DE10134079A1

DE10134079A1 - Automotive exhaust gas catalyst breaks down long-chained hydrocarbon molecules for return to engine intake

Info

Publication number: DE10134079A1
Application number: DE2001134079
Authority: DE
Inventors: Thomas Nagel; Andree Bergmann
Original assignee: Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Current assignee: Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2003-01-30

Abstract

Assembly splits and/or oxidizes long-chained hydrocarbon molecules in contact with catalyst on an inert substrate in reactor chamber (1). The chamber is located downstream of an internal combustion engine and fluid flowing through the chamber (1) is discharged to engine. The catalyst is of high acidity facilitating conversion of long-chained hydrocarbon molecules at temperatures below 230 (preferably 100) deg C.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oxidation und/oder Spaltung langkettiger Kohlenwasserstoffe, insbesondere zum Einsatz in mobilen Verbrennungsmotoren. The invention relates to a process for the oxidation and / or cleavage of long chains Hydrocarbons, in particular for use in mobile internal combustion engines.

Es sind großtechnische Verfahren zur katalytischen Spaltung von langkettigen Kohlenwasserstoffen bekannt, bei denen der Katalysator in Form eines feinkörnigen Pulvers in einem Wirbelbett mit dem Kohlenwasserstoff umgesetzt wird. Durch das Wirbelbettverfahren wird die Oberfläche der Katalysatoren optimal genutzt. Nachteilig an der bekannten Vorrichtung und an dem bekannten Verfahren ist, dass sie nur im großen Maßstab eingesetzt werden kann und dass z. B. eine mobile Anwendung des Verfahrens oder eine Anwendung im kleinen Maßstab nicht realisierbar ist. They are large-scale processes for the catalytic cleavage of long-chain Hydrocarbons known in which the catalyst is in the form of a fine-grained powder is reacted with the hydrocarbon in a fluidized bed. The surface of the catalysts is optimized by the fluidized bed process used. A disadvantage of the known device and the known The procedure is that it can only be used on a large scale and that e.g. Legs mobile application of the process or a small-scale application is not feasible.

Es ist bekannt, dass kurzkettige Kohlenwasserstoffe zur Umsetzung in Verbrennungsmotoren einen besseren Wirkungsgrad erbringen als ihre langkettigen Homologen (Benzin mit einem höheren Anteil an kurzkettigen Kohlenwasserstoffen hat eine höhere Oktanzahl), jedoch ist die Lagerung und/oder der Transport der kurzkettigen und leichtentflammbaren Spezies der Kohlenwasserstoffe zu gefährlich, um diese als Treibstoff anzubieten. Es wird daher nach Lösungen gesucht, die es ermöglichen, den z. B. in einem Fahrzeug vorhandenen Treibstoff mit langkettigen Kohlenwasserstoffen vor Ort, d. h. am besten im Motor des Fahrzeugs, in Kurzkettige zu spalten. It is known that short chain hydrocarbons are used for the reaction in Internal combustion engines are more efficient than their long-chain ones Homologues (gasoline with a higher proportion of short-chain hydrocarbons has a higher octane number), however storage and / or transport is the most common short chain and highly flammable species of hydrocarbons dangerous to offer them as fuel. Solutions are therefore sought which allow the z. B. existing fuel in a vehicle long chain hydrocarbons on site, d. H. best in the engine of the vehicle, in Split short chain.

Weiterhin kommt es gerade in der Kaltstartphase einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgasrückführung zu Verkokungen an den Zuführleitungen des Brennstoff-Luft-Gemisches mit dem zurückgeführten Abgas. Dabei sind insbesondere Drosselklappen, Ventile oder andere Bereiche der Zuführleitungen betroffen, die zumindest zeitweise nur einen relativ kleinen freien Strömungsquerschnitt begrenzen. Die Ursache dafür sind häufig langkettige Kohlenwasserstoffe, die in diesen Bereichen zunächst ein Agglomerat bilden und anschließend beispielsweise zum Verkleben von beweglichen Teilen führen. Furthermore, there is one in the cold start phase Internal combustion engine with exhaust gas recirculation to carbonization on the supply lines of the Fuel-air mixture with the recirculated exhaust gas. Are there in particular throttle valves, valves or other areas of the supply lines affected, at least at times only a relatively small free flow cross-section limit. The cause of this is often long-chain hydrocarbons, which in first form an agglomerate in these areas and then lead, for example, to the gluing of moving parts.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, durch das die Katalysatoren der bekannten großtechnischen Verfahren zur Verbrennung und/oder Spaltung von langkettigen Kohlenwasserstoffen mobil und/oder im kleinen Maßstab einsetzbar sind. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Verkokung von Teilbereichen eines Abgassystems bzw. einer Verbrennungskraftmaschine gerade in der Kaltstartphase zu vermeiden. The object of the invention is to provide an apparatus and a method through which the catalysts of the known large-scale processes for Combustion and / or splitting of long-chain hydrocarbons mobile and / or can be used on a small scale. Another job is coking of partial areas of an exhaust system or Avoid internal combustion engine especially in the cold start phase.

Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Anspruch 8. Weitere vorteilhafte und besonders bevorzugte Ausgestaltungen, die einzeln oder in Kombination miteinander einzusetzen sind, gehen aus den jeweils abhängigen Ansprüchen hervor. These objects are achieved by a device with the features of Claim 1 and a method with the features according to claim 8. Further advantageous and particularly preferred embodiments, which are individually or to be used in combination with each other, go from the respective dependent Claims.

Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Vorrichtung und ein Verfahren zur katalytischen Verbrennung und/oder Spaltung von langkettigen Kohlenwasserstoffen, bei dem der Katalysator auf einem inerten Träger aufgebracht ist, wobei der Katalysator bereits bei Temperaturen kleiner 230°C, insbesondere kleiner 100°C, die langkettigen Kohlenwasserstoffen umwandelt. The invention accordingly relates to an apparatus and a method for catalytic combustion and / or cleavage of long chain Hydrocarbons, in which the catalyst is applied to an inert support, wherein the catalyst already at temperatures below 230 ° C, especially below 100 ° C, which converts long-chain hydrocarbons.

Die Vorrichtung umfasst eine Reaktionskammer zur katalytischen Oxidation und/oder Spaltung von langkettigen Kohlenwasserstoffen, bei der in der Reaktionskammer ein Katalysator auf einen inerten Träger aufgebracht wird. Die Reaktionskammer ist stromabwärts einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet, so dass ein die Reaktionskammer durchströmendes Fluid zur Verbrennungskraftmaschine geleitet wird. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Katalysator eine so hohe Acidität hat, dass dieser bereits bei Temperaturen kleiner 230°C, insbesondere kleiner 100°C, die langkettigen Kohlenwasserstoffen umwandelt. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass eine so erhöhte Acidität des Katalysators zu einer unerwartet deutlichen Absenkung der Reaktionstemperatur führt. The device comprises a reaction chamber for catalytic oxidation and / or cleavage of long-chain hydrocarbons, in which in the Reaction chamber a catalyst is applied to an inert support. The Reaction chamber is arranged downstream of an internal combustion engine, so that a fluid flowing through the reaction chamber for Internal combustion engine is directed. The device is characterized in that the Catalyst has such a high acidity that it is already smaller at temperatures 230 ° C, especially less than 100 ° C, the long-chain hydrocarbons transforms. It has been found that such an increased acidity of the Catalyst to an unexpectedly significant drop in the reaction temperature leads.

Als inerte Träger der Katalysatoren werden feste Bauteile wie metallische oder keramische Platten, Rohre, Kammern, etc. und auch Molekularsiebe, keramische Körper und/oder Kugeln bezeichnet. Die Grösse der Träger ist beliebig, so kann ein Durchmesser einer keramischen Kugel im Angström- und/oder im Dezimeterbereich liegen. Der inerte Träger kann auch Teil der Reaktionskammer und/oder eines dort installierten Gerätes wie eines Rührgerätes sein, das während der Umsetzung mit den Kohlenwasserstoffen in Berührung kommt. Solid components such as metallic or ceramic plates, pipes, chambers, etc. and also molecular sieves, ceramic Body and / or balls called. The size of the straps is arbitrary, so can a diameter of a ceramic ball in angstrom and / or in Decimeter range. The inert carrier can also be part of the reaction chamber and / or of a device installed there, such as a mixer, which during the Implementation comes into contact with the hydrocarbons.

Die Materialien der inerten Träger sind beliebig, solange sie unter den für die Crackreaktion gewählten Betriebsbedingungen chemisch stabil, also inert sind. Der inerte Träger wird mit dem gewählten Katalysator besprüht, beschichtet, bedampft etc. und/oder mit diesem chemisch umgesetzt, so dass der Katalysator auf dem inerten Träger mechanisch oder chemisch gebunden ist. The materials of the inert carriers are arbitrary as long as they are among those for the Crack reaction selected operating conditions are chemically stable, ie are inert. The inert carrier is sprayed with the chosen catalyst, coated, vaporized etc. and / or chemically reacted with it, so that the catalyst on the inert carrier is mechanically or chemically bound.

Dies hat in Hinblick auf die oben genannten Probleme betreffend die Verkokung den positiven Effekt, dass eine Reduzierung der langkettigen Kohlenwasserstoffen auch schon bei sehr niedrigen Temperaturen stattfinden kann (wie z. B. während der Kaltstartphase der Verbrennungskraftmaschine). Daraus folgt eine Verringerung der Verkokungsneigung und einer damit einhergehenden Verlängerung der Lebensdauer der betroffenen Bereiche der Abgasanlage bzw. der Verbrennungskraftmaschine. This has in view of the coking problems mentioned above the positive effect of reducing long chain hydrocarbons can also take place at very low temperatures (such as during the cold start phase of the internal combustion engine). From this follows one Reduction of the tendency to coke and an accompanying extension of the Lifetime of the affected areas of the exhaust system or Internal combustion engine.

Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die Reaktionskammer in einem Abgasrückführungssystem angeordnet ist, wobei das durchströmende Fluid ein zurückzuführender Teilabgasstrom der Verbrennungskraftmaschine ist. Dieser Teilabgasstrom weist gerade in der Kaltstartphase sehr niedrige Temperaturen auf, so dass hier eine herkömmliche Umsetzung mit Katalysatoren, wie sie bislang im Automobilbau eingesetzt wurden (mit Aktivierungstemperatur oberhalb von 200°C) nicht möglich wäre. According to a particularly preferred development, the reaction chamber is in an exhaust gas recirculation system is arranged, the flowing fluid is a partial exhaust gas flow to be returned from the internal combustion engine. This Partial exhaust gas flow has very low temperatures, especially in the cold start phase, so that here a conventional implementation with catalysts, as previously in the Automotive engineering were used (with activation temperature above 200 ° C) would not be possible.

Der Katalysator mit der genannten Acidität erlaubt jedoch schon eine chemische und/oder katalytische Umsetzung der langkettigen Kohlenstoffe bei Temperaturen kleiner 230°C und insbesondere sogar schon bei Temperaturen zwischen 80°C und 230°C. Der Katalysator kann hierbei kontinuierlich oder diskontinuierlich von dem Fluid durchströmt werden, insbesondere kann die Reaktionskammer auch nur während der Kaltstartphase der Verbrennungskraftmaschine durchströmt werden. Allerdings ist es auch möglich, das rückzuführende Abgas während des gesamten Betriebes der Verbrennungskraftmaschine durch die Reaktionskammer zu leiten, insbesondere dann, wenn in der Abgasrückführungsleitung ein Abgaskühler angeordnet ist. Ein solcher Abgaskühler senkt die Temperaturen des Abgases, so dass das Gemisch aus Treibstoff, Abgas und Luft, welches der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird eine möglichst niedrige Temperatur hat, wodurch eine reduzierte Stickoxid-Emission erzielt wird. However, the catalyst with the acidity mentioned already allows a chemical one and / or catalytic conversion of the long-chain carbons at temperatures less than 230 ° C and in particular even at temperatures between 80 ° C and 230 ° C. The catalyst can be continuous or discontinuous flow through the fluid, in particular, the reaction chamber can only are flowed through during the cold start phase of the internal combustion engine. However, it is also possible to recycle the exhaust gas throughout Conduct operation of the internal combustion engine through the reaction chamber, especially if there is an exhaust gas cooler in the exhaust gas recirculation line is arranged. Such an exhaust gas cooler lowers the temperatures of the exhaust gas, so that the mixture of fuel, exhaust gas and air, which the Internal combustion engine is fed as low a temperature as possible, which means a reduced nitrogen oxide emission is achieved.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung hat die Reaktionskammer ein Volumen von ca. 1 bis 5 Liter. Solche Reaktionskammern sind insbesondere zur mobilen Anwendung geeignet, wobei beispielsweise ein Umsatz der Größenordnung von ca. 1 Liter langkettigem Kohlenwasserstoff pro Minute erreicht wird. Bei einer geeigneten Vorrichtung entspricht das einem Volumen der Reaktionskammer bevorzugt 3 Liter. According to a further embodiment, the reaction chamber has a volume of approx. 1 to 5 liters. Such reaction chambers are especially for mobile Suitable application, for example, a turnover of the order of about 1 Liters of long chain hydrocarbon per minute is reached. At a suitable device corresponds to a volume of the reaction chamber preferably 3 liters.

Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung ist der Katalysator ein aktiviertes Alumosilicat ist. Auch ist es besonders vorteilhaft, dass der Katalysator Bortrifluorid und/oder Antimonpentafluorid umfasst. Als Katalysator für die Spaltung und/oder Oxidation des Kohlenwasserstoffs wird z. B. ein röntgenamorphes Alumosilicat (Al₂O₃/SiO₂) eingesetzt. Zur Erhöhung der Säurestärke oder Aktivierung des Katalysators wird z. B. noch ein Zeolith-Ionenaustauscher, der z. B. mit einem Seltenerdmetall belegt ist, und/oder ein Edelmetall wie Platin auf einem aciden Träger wie Aluminioumtrichlorid (AlCl₃) zugegeben. Schliesslich können auch supersaure Katalysatoren wie Bortrifluorid (BF₃) und/oder Antimonpentafluorid (SbF₅) zur Aktivierung des Alumosilikats eingesetzt werden. Außerdem werden beim Einsatz von Platin auf Aluminiumtrichlorid zur Aktivierung des Alumosilicats Reaktionstemperaturen von 80°C bis 230°C und Wartungsperioden von bis zu 2 Jahren erreicht. According to yet another embodiment, the catalyst is an activated aluminosilicate. It is also particularly advantageous that the catalyst comprises boron trifluoride and / or antimony pentafluoride. As a catalyst for the splitting and / or oxidation of the hydrocarbon z. B. an X-ray amorphous aluminosilicate (Al ₂ O ₃ / SiO ₂ ) is used. To increase the acidity or activation of the catalyst, for. B. still a zeolite ion exchanger, the z. B. is coated with a rare earth metal, and / or a noble metal such as platinum on an acidic support such as aluminum trichloride (AlCl ₃ ) is added. Finally, super acid catalysts such as boron trifluoride (BF ₃ ) and / or antimony pentafluoride (SbF ₅ ) can also be used to activate the aluminosilicate. In addition, when using platinum on aluminum trichloride to activate the aluminosilicate, reaction temperatures of 80 ° C to 230 ° C and maintenance periods of up to 2 years are achieved.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der inerte Träger Teil der Reaktionskammer oder eines dort installierten Gerätes ist. Das bedeutet beispielsweise, dass der Träger ein Rohrabschnitt des Abgassystems, eine Zuführleitung zum Brennraum der Verbrennungskraftmaschine sowie bestimmte Filter, Klappen, Strömungsleitflächen oder der gleichen ist. Bevorzugt ist dabei die Ausgestaltung des inerten Trägers als ein keramischer oder metallischer Wabenkörper mit für das Fluid durchströmbaren Kanälen. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the inert carrier is part of or installed in the reaction chamber Device. This means, for example, that the carrier is a pipe section of the Exhaust system, a supply line to the combustion chamber of the internal combustion engine as well as certain filters, flaps, flow control surfaces or the like. Preferred is the configuration of the inert carrier as a ceramic or metallic honeycomb body with channels for the fluid to flow through.

Als Reaktionskammer wird der Raum bezeichnet, in dem die Spaltungs- und/oder Verbrennung der langkettigen Kohlenwasserstoffe unter der Katalyse stattfindet. The space in which the fission and / or Combustion of the long chain hydrocarbons under the catalysis takes place.

Je nach Produktivität kann es sich um einen Kolben, eine Leitung oder ein sonstiges Behältnis handeln. Bei der mobilen Anwendung richtet sich die Praktikabilität hauptsächlich nach den räumlichen Gegebenheiten, insbesondere in einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges. Depending on productivity, it can be a piston, a line or a other container act. Practicality is the guideline for mobile applications mainly according to the spatial conditions, especially in one Engine compartment of a motor vehicle.

Nach einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein verbrauchter und/oder vergifteter Katalysator auf dem inerten Träger durch Erhitzen und/oder Abbrennen (unter Sauerstoffzufuhr) der hochmolekularen Crackprodukte, die sich an dem Katalysator anlagern und ihn vergiften, regeneriert. According to one embodiment of the method, a used and / or poisoned catalyst on the inert support by heating and / or burning (with oxygen supply) of the high molecular crack products, which are on the Add catalyst and poison it, regenerate.

Durch das Spalten oder Cracken der Kohlenwasserstoffe des Treibstoffs wird dieser besser zugänglich und sein chemischer Energieinhalt für z. B. einen Verbrennungsmotor besser nutzbar gemacht. Daraus resultiert auch eine Verringerung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs. Die langkettigen Kohlenwasserstoffe des Benzins, wie z. B. Dekan, können mit Hilfe dieses Verfahrens erstmals im Fahrzeug in die kurzkettigen Alkane und bei zusätzlich erfolgter Dehydrierung auch in die Alkene überführt werden, was zu einer verbesserten Octanzahl des Benzins führt. By splitting or cracking the hydrocarbons in the fuel this more accessible and its chemical energy content for z. B. one Internal combustion engine made more usable. This also results in a reduction in the specific fuel consumption. The long chain hydrocarbons of the Gasoline, such as B. Dean, can use this method for the first time in the vehicle the short-chain alkanes and, if dehydrogenation has also taken place, into the Alkenes are transferred, which leads to an improved octane number of the gasoline.

Weitere Vorteile und ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiden Figuren erläutert, wobei die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt ist. Es zeigen: Further advantages and a particularly preferred embodiment of the Invention are explained below with reference to the two figures, the Invention is not limited to the illustrated embodiments. Show it:

Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Abgasrückführungssystem mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer Reaktionskammer und Fig. 1 shows schematically the structure of an exhaust gas recirculation system with an internal combustion engine and a reaction chamber and

Fig. 2 schematisch und perspektivisch eine Ausführungsform der Reaktionskammer. Fig. 2 shows schematically and in perspective an embodiment of the reaction chamber.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Abgasrückführungssystem 5 mit einer Verbrennungskraftmaschine 4 und einer Reaktionskammer 1. Das Abgasrückführungssystem 5 ist zweisträngig ausgebaut, umfasst also einen Ersten Strang 15 und einen zweiten Strang 16, wobei im Ersten Strang 15 ein Abgaskühler 14 angeordnet ist, der insbesondere bei hohen Temperaturen des Abgases eine Kühlung des ihn durchströmenden Teilabgasstromes bewirkt. Die Regulierung der Strömungsrichtung 12 im Abgasrückführungssystem 5 erfolgt über ein Ventil 13, das bevorzugt als rotierende Doppelklappe ausgeführt ist, wobei dessen Antrieb 17 mit einer Steuereinheit 18 verbunden ist, so dass sich vorgebbare Teilabgasströme erzeugen lassen. Fig. 1 shows schematically the structure of an exhaust gas recirculation system 5 with an internal combustion engine 4 and a reaction chamber 1. The exhaust gas recirculation system 5 is of two-strand design, that is to say comprises a first strand 15 and a second strand 16 , an exhaust gas cooler 14 being arranged in the first strand 15 , which cools the partial exhaust gas stream flowing through it, particularly at high temperatures of the exhaust gas. The flow direction 12 in the exhaust gas recirculation system 5 is regulated via a valve 13 , which is preferably designed as a rotating double flap, the drive 17 of which is connected to a control unit 18 , so that predeterminable partial exhaust gas flows can be generated.

Prinzipiell wird ein Treibstoff-Luft-Gemisch über die Ansaugluftleitung 9 und den Drosselklappen 19 der Verbrennungskraftmaschine 4 zugeführt. Dabei kommt es gerade in der Kaltstartphase der Verbrennungskraftmaschine 4 mit einem Abgasrückführungssystem 5 zu Verkokungen an den Zuführleitungen 20 des Brennstoff-Luft-Gemisches mit dem zurückgeführten Abgas. Dabei sind insbesondere die Drosselklappen 19, die Ventile in den Brennräumen 10 oder andere Bereiche der Zuführleitungen 20 betroffen, die zumindest zeitweise nur einen relativ kleinen freien Strömungsquerschnitt begrenzen. In den Brennräumen 10 der dargestellten Verbrennungskraftmaschine 4 erfolgt die Verbrennung des Treibstoff-Luft-Gemisch, wobei Abgase enthaltend beispielsweise Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxide, Kohlendioxide, und Stickoxide entstehen, die anschließend über eine Abgasleitung 11 weitergeleitet werden. Die im Abgas enthaltenen Schadstoffe werden in einer stromabwärts angeordneten Reinigungsanlage zum Teil katalytisch umgesetzt bevor sie an die Umgebung abgelassen werden. In principle, a fuel-air mixture is supplied to the internal combustion engine 4 via the intake air line 9 and the throttle valves 19 . In the cold start phase of the internal combustion engine 4 with an exhaust gas recirculation system 5 , coking occurs on the supply lines 20 of the fuel-air mixture with the recirculated exhaust gas. The throttle valves 19 , the valves in the combustion chambers 10 or other areas of the supply lines 20 are particularly affected, which at least temporarily only limit a relatively small free flow cross section. The combustion of the fuel-air mixture takes place in the combustion chambers 10 of the illustrated internal combustion engine 4 , exhaust gases containing, for example, hydrocarbons, carbon monoxides, carbon dioxide and nitrogen oxides being produced, which are then passed on via an exhaust gas line 11 . The pollutants contained in the exhaust gas are partially converted catalytically in a downstream cleaning system before they are released into the environment.

Die dargestellte Vorrichtung umfasst eine Reaktionskammer 1 zur katalytischen Oxidation und/oder Spaltung von langkettigen Kohlenwasserstoffen, bei der in der Reaktionskammer 1 ein Katalysator (nicht dargestellt) auf einen inerten Träger (nicht dargestellt) aufgebracht wird. Die Reaktionskammer 1 ist stromabwärts einer Verbrennungskraftmaschine 4 angeordnet, und demnach wird ein die Reaktionskammer 1 durchströmendes Fluid in Strömungsrichtung 12 hin zur Verbrennungskraftmaschine 4 geleitet. Da der Katalysator (nicht dargestellt) eine so hohe Acidität hat, werden die langkettigen Kohlenwasserstoffen bereits bei Temperaturen kleiner 100°C umwandelt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Reaktionskammer 1 in einem Abgasrückführungssystem 5 angeordnet ist, wobei das durchströmende Fluid ein zurückzuführender Teilabgasstrom der Verbrennungskraftmaschine 4 ist. The device shown comprises a reaction chamber 1 for the catalytic oxidation and / or cleavage of long-chain hydrocarbons, in which a catalyst (not shown) is applied to an inert support (not shown) in the reaction chamber 1 . The reaction chamber 1 is arranged downstream of an internal combustion engine 4 , and accordingly a fluid flowing through the reaction chamber 1 is directed in the flow direction 12 to the internal combustion engine 4 . Since the catalyst (not shown) has such a high acidity, the long-chain hydrocarbons are converted even at temperatures below 100 ° C. In the exemplary embodiment shown, the reaction chamber 1 is arranged in an exhaust gas recirculation system 5 , the fluid flowing through being a partial exhaust gas stream to be returned from the internal combustion engine 4 .

Fig. 2 zeigt schematisch und perspektivisch eine Ausführungsform der Reaktionskammer 1, wobei auf einem inerten Träger 3 ein Katalysator 2 aufgebracht ist. Vorliegend ist der Katalysator 2 ein aktiviertes Alumosilicat, wobei er zusätzlich Bestandteile von Bortrifluorid und/oder Antimonpentafluorid umfasst. Der inerte Träger 3 ist als separates Bauteil in der Reaktionskammer 1 ausgeführt ist, wobei mit zumindest teilweise strukturierte Blechlagen ein metallischen Wabenkörper 7 mit für das Fluid durchströmbaren Kanälen 8 gebildet ist. Die Reaktionskammer 1 hat ein Volumen 6 von ca. 3 Litern (hierbei ist das äußere Gesamtvolumen mit Wandstrukturen und Kanälen 8 gemeint) und ist nahe der Verbindung zwischen dem Abgasrückführungssystem 5 (nicht dargestellt) und der Ansaugluftleitung 9 (nicht dargestellt) angeordnet, so dass die langkettigen Kohlenwasserstoffe bei einer beliebigen Stellung des Ventils (nicht dargestellt) stets den gesamten zurückzuführenden Teilabgasstrom gespalten bzw. katalytisch umgesetzt werden. Fig. 2 shows schematically and in perspective an embodiment of the reaction chamber 1, wherein on an inert support 3, a catalyst 2 is applied. In the present case, the catalyst 2 is an activated aluminosilicate, it additionally comprising components of boron trifluoride and / or antimony pentafluoride. The inert carrier 3 is designed as a separate component in the reaction chamber 1 , a metallic honeycomb body 7 having channels 8 through which the fluid can flow through being formed with at least partially structured sheet metal layers. The reaction chamber 1 has a volume 6 of approximately 3 liters (here the total external volume is meant by wall structures and channels 8 ) and is arranged close to the connection between the exhaust gas recirculation system 5 (not shown) and the intake air line 9 (not shown), so that the long-chain hydrocarbons at any position of the valve (not shown) always split the entire partial exhaust gas stream to be recycled or react it catalytically.

Durch das Spalten der Kohlenwasserstoffe des Treibstoffs wird dieser zudem besser zugänglich und sein chemischer Energieinhalt besser nutzbar gemacht. Daraus resultiert auch eine Verringerung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs. Die langkettigen Kohlenwasserstoffe des Benzins, wie z. B. Dekan, können mit Hilfe dieses Verfahrens erstmals im Fahrzeug in die kurzkettigen Alkane und bei zusätzlich erfolgter Dehydrierung auch in die Alkene überführt werden, was zu einer verbesserten Octanzahl des Benzins führt. Bezugszeichenliste 1 Reaktionskammer
2 Katalysator
3 Träger
4 Verbrennungskraftmaschine
5 Abgasrückführungssystem
6 Volumen
7 Wabenkörper
8 Kanal
9 Ansaugluftleitung
10 Brennraum
11 Abgasleitung
12 Strömungsrichtung
13 Ventil
14 Abgaskühler
15 Erster Strang
16 Zweiter Strang
17 Antrieb
18 Steuereinheit
19 Drosselklappe
20 Zuführleitung
Splitting the hydrocarbons of the fuel also makes it more accessible and its chemical energy content more usable. This also results in a reduction in specific fuel consumption. The long chain hydrocarbons of gasoline, such as. B. Dean, can be converted into the short-chain alkanes for the first time in the vehicle with the help of this method and, if dehydrogenation has also taken place, into the alkenes, which leads to an improved octane number of the gasoline. Reference Signs List 1 Reaction chamber
2 catalyst
3 carriers
4 internal combustion engine
5 exhaust gas recirculation system
6 volumes
7 honeycomb bodies
8 channel
9 intake air line
10 combustion chamber
11 Exhaust pipe
12 flow direction
13 valve
14 exhaust gas cooler
15 First strand
16 Second strand
17 drive
18 control unit
19 throttle valve
20 feed line

Claims

1. Device comprising a reaction chamber ( 1 ) for the catalytic oxidation and / or splitting of long-chain hydrocarbons, in which a catalyst is applied to an inert support in the reaction chamber, characterized in that the reaction chamber is arranged downstream of an internal combustion engine, so that a Fluid flowing through the reaction chamber is passed to the internal combustion engine, the catalyst having such a high acidity that it converts the long-chain hydrocarbons even at temperatures below 230 ° C., in particular below 100 ° C.

2. Device according to claim 1, characterized in that the Reaction chamber is arranged in an exhaust gas recirculation system, the flowing fluid, a partial exhaust gas flow to be recycled Internal combustion engine is.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the Reaction chamber has a volume of approximately 1 to 5 liters.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the catalyst is an activated aluminosilicate.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the catalyst comprises boron trifluoride and / or antimony pentafluoride.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the inert carrier at least partially the reaction chamber itself and / or as a separate component in the reaction chamber.

7. The device according to claim 6, wherein the inert carrier as a separate component is carried out in the reaction chamber, characterized in that the inert carrier a ceramic or metallic honeycomb body with for the Channels through which fluid can flow.

8. Long-chain cleaving and / or oxidizing process Hydrocarbons, in which the long chain hydrocarbons come into contact with a Catalyst can be placed on an inert support that has such high acidity has that even at temperatures below 230 ° C, especially less than 100 ° C, which converts long-chain hydrocarbons.

9. The method according to claim 8, with a turnover of about 1 liter long-chain hydrocarbon is operated per minute.

10. The method according to any one of claims 8 or 9, wherein the conversion the long-chain hydrocarbons take place below 100 ° C.

11. The method according to any one of claims 8 to 10, wherein the used and / or poisoned catalyst is regenerated by burning off.