DE2307312A1

DE2307312A1 - Verfahren zur reinigung von fahrzeugabgasen und geraet und material zur durchfuehrung desselben

Info

Publication number: DE2307312A1
Application number: DE19732307312
Authority: DE
Inventors: Henry Charles Nottage
Original assignee: HEWSON WINIFRED; NOTTAGE CHARLES HENRY; SAW MALCOLM JOHN BLOFIELD
Current assignee: HEWSON WINIFRED; NOTTAGE CHARLES HENRY; SAW MALCOLM JOHN BLOFIELD
Priority date: 1973-02-14
Filing date: 1973-02-14
Publication date: 1974-08-22

Description

Verfahren zur Reinigung von Fahrzeugabgasen und Gerät und Material zur Durchführung desselben.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von Fahrzeugabgasen und insbesondere auf ein Gerät zur Reinigung der Fahrzeugabgase, das für die Anbringung an das Auspuffrohr des Fahrzeuges geeignet ist.
Die Reinigung der Abgase aus dem Verbrennungsvorgang in dem Motor ist ein Gebiet, das zunehmend an Bedeutung in vielen Ländern der Welt gewinnt. So wie immer mehr rauchfreie Brennstoffe, elektrische Heizapparaturen, usw., die steigende Luftverschmutzung, verursacht durch Kamine von Haushalten und Fabriken, vermindern, so wächst andererseits die Verschmutzung durch Fahrzeugabgase, weil die Verkehrsdichte (besonders der mit Diesel angetriebenen Fahrzeuge) auf den Straßen immer mehr anschwillt.
Fahrzeugabgase sind zweifelsohne eine Gefahr für die Gesundheit, weil sie fast immer in den unteren Luftschichten (ein oder zwei Fuß über dem Boden) ausströmen und Substanzen (in verschiedenen Mengenanteilen) enthalten, von denen bekannt ist, daß sie gesundheitsschädlich sind, z. B. Schwefeldioxyd, Stickstoffoxyde, und andere Stoffe, die, obwohl sie nur in Spuren ausgestoßen werden, die Schleimhäute in den Bronchien reizen. Es ist auch gezeigt worden, daß Autoabgase (besonders von Dieselmototen) Spuren von krebserzeugenden Kohlenwasserstoffen enthalten.
Es gibt mehrere Methoden für die Kontrolle (in verschiedenem Maße) der giftigen Auspuffgase und ganz unabhängig vom Gebrauch irgendeines Typs von Abgasreinigungsgeräten kann sehr viel für die Verminderung dieser Gefahr durch geeignete Wartung der Fahrzeuge gemacht werden, so z. B. durch Erneuerung abgenutzter9 beschädigter oder falsch eingestellter Einspritzdüsen, Pumpen, Dichtungen usw.
Auch das praktizierte Verfahren, einen ziemlich schwachen Motor in eine große und schwere Karrosserie einzubauen, was dann zu einer Uberbelastung führt, und Versuche, dann die Motorkraft über das Normale hinaus zu steigern, indem man dem Motor zuviel Kraftstoff zuführt, der nicht vollständig verbrennt wird, tragen zu beträchtlicher Rauchentwicklung aus dem Auspuff bei.
Alle Kraftstoffe werden entweder durch das Cracking von Erdöl oder durch Destillieren von Kohle hergestellt und bestehen hiaptsächlich aus Kohlenwasserstoffen (das sind chemische Verbindungen, die nur Yasserstoff und Kohlenstoff enthalten).
Diese Kohlenwasserstoffe sind von unterschiedlicher Art, z. B.
aromatische, paraffinische, naphthalinische und olefinische.
Zusätzlich sind kleine Mengen anderer Substanzen vorhanden, solche wie Schwefelverbindungen, Blei und I#osphorverbindungen (hinzugefügt, um Klopfen und Oxidationserscheinungen zu verhindern), Stickstoffverbindungen und Alkohole.
Was den Verbrennungsvorgang anbetrifft, werden Kohlenwasserstoffe mit Luft verbrannt und falls der Sauerstoffanteil ausreicht und falls die Temperatur hinreichend hoch ist, sollte theoretisch eine vollständige Verbrennung zu Kohlendioxyd und Wasser sich ergeben. Auch Schwefel wird zu Schwefeldioxyd oxidiert und Stickstoff zu Stickstoffoxyd und die Alkohole zu Aldehyden.
In der Praxis Jedoch ist dieser Prozeß im Verbrennungsraum aus welchem Grunde auch immer niemals vollständig. Das bedeutet, daß anstelle der vollständigen Verbrennung zu Kohlendioxyd auch die unvollständige Verbrennung zu Kohlenmonoxyd stattfindet und in Fällen sehr unvollständiger Verbrennung der Kohlenwasserstoffe wird nur Kohlenstoff produziert, wovon der schwarze Rauch (wegen der Kohlenpartikel) aus dem Auspuff zeugt.
Dieselöle bestehen aus Kohlenwasserstoffen von höherem Molekulargewicht und haben größeres spezifisches Gewicht als Benzin und da die Leistung die aus der Verbrennung gewonnen wird, mehr vom Brennstoffgewicht, das den Zylindern zugeführt wird, als vom Volumen abhängt, ist die Verschmutzung der Luft, verursacht durch die Verbrennung von Dieselölen, größer als die Verschmutzung, die durch die Verbrennung von Benzin erzeugt wird.
Nun folgen in zusammengefaßter Form die Prozesse, welche bei der Verbrennung Jener Kraftstoffe stattfinden, die die Stoffe abgeben, die bei der vollständigen und teilweisen Verbrennung entstehen, so wie es in der Praxis angetroffen wird.
(1) Kohlenstoff in elementarer Form. Verursacht schwarenz Rauch (14,1 mg/m3 (0,4 mg/cu.ft.) gibt gerade sichtbaren Rauch; 63,5 mg/m3 (1,8mg/cu.ft.) ergibt schwarzen Rauch).
(2) Kohlenmonoxyd. Sehr giftig. Verbindet sich mit dem Hämoglobin des Blutes und ergibt Carboxyl-hämoglobin, das die sauerstofftragenden Eigenschaften des Blutes in den Arterien vermindert.
(3) Kohlendioxyd. Gesundheitsschädlich in den Mengen, die vom Fahrzeugauspuff erzeugt werden.
(4) Aldehyde. Entstehen bei der unvollständigen Verbrennung von Alkoholen. Tragen zum Geruch der Abgase bei und reizen auch Augen, Nase usw.
(5) Schwefeldioxyd. Säurebildend. Giftig.
(6) Stickstoff (in elementarer Form). Gesundheitsschädlich.
(7) Sticksotffoxyde. Säurebildend. In kleinen Mengen.
(8) Wasserdampf.
(9) Wasserstoff. Wegen der unvollständigen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen. In Verbindung mit (1).
(10) Kleine Mengen unverbrannter Kohlenwasserstoffe. (über 200 von diesen sind identifiziert worden, machen insgesamt über 0,2 % des räumlichen Anteils der Abgase aus, einschl. im Verhältnis 3:4 Benzpyren und Dibenzanthracen, die bekanntlich krebserregend sind, wie es sich bei Tierversuchen herausstellte). Diese Substanzen ergeben schwarze, schmierige Ablagerungen an Stellen um den Auspuff.
(11) Leichtflüchtige Bleiverbindungen. Den Kraftstoffen zugefügt, um Klopfen zu verhindern. Sehr giftig.
(12) Leichtflüchtige Phosphorverbindungen. Den Kraftstoffen zugefügt, um Oxidation zu verhindern.
Vorrichtungen für die Reinigung der Abgase sind bekannt und können in drei Typen klassifiziert werden: #a) Vorrichtungen zur weiteren Verbrennung der Abgase durch einen Prozeß der Nachbrennung.
(b) Vorrichtungen, die die Abgase durch Behälter leiten, die ihrerseits Stoffe enthalten, die auf katalytischem Wege jene Verbindungen oxydieren, die weiter oxydiert werden können.
(c) Vorrichtungen, die die Abgase durch Substanzen leiten, wobei die Substanzen eine Absorptionsfähigkeit aufweisen und auf einen Teil der Abgase und auch auf andere Stoffe wirken.
Jedoch sind die Vorrichtungen, die bisher für solche Anwendungen nützlich waren, nicht für die Befestigung am Auspuffrohr von Fahrzeugen geeignet gewesen und haben auch nicht den Wirkungsgrad der Vorrichtung der gegenwärtigen Erfindung.
Man hat jetzt gefunden, daß eine hochwirksame Reinigung der Autoabgase erreicht werden kann, wenn man das Gas durch eine Apparatur leitet, die am Ende des Auspuffrohrs befestigt ist. Die Apparatur enthält aktivierte Holzkohle, ein poröses niinöralsiches Material, das Temperaturen bis 3000C verträgt, Kuprochlorid und vorzugsweise aktiviertes Aluminiumoxyd. Diese Chemikalien gibt es in Tabletten oder Partikelform, um den Abgasen eine große Oberfläche zu bieten. Beim Durchgang der Abgase durch die Chemikalien ist den Gasen deswegen ein großer Anteil giftiger und unerwünschter Stoffe entzogen worden. Die Prozesse, die sich bei dieser Reinigung der Abgase abspielen, schließen chemische Reaktionen, katalytische Oxydation, Absorption und Adsorption mit ein.
Solch eine Apparatur hat nicht nur die verbesserte Wirksamkeit gegenüber den bekannten Apparaturen, sondern kann an alle Typen von Motorfahrzeugen nach oder während ihrer Herstellung angebracht werden. Die verwendeten Chemikalien sind,-nachdem sie eine gewisse Zeit in Gebrauch waren, gesättigt und giftig, was nach etwa 5000 gefahrenen Meilen der Fall ist. Deshalb sind sie in einem durchlöcherten Behälter aufbewahrt,der z. B. durch einen lösbaren Bajonettverschluß in der Apparatur montiert ist. Der Behälter kann in einem Käfig aus Streckmetall bestehen. Wenn die Chemikalien verbraucht sind, ist er leicht aus der Apparatur zu demontieren und wegzuwerfen.
Ein Ersatzbehälter, der frische Chemikalien enthält ( d. h.
eine Ersatzfüllung) wird dann an seinen Platz montiert.
Gemäß der Erfindung ist eine Apparatur zur Reinigung von Fahrzeugabgasen vorhanden, die folgendes enthält: (a) Ein Gehäuse mit Ein- und Auslaß.
(b) Befestigungsmittel zum Anbringen des Einlasses an die Auspufföffnung des Fahrzeuges, (c) einen durchlöcherten Behälter, lösbar montiert mit dem Gehäuse und (d) ein chemisches Reinigungsmittel in dem Behälter, wobei das Reinigungsmittel in Tabletten oder in Partikelform vorliegen kann und aus bis 300 0C stabilem porösem mineralsichem Material, Huprochlorid und aktivierter Holzkohle besteht.
Weiter liefert die Erfindung eine Methode zur Reinigung der Fahrzeugabgase, die darin besteht, daß das Gas durch ein chemisches Reinigungsmittel strömt, das in Partikel-oder Tablettenform vorliegt und aus aktivierter Holzkohle, porösem bis 3000C stabilem mineralischem Material und Kuprochlorid besteht.
Weiterhin liefert die Erfindung ein chemisches Reinigungsmittel zum Reinigung der Fahrzeugabgase, das in Partikel-oder Tablettenform vorliegt und das aus aktivierter Holzkohle, einem porösen bis 3000C stabilen mineralischem Material und Kuprochlorid besteht.
Vorzuziehen sind Reinigungsmittel, die auch aktiviertes Aluminiumoxyd enthalten.
Das poröse mineralische Material muß bei hohen Temperaturen (d. h. bis 300°C hinauf) stabil sein, weil es sonst von den heißen Abgasen zerstört werden würde. Eine bevorzugte Form des mineralischen Materials zum Gebrauch in der gegenwärtigen Erfindung ist ein besonders behandeltes (imprägniertes ) Gebilde aus Meerschaum (unter anderem bekannt als Sepiolith). Kieslguhr, Kieselerde und Serpentin sind Alternativen zum Meerschaum. Meerschaum ist eins von mehreren natürlich vorkommenden wasserhaltigen Magnesiumsilikaten.
Seine chemische Zusammensetzung wurde zu H4Mg2Si3010 (oder Mg2Si308 . 2H20) bestimmt. Der Behälter kann Meerschaumgranulat enthalten, das ungefähr eine Korngröße von 1/4" besitzt. Dieses Granulat kann jedoch in Bezug auf die Korngröße variieren, gemäß der Löcher im Streckmetall, aus dem die Behälter oder Käfige vorzugsweise gefertigt werden.
In den kleineren Käfigen für Benzinmotoren, z. B. 2 1/4" Durchmesser, wird die Korngröße sehr viel kleiner sein als in den Käfigen für Dieselmotoren mit 6" Durchmesser.
Das ist deswegen notwendig, weil die Größe der Löcher gemäß der Größe der Anlage, für die die Käfge gebraucht wird, wächst.
Die Korngröße muß so groß sein, daß das Granulat nicht durch den Druck der Auspuffgase aus den Öffnungen des Streckmetalishinausgeblasen werden kann.
Dieses Granulat wird unter besnnderer Berücksichtigung der Erfindung behandelt, indem es einer Lösung von Salzsäure, Kuprochlorid und Byclohexanol ausgesetzt wird. Eine Vermischung kann durch Rotation erreicht werden. Dieses Granulat, in geeigneter Korngröße gemäß der Größe der Löcher im Käfig kann nun so lange durchtränkt werden, bis die volle Sättigung des Granulats erreicht wird. Es ist vorzuziehen, die Zeit für diesen Vorgang länger als 24 h zu bemessen. Die zurückgebliebene Flüssigkeit im Tank ist dann wegzuschütten und das Granulat wird in einen anderen Behälter oder Tank zum Austrocknen gegeben. Die Mischung ist dann fertig.
Es ist sehr wünschenswert, daß, wenn einmal die durchlöcherten Behälter oder Hülsen mit dieser chemischen Substanz gefüllt sind, sie in Kunststofftaschen (aus Polyäthylen) gepackt werden sollten, um die Absorption der Luftfeuchtigkeit möglichst gering zu halten. Diese Vorsichtsmaßnahme gilt nur für die Ersatzfüllungen. Sie gilt nicht für Hülsen, die schon in den äußeren Metallkäfig geschoben wurden, der sich an der Auspuffanlage befindet.
Die Verwendung von Hexanol ist wichtig, weil Meerschaum zerfällt, wenn es dem Wasser ausgesetzt wird - Meerschaum wird dann zu Schlamm. Das Cyclohexanol bewahrt es vor seiner Aufweichung.
Meerschaum kann auch mit einer Lösung aus Phosphorsäure anstelle von Salzsäure behandelt werden, aber das ist nicht so wirksam.
Meerschaum ist vorzugsweise in Form von weichem, porösem Granulat zu gebrauchen, das aus Stücken hexagonaler Kristalle besteht, deren Oberflächen aktiv absorbierende und katalytische Flächen für die Abgase darstellen. Wegen der Temperatur des Auspuffrohrs (wenn der Motor einmal richtig warm gelaufen ist) verliert das Granulat einen Teil eines Kristallwassers. Das bewirkt, daß das Material porös bleibt und daß seine Wirksamkeit gesteigert wird, indem eine größere aktive Absorptionsfläche dem Gas zur Verfügung steht.
Meerschaum ist amphoter, d. h. er benimmt sich wie eine Säure in Anwesenheit von Alkalien und wie ein Alkal: (wahrscheinlich wegen der Hydrolyse, ermöglicht durch den im Gas vorhandenen Wasserdampf) in Anwesenheit von Säuren.
Deswegen ist er sehr wirksam in der Absorption von Schwefeldioxyd, Oxyden oder Stickstoff und allen säurenbildenden Substanzen aus den Abgasen. Er absorbiert auch die zur Reizung Anlaß gebenden Aldehyde.
Zusätzlich zu seinen absorbierenden (und adsorbierenden) Eigenschaften benimmt er sich wie ein die Oxydierung fördernder Katalysator. Das geschieht durch folgenden Prozeß: In den Abgasen gibt es eine Menge unverbrauchter Luft (da, wie früher erwähnt, es normalerweise viel mehr Sauerstoff in der angesaugten Luft gibt,als er theoretisch für die Verbfennung gefordert wird, Nach den schon angegebenen Gründen jedoch war es für diesen Sauerstoff nicht möglich, die ganzen brennbaren Stoffe im Kraftstoff vollständig zu oxydieren). Der Sauerstoff in dieser unverbrauchten Luft wird jetzt in größte Nähe zu den unverbrannten Stoffen in den Abgasen gebracht und das findet auf den aktiven Oberflächen der Meerschaumpartikel statt. Bei der von den Abgasen her vorhandenen Temperatur verbinden sich beide und eine vollständigere Oxydation (oder Verbrennung) ist erreicht. Die kleinen Mengen unverbrannter Kohlenwasserstoffe werden auch durch einen einfachen Prozeß der Absorption, bei dem der Meerschaum auch sehr wirksam ist, behandelt. Der Meerschaum hält die Hitze von den Abgasen, was zu einer vollständiaren Verbrennung hilft.
Partikelform und Größe mittlere Dimensionen 800 mu x 25 mu x 4 mu (mu =Millimicron) ungefähre Größe in Einheiten von Gitterzellen 150 x 8 oder 9 x 3 Anzahl der Partikel 15 in 1 Gramm, ca. 2,75 x 1015 Das aktivierte Aluminiumoxyd ist "Actal" Typ ~A"-Aluminiumoxyd.
Es wird durch das Ausheizen bei hohen Temperaturen (z. B.
700 - 10000C) aktiviert, so daß die inneren porösen Eigenschaften sich entwickeln können, um eine extrem hohe Oberfläche zu ergeben, Verunreinigungen werden auch beseitigt.
~Actal" Typ A ist ein Produkt der Laporte Industries Limited. "Actal" Typ "A"-Aluminiumoxyd ist teilweise hydratiertes Aluminiumoxyd, das etwa in folgender Form geschrieben werden kann: Al203.0.8H20. Es wird vorzugsweise in dem Verteilerkatalysator als Granulat (6-12 mm) und/oder als Tabletten (7 mm) gebraucht.
zum Beispiel, 5 g des Granulats und 5 g der Tabletten können in dem durchlöcherten Behälter oder Käfig verwendet werden. Es ist ein Exsiccatorfüllmittel, Absorber und Katalysator.
Typische chemische Analyse von "Actal" Typ "A" Aluminiumoxyd Wärmeabführung bei 250°C 0,5 % Verlust lurch Verbrennung bei 1000 C 12 % Al2O3.O.8H2O 96 % basisches Aluminiumsulphat wie SO3 3 % Na2O + K20 0,04 % Si92 0,3 % NH3 20 ppm Typische physikalische Eigenschaften identifizierbare Kristallform Boehmit 3 Al203.H20) Kristallgröße weniger als 500A Oberfläche 275 m2/g durchschnittlicher Porendurchmesser in Poren kleiner als 300um 400A Porenvolumen in Poren kleiner als 300 A 0,37 ml/g spezifische Wärme 0,21 cel/g 0C bei 30 C Schuttgewicht d. Granulats 635 kg/m3 Tabletten 900 kg/m Das Granulat hat eine undefinierte Form, während die Tabletten zylindrisch mit konvexen Enden sind, und ihre Gesamtlänge ist gleich ihrem Durchmesser.
Die bevorzugte Form aktivierter Holzkohle ist aktivierte Kokosnuß-Schalen-Holzkohle. Wenn organische Materialien pflanzlichen Ursprungs (die aus Kohlenhydraten und ähnlichen Substanzen bestehen) stark unter Luftausschluß erhitzt werden, entweichen Wasserstoff und Sauerstoff als Dampf, so daß dann Kohlenstoff als amorphes Pulver, bekannt als Holzkohle, zurückbleibt. Das so hergestellte Produkt enthält Verunreinigungen, die seine Wirksamkeit als Absorber beeinträchtigen. Deswegen wird es, um es wirksamer zu machen, "aktiviert", d. h. es wird einige Zeit auf z. B. 7000 - 10000C erhitzt, vorzugsweise auf 8500 - 9000C, unter leichter Saugeinwirkung, bis all diese störenden Verunreinigungen durch Verdampfung beseitigt sind.
Die auf diese Weise behandelte Kokosnuß-Schalen-Holzkohle ist eine sehr reine und hochaktive Form der Holzkohle mit sehr kleiner Partikalgröße (1 - 3 mm Durchmesser, im Durchschnitt, oder, weit mehr vorzuziehen sind 6 - 7 mm). Diese Substanz hat eine sehr große absorbierende Kraft für eine Menge flüssiger und gasförmiger Stoffe. Es ist in der Tat die aktivste bekannte Form der Holzkohle. Der Prozeß der Absorption hängt von der Holzkohle ab, nämlich ob sie aus sehr kleinen Partikeln besteht, um so eine größtmögliche Oberfläche dem Gas zu bieten usw. Er hängt auch von den Partikeln selbst ab, nämlich ob sie durch den Aktivierungsprozeß gründlich "gereinigt" worden sind.
Diese Substanz wird dann als Granulat in den durchlöcherten Behälter oder Käfig gegeben und ist ein wirksamer Absorber für die Mehrheit der Stoffe, die in den Abgasen vorhanden sind.
Sie absorbiert einen großen Anteil dieser Stoffe und ist am wirksamsten gegenüber Schwefeldioxyd. Dann folgen im Grad ihrer Wirksamkeit gegenüber den Substanzent Stickstoffoxyde, Kohlendioxyd, Kohlenmonoxyd, unverbrannte Kohlenwasserstoffe, Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff.
Sie ist auch ein wertvoller Absorber für Aldehyde und leichtflüchtige Blei- und Phosphorverbindungen.
Obwohl der Anteil der absorbierten Gase umgekehrt zur Temperatur proportional ist, kann in etwa festgestellt werden, daß eine Volumeneinheit Holzkohle bei der Temperatur des Auspuffrohres über 300 Volumeneinheiten Gas absorbiert. Die Menge, die absorbiert wird, ist gegeben durch: log (v/p) = a + b T wobei v = Volumen des absorbierten Gases ist; p = Ausgleichspartialdruck des Gases; T = Temperatur (0Abs), und a und b sind Konstanten von jedem Gas.
Aus obiger Formel kann man ersehen, daß bei Druckerhöhung die absorbierte Menge wächst. Es wird natürlich ein leichter Druckanstieg in dem Gerät bei seinem Gebrauch stattfinden, und das wird für die Menge des absorbierten Gases förderlich sein.
Das Kuprochlorid kann in der Form leicht gepreßter und deswegen poröser Tabletten vorliegen. Das Kuprochlorid kann auch als Granulat vorliegen. Jeder#"Käftg" kann z. B.
leicht über 230 g (8 oz) enthalten.
Kuprochlorid ist an trockener Luft stabil und wird von Licht nicht angegriffen. Es chmilzt bei über 4300C, was gut über der Temperatur des Auspuffrohrs liegt. Nasse Luft wandelt es in ein basisches Salz um (möglicherweise CuCl2 3H20. 3Cu0), obwohl die Umwandlung für die Funktion des Apparates vernachlässigbar sein dürfte.
Die Hauptfunktion des Euprochlorids ist die Absorption von Kohlenmonoxyd, mit dem es reagiert,- indem es eine zusätzliche Verbindung eingeht, bekannt als Carbonylcuprochlorid.
2 CuCl + CO (+2H2O) = 2CuCl.CO.2 H20 Diese Verbindung wird bei der Temperatur des Auspuffrohrs nicht abgebaut. Man kann sehen, daß 2 Mole Cuprochlorid 1 Mol Kohlenmonoxyd absorbieren, so daß die Kapazität der Anlage für die Absorption von Kohlenmonoxyd sehr groß ist.
Es wurde abgeschätzt, daß der Anteil von Kohlenmonoxyd in den Abgasen durch diesen Apparat über 70 % vermindert werden kann.
Für die bevorzugte Ausführungsirt des Apparates ist es bemerkenswert, daß alle vier chemischen Komponenten angewendet werden, d. h. das poröse mineralische Material, das bis 3000C stabil bleibt, das Kuprochlorid, das aktivierte Aluminiumoxyd und die aktivierte Holzkohle und daß sie in etwa gleichen Anteilen im Käfig zusammen vermischt sind.
Im allgemeinen sollten#jeddoch wenigstens 10 % jeder der chemischen Komponenten benutzt werden, obwohl dies auch nur etwa 5 % oder auch mehr, z. B. 15 96 jeder der chemischen Komponenten sein können.
Das folgende Beispiel hängt von der speziellen Behandlung ab, d. h. der Imprägnierung des Meerschaumgranulates.
Beispiel 197 g (6,97 oz ) Cuprochloridpulver wird mit 56,6 g (2 oz) Cyclohexanol gemischt, nachdem das Cyclohexanol zum Mischen auf 720F zum Erreichen des flüssigen Zustandes erhitzt worden ist, so daß es in einem breiigen Zustand bleibt, wenn es mit Meerschaum gemischt wird. Diese Zusammensetzung wird dann mit 1 1 2N-Salzsäure gemischt. 1,35 kg (31b) Meerschaumgranulat (Abstufung: 1/4 - 3/16) werden die so entstandene Lösung 24 h lang gegeben. Die überschüssige FlUssigkeit wird dann abgelassen und das Granulat kann trocknen.
Falls die zubereiteten Partikel nicht sofort im Apparat der gegenwärtigen Erfindung gebraucht werden, d. h. falls sie als Ersatzfüllung verwendet werden sollen, sollten sie z. B. in Kunststofftaschen (aus Polyäthylen) aufbewahrt werden, um zu verhindern, daß sie Luftfeuchtigkeit aufnehmen.
Ein Apparat für die Reinigung von Fahrzeugabgasen gemäß der Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme der anliegenden Zeichnungen beschreiben werden.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des Apparates und Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung in auseinandergezogener Anordnung des Apparates.
Die Apparatur hat ein Gehäuse 2, das aus einer 16/18 g (aus einem britischen Text übernommen) nahtlosen Kupferröhre gefacht ist. Dieses Gehäuse hat die F3rm einer hohlen zylindrischen Hülle. Öffnungen 7 sind in die Hülle geschnitten, damit Luft in die Apparatur eindringen kann, um die Abgase beim Durchströmen der Apparatur vom Einlaß zu Auslaß zu unterstützen. Das Gehäuse ist verchroit und 6n lang und hat den 1 1/2-fachen Durchmesser des Auspuffrohres, an dem es befestigt werden soll. Die erhöhte Größe vom 1/2fachen des Durchmessers des Auspiffrohres dient dazu, um einen Rückdruck über 1 1/2 -2 1/2 % zu verhindern. Innerhalb des Gehäuses ist lösbar ein durchlöcherter Behälter 3 in Form eines Käfigs aus Streckmetall (expanded metall age) mittels einer verbindenden Messingstange 5 gehalten, die durch die diametral entgegengesetzten Löcher geführt ist, die ihrerseits durch die Maschen des Käfigs gebohrt sind (d. h. der Käfig ist lösbar mit dem Gehäuse nach Art eines Bajonettverschlusses verbunden). Der Käfig 3 einschließlich der lösbaren zurückhaltenden Scheibe 6 am einen Ende des Käfigs ist aus ~EXPAMET", einem hitzebeständigen Sieb aus Streckstahl. Das chemische Reinigungsmittel (nicht gezeigt) wird im Käfig zurückgehalten. Das Granulat (oder die Tabletten) des Reinigungsmittels haben natürlich eine solche Größe, daß der Strömungsdruck der Abgase es nicht durch die Löcher des Streckmetalls (expanded metall) hindurchbalsen kann.
Beide Enden der Verbindungsstange 5 , die in Einschnitten 9 in der Hülle der Rohrverlängerung sitzt, haben ein Schraubengewinde 8, welches aus der Außenwand des Käfigs herausragt und an der sie mit einem Messinghütchen 10 angeschraubt sind. Die Verbindungsstange 5 trägt zwei den Käfig teilende Stücke 4 in Form von Winkelstücken aus hitzebeständigem Gußeisen. Diese teilenden Stücke verringern eine Bewegung des chemischen Reinigungsmittels im Käfig. Nur ein teilendes Stück kann jedoch benützt werden. An der Einlaßöffnung des Gehäuses ist ein formgerecht gepreßter Auspuffadapter 1 , der aus 16/18 g (aus einem britischen Text übernommen) Flußstahl gemacht ist, mittels Mesingschrauben 11 und Haltebuchsen 12 aus Flußstahl angeschraubt.
Für den Betrieb wird der Auspuffadapter der Apparatur über das Ende des Fahrzeugauspuffes geschoben und unter Verwendung einer Schelle wird die aufgesetzte Adapter auf dem Auspuff gehalten. Die Abgase treten dann in das Gehäuse ein und gehen durch den mit dem chemischen Reinigungsmittel gefüllten Käfig hindurch, der die Abgase reinigt. Die gereinigten Gase treten dann aus dem Gehäuse in die Atmosphäre aus.
Wenn das chemische Reinigungsmittel verbraucht ist (nach etwa 5000 gefahrenen Meilen) wird der Käfig zusammen mit der Verbindungsstange und dem Messinghütchen aus dem Gehäuse entfernt. Das Messinghütchen ist dann losgeschraubt und die Stange ist aus dem Käfig gezogen. Die Stange wird dann wieder in den Käfig mit frischem chemischem Reinigungsmittel eingebaut. Der Käfig wird in das Gehäuse wieder eingesetzt und die Messinghütchen werden angeschraubt.
Das chemische Reinigungsmittel im Käfig reinigt die Abgase in folgender Weise: (1) Kohlenmonoxyd. Reagiert mit einer Substanz im Reinigungsmittel, mit der es eine Verbindung eingeht, die bei Temperaturen des Auspuffrohres stabil ist. Etwa 70 ,ob dieses Gases werden gebunden.
(2) Aldehyde. Reagieren mit einer Substanz im Reinigungsmittel, indem sie eine stabile Verbindung eingehen.
Wird auch auf katalytischem Weg in geringem Umfange oxydiert.
(3) Schwefeldioxyd. Reagiert mit einer alkalischen Substanz im Reinigungsmittel.
(4) Stickstoffoxyde. Wie in Punkt (3).
(5) Unverbrannte Kohlenwasserstoffe. Werden im Reinigungsmittel durch einen einfachen Absorptionsprozeß zurückgehalten. Werden auch auf katalytischem Wege durch eine Komponente im Reinigungsmittel oxydiert.
(6) Wasserstoff. Wird auf katalytischem Wege bei einer Temperatur des Auspuffrohrs oxydiert.
(7) Leichtflüchtige Bleiverbindungen und Phosphorverbindungen. Werden nur durch Absorption (in welchem Umfange ist nicht bekannt) zurückgehalten.
ie Wirksamkeit der gegenwärtigen Apparatur kann sichtbar t'rch (1) die heftige Rauch- und Rußentwncklung am Auspuff bevor d = Anlage montiert ist,und (2) durch den Wechsel in der Stärke der Rauchentwicklung und Farbe, wenn die gegenwärtige Anlage montiert ist, erkannt werden.

Claims

Patentansprüche

1. Chemisches Reinigungsmittel zur Reinigung von Fahrzeugabgasen, das in Partikel- oder Tablettenform vorliegen kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsmittel aktivierte Holzkohle, ein poröses mineralisches Material, das bis 3000C stabil ist und Cuprochlorid enthält.

2. Reinigungsmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aktiviertes Aluminiumoxyd enthält.

3. Reinigungsmittel gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse mineralische Material, das Cuprochlorid, die aktivierte Holzkohle und das aktivierte Aluminiumoxyd je mit wenigstens 10 % Gewichtsanteil im Reinigungsmittel vorhanden sind.

4. Reinigungsmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse mineralische Material Meerschaum ist.

5. Reinigungsmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meerschaum mit einer Lösung aus Salzsäure, die Cuprochlorid und Cyclohexanol enthält, behandelt worden ist.

6. Reinigungsmittel gemäß einem der Ansprüche 1bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aktivierte Holzkohle aktivierte Kokosnuß-Schalen-Holzkohle ist.

7. Verfahren zur Reinigung von Fahrzeugabgasen, bei dem das Gas durch ein chemisches Reinigungsmittel hindurchgeleitet wird, wobei das Reinigungsmittel in Partikel-oder Tablettenform vorliegt, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Reinigungsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

8. Einrichtung zur Reinigung von Fahrzeugabgasen, bestehend aus einem Gehäuse, das seinerseits einen Einlaß und einen Auslaß hat, und ein chemisches Reinigungsmittel in Partikelform oder Tablettenform enthält, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse Mittel zur Befestigung des Einlasses (1) am Fahrzeugauspuff vorhanden sind und dadurch, daß das chemische Reinigungsmittel in einem durchlöcherten Behälter (3) aufbewahrt ist, der lösbar am Gehäuse (2) montiert ist, wobei das chemische Reinigungsmittel ein bis 3000C stabiles mineralisches Material, Cuprochlorid und aktivierte Holzkohle enthält.

9. Einrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das chemische Reinigungsmittel aktiviertes Aluminiumoxyd enthält.

10. Einrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse mineralische Material, das Cuprochlorid, die aktiverte Holzkohle und das aktivierte Aluminiumoxyd je in einem Gewichtsanteil von wenigstens 10 % des Reinigungsmittels vorhanden sind.

11. Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse mineralische Materal Meerschaum ist.

12. Einrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Meerschaum mit einer Lösung aus Salzsäure, die Cuprochlorid und Cyclohexanol enthält, behandelt worden ist.

13. Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die aktivierte Holzkohle aktivierte Kokosnuß-Schalen-Holzkohle ist.

14. Durchlöcherter Behälter, der ein chemisches Reinigungsmittel in Partikel- oder Tablettenform enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das chemische Reinigungsmittel in Übereinstimmung mit einem der Ansprüche 1 bis 6 steht.

15. Fahrzeugabgassystem, dadurch gekennzeichnet, daß eine Apparatur nach einem der Ansprüche 8 bis 13 am Auspuffrohr des Abgassystems montiert ist.

16. Methode zur Behandlung von Meerschaum, um seine Fähigkeit zum Reinigen von Fahrzeugabgasen zu verbessern, dadurch gekennzeichnet, daß der Meerschaum mit einer Lösung aus Salzsäure, die Cuprochlorid und Cyclohexanol enthält, behandelt wird.

L e e r s e i t e