DE10243488A1 - Purification of exhaust gas from internal combustion engine, especially diesel engine, by oxidizing trapped soot particles with nitrogen dioxide obtained by oxidizing monoxide is followed by reduction of excess dioxide - Google Patents

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Abstract

Removing soot particles (I) from internal combustion engine exhaust gas stream (II) by (a) oxidizing nitrogen monoxide (NO) present in (II) to dioxide (NO2) in a first stage, so that (II) then contains NO2, (b) collecting (I) in another stage, and (c) using NO2 in (II) for oxidizing collected (I) by reducing NO2 to NO, using excess NO2. The oxidation of (I) is followed by (d) reduction of the remaining NO2 in (II) to NO. An Independent claim is also included for passive exhaust gas purification equipment for an internal combustion engine, especially diesel engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Rußpartikeln aus dem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine,

  • – wobei in einem ersten Schritt in dem Abgasstrom enthaltenes Stickstoffmonoxid (NO) zu Stickstoffdioxid (NO2) oxidiert wird, so dass der Abgasstrom anschließend Stickstoffdioxid enthält.
  • – wobei in einem weiteren Schritt im Abgasstrom enthaltene Rußpartikel gesammelt werden und
  • – wobei das in dem Abgasstrom durch die genannte Oxidation enthaltene Stickstoffdioxid zum Oxidieren der gesammelten Rußpartikel durch Reduzieren des Stickstoffdioxids zu Stickstoffmonoxids eingesetzt und diese Oxidation mit einem Stickstoffdioxid-Überschuss durchgeführt wird.
The invention relates to a method for removing soot particles from the exhaust gas stream of an internal combustion engine,
  • - In a first step, nitrogen monoxide (NO) contained in the exhaust gas stream is oxidized to nitrogen dioxide (NO 2 ), so that the exhaust gas stream subsequently contains nitrogen dioxide.
  • - Wherein soot particles contained in the exhaust gas stream are collected and
  • - The nitrogen dioxide contained in the exhaust gas stream by said oxidation is used to oxidize the soot particles collected by reducing the nitrogen dioxide to nitrogen monoxide and this oxidation is carried out with an excess of nitrogen dioxide.

Ferner betrifft die Erfindung eine passive Abgasreinigungseinrichtung zum Entfernen von Rußpartikeln aus dem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine mit einem in dem Abgasstrang der Brennkraftmaschine angeordneten Oxidationskatalysator zum Oxidieren von im Abgas enthaltenen Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid und einem dem Oxidationskatalysator in Strömungsrichtung des Abgases nachgeschalteten Partikelfilter zum Herausfiltern von im Abgas enthaltenen Rußpartikeln.The invention further relates to a passive exhaust gas cleaning device for removing soot particles from the exhaust gas flow of an internal combustion engine, in particular one Diesel engine with one in the exhaust line of the engine arranged oxidation catalyst for oxidizing contained in the exhaust gas Nitrogen monoxide to nitrogen dioxide and one of the oxidation catalyst in the direction of flow of the exhaust gas downstream particle filter for filtering out soot particles contained in the exhaust gas.

Zum Reinigen der Abgase einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine sind unterschiedliche Verfahren bekannt geworden. Unterschiedliche Verfahren führen auch zu einem unterschiedlichen Reinigungsergebnis. Zu unterscheiden ist bei diesen Verfahren zwischen aktiven Reinigungsverfahren, bei denen eine aktive Prozesssteuerung in Abhängigkeit von bestimmten überwachten Kriterien erfolgt, wobei zusätzlich benötigte Energie kontrolliert eingekoppelt wird, und passiven Systemen, die ohne eine aktive Steuerung betrieben werden. Letztere sind aufgrund der nicht benötigten Steuerglieder und aktive Komponenten, beispielsweise Heizungen oder Brenner, naturgemäß einfacher aufgebaut als aktive Abgasreinigungssysteme. Ein seit vielen Jahren eingesetztes passives Abgasreinigungssystem ist das sogenannten CRT-System (continous regenerating trap) zum Entfernen von Rußpartikeln aus dem Abgasstrom. Bei diesem System wird das im Abgasstrom enthaltene Stickstoffmonoxid (NO) zunächst an einem Oxidationskatalysator zu Stickstoffdioxid (NO2) oxidiert. Dieses NO2 wird erzeugt, um ein Oxidationsmittel bereitzustellen, mit dem Rußpartikel oxidiert und somit verbrannt werden können. Zu diesem Zweck ist dem Oxidationskatalysator zum Erzeugen des für die Rußoxidation benötigten NO2 ein Partikelfilter zum Herausfiltern der Rußpartikel aus dem Abgas-strom in Strömungsrichtung des Abgases dem Oxidationskatalysator nachgeschaltet. Die sich auf der anströmseitigen Oberfläche des Partikelfilters akkumulierenden Rußpartikel werden bei diesem Verfahren kontinuierlich durch das auf die Rußpartikel auftreffende NO2 oxidiert, wobei die kohlenstoffhaltigen Rußpartikel im wesentlichen zu Kohlendioxid und Wasser umgewandelt werden. Bei diesem Oxidationsprozess wird das als Oxidationsmittel eingesetzte NO2 zu NO reduziert. Damit auch bei unterschiedlichen Betriebssituationen in jedem Fall ausreichend NO2 im Abgasstrom zum Bewirken der gewünschten Rußpartikeloxidation vorhanden ist, muss dieses Verfahren mit einem NO2-Überschuss betrieben werden. Dies hat zur Folge, dass zwangsläufig nicht reduziertes NO2 an die Umgebung abgegeben wird. Dies ist unerwünscht, da NO2 giftiger ist als NO. Bereits in geringen Konzentrationen macht sich NO2 durch einen Chlorgeruch bemerkbar. Zwar ist das bei Einsatz eines solchen Systems an die Umgebung abgegebene Abgas rußbefreit bzw. weitestgehend rußbefreit, jedoch wird quasi an stelle des unerwünschten Rußes nunmehr NO2 an die Umgebung abgegeben. CRT-Systeme werden derzeit vor allem zum Reinigen der Abgase von Dieselmotoren von Bussen und Lastkraftwagen eingesetzt. Insbesondere in Ballungszentren wo viele derartige Fahrzeuge bewegt werden und eine Luftzirkulation nur untergeordnet stattfindet, ist der Ausstoß von NO2 unerwünscht.Various methods have become known for cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine. Different processes also lead to different cleaning results. A distinction must be made in these processes between active cleaning processes, in which active process control takes place as a function of certain monitored criteria, with the additional energy required being coupled in in a controlled manner, and passive systems which are operated without active control. The latter are of course simpler in structure than active exhaust gas purification systems because of the unnecessary control elements and active components, for example heaters or burners. A passive exhaust gas purification system that has been used for many years is the so-called CRT system (continous regenerating trap) for removing soot particles from the exhaust gas stream. In this system, the nitrogen monoxide (NO) contained in the exhaust gas stream is first oxidized to nitrogen dioxide (NO 2 ) on an oxidation catalyst. This NO 2 is generated to provide an oxidizing agent with which soot particles can be oxidized and thus burned. For this purpose, a particle filter for filtering out the soot particles from the exhaust gas stream in the flow direction of the exhaust gas is connected downstream of the oxidation catalyst to generate the NO 2 required for soot oxidation. In this process, the soot particles accumulating on the upstream surface of the particle filter are continuously oxidized by the NO 2 impinging on the soot particles, the carbon-containing soot particles being essentially converted to carbon dioxide and water. In this oxidation process, the NO 2 used as the oxidizing agent is reduced to NO. To ensure that there is sufficient NO 2 in the exhaust gas flow to effect the desired soot particle oxidation in any case, even in different operating situations, this method must be operated with an excess of NO 2 . The consequence of this is that non-reduced NO 2 is inevitably released into the environment. This is undesirable because NO 2 is more toxic than NO. Even in low concentrations, NO 2 is noticeable through the smell of chlorine. Although the exhaust gas released into the environment when using such a system is soot-free or largely soot-free, however, NO 2 is now quasi released to the environment in place of the unwanted soot. CRT systems are currently mainly used to clean the exhaust gases of diesel engines from buses and trucks. The emission of NO 2 is undesirable, particularly in metropolitan areas where many such vehicles are moved and air circulation takes place only to a minor extent.

Auch aus diesem Grunde sind Systeme entwickelt worden, mit denen der NOx-Anteil im Abgas aus diesem entfernt wird. Beschrieben ist ein solches aktives NOx-Reinigungssystem beispielsweise EP 0 758 713 B1 oder auch in EP 1 054 722 B1 . Beim Gegenstand des erstgenannten Dokumentes ist dem Dieselpartikelfilter nachgeschaltet entweder ein Reduktionskatalysator oder ein Absorptionsmittel nachgeschaltet. Beide Einrichtungen dienen zum Entfernen von NOx, entweder durch Speichern desselben oder durch Reduzieren desselben zu Stickstoff. Das in diesem Dokument beschriebene Verfahren arbeitet ohne NO2-Überschuss, in dem eine Rußoxidation nicht kontinuierlich, sondern intermittierend erfolgt. Eine Rußoxidation wird dann ausgelöst, wenn sich eine bestimmte Rußmenge auf dem Partikelfilter angesammelt hat. Es wird dann im Abgasstrom die zum Oxidieren des Rußes benötigte NO2-Menge erzeugt, ggf. aus einen Zwischenspeicher beigemengt. Daher werden entsprechende Sensoren und Aktoren benötigt, um dieses System zu betreiben.For this reason, too, systems have been developed with which the NO x portion in the exhaust gas is removed from it. Such an active NO x purification system is described, for example EP 0 758 713 B1 or also in EP 1 054 722 B1 , In the subject of the first-mentioned document, either a reduction catalytic converter or an absorption medium is connected downstream of the diesel particle filter. Both devices are used to remove NO x , either by storing it or by reducing it to nitrogen. The process described in this document works without an excess of NO 2 , in which soot oxidation does not take place continuously but intermittently. Soot oxidation is triggered when a certain amount of soot has accumulated on the particle filter. The amount of NO 2 required to oxidize the soot is then generated in the exhaust gas stream, possibly added from a buffer store. Appropriate sensors and actuators are therefore required to operate this system.

Die dem in EP 1 054 722 B1 beschriebenen Verfahren wird das im Abgasstrom nach dem Dieselpartikelfilter enthaltene NOx in einem selektiven katalytischen Reduktionsverfahren aus dem Abgasstrom entfernt. Als Reduktionsmittel wird Ammoniak eingesetzt, welches zu diesem Zweck zusätzlich in den Abgasstrom eingedüst werden muss. Zum Steuern dieses Systems sind ebenfalls Sensoren und Aktoren notwendig so dass auch dieses System als aktiv zu bezeichnen ist.The in EP 1 054 722 B1 In the described method, the NO x contained in the exhaust gas stream after the diesel particle filter is removed from the exhaust gas stream in a selective catalytic reduction process. Ammonia is used as a reducing agent, which has to be injected into the exhaust gas flow for this purpose. To control this system, sensors and actuators are also necessary so that this system can also be described as active.

Zwar ist mit den beiden beschriebenen aktiven Verfahren neben einer Rußentfernung auch eine Entstickung des Abgases möglich. Dieses ist jedoch nicht in jedem Fall erforderlich. Insbesondere eignen sich diese bekannten aktiven Verfahren nicht zum Nachrüsten von bereits installierten passiven Abgasreinigungssystemen (CRT-Systemen), mit denen lediglich Rußpartikel aus dem Abgasstrom entfernt werden sollen.Although described with the two active processes in addition to soot removal, denitrification of the exhaust gas possible. However, this is not always necessary. In particular these known active methods are not suitable for retrofitting Passive emission control systems (CRT systems) already installed, with which only soot particles are to be removed from the exhaust gas stream.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren sowie eine eingangs genannte passive Abgasreinigungseinrichtung dergestalt weiterzubilden, dass die zu der zuvor beschriebenen passiven Abgasreinigungseinrichtung beschriebenen Nachteile vermieden sind.Based on this discussed State of the art, the invention is therefore based on the object a method mentioned at the beginning and a passive method mentioned at the beginning Exhaust gas purification device in such a way that the to the previously described passive emission control device Disadvantages are avoided.

Die verfahrensbezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dem Schritt des Oxidierens der Rußpartikel nachgeschaltet ein Schritt des Reduzierens des im Abgasstrom verbliebenen Stickstoffdioxids zu Stickstoffmonoxid durchgeführt wird.The procedural task is according to the invention solved, that the step of oxidizing the soot particles is followed by a step reducing the nitrogen dioxide remaining in the exhaust gas stream carried out to nitric oxide becomes.

Die vorrichtungsbezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in Strömungsrichtung der zum Herausfiltern der Rußpartikel wirksamen Oberfläche des Partikelfilters nachgeschaltet eine katalytische Oberfläche zum Reduzieren von im Abgasstrom enthaltenen Stickstoffdioxid zu Stickstoffmonoxid angeordnet ist.The device-related task according to the invention solved, that in the direction of flow to filter out the soot particles effective surface The particle filter is followed by a catalytic surface for Reduce nitrogen dioxide contained in the exhaust gas stream to nitrogen monoxide is arranged.

Bei dem beanspruchten Verfahren und entsprechend auch bei der beanspruchten Abgasreinigungseinrichtung wird der NO2-Überschuss in Strömungsrichtung des Abgases der wirksamen Filteroberfläche des Partikelfilters nachgeschaltet wieder zu Stickstoffmonoxid (NO) reduziert. Das an die Umgebung abgegebene bzw. ausgestoßene Abgas enthält somit kein NO2 und nur soviel NO, wie durch die Verbrennung des Kraftstoffes verursacht. Als Reduktionsmittel werden zweckmäßigennreise die im Abgasstrom ohnehin enthaltenen und für die gewünschte Reduktion geeigneten Mittel eingesetzt, beispielsweise die im Abgasstrom enthaltenen Kohlenwasserstoffe und/oder das im Abgasstrom enthaltene Kohlenmonoxid. Dabei ist es durchaus möglich, überschüssiges und für die gewünschte NO2-Reduktion nicht benötigte Reduktionsmittel zwischenzuspeichern. Andererseits ist auch eine Zwischenspeicherung von NO2 denkbar, bis entsprechende Reduktionsmittel im Abgas vorhanden sind. Die Reduktion kann beispielsweise an einem eigenen Katalysator erfolgen oder auch an einer entsprechend ausgebildeten und/oder dotierten Oberfläche. Diese Oberfläche kann beispielsweise die abströmseitige Oberfläche des Dieselpartikelfilters sein. Als Reduktionskatalysator kann beispielsweise auch ein Einsatz dienen, der in jede abströmseitig offene Filtertasche des Dieselpartikelfilters aus Sintermetall eingesetzt ist. Ein solcher Einsatz kann gleichzeitig als Abstandhalter zum Offenhalten der abströmseitig offenen Filtertaschen dienen. Für den Fall, dass ein eigener Reduktionskatalysator vorgesehen ist, wobei dieser sich ebenfalls als Einsatz in den abströmseitig offenen Filtertaschen des Dieselpartikelfilters befinden kann, kann dieser beispielsweise aus Metall oder aus einem Keramikwerkstoff bestehen.In the claimed method and correspondingly also in the claimed exhaust gas purification device, the NO 2 excess downstream of the effective filter surface of the particle filter is reduced again to nitrogen monoxide (NO) in the flow direction of the exhaust gas. The exhaust gas released or expelled into the environment therefore contains no NO 2 and only as much NO as is caused by the combustion of the fuel. As reducing agents, the agents contained in the exhaust gas stream and suitable for the desired reduction are expediently used, for example the hydrocarbons contained in the exhaust gas stream and / or the carbon monoxide contained in the exhaust gas stream. It is entirely possible to temporarily store excess reducing agent that is not required for the desired NO 2 reduction. On the other hand, temporary storage of NO 2 is also conceivable until corresponding reducing agents are present in the exhaust gas. The reduction can take place, for example, on a separate catalyst or also on a suitably designed and / or doped surface. This surface can be, for example, the downstream surface of the diesel particle filter. An insert, for example, can also serve as a reduction catalytic converter, which is inserted into each filter pocket of the diesel particle filter made of sintered metal that is open on the outflow side. Such an insert can simultaneously serve as a spacer for keeping the filter pockets open on the outflow side. In the event that a dedicated reduction catalytic converter is provided, which can also be located as an insert in the filter pockets of the diesel particulate filter which are open on the outflow side, the catalytic converter can be made of metal or a ceramic material, for example.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand der beigefügten 1 nochmals erläutert. 1 zeigt ein schematisiertes Blockdiagramm einer passiven Abgasreinigungseinrichtung zum Entfernen von in dem Abgasstrom eines Dieselmotors enthaltenen Rußpartikeln. Die in der Figur insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Abgasreinigungseinrichtung ist in dem Abgasstrang eines Dieselmotors angeordnet. Die Strömungsrichtung des Abgases ist durch die Pfeile dargestellt. Die Abgasreinigungseinrichtung 1 umfasst einen Oxidationskatalysator 2 zum Oxidieren von in dem Abgasstrom enthaltenem NO zu NO2. Diese Umsetzung dient zum Bereitstellen einer im Überschuss vorhandenen NO2-Menge für einen nachfolgenden Oxidationsschritt, bei dem das gebildete NO2 als Oxidationsmittel eingesetzt wird. Dem Oxidationskatalysator 2 nachgeschaltet ist ein Dieselpartikelfilter 3 zum Sammeln von in dem Abgasstrom enthaltenen Rußpartikeln. Diese sammeln sich auf der anströmseitigen Oberfläche des Dieselpartikelfilters 3. Auf diesen abgelagerten Ruß treffen die NO2-Moleküle, so dass die Rußpartikel, die überwiegend aus Kohlenstoff bestehen unter Bildung von CO2 und Wasser oxidieren. In Abhängigkeit von der vorhandenen Rußmenge und der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases wird ein größerer oder kleinerer Anteil des gebildeten NO2 bei der Rußoxidation zu NO reduziert. In jedem Fall tritt ausgangsseitig aus dem Dieselpartikelfilter 3 überschüssiges NO2 aus. Dem Dieselpartikelfilter 3 nachgeschaltet ist ein Reduktionskatalysator 4, an dem das im Abgasstrom noch vorhandene NO2 zu NO reduziert wird. Am Ausgang des Reduktionskatalysators 4 ist in dem Abgasstrom kein NO2 mehr enthalten. Dieser Abgasstrom ist somit rußbefreit, insbesondere ohne NO2 zu enthalten. Als Reduktionsmittel zum Durchführen der gewünschten NO2-Reduktion dienen ohnehin im Abgasstrom vorhandene Kohlenwasserstoffe und/oder das ohnehin enthaltene CO, die bei dem beschriebenen Reduktionsprozess oxidieren.The invention is based on the attached 1 explained again. 1 shows a schematic block diagram of a passive exhaust gas purification device for removing soot particles contained in the exhaust gas stream of a diesel engine. The exhaust gas cleaning device, identified overall by the reference number 1 in the figure, is arranged in the exhaust line of a diesel engine. The direction of flow of the exhaust gas is shown by the arrows. The emission control device 1 includes an oxidation catalyst 2 for oxidizing NO contained in the exhaust gas stream to NO 2 . This reaction serves to provide an excess amount of NO 2 for a subsequent oxidation step in which the NO 2 formed is used as an oxidizing agent. The oxidation catalyst 2 a diesel particulate filter is connected downstream 3 for collecting soot particles contained in the exhaust gas stream. These collect on the upstream surface of the diesel particulate filter 3 , The NO 2 molecules hit this deposited soot, so that the soot particles, which mainly consist of carbon, oxidize to form CO 2 and water. Depending on the amount of soot present and the flow velocity of the exhaust gas, a larger or smaller proportion of the NO 2 formed is reduced to NO during soot oxidation. In any case, the diesel particulate filter exits on the output side 3 excess NO 2 . The diesel particulate filter 3 a reduction catalyst is connected downstream 4 , at which the NO 2 still present in the exhaust gas stream is reduced to NO. At the exit of the reduction catalyst 4 NO 2 is no longer contained in the exhaust gas stream. This exhaust gas stream is therefore soot-free, especially without NO 2 . Hydrocarbons and / or the CO already present, which oxidize in the described reduction process, are used as reducing agents to carry out the desired NO 2 reduction.

11
Abgasreinigungseinrichtungexhaust gas cleaning device
22
Oxidationskatalysatoroxidation catalyst
33
Dieselpartikelfilterdiesel particulate Filter
44
Reduktionskatalysatorreduction catalyst

Claims (9)

Verfahren zum Entfernen von Rußpartikeln aus dem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine, – wobei in einem ersten Schritt in dem Abgasstrom enthaltenes Stickstoffmonoxid (NO) zu Stickstoffdioxid (NO2) oxidiert wird, so dass der Abgasstrom anschließend Stickstoffdioxid enthält. – wobei in einem weiteren Schritt im Abgasstrom enthaltene Rußpartikel gesammelt werden und – wobei das in dem Abgasstrom durch die genannte Oxidation enthaltene Stickstoffdioxid zum Oxidieren der gesammelten Rußpartikel durch Reduzieren des Stickstoffdioxids zu Stickstoffmonoxids eingesetzt und diese Oxidation mit einem Stickstoffdioxid-Überschuss durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schritt des Oxidierens der Rußpartikel nachgeschaltet ein Schritt des Reduzierens des im Abgasstrom verbliebenen Stickstoffdioxids zu Stickstoffmonoxid durchgeführt wird.Process for removing soot particles from the exhaust gas stream of an internal combustion engine, - in a first step nitrogen monoxide (NO) contained in the exhaust gas stream is oxidized to nitrogen dioxide (NO 2 ), so that the exhaust gas stream subsequently contains nitrogen dioxide. - wherein soot particles contained in the exhaust gas stream are collected in a further step and - wherein the nitrogen dioxide contained in the exhaust gas stream by the oxidation mentioned is used to oxidize the collected soot particles by reducing the nitrogen dioxide to nitrogen monoxide and this oxidation is carried out with an excess of nitrogen dioxide, characterized in that the step of oxidizing the soot particles is followed by a step of reducing the nitrogen dioxide remaining in the exhaust gas stream to nitrogen monoxide. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Reduzieren des Stickstoffdioxid zu Stickstoffmonoxid im Abgasstrom enthaltene Kohlenwasserstoffe und/oder Kohlenmonoxid verwendet wird.A method according to claim 1, characterized in that to reduce the nitrogen dioxide to nitric oxide in the Exhaust gas contained hydrocarbons and / or carbon monoxide is used. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Abgasstrom enthaltenen und als Reduktionsmittel dienenden Kohlenwasserstoffe und/oder das Kohlenmonoxid zwischengespeichert werden.A method according to claim 2, characterized in that those contained in the exhaust gas stream and serving as reducing agents Hydrocarbons and / or the carbon monoxide are temporarily stored. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang des Reduzierens des Stickstoffdioxids zu Stickstoffmonoxid an einer katalytischen Oberfläche, etwa einem Katalysator erfolgt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the process of reducing nitrogen dioxide to nitric oxide begins a catalytic surface, about a catalyst. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eingesetzt wird, um Rußpartikel aus dem Abgasstrom eines Dieselmotors zu entfernen. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the process is used to remove soot particles from the exhaust stream to remove a diesel engine. Passive Abgasreinigungseinrichtung zum Entfernen von Rußparti keln aus dem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine mit einem in dem Abgasstrang der Brennkraftmaschine angeordneten Oxidationskatalysator (2) zum Oxidieren von im Abgas enthaltenen Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid und einem dem Oxidationskatalysator (2) in Strömungsrichtung des Abgases nachgeschalteten Partikelfilter (3) zum Herausfiltern von im Abgas enthaltenen Rußpartikeln, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung der zum Herausfiltern der Rußpartikel wirksamen Oberfläche des Partikelfilters (3) nachgeschaltet eine katalytische Oberfläche zum Reduzieren von im Abgasstrom enthaltenen Stickstoffdioxid zu Stickstoffmonoxid angeordnet ist.Passive exhaust gas cleaning device for removing soot particles from the exhaust gas flow of an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine with an oxidation catalytic converter arranged in the exhaust gas line of the internal combustion engine ( 2 ) for oxidizing nitrogen monoxide contained in the exhaust gas to nitrogen dioxide and an oxidation catalytic converter ( 2 ) particle filter downstream in the flow direction of the exhaust gas ( 3 ) for filtering out soot particles contained in the exhaust gas, characterized in that, in the direction of flow, the surface of the particle filter effective for filtering out the soot particles ( 3 ) is arranged downstream of a catalytic surface for reducing nitrogen dioxide contained in the exhaust gas stream to nitrogen monoxide. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytische Oberfläche zum Reduzieren des Stickstoffdioxids durch einen Reduktionskatalysator (4) bereitgestellt. ist.Exhaust gas purification device according to claim 6, characterized in that the catalytic surface for reducing the nitrogen dioxide by a reduction catalyst ( 4 ) provided. is. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reduktionskatalysator durch einen in jede abströmseitig offene Tasche eines Partikelfilters aus Sintermetall eingesetzter Einsatz gebildet ist.Exhaust gas purification device according to claim 7, characterized characterized in that the reduction catalyst by one in each downstream open pocket of a particle filter made of sintered metal insert is formed. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytische Oberfläche zum Reduzieren des Stickstoffdioxids durch eine Beschichtung und/oder Dotierung der abströmseitigen Filterfläche des Partikelfilters gebildet ist.Exhaust gas purification device according to claim 6, characterized characterized in that the catalytic surface to reduce nitrogen dioxide by coating and / or doping the outflow side filter area of the particle filter is formed.
DE2002143488 2002-09-19 2002-09-19 Purification of exhaust gas from internal combustion engine, especially diesel engine, by oxidizing trapped soot particles with nitrogen dioxide obtained by oxidizing monoxide is followed by reduction of excess dioxide Withdrawn DE10243488A1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1777384A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-25 MAN Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Method avoiding unwanted NO2 emissions from internal combustion engines
WO2008103110A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-28 Volvo Lastvagnar Ab Exhaust gas after treatment system (eats)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0408772A1 (en) * 1989-02-07 1991-01-23 Ebara Corporation Exhaust gas cleaning method
DE19520604A1 (en) * 1995-06-06 1996-08-01 Daimler Benz Ag Exhaust-gas cleaning system with additional burner for diesel engine
EP0758713A1 (en) * 1995-08-14 1997-02-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha A method for purifying exhaust gas of a diesel engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0408772A1 (en) * 1989-02-07 1991-01-23 Ebara Corporation Exhaust gas cleaning method
DE19520604A1 (en) * 1995-06-06 1996-08-01 Daimler Benz Ag Exhaust-gas cleaning system with additional burner for diesel engine
EP0758713A1 (en) * 1995-08-14 1997-02-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha A method for purifying exhaust gas of a diesel engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1777384A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-25 MAN Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Method avoiding unwanted NO2 emissions from internal combustion engines
WO2008103110A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-28 Volvo Lastvagnar Ab Exhaust gas after treatment system (eats)
US8640443B2 (en) 2007-02-21 2014-02-04 Volvo Lastvagnar Ab Exhaust gas after treatment system (EATS)

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