DE10261620A1 - Partikelfilter mit NOx-Speicherkatalysatorfunktion - Google Patents

Partikelfilter mit NOx-Speicherkatalysatorfunktion Download PDF

Info

Publication number
DE10261620A1
DE10261620A1 DE10261620A DE10261620A DE10261620A1 DE 10261620 A1 DE10261620 A1 DE 10261620A1 DE 10261620 A DE10261620 A DE 10261620A DE 10261620 A DE10261620 A DE 10261620A DE 10261620 A1 DE10261620 A1 DE 10261620A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nox storage
exhaust gas
particle filter
channels
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10261620A
Other languages
English (en)
Inventor
Ulrich Dieter Dr. Standt
Kurt Dr. Weidmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE10261620A priority Critical patent/DE10261620A1/de
Priority to EP03029733A priority patent/EP1433519B1/de
Publication of DE10261620A1 publication Critical patent/DE10261620A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0001—Making filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/58—Platinum group metals with alkali- or alkaline earth metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201—Impregnation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201—Impregnation
    • B01J37/0203—Impregnation the impregnation liquid containing organic compounds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
    • F01N2250/02—Combinations of different methods of purification filtering and catalytic conversion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
    • F01N2250/12—Combinations of different methods of purification absorption or adsorption, and catalytic conversion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
    • F01N2250/14—Combinations of different methods of purification absorption or adsorption, and filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/34—Honeycomb supports characterised by their structural details with flow channels of polygonal cross section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2510/00—Surface coverings
    • F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0821—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with particulate filters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters mit einer NOx-Speicherkatalysatorfunktion zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine, wobei der Partikelfilter in Strömungsrichtung des Abgases einen von einer Vielzahl von Kanälen durchzogenen Träger aufweist, dessen Kanäle wechselseitig verschlossen sind und die Kanalwände eine vorgegebene Porosität zum Durchtritt des Abgases von einem zur Abgaseintrittsrichtung offenen Kanal in einen zur Abgasaustrittsrichtung offenen Kanal aufweisen, wird die NOx-Speicherfunktion des Partikelfilters durch Tränkung des Trägers mit einer wäßrigen Lösung aus NOx-Speicherkomponente und Edelmetallsalz bereitgestellt, so daß die NOx-Speicherkatalysatorkomponenten in den Kanalwänden und deren Poren angerodnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters mit NOx-Speicherkatalysatorfunktion zur Behandlung der Abgase einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, sowie ein derartiger Partikelfilter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 10.
  • Partikelfilter dienen zur Abgasnachbehandlung von Dieselbrennkraftmaschinen, um die Partikelemission bei Dieselabgasen zu mindern. Im Falle einer weiteren Verschärfung der Grenzwerte für Diesel- und Ottomotoren würden auch Abgase von Ottomotoren einer Abgasnachbehandlung bezüglich ihrer Partikelbeladung bedürfen. Um zukünftige Grenzwerte erfüllen zu können, wird seit kurzem diskutiert einen NOx-Speicher-Katalysator zur Abgasnachbehandlung von Dieselabgasen einzusetzen. Die Kombination eines NOx-Speicher-Katalysators mit einem Dieselpartikelfilter ist problematisch, da aus Gründen des Temperaturmanagements der Dieselpartikelfilter vorne angebracht werden muß, damit er regenerieren kann. Während der Regeneration wird jedoch der Dieselpartikelfilter so heiß, daß die Abgase nach Dieselpartikelfilter den NOx-Speicher-Katalysator thermisch zu hoch belasten würden.
  • Eine mögliche Lösung dieses Problems ist der kombinierte Dieselpartikelfilter mit NOx-Speicher-Katalysator-Funktionen, wie er in EP 0 766 993 A2 beschrieben ist. Der dort erläuterte Partikelfilter basiert auf einem mit Kanälen in Längsrichtung versehenen Monolithen, dessen Kanäle wechselseitig verschlossen sind und dessen Kanalwände eine vorbestimmte Porosität aufweisen. Durch den wechselseitigen Verschluß der Kanäle wird ein Wanddurchtritt des Abgases erzwungen, wodurch die Partikel mit einem Durchmesser größer als die Poren aus dem Abgasstrom herausgefiltert werden. Der Durchmesser der Poren der Wände liegt zwischen 25 und 35 μm. Die Poren, d.h. die Kanäle der Wände, sind mit einer Schicht überzogen, die das NOx-speichernde Katalysatormaterial enthält, so daß die gefilterten Teilchen verbrannt werden, wenn die Temperatur des Katalysators über eine vorbestimmte Temperatur erhöht wird, da dann das gespeicherte NOx als NO2 freigesetzt wird und mit den gespeicherten Partikeln reagiert.
  • Der Auftrag von katalytisch wirksamem Edelmetall auf die Trägeroberfläche wird üblicherweise als Bestandteil einer Beschichtung durchgeführt. Dabei wird ein sogenannter "Washcoat" aufgetragen, der im wesentlichen aus einer basischen aktiven Zwischenschicht aus Al2O3 besteht, evtl. mit sauren Zuschlägen aus TiO2 oder SiO2, sowie gegebenenfalls aus CeO2 zur Darstellung der O2-Speicherfähigkeit und gegebenenfalls Seltenerdoxiden wie ZrO2 oder La2O3 zur Stabilisierung des Edelmetalls im Washcoat.
  • In Ronald M. Heck und Robert J. Farrauto: "Catalytic Air Pollution Control", van Nostrand Reinhold, New York 1995, werden verschiedene Beschichtungsverfahren beschrieben, so der kombinierte Edelmetall-Washcoat-Auftrag und als Alternative der separate Washcoat-Auftrag mit nachfolgender Tränkung des so mit einem Washcoats versehenen Trägers mit einer Salzlösung der katalytisch wirksamen Bestandteile.
  • Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung ist, daß durch das Aufbringen der NOx-Beschichtung in Form eines Washcoats die Porosität des Partikelfilters herabgesetzt wird.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters mit einer NOx-Speicherfunktion sowie einen derartigen Partikelfilter zu schaffen, wobei der Katalysatoreintrag die Porosität des Partikelfilters nicht verringert.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters nach Anspruch 1 sowie durch einen Partikelfilter nach Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Endung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters mit einer NOx-Speicherkatalysatorfunktion zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine, wobei der Partikelfilter in Strömungsrichtung des Abgases einen von einer Vielzahl von Kanälen durchzogenen Träger aufweist, dessen Kanäle wechselseitig verschlossen sind und die Kanalwände eine vorgegebene Porosität zum Durchtritt des Abgases von einem zur Abgaseintrittsrichtung offenen Kanal in einen zur Abgasaustrittsrichtung offenen Kanal aufweisen, wird die NOx-Speicherfunktion des Partikelfilters durch Tränkung des Trägers mit einer wäßrigen Lösung aus NOx-Speicherkomponente und Edelmetallsalz geschaffen, so daß der NOx-Speicherkatalysator in der Oberfläche der Kanalwände und dessen Poren angeordnet ist.
  • Die aktiven Komponenten, nämlich die Speicherkomponente und das Edelmetallsalz, wird daher nicht als hochviskoser Auftrag in den Träger, d.h. den mit wechselseitig verschlossenen Kanälen durchzogenen Monolithen, in der Form eines Washcoats eingebracht, sondern es erfolgt eine Tränkung des Trägers, wodurch die Komponenten in den Kanalwänden und insbesondere in den Wänden der Poren angeordnet sind. Als Trägermaterial wird üblicherweise Cordierit bzw. SiC verwendet, für den Katalysator kommt ein geeignetes Edelmetall in Betracht und die Speicherkomponente wird durch BaO, SrO, MgO, ein anderes Alkali- bzw. Erdalkalioxid oder ein geeignetes Übergangsmetalloxid gebildet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Wände vollständig getränkt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Eindringen der Tränkungslösung in den Träger, d.h. dessen Wände, auf den Bereich unmittelbar an der Oberfläche der Wände bzw., der Porenwände eingeschränkt, vorzugsweise auf eine Eindringtiefe von kleiner oder gleich 5 μm.
  • Dazu wird insbesondere die Polarität der Tränkungslösung durch Zumischung polaritätsherabsetzender organischer Moleküle herabgesetzt. Dies kann durch Zumischung geeigneter organischer Moleküle erfolgen, wie beispielsweise durch wasserlösliche organische Verbindungen. Beispiele dafür sind Alkohole, nämlich monofunktionale Alkohole wie Ethanol, i-Propanol, difunktionale Alkohole wie Ethandiol, und trifunktionale Alkohole wie Propantriol, sowie davon abgeleitete Dimere, Trimere oder Oligomere wie Diethylenglykol, 2,2'-Dihydroxiethylether, bis hin zu Polyolen. Ferner können niedermolekulare Ether, beispielsweise Dioxan und Tetrahydrofuran, und niedermolekulare Ketone wie Aceton verwendet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Tränkung der Wände des Trägers auf die ausgangsseitigen Kanäle beschränkt, wobei auch hier die Eindringtiefe der Tränkung auf die Wandoberfläche beschränkt bleibt, d.h. es wird keine Durchtränkung der Wand vorgenommen. Dies geschieht durch die Herabsetzung der Polarität wie oben beschrieben. Durch die Tränkung der Oberflächen der ausgangsseitigen Kanäle kommt es auch zu einer Tränkung der Ausgangsseite der Poren. Auf diese Weise kann die Menge an benötigtem Edelmetall verringert werden und die Anordnung des Edelmetalls in den Ausgangskanälen ist insofern vorteilhaft, da die Wände der ausgangsseitigen Kanäle keine Partikelbedeckung aufweisen, die die Wirksamkeit der Katalysatorkomponente und der Speicherkomponente herabsetzt. In den eingangsseitigen Kanälen wird mit dem Betrieb des Partikelfilters eine Partikelschicht aufgebaut, die die NOx-Speicherkatalysatorkomponente abdeckt, falls vorhanden, und deren Wirksamkeit herabsetzt. Die Partikelschicht wird erst in der Regenerationsphase wieder entfernt. Es wird so erreicht, daß mindestens 30% des Stickoxidumsatzes in den ausgangsseitigen Kanälen erfolgt.
  • Bei einem insbesondere nach dem oben genannten Verfahren hergestellten Partikelfilter mit einer NOx-Speicherkatalysatorfunktion zur Reinigung von Abgases einer Brennkraftmaschine, wobei der Partikelfilter in Strömungsrichtung des Abgases einen von einer Vielzahl von Kanälen durchzogenen Träger aufweist, dessen Kanäle wechselseitig verschlossen sind und die Kanalwände eine vorgegebene Porosität zum Durchtritt des Abgases von einem zur Abgaseintrittsrichtung offenen Kanal in einen zur Abgasaustrittsrichtung offenen Kanal aufweisen, weist daher der Träger keine Washcoat-Beschichtung auf und der NOx-Speicherkatalysator des Partikelfilters ist in der Oberfläche des Trägers angeordnet. Dabei können einerseits die Wände vollständig mit dem NOx-Speicherkatalysator durchsetzt sein, oder der NOx-Speicherkatalysator ist in der Nähe der Oberfläche der Wände und der Poren des Trägers angeordnet, vorzugsweise mit einer Eindringtiefe von kleiner oder gleich 10 μm, insbesondere kleiner oder gleich 5 μm. Vorzugsweise ist die Porosität des Trägermaterials größer oder gleich 12 μm.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Zeichnung erläutert, die schematisch einen Querschnitt durch einen Partikelfilter zeigt.
  • Ein Partikelfilterträger 1 umfaßt eine Vielzahl von Kanälen 2, 3, die wechselseitig durch Stopfen 4 verschlossen sind und voneinander durch Wände 5 getrennt sind. Es werden so Kanäle 2, die zur Eintrittsseite 6 des Abgases hin offen sind, und Kanäle, die zur Austrittsseite 7 des Abgases hin offen sind, gebildet. Die Wände 5 sind von einer vorgegebenen Porosität, beispielsweise 12 μm oder größer, so daß Abgas, hier dargestellt durch einen Pfeil 8, mit der Strömungsrichtung 9 in einen zur Eintrittsseite hin offenen Kanal 2 gelangt, durch Poren (nicht dargestellt) der Wand 5 hindurch in die austrittsseitig offenen Kanäle 3 strömt und den Partikelfilter 1 wieder verläßt. Bei dem Durchtritt des Abgases 8 durch die Wand 5 werden Teilchen, deren Partikelgröße größer als der Porendurchmesser ist, im Filter zurückgehalten. Ferner wird NOx in den mit den NOx-Speicherkatalysatorkomponenten getränkten Wänden 5 gespeichert und während der Regeneration des Filters als NO2 wieder abgegeben, das mit den gespeicherten Partikeln reagiert, d.h. die gespeicherten Partikel werden verbrannt. Insbesondere sind die Oberflächen der ausgangsseitigen Kanäle 3 mit den NOx-Speicherkatalysatorkomponenten getränkt.
    • 1
    Partikelfilterträger
    2
    Kanal
    3
    Kanal
    4
    Stopfen
    5
    Wand
    6
    Eintrittsseite
    7
    Austrittsseite
    8
    Abgas
    9
    Strömungsrichtung

Claims (16)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters mit einer NOx-Speicherkatalysatorfunktion zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine, wobei der Partikelfilter in Strömungsrichtung (9) des Abgases einen von einer Vielzahl von Kanälen (2, 3) durchzogenen Träger (1) aufweist, dessen Kanäle wechselseitig verschlossen sind und die Kanalwände (5) eine vorgegebene Porosität zum Durchtritt des Abgases von einem zur Abgaseintrittsrichtung offenen Kanal (2) in einen zur Abgasaustrittsrichtung offenen Kanal (3) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die NOx-Speicherfunktion des Partikelfilters durch Tränkung des Trägers (1) mit einer wäßrigen Lösung aus NOx-Speicherkomponente und Edelmetallsalz erfolgt, so daß der NOx-Speicherkatalysator, bestehend aus der NOx-Speicherkomponente und der Katalysatorkomponente, in den Kanalwänden (5) und deren Poren angeordnet ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der NOx-Speicherkatalysator in der Oberfläche der Kanalwände (5) und deren Poren angeordnet ist.
  3. Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur die ausgangsseitigen Kanäle (3) des Trägers (1) mit der wäßrigen Lösung getränkt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarität der Tränkungslösung durch Zumischung polaritätsherabsetzender organischer Moleküle herabgesetzt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Moleküle ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, davon abgeleiteten Dimeren, Trimeren oder Oligomeren, niedermolekularen zyklischen Estern und niedermolekularen Ketonen.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkohole umfassen monofunktionale, difunktional und trifunktionale Alkohole.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die monofunktionalen Alkohole durch Ethanol, i-Propanol, die difunktionalen Alkohole durch Ethandiol und die trifunktionalen Alkohole durch Propantriol gebildet sind.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die niedermolekularen zyklischen Ether durch Dioxan und Tetrahydrofuran gebildet sind.
  9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die niedermolekularen Ketone durch Aceton gebildet sind.
  10. Partikelfilter mit einer NOx-Speicherkatalysatorfunktion zur Reinigung von Abgases einer Brennkraftmaschine, wobei der Partikelfilter in Strömungsrichtung des Abgases einen von einer Vielzahl von Kanälen (2, 3) durchzogenen Träger (1) aufweist, dessen Kanäle wechselseitig verschlossen sind und die Kanalwände (5) eine vorgegebene Porosität zum Durchtritt des Abgases von einem zur Abgaseintrittsrichtung offenen Kanal (2) in einen zur Abgasaustrittsrichtung offenen Kanal (3) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) keine Washcoat-Beschichtung aufweist und daß der NOx-Speicherkatalysator, bestehend aus der NOx-Speicherkomponente und der Edelmetallkomponente, des Partikelfilters in der Oberfläche der Wände (5) des Trägers (1) angeordnet ist.
  11. Partikelfilter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Porosität des Trägermaterials größer oder gleich 12 μm ist.
  12. Partikelfilter nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalwände (5) vollständig mit den NOx-Speicherkatalysatorkomponenten getränkt sind
  13. Partikelfilter nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindringtiefe der NOx-Speicherkatalysatorkomponenten in die Oberfläche der Kanalwände (5) und der Poren kleiner oder gleich 10 μm, insbesondere kleiner oder gleich 5 μm ist.
  14. Partikelfilter nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 30% des Stickoxidumsatzes in den ausgangsseitigen Kanälen erfolgt.
  15. Partikelfilter nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die NOx-Speicherkatalysatorkomponenten zu mindestens 50% räumlich hinter dem Gasdurchtritt durch die Poren der Wände (5) der Kanäle (2, 3) des Trägers (1) angeordnet sind.
  16. Partikelfilter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die NOx-Speicherkatalysatorkomponenten nur in den Oberflächen der ausgangsseitigen Kanäle (3) angeordnet sind.
DE10261620A 2002-12-27 2002-12-27 Partikelfilter mit NOx-Speicherkatalysatorfunktion Withdrawn DE10261620A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10261620A DE10261620A1 (de) 2002-12-27 2002-12-27 Partikelfilter mit NOx-Speicherkatalysatorfunktion
EP03029733A EP1433519B1 (de) 2002-12-27 2003-12-23 Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilter mit NOx-Speicherkatalysatorfunktion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10261620A DE10261620A1 (de) 2002-12-27 2002-12-27 Partikelfilter mit NOx-Speicherkatalysatorfunktion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10261620A1 true DE10261620A1 (de) 2004-07-29

Family

ID=32404379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10261620A Withdrawn DE10261620A1 (de) 2002-12-27 2002-12-27 Partikelfilter mit NOx-Speicherkatalysatorfunktion

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1433519B1 (de)
DE (1) DE10261620A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3257571A1 (de) 2016-06-13 2017-12-20 Umicore AG & Co. KG Partikelfilter mit integrierter nox-speicher- und h2s-sperrfunktion
DE102018121081A1 (de) * 2018-08-29 2020-03-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Partikelfilter und Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060251548A1 (en) * 2005-05-06 2006-11-09 Willey Ray L Exhaust aftertreatment device
JP5208897B2 (ja) * 2008-10-09 2013-06-12 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ
WO2018020049A1 (de) 2016-07-29 2018-02-01 Umicore Ag & Co. Kg Katalysator zur reduktion von stickoxiden
CH713958A1 (de) * 2017-07-07 2019-01-15 Exentis Tech Ag System bestehend aus einem Träger mit Strömungskanälen und mindestens einer katalystisch wirksamen Substanz.
EP3450016A1 (de) 2017-08-31 2019-03-06 Umicore Ag & Co. Kg Palladium-zeolith-basierter passiver stickoxid-adsorber-katalysator zur abgasreinigung
CN110740810A (zh) 2017-08-31 2020-01-31 优美科股份公司及两合公司 钯/铂/沸石基催化剂作为用于净化废气的被动氮氧化物吸附剂的用途
CN111032215A (zh) 2017-08-31 2020-04-17 优美科股份公司及两合公司 用于净化废气的钯/沸石基被动氮氧化物吸附剂催化剂
EP3449999A1 (de) 2017-08-31 2019-03-06 Umicore Ag & Co. Kg Passiver stickoxid-adsorber
EP3450015A1 (de) 2017-08-31 2019-03-06 Umicore Ag & Co. Kg Palladium-zeolith-basierter passiver stickoxid-adsorber-katalysator zur abgasreinigung
EP3459617B1 (de) 2017-09-22 2020-01-29 Umicore Ag & Co. Kg Partikelfilter mit integrierten katalytischen funktionen
US20200378286A1 (en) 2018-01-05 2020-12-03 Umicore Ag & Co. Kg Passive nitrogen oxide adsorber
DE102018207831A1 (de) * 2018-05-18 2019-11-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine
EP3613503A1 (de) 2018-08-22 2020-02-26 Umicore Ag & Co. Kg Passiver stickoxid-adsorber
EP3880345B1 (de) 2018-11-16 2023-03-29 UMICORE AG & Co. KG Niedertemperaturstickoxidadsorber
EP3908401A1 (de) 2019-01-08 2021-11-17 UMICORE AG & Co. KG Passiver stickoxid-adsorber mit oxidationskatalytisch aktiver funktion
EP3824988A1 (de) 2019-11-20 2021-05-26 UMICORE AG & Co. KG Katalysator zur reduktion von stickoxiden

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6167696B1 (en) * 1999-06-04 2001-01-02 Ford Motor Company Exhaust gas purification system for low emission vehicle
US20010032459A1 (en) * 2000-04-18 2001-10-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification device
JP2001310128A (ja) * 1999-04-09 2001-11-06 Nippon Soken Inc セラミック体、触媒担持能を有するセラミック担体、セラミック触媒体およびその製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4256609A (en) * 1978-01-20 1981-03-17 Gallaher Limited Catalysts
US5100632A (en) * 1984-04-23 1992-03-31 Engelhard Corporation Catalyzed diesel exhaust particulate filter
JP3387290B2 (ja) * 1995-10-02 2003-03-17 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化用フィルター
DE19921974A1 (de) * 1999-05-12 2000-11-16 Volkswagen Ag Vorrichtung zum Reduzieren von schädlichen Bestandteilen im Abgas einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Diesel-Brennkraftmaschine
JP4642955B2 (ja) * 1999-06-23 2011-03-02 イビデン株式会社 触媒担体およびその製造方法
EP1250952A1 (de) * 2001-04-18 2002-10-23 OMG AG & Co. KG Katalysator sowie Filter und Verfahren zur Beseitigung von Russpartikeln aus dem Abgas eines Dieselmotors
JP2002256852A (ja) * 2001-02-17 2002-09-11 Robert Bosch Gmbh 内燃機関の排ガスを処理するための装置および該装置を備えた車両
JP3997825B2 (ja) * 2001-06-28 2007-10-24 株式会社デンソー セラミックフィルタおよび触媒付セラミックフィルタ
US6613299B2 (en) * 2001-11-13 2003-09-02 Sud-Chemie Prototech, Inc. Catalyzed diesel particulate matter exhaust filter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001310128A (ja) * 1999-04-09 2001-11-06 Nippon Soken Inc セラミック体、触媒担持能を有するセラミック担体、セラミック触媒体およびその製造方法
US6167696B1 (en) * 1999-06-04 2001-01-02 Ford Motor Company Exhaust gas purification system for low emission vehicle
US20010032459A1 (en) * 2000-04-18 2001-10-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3257571A1 (de) 2016-06-13 2017-12-20 Umicore AG & Co. KG Partikelfilter mit integrierter nox-speicher- und h2s-sperrfunktion
WO2017216044A1 (de) 2016-06-13 2017-12-21 Umicore Ag & Co. Kg Partikelfilter mit integrierter nox-speicher- und h2s-sperrfunktion
DE102018121081A1 (de) * 2018-08-29 2020-03-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Partikelfilter und Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors

Also Published As

Publication number Publication date
EP1433519A1 (de) 2004-06-30
EP1433519B1 (de) 2013-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1892396B1 (de) Abgasnachbehandlungssystem
DE10261620A1 (de) Partikelfilter mit NOx-Speicherkatalysatorfunktion
DE102012105822B4 (de) SCR auf Dieselpartikelfilter und Verfahren zum Herstellen derselben
EP2558691B1 (de) Reduktionskatalytisch beschichtetes dieselpartikelfilter mit verbesserten eigenschaften
EP2247385B1 (de) Verfahren zur beschichtung eines dieselpartikelfilters und damit hergestelltes dieselpartikelfilter
EP2095865B1 (de) Vorrichtung zur Verminderung von Dibenzo-Dioxin, Dibenzo-Furan und Partikel-Emissionen
DE102011050788A1 (de) Abgasnachbehandlungsvorrichtung und -verfahren für einen Ottomotor
EP3576865B1 (de) Katalysator zur reinigung der abgase von dieselmotoren
DE102016111766A1 (de) Katalytischer wandstromfilter, der eine membran aufweist
DE102010002425A1 (de) Filter
DE3141713A1 (de) Katalysator zur herabsetzung der zuendtemperatur von dieselruss
EP3134622B1 (de) Baukastensystem für die baugruppe, und verfahren zur herstellung der baugruppe
DE102010039975A1 (de) Multifunktionaler Katalysatorblock und Verfahren zu dessen Verwendung
DE102017125192A1 (de) Katalytisches Wandstromfilter mit partieller Oberflächenbeschichtung
DE102015212788A1 (de) Katalytisch aktives Partikelfilter
EP2623183B1 (de) Katalytisch aktives partikelfilter und dessen verwendung
DE102017121998A1 (de) Oxidationskatalysator für ein dieselmotorabgas
DE3101026A1 (de) Bifunktionaler filter zur behandlung von abgasen
EP1251248A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Russpartikeln aus dem Abgas eines Dieselmotors
EP0086367B1 (de) Vorrichtung zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren, insbesondere bei Kraftfahrzeugen
EP2659950B1 (de) Abgasnachbehandlungssystem
DE102012218475A1 (de) Katalysator ohne PGM zum Verbrennen von Kohlenstoffruß sowie Filtrationsfilter und Vorrichtung zur Nachbearbeitung von Abgasen, welche diesen verwendet
WO2015074697A1 (de) Einrichtung zum reinigen der abgase einer brennkraftmaschine
EP3843896B1 (de) Stickoxid-speicherkatalysator
DE102015226039A1 (de) Partikelfilter für ein Abgasnachbehandlungssystem, Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zum Herstellen eines Partikelfilters

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8141 Disposal/no request for examination