DE2510775A1 - Verfahren zum herstellen eines mehrfach-katalysators - Google Patents
Verfahren zum herstellen eines mehrfach-katalysatorsInfo
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Description
Air Products and Chemicals, Inc., Allentoxm, Pennsylvania/USA
"Verfahren zum Herstellen eines Mehrfach-Katalysators"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Mehrfach-Katalysators in der Bauform einer Katalysatoreinheit,
in der räumlich gegeneinander abgesetzt untersch-idliche
wirkende Katalysatoren angelagert sind, durch schrittweise selektives Imprägnieren.
Es ist bekannt, zum Zurückhalten oder zum Umwandeln der schädlichen Komponenten in den Abgasen von Brennkraftmaschinen
Katalysatoren zu verwenden. Es hat sich herausgestellt, daß ein einziger Katalysator diese Aufgabe nur unzureichend
erfüllt. Um die Probleme der Luftverschmutzung durch solche Abgase zu beherrschen, ist es erforderlich, ein solches
Gas nicht nur von unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxiden zu befreien, sondern außerdem die Stickoxide
(NO ) in eine neutrale oder unschädliche Form umzuwandeln. Da die Umwandlung von Stickoxiden in eine inerte
Form wie etwa Stickstoff eine Reduktion verlangt, während die Umwandlung der Kohlenwasserstoffe und des CO in inerte
Formen wie Wasser und COp eine Oxidation erfordert, stellten diese unterschiedlichen Reaktionserfordernisse bisher
kein Problem bei der Entwicklung wirksamerer katalytischer Wandler für Abgase von Brennkraftmaschinen
dar.
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251G775
Um dieses Problem zu beherrschen,wurde bereits von verschiedenen
Entwicklern eine getrennte katalytische Behandlung der schädlichen Komponenten der Abgase vorgeschlagen.
Ein solcher Vorschlag beinhaltet die Verwendung eines konzentrisch aufgeteilten zylindrischen Konverters in dem
der innere zylindrische Raum mit reduzierenden katalytischen Partikeln und der umgebende ringförmige Raum mit
oxidierendem Katalysator gefüllt ist. Die heißen Abgase durchqueren zunächst axial den inneren zylindrischen
katalytischen Raum, daraufhin nach Umkehrung ihrer Strömungsrichtung und vermischt mit zugeführter Luft axial
den ringförmigen katalytischen Raum, der den Oxidations-Katalysator enthält.
Es wurde auch schon vorgeschlagen getrennte katalytische Behälter hintereinander anzuwenden, oder getrennte katalytische
Kammern hintereinander in ein gemeinsames Gehäuse einzusetzen, um eine zweistufige Behandlung der Abgase durchzuführen.
Getrennte Schichten oder Kammern, die besondere Katalysatoren enthalten, sind nach einem anderen Vorschlag
in solcher Folge angeordnet, daß das zu behandelnde Gas zunächst ohne Sauerstoffzufuhr den Katalysator berührt,
der dazu dient, die Kohlenwasserstoffe zu zerlegen, und danach denjenigen Katalysator berührt, der hydrierendes
Metall zum Reduzieren der Stickoxide enthält.
Es ist auch schon bekannt, katalytische Partikel in Form von Granulan, Kügelchen, Klümpchen u. dgl. aufzubereiten,
wobei das Innere dieser Teile so ausgestaltet ist, daß es eine aktive Katalysatorkomponente aufweist, die sich
hinsichtlich Konzentration oder Zusammensetzung von derjenigen Komponente unterscheidet, die im äußeren oder
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außenliegenden Teil des Partikels eingeschlossen ist. Die
verschiedenen Verfahren, die angewandt v/erden, um solche
Katalysatoren aufzubauen, benutzen gewöhnlich eine schrittweise Imprägnierung.
Auch die Anwendung eines einzigen, einstückigen Katalysatoraufbaues
größerer Abmessungen für zweistufige Behandlung von Abgasen wurde schon beschrieben. Das Grundmaterial
dieser Einheit wird mit einem Film aus Aluminiumoxid umhüllt; dann wird ein Chromgemisch an einem Ende des umhüllten
Grundmaterials angelagert, um die Bleikomponenten aus dem Gas zu entfernen, und am anderen Ende dieser Einheit
wird ein Oxidationsförderer angeordnet.
Hinsichtlich der Behandlung der Abgase von Brennkraftmaschinen hat es sich herausgestellt, daß - gleichgültig,
ob ein gemeinsamer oder getrennte Katalysatoren benutzt werden - die Katalysatoren zunächst die Umwandlung unverbrannter
Kohlenwasserstoffe und des CO während der Inbetriebnahme der kälten Brennkraftmaschine bewirken
und auch danach noch wirksam sein und bleiben müssen, nämlich während der nachfolgenden Betriebsphase, in der
sie über eine hinreichend lange Zeitspanne wiederholt dem Kontakt mit dem heißen Abgas standhalten müssen, das
unter normalen Betriebsbedingungen auf den Katalysator einwirkt.
Die verschiedenen Vorteile der Verwendung eines einstückigen, einheitlichen und monolithischen Katalysator-Aufbaues
geeigneter Abmessung und Form innerhalb des Konvertergehäuses im Gegensatz zu einem Bett aus besonderem
Granulat, bezüglich der Oxidation und/oder der Reduktion
- 4 SÖ9839/0902
der schädlichen Komponenten der Abgase sind bereits erwiesen. Ein solcher einheitlicher Katalysator-Aufbau weist
nicht die Probleme der hohen Katalysator-Partikelabnutzung auf, die zum Kanalisieren des Gases und/oder zum Umgehen
des Katalysators im Konverter führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein leicht und funktionssicher
anwendbares Verfahren anzugeben, nach dem solche Katalysatoreinheiten größerer Abmessungen mit unterschiedlichen
und deutlich voneinander getrennten Reaktionszonen geschaffen werden können. Insbesondere sollen die
unterschiedlichen katalytischen Regionen innerhalb der Katalysatoreinheit einerseits geeignet sein, die Reduktions
reaktionen und andererseits die Oxidationsreaktionen zu fördern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß ein das Grundmaterial der Katalysatoreinheit
bildender Block zunächst im Kern mit einer katalytischen Komponente imprägniert wird, indem eine Imprägnierflüssigkeit,
die die entsprechende Komponente enthält, axial durch den Kern geleitet wird, daß ein vom umgebenden Grundmaterial
(Mantel) zum Kern hin gerichtetes Druckgefälle im Grundmaterial erzeugt und aufrechterhalten wird, und
daß danaoh der den Kern umgebende Mantel mit einer diese andere Komponente enthaltenden Flüssigkeit in Berührung
gebracht wird, und daß dabei ein vom Kern fort zum Man- · tel hin gerichtetes Druckgefälle im Grundmaterial erzeugt
und aufrechterhalten wird.
Nach der Erfindung erfolgt die Herstellung einer solchen Katalysatoreinheit unter Verwendung eines neuen Verfahrens,
um eine selektive Imprägnation des zentralen Teiles oder
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Kernes der Katalysatoreinheit zu bewirken, so daß das eine aktive katalytische Material im wesentlichen in eine
Region eingeschlossen wird, ohne daß ein spürbares Hinüberwandern in die angrenzende, umgebende Region über die
vorgegebene Grenze hinaus stattfindet; andererseits erfolgt eine getrennte Imprägnation des als Mantel bezeichneten
seitlichen, also äußeren Teiles der Katalysatoreinheit mit anderem katalytischem Material, das im wesentlichen
in dieser Umfangsregion, also in einem kreisringförmigen
Raum eingeschlossen ist, der den Mittelteil oder Kern umgibt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, das anhand der Zeichnung näher erläutert wird.
Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Aufriß einer bevorzugten Ausführungsart des Imprägnierens eines Mittelteiles
oder Kernes einer Katalysatoreinheit;
Pig. 2 eine entsprechende schematische Aufrißdarstellung, die gegenüber Fig. 1 den Vorrang
des Imprägnierens des äußeren Teiles oder Mantels der Katalysatoreinheit darstellt; und
Fig. 3 eine Stirnansicht der Katalysatoreinheit mit symbolischer Darstellung der unterschiedliehen
Imprägnierzonen.
Ein Grundmaterial, das mit unterschiedlich aktiven katalytischen
- 6 509839/0902 .
Komponenten imprägniert werden soll, ist bevorzugt ein
länglicher, zylindrischer Block aus hitzebeständigem Material, der selektiv axial durchlässig für eine Flüssigkeit ist,
und quer oder radial undurchlässig ist. Der Block kann aus natürlichem oder synthetischem hitzebeständigem Material
bestehen; aus der Literatur sind schon hierfür verwendbare Materialien bekannt, so Aluminiumoxid, Siliziumoxid-Aluminiumoxid,
natürliche hitzebeständige Mineralien mit Magnesium-und/oder Aluminium - Oxiden oder Silikaten, Mineralien
mit Oxiden oder Silikaten des Zirkonium oder Kombinationen dieser Materialien, ohne damit eine erschöpfende Aufzählung
geben zu wollen. Bestimmte Mineralien, deren Verwendung als Grundmaterial für einen Katalysator schon vorgeschlagen
wurden, enthalten: Spodumen, Mullite-Spinel u. dgl.. Zweckmäßiger als Katalysator-Trägermaterial ist stranggepresstes
oder gespritztes Dichroit, das longitudinale Perforationen oder Kanäle aufweist, die sich über dessen
Länge erstrecken und im Querschnitt einer Bienenwabe ähneln, oder einem Bündel von parallelen Röhren wie etwa Trinkstrohhalmen,
die an ihren Mantelflächen zu einer geschlossenen Struktur zusammengefaßt sind. Solche Blockstrukturen
sind im allgemeinen durch Strangpressen einer plastischen Masse durch eine Spritzmatrize hindurch erzeugbar. Maßgeblich
für die vorliegende Erfindung ist, daß der als Grundmaterial für den Katalysator in Betracht gezogene
Block mit einer Anzahl schmaler Kanäle versehen ist, die durch diesen über seine gesamte axiale Länge verlaufen und
einen selektiven axialen Durchfluß eines Strömungsmediums durch den Block hindurch zulassen, während der Strömungswiderstand
in Querrichtung hinreichend hoch sein muß, um radial gerichtete Diffusionserscheinungen oder Wanderungsvorgänge des Strömungsmediums durch die die Kanäle begrenzenden
Wandungen hindurch zu unterbinden. Die parallelen
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Kanäle können runden quadratischen,tetragonalen, polygonalen oder sonstigen beliebigen Querschnitt aufweisen.
Obwohl in Fig. 1 ein zylinderischer Körper als Grundmaterial oder Block 5 dargestellt ist, können auch Strukturen ovalen
Querschnittes oder anderer geeigneter Form benutzt werden, die im wesentlichen nach den Abmessungen und der konkreten
Ausbildung des vorgesehenen Gehäuses des katalytischen Wandlers gestaltet sind, in dem die katalytische Einheit
angeordnet werden soll. Um die selektive Imprägnierung des Mittelteiles oder Kerns 9 des zylindrischen Körpers,
allgemein des Blockes 5,zu erzielen, ist er mit einem Ende über einem Flüssigkeit auffangenden Gefäß 6 angeordnet,
wobei ein Dichtungsring 7 zwischen dem oberen Rand des Gefäßes 6 und diesem Ende des zylindrischen Blockes 5 vorgesehen
ist. Der Dichtungsring 7 ist vorzugsweise mit einem
Kanal oder einer Nut versehen, um einen O-Ring aus Gummi oder anderem elastischem Material aufzunehmen, das gegen
das Ende, also den Boden des zylindrischen Blockes 5 angedrückt wird. Ein weiterer Dichtungsring 8 ist entsprechend
gegen die gegenüberliegende Stirnfläche des Blockes 5 angedrückt. Jeder der Dichtungsringe 7* 8 ist durch geeignete
(nicht dargestellte) Halterungen festgelegt. Die Dichtungsringe 7>
8 weisen einen geringeren Durchmesser als der zylindrische Block 5 auf, so daß sie durch ihre
Abmessungen einen axialen zylindrischen Raum oder Kern 9 bestimmen, der eingeschlossen und umgeben ist von
einem kreisringförmigen Mantel 10 des Blockes 5·
Eine geeignete Lösung oder Aufschlämmung eines aktiven Katalysatormaterials für den den Kern 9 ausmachenden Teil
des Blockes 5 wird durch den Dichtungsring 8 eingespeist,
- 8 S09839/0902
geliefert von einer geeigneten (nicht dargestellten) Speisequelle in vorgeschriebener Konzentration lind Dosierung, während
über einen Stutzen 12 ein Sog auf das Gefäß 6 wirkt, um die Flüssigkeit durch den von den Dichtungsringen J, 8 begrenzten
Kern 9 hindurchzusaugen. Indem Unterdruck am gegenüberliegenden
Ende des Blockes 5 und innerhalb des von den Dichtungsringen 7, 8, umgrenzten Raumes einwirkt, wird atmosphärische
Luft radial aus dem ringförmigen Raum, der als Mantel 10 den Kern 9 umgibt in den Kern 9 hineingesogen. Diese erzwungene
radiale Luftströmung verhindert, daß die Lösung oder Aufschlämmung aus dem Kern 9 heraus in den umgebenden
ringförmigen Mantel IQ hinüberwandert. Überschüssige Flüssigkeit 14 wird im Gefäß/gesammelt. Nachdem die Flüssigkeit
durch den Kern 9 eingespeist wurde, wird der Sog noch aufrechterhalten,
bis die Flüssigkeit 14 vom Block 5 hinreichend abgesaugt wurde, um ein Hinüberwandern von Flüssigkeit
aus dem Kern 9 in den umgebenden ringförmigen Mantel 10
auszuschließen. Um saubere und wohl abgerundete Kerne 9 zu erzielen, soll die imprägnierende Flüssigkeit nahezu
gesättigt sein, so daß schon geringer Unterdruck sie am Auswandern hindert.
Nachdem der Kern 9 derart imprägniert wurde, wird der
Block 5 gebrannt, um die katalytischen Metalle festzulegen
und sie unlöslich zu machen. Dann wird der ringförmige Mantel 10 mit einem Metall imprägniert, das sich von
demjenigen unterscheidet, das zuvor angewandt wurde, nämlich für das Imprägnieren des Kernes 9· Eine undurchlässige
Scheibe oder Kappe 15 wird am Dichtungsring 7 des Bodens
des Blockes 5 befestigt, und ein umgekehrt-trichterförmiger Stutzen 16 am oberen Dichtungsring 8. Selbstverständlich
kann anstelle der Dichtungsringe 7, 8, die beim ersten, zuvor beschriebenen Verfahrensschritt Anwendung fanden,
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— Q _
auch ein neuer Satz an Dichtungsringen verwendet xverden, der falls gewünscht an den Teilen 15 und Ib befestigt
oder einteilig mit ihnen ausgebildet ist. Die auf diese V/eise neu abgedichtete Anordnung wird nun in einen Behälter
17 getaucht, der eine Lösung oder Aufschlämmung des zweiten aktiven katalytischen Materials enthält.
Luft oder anderes Gas unter leichtem atmosphärischem Überdruck (etwa 25 bl s 50 cm Wassersäule) wird in den abgeschlossenen
Raum des Kernes 9 eingeleitet. Da der Block 5 porös ist,tritt das zugeführte Gas vom Kern 9 in
den ringförmigen, diesen umgebenden Mantel 10 über und
verhindert damit ein Hinüberwandern der Imprägnierflüssigkeit vcn dort in den Kern 9 hinein.
Nachdem so auch die gewünschte Imprägnierung des ringförmigen Mantels 10 durchgeführt ist, wird der Block 5
aus der Flüssigkeit entnommen, während zunächst noch das Einströmen von Luft oder Gas beibehalten bleibt, um
überschüssige Flüssigkeit aus dem ringförmigen Mantel 10 herauszublasen. Als weitere Sicherung gegen Hinüberwai
dern von Flüssigkeit in den Kern 9 während der Imprägnierung diesen kreisringförmigen umgebenden Mantels 10 kann
der Kern 9 mit Wasser vorgefeuchtet sein, um Wirkungen
von Kapillarkräften auszuschließen, die andernfalls dazu tendieren könnten, die umgebende Flüssigkeit in den
Kern 9 hineinzuziehen.
Für die Präparierung eines katalytischen Blockes 5 für die Behandlung von Abgasen von Brennkraftmaschinen können
die gewöhnlichen, anderweitig bekannten katalytischen Komponenten benutzt werden, die für die Reduktion von
N0„ bzw. für die Oxidation von CO und von Kohlenwasserstoffen
wirksam sind. Der reduzierende Katalysator wird
- 10 509839/0902
- ίο -
vorzugsweise benutzt, um den Kern 9 zu imprägnieren und
der oxidierende Katalysator dementsprechend in dem umgebenden kreisringförmigen Mantel 10 angelagert. Natürlich
kann die Anordnung dieser katalytischen Komponenten falls erwünscht, auch umgekehrt erfolgen, ohne den
Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Es kann jeder oxidierender Katalysator,der bisher schon
vorgeschlagen wurde zur Oxidation von CO und von unverbrannten Kohlenwasserstoffen,benutzt werden, um die vorliegende
Erfindung zu realisieren, so z. B. die Edelmetalle der Gruppe VIII, insbesondere Lösungen oder
Aufschlämmungen, die Platin oder Paladium oder Mischungen
hieraus in wirksamen Anteilen enthalten. Als reduzierende Katalysatoren können unedle Metalle oder ihre Oxide
benutzt werden, z. B. Kupfer-oxide oder Metalloxide aus Chrom oder aus der Eisengruppe oder Mischungen aus diesen.
Während die bisher angegebenen unedlen Metalle oder ihre Oxide, die zum Imprägnieren des Kernes benutzt werden,
vorzugsweise in hochkonzentrierter Form benutzt werden, werden von den Edelmetallen für die Imprägnierung des
kreisringförmigen umgebenden Mantels 10 vorzugsweise geeignet verdünnte Lösungen oder Aufschlämmungen angewandt
.
In Fig. 3 ist eine Aufsicht auf ein Beispiel für einen
Block 5 dargestellt, der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benutzt werden kann. Die Darstellung
der Fig. 3 ist sehr schematisiert und nicht maßstäblich;
auch soll keine präzise Darstellung der gegenseitigen Abmessungen und Abstände der Kanäle in Fig. J5
gegeben sein. Natürlich verteilen sich die Kanäle 20, von denen nur ein Teil in der symbolischen Darstellung
- 11 -
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der Fig. 5 angedeutet ist, gleichförmig über den gesamten
Querschnittsbereich des Blockes 5* einschließlich des Kernes 9*
der durch die gestrichelte Schraffur angedeutet ist.
Es ist wichtig, daß die unterschiedlichen katalytischen Komponenten, mit denen der Block 5 imprägniert wird, in
ihren zugeordneten und in sich abgeschlossenen Regionen eingeschlossen sind. Beispielsweise würde dann, wenn der
oxidierende Katalysator, etwa Edelmetall, von dem äußeren kreisringförmigen Mantel 10 in den Kern 9 hineinwandern
könnte, dieser in den Kern 9 eintretende Teil verdorben, da er nicht mehr der Reduktion von N0_, dienlich wäre oder
sogar .$ene Reaktion stören könnte. Andererseits würde das unedle Metall, wenn es über die Grenze hinüberwandern
könnte, die katalytische Aktivität des Edelmetalles schwächen.
Bei der praktischen Anwendung wird der Block 5* der die
beiden verschiedenen katalytischen Komponenten durch Imprägnierung des Kernes 9 bzw. des ihn umgebenden
kreisringförmigen Mantels 10 enthält, als Einheit in einen katalytischen Wandler eingesetzt. Dieser Wandler
ist mit geeigneten Rohren, Ventilen und Rohranschlüssen ausgestattet,die einerseits mit dem Kern 9 und andererseits
mit dem diesen kreisringförmig umgebenden Mantel 10 zusammenwirken. Bei einer typischen Anordnung werden
die heißen Abgase, ohne daß zusätzlich Luft beigefügt würde, zunächst durch den Kern 9, der den Katalysator
zur Förderung der Reduzierung von NO in Stickstoff enthält,
hindurchgeleitet, was gemäß der theoretischen Gleichung
2 NO * N2 + O2
- 12 609839/0902
abläuft, bzw. - bei Gegenwart von hinreichendem CO folgender Gleichung gehorchen kann:
2NO + 2CO > N2 + 2CO2.
Nachdem das Gas durch den Kern der katalytischen Einheit hindurchgetreten ist, wird es mit Luft gemischt und diese
Mischung in umgekehrter Richtung durch den kreisringförmigen
Mantel 10 der katalytischen Einheit hindurchgeschickt, der den oxidierenden Katalysator aufweist, um
die Verbrennung der Kohlenwasserstoffe und des CO zu fördern. Geeignete Leitmittel sind im Konverter vorgesehen,
um die Gase entlang ihrer vorgeschriebenen Wege zu führen.
Es sind an sich schon zweifache Konverter bekannt, die ausgerüstet sind mit geeigneten Rohren und Rohranschlüssen
für selektive Strömungen der ursprünglichen heißen Abgase zunächst ohne Luft durch einen Teil, der einen
reduzierenden Katalysator aufweist, und dann, mit Zufuhr von Luft, durch einen getrennten konzentrischen Teil,
der einen oxidierenden Katalysator aufweist. Diese Konverter können für unterschiedliche Strömungswege der Abgase
ausgebildet sein, einmal für den Betriebsablauf unter Startbedingungen der kalten Brennkraftmaschine und
einmal für normale Fahrt-Betriebsbedingungen, entsprechend dem Wechsel der Zusammensetzung der Abgase.
Da bei Konvertern, die zusammen mit Schalldämpfern oder Abgas-Auspufftöpfen von Brennkraftmaschinen eingesetzt
werden, aber jeder Raumbedarf kostspielig ist, ist der zusätzliche Vorteil der Verwendung einer einstückigen
katalytischen Einheit für die zweistufige Behandlung der Abgase offenbar. Darüberhinaus wird durch Verwendung
- 13 509 8 39/0902
einer einzigen einheitlichen katalytisohen Einheit der
Ersatz verbrauchten Katalysatoren ein bedeutender Kostenfaktor bei der l/artung katalytischer Konverter, wesentlich
vereinfacht.
Obgleich die Erfindung vorstehend insbesondere im Zusammenhang und unter Bezugnahme auf katalytisch^ Einheiten
die zur Behandlung von Abgasen von Brennkraftmaschinen bestimmt sind beschrieben wurde, können die Grundgedanken
der Erfindung aber auch anderweitig angewandt werden,
wo bei einer katalytischen Einheit unterschiedliche
Imprägnierung einer zentralen Region einerseits und einer diese umgebenden äußeren Region andererseits erwünscht ist. Die Erfindung ist ferner allgemein anwendbar für
die Behandlung eines katalytischen Trägermaterials, in dem eine unterschiedliche Konzentration des katalytischen Materials in der äußeren oder Randzone gegenüber dem
Inneren oder Kern des Katalysators gewünscht wird.
wo bei einer katalytischen Einheit unterschiedliche
Imprägnierung einer zentralen Region einerseits und einer diese umgebenden äußeren Region andererseits erwünscht ist. Die Erfindung ist ferner allgemein anwendbar für
die Behandlung eines katalytischen Trägermaterials, in dem eine unterschiedliche Konzentration des katalytischen Materials in der äußeren oder Randzone gegenüber dem
Inneren oder Kern des Katalysators gewünscht wird.
Die Erfindung ist daher nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, Sie umfaßt
auch alle fachmännischen Abwandlungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten
Merkmale und Maßnahmen.
Ansprüche
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Claims (11)
1. Verfahren zum Herstellen eines Mehrfach-Katalysators in der Bauform einer Katalysatoreinheit, in der räumlich
gegeneinander abgesetzt unterschiedlich wirkende Katalysatoren angelagert sind, durch schrittweises selektives
Imprägnieren, dadurch gekennzeichnet, daß ein^as Grundmaterial
der Katalysatoreinheit bildender poröser Block zunächst im Kern mit einer katalytischen Komponente imprägniert
wird, indem eine Imprägnierflüssigkeit, die die entsprechende Komponente enthält, axial durch den Kern
geleitet wird, daß ein vom umgebenden Grundmaterial (Mantel) zum Kern hin gerichtetes Druckgefälle im Grundmaterial
erzeugt und aufrechterhalten wird, daß danach der den Kern umgebende Mantel mit einer eine andere
Komponente enthaltenden Flüssigkeit in Berührung gebracht wird, und daß dabei ein vom Kern fort zum Mantel hin gerichtetes
Druckgefälle im Grundmaterial erzeugt und aufrechterhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundmaterial für die Katalysatoreinheit ein im wesentlichen
in zylindrischer Richtung poröser Körper benutzt wird, der für axiale Durchströmungen selektiv durchgängig
ist und radial gerichteten strömurg en Widerstand entgegensetzt.
J5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als katalytisches Grundmaterial ein monolithischer Block aus hitzebeständigem Material benutzt wird, der eine
Vielzahl von längsgerichteten Kanälen aufweist, die sich von einem zum anderen Ende dieses Blockes erstrecken.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis j5,
dadurch gekennzeichnet, daß eine der imprägnierenden Flüssigkeiten katalytische Komponenten enthält, die die
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Reduktion von Stickoxidgasen aktivieren, und die andere imprägnierende Flüssigkeit katalytisohe Komponenten enthält,
die die Oxidation von Kohlenmonoxiden aktivieren.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kern-Zone des Grundmaterials
mit katalytischen Komponenten imprägniert wird, die die Reduktion von Stickoxidgasen aktivieren.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere, den Kern umgebende Mantel-Zone des katalytischen Grundmaterials mit
katalytischen Komponenten imprägniert wird, die die Oxidation von Kohlenmonoxiden aktivieren.
7· Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nach innen,zum Kern hin gerichtete Druckabfall durch Ausüben eines Soges
an einem Ende des Kernes aufgebaut wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nach außen,
vom Kern zum Mantel gerichtete Druckabfall dadurch aufgebaut wird, daß Gas unter geringem atmosphärischem Überdruck
axial in den Kern etigeleitet wird, von dem aus es seitlich in den den Kern peripher umgebenden Mantel
diffundiert.
9· Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen
Ansprüche, gekennzeichnet durch die Folge folgender Verfahrensschritte
:
vorübergehend wird eine abgegrenzte Zone an einem axialen
vorübergehend wird eine abgegrenzte Zone an einem axialen
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Ende des Grundmaterials durch festen Kontakt mit einem Dichtungsring der gegen jenes Ende angedrückt wird, abgegrenzt,
wobei der äußere Rand dieses Ringes innerhalb des äußeren Randes der Einheit an jenem Ende angeordnet
ist, und eine abgegrenzte Zone am gegenüberliegenden axialen Ende des Grundmaterials mittels eines Dichtungsringes,
der dagegen angedrückt wird, abgegrenzt, wobei der äußere Rand jenes Ringes einen Abstand vom seitlichen
Umfang jener Einheit an jenem Ende aufweist, eines der auf diese Weise abgedichteten axialen Enden
des Grundmaterials wird an ein Unterdrucksystem angeschlossen, das eine Einströmung von Gas in den Kern und
axial durch diesen hindurch erzwingt, das gegenüberliegende abgedichtete Ende der Einheit wird
an eine Speisequelle für eine erste Imprägnierflüssigkeit angeschlossen, die die erste katalytisch aktive
Komponente enthält und dadurch selektiv die Kern-Zone des Grundmaterials imprägniert,
die Einspeisung der ersten Imprägnierflüssigkeit wird unterbrochen und danach die Verbindung zum Unterdrucksystem
aufgehoben;
unter Überdruck wird eine Gasströmung axial in ein ringförmig abgeschlossenes Ende des Kernes eingeleitet, die
radial aus jenem Kern in die diesen umgebende äußere oder Martel-Zone des Grundmaterials hinübertritt und sich
dort verteilt, und
während dieser Gasströmung wird die nicht zum Kern gehörige
Oberfläche des Grundmaterials mit einer Flüssigkeit in Berührung gebracht, die die zweite katalytisch
aktive Komonente enthält, die selektiv innerhalb des Mantels der den Kern umgibt, angelagert wird.
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10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern selektiv
mit V/asser angefeuchtet wird, ehe die zweite katalytisch aktive Komponente im Mantel angelagert wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anlagern der
zweiten katalytisch aktiven Komponente das Grundmaterial mit abgedeckten Stirnflächen des Kernes in eine Flüssigkeit,
die die zweite katalytisch aktive Komponente enthält, eingetaucht wird.
509839/0 9 02
Leerseite
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US45241774 | 1974-03-18 | ||
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Publications (3)
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JPS50125983A (de) | 1975-10-03 |
US3901821A (en) | 1975-08-26 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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