相比至少显著降低。
图4以纵向剖视图示意性地示出了排气系统的第二实施例。在排气系 统19中在第二流动区域2中首先设置有等离子体发生器5。在流动方向11 上的下游，在等离子体发生器5的下游设置有用于还原有时可能在分废气 流中仍存在的剩余氧的第一蜂窝结构15。另外，在下游设置有第二蜂窝结 构16，在该第二蜂窝结构中将在等离子体发生器5中产生的一氧化氮还原 成氨。另外，在下游构造有用于暂时储存还原剂的装置24。该还原剂尤其 可以是在第二蜂窝结构16中形成的氨。用于暂时储存还原剂的装置24使 得可以在还原剂过剩的时间内保存一部分还原剂并且在以后需要时再将其 释放。这例如可通过基于化学吸附或物理吸附的过程来进行，该过程通过 在必要时可通过输入热量重新逆转进行。
等离子体发生器5与控制装置25相连接，通过所述控制装置给等离子 体发生器供应电流。另外，排气系统19具有导流装置26，所述导流装置 在流动方向11上在分隔壁4上游设置在第一流动区域3与第二流动区域2 之间。所述导流装置26与所有其它在此公开的导流装置一样例如可构造成 导流板或构造成可摆动的活门，该活门在工作期间也可以改变废气分流到 第一流动区域3和第二流动区域2的分配。导流装置26的可运动性通过箭 头表明。
图5示意性地示出了废气处理单元1在已经设有第一流动区域3和第 二流动区域2的区域中的横截面。这些流动区域通过分隔壁4分开。因此， 尤其是可通过穿流第一流动区域3的相对热的气体来加热穿流第二流动区 域2的相对冷的气体。在此，优选通过内燃机20的穿流第一流动区域3 的废气来加热用于第二流动区域2中的等离子体发生器5的工作气体。根 据本发明的废气处理单元1尤其是也可包括所谓的“双D管”，该双D管 例如由两个成形为D形的管构成，这些成形为D形的管有时保持在共用的 管状外部管中。
穿流第二流动区域2的废气质量流或气体质量流优选小于穿流第一流 动区域3的废气质量流。
废气处理单元1可有利地允许实现等离子体发生器5紧凑的结构，该 等离子体发生器仅在穿流废气处理单元的气体的一个分流中工作。特别有 利的是，在用于使内燃机20的氮氧化物排放物还原的系统或方法的范围 内，在排气系统19中使用具有等离子体发生器5的废气处理单元1。由于 等离子体发生器5结构紧凑，所以该等离子体发生器尤其适合在移动的系 统例如机动车、尤其是乘用车和载货车的排气系统19中使用。
在图1至图5中以及在本发明的其它相应部分中描述的废气处理单元 也可单独地在没有用于废气后处理的设备的其余部分的情况下实现。
图6示意性地示出了根据本发明的用于处理内燃机100的废气的设备 的第一实施例，该设备包括颗粒分离器101、用于选择性催化还原氮氧化 物(NOx)的SCR催化器102和氨发生器103，其中，在氨发生器中车载 产生的氨作为选择性还原剂用于在SCR催化器中选择性催化还原氮氧化 物。根据本发明，颗粒分离器101构造在主排气管路104中，氨发生器103 构造在第一副管路105中。第一副管路105在交汇部106处通到主排气管 路104中。在第一实施例中，交汇部106构造在SCR催化器102的上游。
在氨发生器103的上游构造有用于为氨发生器103提供至少一种工作 气体的装置107。所述装置107也可包含在氨发生器103中。装置107尤 其是包括至少一个下述装置：
a)用于提供含氮的工作气流的装置；
b)用于提供含氢的还原剂流的装置；
c)用于提供含氧的工作气流的装置。
对于可能性a)和c)可设置用于输入废气、空气和/或再循环的废气 的装置。装置b)可包括重整器，该重整器借助于部分地氧化含碳氢化合 物的起始物(Edukt)来产生含氢的工作气体。
在SCR催化器102下游可构造第一氧化催化器108，在该氧化催化器 上，可能透过SCR催化器102的氨或碳氢化合物被氧化并且因此不被释放 到周围环境中。
图7示意性地示出了根据本发明的用于处理内燃机100的废气的设备 的第二实施例。在主排气管路104中构造有颗粒分离器101、SCR催化器 102和在SCR催化器102下游与该SCR催化器相连接的第一氧化催化器 108。SCR催化器102和第一氧化催化器108尤其是可构造在唯一的一个 蜂窝体上。
在第一副管路105中构造有包括等离子体发生器114的氨发生器103。 通过压缩机109给该氨发生器供应空气作为工作气体。另外，在第二实施 例中构造有第二副管路110，该第二副管路包括重整器111。该重整器与燃 料箱112相连接，从该燃料箱给重整器111供应碳氢化合物。另外，给重 整器111供应含氧的气体、例如空气或从废气再循环管道中取出的废气。 在重整器111中进行碳氢化合物的部分氧化，由此形成含氢的合成气流和/ 或裂解气流，所述合成气流和/或裂解气流可通过第二交汇部113输入到第 一副管路105中。
等离子体发生器114产生含氮氧化物的、优选含一氧化氮的气流，该 气流暂时储存在储存/还原元件115中。这里优选是化学吸附，在该化学吸 附中，氮氧化物以硝酸盐和/或亚硝酸盐的形式被储存。在此，亚硝酸盐和 硝酸盐可借助于氢反应生成氨。含氨的气流然后离开储存/还原元件115， 该含氨的气流首先穿流颗粒分离器101，此后穿流SCR催化器102。在SCR 催化器102中，氨作为还原剂引起氮氧化物的选择性还原，在颗粒分离器 101中，该氨可作为用于使颗粒过滤器再生的抑制剂(Inhibitor)使用。
图8示意性地示出了根据本发明的设备的一个局部。在主排气管路104 中构造有颗粒分离器101。该颗粒分离器包括用于产生表面放电的装置116 作为颗粒分离器101的再生可能性。
图9示意性地示出了根据本发明的设备的一个局部。在主排气管路104 中构造有颗粒分离器101。在上游、即在朝内燃机100的方向上构造有第 二氧化催化器117。该氧化催化器不仅可用作使颗粒分离器101热再生的 装置而且可用作使该颗粒分离器化学再生的装置。在化学再生可能性10.1) 和/或10.3的情况下，第二氧化催化器117可用于使一氧化氮氧化成二氧化 氮，该二氧化氮尤其是在CRT方法的范围内可用作颗粒分离器的再生剂。 在颗粒分离器101的热再生可能性10.2)的情况下，可通过输入管道118 将碳氢化合物施加在第二氧化催化器117上，这些碳氢化合物在那里被转 化并且由于碳氢化合物的放热氧化而使穿流颗粒分离器101的气流变热。 第二氧化催化器117尤其也可以是颗粒分离器101的一部分。颗粒分离器 101尤其是也可装备有可替换的或附加的电阻加热装置或者例如在其进气 侧的、即朝向内燃机100的区域中包括可加热的盘。
图10示意性地示出了根据本发明的用于处理内燃机100的废气的设备 的第三实施例。该排气系统包括主排气管路104和第二副管路110，该第 二副管路在涡轮增压器119上游从主排气管路104分支出。在第二副管路 110中构造有重整器111。第二副管路110在分支部120中从主管路104 分支出。分支部120构造在涡轮增压器119上游，而第二交汇部113构造 在涡轮增压器119下游。
另外，设置有第一副管路105，在该第一副管路中设置有包括等离子 体发生器114的氨发生器103。作为用于等离子体发生器114的工作气体 121在此使用空气和/或废气，其中，工作气体121可包括废气和/或空气。 工作气体121可被加热，尤其是通过内燃机的废气的余热和/或通过电阻加 热装置122来加热。
在工作时，等离子体发生器114将工作气体121中的氮和氧转化成氮 氧化物、优选一氧化氮。等离子体发生器114这样工作，使得获得尽可能 大量的一氧化氮。含氮氧化物的气流然后被引导通过储存/还原元件115， 氮氧化物、优选一氧化氮化学吸附在并且作为亚硝酸盐和/或硝酸盐储存在 该储存/还原元件中。
如果现在重整器111中产生的含氢的气体穿流储存/还原元件115，则 亚硝酸盐和/或硝酸盐被还原成氨。由此产生的含氨的气流然后被引导通过 SCR催化器102并且在那里用作用于氮氧化物的选择性还原剂。SCR催化 器102优选包括如上所述的蜂窝体。
在主排气管路104中构造有第二氧化催化器117，在该第二氧化催化 器中优选催化从一氧化氮到二氧化氮的氧化。该二氧化氮(NO2)然后将 包含在颗粒中的碳(C)转化成二氧化碳(CO2)并且本身还原成一氧化氮 (NO)。由此可进行颗粒分离器101的再生。
除了至少一个过滤元件123之外，颗粒分离器101可有利地还包括与 所述至少一个过滤元件123协同作用的第二等离子体发生器124，该第二 等离子体发生器这样构造和工作，使得表面放电引起过滤元件的再生。关 于该等离子体发生器的构型和工作，参考DE 10057862C1，就这点而言， 该文献的公开内容纳入到本发明的公开内容之中。
另外，构造有可与电(压)源126相连接的控制单元125。该控制单 元125一起控制等离子体发生器114和第二等离子体发生器124。在此可 考虑来自发动机控制装置127的数据。尤其是可借助于发动机控制装置127 的数据、优选借助于发动机综合特性曲线来确定废气中NOx的浓度。
所述至少一个过滤元件123、第二氧化催化器117、SCR催化器102、 重整器111、储存/还原单元115、氨发生器103和/或颗粒分离器101可包 括至少一个蜂窝体。所述设备的部件可优选构造在共用的壳体128中。
图11示意性地示出了构造在第一副管路105中的氨发生器103。该氨 发生器103包括等离子体发生器114，在该等离子体发生器中由包含氮和 氧的起始混合物生成氮氧化物、优选一氧化氮。这样生成的包含一氧化氮 的气流被引导到第一气体管路129中或第二气体管路130中。第一气体管 路129包括第一储存/还原元件131，第二气体管路130包括第二储存/还原 元件132。在被等离子体发生器114的废气穿流的气体管路129、130中， 氮氧化物化学吸附在对应的储存/还原元件131、132上。作为亚硝酸盐和/ 或硝酸盐进行储存。在相应另一个气体管路130、129中，通过导入由反应 器133产生的含氢的气流而将各自的亚硝酸盐和/或硝酸根还原并且同时转 变成氨。由此获得的含氨的气流被引导到主排气管路104中，以便在设置 在下游的SCR催化器102中作为选择性还原剂用于还原氮氧化物。反应器 133尤其是可包括重整器和/或通过部分氧化碳氢化合物来生成氢。
在等离子体发生器114中，添加相应的一个储存/还原元件131、132 并且并行地排空相应的另一个储存/还原元件131、132，通过该等离子体发 生器的间歇性工作，还原所需数量的氢，因为由此在排空这些储存/还原元 件131、132时可以保持当前的含氧量尽可能的少。在此情况下不发生氢与 氧之间耗尽氢的反应，而是主要发生所期望的硝酸盐/亚硝酸盐到氨的还原 反应。可通过阀134相应地控制气流。
图12示出了一个有利的改进构型，在该改进构型中，颗粒分离器101 包括至少两个可与用于产生第一电场的装置135相连接的元件136。通过 第一电场可进行颗粒的积聚和/或分离。
根据本发明的方法和根据本发明的设备有利地使得可以同时降低包含 在内燃机100的废气中的颗粒和氮氧化物(NOx)的含量，其中，用于这 种降低的能量消耗很小，同时整个设备可构造成结构紧凑的单元。
附图标记列表
1    废气处理单元
2    第二流动区域
3    第一流动区域
4    共用的壁
5     等离子体发生器
6     第一电极
7     第二电极
8     等离子体通道
9     接线装置
10    废气流
11    流动方向
12    第一废气分流
13    第二废气分流
14    气体输入装置
15    第一蜂窝结构
16    第二蜂窝结构
17    第三流动区域
18    还原剂输入装置
19    排气系统
20    内燃机
21    混合器结构
22    第三蜂窝结构
23    净化过的废气流
24    用于暂时储存还原剂的装置
25    控制装置
26    导流装置
100   内燃机
101   颗粒分离器
102   SCR催化器
103   氨发生器
104   主排气管路
105   第一副管路
106    交汇部
107    用于提供至少一种工作气体的装置
108    第一氧化催化器
109    压缩机
110    第二副管路
111    重整器
112    燃料箱
113    第二交汇部
114    等离子体发生器
115    储存/还原元件
116    用于产生表面放电的装置
117    第二氧化催化器
118    输入管道
119    涡轮增压器
120    分支部
121    工作气体
122    电阻加热装置
123    过滤元件
124    第二等离子体发生器
125    控制单元
126    电(压)源
127    发动机控制装置
128    壳体
129    第一气体管路
130    第二气体管路
131    第一储存/还原元件
132    第二储存/还原元件
133    反应器
134    阀
135    用于产生第一电场的装置