DE2149989A1

DE2149989A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Kohlenmonoxyd enthaltenden Abgasen sowie ein hierfuer verwendeter Katalysator

Info

Publication number: DE2149989A1
Application number: DE19712149989
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Kii; Shigehiko Kobayashi; Kazuhide Miyazaki; Yasuo Seki; Michiaki Yamamoto; Yoshinaga Yoshida
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1970-10-08
Filing date: 1971-10-07
Publication date: 1972-05-31

Description

Vreriahren und Vorrichtung zur Reinigung voll Kohlenmonoxyd enthaltenden Abgasen sowie ein hierfür verwendeter Satalysator Die Erfindung betrifft ein Verfahrend und eine Vorrichtung zur Reinigung von Kohlenmonoxyd enthaltenden Abgasen sowie einen hierfür verwendeten Eatalysator. Man erhält den erfindungsgemäß eingesetzten Katalysator, indem man eine Mischung, hergestellt durch Vermischen von mindestens 5 Gew.-% eines hydrierten Oxides oder Oxyden, ausgedrückt durch die allgemeine Formel NeOO, worin Me Eisen, I1Tickel oder Mangan darstellt, oder Mangandioxyd mit einem pulverisierten Katalysator, der als wesentliche Komponente Manganoxyd oder -oxyde und Bleioxyd oder -oxyde und/oder Wismutoxd oder -oxyde enthält, in einer organischen Lösung dispergiert, die mindestens einen Bestandteil aus der Gruppe bestehend aus Alkoxytitanat, alkoxysubstituiertes Organosilan und Dimethylpolysiloxan enthält. ErSindungsgemäß kann auch eine Katalysatorverbindung verwendet werden, die man erhält, indem man den vorbeschriebenen Katalysator in einer hitzebeständigen Farbe dispergiert unter Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung mit der Siloxanbindung als Trägermittel.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen unter Verwendung dieser Katalysatorverbindung sowie auch eine Reaktionvorrichtung, die bei diesem REinigungsverfahren eingesetzt werden darin.
Das Abgas, welches Benzinmotoren, die in Automobilen und ähnlichem eingesetzt werden, verläßt, enthält schädliche Gare, wie beispielse Kohlenwasserstoffe, stickoxyde usw., sowohl als auch Kohlenmonoxyd in großen Mengen. Im besonderen Kohlenmonoxyd entsteht nicht nur den Benzinmotoren der Automobile, sondern auch in den Verbrennungsmotoren, die in Flugzeugen, Baumaschinen usw. eingesetzt werden, wie auch in den Drehrohröfen und sonstigen öfen der Fabriken usw. und bei der unvollständigen Verbrennung des Feuerungsmaterials in Gasöfen, Kerosinöfen und ähnlichem. Seine entstehung ist deninach überall anzutreffen. Als Mittel zur Umsetzung des Kohlenmonoxydes, dessen Entstehung die schlimmste unter diesen schädlichen Gasen ist, in ein unschädliches Kohlendioxyd durch Oxydation wurde bislang die Anwendung eines Katalysators mit Manganoxyd oder -oxyden und Bleioxyd oder -oxyden als wesentlichen Bestandteilen oder ein Katalysators mit Manganoxyd oder -oxyden und Wismutoxyd oder -oxyden als wesentlichen Bestandteilen vorgeschlagen.
Die so zusammengesetzten Katalysatoren zur Verwendung bei der Beirligung von Abgasen haben sich als sehr wirkungsvoll @ für die Oxydation von Kohlenmonoxyd und ähnlichem erwiesen, wodurch die Reinigung von Abgasen sehr wirtschaftlich durchzuführen war.
Diese Katalysatoren werden normalerweise mittels eines geeigneten Trägermaterials gehalten. Was das Aufbringen eines derartigen Katalysators auf das Trägermaterial anbetrifft, so kann außer dem sogenannten Imprägnierungsverfahren, um das Träger material mit einer Lösung, die die Salze des gelösten Katalysator enthält, zu versehen, auch das Ausfällungsverfahren oder ähnliche angewendet werden. Die die nach diesen Verfahren hergestellt werden, sind jedJch nicht er mit einer ausreichenden Menge des Katalysators behaftet, aber darüber hinaus treten Situationen ein, bei welchen die Aktivität da anhaftenden Kataltsators während der Hitzebehandlung des vor seinem Einsatz nachläßt. Darüber hinaus ist die Oxydation von Kohlenmonoxyden und/oder Kohlenwasserstoffen und ähnlichem in allgemeinen von einer hitzeentwicklung begleitet und in Falle des Auto abgases beispielsweise verursacht der Kohlenmonoxydgehalt von 5% in etwa einen Demperaturanstieg von ungefähr 400 bis 50000. Um daher die Reinigung von Abgasen unter der Verwendung eines Katalysators in zufriedenstellenden Bedingungen zu halten, ist es erforderlich, nicht zur Verbe@serungen am Katalysator selbst zu machen, sondern auch im Aufbau der Reaktionsvorrichtung bei einer heterogenen gasfest-katalytischen Reaktion, bei welcher der Katalysator eingesetzt wird.
Die Erfindung soll nun im einzelnen anhand der beigefügten Zeichnungen naher erläutert werden.
Dabei zeigt bzw. zeigen im einzelnen: Fig. 1 einen Querschnitt durch den Aufbau einer allgemeinen Reaktionsvorrichtung zur Durchführung einer Reinigung von Abgas unter Verwendung eines Katalysators, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Katalysatorbehälters, der die Vorrichtung für die katalytische Reaktion gemä3 der vorliegenden Erfindung au nimmt, Big. ^ einen Blan der erfindungsgemä1en Reaktionsvorrichtung, wie sie von einem Katalysatorbehälter aufgenommen wird, wobei der Behälter teilweise aufgeschnitten ist, Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Reaktionsvorrichtung, die von dem- Katalysatorbehälter aulgenommen wird, Fig. 5 einen Querschnitt der Anordnung gemäß Fig. 4 entlang der Schnittlinie V-V, die Figuren 6 und 7 schematische Seitenanschten von beispielhaften Ausführungsformen der it al lpl att enträger, die einen Teil der erfindungsgemäßen Reaktionsvorrichtung darstellen, Fig. 8 eine perspektivische mischt da. in Fig. 7 dargestellten Metallplattentyp-Trägers, Fig. 9 die schematische Seitenansicht einer anderen Äusführungsform der erfindungsgemäßen Reaktions vorrichtung, Fig.10 einen schematischen Querschnitt entlang den linien X-X der Figur 9, Fig. 11 eine schematische Teilansicht in vergrößertem Maßstab der in Fig. 9 dargestellten Reaktionsvorrichtung in perspektivischer Sicht und Fig.12 eilen schematischen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reaktionsvorrichtung entlang der gleichen Schnittlinie wie Fig. 10.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Vereinfachung der Reinigung eines Abgases zu schaffen, das Kohlenmonoxd enthält.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist eG, eine Katalysatorzusammen-Setzung, zu schaffen, die am besten geeignet ist einen herzustellen, um ein Abgas unschädlich zu machen, indem das in dem Abgas enthaltene Kohlenmonoxyd bei einer hohen Temperatur über eine heterogene gasfest-katalytische Reaktion chemisch oxidiert wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Katalysatorverbindung zu schaffen, die in konzentrierter Form auf der Oberfläche des Trägers aufgebracht wird, indem sie aufgetragen, ge- getrocknet und eingebrannt wird.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Katalysatorverbindung zu schaffen, die auf einfache und wirtschaftliche Art und Weise auf einen Träger beliebiger Form und beliebigen Materials auf der Innenseite einer Auspuffanordnung wirksam aufgebracht werden kan..
Weiterhin soll durch die Erfindung eine Reaktionsvorrichtung geschaffen werden, in welcher eine Katalysatorverbindung aufgebracht ist, mittels welcher sich die Reinigung des Abgases wirksam durchführen läßt, ohne daß dabei der Katalysator selbst verbraucht wird oder zerfällt.
Außerdem soll mittels der Erfindung eine Reaktionsvorrichtung geschaffen werden, die imstande ist, geeignete Gemperaturbedingungen für den Katalysator herzustellen, um eine entsprechende Wärmemenge, die durch die katalytische Reaktion entsteht, abzuleiten und dadurch eine Verschlechterung des Katalysators zu verhindern.
Schließlich soll nach der Erfindung eine Reaktionsvorrichtung gebildet werden, an welcher der erfindungsgemäß hergestellte Kalysator arillaftet und die dem Auspuffsystem einer Automobils eingebaut werden kann.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Katalysators wird hergestellt, inde, eine Mischung, die man erhält, wenn man ein hydriertes Oxyd oder Oxyde oder mangandioxyd mit einem pilverisierten Katalysator, der als wesentliche Bestandteile Manganoxyd oder -oxyde und Bleioxyd oder -oxyde besitzt, oder einen pulverförmigen Katalysator, der als wesentliche Bestandteile Manganoxyd oder -oxyde aufweist, in einem Thermalkondensationsharz mit einem Gehalt in silicium oder Titan dispergiert. Die katalytische Reaktionsvorrichtung nach der Erfindung besteht aus menreren Metallplatten, an deren Oberfläche die vorbeschriebene oder nachbezchriebene Katalysatorverbindung anhaftet, wobei die Metallplstten in einzelnen Schichten mit Zwischenräumen angeordnet und an belden Seiten und in der Mitte miteinander befestigt sind.
Zur näheren Erläuterung des Katalysator wird noch ausgeführt, daß ein Katalysator zur wirksamen Reinigung von Kohlenmonoxyd, Kohlenwasserstoffen, Stickoxyden usw., der erfindungsgemäß eingesetzt werden kann, aus Manganoxyd oder 07!den und Bleioxyd oder -oxyden und/oder Wismutoxyd oder -oxyden oder im wesentlichen aus den vorgenannten Oxyden einschließlich des Oxydes oder der Oxyde von alkalischen Erdelementen, Ubergangsmetallen, seltenen Erden, Aluminium, Silicium usw. ulld/oder Übergangsmetallenoder Metallenwie Kupfer, Eisen, Kobalt, Nickel usw. besteht. Manganoxid, das für den genannten Kataiisatorr verwendet werden kann, kann die Form von Mn2O3, Mn3O4, MnO2 usw. haben, wobei MnO2 bekannt ist als elektkrolytisches Mangandioxyd, als chemisches Mangandioxyd oder als natürliches Mangandioxyd. Bleioxyd, das für den genannten Katalysator geeignet ist, kann die Form von PbO, RbO4, Pb2O3 usw. haben, während Wismutoxyd in der Form von Bi2O3, Bi2O3 # nH2O, Bi2O5, Bi2O5#H2O usw. vorliegen kann.
Die erfindungsgemäße Katalysatorzusammensetzung erhält man, inden man eine Mischung, hergestellt durch Impräghieren des beschriebenen Katalysators mit mindestens 5 Gew.-% eines hydrierten Oxydes oder Oxyden (ausgedrückt durch die allgemeine Formel MeOOH, wobei Me Fe, Ni oder Mn darstellt) oder Mangandioxyd in einer organischen Lösung dispergiert, die mindestens einen der Tolgenden Bestandteile aufweist, nämlich Alkoxytitanat, alkoxysubstituiertes Organosilan und Dimethylpolysiloxan.
Jedes der hydrierten Oxyde, die durch d ie vorstehende allgemeine Formel ausgedrückt wurden, enthält eine kleine Menge an Wasser, in gleicher Weise auch das Mangandioxyd, unbeachtlich, ob es sich um chemisches Mangandioxyd, natürliches Mangandioxyd oder elektrolytisches Mangandioxyd handelt, und zwar im allgemeinen etwa 2 bis Gew.-% Wasser, und im besonderen enthält elektrolztisches Mangandioxyd maximal etwa 5 Gew.-% an Wasser.
Die erfindungsgemäße Katalysatorverbindung erfordert den Einsatz eines solchen inhärent Wasser enthaltenden hydrierten Oxydes oder Oxyde, was natürlich die gemeinsame Verwendung von anderen pulverisierten Oxyden nicht ausschließt, wobei das vorgenannte Ilanganoxzd, Wismutoxyd, Bleioxyd usw. beispielhaft als gemeinsam verwendeter Katalysatorbestandteil eingesetzt werden kann. Um ein wirkungsvolles Anhaften des Katalysators am Trägermaterial zu unterstützen, muß bei der erfindungsgemäßen Katalysatorzusammenoetzung die Menge an hydriertem Oxyd oder Oxyden oder Mangandioxyd als Bestandteil der gesamten Pulvermischung mehr als 5 Gew.-Cs betragen. Das erwähnte Alkoxytitanat, alkoxyrubstituiertes Organosilan und Dimethylpolysiloxan, die als Bindungsmittel für den erfindungsgemäßen Katalysator wirken, sind Sene Komponenten, die bislang als Träger tür die Verwendung in Ferben bekannt waren und, um konkrete Beispiele anzuführen, werden Butoxytitanat tein Produkt aus der Hydrolyse von i'itantetra butoxyd), Tetraäthoxysilan usw. genannt. Weiterhin gestattat die Erfindung die Verwendung von organischen Aluminiumverbindungen, wie beispielsweise Trialkylaluminium, Triallylaluminium oder ähnlichem, die mit dem genannten Bindungsmittel vermischt werden. Die Menge der für diesen Zweck eingesetzten Aluminiumverbindungen mu3 weniger als 1 j/o des Binders betragen, da, wenn diese Grenze überschritten wird, die thermische Kondensationsfähigkeit des Binders erschwert wird. Der Erfindungsgemäß verwendete Binder besitzt normalerweise eine Viskosität von 100 bis 200 Zentipoise, so daß es ratsam ist, ihn in der Praxis mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel zu verdünnen. Das organische Lösungsmittel, das diesem Zweck dient, kann Aceton, z.B.
Benzol, Toluol, Xylol oder ähnliches, Alkohol, z.B. Methanol, Äthanol, Butanol- usw., Esterwie But:u'iacetat usw. und Petroleumlösungsmittel wie z.B. Petroleumäther usw. sein. Die Menge dieser eingesetzten Lösungsmittel muß auf geeignete Weise so bestimmt werden, daß der Gehalt an Binder im Bereich von 20 bis 50 Gew.-% der gesamten, sich ergebenden Lösung liegt.
Die genannte Katalysatorzusammensetzung erhält. man, indem man den vorbeschriebenen pulverisierten Katalysator, der hydriertes Oxyd oder Oxyde enthält, einer Binderlösung, die mittels eines organischen Lösungsmittels verdünnt ist, hinzufügt und darin dispergiert, wobei die entsprechende -Nenge des Katalysators, der ein hydriertes Oxyd oder Oxyde enthält, in einem Bereich von etwa der gleichen Menge des Binders bis zum doppelten Betrag liegt. Die so erhaltene Dispersion (d.h. die Katalysatorzusammensetzung) wird darauf auf die Oberfläche eines geeigneten Trägers aufgebracht, und anschließend wird der einer Hitzebehandlung unterworfen.
Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Katalysatorzusammensetzung erhält man, indem man einen Katalysator mit dem mrgenannten Manganoxyd oder -oxyden und Blei oxyd oder -oxyden und/oder Wismutoxyd oder -oxyden als wesentlichen Bestandteil in einer flüssigen Verbindung mit einer Siloxanbindung,wie beispieBH weise einer hitzebeständigen Farbe, dispergiert, wobei als Träger ein flüssiges Siliconharz mit einer Zyclohexanbindung, Natriummeffiasilicat usw., Verwendung findet. Die hitzebeständige Farbe wird hergestellt, indem man mindestens eine der folgenden Verbindungen von thermostabilen anorganischen Oxyden wie z.B. Titanoxyd (TiO2), Chromoxyd (Cr203), Tonerde (Al2O';), Nangandioxyd (MnO2), Zirkoniumoxyd (ZrO) usw. und als organische Verbindung Äthylsilicat Si(OC2H5)4 als hitzebeständiges Mittel in einer flüssigen Verbindung mit einer Siloxanbindung als Trägermittel dispergiert, wobei normalerweise die Menge im Bereich des einbis zweifachen des Drägermaterials liegt. Die Hitzebeständigkeit der Katalysatorverbindung verringert sich in Abhängigkeit vom 1iischungsverhältnis des Katalysators, so daß es erstrebenswert ist, das Mischungsverhältnis des Katalysators zur hitzebeständigen Farbe im Bereich von etwa 75 : 25 bis 25 : 75 nach dem Gewicht zu halten, wobei die durchschnittliche Teilchengröße des Katalysators mehr als 10 mal so groß wie die des hitzebeständigen Materials sein soll, um die Verschlechterung des Katalysators mit der Verschlechterung der hitzebeständigen Farbe, wie nachstehend näher erläutert wird, im Gleichgewicht zu halten.
Außerdem ist es erwünscht, die Viskosität der hitzebeständigen Farbe niedriger als 62 Ku nach dem Stormer-Verfahren zu halten.
Die so erhaltene Dispersion (nämlich die Katalysatorverbindung) wird darauf auf einen geeigneten Träger aufgetragen, woran anschließend der sich ergebende einer Hitzebehandlung unterworfen wird.
Um die Katal7satorverbindungen der beiden genannten Arten auf den Träger aufzubringen, kann jedes geeignete Verfahren eingesetzt -werden, wie beispielsweise das Tauchverfahren, bei welchem der Träger in die Katalysatorverbindung eingetaucht wird, das Sprühverfahren, bei welchem die Katalysatorverbindung durch Sprühen auf die Oberfläche des Trägers aufgebracht wird, das Bürstenverfahren, das Rollüberziehverfahren oder imliches. Das erfindungsgemäß verwendete Trägermaterial unterliegt keinen Beschränkungen, soweit es sich um das Material, die Form und die Größe handelt, d.h. verschiedene Träger können unterschiedliche Dimensionen haben und aus Materialien wie Carborundum, Silicium, Porzellanton, Zement usw. bestehen, das in die Form eines Granulats von Zylindern oder Bienenwabenform gebracht sein kann und aus Metallen wie Eisen, Kupfer, Nickel usw. in der Form von Draht, Geflechten oder Platten bestehen kann.
Der letzte Verfahrensschritt, um ein Anhaften der erstgenannten Katalysatorverbindung zu ato rverb indung auf dem Träger zu erreichen, besteht in einem Trocknen des Katalysatorträgers bei Rauntemperatur während etwa 12 Stunden, woraul-er während etwa 5.0 bis 100 Minuten auf 50 bis 1500 C erhitzt wird, woran sich weiteres Erhitzen während etwa 10 bis 60 Minuten auf 400 bis 60000 anschließt. Vorzugsweise wird die flitzebehandlung so durchgeführt, daß der während etwa 12 Stunden bei Raumtemperatur getrocknet wird, worauf er einer Hitzbenhandlung von 90 Minuten bei stwa 150°C ausgesetzt wird und anschließend während 30 Minuten auf etwa 450°C erhitzt wird, wobei auch wenn die Umstände das erforderlich machen, anstatt des trocknens bei Raumtemperatur während 12 Stunden ein Hitzetrocknen bei etwa 5000 während einer Zeitdauer von 0 bis 60 Minuten gleich in Anschluß an ein Trocknen bei Raumtemperatur während einer kurzen Zeit vorgesehen sein kann. Durch die vorgenannte Hitzebehandlung bildet die Katalysatorzusammensetzung einen Film, der den pulverförmigen Katalysator in angemesserer Weise an der Oberfläche des Trägers exponiert. Die Einzelheiten, warum der Katalysator auf dem Träger haftet, müssen noch geklärt werden, aber es wird vermutet, daX der Film ein Netzwerk ausbildet, das durch die Thermalkondensationsreaktion des Binders bewirkt wird, wie durch die folgende Modellreaktionsformel zum Ausdruck gebracht wird, wobei der pulverförmige Katalysator nicht nur fest auf der Oberfläche des Trägers mit Hilfe dieses Filmes gehalten wird, sondern sich auch in einem solchen Zustand befindet, daß er in einer angemessenen Weise durch die Öffnungen des Netzwerkes exponiert ist.
Die Hodellreaktionsformel ist folgende: (worin Ile Ti oder Si und R ein Alkylradikal oder ein Allylradikal darstellen) Der letzte Verfahrensschritt, um ein Anhaften der zweiten Katalysatorverbindung auf dem Träger zu bewirken, wird erreicht, indem der bei Raumtemperatur getrocknet und im Anschluß daran während 2 bis 5 Stunden normalerweise auf einer Temperatur von 300 bis 5000C gehalten wird. Im Falle dieser Katalysatorzusnmm-ensetzung liegt die Partikelgröße des Katalysators erheblich über der des hitzebeständigen Mittels, so daß die Katalysatorpartikel dazu neigen, aus der Oberfläche des Filmüberzuges hervorzutreten, um in eine exponierte Stellung zu gelangen, wodei diese Tendenz unterstützt werden kann, indem die Oberflächenspannung des Binders durch irgendein bekanntes Verfahren herabgesetzt wird. Der sich ergebende Filmüberzug dieser Katalysatorverbindung besitzt den Vorteil, daß, wenn sich seine Anwendung über eine lange Zeit erstreckt, die Verschlechterung der Oberfläche des Katalysators, der ursprünglich exponiert war, mit einer Verschlechterung und einem Abfallen der Farbe, die den Katalysator trägt, einhergeht, so daß eine neue Katalysatoroberfläche exponiert wirdebzw. frischer Katalysator, der unter dem Filmüberzug verborgen war, zutagetritt, wodurch die katalytische Reaktion dauernd stabilisiert werden kann.
Die Anwendung dieser erfindungsgemäßen - Katalysatorzusammensetzungen macht praktisch einen Umbau der herkömmlichen Auspuffrohre, Auspufftöpfe und ähnlichem überflüssig und ermöglicht es, ihre Oberflächen, die mit dem Abgas in Verbindung kommen, als einzusetzen, so wie sie sind, so daß sich eine Reinigung des Abgases sehr leicht bewerkstelligen läßt.
Beispielsweise kann in dem Gehäuse des Abgassystems einer Verbrennungsmaschine für Automobile, z.B. in dem Kanal, durch den das Abgas vom dem Motor in die Luft über den Rohrkrümmer, das Verbindungsrohr, den ersten Auspufftopf und den zweiten Auspufftopf überführt wird, die erfindungsgemäße Katalysatorverbindung auf der inneren Oberfläche des Auspufisystems teilweise oder ganzflächig aufgetragen werden, wodurch eine Reinigung des Abgases durchgeführt wird. Wenn die Rohrverbindung zu kurz ist, um einen gründlichen Kontakt zwischen dem Abgas und der Innenseite der Verbindung zu bewirken, kann das Verbindungsrohr verlängert werden, oder es können einige Hindernisse im Inneren vorgesehen werden, so daß der Abgasstrom mehr oder weniger abgelenkt wird. Die Formgebung dieser Hindernisse unterliegt keinen Beschränkungen; es ist jedoch ratsam, sie so anzubringen, daß die Berührungsoberfläche so groß wie möglich ist, vorausgesetzt daß der Abgasstrom dadurch nicht allzu sehr gestört wird.
Der Katalysator, der erfindungsgemäß für die Katalysatorzusammensetzung eingesetzt wird, muß nicht von einer einzigen Art sein. Eine Mehrzahl von Katalysatoren, die in ihrer katalytischen Wirkung verschieden sind, können eingesetzt werden, je nachdem, wie es die Verhältnisse erfordern, wodurch verschiedene Katalysatorzusammensetzungen an verschiedenen Stellen im Auspuffs system aufgebracht werden können, je nachdem, welche Zusammensetzung dort erforderlich ist. So gibt es Gelegenheiten, in denen das Abgas durch die Verwendung von 2 verschiedenen Arten von Ka- talysatoren wirkungsvoller unschädlich gemacnt werden kann, die bei verschiedenen Temperaturen aktiviert werden, wobei man die Katalysatorverbindung, die einen Katalysator enthält, der bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur aktiviert wird, in dem ersten Auspufftopi aufbringt, während die Katalysatorverbindung mit einem Katalysator, der bei einer verhältnismäßig hohen Temperatur aktivierbar ist, im zweiten Auspufftopf aufträgt.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen kftalytischen Reaktionsvorrichtung ist so aufgebaut, daß eine Ivlehrzaal von Netallplatten, auf deren Oberfläche die oben genannten Katalysatorverbindungen aufgetragen sind, in einzelnen Schichten übereinanderliegt, wobei jeweils dazwischen ein freier Raum bleibt, während die Platten in einem Netallrahmen befestigt sind, der eine Kühlung an beiden Enden gestattet. Bei einer anderen Ausfihrungsform der Erfindung ist eine Mehrzahl von hetallplatten in einzelnen Lagen mit Zwischenräumen befestigt, die in der Mitte von einer oder zwei Halteplatten senkrecht durchkreuzt werden und mit Katalysatorverbindungen nach der Erfindung entweder auf einer Sc-it;e oder im mittleren Teil behaftet sind.
Im allgemeinen wird zur Reinigung vom Abgas eine katalytische Reaktionsvorrichtung in einem Katalysatorbehälter, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, verwendet. In Fig. 1 ist der Katalysatom behälter mit 5', der Einlaß des ungereinigten Abgases mit 6, der Auslaß des gereinigten Abgases mit 6', der Katalysator, der normalerweise in gekörnter Form vorliegt, mit 1' und ein Drahtnetz mit 21 bezeichnet. Bei dieser katalytischen Reaktionsvorrichtung strömt das ungereinigte Abgas durch den Einlaß 6 in den Katalysatorbehälter 5' und wird durch den Katalysator 1' einer Oxydation oder Reduktion unterworfen, während es durch den Auslaß 6' nach der Reinigung als unschädliches Gas, nämlich mit einem Gehalt an 002, entweicht.
Eine katalytische Reaktionsvorrichtung mit dem oben dargestellten Aufbau besitzt jedoch viele flachteile, die im folgenden aufgezählt werden sollen.
1. Der Stromwiderstand des Abgases, d.h. sein Rüc-druck gegen die Maschine,ist so hoch, daß die Leistung der Maschine reduziert wird.
2. Der Katalysator wird nach und nach durch die Vibration, die durch das Fahren des Autos auftritt, sowie auch durch die von dem Motor übertragene Vibration pulverisiert, fällt durch das Drahtnetz 21 und wird dann nach außen ausgetragen.
Durch die mit dem Abgas übertragene Wärme einerseits und durch die bei der Reaiion zwischen dem Abgas und dem Katalysator erzeugte Wärme andererseits steigt die Temperatur des Katalysators ziemlich stark an und, wenn eine bestimmte Temperatur überschritten wird, verschlechtert sich der Katalysator.
Diese Nachteile bringen nicht nur eine Verschlechterung des Wirkungsgrades des Automobils mit sich, sondern hemmen auch in beträchtlichem Maße eine zufriedenstellende Durchführung der Reinigung des Abgases.
Die katalytische Reaktionsvorrichtung nach der Erfindung behebt alle diese Nachteile des Standes der Technik. Dabei ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen katalytischen Reakiionsvorrichtung so aufgebaut, daß eine Mehrzahl metallischer Platten, auf deren Oberfläche die oben erwähnten Katalysatorverbindungen aufgebracht sind, in einzelnen Lagen übereinander befestigt ist, wobei dazwischen jeweils Zwischenräume verbleiben, während die Platten von einer anderen Netallstruktur gehalten werden, die so aufgebaut ist, daß eine Kühlung auf beiden Seiten erreicht werden kann. Diese Vorrichtung wird in einem Katalysatorbehälter so eingebaut, daß die Innenseite des metallischen Aufbaues die beiden Wandflächen des Strömungskanals für das Abgas bildet, wenn die Vorrichtung im Abgassystem eines Automobils eingebaut ist.
Es folgt eine eingehende Beschreibung der Erfindung, wobei im einzelnen auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
Die erfindungsgemäße katalytische Reaktionsvorrichtung ist in den Figuren 4 und 5 dargestellt. Im einzelnen handelt es sich dabei um eine katalytische Reaktionsvorrichtung, bei welcher mehrere metallische Platten (nämlich die Netailpiattenträger 2X die die katalytische Zusammensetzung 1 tragen, welche durch Einbrennen oder ein anderes geeignetes Verfahren, das sich gleich an das überziehen oder Besprühen anschließt, fest mit der Oberfläche verbunden ist, an einer anderen fletallstruktur 3 befestigt sind, die eine solche Form besitzt, daß eine Euhlung an ihren beiden Enden leicht möglich ist.
Die Größe, Anzahl usw. dieser Metallplatten 2 können den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden. Ihre Form ist nicht auf eine bestimmte ebene Figur beschränkt. Im Gegenteil, es ist wünschenswert, die Platten wellenförmig auszubilden oder an einzelnen Steilen mit Vorsprüngen 4 auf der flachen Platte zu versehen, wie beispielhaft in den Figuren 6 bis 8 dargestellt ist, um das Abgas in eine turbulente Strömung zu versetzen, wodurch ein zufriedenstellender Kontakt mit dem Katalysator sichergestellt wird. Auf diese Weise wird auch eine thermische Deformation des plattenförmigen Netallträgers 2 vermieden. Das Wesentliche ist jedoch, daß die Form so gestaltet wird, daß die Bildung einer turbulenten Strömung des Abgases, das durch das Einlaßrohr 5 in den Katalysatorbehälter einströmt, begünstigt wird, um die Kontaktfläche zwischen dem Abgas und dem Katalysator zu erhöhen und die Kontaktzeit zu verlängern. Die Zwischenräume zwischen benachbarten Netallplattenträgern können entsprechend gewählt werden. Die metallische Haltestruktur 3, die eine zum Hohlen geeignete Form besitzt, hält mehrere plattenförmige metallische Träger 2 und besteht aus einer Anzahl von Kühlrippen 7 und Halteschienen 8. Die Halteschienen 8 weisen mehrere Bohrungen 9 auf, um die katalytische Reaktionsvorrichtung 10 in einer demontierbaren Weise im Katalysatorbehälter 5 zu halten. Die Halteschienen 8 tragen die plattenförmigen Metallträger 2, während die Kühlrippen 7 für eine Kühlung der plattenförmigen Metallträger 2 sorgen, wodurch eine Temperaturerhöhung des Katalysators verhindert wird.
Die vorliegende katalytische Reaktionavorrichtung 10 besteht aus einer Anordnung von plattenförmigen Netallträgern 2, die die Katalysatorzusammensetzung 1 tragen,und einer metallischen Haltestruktur 3, wobei jedoch bei der praktischen Herstellung der Vorrichtung diese in der Weise vibrationssicher gemacht wird, daß zunächst die erfindungsgemäßen Katalysatorzusammensetzungen auf die plattenförmigen Metallträger aufgebracht werden, worauf diese Träger in ein gußeisernes Gehäuse eingebracht oder zwischen 2 metallischen Halteschienen eingeklemmt oder mit den metallischen Halteschienen verschweißt oder verschraubt werden. Das Aufbringen der Katalysatorverbii ungen auf die plattenförmigen Metallträger muß nicht vor dem Zusammenbau der Vorrichtung geschehen. Es genügt, wenn es im Anschluß an den Zusammenbau durchgeführt wird. Man kann auch die katalytische Zusammensetzung auf die Innenseite der Halte struktur 3 aufbringen, und zwar nur auf den Teil, der mit dem Abgas in Berührung kommt. Das Aufbringen kann in gleicher Weise geschehen, wie es oben näher erläutert wurde.
Daneben wird, wann es erforderlich ist, der plattenförmige Netallträger 2 mit verschiedenen Katalysatorverbindungen 1 überzogen, wobei jeder Uberzug einen Katalysator mit verschiedenen Eigenschaften enthält, die sich entsprechend ergänzen. Es gibt verschiedene Katalysatoren, die in ihrer Lçtivierungstemperatur unterschiedlich sind und deren katalytische Wirkung sich auf verschiedene Gase richtet, so daßes möglich ist, eine solche katalytische Reaktionsvorrichtung herzustellen, die gleichzeitig nicht nur für beispielsweise CO und HC,sondern auch für NOx wirksam ist, indem man die verschiedenen Katalysatoren mit unterschiedlichen Eigenschaften in geeigneter Weise kombiniert.
Dieses Ziel kann beispielsweise erreicht werden, wenn man eine Mehrzahl von plattenförmigen Netallträgern 2, wobei jeder mit verschiedenen Katalysatorzusammensetzungen 1 überzogen ist, in denen sich unterschiedliche Katalysatoren befinden, zusammenbaut, oder indem man eine Zusammensetzung einer Mehrzahl von plattenförmigen Metallträgern 2 verwendet, wobei jeder Trä ger mit einer Katalysatorzusammensetzung 1 überzogen ist, die Katalysatoren mit verschiedenen sich gegenseitig ergänzenden Eigenschaften enthält.
Die vorgenannte katalytische Reaktionsvorrichtung wird in einem Katalysatorbehälter 5 installiert, dessen beide Seiten geöffnet sind, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Dieser Katalysatorbehälter 5 hat den gleichen Aufbau wie ein herkömmlicher Behälter 5', der beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist, nachdem die beiden Seitenbleche entfernt worden sind. Das Deckblech 11 und das Bo denblech 12 sind mit gebohrten oder gestanzten Löchern 9' an den Stellen versehen, die den Bohrungen 9 an den Halte schienen 8 der Haltestruktur entsplechen. Vorzugsweise liegen das Deckblech 11 und das Bodenblech 12 in einer parallelen Lage zueinander. Die Innenseite sowohl des Deckbleches 11 als auch des Bodenbleches 12, die mit dem Abgas in Kontakt kommen, können ebenso wie die plattenförmigen Metallträger mit einem Katalysator überzogen sein, der fest an ihrer Oberfläche haftet. Der Katal-satorbehälter 5 und die katalytische Reaktionsvorrichtung 10 werden miteinander verbunden, indem Schraubenbolzen durch die entsprechenden Bohrungen 9 bzw. 9' hindurchgesteckt werden.
Vorzugsweise werden Lei-tbleche Iii, wie in Fig. v dargestellt, zwischen dem Einlaßrohr 6 und der kataly-tischen Reaiionsvorrichtung 10 innerhalb tle Katalysatorbehälters 5 vorgesehen, um die Strömung des Gases zu verteilen. Die Kühlrippen 7 stellen einen Teil der katalytischen Reaktionsvorrichtung dar und ragen von dem Katalysatorbehälter 5 nach außen.
Die Innenseite der auf die beschriebene Weise befestigten Haltestruktur 3 besitzt eine Form, die zur Kühlung geeignet ist, und bildet die Seitenwände für den Strömungskarlal des Abgases.
Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen katalytischen Reaktionsvorrichtung werden die Kühlrippen durch eine Mehrzahl von schichtweise übereinanderliegenden, praktisch llachen Platten 15, die aus einem entsprechenden metall, wie beispielsweise, Eisen, Aluminium, Kupfer usw., bestehen, gebildet, wobei zwischen den Platten jeweils ein ZwisEhenraum verbleibt, wie in den Figuren 9 bis 12 dargestellt ist. Diese flachen Platten 15 werden durch ein Halteblech 16 getragen, welches dazu im rechten Winkel steht, wobei der mittlere Teil 14' dieser Kühlrippenstruktur die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Katalysatorzusammensetzungen 17 trägt, wodurch der den Katalysator enthaltende Bereich 18 gebildet wird. Die katalytische Reaktionsvorrichtung entsprechend dieser Ausführungsform kann so aufgebaut sein, wie in Fig. 12 dargestellt ist, wobei ein Paar Halteplatten 16 vorgesehen sind, die die Kühlstruktur in 3 Sektionen aufteilt, wobei die mittlere Sektion den Teil bildet, der den Katalysator enthält. Diese katalytischen Reaktionsvorrichtungen werden in dem Katalysatorbehälter mittels der Schraube 19 behalten, wie die Figur 11 zeigt. Auf diese Weise wird die den Katalysator enthaltende Sektion im Inneren des Katalysatorbehälters gehalten.
Hit den oben beschriebenen Ausführungsiormen der Erfindung ist es möglich, die Strömung des Abgases auszugleichen und seinen rückdruck gegen die Maschine herabzusetzen. Dariiber ilinaus wird der Ka-tal;sator nicht pulverisiert, und die Anwese-£ilieit der Kiullrippen ,oew.Blrleis-tet immer, daß keine Temperaturehöhung des katalysators und somit seine Verschlechterung auftritt, wodurch die Erfindung sich als sehr wirkungsvoll für die Reinigung von Abgas über eine lange Zeitdauer erweist.
Obwohl die besonderen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung anhand der Reinigung des Abgases von Automobilen beschrieben worden sind, leuchtet ein, daß die Erfindung sich natürlich auch für die Reinigung von anderen Abgasen eignet, wie beispielsweise solchen aus Ofen, Dampfkesseln und solchen Verbrennungsmotoren, die nicht in Automobile eingesetzt werden. Daneben ann natürlich in solchen Fällen, in denen keine Vibration auf tritt und wo es nicht auf den entstehenden Rückdruck ankommt, der Katalysator in der Weise in die Reaktionsvorrichtung hineingebracht werden, daß er als granulierter Katalysator in den Zwischenräumen zwischen den metallischen Platten liegt.
Anhand der folgenden konkreten Beispiele soll die Erfindung naser erläutert werden, die natürlich den Rahmen der Erfindung in keiner Weise einschränken.
Beispiel 1 180 g Xylol wurde zu 190 g einer 50%igen Lösung eines nicht flüchtigen Siliconharzes hinzugegeben, worauf die sich ergebende Lösung mit dem gleichen Gewicht (nämlich 370 g) eines pulverisierten Katalysators (bestehend aus 80 Teilen Nangandioxyd und 20 Wismutsesquioxyd) vermischt und gerührt wurde, wodurch man einen Schlamm erhielt.
Anschließend werden 780 g Carborundumpellets mit 4 mm Durchmesser und 4 min Länge dem Schlamm hinzugegeben, worauf dieser mitteils eines rotierenden Mischers gründlich vermischt wurde, wodurch der Schlamm an der Oberfläche der Pellets anhaftete. Diese Pellets, die mit dem Schlamm überzogen waren, wurden in einen Brennofen gebracht und dort bei etwa 5000 während 30 Minuten getrocknet, worauf sie zunächst während 90 Minuten auf 15000 und anschließend während weiterer 30 minuten auf 450 bis 5000C erhitzt wurden. Durch das hier beschriebene Verfahren wurden 1040 g eines pelletförmigen erhalten, au dessen Oberfläche der pulverisierte Katalysator fest anhaftete. Dieser zeigte eine zufriedenstellende katalytische Wirkung Beispiel 2 Indem Butanol zu Tetrabutyltitanat mit einem Polymerisationsgrad im Bereich von 400 bis 600 hinzugegeben wurde, wurde eine Lcsung prapariert, die eine Konzentration von 20%, bezogen auf das Titanat, aufwies. 950 g eines pulverförmigen Katalysators, bestehend aus 50 Teilen Mangandioxyd, 15 Teilen Wismutsesquioxyd und 35 Teilen pulverisiertem Kupfer, wurden zu 500 g der erwähnten Lösung hinzugegeben und darin dispergiert. Daraufhin wurden 2000 g Tonerdepellets mit 2mm Durchmesser und 5 mm Länge in die sich ergebende Dispersion hineingegeben und damit vermischt. Der Träger, der auf diese Weise mit dem Schlamm, der den pulverförmigen Katalysator enthielt, überzogen wurde, wurde allmählich durch Erhitzen getrocknet und daraufhin 30 Minuten lang auf 450 bis 330°C erhitzt. Durch das hier beschriebene Verfahren erhielt man 2800 g eines der eine z@irieuer verhende katalysche Wirkung besaß.
Beispiel 3 I@@@@@@@@@@@@@@uit As @@ilicat i@ Gewichtsverhält@is 1:1 ver-@@@@@@@@@@@@@@@a@@@@@@@@leicher@@@@tal cator vie i Beispiel 1 @@@@@ügt@@@@@@@deri@@li pergierte, wurde ein Sc@@@@m gebildet.
Ein aus T@@@rdezem@@@@est@@ender zylindrischer Träger mit einem Durchme@@er @@@@@ cm und einer Länge von 10cm, der eine vie @a@@ ve@@@äng@@@@rugen aufwles, wurde in den Schlamm eingetauent, uer@@@@onl a@@der Oberflüche @@@ Träger @@@@@@ auch @m ha@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@tete. Anschlie@@@@@wurd@@@@@@@@Träger aus @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@er@u@@@la@mga@durch@@@@armen getr@cknet, worauf er einer Hitzebehandlung bei 500 bis 60000 unterworfen wurde. Durch dieses Verfahren erhielt man einen bienenwabentormigen Die katalytische Wirsamkeit dieses erwies sich als zufriedenstellend.
Beispiel 4 Diese Ausführungsform dient dem Zweck, den Wirkungsgrad des Katalysators, der nach dem erfiniungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist, mittels eines Reinigungstestes für das Abgas von Automobilen zu bestimmen.
250 g eines jeden wie sie nach den Beispielen 1, 2 und 3 hergestellt worden waren, und ein handelsüblicher Oxydationskatalysator "Hopcalite" (wesentliche Bestandteile: Nanganoxyd, Kupferoxyd, Silberoxyd etc) wurden in ein Rohr mit einem inneren Durchmesser von 50 mm jeweils eingebracht und darin in einer solchen Weise angeordnet, daß sie der Strömung des Abgases nur einen geringen Widerstand entgegensetzten.
Das uspuffgas ßzusammensetzung: CO 5%, o, 5%, C°2 9%, N2 78%, Kohlenwasserstoffe (in Form von n-Hexan) 500 ppm, andere 75b3, das von einem Benzinmotan der mit verbleitem Benzin betrieben wurde, entnommen wurde, leitete man durch diese Rohre bei einer Temperatur vin 400 bis 500°C und mit einer Dorchsatzgeschwindigkeit von 100 1 pro Minute. Um die Bedingungen für die Strömung des Abgases zum Zwecke der Bestimmung der Wirksamkeit den eigentlichen Erfordernissen anzupassen, wurden die Experimente auf der Basis einer unterbrochenen Versuchsdauer durchgeführt.

Der Vorgang wurde in der Weise wiederholt, daß das Abgas kontinuierlich während 8 Stunden eines Tages strömte, worauf der Strom anschließend während 16 Stunden eingehalten wurde. Daran schloß sich wieder ein kontinuierlicher Strom, wie oben angezeigt, dr1. ble Konzentrationen sowohl von CO als auch der Kohlenwasserstoffe in Form von n-Ifexan wurden sowohl am Einlaß als auch an Auslaß des Rohres mit Hilfe eines nicht streuenden Infrarotstrahl-Analysiergrerätes (NDIR) analysiert. Die Ergebnisse der Versuche werden in der folgenden Tabelle 1 dargestellt. T a b e l l e 1

Konzentration von CO Konzentration von Kohlenwasser-

Katalysat @@ in gereinigten Gas (%) stoffen im gereinigten Gas (ppm)

@@ 10 50 100 200 300 400 10 50 100 200 300 400

Std. Std. Std. Std. Std. Std. Std. Std. Std. Std. Std. Std.

mehr als

@@ 400 Std. 0 0 0 0 0,1 0,2 25 30 35 40 40 45

mehr als

@@ 400 Std. 0 0 0 0 0,5 0,6 25 30 40 40 50 50

mehr als

@@ 400 Std. 0 0 0 0 0,4 0,5 25 25 30 35 45 50

mehr als

@@ 50 Std. 1,0 - - - - - 30 245 - - - -

@@ @eits@@er zeigt die Anzahl von Stunden an, während welcher die Konzentration von CO im gereinigten Gas unter 2% verblieb und die konzentration der Kohlenstoff @@ (in Form von n-hexan) unter 50 ppm gehalten wurde.

Beispiel 5 Die Innenseite eines Auspuffsystems eines Autos wurde in eine Katalysatorzusammensetzung entsprechend der nachfolgenden Vorschrift eingetaucht. Sie wurde anschließend bei Rauntemperatur getrocknet und daraufhin einem Einbrennvorgang bei 45000 während einer Dauer von 4 Stunden unterworfen. Anschließend wurde ein Abgas eines Benzinmotors mit einer Temperatur im Bereich von 400 bis 500°C das etwa 5% freien Sauerstoff enthielt, mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von 100 1 pro Minute in den Auspuff eingeführt. Die Kozentrationen von CO am Einlaß und am Auslaß wurden gemessen. Die Ergebnisse einer auf diese Weise durchgeführten Versuchsreihe werden in der folgenden Tabelle 2 dargestellt.

Vorschrift für die Katalysatorzusammensetzung:

Katalysator [MnO2 : Pb3O4 : V2O5 = 50 : 50 : 10]

Thermostabile Farbe Titanoxid 10% zu mischen

Chromoxyd 20%| | unter einem

Gewichtsver-

Tonerde 35% hältnis 50:50

flüssiges

Siliconharz mit

einer Zyclohexan-

bindung Rest

Tabelle 2

Meßstelle Konzentratuon von CO

(%)

Versuch 1 Einlaß des Auspuffs 7,2

Auslaß des Auspuffs 1,3

Versuch 2 Einlaß des Auspuffs 4,8

Auslaß des Auspuffs 0,9

Wie sich aus der vorstehenden Tabelle 2 ergibt, zeigt ein Auspuff, der die Katalysatorzusammensetzung nach der Erfindung trägt, eine überragende Wirksamkeit bei der Reinigung von Kohlenmonoxyd, weshalb er sich für die Unschädlichmachung von Auspuffgas eignet.

3beispiel 6 Die Innenseite eines Auspufftopfes eines Auspuffsystems von einem Auto wurde mit einer Katalysatorzusammensetzung, bestehend aus dem Katalysator und einer thermostabilen Barbe, wie sie nachfolgend erläutert ist, überzogen. Daraufhin wurde Raumtemperatur getrocknet und einer weiteren Hitzebehandlung bei 35000 während einer Dauer von 3 Stunden unterzogen. Im Anschluß daran wurde das von einem Benzinmotor entweichende Abgas mit einer Temperatur im Bereich von 400 bis 50000 und einem Gehalt von etwa 5% freien Sauerstoffes in diesen Auspufftopf unter einer Durchsatzgeschwindigkeit von 100 1 pro Minute eingeführt.
Die Konzentrationen von CO am Einlaß und am Auslaß wurden gemessen, Die Ergebnisse einer Versuchsreihe, die auf diese Weise durchgeführt wurde, werden in der folgenden Tabelle 3 dargestellt.

Vorschrift für die Katalysatorzusammensetzung:

Katalysator lMnO2 : Bi203 = 50 : 508

Thermostabile Farbe

/Titanoxyd 15% zu mischen im

Chromoxyd 5% Gewichtsverhältnis

Tonerde 30s 50 : 50

flüssiges Sili-

conharz mit Rest

Zyclohexan-

bindung

Tabelle 3

Meßstelle Eonzentration von CO

(%)

Einlaß des Auspuffs 7,2

Versuch 1 Auslaß des Auspuffs 1,4

Einlaß des Auspuffs 4,9

Versuch 2 Auslaß des Auspuffs 1 0,9

Beispiel 7 1. Versuch: Pellets eines Katalysators bestehend aus 50 Gewichtsteilen Mangandioxyd und 50 Gewichtsteilen Bleioxyd wurden in einen herkömmlichen Katalysatorbehälter aus Eisen eingebracht, der in das Auspuffsystem eines Autos eingebaut wurde.

2. Versuch: Ein Schlamm, den man erhielt, indem man einen pulverförmigen Katalysator mit den gleichen Zusammensetzungen wie im Versuch 1 in der gleichen F1üssiweIte in Beispiel 3 dispergierte, wurde auf die Platten der den Katalysator enthaltenden Sektion der in Big. 10 dargestellten erfindungsgemäßen Reaktionsvorrichtung aufgebracht und auf dieserfleingebrannt. Die Vorrichtung wurde daraufhin in einen eisernen Katalysatorbehälter eingebaut, der wiederum in das Auspuffsystem eines Automobils in der gleichen Weise wie in Versuch 1 eingesetzt wurde.
3. Versuch: Die gleichen Pellets des Katalysators wie in Versuch 1 wurden in die Zwischenräume der den Katalysator enthaltenden Sektion der gleichen Vorrichtung wie in Versuch 2 eingebracht, woran anschließend die Vorrichtung in das Auspuffsystem eines Automobils in der gleichen Weise wie in Versuch 2 eingebaut wurde.
Bei jedem der vorstehend beschriebenen Versuche wurde das Äußere des Katalysatorbehälters der Kühlung mittels eines Gebläses unterworfen und die Temperatur einer jeden Katalysatorlage wurde gemessen. Die Versuchsergebnisse werden in der folgenden Tabelle 4 dargestellt.

Tabelle 4

Temperatur Temperatur der Katalysatorschicht

des Aus-

versuch | puffgases

am Eingang nach 10 Hin nach 30 Hin nach 60Min.

Katalysatoa

Versuch 1 350 - 40000 600-650°C 950-1000°C verdirbt

Versuch 2 450-500°C 500- 55000 500-550°C

Versuch 3 1 500-550 0 550-650°C 550-650 0

wie aus der vorstehenden Tabelle 4 deutlich wird, verhindert der einsatz einer katalytischen Reaktionsvorrichtung nach der Erfin-CUn- ein ueberhitzen der Katalysatorschicht und führt somit zum gewünschten Erfolg.

Im Falle des Einsatzes einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 4 beschrieben ist, wurde praktisch das gleiche Ergebnis, wie oben angezeigt, erhalten.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Durch Disper?ieren eines pulverförmigen Katalysators erhaltene Katalysatorzusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator mindestens 5 Gew.-% eines hydrierten Oxydes oder Oxyde (der Formel MeOOH, wobei Me = Fe, Ni oder Mn darstellt) oder Mangandioxyd enthält und in einer organischen Lösung mit einem Gehalt an mindestens einer der Verbindungen Alkoxytitanat, alkoxy-substituiertes Organosilan und Dimethylpolysiloxan dispergiert ist.

2. . Katalysatorzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pulverisierte Eatalysator Manganoxyd oder -oxyde und Bleioxyd oder -oxyde oder Manganoxyd oder -oxyde und Wismutoxyd oder -oxyde als wesentliche Bestandteile enthält.

Katalysatorzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Zusatz einer organischen Aluminiumverbindung bis zum Betrag von weniger als 10% des in der organischen Lösung enthaltenen Alkoxytitanats, alkoxy-substituierten Organosilans und Dimethylpolysiloxans.

Katalysatir, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorzusammensetzung gemäß Anspruch 1 auf der Oberfläche eines Katalysatorträgers aufgetragen, getrocknet und eingebrannt ist.

Katalysatorzusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer hitzebeständigen Farbe besteht, wobei als Trägermaterial eine flüssige Komponente mit einer Siloxanbindung und ein pulverisierter Katalysator eingesetzt werden.

6. Katalysatorzusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine hitzebeständie Farbe enthält, die als Trägermaterial eine flüssige Komponente mit einer Siloxanbindung besitzt und außerdem mindestens eine der Verbindungen Titanoxyd, Chromoxyd, Tonerde, Manganoxyd, Zirkoniumoxyd und/oder Äthylsilicat enthält.

7. Katalysatorverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der pulverisierte Katalysator Manganoxyd oder -oxyde und Bleioxyd oder -oxyde oder Manganoxyd oder -oxyde und Wismutoxyd oder -oxyde als wesentliche Bestandteile enthält.

8. Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorzusammensetzung gemäß Anspruch 5 auf der Oberfläche eines Trägers aufgebracht, getrocknet und eingebrannt ist.

9. Verfahren zur Reinigung von Abgas, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Katalysator zur Reinigung von Kohlenmonoxyd . enthaltendem Abgas aufweisende Katalysatorzusammensetzung teilweise oder vollständig auf die innere Oberfläche eines Abgassystems, durch welches das Abgas hindurchströmt, aufgetargen wird.

10. Verfahren zur Reinigung von Abgas nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorzusammensetzung gemäß Anspruch 2 verwendet wird.

11. Verfahren zur Reinigung von Abgas gemäll Anspruch , dadurch gekennzeichnet, daß eine Katalysatorzusammensetzung gemäß Anspruch 7 verwehdet wird.

12. Verfahren zur Reinigung von Abgas gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Teiles des Abgassystems Zwischenwände oder Hindernisse vorgesehen sind, auf welche eine Katalysatorzusammensetzung fest aufgebracht ist.

13. Katalytische Reaktionsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Metallplatten (2) lagenweise in einem Abstand voneinander innerhalb einer auf beiden Seiten kühlbaren metallischen Haltestruktur (3) befestigt ist, wobei eine oder mehrere Katalysatorzusammensetzungen (1) auf den Metallplatten (2) aufgebracht sind oder pelletförmige Katalysatoren iii den Zwischenräumen zwischen den Metallplatten (2) liegen.

14. , Katalytische Reaktionsvorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatten (2) die Katalysatorzusammensetzung gemäß Anspruch 1 tragen.

15. Katalytische Reaktionsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatten (2) die katalytische Zusammensetzung gemaß Anspruch 5 tragen.

16. Katalytische Reaktionsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, da1J eine Mehrzahl von Metallplatten (15) lagenweise in einem Abstand voneinander mittels einer oder einem Paar senkrecht dazu liegender Halteplechen (iö) gehalten werden, wobei eiite oder mehrere Katalysatorzusammensetzungen auf einen Teil der Platten (15) aufgebracht sind oder pelletförmige Katalysatoren in den Zwischearäumen zwischen den Metallplatten (15) liegen.

17. Katalytische Reaktionsvorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Platten (15) die Katalysatorzusammensetzung gemäß Anspruch 1 aufgebracht ist.

13. Katalytische Reaktionsvorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Platten (15) die Katalysatorzusammensetzung gemäß Anspruch 5 aufgebracht ist.

L e e r s e i t e