DE10350264A1 - Katalysatortemperatursteuerung durch Mikrowellen induzierte Partikeloxidation - Google Patents

Katalysatortemperatursteuerung durch Mikrowellen induzierte Partikeloxidation Download PDF

Info

Publication number
DE10350264A1
DE10350264A1 DE10350264A DE10350264A DE10350264A1 DE 10350264 A1 DE10350264 A1 DE 10350264A1 DE 10350264 A DE10350264 A DE 10350264A DE 10350264 A DE10350264 A DE 10350264A DE 10350264 A1 DE10350264 A1 DE 10350264A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
particle
particle trap
microwave
trap
microwaves
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.)
Ceased
Application number
DE10350264A
Other languages
English (en)
Inventor
Frank Troy Ament
Eugene V. Pinckney Gonze
Michael J. Birmingham Paratore jun.
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.)
Motors Liquidation Co
Original Assignee
Motors Liquidation Co
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 Motors Liquidation Co filed Critical Motors Liquidation Co
Publication of DE10350264A1 publication Critical patent/DE10350264A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—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
    • 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
    • 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
    • B01D53/9495—Controlling the catalytic process
    • 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
    • F01N3/023—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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/027—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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
    • F01N3/028—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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means using microwaves
    • 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
    • F01N3/0821—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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/806—Microwaves
    • 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
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

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

Abstract

Ein Partikelfiltersystem für einen Verbrennungsmotor, das eine Partikelfalle, Mikrowellen absorbierende Materialien, die in der Partikelfalle angeordnet sind, und einen NO¶x¶-Katalysator, der in der Partikelfalle angeordnet ist, enthält.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Diesel-Partikelfalle. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regenerieren einer Diesel-Partikelfalle.
  • Verschärfte Bestimmungen haben die zulässigen Werte für Partikel und NOx-Komponenten, die von Dieselmotoren und ähnlichen Verbrennungsmotoren erzeugt werden, gesenkt. Die Partikel können im Allgemeinen als Ruß charakterisiert werden, der von Partikelfiltern oder -fallen eingefangen und oxidiert werden kann. Gegenwärtige Partikelfilter oder -fallen enthalten ein Trennmedium mit winzigen Poren, welche die Partikel einfangen. Während sich das eingefangene Material in der Partikelfalle ansammelt, steigt der Widerstand gegen eine Strömung durch die Partikelfalle, wodurch ein Staudruck entsteht. Die Partikelfalle muss dann regeneriert werden, um die Partikel/den Ruß in der Partikelfalle zu verbrennen, so dass der Staudruck beseitigt und ein Luftstrom durch die Partikelfalle möglich wird. Frühere Praktiken zum Regenerieren einer Partikelfalle verwendeten eine Energiequelle, wie zum Beispiel einen Brenner oder eine Elektroheizung, um eine Verbrennung in den Partikeln zu erzeugen. Die Partikelverbrennung in einer Diesel-Partikelfalle durch diese früheren Praktiken hat sich als schwierig zu steuern erwiesen und kann zu einem übermäßigen Temperaturanstieg führen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regenerieren einer Diesel-Partikelfalle unter Verwen dung von Mikrowellen zur Steuerung von Partikelsubstanz-/Ruß- und NOx-Emissionen.
  • Unter mageren Betriebsbedingungen, die zum Beispiel in Dieselmotoren, Direkteinspritzmotoren oder Motoren, die unter mageren geschichteten Bedingungen arbeiten, wird eine NOx-Falle verwendet, um die NOx-Emission aus dem Abgasstrom aufzufangen. Die Luft/Kraftstoff-Mischung wird periodisch (sobald die NOx-Falle gesättigt ist oder bei irgendeinem vorbestimmten Schwellwert) auf eine fette Mischung eingestellt, um die NOx-Falle zu regenerieren und das NOx, das in der NOx-Falle gefangen ist, chemisch zu reduzieren, wie es in 5 dargestellt ist. Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid, die durch die fette Luft/Kraftstoff-Mischung erzeugt werden, reagieren mit dem freigesetzten NOx, um NOx zu Stickstoff N2 und Sauerstoff O2 zu reduzieren. Die Häufigkeit einer Regeneration der NOx-Falle ist abhängig von der Kapazität der NOx-Falle kalibriert.
  • Dieselabgastemperaturen liegen häufig unter den gewünschten Katalysatorbetriebstemperaturen, die zum Betreiben einer NOx-Falle erforderlich sind. Die vorliegende Erfindung verwendet in der bevorzugten Ausführungsform konzentrierte Partikelsubstanz, die durch Mikrowellenstrahlung gezündet wird, um die Verbrennung von Partikeln/Ruß in einer Partikelfalle einzuleiten. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Mikrowellen absorbierende Materialen durch Mikrowellenstrahlung erwärmt werden, um die Verbrennung von Partikeln in einer Partikelfalle einzuleiten. Die Wärmeenergie, die durch die Oxidation der Partikelsubstanz erzeugt wird, erwärmt einen Katalysator, wie einen NOx-Katalysator, so dass eine optimale Katalysatorleistung möglich ist. Die gegenwärtige Steuerungsstrategie unterstützt den Katalysator beim Erreichen seiner Betriebstemperatur nach einem Kaltstart. Ferner sind hohe Temperaturextreme, die für eine Regeneration des Diesel-Partikelfilters üblich sind, durch die vorliegende Erfindung begrenzt, um Katalysatoren vor einer Wärmebeschädigung zu schützen, indem die Ruß/Partikel-Belastung begrenzt wird.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst eine Partikelfalle, die im Abgasstrom eines Dieselmotors angeordnet ist. Eine Mikrowellenquelle kann betriebsbereit an eine Antenne, einen Wellenleiter und/oder einen Fokusring gekoppelt sein, um die Mikrowellen zur Partikelsubstanz oder zu den Mikrowellen absorbierenden Materialien in der Partikelfalle zu lenken. Die konzentrierte Partikelsubstanz oder das Mikrowellen absorbierende Material erzeugt Wärme als Reaktion auf einfallende Mikrowellen, um Partikel zu verbrennen. Materialien, die für Mikrowellen durchlässig sind, werden vorzugsweise für die Grundkonstruktion des Partikelfallengehäuses und andere Bereiche in der Partikelfalle verwendet, wo es ineffizient wäre, Mikrowellenenergie zu absorbieren. Durch strategische Anordnung von Strukturen zum Ansammeln von Partikelsubstanz und/oder Mikrowellen absorbierenden Materialien können Mikrowellen effizient an den Stellen verwendet werden, wo sie am stärksten zum Einleiten der Verbrennung von Partikeln und zum Erwärmen von Katalysatormaterialien benötigt werden.
    •
  • 1 ist eine schematische Zeichnung einer monolithischen Wandströmungs-Partikelfalle.
  • 2 ist eine schematische Zeichnung des Mikrowellen-Regenerationssystems der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine schematische Zeichnung, die eine Partikelfalle der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4 ist eine Kurve, welche die Abgasgeschwindigkeit, Flammenfront und Wärmefreisetzung zeigt, die durch die Endstopfenheizung erzeugt wird, die in 3 dargestellt ist.
  • 5 ist eine Prozessdarstellung der NOx-Adsorberchemie in der vorliegenden Erfindung.
  • 6 ist ein Flussdiagramm eines bevorzugten Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
  • 1 ist eine schematische Zeichnung einer monolithischen Wandströmungs-Partikelfalle 10, einer "Partikelfalle", die in Dieselanwendungen verwendet wird. Die Partikelfalle 10 enthält abwechselnd geschlossene Zellen/Kanäle 14 und offene Zellen/Kanäle 12. Abgase, wie jene, die von einem Dieselmotor erzeugt werden, treten in die Kanäle mit geschlossenem Ende 14 ein, lagern Partikelsubstanz 16 ab und treten durch die offenen Kanäle 12 aus. Die Struktur der Partikelfalle 10 besteht vorzugsweise aus einer porösen keramischen Wabenwand aus Cordieritmaterial, wobei aber jedes keramische Wabenmaterial als im Umfang der vorliegenden Erfindung liegend angesehen wird.
  • 2 ist eine schematische Zeichnung des Mikrowellensystems 22 der vorliegenden Erfindung. Das System 22 enthält eine Partikelfalle 10, die in dem Abgasstrom eines Dieselmotors angeordnet ist. Eine Mikrowellenleistungsquelle 26 und eine Mikrowellenantenne 28 lenken die Mikrowellen zu der Partikelfalle 10. Ein Thermistor, ein Thermoelement oder eine andere Temperaturmessvorrichtung 24 liefert Temperaturable sungen der Partikelfalle an einen Controller. Der Controller kann einen Kraftübertragungscontroller umfassen, der zur Steuerung eines Verbrennungsmotors und von Emissionssteuerungen verwendet wird, wobei aber jeder andere Controller als im Umfang der vorliegenden Erfindung liegend angesehen wird. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine metallische Wabe 32 zur Blockierung von Mikrowellen verwendet, die aus der Partikelfalle 10 austreten.
  • Die Kanäle mit offenem Ende der Partikelfalle 10 sind mit einem NOx einfangenden Katalysator beschichtet, und Mikrowellen absorbierende Materialien sind strategisch in den Kanälen mit geschlossenem Ende angeordnet, um die Partikelsubstanz (P.S.) bei Anwendung der Mikrowellenstrahlung zu zünden. Die Mikrowellen absorbierenden Materialien umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, konzentrierten Kohlenstoff, Siliziumkarbid, Ferrite und Materialien mit selbst bewirkter Modenverwirbelung ("Self-Mode-Stirring" – SMS) mit Curie-Temperaturen.
  • Mikrowellen absorbierende Materialien und konzentrierte Partikelablagerungen erzeugen Wärme als Reaktion auf einfallende Mikrowellen, um die Verbrennung von Partikeln in der Partikelfalle 10 einzuleiten. Materialien wie Cordierit, die für Mikrowellen durchlässig sind, werden vorzugsweise für die Grundkonstruktion des Gehäuses der Partikelfalle 10 und andere Bereiche in der Partikelfalle 10 verwendet, wo es ineffizient wäre, Mikrowellenenergie zu absorbieren. Da Cordierit Mikrowellenenergie nicht absorbiert, "springen" die Mikrowellen herum, bis sie auf die Partikelablagerungen treffen. Die Temperatur der Partikelfalle 10 kann durch die zeitlich gesteuerte Ansammlung von Partikeln und durch Steuerung der Anwendung der Mikrowellenenergie reguliert werden.
  • 3 ist eine schematische Zeichnung der Partikelfalle 10, die mit den Strukturen 40 und Endstopfen 42 gebildet ist, die Mikrowellen absorbierende Materialien umfassen. Dieselabgas, das mit Partikeln gefüllt ist, strömt durch die Partikelfalle und lagert Partikel 44 an den Wänden der Partikelfalle 10 ab, wobei Konzentrationen der Partikelsubstanz in der Nähe des Endstopfens 42 auftreten. Die Mikrowellenfelddichte konzentriert sich natürlich auf den am stärksten Mikrowellen absorbierenden Materialien, die in den Partikelablagerungen, Strukturen 40 und Endstopfen 42 vorhanden sind. Die Partikelkonzentrationen, Strukturen 40 und Endstopfen 42 erzeugen eine überhitzte Stelle oder einen Zündungspunkt für die Mikrowellenenergie, die Partikel verbrennt, die an den Wänden der Partikelfalle 10 abgelagert sind. Die Zündung einer relativ kleinen Menge an Partikeln, die durch die Partikelkonzentrationen gezündet wird, wird verstärkt, um eine relativ große Menge an Partikeln zu verbrennen. Die Wärmeenergie, die durch das Verbrennen von Partikeln erzeugt wird, erwärmt einen NOx einfangenden Katalysator 36, der auf die Wände der Kanäle mit offenem Ende 12 aufgetragen oder dotiert ist. Die Erwärmung des NOx-Katalysators ermöglicht eine effizientere Reduzierung von NOx, wenn Rußverbrennungsprodukte vorhanden sind.
  • Unter Bezugnahme auf 5 verwenden die NOx-Katalysatorschichten 36 vorzugsweise Barium als Einfangmittel für NOx-Verbindungen während der mageren Betriebsbedingungen und setzen NOx-Verbindungen während fetter Bedingungen frei. Die Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid in dem relativ fetten Abgasstrom vereinen sich mit dem NOx und werden zu Stickstoff und Sauerstoff umgewandelt.
  • 4 zeigt die Leistung der in 3 dargestellten Partikelfalle. Die Abgasgeschwindigkeit, die als Kurve 60 dargestellt ist, nimmt als Funktion des Abstandes des Kanals mit geschlossenem Ende ab. Die Wärme, die als Kurve 62 dargestellt ist, die durch die Partikelwärmefreisetzung erzeugt wird, befindet sich zunächst nahe den Strukturen 40 und nahe den Endstopfen 42 und pflanzt sich dann als eine Verbrennungsflammenfront fort, wie durch Pfeile 64 und 66 dargestellt ist.
  • 6 ist ein Flussdiagramm eines bevorzugten Verfahrens der vorliegenden Erfindung. Ein Controller bestimmt auf Grund der Betriebszeit des Fahrzeuges, wann mit dem Partikelfilter-Regenerationsverfahren begonnen wird. In Entscheidungsblock 70 wird bestimmt, ob die Ruß- oder Partikelbelastung im Partikelfilter 10 größer als die maximale exotherme Belastung ist, die zum Regenerieren des Partikelfilters 10 notwendig ist. Falls dies zutrifft, leitet das Verfahren die Mikrowellenregeneration der Partikelfalle in Block 72 ein. Andernfalls fährt das Verfahren mit Entscheidungsblock 74 fort, um festzustellen, ob die NOx-Temperatur geringer als der minimale Betriebsschwellwert ist. Falls dies nicht zutrifft, endet das Verfahren. Andernfalls fährt das Verfahren mit Block 76 fort, um festzustellen, ob die Ruß- oder Partikelbelastung größer als die minimale exotherme Belastung zum Regenerieren des Partikelfilters 10 ist. Falls dies nicht zutrifft, endet das Verfahren. Andernfalls leitet das Verfahren die Mikrowellenregeneration des Partikelfilters 10 in Block 78 ein. Die Blöcke 70 und 72 stellen den Hochtemperaturschutz des Partikelfilters dar und die Blöcke 74, 76 und 78 stellen die Niedertemperatur-NOx-Katalysator-Zündungshilfe dar.
  • In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Strukturen, wie Wände, in den Kanälen mit geschlossenem Ende integriert sein, um eine bevorzugte Ansammlung von Partikelsubstanz zu erzeugen. Mikrowellen, die auf Partikelablagerungen auftreffen, leiten die Verbrennung der Partikel ein, um die Wände der Partikelfalle 10 zu reinigen. Die Zündung einer relativ kleinen Menge an Partikeln, die durch die Partikelkonzentrationen gezündet wird, wird verstärkt, um eine relativ große Menge an Partikeln zu verbrennen.
  • Ein Partikelfiltersystem für einen Verbrennungsmotor, das eine Partikelfalle, Mikrowellen absorbierende Materialien, die in der Partikelfalle angeordnet sind, und eine NOx-Katalysator, der in der Partikelfalle angeordnet ist, enthält.

Claims (13)

  1. Partikelfiltersystem für einen Verbrennungsmotor, umfassend: eine Partikelfalle, Mikrowellen absorbierende Materialien, die in der Partikelfalle angeordnet sind, und einen NOx-Katalysator, der in der Partikelfalle angeordnet ist.
  2. Partikelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrowellen absorbierende Material in einem Endstopfen des Partikelfilters angeordnet ist.
  3. Partikelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelfalle aus einem für Mikrowellen durchlässigen Material besteht.
  4. Partikelfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrowellen durchlässige Material Cordierit ist.
  5. Partikelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrowellen absorbierende Material Siliziumkarbid ist.
  6. Partikelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrowellen absorbierende Material einen Curie-Temperatur-Schwellwert hat, um die Mikrowellen zu absorbieren und Wärme zum Verbrennen von Partikeln zu erzeugen.
  7. Partikelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrowellen absorbierende Material ein Material mit selbst bewirkter Modenverwirbelung ist.
  8. Verfahren zum Regenerieren einer Partikelfalle, umfassend: eine Partikelfalle, Bereitstellen von Mikrowellen absorbierenden Materialien, die in der Partikelfalle angeordnet sind; Bereitstellen eines NOx-Katalysators, der in der Partikelfalle angeordnet ist, und Erwärmen der Mikrowellen absorbierenden Materialien und des NOx-Katalysators mit Mikrowellen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Koppeln der Partikelfalle an einen Dieselmotor.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch den Schritt: Steuern der Temperatur der Partikelfalle durch Steuern der Mikrowellenstrahlung.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch den Schritt: Steuern der Temperatur der Partikelfalle durch Modulieren der Mikrowellenstrahlung.
  12. System zum Entfernen von Partikeln in einer Partikelfalle, umfassend: eine Mikrowellenleistungsquelle, eine Mikrowellenantenne, die an die Mikrowellenleistungsquelle gekoppelt ist, zum Erzeugen von Mikrowellen, Mikrowellen absorbierende Materialien, die in der Partikelfalle angeordnet sind, NOx-Katalysatormaterial, das in der Partikelfalle angeordnet ist, und wobei die Mikrowellen absorbierenden Materialien durch die Mikrowellen erwärmt werden, um Wärme zu erzeugen, um Partikel, die in der Partikelfalle angeordnet sind, zu verbrennen und den NOx-Katalysator zu erwärmen.
  13. System nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Dieselmotor, der an die Partikelfalle gekoppelt ist, wobei Dieselabgas durch die Partikelfalle strömt.
DE10350264A 2002-11-26 2003-10-28 Katalysatortemperatursteuerung durch Mikrowellen induzierte Partikeloxidation Ceased DE10350264A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/304,311 US7691339B2 (en) 2002-11-26 2002-11-26 Catalyst temperature control via microwave-induced particle oxidation
US10-304,311 2002-11-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10350264A1 true DE10350264A1 (de) 2004-06-17

Family

ID=32325178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10350264A Ceased DE10350264A1 (de) 2002-11-26 2003-10-28 Katalysatortemperatursteuerung durch Mikrowellen induzierte Partikeloxidation

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7691339B2 (de)
DE (1) DE10350264A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006044893A1 (de) * 2006-09-22 2008-04-10 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Steuerungssystem für Mikrowellenregeneration für einen Dieselpartikelfilter

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7744824B2 (en) * 2005-12-23 2010-06-29 Hamilton Sundstrand Corporation On-board fuel desulfurization unit
CN101169059B (zh) * 2006-10-27 2010-10-06 通用汽车环球科技运作公司 微波再生控制系统及减少其反射波和检验其运作的方法
US8670987B2 (en) * 2007-03-20 2014-03-11 Nuance Communications, Inc. Automatic speech recognition with dynamic grammar rules
CN100419228C (zh) * 2007-06-18 2008-09-17 湖南大学 一种消减柴油机微粒物质排放的方法及其装置
US8214251B2 (en) * 2007-06-28 2012-07-03 Xerox Corporation Methods and systems of organizing vendors of production print services by ratings
US8029582B2 (en) * 2007-09-18 2011-10-04 GM Global Technology Operations LLC Wireless zoned particulate matter filter regeneration control system
US20110118105A1 (en) * 2009-11-18 2011-05-19 The Regents Of The University Of Michigan Use of microwave energy to remove contaminating deposits from a catalyst
US8826652B2 (en) 2011-11-28 2014-09-09 GM Global Technology Operations LLC Power system and method for energizing an electrically heated catalyst
JP6604111B2 (ja) * 2015-09-18 2019-11-13 富士通株式会社 フィルタ装置
DE102016110527A1 (de) 2016-06-08 2017-12-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Partikelfilter für eine Verbrennungskraftmaschine
WO2018005704A1 (en) * 2016-06-29 2018-01-04 Great Lakes Pollution Control, Inc. Using electromagnetic waves and/or injection to facilitate operation of catalytic converters
WO2018092161A1 (en) * 2016-11-17 2018-05-24 Gruppo Distribuzione Petroli S.R.L. Device for abatement of liquid, gaseous and/or solid pollutant substances of various kind, contained in the exhaust smokes and process for the treatment and abatement of such pollutant substances

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5074112A (en) * 1990-02-21 1991-12-24 Atomic Energy Of Canada Limited Microwave diesel scrubber assembly
US5194078A (en) * 1990-02-23 1993-03-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Exhaust filter element and exhaust gas-treating apparatus
JP2785659B2 (ja) * 1993-11-26 1998-08-13 松下電器産業株式会社 内燃機関用フィルタ再生装置
JPH08232643A (ja) * 1995-02-28 1996-09-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 排ガス浄化方法及び排ガス浄化装置
JPH0949421A (ja) * 1995-05-30 1997-02-18 Sumitomo Electric Ind Ltd ディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ
GB9919013D0 (en) * 1999-08-13 1999-10-13 Johnson Matthey Plc Reactor
US6328779B1 (en) * 2000-05-31 2001-12-11 Corning Incorporated Microwave regenerated diesel particular filter and method of making the same
US6709489B2 (en) * 2000-12-15 2004-03-23 General Motors Corporation Microwave regenerated diesel particulate trap
US6854261B2 (en) * 2002-07-22 2005-02-15 General Motors Corporation Self-mode-stirred microwave heating for a particulate trap

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006044893A1 (de) * 2006-09-22 2008-04-10 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Steuerungssystem für Mikrowellenregeneration für einen Dieselpartikelfilter
DE102006044893B4 (de) * 2006-09-22 2011-06-30 GM Global Technology Operations LLC, ( n. d. Ges. d. Staates Delaware ), Mich. Steuerungssystem für Mikrowellenregeneration für einen Dieselpartikelfilter

Also Published As

Publication number Publication date
US7691339B2 (en) 2010-04-06
US20040101451A1 (en) 2004-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7008461B2 (en) Honeycomb structure, method for manufacturing honeycomb structure, and exhaust gas purification system using honeycomb structure
Howitt et al. Cellular ceramic diesel particulate filter
JP3991447B2 (ja) 内燃機関の誘導発熱式浄化装置
DE10350264A1 (de) Katalysatortemperatursteuerung durch Mikrowellen induzierte Partikeloxidation
DE102008025305A1 (de) Elektrisch beheizte DPF/SCR-Zweiwegeanlage
US20020092422A1 (en) Microwave regenerated diesel particulate trap
DE102008046923A1 (de) Mikrowellenmoden verschiebendes Antennensystem zum Regenerieren von Partikelfiltern
CA2696097A1 (en) Exhaust gas apparatus and method for the regeneration of a nox trap and a particle filter
DE19721439A1 (de) Zusatzheizung für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren
DE102006038922A1 (de) Elektrische Regenerierung eines Dieselpartikelfilters (DPF)
JP3573708B2 (ja) ディーゼル微粒子除去装置
DE10343810A1 (de) Kohlenstoffkonzentrierte, Mikrowellenregenerierte Diesel-Partikelfalle
DE10332606A1 (de) Mikrowellenheizung mit selbst bewirkter Modenverwirbelung für eine Partikelfalle
Garner et al. Microwave assisted regeneration of diesel particulate traps
JPH0239291B2 (de)
JP2001073743A (ja) ディーゼル機関の排気浄化装置
KR101097606B1 (ko) 디젤 매연여과장치의 제어방법
WO2007004791A1 (en) Exhaust gas treatment system for low exhaust temp. vehicle
JP2553735B2 (ja) ディーゼル排ガス浄化装置
JP2966839B1 (ja) 黒煙除去装置
JP3780268B2 (ja) ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置
KR102639057B1 (ko) 촉매 컨버터 재생 중에도 지속적으로 유해물질 제거가 가능한 배기가스 유해물질 저감 시스템 및 이를 이용한 배기가스 유해물질 저감 방법
JP2833270B2 (ja) 内燃機関用フィルタ再生装置
JPH0540250Y2 (de)
JP2689723B2 (ja) 内燃機関用フィルタ再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT

8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT AUFGEHOBEN

8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20111115