CZ151793A3 - Process of catalytic purification of automobile exhaust gases with enhanced suppression of hydrocarbon formation during cold start phase - Google Patents
Process of catalytic purification of automobile exhaust gases with enhanced suppression of hydrocarbon formation during cold start phase Download PDFInfo
- Publication number
- CZ151793A3 CZ151793A3 CZ931517A CZ151793A CZ151793A3 CZ 151793 A3 CZ151793 A3 CZ 151793A3 CZ 931517 A CZ931517 A CZ 931517A CZ 151793 A CZ151793 A CZ 151793A CZ 151793 A3 CZ151793 A3 CZ 151793A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- adsorber
- hydrocarbon
- way catalyst
- catalyst
- catalytically active
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0454—Controlling adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9481—Catalyst preceded by an adsorption device without catalytic function for temporary storage of contaminants, e.g. during cold start
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
- F01N3/0835—Hydrocarbons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/101—Three-way catalysts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
- F01N2250/12—Combinations of different methods of purification absorption or adsorption, and catalytic conversion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
- F01N2370/22—Selection of materials for exhaust purification used in non-catalytic purification apparatus
- F01N2370/24—Zeolitic material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
(57) Postup spočívá v tom, že se před vlastní katalyzátor výfukových plynů zařadí adsorbér do vedení výfukových plynů. Katalyzátor likviduje škodlivé látky ve výfukových plynech až do zahřátí na pracovní teplotu. Než se této teploty dosáhne, zachycují sé složky plynné směsi v adsorbéru, který je zkonstruován tak, aby jeho tepelná kapacita byla větší než tepelná kapacita připojeného katalyzátoru. Ohřevem adsorbéru pak dojde k desorpci zachyceného plynu, který poté vstupuje do již aktivního katalyzátoru. Adsorbér je konstruován jako voštinové těleso, na které je nanesena vrstva tepelně stabilního dealuminisovaného zeolitu s poměrem Si/Al větším než 50 v množství 100 - 400g na litr objemu voštinového tělesa.
-J — I
Postup katalytického Čištění výfukových plynů z automobiTu' se zdokonalým startováním za studená
Vynález se týká postupu katalytického čištění výfukových plynů s účinnějším potlačením tvorby uhlovodíků během fáze startování za studená za využití některého o sobě známého tří čestného katalyzátoru a adsorbéru uhlovodíků uspořádaného předtímto katalyzátorem, který po startu za studená v době, kdy ještě třícestný katalyzátor nedosáhl své žádoucí provozní teploty a své plné výkonnosti, adsorbuje uhlovodíky obsažené ve výfukovém plynu a teprve po ohřevu je znovu desorbuje do výfukových plynů, takže mohou desorbované uhlovodíky vycháze jící z třícestného katalyzátoru, který je nyní j iž. aktivní’, být konvertovány na neškodné složky.
Mezní hodnoty emisí škodlivých látek u osobních auto mobilů jsou stanoveny předpisy TLEV/ 1994 a LEV/ 1997 ( LEV = Low Emission Vehicle ) . Tyto mezní hodnoty jsou zejména u uhlovodíků podstatně zpřísněny. Jelikož vnější kataly — zátory výfukových plynů dosahují při provozu za tepla vyso kého stupně kon verse škodlivých látek, je možno dosáhnout budoucích mezních hodnot pouze zlepšením konverse škodlivých látek během startování za studená. Podle zákonem stanové ných testovacích cyklů ( např. US FTP 75 ) se převážná část celkově uvolňovaných škodlivých látek emituje během starto vání za studená, jelikož katalyzátory v této fázi ještě nedosáhly potřebné provozní teploty 300 až 400°C.
Za účelem snížení emisí škodlivých látek během fáze startování za studená byly již navrženy systémy výfukových plynů sestávající z adsorbéru uhlovodíků a na něj napojeného katalyzátoru.
. Adsorbér výfukových plynů tu má za úkol, aby během startování za studená ještě za relativně nízkých teplot adsorboval uhlovodíky obsažené ve výfukových plynech. Až při větším ohřevu adsorbéru se zase uhlovodíky desorbují a dostanou se s nyní již teplejším výfukovým plynem do katalyzátoru, který je již ohřát na žádoucí provozní teplotu a zde se účinně konvertují na nezávadnou vodu a oxid uhličitý. Základním požadavkem na dsorbér je přitom vlastnost ad sorbovat z výfukového plynu především uhlovodíky a také vodní páru vyskytující se zde ve velkém množství.
Nevýhodou při tomto popisovaném řešení je okolnost, že již při teplotách okolo 250 *C dochází k desorpci uhlovodíků, takže k optimální konversi v napojeném kata lyzátoru nemůže docházet. Navíc tu stává nebezpečí tepelného rozrušení odsorbéru,. jelikož musí být zabudován do systému výfukových plynů v blízkosti...motoru a proto. .. je při trvalém provozu vystaven zatížení teplot až do 1000’c. Za účelem odstranění tohoto.nedostatku existuje . v patentové literatuře velký počet návrhů, tedy např; v německém vyloženém spise DE 4008789, v evropské patentové přihlášce EP 0460542, zrovna tak jako v US patentovém spise US 5051244. Tyto dokumenty vycházejí také z kombi nace adsorbéru uhlovodíků a katalyzátoru, navrhují však v zájmu odstranění popsaných nevýhod pracné zapojení systému výfukových plynů.
US patentový spis 5,051255 navrhuje tedy zařadit zeolitový adsorbér před vlastní katalyzátor, který za studená adsorbuje škodlivé látky z výfukového systému, zejména však uhlovodíky a zase je odevzdává při vzrůstá jícím ohřevu systému výfukových plynů. Za účelem ochrany adsorbéru před poškozením v důsledku přehřátí při trvalém provozu motoru se přímo od motoru ke katalyzátoru upraví odpojitelné vedení.
Během prvních 200 až 300 sekund po startu ve vede výfukový plyn přes adsorbér a katalyzátor. V této provozní fázi zachycuje adsorbér uhlovodíky. Adsorbér a katalyzátor se postupně zahřívají horkým výfukovým plynem. Adsorbér se odpojí, když v důsledku zvýšení teploty začíná desorpce převyšovat adsorpci. Výfukový plyn proudí nyní přes kata lyzátor. Po dosažení provozní teploty se část horkého vý fukového plynu až do úplné desorpce škodlivých látek vede přes adsorbér, jelikož še nyní tyto škodlivé látky mohou v katalyzátoru přeměnit s vysokým stupněn účinnosti. Po ukončení desorpce se zase adsorbér odpojí, aby se chránil před porušením v důsledku tepelného přetížení.
US patent 5,051244 navrhuje jako adsorbér Y-Zeolit r. s atomovým poměrem Si/Al nejméně 2,-4. Zeolitový adsorbér může obsahovat jemně rozptýlené katalyticky aktivní kovy jako je platina, plladium, rhodium, ruthenium a jejich směsi.
Tato řešení známá ze stavu techniky jsou technicky velice pracná, drahá a poruchová. Úkolem popisovaného vynálezu je- vypracovat postup jak odstranit nevýhody známé ze stavu techniky za velice účinného potlačení tvorby uhlovodíků během startování za studená.
Úkol bude řešen postupem katalytického čištění výfukových plynů z automobilů s účinnějším potlačením tvorby uhlovodíků během fáze startování za studená za využití o sobě známého třícestného katalyzátoru a adsorbéru uhlovodíků uspořádaného před tímto katalyzátorem, který po startu za studená v době, kdy ještě třícestný katalyzátor nedosáhl své úplné provozní teploty a výkonnosti, adsorbuje.uhlovodíky obsažené ve výfukovém plynu a teprve po ohřevu je zase znovu desorbuje do výfukových plynů, tekže desorbované uhlovodíky vycházející z třícestného katalyzátoru, který je již nyní aktivní, mohou být kon vertovány na neškodné složky. Postup je vyznačen tím, že adsorbér uhlovodíků vykazuje vyšší specifickou tepelnou kapacitu než napojený třícestný katalyzátor.
Pod pojmem specifická tepelná kapacita se v rámci vynálezu nerozumí specifické teplo látek, ale tepelná kapacita tělesa adsorbéru, resp. katalyzátoru vztažená na jednotku objemu. Adsorbér nebo katalyzátor mohou mít formu volného násypu z granulátu, extrudátu nebo pelet nebo formu monolitického pěnového nebo voštinového tělesa. Za účelem propočítání specifické tepelné kapacity ve smyslu tohoto vynálezu bude tepelná kapacita těchto násypů nebo monolitického tělesa vztažena na geometrický objem těchto násypů a tělesa včetně všech dutin a pórů. U specifické tepelné kapacity se tedy nejedná o látkovou veličinu ve fysikálním slova smyslu. Je spíše závislá na makrosko pické formě, zrovna tak jako na mikroskopickém uspořádání adsorbéru nebo katalyzátoru. Možnosti ovlivnění specifické tepelné kapacity tedy spočívají v odborném výběru materiálu . pro adsorbér a katíLyzátor, 2rovna tak jako ve zpracování a geometrickém vytvoření a skýtají tedy široké pole pro vytvoření vynálezu.
jako příklad se zde uvádějí specifická tepla někte rých látek, které přicházejí v úvahu jako výchozí materiály pro zhotovení nosných těles vrstev adsorbéru a katalyzá toru.
materiál | hustota (g. cm J | specifické teplo (J.g'1.»'1; |
alfa-oxid hliníku | 3,97 | 1,088 |
mullit | 2,80 | 1,046 |
oxid zirkonu,stabil | . 5,70 | 0,400 |
ušlechtilá ocel,leg (20Cr,7Ni) | . 7,86 | 0,544 |
Jak znázorňuje tato tabulka, přesahují specifická tepla vhodných materiálů rozsah od 0,400 až 1,088 J.g’1^-1. S ohledem na hustotu těchto materiálů je na odborníkovi vytvořit zvolením vhodného materiálu specifickou tepelnou kapacitu 1:2. Navíc jsou tu další možnosti jak rozšířit tento rozsah odpovídajícím geometrickým uspořádáním ( rozdílné síly sten ) a vytvořením pórů.
Se stoupající specifickou tepelnou kapacitou adsorbéru uhlovodíků ve srovnání . s napojeným třícestným katalyzá torem se ohřev oproti katalyzátoru zpožduje. Z tohoto důvodu zůstává adsorbér delší dobu schopný adsorpce a zase se zpožděním odevzdává adsorbované uhlovodíky. Když jé7* poměr specifické tepelné kapacity adsorbéru uhlovodíků * k tepelné kapacitě třícestného katalyzátoru zvolen v rozsahu mezi 1,1 - 3,0 : 1, s výhodou mezi 1,5 - 3,0 : 1, pak vede zpožděný ohřev adsorbéru k tomu, že desorpce uhlovo díků nastává až tehdy, když již napojený katalyzátor do sáhl své plné účinnosti při konversi uhlovodíků. Když •t adsorbér uhlovodíků vykazuje např. dvojnásobek specifické tepelné kapacity než napojený katalyzátor, pak se ohřívá adsorbér příjmem asi stejného množství energie jen z poloviny tak rychle jako katalyzátor.
Zvláště výhodná forma provedení postupu podle vyná lezu je vyznačena tím, že se u adsorbéru uhlovodíků a třícestného katalyzátoru jedná o monolitická nosná tělesa voštinové formy, jejichž tepelná kapacita se chová podle nároku 2 a na nichž jsou o sobe známým způsobem naneseny vrstvy adsorbující uhlovodíky, resp. katalyticky aktivní vrstvy.
Přednost se dává adsorbéru uhlovodíků, kterým je stabilní dealuminisovaný Y-Zeolit s poměrem Si/Al vyšším než
50, nejlépe vyšším než 100, který je nanesen v množství
100 až 400 g na litr objemu voštinového tělesa. Takový Y-zeolit je velice tepelně stabilní a neztrácí své ad sorpční vlastnosti ani po mnohonásobném ohřevu na 1000*C, což je předpokládaná provozní teplota v prostoru blízko motoru. Takový adsorbér navíc vykazuje selektivní ad sorpční chování vůči uhlovodíkům, t.j. adsorbuje především uhlovodíky spíše než vodní páru, která je také obsažema ve výfukovém plynu.
Emise uhlovodíků během fáze startování za studená může být dále snížena, když sám adsorbér vykazuje katalytické vlatnosti. Toho lze dosáhnout tím, že navrstvení adsorbéru uhlovodíků bude ještě obsahovat další přídavné složky v obvyklé katalyticky aktivní vrstvě. Takové katalyticky aktivní vrstvy obsahují povrchové nosné oxidy jeko je např. mříž kově stabilisovaný nebo čistý oxid hliníku přechodné řady, dotovaný nebo čistý oxid ceru a dotovaný nebo Čistý oxid zirkonu. Na těchto nosných oxidech- jsou zachycovány kata lyticky aktivní složky kovů ze skupiny platinových kovů . Váhový poměr mezi zeolitovým adsorbérem a nosnými oxidy ve vrstvě byl měl činit 4 : 1 až 1 : 2 . Přitom by mely být katalyticky aktivní složky u skupiny platinových kovů jemně rozptýleny na všech oxidových podílech vrstvy s výjimkou zeolitového adsorbéru. Jako platinové kovy přicházejí v úvahu především platina, palladium a rhodium.
Toto navrstvení lze vytvořit takovým způsobem, že nej dříve se zhotoví disperse pro vrstvu ze zeolitu, oxidu hliníku, ceru a zirkonu, ke které se přidají aktivní kovové složky ve formě jejich předstupně jako jsou například dusičnany nebo chloridy. Tyto předstupně se usazují především na oxidu hliníku, ceru a zirkonu. Touto dispersí se na monolitickém nosiči známým způsobem vytvoří vrstva, vysuší se, kalcinuje a případně se aktivuje v proudu plynu s obsahem vodíku při teplotách okolo 600’e.
Ještě lepšího odloučení složek ušlechtilých kovů ze zeolitu dosáhneme, když se směs z oxidu hliníku, ceru a zirkonu nejprve v separátním impregnačním kroku spolu s ušlechtilými kovy uloží a konečná disperse pro vrstvu ze zeolitu a dalších složek oxidů se zhotoví kalcinací teprve po fixaci ušlechtilých kovů na tyto složky.
Zvláště výhodná forma provedení vynálezu předpokládá · pokrytí nosného tělesa dvěma rozdílnými vrstvami. U první vrstvy jde o vrstvu katalyzátoru z povrchových nosných oxidů a katalyticky aktivních kovových složek ze skupiny platinových kovů. Na tuto vrstvu se pak nanese vlastní vrstva adsorbéru uhlovodíku. Množství, která se mají použít na vrstvy,se pohybují u obou vrstev v rozsahu od 50 do 200 g na'' litr objemu nosného tělesa.
Jako nosná tělesa pro adsorbér uhlovodíků a třícestný katalyzátor se používají keramické monolity z. cordieritu nebo mullitu. Dalšími vhodnými materiály pro nosná tělesa jsou zirkon-mullit, alfa-oxid hliníku, sollimanit, silikáty hořčíku, petalit, spodumen, silikáty hliníku atd. nebo také ušlechtilá ocel. Specifické tepelné kapacity těchto nosných těles musí být zachovány podle nároku 2. Další tabulka uvádí údaje některých komerčně dostupných monolitů z keramiky. Jedná se o voštinová tělesa s průměrem 93 mm a délkou 152,4 mm s rozdílnými silami stěny a odstupem buněk cca 1,28 mm.
monolit | síla stěny (mm) | spec-teplo (J.g .K *) | váha (g) | tepelná kapacit, (J.K±) |
A | 0,16 | 0,850 | 351 | 299 |
B | 0,16 | 0,845 | 440 | 372 |
C | 0,16 | 0,843 | 471 | 397 |
.. D | 0,14 | 0,862 | 427- | 368 |
E | 0,16 ' | 0,836 | 448 | 375 |
P | 0,19 | 0,824 | 581 | 479 |
G | 0,25 | 0,836 | 706 | 590 |
Další formu provedení postupu podle vynálezu lze uskutečnit tak, že nosné těleso adsorbéru uhlovodíků tvoří monolit z keramiky a nosné těleso katalyzátoru ohřívatelný monolit z kovu. Tepelné kapacity adsorbéru uhlovodíků a třícestného katalyzátoru musejí zase splňovat podmínky nároku 2. Emise uhlovodíků během fáze startování za studená lze tímto způsobem ještě dále zmenšit, jelikož se tak zpožděná desorpce uhlovodíků dá kombinovat s urychleným ohřevem katalyzátoru.
Vynález vysvětlíme nyní blíže na několika příkladech.
Příklad- 1
Adsorpční a desorpční vlastnosti vrstvení adsorbéru byly srovnávány na různých keramických voštinových tělesech z cordieritu. Vrstva adsorbéru sestávala z dealuminisovaného
Y-zeolitu s Si/Al poměrem přes 100. Tato vrstva byla nanesena v množství 100 g na litr voštinového tělesa. Adsorbéry měly 2 hustotu buněk 68/cm , průměr 25,4 mm a délku 152,4 mm. Byla použita celkem tři různá keramická voštinová tělesa ( A,C,G podle výše uvedené tabulky ) s poměry hmotnosti 1 : 1.34 : 1.98 a tomu odpovídajícími poměry jejich specifických tepelných ka pacit.
Testování' proběhlo v modelovém plynu za těchto podmínek :
- směs plynů
- teplota
- rychlost plynu měřené veličiny před adsorbérem 200 ppm toluenu,zbytek Nj ohřev směsi plynů z 50 na 200*C s 10 K/min 1550 Nl/hod.
teplota před a za absorbérem ; koncentrace toluenu za adsorbérem.
Další tabulkaznázorňuje hlavní výsledky. U každého adsorbéru udává uvolněná množství toluenu při zaznamenaných teplotách ve vztahu na desorbovaná, množství toluenu z nejlehčího adsorbéru při těchto teplotách.
monolit | Teplota před adcorbérem | |||
120 *C | 150'C | 180’C | 200*C | |
A | 100% | 100% | 100% | 100% |
C | 53% | 95% | 100% | 100% |
G | 53% | 83% | 91% | 92% |
Během testování bylo až do teploty 120*C např. za monolity A a G naleženo celkem 53 % množství toluenu, které bylo uvolněno a celkem z monolitu A až do této teploty. Toto opožděné uvolnění vede ve spojení s dále napojeným katalyzátorem s menší.specifickou tepelnou kapacitou k podstatně zlepšené přeměně uhlovodíků ve fázi studeného startu.
Příklad 2
V durhém pokusu bylo proměřeno chování ohřevu monolitů A a G. Za tím účelem byly monolity profukováný 400*C horkým vzduchem, což bylo typické pro proudové poměry u automobi lových katalyzátorů. Časový vzestup teploty na čelní výstupní ploše monolitů byl měřen termočlánky. Níže uvedená tabulka znázorňuje výsledky měření. V této tabulce se udává čas v sekundách nutný pro dosažení určité teploty. Pomalejší ohřev těžkého monolitu G je zřejmý a vede k dostatečnému zpoždění jeho desorpČního chování při kombinaci s jedním napojeným katalyzátorem na keramickém monolitu typu A.
monolit | 100*C | Teplota za 150*C | adsorbérem 200’C | 250’C |
C | 18s | 25s | 32s | 40s |
G | 25s | 34s.. | 42s | 55s |
Postup k-ata-lyt-iekého· čistění--výfukových plynů--s automobilů sezdokonaleným startováním aa studená
Claims (8)
- Patentové nároky1. Postup katalytického čištění výfukových plynů z automobilů se zdokonaleným potlačením tvorby uhlovodíků během fáze startování za studená za použití o sobě známého třícestného katalyzátoru a adsorbéru uhlovodíků uspořádaného před tímto katalyzátorem v proudu výfukových plynů, který po stariu za studená v době, kdy ještě třícestný katalyzátor nedosáhl své plné provozní teploty a výkonnosti, adsorbuje uhlovodíky obsažené ve výfukovém plynu a odevzdává je do proudu výfukového plynu teprve po ohřevu, takže mohou být konvertovány nyní již aktivnějším třícestným katalzátorem na neškodné složky, vy značený tím, že adsorbér uhlovodíků vykazuje větší specifickou tepelnou kapacitu - definovanou jako tepelnou kapacitu na jednotku objemu - než napojený třícestný katalyzátor.
- 2. Postup podle nároku 1 vyznačený tím, že specifické tepelné kapacity adsorbéru uhlovodíků a třícestného kataly zátoru se pohybují od 1,10 - 3,0 : 1 .
- 3. Postup podle nároků 1 až 2, vyznačený tím, ze sez.a.adsor béru uhlovodíků a třícestného katalyzátoru jedná o monolitická nosná tělesa voštinové formy, jejichž specifické tepelné ka pacity se chovají podle nároku 2 a na nichž jsou naneseny o sobě známým způsobem uhlovodíky adsorbující resp. kataly ticky aktivní vrstvy.
- 4. Postup podle nároku 3 vyznačený tím, že se u adsorbéru uhlovodíků jedná o tepelně stabilní, .dealuminisovaný Y-zeolit s poměrem Si/Al větším než 50, s výhodou větším než 100, který je v množství .od 100 až do 400 g na litr objemu voštinového tělesa na ně nanesen.
- 5. Postup podle nároků 3 a 4 vyznačený tím, že vrstvy nanášené na adsorbér uhlovodíků vykazují ještě přídavné části k obvyklé katalyticky aktivní vrstvě z povrchových nosných oxidů a na nich nanesených katalyticky aktivních kovových složek obsahujících mřížkově stabilisovaný nebo čistý oxid hliníku přechodné řady, dotovaný nebo čistý oxid ceru a dotovaný nebo čistý oxid zirkonu a že zeolitový ad sorbér a povrchové nosné ..oxidy ve vrstvě jsou k sobě ve vá hovém poměru 4 : 1 až 1 : 2 a katalyticky aktivní kovové složky jsou jemně rozděleny na nosných oxidech s výjimkou zeolitového adsorbéru.
- 6. Postup podle nároků 3 a 4 vyznačený tím, že monolitické nosné těleso pro adsorbér uhlovodíků vykazuje katalyticky ak tivní.vrstvu z povrchových nosných oxidů a na nich nanesených katalyticky aktivních kovových složek ze skupiny platinových kovů a. že na této vrstvě je nanesena ještě další vrstva z ad sorbéru uhlovodíků podle nároku 3, při čemž pro obě vrstvy se použije množství od 50 až do 200 g na litr objemu nosného tě lesa.
- 7. Postup podle jednoho z nároků 3 až 6 vyznačený tím,, že se u monolitických nosných těles adsorbéru uhlovodíků a tří čestného katalyzátoru jedná o keramické monolity z cordieritu nebo mullitu s rozdílnými tepelnými kapacitami podle nároku 2.
- 8. Postup podle jednoho z nároků 3 až 6 vyznačený tím, že se u monolitického nosného tělesa adsorbéru uhlovodíků jedná o keramický monolit a u nosného tělesa třícestného katalyzátoru o ohřívatelný kovový monolit, při čemž specifické tepelné ka pacity keramického monolitu a kovového monolitu odpovídají nároku 2.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4226394A DE4226394C2 (de) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | Verfahren zur katalytischen Autoabgasreinigung mit verbessertem Kaltstartverhalten |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ151793A3 true CZ151793A3 (en) | 1994-10-19 |
CZ288953B6 CZ288953B6 (cs) | 2001-10-17 |
Family
ID=6465212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ19931517A CZ288953B6 (cs) | 1992-08-10 | 1993-07-27 | Způsob katalytického čiątění výfukových plynů z automobilů |
Country Status (22)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0582971B1 (cs) |
JP (1) | JP3484205B2 (cs) |
KR (1) | KR100280284B1 (cs) |
CN (1) | CN1084611A (cs) |
AR (1) | AR247829A1 (cs) |
AT (1) | ATE160295T1 (cs) |
AU (1) | AU664911B2 (cs) |
BR (1) | BR9303319A (cs) |
CA (1) | CA2103647C (cs) |
CZ (1) | CZ288953B6 (cs) |
DE (2) | DE4226394C2 (cs) |
DK (1) | DK0582971T3 (cs) |
ES (1) | ES2109401T3 (cs) |
FI (1) | FI104750B (cs) |
HU (1) | HU212759B (cs) |
MX (1) | MX9304814A (cs) |
NO (1) | NO304584B1 (cs) |
PL (1) | PL177656B1 (cs) |
TR (1) | TR27986A (cs) |
TW (1) | TW322428B (cs) |
UA (1) | UA27233C2 (cs) |
ZA (1) | ZA935775B (cs) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4239875C2 (de) * | 1992-11-27 | 1999-02-11 | Degussa | Abgasreinigungssystem zur Verminderung der Kohlenwasserstoff-Emissionen während des Kaltstarts von Verbrennungskraftmaschinen |
JP3526084B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2004-05-10 | 日本碍子株式会社 | 排ガス浄化用吸着・触媒体、吸着体、排ガス浄化システム及び排ガス浄化方法 |
US6667018B2 (en) | 1994-07-05 | 2003-12-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Catalyst-adsorbent for purification of exhaust gases and method for purification of exhaust gases |
JP3516718B2 (ja) * | 1994-07-05 | 2004-04-05 | 日本碍子株式会社 | 排ガス浄化用触媒−吸着体及び排ガス浄化方法 |
EP0716877A1 (en) * | 1994-12-13 | 1996-06-19 | Johnson Matthey Public Limited Company | Catalytic purification of engine exhaust gas |
DE19614540A1 (de) * | 1996-04-12 | 1997-10-16 | Degussa | Dieselkatalysator |
EP0944424B1 (de) * | 1996-08-19 | 2003-07-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | FREMDGEZÜNDETE BRENNKRAFTMASCHINE MIT EINEM NOx-ADSORBER |
JP3417309B2 (ja) * | 1997-10-28 | 2003-06-16 | トヨタ自動車株式会社 | 炭化水素吸着材 |
DE19814132A1 (de) | 1998-03-30 | 1999-10-14 | Emitec Emissionstechnologie | Wabenkörper mit Adsorbermaterial, insbesondere für eine Kohlenwasserstoff-Falle |
WO1999056859A1 (en) * | 1998-05-07 | 1999-11-11 | Engelhard Corporation | Catalyzed hydrocarbon trap and method using the same |
JP3772583B2 (ja) * | 1998-06-01 | 2006-05-10 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
GB0003405D0 (en) | 2000-02-15 | 2000-04-05 | Johnson Matthey Plc | Improvements in emissions control |
JP4642978B2 (ja) | 2000-08-08 | 2011-03-02 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
US7084086B2 (en) | 2002-02-01 | 2006-08-01 | Cataler Corporation | Catalyst for purifying exhaust gases |
US6756336B2 (en) | 2002-02-01 | 2004-06-29 | Cataler Corporation | Catalyst for purifying exhaust gases |
DE102009007765A1 (de) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | Daimler Ag | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer einen SCR-Katalysator umfassenden Abgasreinigungsanlage |
DE102009007764A1 (de) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | Daimler Ag | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasreinigungsanlage |
DE102009060290A1 (de) * | 2009-12-23 | 2011-06-30 | Volkswagen AG, 38440 | Abgasreinigung bei Ottomotoren mit Direkteinspritzung unter Verwendung von Adsorbern mit Partikelabscheidefunktion |
DE102013210270A1 (de) | 2013-06-03 | 2014-12-04 | Umicore Ag & Co. Kg | Dreiwegkatalysator |
US9446395B2 (en) * | 2014-02-19 | 2016-09-20 | Ford Global Technologies, Llc | Low temperature catalyst/hydrocarbon trap |
DE102014204682A1 (de) | 2014-03-13 | 2015-10-01 | Umicore Ag & Co. Kg | Katalysatorsystem zur Reduzierung von Schadgasen aus Benzinverbrennungsmotoren |
CN114308033A (zh) | 2015-06-29 | 2022-04-12 | 康宁股份有限公司 | 减少排放物的多孔陶瓷体 |
RO134399B1 (ro) | 2019-01-30 | 2024-04-30 | Mihai Suta | Procedeu de aditivare a aerului de ardere sau amestecului de aer-combustibil la motoarele cu aprindere prin scânteie, compoziţie şi dispozitiv pentru aplicarea procedeului |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0615016B2 (ja) * | 1988-09-09 | 1994-03-02 | トヨタ自動車株式会社 | 自動車排気ガス浄化装置 |
JPH03141816A (ja) * | 1989-10-27 | 1991-06-17 | Toyota Motor Corp | 排気ガス浄化装置 |
JPH0724575Y2 (ja) * | 1989-12-12 | 1995-06-05 | ニチアス株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
DE4003939A1 (de) * | 1990-02-09 | 1991-08-14 | Degussa | Katalysator fuer die reinigung der abgase von brennkraftmaschinen |
DE4008789C2 (de) * | 1990-03-19 | 1993-12-16 | Schatz Oskar | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung der Abgase von Verbrennungsmotoren |
US5125231A (en) * | 1990-06-08 | 1992-06-30 | Corning Incorporated | Dual converter engine exhaust system for reducing hydrocarbon emissions |
US5078979A (en) * | 1990-07-20 | 1992-01-07 | Uop | Molecular sieve bed/catalyst to treat automotive exhaust |
US5051244A (en) * | 1990-07-20 | 1991-09-24 | Uop | Use of a molecular sieve bed to minimize emissions during cold start of internal combustion engines |
-
1992
- 1992-08-10 DE DE4226394A patent/DE4226394C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-07-03 TW TW082105307A patent/TW322428B/zh active
- 1993-07-27 CZ CZ19931517A patent/CZ288953B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1993-08-02 TR TR00674/93A patent/TR27986A/xx unknown
- 1993-08-05 DK DK93112553.8T patent/DK0582971T3/da active
- 1993-08-05 ES ES93112553T patent/ES2109401T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1993-08-05 AT AT93112553T patent/ATE160295T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-08-05 EP EP93112553A patent/EP0582971B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-08-05 DE DE59307696T patent/DE59307696D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-06 UA UA93002235A patent/UA27233C2/uk unknown
- 1993-08-09 FI FI933511A patent/FI104750B/fi active
- 1993-08-09 PL PL93300013A patent/PL177656B1/pl unknown
- 1993-08-09 AU AU44537/93A patent/AU664911B2/en not_active Ceased
- 1993-08-09 CA CA002103647A patent/CA2103647C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-09 BR BR9303319A patent/BR9303319A/pt not_active IP Right Cessation
- 1993-08-09 KR KR1019930015388A patent/KR100280284B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1993-08-09 ZA ZA935775A patent/ZA935775B/xx unknown
- 1993-08-09 NO NO932831A patent/NO304584B1/no not_active IP Right Cessation
- 1993-08-09 JP JP19722093A patent/JP3484205B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-08-09 MX MX9304814A patent/MX9304814A/es not_active IP Right Cessation
- 1993-08-09 CN CN93116238A patent/CN1084611A/zh active Pending
- 1993-08-09 HU HU9302303A patent/HU212759B/hu not_active IP Right Cessation
- 1993-08-10 AR AR93325657A patent/AR247829A1/es active
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CZ151793A3 (en) | Process of catalytic purification of automobile exhaust gases with enhanced suppression of hydrocarbon formation during cold start phase | |
JP3311051B2 (ja) | 排気ガス浄化方法及び装置 | |
US5260035A (en) | Apparatus and method for modifying gaseous mixtures | |
JP3855266B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
CA1205980A (en) | Method for control of aldehyde and unburned fuel emissions from alcohol-fueled vehicles | |
JPH0763048A (ja) | 排ガス浄化システム及び排ガス浄化方法 | |
JP3816113B2 (ja) | 内燃機関のコールドスタートの間の炭化水素放出を減少させるための排ガス浄化装置 | |
EP0716877A1 (en) | Catalytic purification of engine exhaust gas | |
JP3854134B2 (ja) | 内燃機関用排気ガス浄化装置 | |
CA2080676A1 (en) | Engine exhaust system with reduced hydrocarbon emissions | |
US6113864A (en) | Adsorber-catalyst combination for internal combustion engines | |
JP3282344B2 (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
JP3842862B2 (ja) | 排ガス浄化システム | |
JPH115020A (ja) | 排ガス浄化システム | |
US20020082163A1 (en) | Reverse-layered, catalyzed adsorber system | |
JP2003201832A (ja) | 排ガス浄化触媒システム | |
JP3830566B2 (ja) | 排ガス浄化システム | |
PL203221B1 (pl) | Pochłaniacz o strukturze komórkowej z substancją adsorbującą, stosowany zwłaszcza jako adsorber węglowodorów | |
JPH11226425A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
JP3414808B2 (ja) | 排気ガス中の炭化水素吸着剤 | |
WO2005092482A1 (ja) | 排ガス浄化装置 | |
JPH09225265A (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
JP3567507B2 (ja) | 内燃機関の排気ガス浄化用触媒 | |
JP2003200063A (ja) | 排気ガス浄化触媒、その製造方法及び排気ガス浄化システム | |
JP4736162B2 (ja) | Hcトラップ触媒 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20020727 |