DE2400179A1 - Integriertes katalysator-system mit zwei traegerkatalysatoren - Google Patents

Integriertes katalysator-system mit zwei traegerkatalysatoren

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DE2400179A1
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Description

Integriertes Katalysator-System mit zwei Trägerkatalysatoren
Die Erfindung betrifft ein Katalysator-System mit zwei Katalysatoren und bezieht sich insbesondere auf ein integriertes Katalysator-System mit zwei Trägerkatalysatoren zur Verwendung bei aufeinanderfolgenden Reaktionen in der gleichen Strömungsleitung.
Für bestimmte Zwecke und ganz besonders bei der Bekämpfung von Luftverschmutzung durch Abgase von Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren wird es als zweckmäßig erachtet, zwei verschiedene Stoffklassen in verschiedenen Reaktionen zur Reaktion zu bringen. Es ist somit in Verbindung mit den Abgasen von Fahrzeugen, beispielsweise von Kraftfahrzeugen, von Vorteil, sowohl oxydierbare Stoffe, wie z.B. Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC), als'auch reduzierbare Stoffe, wie z.B. Stick(stoff)oxide (N0„), zu entfernen. Es ist unerläßlich, zuerst die Stickoxide zu reduzieren, beispielsweise durch Reaktion mit Kohlenmonoxid, und dann das restliche Kohlenmonoxid und die Kohlenwasserstoffe zu
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oxydieren. Bei der ersten-Reaktion ist, abhängig von speziellen Bedingungen, die nicht exakt bestimmbar, sind, gewöhnlich Wärme erforderlich. Diese Reaktion ist nur bei verhältnismäßig hohen Temperaturen von beispielsweise ab 370 C und darüber wirksam. Die zweite Reaktion erfordert zusätzlichen Sauerstoff und. verläuft exotherm. Die Reaktionen (nicht quantitativ) können wie folgt dargestellt werden:
(1) M) + CO +
χ warme c. c.
(2) CO + HC + O2 Oxydations-Katalysator CO2 + HgO + Wärme
In der britischen Patentschrift'931 096, die der deutschen Patentschrift 1 187 555, der schweizerischen Patentschrift 304 603, den japanischen Patentschriften 292 553 und 300 866 sowie teilweise der US-Patentschrift 3 444 925 entspricht, wird eine große Gruppe von katalytischen Materialien angegeben, die sich in die Masse von Keramikträgern hineinmischen lassen, und beispielsweise das Imprägnieren von Tonerde-Trägern unter Verwendung von Chromsäure und hydratisierter Tonerde zur Herstellung von Katalysatoren zur Oxydation von Abgasen beschrieben. In etwa ähnliche Katalysatoren werden auch beispielsweise in den US-Patentschriften 3 088 271, 3 109 715 und 3 565 83O beschrieben. Es erscheint jedoch, daß die Katalysatoren in allen Fällen durch Imprägnieren auf die gesamte Trägerstruktur verteilt sind, so daß dort, wo aufeinanderfolgende Reaktionen erforderlich sind, entsprechende, in aufeinanderfolgenden Kammern angeordiEfce Katalysatoren verwendet werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Katalysator-System zu schaffen, bei dem ein einziger Katalysatorträger für ZT/ei katalysierte Reaktionen verwendet wird.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem einzigen integrierten Keramikträger für Quer- bzw. Kreuz- oder Gegenströmung gelöst, an dem sich zwei Katalysatoren in der Weise aufbringen lassen, daß sich der eine in in einer ersten Richtung verlaufenden Kanälen, der andere in in einer zweiten Richtung verlaufenden Kanälen befindet. In einem Träger für Querströmung sind die Kanäle vorzugsweise rechtwinklig zueinander gerichtet und nur durch dünne, gemeinsame Fände voneinander getrennt. Das erhaltene· Katalysator-System mit zwei Katalysatoren besteht somit aus einem Katalysatorträger für Querströmung und aus zwei verschiedenen Katalysatoren.
Die als Katalysatorträger verwendeten Keramikstrukturen für Querströmung sind in verschiedenen der vorerwähnten Patentschriften beschrieben und wurden ohne Katalysatoren in Vorrichtungen zur Abgasverbrennung verwendet. Sie können aus jedem beliebigen Keramikmaterial, beispielsweise aus.Tonerde, Kordierit, Zirkonmullit, etc., hergestellt sein. Als zur Verwendung als Katalysatorträger mit wenigstens teilweiser Gegenströmung geeignet haben sich die Keramikkörper herausgestellt, die in der US-Patentschrift 3 198 248 im Zusammenhang mit der Herstellung von Wärmeaustauschern beschrieben sind. Es ist lediglich erforderlich, anstelle der für Wärmeaustauscher bevorzugten dichteren Keramikmassen leichtere Keramikmassen zu verwenden und diese mit aktivem oberflächenreichem Aluminium- oder Siliziumoxid zu beschichten.
Aus Zweckmäßigkeitsgründen sind die an den Außenseiten durch ebene Platten begrenzten Kanäle an beiden Seiten eines gewellten Abstandelementes als Gruppe von Kanälen bezeichnet. Die erforderliche Anzahl derartiger Gruppen insgesamt kann von 2 oder 3 aufwärts bis zu mehreren Hundert oder Tausend betragen, je nach Größe der angestrebten katalytisch wirksamen Fläche. Eine Gruppe kann auch als eine Reihe oder ein Satz von Kanälen betrachtet werden. Obgleich in der folgenden Beschreibung speziell auf integrierte Keramikträger Bezug
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genommen wird, die aus Honigwabengebilden bestehen, welche aus abwechselnd angeordneten gewellten und ebenen Platten zusammengesetzt sind, können auch andere integrierte Konstruktionen in der hier angegebenen Weise behandelt werden, um ein Katalysatorsystem mit zwei Katalysatoren zu erhalten, vorausgesetzt nur, daß Gruppen von Kanälen während der Behandlung mit Katalysator und später für den Durchgang von Gas abgetrennt werden können.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Pig. 1 eine perspektivische Ansicht, in teilweise aufgebrochener Darstellung, eines integrierten Katalysator-Systems mit zwei Trägerkatalysatoren nach der Erfindung,
Pig. 2 eine perspektivische Ansicht des Katalysator-Systems mit zwei Trägerkatalysatoren nach der Erfindung in Verbindung mit einem Behältnis, das nach Art der in Amerika üblichen Hausbriefkasten ausgebildet ist, und
Pig. 3 und 4 Einbaubeispiele für das Katalysator-System mit zwei Trägerkatalysatoren nach der Erfindung unter Verwendung anderer Behältnisse.
In Pig. 1 sind an einem an einer Ecke aufgebrochenen Katalysatorträger 10 rechtwinklig zueinander angeordnete waagerecht verlaufende Kanäle 12 und senkrecht verlaufende Kanäle 14 zu erkennen. Es leuchtet ein, daß die waagerechte oder senkrechte Stellung, bezogen auf die Erdoberfläche, unwesentlich ist. In dem in Pig. 2 gezeigten Sinbaubeispiel für Katalysatorträger sind die beiden Kanal-Typen 12 und unter einem Winkel von etwa 4-5° gegen die Waagerechte geneigt,
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Wenngleich es zeichnerisch, nicht darstellbar ist, sind die Kanäle 14 mit einem Katalysator, beispielsweise aus Platin und Ruthenium oder einem unedlen Metall für die Reduktion von KO entsprechend der vorstehenden Gleichung (1) und die Kanäle 12 mit einem verschiedenen Katalysator, beispielsweise aus Platin oder einem unedlen Metall, für die Oxydation von GO und Kohlenwasserstoffen entsprechend der vorstehenden Gleichung (2) beschichtet. Vorzugsweise werden die an den beiden Enden befindlichen und mit Stirnplatten 18 abgedeckten Kanäle für eine.exotherm verlaufende Reaktion verwendet und die endotherm verlaufenden Reaktionen und Reaktionen, die höhere Temperaturen verlangen, auf die innenliegenden Kanäle beschränkt, weil dadurch die Wärme besser ausgenutzt wird«,
Unter "Kanälen" werden auch die Öffnungen an beiden Seiten eines gewellten Elementes des Katalysatorträgers verstanden. Die ebenen Elemente des Katalysatorträgers bilden gemeinsame Wände zwischen in verschiedenen Richtungen verlaufenden Kanälen.
Ein wichtiges Merkami der Trägerkatalysatoren nach der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt und besteht darin, daß die Kanäle 12 und 14 nur durch eine dünne, gemeinsame Keramikwand 20 voneinander getrennt sind. Dies gestattet einen guten Übergang der Wärme von einer Kanal-Gruppe zur anderen. In jeder Mehrzahl können eine oder mehrere Schichten von Kanälen entweder getrennt oder in mehreren Gruppen angeordnet sein. Es ist zu erkennen, daß sowohl die gemeinsamen Keramikwände als auch die End- oder Stirnplatten fest mit den die Kanäle bildenden gewellten Abstandelementen verbunden sind, und daß mehrere Abstandelemente und sogar ebene Platten in jeder Mehrzahl vorhanden sein können» Obgleich"die Keramikwände vorzugsweise für Gase nicht durchlässig sein sollen, ist eine geringe Durchlässigkeit nicht schädlich, da die geringfügige Leckage den Gesarntwirkungsgrad der Systeme nicht beeinflußt. Ein beträchtlich schwererwiegendes Problem ist,
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daß Gase die Katalysatoren umgehen und am Katalysatorträger vorbei durchtreten. Diese Möglichkeit wird insbesondere aus 51Ig. 2, 3 und 4 deutlich, in denen in verschiedene Behältnisse eingebaute !Prägerkatalysatoren dargestellt sind. Aus der folgenden Beschreibung wird man erkennen, daß diese Schwierigkeit ohne weiteres gelöst wird.
In Fig. 3 und 4 sind wie in Fig. 1 Eckenteile weggebrochen, um Kanäle 12 und 14 und Keramikwände 20 erkennbar zu machen. Die in Pig. 2, 3 und 4 gezeigten Ausbildungsformen weisen Eintrittsöffnungen 30 zum Einleiten von verunreinigten Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine oder eines Dieselmotors auf. Diese Gase strömen in der durch Pfeile angegebenen Richtung und passieren zuerst einen Katalysator in den Kanälen 14, durch den beispielsweise die Reduktion von NO verstärkt wird, und treten dann in einer dazu quer verlaufenden Richtung durch die Kanäle 12 erneut in den Katalysatorträger ein, wobei ein verschiedener Katalysator die Oxydation von Kohlenwasserstoffen und COp bewirkt. Die oxidierten und verhältnismäßig sauberen Gase strömen über Austritt söffnungen 33 aus. Das Umleiten der Gase in die Querrichtung erfolgt dadurch, daß man sie entweder durch einen Sammelraum 32 (Fig. 2 und 3) oder durch eine Umgehungsleitung 34 (Fig. 4) leitet. Da für die ziüetzt genannte Reaktion zusätzlicher Sauerstoff benötigt wird, wird über Lufteintrittsöffnungen 36 (Fig. 3 und 4) Zusatzluft eingeleitet. In Fig. 2 ist die Lufteintrittsöffnung nicht gezeichnet.
Beim Einbauen der dargestellten Katalysatorträger werden die' Eckenteile an Winkelprofilen 40 abgestützt, die mit Vorteil mit einem elastischen anorganischen Material, beispielsweise mit einer Mineralwolle 42 (Fig. 3 und 4) gepolstert sind, die gegen die an der Anbringungsstelle herrschenden Temperaturen beständig ist. Beim in Fig. 4 gezeigten Beispiel ist die Umhüllung (der Mantel) an der brennfläche von "Flanschen 28 zu öffnen, damit der Katalysatorträger und entsprechende
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Streifen Polstermaterial eingebaut werden können. Bei dem Ausbildungsbeispiel entsprechend Fig. 3 ist eine Seitenwand 56 von Flanschen 54 wegnehmbar und nach Einbau des Trägers mit entsprechenden Polsterelementen wieder anbringbar, wobei eine Feder 50, die sich an einem Schieber 52, an dem ein Arm 60 befestigt ist·, abstützt, den Arm 60, wie in der Zeichnung ersichtlich, fest an das entsprechende Eckenteil des Katalysatorträgers andrückt.
Das Katalysator-System mit zwei Katalysatoren nach der Erfindung ist mit beliebigen Katalysatoren anwendbar, die sich infolge ihres im Träger geringen Abstandes voneinander nicht gegenseitig inaktivieren. Außerdem läßt sich der Keramikträger in beliebiger Weise für den Katalysator vorbereiten, beispielsweise durch Niederschlagen von oberflächenreichen BeSchichtungsmaterialien, wie z.B. Tonerde. Dabei wird das gesamte Keramikstück in eine Dispersion von monohydratisiertem Aluminiumoxid in Wasser eingetaucht, abtropfen gelassen und nach dem Trocknen bei etwa 500 0C gebrannt. Durch dieses Vorgehen wird die Oberfläche des Substrates wirksam vergrößert. Sodann werden die Kanäle 12 in geeigneter Weise, beispielsweise mit Gummistopfen oder durch Verschließen der Öffnungen mit Wachs verschlossen und das Keramikstück in eine Lösung von Platinchlorwasserstoffsäure (2,6 bis 4,0 g/ 100 g Lösung) eingetaucht, die Palladiumchlorid enthält (0,7 bis 1,2 g/ 100 g Lösung). Die Lösung füllt die Kanäle 14 auf. Nach dem Ablaufenlassen der .Lösung und dem Trocknen des Keramikstückes werden die Kanäle 12 wieder geöffnet und das Keramikstück bei 400 bis 500 0C in Wasserstoffatmosphäre gebrannt. Dadurch wird der Oxydations-Katalysator erhalten. Sodann werden die Kanäle 14 des Keramikstückes in geeigneter Weise, beispielsweise mit Gummistopfen oder nach anderen Methoden verschlossen und das Keramikstück wird in eine Lösung von Platinchlorwasserstoff säure (2,6 bis 4,0 g/100 g Lösung) gelegt. Dadurch füllen sich die Kanäle 12. Nach dem Ablaufenlassen der Lösung -ind dem Trocknen des Stückes werden die Gummistopfen oder
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andere Mittel, mit denen die Kanäle 14 verschlossen wurden, fortgenommen und das Stück nochmals "bei 400 bis 500 0C in Wasserstoffatmosphäre gebrannt. Auf diese Weise wird der Reduktions-Katalysator erhalten.
Der Träger wird dann in einem geeigneten Behältnis, wie in der Zeichnung gezeigt, aufgenommen, in die Auspuffleitung einer Verbrennungskraftmaschine eingebaut und mit Einrichtungen versehen, die in der vorbeschriebenen Weise über die Öffnungen 36 Zusatzluft zuführen.
Durchgeführte Analysen von Abgasen vor Eintritt und nach Verlassen der Vorrichtung haben ergeben, daß der Gehalt an W , CO und Kohlenwasserstoffen nach dem Passieren der Vorrichtung wesentlich herabgesetzt war.
/Ansprüche 409S29/0978

Claims (1)

  1. ANSPRÜCHE
    Integriertes Katalysator-System mit zwei Trägerkatalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Keramik-Katalysatorträger (10) eine Mehrzahl von ersten Kanälen (12) von einer Mehrzahl von zweiten Kanälen (14) durch dünne, gemeinsame Keramik-Wände (20) getrennt ist, und daß an den Wänden der ersten Kanäle (12) ein erster Katalysator und an den Wänden der zweiten Kanäle. (14) ein zweiter Katalysator aufgebracht ist ο
    2o Katalysator-System nach Anspruch 1", dadurch g e kennzeich ne t , daß die Kanäle (12, 14) um einen Winkel von etwa 90° gegeneinander versetzt sind«,
    3. Katalysator-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Gruppen von ersten Kanälen (12) mit Gruppen von zweiten Kanälen (14) miteinander abwechseln, und daß aufeinanderfolgende Gruppen dünne Keramik-Wände (20) gemeinsam haben*
    4. Katalysator-System nach nspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Gruppen von ersten .' Kanälen (12) von mehreren Gruppen von zweiten Kanälen (14) durch eine einzige gemeinsame Wand (20) getrennt sind«,
    5 β Katalysator-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kanäle (12, 14) über wenigstens einem Teil ihrer Länge zueinander parallel laufen.
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    ORIGINAL INSPECTED
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    6. Katalysator-System nach. Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i ohne t, daß der erste Katalysator ein Reduktions-Katalysator und der zweite Katalysator ein Oxydations-Katalysator ist.
    7. Katalysator-System nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Reduktions-Katalysator die Reduktion von Stick(stoff)oxiden und der Oxydations-Katalysator die Oxydation von Kohlenmonoxid katalysiert.
    8. Verfahren zum Herstellen eines Katalysator-Systems mit zwei Katalysatoren insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem vorbestimmten Teil (12) des Gesamtkanalsystems in einem zahlreiche kleine Kanäle (12,14) aufweisenden integrierten Keramikträger (10) ein erster Katalysator und danach in den verbleibenden Kanälen (14) ein zweiter Katalysator niedergeschlagen wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η -
    ζ e i ohne t, daß der erste Katalysator in allen Kanälen (12), die in einer Richtung verlaufen, und der zweite Katalysator in allen in einer verschiedenen Richtung verlaufenden Kanälen (14) niedergeschlagen wird.
    10. Verfahren nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß der erste Katalysator zur Reduktion von Stick (stoff)oxiden und der zweite Katalysator zur Oxydation von Kohlenmonoxid verwendet wird.
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DE2400179A 1973-01-04 1974-01-03 Integriertes katalysator-system mit zwei traegerkatalysatoren Withdrawn DE2400179A1 (de)

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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54132469A (en) * 1978-04-05 1979-10-15 Sakai Chem Ind Co Ltd Packing method for catalyst
JPS57198315U (de) * 1981-06-12 1982-12-16
JPS58193015A (ja) * 1982-04-26 1983-11-10 ジ−・テイ−・イ−・プロダクツ・コ−ポレイシヨン 熱回収装置
JPH0611381B2 (ja) * 1986-10-17 1994-02-16 株式会社豊田中央研究所 排ガス浄化方法
US5051294A (en) * 1989-05-15 1991-09-24 General Motors Corporation Catalytic converter substrate and assembly
ES2025410A6 (es) * 1990-06-28 1992-03-16 Gamez Anguiano Eugenio Mejoras en los tubos de escape de vehiculos.
ATE148368T1 (de) * 1991-04-22 1997-02-15 Corning Inc Katalytisches reaktorsystem
US5303547A (en) * 1992-04-15 1994-04-19 Amoco Corporation Emissions control system and method
WO1994011623A2 (en) * 1992-11-19 1994-05-26 Engelhard Corporation Method and apparatus for treating an engine exhaust gas stream
EP0677142B1 (de) * 1992-11-19 2000-03-22 Engelhard Corporation Anwendung und gerät zur behandlung eines maschinenabgas-stroms
US6000217A (en) * 1995-01-04 1999-12-14 Engelhard Corporation Air injection strategies for effectively burning hydrocarbons released from a hydrocarbon trap
US6071481A (en) * 1996-08-08 2000-06-06 Mathews; Loren T. Zero grade air generating system
DE19653991A1 (de) 1996-12-21 1998-06-25 Degussa Reaktor zur Durchführung endothermer katalytischer Reaktionen
DE19653989C2 (de) * 1996-12-21 1998-11-26 Degussa Reaktorkopf für einen monolithischen Gleich- oder Genstromreaktor
US6103207A (en) * 1999-04-26 2000-08-15 Ford Global Technologies, Inc. Treating diesel exhaust with a catalytic particulate mixture
WO2018183268A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 Cummins Inc. Crossflow pna-scr aftertreatment device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3086353A (en) * 1960-03-03 1963-04-23 Thompson Ramo Wooldridge Inc Afterburner systems
US3065595A (en) * 1960-05-09 1962-11-27 Wright W Gary Catalytic converter system for internal combustion engines
US3228746A (en) * 1960-09-29 1966-01-11 Du Pont Method of treating exhaust gases of internal combustion engines
US3295919A (en) * 1962-09-06 1967-01-03 Grace W R & Co Method of treating exhaust gases of internal combustion engines
US3565830A (en) * 1963-02-07 1971-02-23 Engelhard Min & Chem Coated film of catalytically active oxide on a refractory support
US3701823A (en) * 1970-09-02 1972-10-31 Universal Oil Prod Co Method and means for two-stage catalytic treating of engine exhaust gases
US3741725A (en) * 1971-08-12 1973-06-26 J Graham Catalytic control of auto exhaust emissions

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