DE3035472A1 - CATALYST REACTORS - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Reinigung von Gasen, insbesondere Abgasen. Die Erfindung bezweckt, insbesondere zumindest die Menge der Schmutzstoffe, wie z.B. Kohlenmonoxid und Rauch, in Gasen, die von Verbrennungsmotoren abgegeben werden, zu verringern.The invention relates to the purification of gases, especially exhaust gases. The invention aims, in particular, at least at the amount of pollutants such as carbon monoxide and to reduce smoke, in gases emitted by internal combustion engines.
Gase von Verbrennungsmotoren enthalten häufig fein zerteilte Teilchen von Kohlenwasserstoffen und/oder Kohle und/oder anderen Feststoffen, die in der Form von Rauch austreten. Beispielsweise besteht der Rauch eines Dieselmotors aus festen/flüssigen Teilchen, festen Kettenaggregaten, in denen im wesentlichen kugelförmige Teilchen mit einem Durchmesser von zwischen 100 - 800 Ä sich an flüssige Sulfate, flüssige Kohlenwasserstoffe und gasförmige Kohlenwasserstoffe koppeln. Die festen/flüssigen Teilchen bestehen im allgemeinen aus Kohleteilchen mit adsorbierten flüssigen Kohlenwasserstoffen, und die festen Kettenaggregate bestehen im allgemeinen aus organischen Verbindungen mit hohem Molekulargewicht und/oder anorganischen Sulfaten.Internal combustion engine gases often contain finely divided particles of hydrocarbons and / or coal and / or other solids emerging in the form of smoke. For example, there is smoke from a diesel engine of solid / liquid particles, solid chain aggregates in which essentially spherical particles with a diameter of between 100 - 800 Å couple liquid sulfates, liquid hydrocarbons and gaseous hydrocarbons. The solid / liquid particles generally consist of coal particles with adsorbed liquid hydrocarbons, and the solid chain aggregates generally consist of high molecular weight organic compounds and / or inorganic sulfates.
Im allgemeinen treten drei verschiedene Formen von Rauch aus Abgasleitungen von Dieselmotoren aus, nämlich "weißer Rauch", "schwarzer Rauch" und "blauer Rauch". Weißer RauchIn general, there are three different forms of smoke from exhaust pipes of diesel engines, namely "white smoke", "black smoke" and "blue smoke". White smoke
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entsteht beim ersten Anlaufen des Motors, und zwar durch die Kondensierung von Wasserdampf auf Teilchen, die sich in dem Auspuffgas befinden, so daß ein feiner Nebel entsteht. Schwarzer Rauch entsteht, wenn der Motor warmgelaufen ist; er enthält einen verhältnismäßig hohen Anteil an Kohlenstoff teilchen. Im blauen Rauch befindet sich etwas Kohlenstoff zusammen mit einem verhältnismäßig hohen Anteil gasförmiger Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Aldehyde.occurs when the motor is started for the first time, namely by the condensation of water vapor on particles that are in the exhaust gas, so that a fine mist is formed. Black smoke occurs when the engine has warmed up; it contains a relatively high proportion of carbon particles. In the blue smoke there is some carbon along with a relatively high proportion of gaseous Hydrocarbons such as aldehydes.
Im folgenden werden die oben beschriebenen Teilchen als "rauchbildende Teilchen" bezeichnet. Etwa 90 % dieser rauchbildenden Teilchen besitzen größte Abmessungen von weniger als einem Mikron. Dieser Wert fällt innerhalb die einatembare Größe, das größte Maß der restlichen 10 % dieser rauchbildenden Teilchen beträgt weniger als vier Mikron.In the following, the above-described particles are referred to as "smoke generating particles". About 90% of this smoke-generating particles are less than a micron in size. This value falls within the inhalable size, the largest of the remaining 10% this smoke-generating particle is less than four microns.
Andere unerwünschte Bestandteile, die in Abgasen vorhanden sind, sind schädliche Gase, wie Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe. In dieser Beschreibung bezeichnet der Ausdruck "Schmutzstoffe" rauchbildende Teilchen und Schadgase.Other undesirable components that are present in exhaust gases are noxious gases such as carbon monoxide and hydrocarbons. In this specification the term "pollutants" refers to smoke-generating particles and noxious gases.
Die katalytische Oxidierung von Kohlenstoffteilchen findet bei etwa 400° C statt, wohingegen die normale Verbrennungstemperatur dieser Teilchen zwischen 700 - 800 C liegt. The catalytic oxidation of carbon particles takes place takes place at around 400 ° C, whereas the normal combustion temperature of these particles is between 700 - 800 ° C.
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Bei Kohlenwasserstoffteilchen findet die katalytische Oxidisrung bei Temperaturen von etwa 200 C statt. Die Auswirkungen eines Katalysators auf die Temperatur, bei der die katalytische Oxidierung von im Abgasstrom eines Dieselmotors mitgerissenen Teilchen stattfindet, wurden untersucht. Eine Anzahl Versuchskatalysatoren würde vorbereitet. Die Katalysatoren bestanden aus einem Substrat, das aus 310 Draht aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 0.0254 cm, der zu einem Band von 0.0106 cm Stärke gewalzt wurde, aus einer Schicht Aluminiumoxid und einer Schicht eines oder mehrerer Metalle der Platingruppe bei einer Ladung von 2.46 mg/g Aluminiumoxid hergestellt worden war. Ein Teil des beschichteten Drahtes wurde von einem Katalysator abgeschnitten und unter allmählichem Anheben der Temperatur zusammen mit aus Einzelteilchen bestehendem Stoff, der aus dem Abgasstrom eines Dieselmotors genommen war, in der Probenpfanne eines Differenzscanning-Kolorimeters (DSC) in einer Atmosphäre von 1 % Sauerstoff in Argon erhitzt. Proben der über der Probenpfanne befindlichen Atmosphäre wurden über ein erwärmtes Kapillarröhrchen entnommen und einem Massenspektrometer zugeführt. Vier Massenzahlen wurden festgestellt: Kohlenmonoxid (44), doppelt geladenes Argon (20), Sauerstoff (32) und Wasser (18) oder Stickstoff und Kohlenmonoxid (28). Die Temperatur, bei der die Differentialaufzeichnung desIn the case of hydrocarbon particles, the catalytic Oxidation takes place at temperatures of about 200 C. The effects of a catalytic converter on temperature, at catalytic oxidation of particles entrained in the exhaust gas stream of a diesel engine takes place examined. A number of experimental catalysts would be prepared. The catalysts consisted of a substrate, the one made of 310 stainless steel wire with a diameter of 0.0254 cm, which leads to a ribbon of 0.0106 cm Starch was rolled from a layer of aluminum oxide and a layer of one or more platinum group metals at a load of 2.46 mg / g alumina had been made. A part of the coated wire was cut off from a catalyst and under gradual Raising the temperature along with particulate matter from the exhaust stream of a Diesel engine was taken in the sample pan of a differential scanning colorimeter (DSC) in one atmosphere heated by 1% oxygen in argon. Samples of the atmosphere above the sample pan were collected via a heated capillary tube removed and fed to a mass spectrometer. Four mass numbers were found: Carbon monoxide (44), doubly charged argon (20), oxygen (32) and water (18) or nitrogen and carbon monoxide (28). The temperature at which the differential record of the
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DSC ihren Höchstwert erreichte, wurde als Temperatur genommen, bei der die Verbrennung der Teilchen stattfand. Diese Temperatur kann als "Abbrenn-Temperatur" ("light-off temperature") bezeichnet werden. Die Ergebnisse waren wie folgt:DSC peaked was taken as the temperature at which the combustion of the particles took place. This temperature can be referred to as the "light-off temperature". The results were like follows:
Aluminiumoxid-Ladung Katalytische Metalle "Abbrennig/g Draht) Temperatur" (0C)Aluminum oxide charge Catalytic metals "Burning off / g wire) Temperature" ( 0 C)
Die "Abbrenn-Temperatur" der Teilchen aus dem Abgasstrom eines Dieselmotors, nämlich 207° - 265° C, ist beträchtlich niedriger als die Verbrennungstemperatur, wenn kein Katalysator vorhanden ist. Da es das Vorhandensein eines Katalysators ermöglicht, daß die rauchbildenden Teilchen in einem Gas bei niedrigerer Temperatur oxidieren als die normale Temperatur, bei der die Verbrennung stattfindet, ist nur eine geringe oder keine Erwärmung der Abgase eines Verbrennungsmotors erforderlich, wenn die katalytische Oxidierung irgendwelcher rauchbildender Teilchen in dem Gas durchgeführt werden soll. So läuft z.B. ein Dieselmotor bei etwa 400° C, wenn er unter mittlerer bis voller BelastungThe "burn-off temperature" of the particles from the exhaust gas stream of a diesel engine, namely 207 ° - 265 ° C, is considerable lower than the combustion temperature in the absence of a catalyst. As there is the presence of a catalyst allows the smoke generating particles to be oxidized in a gas at a lower temperature than normal The temperature at which the combustion takes place is little or no heating of the exhaust gases from an internal combustion engine required when the catalytic oxidation of any smoke-generating particles in the gas should be carried out. For example, a diesel engine runs at around 400 ° C when it is under medium to full load
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steht, so daß keine Vorerwärmung der von dem Dieselmotor abgegebenen Abgase erforderlich ist, bevor diese Abgase über einen Katalysator zur Entfernung von rauchbildenden Teilchen aus dem Gas durch katalytische Oxidierung geführt werden, vorausgesetzt, daß sich der Katalysator nahe bei dem Motor befindet.stands, so that no preheating of the exhaust gases emitted by the diesel engine is required before these exhaust gases passed over a catalyst to remove smoke-forming particles from the gas by catalytic oxidation provided that the catalytic converter is close to the engine.
Verbrennungsmotoren werden häufig an Stellen verwendet, für die strenge Bestimmungen hinsichtlich ihrer Verwendung bestehen. Dieselmotoren, die in Kohlebergwerken der Britischen Nationalen Kohlebehörde (NCB) verwendet werden sollen, müssen abgewandelt werden, damit sie den Bestimmungen hinsichtlich der Verwendung von Dieselmotoren in Bergwerken entsprechen. Der Motor wird mit einem Wasserkühlmantel· umgeben, so daß die Temperatur jedes Außenteiles des Motors, der mit Luft in Berührung kommt, weniger als 120° C beträgt. Die Abgase des Motors werden durch einen Wasseraufbereiter und Flammenrückschlagsicherungen geleitet, bevor sie endlich an die Außenluft abgegeben werden. Der Wasseraufbereiter kann ein Behälter mit Wasser sein, durch den das Abgas sprudelt; es kann aber auch Wasser in den Abgasstrom gesprüht werden. Jede einen Katalysator zur Behandlung des Abgases enthaltende Kammer muß den Bestimmungen entsprechen, gieichzeitig jedoch die Temperatur des Abgases so hoch halten, daß die katalytische Entfernung der Schmutzstoffe stattfinden kann.Internal combustion engines are often used in places where there are strict regulations regarding their use exist. Diesel engines used in the British National Coal Authority (NCB) coal mines should be modified to comply with the provisions regarding the use of diesel engines in Mines correspond. The motor is surrounded by a water cooling jacket, so that the temperature of each outer part of the motor that comes into contact with air is less than 120 ° C. The engine exhaust gases are through a Water conditioners and flame arresters before they are finally released into the outside air. The water conditioner can be a container with water, through which the exhaust gas bubbles; however, water can also be sprayed into the exhaust gas flow. Each a catalyst for The chamber containing the treatment of the exhaust gas must comply with the regulations, but at the same time the temperature of the exhaust gas hold so high that the catalytic removal of contaminants can take place.
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Aufgabe der Erfindung ist es, zumindest die Menge des Rauches, der in den Abgasen enthalten ist, durch Durchführen einer katalytischen Oxidierung der rauchbildenden Teilchen in dem Gas zu verringern.The object of the invention is at least the amount of smoke that is contained in the exhaust gases by performing catalytic oxidation of the smoke-generating particles in the gas.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Menge der schädlichen Gase und Teilchen, die in dem Abgas eines Verbrennungsmotors vorhanden sind, zu verringern.Another object of the invention is to control the amount of harmful gases and particles that are present in the exhaust gas of an internal combustion engine are present to decrease.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen mit Dieselkraftstoff oder Benzin betriebenen Verbrennungsmotor derart abzuwandeln, daß eine erheblich verringerte Menge der schädlichen Gase und Teilchen erzeugt wird.Another object of the invention is to provide a diesel fuel or gasoline-powered internal combustion engine so that a significantly reduced amount of harmful gases and particles are generated.
Gemäß der Erfindung besitzt ein Verbrennungsmotor, der eine verringerte Menge von Schmutzstoffen abgibt und von einem Wasserkühlmantel umgeben ist, eine Kammer, die zumindest teilweise von dem Wasserkühlmantel umgeben ist und in der ein Katalysator angeordnet ist, der aus einem Substrat besteht, das zumindest teilweise mit einer Schicht eines feuerfesten Metalloxides überzogen ist, auf der ein katalytischer Stoff abgelagert ist, wobei die Kammer an die Zylinderausgangsöffnungen anschließt, so daß das durch die Ausgangsöffnungen abgegebene Abgas durch die Kammer und die Ausgangsleitungen an die Außenluft fließt.According to the invention, an internal combustion engine has a reduced amount of pollutants and pollutants a water cooling jacket is surrounded, a chamber which is at least partially surrounded by the water cooling jacket and in which a catalyst is arranged, which consists of a substrate which is at least partially with a layer of a Refractory metal oxide is coated on which a catalytic substance is deposited, the chamber to the cylinder outlet openings connects so that the exhaust gas discharged through the exit openings through the chamber and the exit conduits flows into the outside air.
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Gemäß der Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Verringerung der Verschmutzung durch Abgas eines Verbrennungsmotors das Leiten des Abgases von den Motorenzylindern in eine Kammer, die zumindest teilweise von einem Wasserkühlmantel umgeben ist und einen Katalysator enthält, so daß zumindest ein Teil der schädlichen Gase und Teilchen einer katalytischen Oxidierung unterworfen werden.According to the invention comprises a method for reducing pollution by exhaust gas from an internal combustion engine directing the exhaust gas from the engine cylinders into a chamber that is at least partially covered by a water cooling jacket is surrounded and contains a catalyst, so that at least some of the harmful gases and particles of a catalytic Be subjected to oxidation.
Vorzugsweise ist der Motor ein Dieselmotor.Preferably the engine is a diesel engine.
Gemäß der Erfindung umfaßt ein Katalysator zur Verwendung bei der Reinigung der DieselabgaseAccording to the invention comprises a catalyst for use in cleaning diesel exhaust gases
a) ein Substrat,a) a substrate,
b) eine Schicht eines haftenden feuerfesten Metalloxids, die auf der Oberfläche des Substrates angebracht ist, undb) a layer of an adherent refractory metal oxide, which is attached to the surface of the substrate, and
c) ein katalytisches Metall aus der Gruppe Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Fe, Co, Ni, V, Cr, Mo, W, Y, Ce und Legierungen und intermetallische Verbindungen, die mindestens 20 Gew.% eines oder mehrerer dieser Metalle enthalten, die auf der Oberfläche des bzw. durch die gesamte feuerfeste Metalloxid-Schicht angebracht sind.c) a catalytic metal from the group consisting of Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Fe, Co, Ni, V, Cr, Mo, W, Y, Ce and alloys and intermetallic compounds which contain at least 20% by weight of one or more of these metals, which are applied to the surface of or through the entire refractory metal oxide layer.
Die feuerfeste Metalloxid-Schicht enthält vorzugsweise in Gestalt ihrer Oxide eines oder mehrere Bestandteile der Gruppe Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, die Lanthaniden, Ti, Zr, Hf Th, V, Cr, Mn, Co, Ni, B, Al, Si und Sn.The refractory metal oxide layer preferably contains one or more constituents of the in the form of its oxides Group Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, the lanthanides, Ti, Zr, Hf Th, V, Cr, Mn, Co, Ni, B, Al, Si and Sn.
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Ein bevorzugter Überzugsstoff ist Al-O., und Aluminiumoxidhydrate, es können jedoch auch stabilisierende Oxide wie BaO und Oxide, die die katalytische Tätigkeit fördern, wie TiO2, ZrO2, HfO3, ThO2, Cr3O3 und NiO ebenfalls vorhanden sein.A preferred coating material is Al-O., And aluminum oxide, but it is also stabilizing oxides such as BaO and oxides that promote the catalytic activity, such as TiO 2, ZrO 2, HfO 3, ThO 2, Cr 3 O 3 and NiO also available be.
Das katalytische Substrat kann ein keramischer oder metallener Monolith sein, d.h. ein unitärer Körper, durch den Kanäle laufen, oder es kann auch dergestalt sein, daß das Abgas wirbelnd fließt. Ein Gefüge aus verknüpftem oder verwebtem Draht kann als Substrat verwendet werden, so daß das Abgas durch den Katalysator wirbelnd fließt. Metalle oder Legierungen, die bei der Herstellung eines Substates verwendet werden, sind vorteilhafterweise oxidationsbeständig und sollten bis mindestens 600 C wärmebeständig sein.The catalytic substrate can be a ceramic or metal monolith, i.e. a unitary body through which Channels run, or it can also be such that the exhaust gas flows in a swirling manner. A structure of linked or woven wire can be used as a substrate so that the exhaust gas swirls through the catalyst. Metals or alloys used in the manufacture of a substrate are advantageously resistant to oxidation and should be heat-resistant up to at least 600 C.
Geeignete Grundmetallegierungen sind Nickel- und Chromlegierungen, die einen Gesamtgehalt an Ni und Cr haben, der größer als 20 Gew.% ist, und Legierungen aus Eisen, die zumindest eines der Elemente Chrom (3 - 40 Gew.%), Aluminium (1-10 Gew.%), Kobalt (Spur - 5 Gew.%), Nickel (Spur - 72 Gew.%) und Kohle (Spur - 0,5 Gew.%) enthalten. Derartige Substrate werden in der Deutschen Offenlegungsschrift 24 50 664 beschrieben.Suitable base metal alloys are nickel and chrome alloys, which have a total content of Ni and Cr which is greater than 20% by weight, and alloys of iron, at least one of the elements chromium (3 - 40% by weight), aluminum (1-10% by weight), cobalt (trace - 5% by weight), nickel (Trace - 72 wt.%) And charcoal (trace - 0.5 wt.%). Such substrates are in the German Offenlegungsschrift 24 50 664 described.
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-. 3Q35472-. 3Q35472
Weitere Beispiele von Grundmetallegierungen, die den harten Anforderungen widerstehen können, sind Eisen-Aluminium-Chrom-Legierungen, die ebenfalls Yttrium enthalten können. Diese Legierungen können 0,5 - 12 Gew.% Al, 0,1 - 3,0 Gew.% Y, 0-20 Gew.% Cr und den Rest Fe enthalten. Diese Legierungen werden in der U.S. PS 3,298,826 beschrieben. Eine weitere Reihe von Fe-Cr-Al-Y-Legierungen enthält 0,5 - 4 Gew.% Al, 0,5 - 3,0 Gew.% Y, 20,0 - 95 Gew.% Cr und den Rest Fe. Diese sind in der U.S. PS 3,027,252 beschrieben.Further examples of base metal alloys that can withstand the tough requirements are iron-aluminum-chromium alloys, which can also contain yttrium. These alloys can contain 0.5 - 12 wt.% Al, 0.1-3.0% by weight Y, 0-20% by weight Cr and the remainder Fe. These alloys are disclosed in U.S. PS 3,298,826. Contains another range of Fe-Cr-Al-Y alloys 0.5-4% by weight Al, 0.5-3.0% by weight Y, 20.0-95% by weight Cr and the remainder Fe. These are in U.S. PS 3,027,252 described.
Wahlweise können die Grundmetallegierungen einen geringeren Korrosionswiderstand, wie z.B. Flußstahl, dafür aber einen Schutzüberzug besitzen, der die Oberfläche des Substrates überdeckt, wie es in der ebenfalls anhängigen Britischen Patentanmeldung 2 013 517 A vom 2. Februar 1979 beschrieben wird.Optionally, the base metal alloys can have a lower one Corrosion resistance, such as mild steel, but have a protective coating that covers the surface of the substrate as described in co-pending British Patent Application 2,013,517 A dated February 2, 1979 will.
Wenn Draht als Substrat verwendet wird, sollte seine Stärke zwischen 0,0254 und 0,508 mm und vorzugsweise zwischen 0,0254 und 0,305 mm betragen.If wire is used as a substrate, its strength should be between 0.0254 and 0.508 mm and preferably between 0.0254 and 0.305 mm.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschrieben. Die Außenwand 7 einer Katalysatorkammer besitzt Öffnungen 10 und 11, dieA first embodiment of the invention will be described with reference to FIG. The outer wall 7 a catalyst chamber has openings 10 and 11, the
J 21 P 260J 21 P 260
19.9.80 - 15 -9/19/80 - 15 -
130017/0557130017/0557
neben den Ausgangsöffnungen des Motorenzylinders liegen und an diese anschließen und einen Ausgang 12 neben der Abgasleitung 13. Die Katalysatoren 1,2,8 und 9 sind, wie dargestellt, angeordnet. Die Katalysatorkammer besitzt eine innere Wand 5 und zwei äußere Wände 6 und 7, wobei sich ein Luftspalt zwischen den Wänden 5 und 6 befindet und die Spalten zwischen 6 und 7 mit umlaufendem Wasser gefüllt sind. Das Wasser stammt von dem Wasserkühlmantel, der den Motor umgibt. Der Abgasfluß wird im allgemeinen durch die Pfeile F1, F-, F3, F4, F5 und Fg gekennzeichnet. Abgas fließt von den Zylindern durch die Abgasöffnungen und durch die Öffnungen 10 und 11 in die Kammer und kommt in Berührung mit den Katalysatoren 1 oder 2 und dann mit Katalysator 8 und möglicherweise Katalysator 9, bevor es durch die Öffnung 12 zu der Abgasleitung fließt.lie next to the outlet openings of the engine cylinder and connect to them and an outlet 12 next to the exhaust line 13. The catalysts 1, 2, 8 and 9 are arranged as shown. The catalyst chamber has an inner wall 5 and two outer walls 6 and 7, with an air gap between the walls 5 and 6 and the gaps between 6 and 7 being filled with circulating water. The water comes from the water cooling jacket that surrounds the engine. The flow of exhaust gas is generally indicated by the arrows F 1 , F-, F 3 , F 4 , F 5 and F g . Exhaust flows from the cylinders through the exhaust ports and through ports 10 and 11 into the chamber and comes in contact with catalytic converters 1 or 2 and then with catalytic converter 8 and possibly catalytic converter 9 before flowing through port 12 to the exhaust line.
Das Substrat ist ein Monolith oder ein Drahtgefüge. Falls ein Drahtgefüge verwendet wird, kann eine Einheit für jeden Katalysator verwendet werden oder eine Anzahl von miteinander verbundenen kleineren Einheiten.The substrate is a monolith or a wire structure. If a wire structure is used, a unit for any catalyst can be used or a number of smaller units connected together.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Katalysatorkammer besitzt Öffnungen 10 und 11 neben den Abgasöffnungen der Zylinder und an sie anschließend und einen Ausgang 12 nebenA second embodiment of the invention will be described with reference to FIG. The catalyst chamber has openings 10 and 11 next to the exhaust openings of the Cylinder and adjoining it and an exit 12 next to it
J 21 P 260J 21 P 260
19.9.80 - 16 -9/19/80 - 16 -
130017/0557130017/0557
der Abgasleitung 13. Zwischen der Innenwand 25 und der Außenwand 27 der Katalysatorkammer zirkuliert Wasser von dem Wasserkühlmantel des Motors. Eine innere Kammer 24, die zwei Katalysatoren 1 und 2 enthält, ist in der Katalysatorkammer, wie in Fig. 2 gezeigt wird, so angeordnet, daß das in die Katalysatorkammer einfließende Abgas durch eine innere Kammer 24 fließen und in Berührung mit den Katalysatoren kommen muß, bevor es die Kammer verläßt und in die Abgasleitung eintritt. Ein Teil der inneren Kammer 29 ist mit Löchern oder Schlitzen versehen, so daß das in ihr befindliche Abgas von der inneren Kammer zu der Katalysatorkainmer und von da zu der Abgasleitung fließen kann. Abgas, das in die Katalysatorkainmer bei der Öffnung 10 eintritt, fließt durch die Kammer wie durch die gekennzeichneten Pfeile F2I7 F23' F25' F27' F28 und F31 dar5estellt wird, während Gas, das an der anderen öffnung 11 eintritt, wie durch die gekennzeichneten Pfeile F33, F34, F-,, F39, F30 und F31 angezeigt wird, hindurchfließt.the exhaust pipe 13. Between the inner wall 25 and the outer wall 27 of the catalyst chamber, water circulates from the water cooling jacket of the engine. An inner chamber 24 containing two catalysts 1 and 2 is arranged in the catalyst chamber, as shown in Fig. 2, so that the exhaust gas flowing into the catalyst chamber must flow through an inner chamber 24 and come into contact with the catalysts before it leaves the chamber and enters the exhaust pipe. A part of the inner chamber 29 is provided with holes or slits so that the exhaust gas located in it can flow from the inner chamber to the catalyst chamber and from there to the exhaust pipe. Exhaust gas that enters the Katalysatorkainmer at the opening 10, flows through the chamber as indicated by the marked arrows F 2 I 7 F 23 'F 25' F 27 'F 28 and F 31 are 5 is estel l t, while gas at the other opening 11, as indicated by the marked arrows F 33 , F 34 , F- ,, F 39 , F 30 and F 31 , flows through.
Der Träger ist ein Monolith oder aus Metalldraht hergestellt. Die beiden Katalysatoren sind in der Katalysatorkainmer wie in Fig. 2 angeordnet, so daß etwa dieselbe Menge Abgas durch jeden der Katalysatoren fließt, wobei das Abgas von einem Zylinder durch einen Katalysator fließt.The carrier is a monolith or made of metal wire. The two catalysts are in the catalyst chamber like Arranged in Fig. 2 so that approximately the same amount of exhaust gas flows through each of the catalysts, the exhaust gas from one Cylinder flowing through a catalyst.
J 21 P 260J 21 P 260
19.9.80 - 17 -9/19/80 - 17 -
1300 17/05571300 17/0557
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 dargestellt, in dem ein oder mehrere Katalysatoren mit wahlweise zu verwendenden Spulen verwendet werden. Die Katalysatorkammer besitzt Öffnungen 50 und 51 , die neben den Abgasöffnungen der Zylinder liegen und an sie anschließen und einen Ausgang 52 neben der Abgasleitung 53. Die Katalysatoren 41,42 und 43 bestehen aus einem Träger, einer Überzugsschicht und einem Katalysatormetall und sind so angeordnet, daß das Abgas, das in die Katalysatorkammer eintritt, gezwungen ist, durch die Zwischenräume von mindestens einem Katalysator zu fließen, bevor es die Kammer verläßt und in die Abgasleitung einfließt. Das Abgas fließt durch die Kammer, wie durch die gekennzeichneten Pfeile E1..., fao' F43' F44' F45' F46' F47, F48' F49' F5O' F51* F52' F53' F54' F55 und F56 angezeichnet wird. Das Abgas tritt in die Katalysatorkammer durch eine Muffenanordnung 45 ein, die in der Kammer angebracht wurde und wird durch eine Spule 47 abgelenkt, bevor es durch den Katalysator fließt.Another exemplary embodiment is shown in FIG. 3, in which one or more catalytic converters are used with coils that can be optionally used. The catalyst chamber has openings 50 and 51, which are located next to the exhaust gas openings of the cylinders and are connected to them, and an outlet 52 next to the exhaust pipe 53. The catalysts 41, 42 and 43 consist of a carrier, a coating layer and a catalyst metal and are arranged in such a way that they that the exhaust gas entering the catalyst chamber is forced to flow through the interstices of at least one catalyst before it leaves the chamber and flows into the exhaust pipe. The exhaust gas flows through the chamber, as indicated by the arrows E 1 ..., f ao ' F 43' F 44 ' F 45' F 46 ' F 47, F 48' F 49 ' F 50' F 51 * F 52 ' F 53' F 54 ' F 55 and F 56 are marked. The exhaust gas enters the catalyst chamber through a sleeve assembly 45 installed in the chamber and is deflected by a coil 47 before flowing through the catalyst.
Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht das Substrat für den Katalysator vorzugsweise aus verknüpftem Draht, der einheitlich oder in Einzelstücken sein kann. Teile, z.B. in Ringform, werden normalerweise miteinander verbunden, bevor sie in die Kammer gebracht werden. Kreisförmige Scheiben 48 können verwendet werden, um den Katalysator an den Wänden der Kammer zuIn this embodiment, the substrate for the catalyst is preferably made of linked wire that is uniform or in individual pieces. Parts, e.g. in a ring shape, are usually joined together before being put into the Chamber to be brought. Circular disks 48 can be used to attach the catalyst to the walls of the chamber
J 21 P 260J 21 P 260
19.9.80 - 18 -9/19/80 - 18 -
130017/0557130017/0557
befestigen. In der Mitte der Katalysatoren befindet sich ein1 Abstandshalter 45, der die Katalysatoren und Spulen trägt und eine Ausgangsröhre bildet, durch die das Abgas fließt, um in die Abgasleitung einzufließen. Die Spulenform ist nicht wesentlich, es kann auch ein gestreckter Katalysator verwendet werden.attach. In the middle of the catalysts is a spacer 1 45, which carries the catalysts and coils and forms an output tube through which the exhaust gas flows to flow into the exhaust pipe. The coil shape is not essential; an elongated catalyst can also be used.
Fig. 4 stellt eine Form eines Abstandhalters dar, bei dem eine Reihe von 5 festen Stangen 100 - 500, die sich über die Länge der Kammer erstrecken, verwendet werden. Diese werden in festem Abstand voneinander gehalten und halten somit durch die Verwendung der Abstandsplatten 600 den getragenen Katalysator fest an seiner Stelle in der Kammer. Die Abstandsplatten, die in Paaren angeordnet sind, verbinden drei der fünf Stangen und stehen gewöhnlich in rechtem Winkel zueinander und sind somit entlang des Durchmessers der mittleren zylindrischen Ausgangsröhre angeordnet. Zwei oder mehr Paare der Abstandsplatten können verwendet werden, und sie sind üblicherweise in regelmäßigen Abständen in Längsrichtung der Kammer angeordnet. Wahlweise können die Abstandsplatten anstelle der Stangen verwendet werden, wenn sie sich über die Länge der Kammer fortsetzen, wie in Fig. 5 gezeigt wird. Stangen und Abstandsplatten müssen aus einem Stoff hergestellt werden, der oxidationsfest bis zu 800 C ist.Fig. 4 illustrates one form of spacer in which a series of 5 rigid rods 100-500 extending the length of the chamber can be used. These are kept at a fixed distance from each other and thus hold through the use of the spacer plates 600 the supported catalyst firmly in place in the chamber. Connect the spacer plates, which are arranged in pairs three of the five rods and are usually at right angles to each other and are thus along the diameter of the central cylindrical output tube. Two or more pairs of spacer plates can be used and they are usually arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the chamber. Optionally, the spacer plates can be used in place of the rods if they continue the length of the chamber as shown in FIG will. Poles and spacer plates must be made of one fabric which is resistant to oxidation up to 800 C.
J 21 P 260J 21 P 260
19.9.80 - 19 -9/19/80 - 19 -
130017/05 57130017/05 57
Ein weiteres Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 3A beschrieben. Die Katalysatorkammer besitzt öffnungen 82 und 83 neben den Abgasöffnungen der Zylinder und an sie anschließend einen Ausgang 84 neben der Abgasleitung. Wasser von dem Wasserkühlmantel des Motors zirkuliert zwischen der Innenwand 81 und der Außenwand 80 der Katalysatorkammer. Der Katalysator 85 besteht aus einem Träger, einer Überzugsschicht und einem katalytischen Metall und ist so angeordnet, daß das Abgas durch den Katalysator fließen muß, bevor es die Kammer verläßt. Der Katalysator ist in der Kammer unter Verwendung von Abstandsplatten 86, wie oben beschrieben wurde, angeordnet. Ein Ende der Abstandsplatten 89 ist an der Kammerwand 81 befestigt und eine Scheibe oder Metallplatte 90 ist an dem anderen Ende der Abstandsplatten befestigt, um sicherzustellen, daß kein Abgas die Kammer verlassen kann, ohne durch den Katalysator geflossen zu sein. Das Abgas fließt in die Kammer durch die öffnungen 82 und 83 hinunter zu den Muffen 87 und 88 und durch die Zwischenkäufern 92 und 93 in den Innenraum 91, der von den Abstandsplatten 86 gebildet wird. Das Abgas fließt dann durch den Katalysator nach außen und dann durch den Ausgang 84. Der Fluß des Abgases wird durch die bezeichneten Pfeile Ffi - F-g angezeigt. Die Zwischenkammern 92 und 93 bilden einen hohlen Zylinder mit integrierten Schluß-Another embodiment will be described with reference to Fig. 3A. The catalyst chamber has openings 82 and 83 next to the exhaust gas openings of the cylinders and an outlet 84 next to them next to the exhaust line. Water from the water cooling jacket of the engine circulates between the inner wall 81 and the outer wall 80 of the catalyst chamber. The catalyst 85 consists of a support, a coating layer and a catalytic metal and is arranged so that the exhaust gas must flow through the catalyst before it leaves the chamber. The catalyst is placed in the chamber using spacer plates 86 as described above. One end of the spacer plates 89 is attached to the chamber wall 81 and a disc or metal plate 90 is attached to the other end of the spacer plates to ensure that no exhaust gas can leave the chamber without having flowed through the catalyst. The exhaust gas flows into the chamber through the openings 82 and 83 down to the sleeves 87 and 88 and through the intermediate buyers 92 and 93 into the inner space 91, which is formed by the spacer plates 86. The exhaust gas then flows out through the catalytic converter and then through the exit 84. The flow of the exhaust gas is indicated by the labeled arrows F fi -Fg. The intermediate chambers 92 and 93 form a hollow cylinder with integrated closing
J 21 P 260J 21 P 260
19.9.80 - 20 -9/19/80 - 20 -
130017/0557130017/0557
flanschen und im wesentlichen in der Mitte angeordneten Löchern, so daß die Abstandsplatten 86 hindurchgehen können und eine Muffe 87 oder 88 ist radial so in die Zylinderwand eingepaßt, daß die Verbindung gasdicht ist.flanged and arranged essentially in the middle Holes so that the spacer plates 86 can pass through and a sleeve 87 or 88 is so radially into the Cylinder wall fitted so that the connection is gas-tight.
Der Träger des Katalysators besteht vorzugsweise aus verknüpftem Draht, der zu vier Teilen oder drei Einheiten geteilt werden kann. Wenn der Träger aus Teilen besteht, z.B. mit ringförmiger Ausformung, werden diese gewöhnlich miteinander verbunden, bevor der Träger in die Kammer gebracht wird.The support of the catalyst is preferably made of linked Wire that can be split into four parts or three units. If the carrier consists of parts, e.g. with an annular shape, these are common connected together before the carrier is brought into the chamber.
Ein Perkins 4,236 Dieselmotor, ein Dieselmotor mit niedrigen Abgabewerten, der für die Verwendung in einem Bergwerk abgewandelt worden war, wurde verwendet, um die Ergebnisse, die beim Betrieb der vorliegenden Erfindung erzielt wurden, darzustellen.A Perkins 4,236 diesel engine, a low diesel engine Output values modified for use in a mine were used to calculate the results achieved in the operation of the present invention.
Eine Katalysatorkammer gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 1, wurde an den Motor angeschlossen. Das Substrat warA catalyst chamber according to the first embodiment, Fig. 1, was connected to the engine. The substrate was
ein Monolith mit einer Zelldichte von 400 Zellen/incha monolith with a cell density of 400 cells / inch
—3 2
(0,6452.10 m ), das aus einer Legierung mit der folgenden-3 2
(0.6452.10 m), which is made of an alloy with the following
Zusammensetzung hergestellt worden war:Composition was made:
J 21 P 260J 21 P 260
19.9.80 - 21 -9/19/80 - 21 -
130017/0 55 7130017/0 55 7
Gew.%Weight%
Cr 15Cr 15
Al 4Al 4
Y 0.3Y 0.3
Fe RestFe rest
Ein überzug aus Aluminiumoxid, das mit Zerdioxid mit einer Beladung von 1,5 g/ft stabilisiert worden war, wurde aufgetragen. Die katalytische Metallschicht, die aus Pt und Pd im Verhältnis 3:1 bestand, wurde mit einer Beladung von 80 g/ft aufgetragen. Die Veränderung der Menge der Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxide, Stickstoffoxide und Teilchen, die in dem Abgas vorhanden waren, wurde bei 1000 Umdrehungen je min. und bei 2200 Umdrehungen je min. gemessen, wobei die Last des Dieselmotors als mittlerer induzierter Druck diente. Die Ergebnisse der Messungen werden graphisch in den beigefügten Fig. 5-21 dargestellt. Die folgende Tabelle 1 gibt die Einzelheiten der Messungen gemäß der Zeichnung wieder.A coating of alumina mixed with ceria with a Load of 1.5 g / ft had been stabilized applied. The catalytic metal layer, which consisted of Pt and Pd in a ratio of 3: 1, was loaded with one load applied at 80 g / ft. Changing the amount of hydrocarbons, carbon monoxides, and nitrogen oxides Particles present in the exhaust gas were rotated at 1000 revolutions per minute and at 2200 revolutions per minute. measured using the load of the diesel engine as the mean induced pressure. The results of the measurements are illustrated graphically in the accompanying Figures 5-21. The following table 1 gives the details of the Measurements according to the drawing again.
J 21 P 260J 21 P 260
19.9.80 - 22 -9/19/80 - 22 -
130017/0557130017/0557
Gemessene Schmutzstoffe im Abgas Motordrehzahl Fig,Measured pollutants in the exhaust gas Engine speed Fig,
in Umdrehungen
j e min.in revolutions
each min.
Kohlenmonoxid, CO, TeileCarbon monoxide, CO, parts
millionen ppm 1 000 6million ppm 1 000 6
1 400 71 400 7
11 1 800 8 11 1 800 8
11 2 200 9 11 2 200 9
Kohlenwasserstoffe, HC, ppm 1 000 10Hydrocarbons, HC, ppm 1,000 10
11 1 400 11 11 1 400 11
1 800 121 800 12
2 200 13 Stickstoffoxide, NOx, ppm 1 000 142 200 13 nitrogen oxides, NOx, ppm 1 000 14
" 1 400 15"1 400 15
" 1 800 16"1 800 16
11 2 200 17 11 2 200 17
Teilchen in g/h 1 000 18Particles in g / h 1 000 18
" 1 400 19"1 400 19
1 800 201 800 20
2 200 212 200 21
J 21 P 260J 21 P 260
19.9.80 - 23 -9/19/80 - 23 -
1300 17/05571300 17/0557
~ 23 ■"~ 23 ■ "
Die beiden Linien zeigen den Unterschied zwischen den Schmutzstoffen, die in dem Abgas vorhanden sind, wenn die Katalysatorkammer nicht verwendet wird ("Grundlinie"),The two lines show the difference between the pollutants that are present in the exhaust when the Catalyst chamber is not used ("baseline"),
in den Fig. durch 7^ -^r -^f-— gekennzeichnet und,in the figures by 7 ^ - ^ r - ^ f- - and,
nachdem das Abgas durch eine Katalysatorkammer geführtafter the exhaust gas is passed through a catalyst chamber
worden war, in den Fig. mit , <· c gekennzeichnet.had been marked in FIGS. with <* c.
Ein einen hohen Schwefelanteil enthaltender Kraftstoff mit 0,7 % Schwefel wurde als Kraftstoff für den Motor verwendet.A high sulfur fuel with 0.7% sulfur was used as a fuel for the engine.
Eine weitere Reihe von Ergebnissen wurde dadurch erzielt, daß der Katalysator an den Motor in der oben beschriebenen Weise angeschlossen war. Diese Ergebnisse wurden erzielt, als der Motor mit 1 400 Umdrehungen je min. bei den Fig. bis 40 und mit 2 200 Umdrehungen je min. bei den Fig. 41 bis 45 lief.Another set of results was obtained by attaching the catalytic converter to the engine in the manner described above Way was connected. These results were achieved when the engine was running at 1,400 revolutions per minute in Fig. up to 40 and at 2,200 revolutions per minute in FIGS. 41 to 45.
Weitere Versuche wurden unter Verwendung einer Katalysatorkammer, wie sie in dem dritten Ausführungsbeispiel, Fig. 3, beschrieben worden war, durchgeführt. Ein verknüpftes Maschensubstrat wurde aus Draht mit einem Durchmesser vonFurther experiments were carried out using a catalyst chamber as shown in the third exemplary embodiment, FIG. 3, had been described. A linked mesh substrate was made of wire with a diameter of
25 4
10 Tausendstelinch (1 mm) hergestellt. Zwei Katalysatoren
wurden vorbereitet. Das Substrat für den Katalysator A wurde aus Draht aus einer Legierung mit der folgenden
Zusammensetzung hergestellt.25 4
10 thousandths ( 1 mm) made. Two catalysts were prepared. The substrate for the catalyst A was made of alloy wire having the following composition.
J 21 P 260J 21 P 260
19.9.80 - 24 -9/19/80 - 24 -
13 0017/055713 0017/0557
Der Überzug aus Aluminiumoxid, das mit Zeroxid stabilisiert worden war, entstand bei einer Beladung von 0,T3 g/g Draht. Die katalytische Metallschicht, die aus 7 1/2 % Hr, 92 1/2 % Pt bestand, wurde bei einer Beladung von 80 g/ft aufgebracht. Der Katalysator B war mit einem Aluminiumoxidüberzug bei einer Beladung von 0,2 g/g Draht versehen, auf den die katalytische Metallschicht von 5 1/2 Rh, 94,5 % Pt mit einer Beladung von 7 g des katalytischen Metalles über die drei Katalysatoreinheiten aufgebracht worden war. Das Substrat wurde aus rostfreiem Stahl 310 hergestellt, der mit einem Schutzüberzug, wie er in der ebenfalls anhängigen britischen Patentanmeldung Nr. 2 013 517 A vom 2. Februar 1979 beschrieben ist, behandelt wird.The coating made of aluminum oxide, which is stabilized with cerium oxide was produced at a loading of 0.13 g / g wire. The catalytic metal layer, which consists of 7 1/2% Hr, 92 1/2% Pt was applied at a load of 80 g / ft. Catalyst B was coated with alumina at a loading of 0.2 g / g wire the catalytic metal layer of 5 1/2 Rh, 94.5% Pt had been applied with a load of 7 g of the catalytic metal over the three catalyst units. The substrate was made from 310 stainless steel covered with a protective coating such as that described in copending British Patent Application No. 2,013,517 A dated February 2, 1979, is treated.
Die Veränderung der Anzahl der Kohlenwasserstoffe r Kohlenmonoxide, Stickstoffoxide und Teilchen, die in dem Abgas vorhanden waren, wurde bei 1 400 und 2 200 Umdrehungen je min. des Dieselmotors für Katalysator A gemessen, wobei die Last des Dieselmotors der Kennzeichnungen des mittlerenThe change in the number of hydrocarbons r carbon monoxides, nitrogen oxides and particulates present in the exhaust gas was measured at 1,400 and 2,200 revolutions per minute of the diesel engine for catalyst A, with the diesel engine load of the markings of the middle
J 21 P 260J 21 P 260
19.9.80 - 25 -9/19/80 - 25 -
130017/0557130017/0557
induzierten Druckes diente. Der im Motor verwendete Kraftstoff war ein Kraftstoff mit hohem Schwefelgehalt, nämlich 0,7 % Schwefel. Die Veränderung der in dem Abgas des Motors bei laufendem Motor befindlichen Teilchen wurde unter Verwendung eines Kraftstoffes, der wenig Schwefel, nämlich 0,07 %, enthielt, mit dem Katalysator A in der Katalysatorkammer gemessen.induced pressure was used. The fuel used in the engine was a high sulfur fuel, viz 0.7% sulfur. The change in particulate matter in the engine exhaust when the engine is running was using a fuel that is low in sulfur, namely 0.07%, measured with the catalyst A in the catalyst chamber.
Bei Verwendung des Katalysators B wurde die Veränderung der Teilchen bei laufendem Motor gemessen, während der Motor mit Kraftstoff mit hohem bzw. niedrigem Schwefelgehalt lief.When using the catalyst B, the change in the particles was measured with the engine running, during the Engine running on high or low sulfur fuel.
Die Ergebnisse werden in graphischer Form in den beigefügten Fig. 22 - 35 dargestellt.The results are presented in graphical form in the accompanying Figures 22-35.
Tabelle 2 stellt die Einzelheiten der Messungen dar.Table 2 shows the details of the measurements.
J 21 P 260J 21 P 260
19.9.80 - 26 -9/19/80 - 26 -
130017/0 557130017/0 557
Gemessene Schmutzstoffe im AbgasMeasured pollutants in the exhaust gas
toto
HJHJ
O to σ\ OO to σ \ O
Kohlenwasserstoffe HC ppmHydrocarbons HC ppm
Kohlenmonoxid CO ppm Teilchen in g/h Stickstoffoxide ppm Kohlenwasserstoffe HC ppm Kohlenmonoxide CO ppm Teilchen g/h Stickstoffoxide ppm Teilchen in g/hCarbon monoxide CO ppm particles in g / h nitrogen oxides ppm hydrocarbons HC ppm Carbon monoxides CO ppm particles g / h nitrogen oxides ppm Particles in g / h
Teilchen in g/hParticles in g / h
in Umdrehungen
je min.Engine speed
in revolutions
each min.
Schwefel
gehaltHigher
sulfur
salary
Schwefel
gehaltLower
sulfur
salary
und hoher
Schwefel
gehaltLower
and higher
sulfur
salary
Schwefel
gehaltHigher
sulfur
salary
Die beiden Linien in Fig. 22-31 stellen den unterschied der Schmutzstoffe dar, die vorhanden sind, wenn die Katalysatorkammer nicht verwendet wird, "Grundlinie", und nachdem das Abgas durch eine Katalysatorkammer geführt worden war.The two lines in Figs. 22-31 represent the difference of the contaminants that are present when the Catalyst chamber is not used, "baseline", and after the exhaust gas has been passed through a catalyst chamber was.
-^v—^- gibt die Grundlinien-Messungen wieder- ^ v - ^ - gives the baseline measurements
» gibt die Messungen wieder, die stattfanden,»Reflects the measurements that took place
nachdem das Abgas durch die Katalysatorkammerafter the exhaust gas through the catalyst chamber
geflossen war.
In Fig. 32 und 33 stellt
—^—^- Grundlinien-Messungen mit Kraftstoff mit hohemhad flowed.
In Figs. 32 and 33 represents
- ^ - ^ - Baseline measurements with high fuel
Schwefelgehalt darSulfur content
«, Kraftstoff mit hohem Schwefelgehalt nach dem«, Fuel with high sulfur content after the
Katalysator dar
£\ Grundlinien-Messungen mit Kraftstoff mitCatalyst
£ \ Baseline measurements with fuel using
niedrigem Schwefelgehalt dar Q— Kraftstoff mit niedrigem Schwefelgehaltlow sulfur represents Q - low sulfur fuel
nach dem Katalysator dar. In Fig. 34 und 35 stellt —^f—j/— Grundlinien-Messungen darafter the catalyst. In Figures 34 and 35 - ^ f - j / - represents baseline measurements
« den ersten Versuch nach dem Katalysator dar«Represents the first attempt after the catalytic converter
C*\— Werte nach dem Katalsysator nach 7 Stunden dar C * \ values after the catalytic converter after 7 hours
-j Werte nach dem Katalysator nach 50 Stunden dar. -j represents values after the catalyst after 50 hours.
Fig. 34 und 35 geben die Auswirkungen des Zeitablaufes auf die Katalysatoreigenschaften wieder.Figures 34 and 35 show the effects of the passage of time on the properties of the catalyst.
J 21 P 260J 21 P 260
19.9.80 - 28 -9/19/80 - 28 -
130017/0557130017/0557
Als der Motor mit einer Drehzahl von 2 200 Umdrehungen je min. und mit einem mittleren induzierten Druck vonAs the engine with a speed of 2 200 revolutions min. and with a mean induced pressure of
2 · ' ■2 · '■
107 lb/in lief, betrug die höchste Temperatur auf dem Plansch der Katalysatorkammer 103° C und auf der Außenwand der Kammer 75° C. Der Gegendruck war unbedeutend. Das Gewicht der in dem Abgas vorhandenen Teilchen wurde dadurch gemessen, daß eine bekannte Menge des Abgases durch einen Verdünnungstunnel geführt wurde, wo sie mit einer bestimmten Luftmenge verdünnt wurde, um zu verhindern, daß sich die Feststoffe niederschlugen, bevor sie durch einen Filterkörper geführt worden waren. Das Gewicht der Teilchen ermöglicht es, einen Wert für die Teilchen in g/h zu berechnen. Die in dem Abgas vorhandenen Teilchen wurden weiterhin zerlegt, um ihr thermogravimetrisches Gewicht und die Gewichte der flüchtigen Bestandteile, Kohlenwasserstoffe, Kohle und Suflate zu bestimmen. Unter Verwendung des obigen Verfahrens wurde eine Anzahl Filterkörper für die Analyse erhalten. Das Gewicht des SuIfates.in den Teilchen wurde mittels feuchter chemischer Analyse der Teilchen bestimmt. Eine weitere Probe wurde in thermogravimetrisches Gleichgewicht gebracht, wobei das Muster in einer inerten Atmosphäre auf eine Temperatur von 780° C erhitzt wurde, bis das Gewicht konstant war. Der Gewichtsverlust zwischen dem anfänglichen Gewicht und dem neuen Gewicht gibt das Gewicht der flüchtigen Bestandteile wieder. Luft wurde107 lb / in, the highest temperature on the surface of the catalyst chamber was 103 ° C and on the outer wall the chamber 75 ° C. The back pressure was insignificant. The weight of the particles present in the exhaust gas became measured by having a known amount of exhaust gas through a dilution tunnel was passed, where she was connected to a A certain amount of air was diluted to prevent the solids from precipitating before they passed through a Filter body had been performed. The weight of the particles makes it possible to calculate a value for the particles in g / h. The particles present in the exhaust gas were further broken down to determine their thermogravimetric weight and the Determine weights of volatile components, hydrocarbons, coal and sulphates. Using the above A number of filter bodies were obtained for analysis. The weight of the suIfate in the particle was determined by means of wet chemical analysis of the particles. Another sample was in thermogravimetric equilibrium brought, the sample was heated in an inert atmosphere to a temperature of 780 ° C, until the weight was constant. Weight loss between that gives the initial weight and the new weight Volatile weight again. Air became
J 21 P 260 ■■■"■-J 21 P 260 ■■■ "■ -
19.9.80 - 29 -9/19/80 - 29 -
13 0 017/05 5713 0 017/05 57
eingeführt und das Erhitzen fortgesetzt, bis das Gewicht wiederum konstant war. Der Unterschied zwischen diesem Gewicht und dem Wert des vorherigen konstanten Gewichtes gibt das Gewicht der vorhandenen Kohlebestandteile wieder. Der Rest war Asche und nicht verbrennbare Stoffe, wie z.B. Eisen.introduced and heating continued until the weight was again constant. The difference between this The weight and the value of the previous constant weight reflect the weight of the coal components present. The rest was ashes and incombustible materials, like e.g. iron.
Die Analyseer.gebnisse der in dem Abgas vorhanden Teilchen bei einem Motor, der Kraftstoffe mit hohem und niedrigem Schwefelgehalt verwendet, sind in Fig. 46 - 49 wiedergegeben. In Fig. 46 und 47 wurde der Katalysator A in der Katalysatorkammer und in Fig. 48 und 49 der Katalysator B in der Katalysatorkammer verwendet.The analysis results of the particles present in the exhaust gas in an engine that fuels high and low Sulfur content used are shown in Figs. 46-49. In Figs. 46 and 47, the catalyst A was used in the Catalyst chamber and, in Figs. 48 and 49, catalyst B is used in the catalyst chamber.
Tabelle 3 gibt die Sulfatgehalte in g/h in den Teilchen bei Verwendung eines Kraftstoffes mit hohem bzw. niedrigem Schwefelgehalt in dem Motor wieder.Table 3 gives the sulphate contents in g / h in the particles again when using a fuel with a high or low sulfur content in the engine.
Tabelle 4 stellt die Sulfatgehalte in g/h in dem Abgas bei Verwendung eines Kraftstoffes mit hohem Schwefelgehalt in dem Motor und bei Verwendung des Katalysators B in der Katalysatorkammer wieder. Die Messungen wurden nach 7 bzw. 50 Stunden vorgenommen.Table 4 shows the sulphate contents in g / h in the exhaust gas when using a fuel with a high sulfur content in the engine and, if the catalyst B is used, in the catalyst chamber again. The measurements were made after 7 or 50 hours.
J 21 P 260J 21 P 260
19.9.80 - 3019.9.80 - 30
130017/0557130017/0557
200200
2 2002,200
J 21 P 260 19.9.80J 21 P 260 9/19/80
- 32 -- 32 -
13 0 0 17/055713 0 0 17/0557
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Legal Events
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: JOHNSON MATTHEY PLC, LONDON, GB |
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