CZ165399A3 - Systém řízení emis - Google Patents

Abstract

Je řešen systémřízení emisí a postup řízení emisí výlukových plynů pocházejících ze spalovacích motorů běhemstartování nebo opakovaného startování,jakož i při normálnímchodu motoru. Rovněžje řešen postup řízení emisí činnosti vznětového motoru, který spaluje směs motorové nafty a V methanu, při nízkém zatížení. Výfukové plyny přicházejí do styku s tuhým, plyn propouštějícímmateriálem(5) obsahujícímadsorbent (11) a katalyzátor (10) se schopností převádět škodlivé látky na něškodné materiály. Proud plynů procházejících skrze tuhý, plyn propouštějící materiál (5) se zpětně obrací v sériích navazujících cyklů tak, aby uváděl nebo udržoval katalyzátor (10) v takovémteplotnímrozsahu, kterýje využitelný pro řízení škodlivých složek, přičemž pod takovou teplotou se škodlivé materiály adsobují účinkem adsorbentu(ll).

Description

Systém řízení emisí

Oblast techniky

Přihlašovaný vynález se zaměřuje na postup řízení emisí škodlivých materiálů ve výfukových plynech odváděných ze spalovacího motoru a na systém využitelný při čištění řečených výfukových plynů.

Dosavadní stav techniky

Spalovací motory mohou být poháněny řadou paliv jako benzín, motorová nafta, zemní plyn, ropný plyn v kapalném stavu atd. včetně dvousložkových paliv jako jsou směsi benzínu s methanolem a motorové nafta s methanem. Spalovací motory produkují velký množství výfukových plynů, které obsahují především oxid uhličitý, vodu, nespálené uhlovodíky, oxid uhelnatý (CO) a oxidy dusíku (NO_X). V závislosti na původu paliva mohou výfukové plyny obsahovat hmotné uhlíkové částečky a těkavé organické látky, které jsou jiné než (nebo navíc k) nespálené uhlovodíky a mezi které patří methanol a další alkoholy, aldehydy, ketony, ethery, kyseliny a podobně. Od 1970 byly zavedeny kontroly emisí nespálených uhlovodíků, oxidu uhelnatého a oxidů dusíku a názory na řízené omezování výfukových plynů se na celém světe dokonce zpřísnily. Například v Japonsku existuje předpis, který vyžaduje maximálně 670 ppm celkových uhlovodíkových emisí (včetně methanu). Tato norma je obtížně dosažitelná například u vznětového motoru poháněného dvousložkovým palivem, protože methan je značně odolný proti oxidaci a samotné emise, methanu ze vznětového motoru poháněného dvousložkovým palivem mohou dosahovat 1000 až 4000 ppm za situace, kdy motor pracuje při nízkém zatížení.

Pro řízení emisí výfukových plynů se používají katalytické převodníky. Katalytické převodníky s třícestnými katalyzátory využívají vzácné kovy a mají schopnost převádění těkavých organických látek (včetně uhlovodíků), CO a NO_X na nejedovaté sloučeniny : vodu, oxid uhličitý a dusík. Teplota, při které katalytický převodník může převádět 50% uhlovodíků, se označuje jako „zhášecí“ teplota převodníku, přičemž při této zhášecí teplotě je převodník rovněž celkově aktivní při působení na CO a NO_X. Třícestné katalyzátory jsou celkově neúčinné • ··· *··

-2nebo neaktivní při teplotě okolí a před tím, než začínají účinkoval, musí jejich teplota vystoupit tak, aby dosáhla rozmezí od 300°C do 400°. Poté, co převodník dosáhne teplotu, která je účinná pro řízení emisí, se dosahuje stav, který se nazývá zažehnutí převodníku.

Během startování spalovacího motoru a při chodu vznětového motoru naprázdno nebo při nízkém zatížení jsou množství uhlovodíků a CO vyšší než v průběhu normálního provozu motoru. Naneštěstí během startování a při chodu vznětového motoru naprázdno, kdy je katalytický převodník nejpotřebnější, mají výlukové plyny nízké teploty a převodník je poměrně neúčinný, protože nemá nebo ještě nedosáhl či neudržuje teplotu, při které je funkční. Pokud teplota převodníku klesne pod teplotu, při níž se provádí řízení emisí, dochází k situaci, která se označuje jako uhasnutí.

Konkrétněji lze uvést, že při startování spalovacího motoru a v průběhu zvyšování teploty katalyzátoru až na úroveň jeho zažehnutí, mohou do ovzduší unikat značná množství škodlivých látek. Další řada souvisejících problémů se projevuje tehdy, když po předcházejícím zažehnutí dochází k poklesu teploty v důsledku chodu motoru naprázdno nebo při nízkém zatížení, a to obzvláště tehdy, jde-li o vznětový motor poháněný naftou nebo směsí motorové nafly a methanu. Jestliže teplota výfukových plynů klesne pod teplotu zažehnutého katalyzátoru, dochází kjeho postupnému uhasínání a souběžně stím končí schopnost katalyzátoru převádět škodlivé látky na neškodné materiály, přičemž škodlivé látky unikají do ovzduší.

Protože značná množství uhlovodíků unikají při chodu vznětového motoru naprázdno a, jak uvádí Federálního testovací řád USA, až k 70% úniku uhlovodíků dochází v průběhu startování benzínem poháněných motorů za studená, existuje nutnost dosažení řízeného snížení celkových emisí výfukových plynů v průběhu startování za studená a při chodu vznětových motorů naprázdno. V souvislosti s řešením problému startování za studená byly doposud navrženy tři základní strategie : předehřátí katalytického převodníku, zkrácení času potřebného pro ohřátí převodníku nebo prodloužení doby, v jejímž průběhu výfukové plyny vstupují do převodníku, aby tento převodník měl čas pro ohřátí.

Katalytický převodník se může předehřívat pomocí elektrického článku. Toto však klade nároky na vysoké zatížení baterie, které může vést k vybití baterie před zahájením vlastního startování. Navíc často existuje nutnost vhánění vzduchu do převodníku před startováním, aby se vykompenzoval nedostatek kyslíku ve výfukových plynech v průběhu startovacího úseku.

·· · · • · • · ··· «

• · ·

V tomto smyslu existuje požadavek uplatnění složitého ovládacího zařízení pro zapínání elektrického článku zajišťujícího dosažení potřebné teploty v určitém čase ještě před spuštěním motoru. Podobné složitosti se projevují tehdy, když se namísto elektrického článku používá palivový hořák pro předehřátí převodníku.

Druhá strategie se zaměřuje na zkracování časového úseku před ohřátím katalyzátoru na základě přemístění převodníku blíže ke sběrnému výfukovému potrubí motoru a dokonalejšího izolování převodníku. Avšak přiblížení převodníku k soustavě motoru přivádí přídavné teplo do motoru, což může způsobovat teplotní opotřebení součástí. Izolování může zajistit udržování tepla v převodníku několik hodin po vypnutí motoru, avšak nemůže zabránit únikům při startování po celonočním odstavení vozidla nebo pří startování za studená, jak specifikuje řečený Federální testovací řád USA.

Třetí strategie zahrnuje včlenění lůžka s adsorbentem do čistícího systému, kdy toto lůžko s adsorbentem slouží jako lapač uhlovodíků. Uhlovodíky, které se střetávají s adsorbentem ztrácejí svou kinetickou energii na povrchových atomech adsorbentu. Aby unikly zřečeného povrchu později, musí molekuly uhlovodíků znovu získat potřebnou energii z adsorpčního povrchu umožňující překonání udržovacího limitu povrchu. Typické adsorbeníy mající poměrně vysokou selektivitu pro uhlovodíky na rozdíl od vodních par jsou popisovány v patentech USA ě. 4,985,210; 5,051,244; 5,078,979 a v jiných. Mezí tyto adsorbeníy patří zeolit Y-typu, mordenity a chabasity a další umělá nebo přírodní hydrofobní molekulární síta.

Aby byla třetí strategie funkční, adsorbent musí mít schopnost adsorbování uhlovodíků a jejich udržování tak dlouho, dokud třícestný převodník nedosáhne rozsvěcovací teplotu. Bohužel absorbenty mající schopnost udržovat uhlovodíky na 300° nejsou známé. V důsledku toho kombinace adsorbentu s katalyzátorem vykazuje pouze nízké úrovně úspěšností, protože uhlovodíky se neodpoutávají před dosažením rozsvěcovací teploty, katalyzátor neumožňuje souvislý průchod výfukových plynů adsorbentem a lůžko katalyzátoru nepracuje z téhož důvodu.

Existuje řada systémů ohřívání lůžka katalyzátoru při současném adsorbování uhlovodíků v uhlovodíkovém odlučovači. Některé z nich mají ventily pro oběžné vracení plynů do motoru nebo pro volené cirkulování výfukových plynů skrze uhlovodíkový odlučovač a lůžko katalyzátoru. Další systémy včleňují lůžko katalyzátoru před adsorbentem ve smyslu proti směru proudění v souvislosti s tepelnou ohřívací výměnou s druhým katalyzátorem umístěným ·· ftft ft ·

-4za adsorbentem ve směru prodění, přičemž cílem je ohřátí druhého lůžka před tím, než se uhlovodíky odpoutají od uhlovodíkového odlučovače. Další způsob ohřívání druhého lůžka katalyzátoru je založen na vytvoření otvoru v adsorpčním lůžku, jímž prochází část výfukových plynů a ohřívá druhý katalyzátor tak, aby se rozsvítil před odpoutáním uhlovodíků.

Mezi zmíněné systémy patří patent USA 5,388,405, v němž se navrhuje dočasné obíhání výfukových plynů do vstupu motoru. Toto napomáhá znemožnění úniků uhlovodíků v souvislosti s nestejným účinkem adsorpční teploty a katalytické teploty; avšak obíhání výfukových plynů komplikuje celý systém a způsobuje potíže při činností motoru, protože omezuje přívod kyslíku, čímž se vytváří příliš bohatá spalovací směs.

V patentu USA č. 5,388,405, jakož i v dřívějších patentech USA č. 2,942,932; 3,699,683; 4,985,210; 5,051,244 a 5,078,979, se výfukové plyny po ohřátí lůžka katalyzátoru vedou kolem adsorpčního lůžka. Toto opatření zkracuje čas předehřívání katalyzátoru, ale nezabraňuje vypouštění uhlovodíků do ovzduší v průběhu závěrečné fáze úseku startování, kdy se teplota výfukových plynů zvyšuje ze 150° až 200°C na 300° až 400°C. V průběhu tohoto úseku se uldovodíky odpoutávají od adsorbentu, avšak katalyzátor není ještě schopen vykonávat převádění.

Patenty USA č. 5,158,753 a 5,388,405, jakož i nedávná publikační studie v „Automotive Engineering“ („Řízení uhlovodíkových emisí při startování za studená“, Automotive Engineering, Říjen 1995, strany 47 až 52), popisují zdokonalený způsob kombinování uhlovodíkové adsorpce s katalytickou oxidací. V souladu s tímto způsobem čistící zařízení obsahuje rekuperační tepelný výměník pro přenášení tepla z výfukových plynů proudících první vrstvou katalyzátoru do druhé vrstvy katalyzátoru, která se nachází za adsorbentem ve smyslu směru proudění. Engelhardův „Systém nízkých uhlovodíkových emisí“ publikovaný v „Automotive Engineering“ uvádí přídavnou vrstvu katalyzátoru, která se umisťuje před tepelným výměníkem, aby se dosáhlo splnění norem předepsaných ve Federálním testovacím řádu. Výsledky zkušebního testu ukázaly, že tento složitý systém může splňovat „Normu pro automobily s nízkými emisemi“ předepsanou kalifornským „Výborem pro zdroje ovzduší“. Hlavní nevýhodou Engelhardova „Systému nízkých uhlovodíkových emisí“ je vysoký zpětný tlak, který se podle uvedeného článku vytváří hlavně činností modulu tepelného výměníku a představuje více než dvojnásobek sériového systému, s výslednou ztrátou výkonu ve značném rozsahu. Další nevýhodou Engelhardova „Systému nízkých uhlovodíkových emisí“ ·· ··· ··· • ·

-5je složitost připojovacích potrubí (více než 1,8 m) a souvisejících povrchů pro vysoce účinnou tepelnou výměnu. Čisticí systém je rovněž velký.

Poslední přístup k řešení tohoto problému je předveden na systému s názvem „PUMA“ vytvořeném společností „Corning Corporation“, který byl zveřejněn v publikacích „Society of Automotive Engineers (SAE)“ 9603047 a 9603048. V tomto systému se uhlovodíkový lapač umisťuje mezi předním a zadním katalyzátorem. V uhlovodíkovém lapači je vyvrtán otvor s přesnými rozměry, který je veden v axiálním směru. Během startování se většina uhlovodíků adsorbuje v ulilovodíkovém lapači, zatímco v řečeném otvoru působí tlak vzduchu přiváděného z přídavného vzduchového zdroje a účinně znemožňuje průchod uhlovodíků. Smysl tohoto systému vychází ze skutečnosti, že po rozsvícení prvního katalyzátoru budou horké plyny proudit skrze otvor v podmínkách malého přenosu tepla na uhlovodíkový lapač a rychle ohřejí druhý katalyzátor na jeho zhášecí teplotu. Pokračující ohřívání uhlovodíkového lapače způsobuje uvolňování zachycených uhlovodíků a jejich oxidaci v katalyzátoru nacházejícím se dále ve smyslu směru proudění. Jedna nevýhoda systému „PUMA“ spočívá vtom, že v průběhu ohřívání druhého katalyzátoru nejsou jakékoli plyny, které procházejí řečeným otvorem upravovány a unikají db ovzduší. Tento systém je rovněž složitý.

V souvislosti se snahou zvládnout problém chodu naprázdno v případě vznětových motorů nebyly doposud navrženy žádné účinné postupy kromě hledání katalyzátorů majících schopnost účinkovat při nízkých teplotách. Pokud teplota výfukových plynů klesá pod 300°C až 350°C, projevuje se tendence uhasínání katalytického převodníku, protože teplota výfukových plynů je nižší než zážehová teplota katalyzátoru. Toto se projevuje jako problém obzvláště tehdy, když motory spalují směs motorové nafty a methanu a jsou vybaveny běžně používanými třícestnými Pt/Pd/Rh automobilními katalyzátory vykazujícími zanedbatelné poměry oxidace methanu při teplotách nižších než 35O°C až 400°C.

Podstata vynálezu

V souvislosti s uvedenými skutečnostmi je cílem přihlašovaného vynálezu vyvinout čisticí systém a způsob pro řízení emisí v průběhu startování a opakovaného startování, jakož i normálního provozu. Dalším cílem je vyvinutí způsobu pro řízení emisí za situace, kdy teplota výfukových plynů klesá například během chodu vznětového motoru spalujícího směs motorové »·· · ► · »·· ♦ • »

6nafly a methanu při nízkém zatížení. Další cíle a znaky tohoto vynálezu budou zřejmé na základě jejich vysvětlení v následujícím textu.

Tento vynález se zaměřuje na postup řízem emisí škodlivých materiálů obsažených ve výfukových plynech odváděných ze spalovacího motoru po nastartování motoru, kdy výfukové plyny jsou nejdříve studené a následně se stávají horkými a kdy řečené výfukové plyny obsahují škodlivé materiály vybrané ze skupiny, v níž jsou obsaženy těkavé organické látky, NO_X, CO, částečky uhlíkové hmoty ajejich směsi, řečený postup obsahuje :

(a) procházení studených výfukových plynů skrze tuhý, plyn propouštějící materiál obsahující adsorbent a heterogenní katalyzátor, kdy řečený adsorbent má schopnost adsorbovat škodlivé materiály pod určitou teplotou a kdy řečený katalyzátor má schopnost převádět škodlivé materiály na neškodné materiály po ohřátí nad určitou teplotu, přičemž řečený katalyzátor je nejdříve pod teplotou, při které je účinně převádí škodlivé materiály, zatímco řečený adsorbent adsorbuje řečené škodlivé materiály; a (b) pokračování průchodu výfukových plynů tuhým, plyn propouštějícím materiálem po zahájení ohřívání výfukových plynů při zpětném obracení proudu plynů procházejících skrze tuhý, plyn propouštějící materiál v navazujících sériích cyklů za účelem zažehnutí přinejmenším některé částí katalyzátoru na teplotu, při níž je katalyzátor účinný pro převádění škodlivých materiálů, před tím, než se všechen adsorbent ohřeje na takovou úroveň teploty, která umožňuje odpoutávání škodlivých materiálů od adsorbentu, přičemž řečený katalyzátor převádí řečené škodlivé materiály, takže emise jsou nejdříve řízeny adsorbentem, zatímco katalyzátor se ohřívá a následně jsou řízeny katalyzátorem.

Za druhé se tento vynález zaměřuje na postup řízení emisí škodlivých materiálů obsažených ve výfukových plynech odváděných ze spalovacího motoru po nastartování motoru, kdy výfukové plyny jsou nejdříve horké a následně se stávají studenými a kdy řečené výfukové plyny obsahují škodlivé materiály vybrané ze skupiny, v níž jsou obsaženy těkavé organické látky, NO_X, CO, částečky uhlíkové hmoty ajejich směsi, řečený postup obsahuje :

(a) procházení studených výfukových plynů skrze tuhý, plyn propouštějící materiál obsahující heterogenní katalyzátor mající schopnost převádění škodlivých materiálů na neškodné materiály po svém ohřátí nad určitou teplotu, kdy řečený tuhý, plyn propouštějící materiál slouží jako tepelný zásobník, přičemž řečený tuhý, plyn propouštějící materiál se předehrivá na • · · · ·

• * • ·

-7·· ·· takovou teplotu, pří níž dochází k zažehnutí přinejmenším části katalyzátoru, který se takto stává účinný pro převádění škodlivých materiálů; a (b) pokračování průchodu výfukových plynů skrze tuhým, plyn propouštějícím materiálem po zahájení ohřívání výfukových plynů se zpětným obracením proudu plynů do tuhého, plyn propouštějícího materiálu v navazujících sériích cyklů, kdy tuhý, plyn propouštějící materiál slouží jako regenerační zdroj tepla pro zvyšování teploty výfukových plynů, čímž se přinejmenším některá část katalyzátoru udržuje zažehnutá na takové úrovni teploty, při které je účinná pro převádění škodlivých materiálů, takže časový úsek, vjehož průběhu tuhý, plyn propouštějící materiál obsahuje zažehnutý katalyzátor a může řídit emise, se prodlužuje.

Za třetí se tento vynález zaměřuje na čisticí systém obsahující tuhý, plyn propouštějící materiál, který se nachází v obalu majícím vstupní otvor a výstupní otvor pro přivádění a odvádění výfukových plynů se škodlivými materiály ze spalovacího motoru, kdy tuhý, plyn propouštějící materiál obsahuje adsorpční frakci lemovanou frakcemi katalyzátoru, skrze které výfukové plyny návazně za sebou proudí, a kdy řečený adsorbent má schopnost adsorbování škodlivých materiálů obsažených ve výfukových plynech pod určitou teplotou a řečený katalyzátor má schopnost převádět škodlivé materiály na neškodné materiály při ohřátí na určitou teplotu, a dále obsahuje prostředky pro zpětné obracení proudu výfukových plynů skrze frakce katalyzátoru v návazných sériích cyklů za účelem zažehnutí přinejmenším některé části každé frakce katalyzátoru, přičemž emise řídí nejdříve adsorbent a následně je řídí katalyzátor.

V předcházejícím textu provedené shrnutí obsahuje způsoby podle tohoto vynálezu, zatímco konstrukční řešení konkrétních provedení bude popsáno v následujícím textu, přičemž rozsah tohoto vynálezu je definován v podobě připojených patentových nároků.

Přehled obrázků na výkrese

Připojený výkres předvádí několik různých možností provedení podle tohoto vynálezu, jejichž odpovídající odkazové značky označují odpovídající součásti nakreslené na několika vyobrazeních, na nichž:

obr. 1 je schematický nákres obecného provedení čisticího systému pro použití v postupu podle přihlašovaného vynálezu. Toto schéma znázorňuje činnost čisticího systému v průběhu první fáze cyklu postupu;

···· ··· • 4 • « »99 999

-8obr. 2 je schematický nákres čisticího systému v průběhu druhé fáze cyklu postupu; obr. 3 je schematický nákres upraveného obecného provedení čisticího systému, v němž se směr proudění výlukových plynů v ohraničujících frakcích obsahujících katalyzátor opakovaně obrací mezi první a druhou fází cyklu, avšak proudění se neobrací ve středové frakci obsahující adsorbent;

obr. 4 je schematický nákres dalšího upraveného obecného provedení čisticího systému pro použití podle přihlašovaného vynálezu;

obr. 5 je schematický nákres prvního výhodného provedení čisticího systému pro použití podle přihlašovaného vynálezu;

obr. 6 je schematický nákres druhého výhodného provedení čisticího systému pro použití podle přihlašovaného vynálezu a obr. 6A je příčný řez vzatý podle přímky 6A - 6A nakreslené na obr. 6;

obr. 7 je schematický nákres třetího výhodného provedení čisticího systému pro použití podle přihlašovaného vynálezu;

obr. 8 je graf znázorňující vývoj teplotních profilů ve vztahu k délce průchodů plynu v tuhém, plyn propouštějícím materiálu v průběhu úseku startování motoru v čisticím systému řízeném podle přihlašovaného vynálezu; a obr. 9 je graf znázorňující vývoj teplotních profilů ve vztahu k délce průchodů plynu v tuhém, plyn propouštějícím materiálu při nízkém zatížení motoru v čisticím systému řízeném podle přihlašovaného vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Teplota a složení výfukových plynů odváděných ze spalovacího motoru závisí na typu motoru, používaném palivu a fázi činnosti motoru. Přihlašovaný vynález je využitelný pro úpravu výfukových plynů ze zážehového nebo vznětového motoru a zejména je využitelný pro úpravu výfukových plynů druhého z obou jmenovaných motorů (tzn. vznětového motoru). Zde popisované způsoby a čisticí systém jsou využitelné ve spalovacích motorech, které spalují bezolovnaté benzínová paliva v poměru vzduchu a paliva blížícímu se stechiometrickému poměru a které lze zabudovat do většiny vozidel majících takové motoiy. Způsoby a čisticí systém jsou rovněž využitelné pro upravování výfukových plynů odváděných z motorů ··· 00 0 0 000 • >00 0 0 0 0 0 0 0 * 000 0 0 0 00 0 000 • 0 0 0 0 0 0

000 000 «0 · «· 00

-9spalujících okysličovadla, a to obzvláště alkohol (methanol a/nebo ethanol) nebo okysličovavadlové/benzínové palivové směsi obsahující alkoholy nebo methyl-t-butylether (MTBE), jakož i z motorů spalujících ropný plyn v kapalném stavu (LPG) nebo zemní plyn či z motorů spalujících duální palivo v podobě směsi benzínu nebo motorové nafty se zemním plynem.

Koncentrace kyslíku v upravovaných výfukových plynech může být nízká až několik desítek dílů na milion v případě spalovacího motoru, ktetý je vybaven kyslíkovým čidlem a pracuje při poměru vzduchu a paliva blížícího se stechiometrickému poměru. Koncentrace kyslíku však může být vysoká až několik procent tehdy, když jsou výfukové plyny odváděny z motorů spalujících chudou směs, jako jsou například přebudované vznětové motory spalující směs motorové nafty a zemního plynu. Hlavní škodlivé materiály obsažené ve výfukových plynech jsou nespálené uhlovodíky, CO a NO_X. Avšak v závislosti na palivu výfukové plyny mohou obsahovat jiné těkavé organické látky (nebo navíc k), než jsou nespálené uhlovodíky, jako methanol a další alkoholy, aldehydy, ketony, ethery, kyseliny a podobně. Úrovně koncentrace uhlovodíků, CO a NO_X jsou rovněž různé od několika desítek do několika tisíc dílů na milion v závislosti na typu motoru, poměru vzduchu a paliva a fázi činnosti motoru. Například během startování motoru se ve výfukových plynech nacházejí vysoké koncentrace nespálených uhlovodíků, a to až několik tisíc dílů na milion. Výfukové plyny mohou obsahovat částečky uhlíkové hmoty, jak tomu bývá například u vznětového motoru. Částečky unikající ze vznětového motoru obvykle mají velikost od 0,05 pm do 1,0 pm a obsahují jednak nerozpustnou frakci obsahující hlavně uhlík a jednak frakci uhlovodíků, která je rozpustná v organickém rozpouštědle a která je adsorbovaná na částečkách uhlíku. Upravované výfukové plyny mohou obsahovat vysoké koncentrace formaldehydu a methanolu například V souvislosti s činností motorů spalujících methanol nebo směs methanolu a benzínu nebo vysoké koncentrace methanu, které dosahují až několik tisíc dílů na milion, například v souvislosti s činností motorů spalujících zemní plyn nebo směs zemního plynu a motorové nafty.

Během startování spalovacího motoru (tzn. studeného startu nebo opakovaného startu po odstavení vozidla) a při chodu vznětového motoru naprázdno nebo nízkém zatížení jsou množství uhlovodíků, CO a dalších škodlivých materiálů obsažených ve výfukových plynech vyšší než v průběhu normálního provozu motoru. S odkazem na vyobrazení a zejména na označení jednotlivých součástí lze uvést, že odkazová značka 3 označuje čisticí systém podle • *

-10• ··· · ·· · * ··· • · • · ·** ··· • · « · • · · · příhlašovaného vynálezu, který se v podmínkách zabudování v benzínem poháněném vozidle může používat pro upravování výfukových plynů podle přihlašovaného vynálezu v průběhu té fáze činnosti, kdy teplota výfukových plynů narůstá z úrovně teploty okolí na přibližně 300°C. V průběhu této startovací fáze činnosti se objevují vysoké emise uhlovodíků v časovém úseku první minuty nebo dvou minut chodu motoru. Motory spalující zemní plyn a vznětové motoiy spalující duální paliva v podmínkách chudých směsí vykazují teplotu výfukových plynů, která nemusí být vyšší než 350°, a to zejména při chodu naprázdno a při nízkém zatížení rychlosti motoru. Pokud vznětový motor spalující duální palivo pracuje v chodu naprázdno nebo ve fázi nízkého zatížení, produkuje také vysoké množství škodlivých materiálů včetně částeček, a tudíž vzniká potřeba úpravy výfukových plynů podle přihlašovaného vynálezu.

Vynalezený způsob pro řízení emisí škodlivých materiálů ve výfukových plynech odváděných ze spalovacího motoru zahrnuje opakované vedení proudu výfukových plynů skrze pevný, plyn propouštějící materiál v navazujících sériích cyklů buď za účelem zažehnutí katalyzátoru, kdy na počátku existují studené výfukové plyny, nebo za účelem zpoždění (nebó znemožnění) uhašení katalyzátoru, jestliže teplota výfukových plynů poklesne pod zážehovou teplotu katalyzátoru. První skupina okolností se projevuje při startování za studená nebo při opakovaném startování po částečném vychladnutí motoru, zatím co druhá skupina okolností se projevuje zejména v případě vznětových motorů, kdy motor pracuje v chodu naprázdno nebo při nízkém zatížení. Tento vynález je zejména využitelný pro upravování výfukových plynů odváděných ze vznětového motoru poháněného palivem obsahujícím methan jako jednu z jeho složek.

První znak tohoto vynálezu (tj. startování za studená nebo opakované startování po odstavení) vyžaduje čisticí systém mající tuhý, plyn propouštějící materiál 5, který obsahuje adsorbent, a heterogenní katalyzátor. Tento tuhý, plyn propouštějící materiál se nachází v celkově uzavřeném obalu 4 vybaveném přívodním otvorem 6 a vývodním otvorem 6. Adsorbent musí mít schopnost adsorbování škodlivých materiálů pod určitou úrovní teploty a jejich uvolňování po svém ohřátí nad nějakou jinou, vyšší teplotu. Katalyzátor musí mít schopnost převádění škodlivých materiálů na neškodné materiály tehdy, když se jeho teplota v důsledku ohřívání zvýší nad určitou úroveň. Protože všeobecně neexistuje návaznost mezi nejvyšší teplotou, pri které má adsorbent schopnost adsorbování nečistot, a nejnižší teplotou, při níž katalyzátor účinně převádí nečistoty na neškodné látky, přihlašovaný vynález tuto • « ·> ··· » « ) 4 » · ·· · ·'· *···

-11 návaznost dosahuje opakovaným vedením proudu výfukových plynů skrze obalenou vrstvu, což bude konkrétněji vysvětleno v následujícím textu.

Druhý znak tohoto vynálezu [ tj. opožďování (nebo zabraňování) uhašení zažehnutého katalyzátoru ] vyžaduje, aby se katalyzátor v tuhém, plyn propouštějícím materiálu nejdříve zaželd a aby studené plyny začaly následně proudit skrze tuhý, plyn propouštějící materiál, přičemž toto proudění, pokud by pokračovalo příliš dlouho, by katalyzátor uhasilo. Proudění výfukových plynů skrze tuhý, plyn propouštějící materiál se opakovaně vrací tak, jak to bude podrobněji vysvětleno v dalším textu, a proto katalyzátor pokračuje v účinném katalytickém převádění škodlivých materiálů. Protože za těchto okolností bývá teplota výfukových plynů obvykle vyšší než teplota, při které dochází k uvolňování adsorbovaných škodlivin, není přítomnost adsorbentu vyžadována, ačkoli tento adsorbent by mohl být přítomen a mohl by sloužit jako zásobník tepla spolu tuhým, plyn propouštějícím materiálem a katalyzátorem.

Třetí znak tohoto vynálezu se týká výše zmiňovaného konstrukčního řešení v návaznosti na první způsob.

Katalyzátorem obsaženým v tuhém, plyn propouštějícím materiálu 5 může být jakýkoli materiál, který podporuje okysličování nespálených uhlovodíků a CO na CO₂, jakož i redukování oxidů dusíku účinkem CO a uhlovodíků na dusík a CO₂ a H₂O. Katalyzátor může být založen na sloučeninách vzácných kovů podobně jako známé třícestné katalyzátory, které se široce používají pro čištění výfukových plynů z benzínových motorů spalujících směsi s bohatými nebo stechiometrickými poměty vzduchu a paliva. Palladiové katalyzátoiy, které aktivně okysličují methan, se mohou používat pro upravování výfukových plynů odváděných z motorů, jež spalují duální palivo nebo zemní plyn. Katalyzátory založené na iontoměničovém zeolitu, jakým je „Cu-ZSM-5“ zeolit, které jsou známé vysokou selektivitou při redukování NO_X ve vysokých poměrech vzduchu a paliva, se mohou používat pro upravování výfukových plynů s vysokými koncentracemi kyslíku. V souvislosti s přihlašovaným vynálezem je rovněž možné používání katalyzátorů na bázi přechodných kovů nebo kombinací vzácných a přechodných kovů.

Adsorbentem obsaženým v řečeném tuhém, plyn propouštějícím materiálu může být jakýkoli materiál, který při nízkých teplotách provádí adsorbování uhlovodíků obsažených ve výfukových plynech a naopak při vysokých teplotách tyto uhlovodíky uvolňuje. Takovým adsorbentem může být aktivní uhlí. Výhodnější adsorbenty se vybírají ze skupiny umělých ···· ··>· 99 99

9 9 9 9 9

9 9 9 9 9

9 9 999 999

999 999

- 12nebo přírodních hydrofobních zeolitů, mezi které patří například zeolit Y-typu, ZSM-5, niordenity, chabasity, faujasity nebo jakýkoli jiný zeolit, jenž vykazuje vysokou selektivnost při adsorbování uídovodíků. Pocházejí-li výfukové plyny ze vznětového motoru, lze adsorbent upravit pro účinnější spalování usazenin sazí adsorbovaných během startování, chodu naprázdno nebo při nízkém zatížení. Taková úprava může zahrnovat přidání složek, které mají schopnost provádět katalytickou oxidaci částeček sazí a kterými mohou být vzácné kovy nebo oxidy kovů na bázi jednotlivých či vícesložkových příměsí. Obzvláště účinné, upravené absorbenty se získávají přidáním oxidů vanadu a mědi, výsledkem čehož je výrazné zvýšení poměru oxidace usazených sazí.

Tuhým, plyn propouštějícím materiálem může být jakýkoli materiál, který se používá jako povlakový substrát katalyzátoru ve výfukovém čističi automobilu. Tuhý, plyn propouštějící materiál může být vytvořen z oxidu hlinitého, mullitu, kordieritu, oxidu zirkoničitého či jejich směsí nebo z některých jiných keramických sloučenin vykazujících vysokou tepelnou stálost a odolnost proti tepelnému rázu. Tuhý, plyn propouštějící materiál může se může zhotovovat z málo hydratovaného oxidu hlinitého a slitin kovů obsahujících železo nebo jiné kovy. Vysoce kvalitní povrch oxidu hlinitého se může stabilizovat přidáním ceru nebo yttria.

Tuhý, plyn propouštějící materiál se v plášti 4 nachází mezi dvěma otvory 6 sloužícími jako vstup a výstup pro výfukové plyny. Plášť 4 může být tepelně izolován na základě použití izolujících prostředků, které jsou v této oblasti techniky běžně používané, a tuhý, plyn propouštějící materiál může být vytvořen v podobě nepravidelně plněného materiálu majícího nějaký vhodný tvar, jako jsou tvary koule, válců, Rashigovy kroužky atd., nebo v podobě jednoho dílu z keramické, kovové atd. pórovité pěny s nepravidelnou strukturu nebo pravidelnou strukturou se zvlněnými kanálky apod. Jako obzvláště výhodné se jeví vytvoření tuhého, plyn propouštějícího materiálu v podobě jednoho dílu s přímými, rovnoběžně vedenými kanálky, které usnadňují průchod výfukových plynů. Obecně platí, že tyto kanálky mohou mít tůzné rozměry po celé délce řečeného jednoho dílu, upřednostňuje se však takové konstrukční řešení, v němž tyto kanálky mají v podstatě stejnou velikost kdekoli v tuhém, plyn propouštějícím materiálu.

Nanášení katalyzátoru a adsorbentu na tuhý, plyn propouštějící materiál se může provádět s použitím jakéhokoli vhodného způsobu. Například existuje možnost smíchat prekurzor z tuhého, plyn propouštějícího materiálu, jako je jíl, nebo použít gel z oxidu hlinitého ··♦· ♦ · BBBB ·· BB • · · · · Β · Β Β Β * ·Β· Β Β Β ΒΒΒΒ * · · · Β · · ΒΒΒ ΒΒΒ * · Β Β Β Β Β

BBBBBB ΒΒ Β ΒΒ ΒΒ

-13ve směsi s vhodným pojivém, s katalyzátorem a adsorbentem, po čemž následuje vytvoření příslušně tvarovaných součástí nebo jediných dílů vytlačováním. Vytlačené meziprodukty lze vysoušet a pražit. Výhodnější způsob zahrnuje nanášení nebo kladení povlaků tekutých prekurzorů katalyzátoru a adsorbentu na před tím zhotovený, plněný materiál nebo monolit.

Za určitých okolností může být katalyzátor i adsorbent totéž, protože katalyzátor má také adsorpční schopnosti, ačkoli typičtější je to, že adsorbent je při katalytickém převádění v podstatě neúčinný. Pokud se povaha katalyzátoru odlišuje od povahy adsorbentu, lze oba tyto materiály smíchat a v homogenní podobě rozmístit v tuhém, plyn propouštějícím materiálu 5. Alternativně se může katalyzátor a adsorbent rozmisťovat zvlášť a tím vytvářet prostupný průchod výfukových plynů skrze určitý počet střídajících se vrstev katalyzátoru a adsorbentu. Za nejvýhodnější se považuje umisťování adsorbentu hlavně v prostřední části tuhého, plyn propouštějícího materiálu a umisťování katalyzátoru hlavně v přilehlých okrajových frakcích.

V upřednostňovaném provedení tohoto vynálezu se adsorbent umisťuje v prostřední frakci 9 tuhého, plyn propouštějícího materiálu 5, zatímco katalyzátor se umisťuje v přilehlých okrajových frakcích 7 a 8. Takové upřednostňované provedení je schematicky předvedeno na obr. 1 a obr. 2, kde šrafování 10 znázorňuje frakci z tuhého materiálu obsahujícího především katalyzátor a kde šrafování 11 znázorňuje prostřední frakci z tuhého materiálu obsahujícího především adsorbent. Na obr. 1 je předvedeno, že okrajové frakce 7 a 8 z tuhého, plyn propouštějícího materiálu 5 navazují na otvory 6, které slouží jako vstup pro přivádění výfukových plynů do čisticího systému 3 a jako výstup pro odvádění výfukových plynů z čisticího systému 3, přičemž tyto okrajové frakce 7 a 8 jsou odděleny od prostřední frakce t tuhého materiálu rozdělovacímí prostředky 12. Upravené provedení čisticího systému 3 je předvedeno na obr. 3, kde se proud výfukových plynů procházející skrze okrajové frakce 7a 8 periodicky obrací, zatímco směr proudu procházejícího prostřední frakcí Π se nemění.

V případě provedení předvedených na obr. 1 až obr. 4 slouží okrajové frakce, které jsou nejblíže vstupu a výstupu, nejen jako katalyticky aktivní a adsorpční materiál, ale také jako regenerativní tepelné výměnné zóny pro tepelnou výměnu s výfukovými plyny při každé změně směru proudění. Jako výhodné se projevuje to, že objem tuhého materiálu sloužícího obzvláště jako tepelné výměnné zóny je výhodně v podstatě stejný jako celkový objem tuhého, plyn propouštějícího materiálu, který zaujímá katalyzátor a adsorbent.

>·· · • fc fc·

-14• fc ···· fc · • fc • · « fc • · fc fc · fc

Jak je na obr. 4 je schematicky předvedeno, část okrajových frakcí 7 a 8 tuhého, plyn propouštějícího materiálu s katalyzátorem může být nahrazena náhradními frakcemi z tuhého, plyn propouštějícího materiálu majícího schopnost sloužit pro tepelnou výměnu, avšak nemajícího v podstatě žádnou účinnost při katalytickém převádění. Toto provedení je výhodné tehdy, když přiváděné výfukové plyny mají nízké teploty během dlouhodobějšího chodu motoru. Na obr. 4 jsou tyto náhradní frakce znázorněny křižovaným šrafováním s odkazovou značkou 19 a smyslem jejich používání je udržování zažehnutého katalyzátoru před uhašením tak, jak to bude vysvětleno konkrétněji v dalším textu. Na základě toho, že se katalyzátor neumisťuje do okrajových, náhradních frakcí, které používají pouze pro tepelnou výměnu, se dosahuje určitá úspora, protože materiály používané v katalyzátorech jsou nákladné. Poměr objemů řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu v řečených náhradních frakcích, které neobsahují katalyzátor a adsorbent, k celkovému objemu řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu se výhodně pohybuje v rozsahu od 0 do 0,5.

Na obr. 1 a obr. 2 je předvedeno, že způsob řízení emisí škodlivých materiálů ve výfukových plynech spalovacího motoru obsahuje navazující série cyklů zpětného obracení směru proudění skrze tuhý, plyn propouštějící materiál 5, přičemž okrajové frakce 7 a 8 slouží jako tepelné výměnné zóny. Během startování se uhlovodíky zadržují v adsorbentu obsaženém v tuhém, plyn propouštějícím materiálu. V upřednostňovaném provedení, v němž se adsorbent nachází v prostřední frakci 11 tuhého, plyn propouštějícího materiálu 5, zatímco katalyzátor se nachází v přilehlých okrajových frakcích 7 a 8, dochází v podmínkách chodu motoru při nízkém zatížení k zadržování uhlovodíků hlavně ve středové části lože j_l. Cykly zpětného obracení proudu výfukových plynů procházejících skrze tuhý, plyn propouštějící materiál s přiváděním a vypouštěním výfukových plynů se zahajují současně se zápalem motoru nebo s nějakým krátkým časovým odstupem po zápalu motoru. Společně se stoupající teplotou výfukových plynů stoupá i teplota tuhého, plyn propouštějícího materiálu. Avšak vzhledem k cyklické povaze způsobu podle přihlašovaného vynálezu postupuje nárůst poměru této teploty rozdíhiě v okrajových frakcích a v prostřední frakci. Zejména okrajové frakce navazující na otvory 6 pro přívod a vypouštění výfukových plynů se ohřívají rychleji než prostřední frakce. Proto teplota frakcí lůžka obsahujících především katalyzátor stoupá rychleji než teplota frakce lůžka obsahující především adsorbent. Prostřední frakce tuhého, plyn propouštějícího materiálu se postupně začíná ohřívat, v důsledku čehož dochází k uvolňování uhlovodíků z adsorbentu, • *«»« ·« ·>Η ·· «t » · · ft

I · · · * » · · * · • · •» ·· které byly předtím zadrženy jeho adsorpční účinností. Proud výlukových plynů unáší tyto uhlovodíky do následující okrajové frakce, která byla už předtím ohřívána. Katalyzátor nacházející se v okrajových frakcích účinně okysličuje přiváděné uhlovodíky (včetně těch, které se uvolnily z adsorbentu) a tím znemožňuje jejich unikání do ovzduší.

Tento postup se provádí cyklickým způsobem rozděleným do fází, které jsou znázorněny na obr. 1 a obr. 2. V průběhu první fáze cyklu, která je schematicky předvedena na obr. 1, se tuhý, plyn propouštějící materiál obsažený v okrajové frakci 7dostává do styku s proudem i výfukových plynů, které vstupují do čistícího systému 3, zatímco tuhý, plyn propouštějící materiál obsažený v okrajové frakci 8 se dostává do styku s proudem 2 výfukových plynů, které jsou odváděny z téhož čisticího systému. V průběhu druhé fáze tohoto cyklu (znázorněné schematicky na obr. 2) se tuhý, plyn propouštějící materiál obsažený v okrajové frakci 8, dostává do styku s výfukovými plyny, které vstupují do čisticího systému, zatímco tuhý, plyn propouštějící materiál obsažený v okrajové frakci 7 se dostává do styku s výfukovými plyny, které jsou odváděny z téhož čisticího systému 3. Pokračující cykly měnění směru proudu výfukových plynů procházejícího obě okrajové frakce tuhého, plyn propouštějícího materiálu lze organizovat záměnou tuhého, plyn propouštějícího materiálu jedné z těchto okrajových frakcí za tuhý, plýn propouštějící materiál druhé z těchto okrajových frakcí nebo měněním směru proudu plynu procházejícího přívodním a výpustným otvorem 6. Záměna tuhého materiálu může být pomalá a souvislá nebo rychlá a nesouvislá. Tři výhodná provedení čisticího systému 3, která navrhují specifické způsoby organizování navazujících cyklů, jsou předvedena na obr. 5 až obr. 7 a jejich popis bude proveden v dalším textu.

Je výhodné, když se časový cyklus zpětného obracení proudu výfukových plynů procházejících okrajovými frakcemi tuhého, plyn propouštějícího materiálu nachází v rozsahu od 0,1 minuty do 120 minut. Takový časový úsek závisí na celkové době setrvávání proudu plynu v řečené jedné z několika vrstev tuhého, plyn propouštějícího materiálu a na vstupní teplotě výfukových plynů přiváděných do čisticího systému. Doba trvání první fáze prvního počátečního cyklu po nastartování motoru by měla být natolik krátká, aby znemožnila úplné nasycení adsorbentu uhlovodíky a tím unikání uhlovodíků že systému. V případě celkově stejnoměrného rozmístění katalyzátoru a adsorbentu po délce tuhého, plyn propouštějícího materiálu je důležité, aby doba trvání první fáze byla nastavena na přibližně takovou dobu nebo poněkud delší dobu, která je potřebná pro zvýšení teploty výfukových plynů z teploty okolí na ·· ·· • 0 0 · • 0 0 0 ··· 000 • 0

00 ·· ···· » 0 ·

16250°C až 300°C. Neexistuje žádné omezení minimální doby trvání cyklu, jestliže se adsorbent nachází v souladu s upřednostňovaným provedením celkově v prostřední frakci tuhého, plyn propouštějícího materiálu a katalyzátor se nachází v okrajových frakcích. Průběh cyklu při startování a normálním chodu motoru se může ovládat časovačem nebo jinými prostředky, které reagují na teplotu výfukových plynů přiváděných do čisticího systému. Alternativně lze tuto dobu trvání cyklu seřizovat na základě reakce na teplotu výfukových plynů odváděných z čisticího systému. Ať je toto seřizování prováděno jakkoli, platí taková zásada, že, čím je teplota výfukových plynů vyšší, tím by měl být cyklus delší.

Poté, kdy katalyzátorové frakce dosáhnou katalyticky účinnou teplotu, by mělo pokračovat proudění horkých výfukových plynů skrze adsorbent tak dlouho, až se tento adsorbent ohřeje na teplotu, při které se z něj uvolňují uhlovodíky, v důsledku čehož se tento adsorbent regeneruje pro příští startování za studená nebo opakované startování. Následně může směr proudu horkých výfukových plynů změnit svou dráhu, aby se v případě potřeby znemožnilo přehřívání katalyzátoru a adsorbentu. Například část výfukových plynů opouštějících pivní okrajovou frakci tuhého, plyn propouštějícího materiálu obsahující katalyzátor se může adsorbentu vyhýbat a přímo vstupovat do druhé okrajové frakce tuhého, plyn propouštějícího materiálu obsahujícího katalyzátor. Tato úprava je předvedena na obr. 4, kde je kolem prostřední frakce tuhého, plyn propouštějícího materiálu, který obsahuje adsorbent 11, vytvořeno vedlejší vedení 13. Vytvoření takového vedlejšího vedení může odvracet vystavování adsorbentu účinkům takové teploty, která je vyšší než maximální přijatelná teplota pro tepelnou stálost adsorbentu. Tato předem stanovená maximální teplota se výhodně nachází v rozsahu od 150°C do 500°C. Množství plynu určeného pro průchod vedlejším vedením se pohybuje v rozsahu od 10% do 100% celkového množství výfukových plynů. Je výhodné, když v podstatě všechny výfukové plyny proudí mimo adsorbent.

Další zdokonalení, které se zaměřuje na lepší řízení teploty a vyšší účinnost čištění zahrnuje přivádění druhotného vzduchu z přídavného čerpadla nebo jiného zdroje (viz linii označenou odkazovou značkou 16 na obr. 4) do hlavního proudu výfukových plynů. Tento vzduch se může přivádět do hlavního proudu výfukových plynů před čisticím systémem 3 tak, jak je to znázorněno na obr. 4 v podobě linie s odkazovou značkou 17, nebo do čisticího systému tak, jak je to znázorněno na obr. 4 v podobě linie s odkazovou značkou 18. Množství takto přiváděného druhotného vzduchu se může pohybovat v rozsahu od 0% do 500%, • · · · • ·

-17···· • · · výhodně od 100% do 500%, proudu výfukových plynů a teplota druhotného vzduchu se pohybuje v rozsahu od teploty okolí do 500°C.

Další úprava je založena na stahování části výfukových plynů z čisticího systému 3 bez styku s jednou z okrajových frakcí, které slouží jako regenerativní tepelné výměnné zóny. Na obr. 4 je vidět, že vedení 14 obchází kolem okrajové frakce 7 poblíž přívodního, vstupního otvoru 6. Část výfukových plynů obcházejících okrajovou frakci 7 může svým množstvím odpovídat rozsahu od 0% do 100% celkového proudu výfukových plynů. Vedení řízené části výfukových plynu bez styku s jednou z tepelných výměnných zón umožňuje snižování teploty ve frakcích tuhého materiálu, které obsahují katalyzátor a adsorbent. V souvislosti s dalším odkazem na obr. 4 lze uvést, že výfukové plyny procházející vedením označeným odkazovou značkou 15 obcházejí okrajovou frakci 8. Množství výfukových plynů vedených kolem frakce 8 může být vrozsahu od 0% do 100% celkového proudu výfukových plynů. Toto stahování výfukových plynů před jednou z tepelných výměnných zón umožňuje řízené snižování teploty tuhého, plyn propouštějícího materiálu. V jiné konstrukční variantě, která je rovněž předvedena na obr. 4, lze použít elektrický ohřívač 20 pro ohřívání prostřední frakce tuhého, plyn propouštějícího materiálu za účelem okysličování usazenin uhlíkových sazí v případě, že výfukové plyny pocházejí z naftového motoru a podobně.

Obr. 5 až obr. 7 předvádějí tři výhodná provedení podle přihlašovaného vynálezu. Tato provedení se odlišují vtom, jak se dosahuje cyklické, zpětné obracení proudu výfukových plynů procházejících skrze tuhý, plyn propouštějící materiál. V provedeních předvedených na obr. 6 a obr. 7 se směr proudu výfukových plynů do čisticího systému nemění, přičemž zpětné obracení proudu skrze tuhý, plyn propouštějící materiál se dosahuje pohybem tuhého, plyn propouštějícího materiálu s ohledem na směr proudění výfukových plynů do systému. Podle prvního výhodného provedení, které je schematicky předvedeno na obr. 5, proudí výfukové plyny do čisticího systému 3 skrze přívodní sběrné potrubí 1 a vystupují z čisticího systému skrze odvádění sběrné potrubí 2. Proud upraveného plynu se může ze sběrného potrubí 2 vypouštět do ovzduší po předcházejícím průchodu tlumičem výfuku nebo jiným zařízením pro tlumení zvuku. Čisticí systém 3 má plášť 4, který pokrývá tuhý, plyn propouštějící materiál 5, jehož okrajové frakce 7 a 8 obsahují katalyzátor a prostřední frakce 11 obsahuje adsorbent. Série vynuceného, zpětně obraceného proudění v tuhém, plyn propouštějícím materiálu se vytvářejí v důsledku otevírání a uzavírání spínacích ventilů 13. 14, 15 a 16, které jsou včleněny

9 9 • · · ·· · 9 · 9 9 • · · · 9 9 9 9 9 9 9 • · · 9 9 9 · ··· 999 • · 9 9 9 9 9 ··· ··· 99 9 99 99

-18do čisticího systému 3. Tím, že se směr proudu výfukových plynů obrací, zůstává tuhý, plyn propouštějící materiál bez pohybu s ohledem na směr proudu výfukových plynů. Namísto čtyř ventilů 13, 14, 15 a 16 lze uplatnit pouze jeden ventil tak, jak je to popisováno například v patentech USA č. 3,172,251 a 3,189,417.

Každý cyklus činnosti čisticího systému se skládá ze dvou fází. V průběhu jedné fáze tohoto cyklu se otevírají ventily 13 a 16, zatímco ventily 14 a 15 jsou uzavřeny. V souladu s tím výfukové plyny proudí ze sběrného vedení 1 skrze ventil 13 do vedení 9 připojeného k plášti 4. Uvnitř pláště 4 plyny procházejí postupně skrze vrstvu 7 obsahující katalyzátor, poté skrze vrstvu 11 obsahující adsorbent a dále skrze vrstvu 8. Plyny jsou odváděny z nádoby 4 skrze vedení 10 a jsou vypouštěny z čisticího systému skrze ventil 16 a sběrné potrubí 2. V souladu s tím výfukové plyny proudí ze sběrného vedení 1 skrze ventil 13 do vedení 9 připojeného k plášti 4. Uvnitř pláště 4 plyny procházejí postupně skrze vrstvu 7 obsahující katalyzátor, poté skrze vrstvu Π obsahující adsorbent a dále skrze vrstvu 8. Plyny jsou odváděny z nádoby 4 skrze vedení 10 a jsou vypouštěny z čisticího systému skrze ventil 16 a sběrné potrubí 2.

Na konci první fáze cyklu mění ventily 13, 14, 15 a 16 své polohy tak, aby v průběhu druhé fáze cyklu byly ventily 14 a 15 otevřeny, zatímco ventily 13 a 16 jsou uzavřeny. V souladu s tím výfukové plyny proudí ze sběrného vedení 1 skrze ventil 14 a vedení 9 do pláště 4, v němž procházejí postupně skrze katalyticky aktivní vrstvu 8, poté skrze adsorbční vrstvu 11 a dále skrze katalyticky aktivní vrstvu 7. Vyčištěné plyny jsou odváděny z nádoby 4 skrze vedení 9, ventil 15 a následně skrze sběrné potrubí 2 do zařízení pro tlumení zvuku a pak do ovzduší.

V důsledku navazujících sérií cyklů zpětného obracení proudů výfukových plynů se okrajové frakce 7 a 8 tuhého, plyn propouštějícího materiálu, který je umístěn v plášti, střídavě dostávají do styku s výfukovým plynem, jenž se do čisticího systému přivádí a následně z něj odvádí. Výhodná doba trvání cyklů, jakož i způsoby řízení průběhu cyklu a různá zdokonalení čisticího systému, která umožňují řízení na základě změn teploty, byly popsány v předcházejícím textu v souvislosti s obr. 1 až obr. 4. Tato zdokonalení mohou zkušení odborníci v této oblasti techniky uplatnit ve specifickém případě výhodného provedení, které je předvedeno na obr. 5.

Postup čištění výfukových plynů podle provedení nakresleného na obr. 5 probíhá v podstatě stejným způsobem jako postup čištění výfukových plynů, ktetý byl popisován v souvislosti • · s obecným provedením nakresleným na obr. 1 až obr. 4. Katalyzátor nacházející se v zónách 7 a 8 z tuhého, plyn propouštějícího materiálu je neúčinný pří startování motoru, protože teplota je nízká. Avšak uhlovodíky uvolňované během startování motoru neunikají do ovzduší v důsledku jejich adsorpce na povrchu adsorpčního materiálu nacházejícího se v prostřední zóně 11 tuhého, plyn propouštějícího materiálu. Cykly zpětného obracení proudění výfukových plynů v plášti 4 se vyvolávají současně se startováním motoru. V důsledku zvýšení teploty výfukových plynů se zvyšuje teplota tuhého, plyn propouštějícího materiálu v okrajových frakcích a v prostřední frakci 11. Avšak teplota okrajových frakcí 7 a 8 vzrůstá rychleji než teplota v prostřední zóně UL obsahující především adsorbent. Během startování se uhlovodíky obsažené ve výfukových plynech adsorbují v prostřední zóně 11, zatímco frakce lůžka obsahující katalyzátor se ohřívají na teplotu, při níž se katalyzátor aktivizuje. Po dosažení této teploty katalyzátor účinně okysličuje látky obsažené ve výfukových plynech přiváděných do čisticího systému. V průběhu normálního provozu motoru mají výfukové plyny vystupující do čisticího systému natolik vysokou teplotu, která postačuje pro udržování katalytické reakce, a tudíž zpětné obracení proudu může být ukončeno.

Ve druhém výhodném provedení, které je předvedeno na obr. 6, proudí výfukové plyny do čistícího systému skrze přívodní sběrné potrubí 1 a jsou odváděny z čisticího systému výstupním sběrným potrubím 2. Čisticí systém obsahuje vpodstatě uzavřenou reaktorovou nádobu 4 mající otvory 6 pro přivádění a odvádění výfukových plynů, horní komoru 21, dělicí prostředky 14 připevněné k reaktorové nádobě 4 a válcovitý článek 5 z tuhého, plyn propouštějícího materiálu. Tento válcovitý článek nebo blok má určitý počet kanálků, které umožňují průchod plynu a které jsou vedeny rovnoběžně ve vztahu k ose válce. Katalyzátor je nanesen na spodku frakce 7 válcovitého článku z tuhého, plyn propouštějícího materiálu v návaznosti na otvoiy 6 pro přivádění a odvádění výfukových plynů. Adsorbent je nanesen na horní okrajové frakci JT válcovitého článku poblíž uzavřené komory 21. Válcovitý článek je nasazen na válcovitém liřídeli 12. Tento hřídel může mít obdélníkovou patku 15, která se umisťuje do odpovídající podélné drážky ve válcovitém článku za účelem vytvoření pevného spojení hřídele 12 s válcovitým článkem 5. Čisticí systém předvedený na obr. 6 obsahuje prostředky pro otáčení válcovitého článku 5 kolem jeho osy. Tyto prostředky pro otáčení válcovitého článku, které jsou na obr. 6 znázorněny šipkou 13, se mohou připojit ke hřídeli 12 tak, aby přenášely otočný pohyb na článek 5. Upevněná dělicí deska 14 je umístěna tak, aby • · · · • · · · · · · • · · · · · · • · * · · · · · · · • · · · · ·» · ·· ·· »«· ·· ·

20znemožňovala pronikání výfukového plynu mezi vstupním a výstupním otvorem 6 pro přivádění a odvádění výlukových plynů.

Ve druhém provedení se zpětné obracení proudu výfukových plynů procházejících okrajovými frakcemi tuhého materiálu dosahuje otáčením tuhého materiálu, zatímco směr proudění plynu skr ze vstupní a výstupní otvor 6 zůstává nezměněn. Tuhý materiál z první tepelné výměnné zóny se přemisťuje do druhé tepelné výměnné zóny a současně se tuhý materiál z druhé tepelné výměnné zóny přemisťuje do první tepelné výměnné zóny. Článek má určité množství kanálků, které jsou vedeny rovnoběžně ve vztahu k ose, a výfukové plyny procházejí skrze jeden úsek těchto kanálků jedním směrem a poté procházejí skrze další úsek řečených kanálků opačným směrem. V tomto provedení se katalyzátor výhodně nanáší na povrchy v podstatě všech kanálků vytvořených v otočném článku na té části jejich délky, která navazuje na vstup a výstup pro přivádění a odvádění výlukových plynů, a adsorbent se nanáší na povrchu v podstatě všech kanálků v řečeném otočném článku na té části délky řečeného článku, která se nachází poblíž prostoru, v němž výfukové plyny mění směr proudění. Cyklus činnosti čisticího systému předvedeného na obr. 6 zahrnuje otočení otočného článku 5. Úplný cyklus se může obvykle rozdělit do dvou fází. V průběhu první fáze je polovina tuhého, plyn propouštějícího materiálu vystavena účinkům výfukových plynů vstupujících do čisticího systému. Druhá polovina tuhého, plyn propouštějícího materiálu ve válcovitém článku 5 je vystavena účinkům takových výfukových plynů, které již byly částečně upraveny při jejich průchodu materiálem řečené první poloviny a které jsou následně odváděny z čisticího systému. Druhá fáze cyklu začíná po pootočení válcovitého článku o 180°. V průběhu této druhé fáze se polovina materiálu, která byla ve styku s výfukovými plyny vstupujícími do čisticího systému, dostává do styku s částečně upravenými výfukovými plyny, jež opouštějí čisticí systém, zatímco další polovina se dostává do styku s výfukovými plyny vstupujícími do čisticího systému. V důsledku pokračujících sérií cyklů otáčení tuhého válcovitého článku 5 se jeho dolní frakce 7, která obsahuje katalyzátor, ohřívá rychleji než horní frakce 11, jež obsahuje adsorbent. Toto zabezpečuje nižší úniky uhlovodíků během startování motoru nebo při poklesu teploty výfukových plynů.

Ve třetím provedení předvedeném na obr. 7 má čisticí systém vstupní otvor 6 a výstupní otvor 6, kdy vstupním otvorem se proud i výfukových plynů přivádí do čisticího systému a kdy výstupním otvorem se z čisticího systému odvádí proud 2_ výfukových pfynů. Tuhý, plyn • · 0 · ·»·· • · · » · 0 ···· • · ·· 0 0 0 0 00 0 * · · 0 · ♦ · «00 000 *0*0 00 ······ 00 0 00 00

-21 propouštějící materiál otočného článku 5 má v podstatě prázdný středový vnitřek 23 a určitý počet radiálně vedených kanálků 13. Tyto kanálky vytvářejí průchody pro vedení plynu z jedné frakce boční strany válce, která navazuje na vstupní otvor 6, do středového vnitřku 23 a následně z tohoto středového vnitřku do další frakce boční strany válce, jež navazuje na výstupní otvor 6. Katalyzátor je nanesen na okrajové boční frakci 7 válcovitého článku 5. Adsorbent je nanesen na vnitřní frakci 11 v blízkosti vnitřku 23.

V podmínkách provozu motoru, kdy jde konkrétně o časový úsek startování, se boční frakce 7 článku 5, který v podstatě obsahuje katalyzátor, ohřívá rychleji než jeho vnitřní frakce 11, jež obsahuje především adsorbent. Toto zabezpečuje nižší úniky uhlovodíků během startování. Na druhé straně vysoká teplota té frakce materiálu, která obsahuje katalyzátor, se může udržovat i při nízké teplotě výfukových plynů, jestliže se taková teplota projevuje při normálním chodu motoru. Výhodná doba trvání cyklů, jakož i způsoby řízení průběhu cyklu a výhodné způsoby pro řízení této doby na základě změn teploty tuhého, plyn propouštějícího materiálu obsahujícího katalyzátor a adsorbent, byly popsány v předcházejícím textu. Konkrétněji lze uvést, že podle třetího výhodného provedení má tuhý plyn propouštějící matená! podobu válcovitého článku, ktetý se otáčí kolem své osy a má středový vnitřek a určitý počet radiálně vedených kanálků pro průchod plynu od strany válcovitého článku do středového vnitřku a následně k další straně válcovitého článku. Doporučuje se provádět nanášení katalyzátoru na povrchu v podstatě všech kanálků v návaznosti na vstupní nebo výstupní otvor 6 pro přivádění a odvádění výfukových plynů a nanášení adsorpčního materiálu na povrch v podstatě všech kanálků v té části článku, ktetý se nachází v blízkosti prostředního vnitřku.

Podle druhého znaku tohoto vynálezu platí, že po dosažení vysokých teplot v tuhém, plyn propouštějícím materiálu (bez ohledu na to, zda se katalyzátor ohřívá tak, jak bylo uvedeno v předcházejícím textu, nebo s použitím elektrického článku nebo hořáku či jinak) existuje možnost udržování těchto teplot během značně dlouhých časových úseků, a to dokonce i při poklesu teploty výfukových plynů, zpětným otáčením směru proudění výfukových plynů v jedné nebo více než jedné katalyticky účinné okrajové frakci 7 nebo 8. Na rozdíl od obvyklých katalytických procesů čištění výfukových plynů spalovacích motorů lze udržovat tyto vysoké teploty v katalyticky aktivní frakci tuhého materiálu dokonce při nízkých teplotách výfukových plynů. Toto umožňuje okysličování methanu emitovaného vznětovými motory, které spalují duální palivo a které pracují při nízkém zatížení, kdy teplota výfukových plynů

-22nepřesahuje 300°C až 35O°C. Tento proces je založen na teorií, která je vysvětlena v publikacích autora jménem Matros a jeho spolupracovníků, kdy první z nich je v této specifikaci uvedena jako „odkaz 1“ v „příkladu 1“ a druhá má plný název Yr. Sh. Matros „Katalytické procesy v podmínkách nestálého stavu (v angličtině : Catalytic Processes under Unsteady-State Conditions)“, Studie v nauce o povrchu a katalýze (v angličtině : Studies in Surface Science and Catalysis), vydání 43, vydalo nakladatelství Elsevier .Amsterdam-OxfordNew York-Tokyo, 1989.

Následující dva příklady předvádějí použitelnost tohoto vynálezu pro čištění výfukových plynů odváděných ze spalovacího motoru: Tyto příklady nejsou považovány za omezení obecně širokého rozsahu tohoto vynálezu.

Příklad 1 :

Čisticí systém předvedený na obr. 6 se používá pro čištění výfukových plynů vznikajících spalováním benzínu v běžném osobním automobilu. Válcovitý článek z tuhého, plyn propouštějícího materiálu 5 se skládá ze dvou monolitických válcovitých bloků. Oba bloky mají průměr 9 palců (tj. 22,86 cm). Délka prvního bloku je 3 palce (tj. 7,62 cm) a délka druhého blokuje 2,5 palce (tj. 6,35 cm). Každý blok má středový vnitřek s průměrem 1 stopa (tj. 30,48 cm) a 1/4 palce (tj. 6,35 mm) širokou obdélníkovou drážku pro připojení hřídele 12. Každý blok je vyroben z kordieiitu a má podobnou sestavu čtvercových kanálků, jež jsou vedeny paralelně ve vztahu k ose válce. Struktura kanálků odpovídá známé normě 400 pórů na čtvrecný palec (tj. 6,45 cm²) průmyslového keramického monolitu. Každý kanálek má rozměr 1,27 mm x 1,27 mm, přičemž tloušťka stěny kanálku je 0,15 mm. Každý monolitický blok má přibližně 25 400 kanálků.

První válcovitý blok je povlečen účinnými příměsemi třícestného katalyzátoru. Toto povlékání se provádí známými způsoby, které zahrnují následující kroky :

(a) noření monolitu do suspenze oxidu hlinitého a alumina sólu, po čemž následuje vyfoukávání vzduchem, sušení a pražení, to vše v rámci přípravy základního reaktivního povlaku přirozeného oxidu hlinitého s velkou povrchovou plochou na monolitu;

(b) impregnování základního reaktivního povlaku vodným roztokem platinové soli, jako je například dinitrodiaminoplatína, následované vysoušením a pražením za účelem přípravy platinového katalyzátoru; a • · φ · · * · · φ * • · ·· φ φ · φφφφ • · · · φ φ · ··· ··· • » φ φ φ φ φ ··· ··· φφ φ φφ φφ

-23(c) impregnování platinového katalyzátoru vodným roztokem rhodiové soli, jako je například chlorid rhodný, následované vysoušením a pražením s dokončením přípravy výsledného Pt/Rli katalyzátoru. Získaný katalyzátor obsahuje 1,06 g/1 (tj 30 g/fl³) platiny a 0,106 g/1 (tj. 3 g/fi³) rhodia.

Druhý blok je povlečen zeolitovým adsorbentem. Povlékání se provádí známým způsobem, jenž uplatňuje noření keramického monolitu do suspenze s lE ionty substituovaným mordenitu a jílovým pojivovým materiálem a následné vysoušení povlečeného monolitu při teplotě 200°C. Výsledný monohtický blok obsahuje 60 g/1 (tj. 1 700 g/fť) zeolitového adsorbentu, kterým je v tomto případě mordenit.

První katalyticky aktivní blok se nasazuje na hřídel 12 na spodní části válcovitého článku 5. Druhý blok se nasazuje na tentýž hřídel 12 nad prvním blokem a tento blok se nachází v blízkosti uzavřené komory 21. Hřídel 21 se připojuje k elektrickému motoru, který otáčí oba bloky kolem svislé osy. Rychlost otáčení válcovitého keramického článku 5 je přibližně 5 otáček za minulu. Otáčení se aktivizuje současně se spouštěním spalovacího motoru při startování a přerušuje se při zastavení chodu motoru.

Systém má obdélníkové dělicí prostředky 14, které znemožňují pronikání výfukových plynů mezí vstupním a výstupním otvorem 6.

Obr. 8 předvádí teplotní profily po délce průchodu pro vedení plynu v kanálcích otočného článku 5. Obr. 8 se obzvláště zaměřuje na vývoj teplotních profilů, které jsou zprůtněi ovány po délce všech průchodů pro vedení plynu ve válcovitém článku 5 v průběhu prvních 10 minut po nastartování. Tyto profily byly vypracovány na základě dvoufázového modelu ucpávání - průchodu upevněného lůžkového reaktoru. Tento model je definován podle vzorců (8) - (10) uvedených v níže zmiňovaném „odkazu 1“. Parametry, jež byly použity v tomto modelu, se týkaly monolitického katalyzátoru a byly vytvořeny na základě parametrů daných v „odkazu 2“ a „odkazu 3“. Poměr reakce při okysličování uhlovodíků byl vypočítán s použitím vzorce poměru reakce prvního řádu s aktivizující energií 25 000 cal/mol a preexponentem 4,8 · 10¹² sec'¹.

Odkazy:

1. Matros, Yu. Sli. a Gregori A. Bunimovich, „Řízení zpětného proudění v katalyticky reagujících upevněných ložích (anglicky Reverse-Flow Operation in Fixed Bed Catalytic Reactions)“, studie vyšla ve sborníku „Catal. Rev. - Sci. Eng.“, 1996, 38(1), 1-68.

-242. Groppi, B. A., A Belloli, E. Tronconi a P. Forzatti, „Srovnávání blokových a rozdělených monolitických katalytických spalovačů (anglicky : A Comparison of Lumped and Distributed Models of Monolithic Catalytic Combustors)“, vyšlo v „Chem. Eng. Sci.“, 1995, 50. vydání, strany 2705 až 2715.

3. Villermaux, J. a D. Schvveich, „Je katalytický monolitní reaktor výhodný pro nezhoubné procesy v životním prostředí (anglicky : Is the Catalytic Monolith Reactor Well Suited to Enviromentally Benign Processing)“, vyšlo v Ind. Eng. Chem. Res., 1994, 33. vydám, strany 3025 až 3030.

Svislá přímka 2 na obr. 8 znázorňuje ohraničení mezi dvěma polovinami válce, které odpovídá průchodům plynu rozděleným pomocí prostředků 14. Dvě přímky 1 znázorňují spodní okraj válcovitého článku, který navazuje na vstupní a výstupní otvor 6. Dvě přímky 3 znázorňují oliraničení mezi katalyticky účinným blokem a adsorpčně účinným blokem. Tlusté čáry znázorňují teplotní profily okamžitě po nastartování motoru (t = 0) a po 1, 2, 4, 6, 8 a 10 minutách chodu motoru.

Výfukové plyny přiváděné do čisticího systému mají nejdříve teplotu okolí. V průběhu prvních dvou minut od nastartování motoru se tato teplota zvyšuje na 500°C a během dalších 8 minut se se nadále udržuje na přibližně 500°C. Při normální teplotě a tlaku je poměr proudem výfukových plynuje 16 1/sec. Vstupní koncentrace uhlovodíků se rovná 1600 ppm, přičemž se vypočítává jako CH4.

Jak je na obr. 8 předvedeno, při t = 0 je teplota monolitu po celé délce průchodu plynu přibližně stejná jako teplota okolí (20°C). Teplota u okraje 1 v blízkosti vstupu a výstupu výfukových plynů se zvyšuje s postupujícím časem. Teplota v adsorpčním loži je během počátečních 4 minut od nastartování nižší než .110°C, což vytváří podmínky pro podstatně vysokou adsorpční účinnost mordenitu, který je nanesen na povrchu adsorpčního bloku. Pouze po přibližně 5 minutách teplota skutečně dosahuje 150°C a výše a za této situace se předtím adsorbované sloučeniny uvolňují. V této době však katalyticky aktivní blok dosahuje teplotu přibližně 350°C (viz teplotní profily při t = 6 min, t = 8 min a t = 10 min na obr. 8). Teplota v okrajové frakci katalyticky účinného bloku je přibližně 500°C. Toto umožňuje okysličování jak těch uhlovodíků, které se uvolňují z adsorbentu, tak i těch uhlovodíků, jež unáší výlukové plyny. <

• ···· • 0 0

000 • 0 > 0 0 > 0 0 • 0 0 • 0 • ·

-25Příklad 2 :

Čisticí systém předvedený na obr. 6 se používá pro čištění výfukových plynů vznikajících spalováním směsi motorové nafty a stlačeného zemního plynu v upraveném vznětovém motoru Izusu. Je použit otočný reaktor, který se podobá reaktoru použitému v prvním příkladu. Avšak na rozdíl od příkladu 1 je délka kordieritového bloku povlečeného katalyzátorem 4,4 palce (tj. 111,8 nun) a délka druhého kordieritového bloku povlečeného adsorbentem je 1,1 palce (tj. 27,9 mm).

Druhý blok se povléká adsorbentem stejným způsobem jako v příkladě 1, kdy nejdříve se aplikuje přirozený oxid hlinitý, který se poté impregnuje chloridem palladnatým s následným vysoušením a pražením, výsledkem čehož je palladiový katalyzátor obsahující 0,16% Pd celkové hmotnosti tohoto katalyzátoru nebo přibližně 2,7 g/1 (75 g/fť) Pd.

Sestavení otočného článku, kteiý má jeden katalyticky účinný blok a jeden adsorpční blok, je stejné jako v příkladu 1. Rychlost otáčení je 5 otáček za minutu.

Po přibližně 5 minutách od nastartování nabírá motor rychlost rovnající 1400 otáček za minutu a kroutící moment je 180 Nm. Teplota výfukových plynů se od počátku rychle zvyšuje z teploty okolí na 400°C a v úrovni přibližně 400°C se udržuje nadále. Poměr proudění výfukových plynuje přibližně 30 1/sec (normální stav), koncentrace methanu je přibližně 1400 ppm a celková koncentrace jiných než methanových uhlovodíků a oxidu uhelnatého je přibližně 1300 ppm. Vývoj teplotních profilů uvnitř otočného článku se podobá hodnotám předvedeným na obr. 8. Rychlý růst teploty na dolní frakci obsahující katalyzátor je doprovázen pomalým růstem teploty horní adsorpční frakce. Toto umožňuje téměř úplné okysličování uhlovodíků uvolňovaných z adsorbentu.

Po pivních 5 minutách chodu motoru klesá kroutící moment na přibližně 50 N m, zatímco rychlost motoru se udržuje na 1400 otáčkách za minutu. Takový přechod na malý kroutící moment je doprovázen poklesem teploty výfukových plynů z přibližně 400°C na přibližně 180°C, poklesem poměru proudění výfukových plynů z 30 1/sec na 20 1/sec a zvýšením koncentrace CO a uhlovodíků z 1300 ppm ne 2500 ppm.

Obr. 9 znázorňuje teplotní profily po tomto přechodu činnosti motoru při nízkém zatížení, přičemž k tomuto znázornění slouží stejný matematický model jako v příkladě 1, kdy je využívána aktivizující energie 49 000 cal/mol a pre-exponentem 2,5 10¹⁶ sec'¹ v případě oxidace methanu. Hranice mezi katalyticky účinným blokem a adsoipčním blokem je vyznačena

-26plnýmí svislými čarami a hranice mezi dvěma polovinami válce je vyznačena přerušovanou čárou stejně jako na obr. 8.

Počáteční teplotní profil předvedený na obr. 8 při t = 0 odpovídá konci výše popisované fáze chodu motoru, kdy byl zaznamenán velký kroutící moment. V této chvíli dosahuje jak katalytický blok, tak i adsorpční blok předehřívací teplotu 350°C až 400°C. Po přechodu na činnost při nízkém zatížení začíná teplota na okraji katalytického bloku v blízkosti otvorů pro vstup a výstup výfukových plynů klesat po jedné minutě od zahájení přechodu na přibližně 320°C a po dvou minutách na 18O'’U. I přes tento pokles teploty přiváděných výfukových plynů se však začíná projevovat nárůst teploty uvnitř válcovitého bloku a tato teplota narůstá z počátečních 350°C až 450°C na 520°C v průběhu 10 minut od zahájení přechodu na činnost při nízkém zatížení. Tento vývoj teploty je na obr. 9 znázorněn teplotními profily odpovídajícími t = 2 min, t = 4 min, t = 6 min, t - 8 min a t = 10 min. Vysoká teplota dosahovaná v hlavní frakci katalyticky účinného článku umožňuje téměř úplnou destrukci CO, methanu a dalších uhlovodíků, které jsou obsaženy ve výfukových plynech přiváděných do čisticího systému po přechodu na činnost motoru při nízkém zatížení, navzdory nízké vstupní teplotě.

Ňa základě uvedených skutečností je evidentní, že se podařilo dosáhnout splnění několika cílu tohoto vynálezu spolu s dalšími výhodnými výsledky. Protože v uvedených způsobech a konstrukčních řešeních lze provádět různé změny bez překračování rámce tohoto vynálezu, měly by být všechny technické údaje obsažené v provedeném popisu nebo znázorněné na připojených vyobrazeních pojímány jako dokreslující a nikoli ve smyslu omezování.

Claims (57)

1. Postup uzení emisí škodlivých materiálů obsažených ve výfukových plynech odváděných ze spalovacího motoru po nastartování motoru, kdy výfukové plyny jsou nejdříve studené a následně se stávají horkými a kdy řečené výfukové plyny obsahují škodlivé materiály vybrané ze skupiny, v níž jsou obsaženy těkavé organické látky, ΝΟχ, CO, částečky ulilíkové hmoty a jejich stněsi, vyznačující se tím ,že obsahuje :

(a) procházení studených výfukových plynů skrze tuhý, plyn propouštějící materiál obsahující adsorbent a heterogenní katalyzátor, kdy řečený adsorbent má schopnost adsorbovat škodlivé materiály pod určitou teplotou a kdy řečený katalyzátor má schopnost převádět škodlivé materiály na neškodné materiály po ohřátí nad určitou teplotu, přičemž řečený katalyzátor je nejdříve pod teplotou, při které je účinně převádí škodlivé materiály, zatímco řečený adsorbent adsorbuje řečené škodlivé materiály; a (b) pokračování průchodu výfukových plynů tuhým, plyn propouštějícím materiálem po zahájení ohřívání výfukových plynů při zpětném obracení proudu plynů procházejících skrze tuhý, plyn propouštějící materiál v navazujících sériích cyklů za účelem zažehnutí přinejmenším některé části katalyzátoru na teplotu, při níž je katalyzátor účinný pro převádění škodlivých materiálů, před tím, než se všechen adsorbent ohřeje na takovou úroveň teploty, která umožňuje odpoutávání škodlivých materiálů od adsorbentu, přičemž řečený katalyzátor převádí řečené škodlivé materiály, takže emise jsou nejdříve řízeny adsorbentem, zatímco katalyzátor se ohřívá a následně jsou řízeny katalyzátorem.

2. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že katalyzátor se umisťuje na určitý počet frakcí řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu a že řečený adsorbent se umisťuje na další frakci řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu nacházející se mezi řečenými frakcemi s katalyzátorem tak, aby bylo vytvořeno postupné procházení řečených výlukových plynů skrze určitý počet vrstev katalyzátorového a adsorpčního materiálu.

··· ··♦

3. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že katalyzátor a adsorbent se rozmisťuje vpodstatě stejnoměrně v řečeném tuhém, plyn propouštějícím materiálu.

4. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že katalyzátor je především obsažen v okrajových frakcích řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu a adsorbent je především obsažen v jeho prostřední frakcí.

5. Postup řízení emisí podle nároku 4, vyznačující se tím , že část výfukových plynu obchází řečenou prostřední frakci řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu obsahujícího především adsorbent a posílá se přímo z jedné do druhé okrajové frakce obsahující především katalyzátor, kdy řečené obcházení se provádí tehdy, když teplota v prostřední frakci přesahuje předem stanovenou teplotu pro desorpční uvolňování škodlivých materiálů v rozsahu od 150°C do 500°C, přičemž řečená část obcházejících plynů představuje 10% až 100% celkového množství výfukových plynů.

6. Postup řízení emisí podle nároku 4, vyznačující se tím , že řečený katalyzátor a řečený adsorbent se vpodstatě nevyskytují v přídavných frakcích tuhého, plyn propouštějícího materiálu, které se nacházejí v bezprostřední blízkosti otvorů pro přivádění a vypouštění výfukových plynů do tuhého, plyn propouštějícího materiálu, přičemž řečené přídavné frakce slouží jako tepelné výměníky.

Postup řízení emisí podle nároku 6, vyznačující se tím , že poměr objemu řečených přídavných frakcí řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu, který nemá vpodstatě žádný katalyzátor a adsorbent, kcelkovému objemu řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu je v rozsahu od 0 do 0,5.

8. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že katalyzátor obsahuje vzácné nebo přechodné kovy nebo jejich směsi.

• '•••tt ·· tt>tttt • tt tt tt tt tt tt tt tt tt tt tt tt • • • tt tt tt tt tt tt tt tt • · · tt · · tt* tt

• tt tt· • tt ί» tt · 9

9tt tt tt · • tt

9. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že katalyzátorem je iontoměničový zeolit.

10. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že adsorbentem je hydrofobní zeolit.

11. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že adsorbent obsahuje přídavnou složku, která má schopnost provádět katalytickou oxidaci částeček sazí.

12. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že tuhý, plyn propouštějící materiál se zhotovuje na bázi oxidu hlinitého, mullitu, cordieritu, oxidu zirkoničitého nebo jejich směsí a že katalyzátor a adsorbent se nanášejí na povrch řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu.

13. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že navazující série cyklů zpětného obracení proudu výfukových plynů procházejících skrze tuhý, plyn propouštějící materiál má dobu trvání cyklu v rozsahu od 0,1 minuly do 120 minut.

14. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že tuhý, plyn propouštějící materiál se nachází mezi otvory pro přivádění a vypouštění výfukových plynů a že doba trvání cyklu se řídí v reakci na teplotu výfukových plynů přiváděných do vstupního otvoru.

15. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že tuhý, plyn propouštějící materiál se nachází mezi otvory pro přivádění a vypouštění výfukových plynů a že doba tivání cyklu se řídí v reakci na teplotu výfukových plynů vypouštěných z výstupního otvoru.

16. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že tuhý, plyn propouštějící materiál se nachází mezi otvory pro přivádění a vypouštění výfukových plynů, že katalyzátor je především obsažen v okrajových frakcích řečeného tuhého, plyn fc ·»·4 fc » · fc fcfcfc.

» · . fc' '· » fcl fc fc fcfcfc fcfcfc

- 30 fc» fcfcfc· propouštějícího materiálu a adsorbent je především obsažen v jeho prostřední frakci a že část výfukových plynů se vede odbočkou k výstupnímu otvoru, aniž by procházela skrze jednu z okrajových frakcí, kdy řečené okrajové frakce souží jako regenerační tepelné výměnné zóny, přičemž část výfukových plynů vedená odbočkou k výstupnímu otvoru, aniž by procházela jednou zřečených okrajových frakcí, představuje 0% až 100% celkového proudu výfukových plynů.

17. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že do výfukových plynů se přivádí přídavný vzduch, přičemž množství řečeného přídavného vzduchu je od 0% do 500% objemu výfukových plynů a řečený přídavný vzduch má teplotu v rozsahu od 0°C do 500°C.

18. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že část tuhého, plyti propouštějícího materiálu se ohřívá účinkem vnějšího zdroje energie.

19. Postup řízem emisi podle nároku 1, vyznačující se tím , že tuhý, plyn propouštějící materiál se nachází mezi otvory pro přivádění a vypouštění výfukových plynů a že katalyzátor je především obsažen v okrajových frakcích řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu a adsorbent je především obsažen v jeho prostřední frakci, přičemž zpětné obracení proudu výfukových plynů procházejících skrze tuhý, plyn propouštějící materiál se dosahuje měněním směni plynů proudících skrze řečený vstupní otvor a řečený výstupní otvor.

20. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že tuhý, plyn propouštějící materiál se nachází mezi otvory pro přivádění a vypouštění výfukových plynů, že katalyzátor je především obsažen v okrajových frakcích řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu a adsorbent je především obsažen v jeho prostřední frakci a že řečené navazující série cyklů zpětného obracení proudu výfukových plynů procházejících skrze okrajové frakce tuhého, plyn propouštějícího materiálu se provádějí otáčením tuhého, plyn propouštějícího materiálu, přičemž řečený směr plynů proudících skrze řečený vstupní otvor a řečený výstupní otvor zůstává nezměněn.

• ··♦· »4 4

4 444

4 4

4 4 • 4 444

44 ·444 44 44 • » 4 4 4 4 4

4 4 4 4 4.44

4 4 4 * ·44 444 • 4 4 4 4 • 4 4 44 44

-31

21. Postup řízení emisí podle nároku 20, vyznačující se tím , že tuhý, plyn propouštějící materiál se zhotovuje v podobě válcovitého článku, který se otáčí kolem osy a má určitý počet kanálků vedených rovnoběžně s touto osou, přičemž výfukové plyny procházejí skrze kanálky jedním směrem a poté procházejí skrze kanálky opačným směrem v souvislosti s otáčením válcovitého článku.

22. Postup řízení emisí podle nároku 21, vyznačující se tím , že katalyzátor se nanáší na povrch v podstatě všech kanálků v řečeném otočném článku v té frakci, která se nachází v blízkosti vstupního otvoru a výstupního otvoru, a adsorpční materiál se nanáší na povrch v podstatě všech kanálků v té frakci, která je vzdálená od vstupního otvoru a výstupního otvoru.

23. Postup řízení emisí podle nároku 20, vyznačující se tím , že tuhý, plyn propouštějící materiál se zhotovuje v podobě válcovitého článku, který se otáčí kolem osy a má dutý střed a určitý počet radiálně vedených kanálků pro průchod plynu z jedné boční strany řečeného válcovitého článku přes dutý střed k další boční straně řečeného válcovitého článku.

24. Postup řízení emisí podle nároku 23, vyznačující se tím , že katalyzátor se nanáší na povrch v podstatě všech radiálně vedených kanálků v blízkosti vstupního otvoru a výstupního otvoru a řečený adsotpční materiál se nanáší na povrch v podstatě všech radiálně vedených kanálků dále od vstupního otvoru a výstupního otvoru a v blízkosti dutého středu.

25. Postup řízení emisí podle nároku 1, vyznačující se tím , že výfukové plyny pocházejí ze vznětového motoru spalujícího palivo obsahující methan jako složku takového paliva.

26. Postup řízení emisí škodlivých materiálů obsažených ve výfukových plynech odváděných ze spalovacího motoru po nastartování motoru, kdy výfukové plyny jsou nejdříve horké a následně se stávají studenými a kdy řečené výfukové plyny obsahují škodlivé materiály

-32* * · · · ♦ · · * · • ··· · « · · · • · ·ί · · · · ·»···· ♦ · · · · »' ······ ·· ί ·» »· vybrané ze skupiny, v níž jsou obsaženy těkavé organické látky, NO_X, CO, částečky uhlíkové hmoty a jejich směsi, vyznačující se tím , že obsahuje :

(a) procházení studených výfukových plynů skrze tuhý, plyn propouštějící materiál obsahující heterogenní katalyzátor mající schopnost převádění škodlivých materiálů na neškodné materiály po svém ohřátí nad určitou teplotu, kdy řečený tuhý, plyn propouštějící materiál slouží jako tepelný zásobník, přičemž řečený tuhý, plyn propouštějící materiál se předeluTvá na takovou teplotu, při níž dochází k zažehnutí přinejmenším části katalyzátoru, kteiý se takto stává účinný pro převádění škodlivých materiálů; a (b) pokračování průchodu výfukových plynů skrze tuhým, plyn propouštějícím materiálem po zahájení ohřívání výfukových plynů se zpětným obracením proudu plynů do tuhého, plyn propouštějícího materiálu v navazujících sériích cyklů, kdy tuhý, plyn propouštějící materiál slouží jako regenerační zdroj tepla pro zvyšování teploty výlukových plynů, čímž se přinejmenším některá část katalyzátoru udržuje zažehnutá na takové úrovni teploty, při které je účinná pro převádění škodlivých materiálů, takže časový úsek, v jehož průběhu tuhý, plyn propouštějící materiál obsahuje zažehnutý katalyzátor a může řídit emise, se prodlužuje.

27. Postup řízení emisí podle nároku 26, vyznačující se tím , že katalyzátor se rozmisťuje v podstatě stejnoměrně v řečeném tuhém, plyn propouštějícím materiálu.

28. Postup řízení emisí podle nároku 26, vyznačující se tím , že katalyzátor je především obsažen v okrajových frakcích řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu.

29. Postup řízení emisí podle nároku 26, vyznačující se tím , že katalyzátor se nevyskytuje v přídavných frakcích tuhého, plyn propouštějícího materiálu, které se nacházejí v bezprostřední blízkosti otvorů pro přivádění a vypouštění výfukových plynů do tuhého, plyn propouštějícího materiálu, přičemž řečené přídavné frakce slouží jako tepelné výměníky.

30. Postup řízení emisí podle nároku 29, vyznačující se tím , že poměr objemu řečených přídavných frakcí řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu, kteiý nemá

Β* ···· Β· ΒΒ * · Β 9 90 9

9 9 9 9 9^9 9

9 9 · · »····· • Β Β Β· ·

9 9 0 9 9 9 9

-33 v podstatě žádný katalyzátor, k celkovému objemu řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu je v rozsahu od 0 do 0,5.

31. Postup řízení emisí podle nároku 26, vyznačující se tím , že katalyzátor obsahuje vzácné nebo přechodné kovy nebo jejich směsi.

32. Postup řízení emisí podle nároku 26, vyznačující se tím , že katalyzátorem je iontoměničový zeolit.

33. Postup řízení emisí podle nároku 26, vyznačující se tím , že tuhý, plyn propouštějící materiál se zhotovuje na bázi oxidu hlinitého, mullitu, cordieritu, oxidu zirkoničitého nebo jejich směsí a že katalyzátor se nanáší na povrch řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu.

34. Postup řízení emisí podle nároku 26, vyznačující se tím , že tuhý, plyn propouštějící materiál dále obsahuje adsorbent mající schopnost absorbovat škodlivé materiály pod určitou teplotou a že tuhý, plyn propouštějící materiál se nachází mezi otvory pro přivádění a vypouštění výfukových plynů, kdy katalyzátor je především obsažen v okrajových frakcích řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu a adsorbent je především obsažen v jeho prostřední frakci a že řečené navazující série cyklů zpětného obracení proudu výfukových plynů procházejících skrze okrajové frakce tuhého, plyn propouštějícího materiálu se provádějí otáčením tuhého, plyn propouštějícího materiálu, přičemž řečený směr plynů proudících skrze řečený vstupní otvor a řečený výstupní otvor zůstává nezměněn.

35. Postup řízení emisí podle nároku 34, vyznačující se tím , že tuhý, plyn propouštějící materiál se zhotovuje v podobě válcovitého článku, který se otáčí kolem osy a má určitý počet kanálků vedených rovnoběžně s touto osou, přičemž výfukové plyny procházejí skrze kanálky jedním směrem a poté procházejí skrze kanálky opačným směrem v souvislosti s otáčením válcovitého článku.

0 I·»·

00 0 • 0 00

9 »

0 0

0 0 0 0 0 0

00 I

0 '0

010

0 0 0 a

99 0

-3436. Postup řízení emisí podle nároku 35, vyznačující se tím , že katalyzátor se nanáší na povrch v podstatě všech kanálků v řečeném otočném článku v té frakci, která se nachází v blízkosti vstupního otvoru a výstupního otvoru, a řečený adsorpční materiál se nanáší na povrch v podstatě všech kanálků v té frakci, která je vzdálená od vstupního otvoru a výstupního otvoru.

37. Postup řízení emisí podle nároku 34, vyznačující se tím , že tuhý, plyn propouštějící materiál se zhotovuje v podobě válcovitého článku, který se otáčí kolem osy a má dutý střed a určitý počet radiálně vedených kanálků pro průchod plynu z jedné boční strany řečeného válcovitého článku přes dutý střed k další boční straně řečeného válcovitého článku.

38. Postup řízení emisí podle nároku 37, vyznačující se tím , že katalyzátor se nanáší na povrch v podstatě všech radiálně vedených kanálků v blízkosti vstupního otvoru a výstupního otvoru a řečený adsorpční materiál se nanáší na povrch vpodstatě všech radiálně vedených kanálků dále od vstupního otvoru a výstupního otvoru a v blízkosti dutého středu.

39. Postup řízení emisí podle nároku 26, vyznačující se tím , že výfukové plyny pocházejí ze vznětového motoru spalujícího palivo obsahující methan jako složku takového pali va.

40. Čisticí systém, vyznačující se .tím , že využívá tuhý, plyn propouštějící materiál, který se nachází v obalu majícím vstupní otvor a výstupní otvor pro přivádění a odvádění výfukových plynů se škodlivými materiály ze spalovacího motoru, kdy tuhý, plyn propouštějící materiál obsahuje adsorpční frakci lemovanou frakcemi katalyzátoru, skrze které výfukové plyny návazně za sebou proudí, a kdy řečený adsorbent má schopnost adsorbování škodlivých materiálů obsažených ve výfukových plynech pod určitou teplotou a řečený katalyzátor má schopnost převádět škodlivé materiály na neškodné materiály po ohřáli na určitou teplotu, a dále obsahuje prostředky pro zpětné obracení proudu výfukových plynů procházejícího skrze frakce katalyzátoru v návazných sériích cyklů za

44 99

9 4 9

4 4-‘4

94 4 44

44 44

-35• 444· ·» 9 • 4 ··

9 4 • 4 ··· 9 44

4 4 4·*4

6 4 4

4 4 4

4 4«

4 4 4

44 4 účelem zažehnutí přinejmenším některé části každé frakce katalyzátoru, přičemž emise jsou řízeny nejdříve adsorbentem a následně jsou řízeny katalyzátorem

41. Čisticí systém podle nároku 40, vyznačující se tím , že má obcházející odbočku pro vedení 10% až 100% z celkového množství výfukových plynů kolem řečené adsorpční frakce řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu a pro posílání výfukových plynů přímo z jedné do druhé okrajové katalyzátorové frakce tehdy, když teplota v prostřední frakci přesahuje předem stanovenou teplotu pro desorpční uvolňování škodlivých materiálů v rozsahu od 150°C do 500°C.

42. Čisticí systém podle nároku 41, vyznačující se tím , že řečený katalyzátor se vpodstatě nevyskytuje v přídavných frakcích tuhého, plyn propouštějícího materiálu, které se nacházejí v bezprostřední blízkosti otvorů pro přivádění a vypouštění výfukových plynů do tuhého, plyn propouštějícího materiálu, přičemž řečené přídavné frakce slouží jako tepelné výměníky.

43. Čisticí systém podle nároku 42, vyznačující se tím , že poměr objemu řečených přídavných frakcí řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu, který nemá v podstatě žádný katalyzátor, k celkovému objemu řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu je v rozsahu od 0 do 0,5.

44. Čisticí systém podle nároku 40, vyznačující se tím , že katalyzátor obsahuje vzácné nebo přechodné kovy nebo jejich směsi.

45. Čisticí systém podle nároku 40, vyznačující se tím , že katalyzátorem je iontoměničový zeolit.

46. Čisticí systém podle nároku 40, vyznačující se tím , že adsorbentem je hydrofobní zeolit.

·«·· «0 »0 » 0 0 4 » ·0 «

000 004

0 «

0 0 0 0

00 ·

0 000

00 0 000

-36·· <·«0

47. Čisticí systém podle nároku 40, vyznačující se tím , že adsorbent obsahuje přídavnou složku, která má schopnost provádět katalytickou oxidaci částeček sazí.

48. Čisticí systém podle nároku 40, vyznačující se tím , že tuhý, plyn propouštějící materiál se zhotovuje na bázi oxidu hlinitého, mullitu, cordieritu, oxidu zirkoničitého nebo jejich směsí a že katalyzátor a adsorbent se nanášejí na povrch řečeného tuhého, plyn propouštějícího materiálu.

49. Čisticí systém podle nároku 40, vyznačující s e tím , že doba trvání cyklu se seřizuje v reakci na teplotu výfukových plynů přiváděných do vstupního otvoru.

50. Čisticí systém podle nároku 40, vyznačující s c tím , že doba trvání cyklu se seřizuje v reakci na teplotu výfukových plynů vypouštěných z výstupního otvoru.

51. Čisticí systém podle nároku 40, vyznačující s e tím , že část výfukových plynů se vede odbočkou k výstupnímu otvoru tak, aby neprocházela skrze jednu z okrajových frakcí, kdy řečené okrajové frakce souží jako regenerační tepelné výměnné zóny, přičemž řečená část výfukových plynů, která je vedena odbočkou k výstupnímu otvoru tak, aby neprocházela jednou z řečených okrajových frakcí, představuje 0% až 100% celkového proudu výfukových plynů.

52. Čisticí systém podle nároku 40, vyznačující se tím ,žedo výfukových plynů se přivádí přídavný vzduch, množství, řečeného přídavného vzduchu bývá od 0% do 500% objemu výfukových plynů a řečený přídavný vzduch mívá teplotu od 0°C do 500°C.

53. Čisticí systém podle nároku 40, vyznačující se tím , že část tuhého, plyn propouštějícího materiálu se ohřívá účinkem vnějšího zdroje energie.

54. Čisticí systém podle nároku 40, vyznačující se tím , že zpětné obracení proudu výfukových plynů procházejících skrze řečený tuhý, plyn propouštějící materiál se dosahuje měněním směru plynů proudících skrze řečený vstupní otvor a výstupní otvor.

·· ·» • · · » · • · · · · ♦ a *>»·*» • a a a aaaa

-37·· ···· « ···» ·· · · · • ··· · · • · · « · • · · · • ·*· ··

55. Čisticí systém podle nároku 40, vyznačující se tím , že řečené navazující série cyklů zpětného obracení proudu výfukových plynů procházejících skrze okrajové frakce tuhého, plyn propouštějícího materiálu se provádějí otáčením tuhého, plyn propouštějícího materiálu, přičemž řečený směr plynů proudících skrze řečený vstupní otvor a řečený výstupní otvor zůstává nezměněn.

56. Čisticí systém podle nároku 55, vyznačující se tím , že tuhý, plyn propouštějící materiál se zhotovuje v podobě válcovitého článku, který se otáčí kolem osy a má určitý počet kanálků vedených rovnoběžně s touto osou, přičemž výfukové plyny procházejí skrze kanálky jedním směrem a poté procházejí skrze kanálky opačným směrem v souvislosti s otáčením válcovitého článku.

57. Čisticí systém podle nároku 56, vyznačující se tím , že katalyzátor se nanáší na povrch v podstatě všech kanálků v řečeném otočném článku v té frakci, která se nachází v blízkosti vstupního otvoru a výstupního otvoru, a řečený adsorpční materiál se nanáší na povrch v podstatě všech kanálků v té frakci, která je vzdálená od vstupního otvoru a výstupního otvoru.

58. Čisticí systém podle nároku 55, vyznačující se tím , že tuhý, plyn propouštějící materiál se zhotovuje v podobě válcovitého článku, kteiý se otáčí kolem osy a má dutý střed a určitý počet radiálně vedených kanálků pro průchod plynu z jedné boční strany řečeného válcovitého článku přes dutý střed k další boční straně řečeného válcovitého článku.

59. Čisticí systém podle nároku 58, vyznačující se tím , že katalyzátor se nanáší na povrch vpodstatě všech radiálně vedených kanálků v blízkosti vstupního otvoru a výstupního otvoru a řečený adsoipční materiál se nanáší na povrch vpodstatě všech radiálně vedených kanálků dále od vstupního otvoru a výstupního otvoru a v blízkosti dutého středu.