DE2247254A1

DE2247254A1 - Katalysatoren-traeger

Info

Publication number: DE2247254A1
Application number: DE19722247254
Authority: DE
Inventors: Calvin Eric Silverstone; Alan John Surrall
Original assignee: British Leyland Truck and Bus Div Ltd
Current assignee: British Leyland Truck and Bus Div Ltd
Priority date: 1971-09-30
Filing date: 1972-09-27
Publication date: 1973-04-05
Also published as: JPS4842988A; FR2154678A1

Description

27A7254

PATENTANWÄLTE «. «- τ «- ^ τ

Dipl.-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCH MI ED-KOWARZIK DipK-lng. G. DANNENBERG ■ Dr. P. WEINHOLD ■ Dr. D. GUDEL

281134 . 6 FRANKFURT AM MAIN

287014 GR. ESCHENHEIMER STRASSE 39

26. September 1972
Da/is

British Leyland Truck and Bus Division Limited Hough Lane, Leyland, Lancashire, England

Katalysatoren-Träger

Die Erfindung betrifft Katalysatoren-Träger, die über lange Zeiträume Gasen von hoher Temperatur ausgesetzt werden können. Solche Träger werden in sogenannten katalytischen Konvertern benötigt, die für den Einbau in Abgassysteme von Kraftfahrzeugen entwickelt wurden mit dem Ziel, den Bestimmungen zur Abgasüberwachung zwecks Verminderung der Luftverseuchung gerecht zu werden.

Regenerative Wärmetauscher, wie sie In Kraftfahrzeugturbinen laufend verwendet werden, um den Kraftstoffverbrauch herabzusetzen, weisen normalerweise ein wabenartiges Gebilde aus einem glaskeramischen Material, 2.B. Lithiumaluminiumsilikat_p auf. Ein ähnliches wabenartiges Gebilde aus dieseii Material ist auch als Katalysatorenträger in einem katalytischen Konverter verwendet wordeng der zum Reduzieren oder Oxydleren

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von Bestandteilen des Abgases einer Brennkraftmaschine mit dem Ziel, den Bestimmungen der Abgasüberwachung zu entsprechen, dient.

Ein Material, das wesentlich höheren Temperaturen als das vorerwähnte glaskeramische Material widerstehen kann» wird gegenwärtig für Wärmetauscher von Kraftfahrzeugturbinen entwickelt, und es wurde nun gefunden, daß es auch als Katalysatoren-Träger Vorteile gegenüber Lithiumaluminiumsilikat aufweist. Das betreffende Material, das Siliziumnitrid (Sl, N^) ist, verhält sich über einen weiten Bereich von Katalysatoren stabil und weist, reaktions-gesintert, eine sehr feine Porosität auf, die es mechanisch als Katalysatoren-Träger geeignet macht.

Ein Katalysatoren-Träger nach der Erfindung zur Verwendung in einem katalytischen Konverter zum Oxydieren oder Reduzieren von Bestandteilen des Abgases einer Brennkraftmaschine ist gekennzeichnet durch ein poriges Gebilde aus Siliziumnitrid, das mit einem Katalysator beschichtet oder imprägniert ist, und das eine Vielzahl von Strömungskanälen für das Abgas aufweist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der schematischen Zeichnung näher beschrieben, die perspektivisch und teilweise aufgebrochen einen Katalysatoren-Träger nach der Erfindung zur Verwendung in einem katalytischen Konverter zum Oxydieren oder Reduzieren von Bestandteilen des Abgases von Brennkraftmaschinen zeigt.

Der In der Zeichnung dargestellte Katalysatoren-Träger, welcher den Kern bzw. die Matrix des vorerwähnten katalytischen Konverters bildet, weist ein poröses Gebilde 1 aus Siliziumnitrid auf, das mit einem Katalysator beschichtet oder imprägniert ist und das eine Vielzahl von

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Strömungskanälen 2 für das Abgas aufweist. Die Strömungskanäle 2 werden von Wellungen gebildet, die quer zur Länge einer gewellten Bahn 3 liegen, welche zusammen mit einer benachbarten glatten (d.h. nicht-gewellten) Bahn 4 spiralig um einen festen zylindrischen Kern 5 gewickelt ist·, der als Grundform dient.

Die Herstellung des Matrix-Gebildes-1 aus Siliziumnitrid erfolgt in bekannter Weise und vorzugsweise nach einem Verfahren wie dem in der britischen Patentschrift 1 238 551 offenbarten (welche die analoge Herstellung einer scheibenförmigen Matrix aus Siliziumnitrid für einen umlaufenden regenerativen Wärmetauscher beschreibt). Die Dimensionen der Strömungskanäle 2 sind ähnlich bzw. im wesentlichen gleich denjenigen bei der gewellten Matrix des vorerwähnten Wärmetauschers. Der Durchmesser des annähernd zylindrischen Gebildes 1 wird jedoch durch die Abgasströmung der Brennkraftmaschine bestimmt, an der der katalytische Konverter angebracht wird, undmuß so bemessen werden, daß die Gasgeschwindigkeit durch die Strömungskanäle 2 in der Größenordnung von etwa 4,50 m (15 Fuß) je Sekunde liegt.

Die Länge der Strömungskanäle 2 bestimmt sich nach der für die jeweilige katalytische Umwandlung erforderlichen Zeit und liegt nominal in der Größenordnung von etwa 25 mm ( 1 Zoll) für jede erforderliche Reaktion. Die für jede vollständige Reaktion erforderliche Zeit beträgt nämlich etwa 0,005 Sekunden. Daraus ergibt sich bei der vorgeschriebenen Strömungsgeschwindigkeit durch die Kanäle 2, daß die Weglänge ungefähr 25 mm betragen muß, um die vollständige Reaktion durchzuführen. Falls mehrere Reaktionen durchgeführt werden sollen,' deren jede einen anderen Katalysator benötigt, müssen etwa 25 mm Länge des Katalysatoren-Trägers für jede Reaktion vorgesehen werden. Da die Reaktionen normalerweise hintereinander durchgeführt werden, bestimmt sich die Gesamtlänge des Katalysatoren-Trägers nach der Anzahl der durchzuführenden Reaktionen.

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Claims

Patentanspr Uc h e :

1. Katalysatoren-Träger zur Verwendung in katalytischen Konvertern zum Oxydieren oder Reduzieren von Bestandteilen des Abgases einer Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch ein poriges Gebilde (1) aus Siliziumnitrid_r das mit einem Katalysator beschichtet oder imprägniert ist, und das eine Vielzahl von Strömungskanälen (2) für das Abgas aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (2) in dem Gebilde aus Siliziumnitrid durch Wellungen gebildet sind, die quer zur Längsrichtung einer gewellten Bahn (3) liegen, welche zusammen mit einer benachbarten, nicht gewellten Bahn (4) spiralig um einen festen zylindrischen, als Form dienenden Kern (5) gewickelt ist.

Patentanwalt:

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