DE3601434A1 - Vorrichtung und verfahren zur abgasreinigung und katalyse aus antriebsmaschinen nach dem carnot'schen kreisprozess und feuerungen, aber auch fuer hausbrandstellen - Google Patents
Vorrichtung und verfahren zur abgasreinigung und katalyse aus antriebsmaschinen nach dem carnot'schen kreisprozess und feuerungen, aber auch fuer hausbrandstellenInfo
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Description
Vorrichtung und Verfahren zur Abgasreinigung und Katalyse
aus Antriebsmaschinen nach dem Carnot'schen Kreisprozeß
und Feuerungen, aber auch für Hausbrandstellen.
Zum Beispiel werden für Heizungen und Antriebsmotoren, auch für
Kraftfahrzeuge, Keramikwabenkörper zur Abgasreinigung als
Katalysatoren eingesetzt.
Mit diesen Katalysatoren, z. B. im Auspuffrohr, nach den
Motorabgasaustrittsventilenn, als Vor- und Nachkatalysator,
werden Schadstoffe aus dem Abgas entfernt.
Im sogenannten NSCR-Verfahren werden die Schadstoffe beseitigt.
Dazu wird auch das geregelte Dreiwege-Abgasreinigungs-Kataly
satorverfahren gezählt. Diese Katalysatoren sind geeignet für die
Reduktion von CnHm, CO x und NO x .
Für die Reduktion von HCl, HF, SO x und Ruß bzw. Asche, sind
diese NSCR-Verfahren und Wabenkatalysatoren oder Monolithe
nicht geeignet. Wegen der Überhitzungsgefährdung und der
notwendigen großen Geometrie für die Monolithe wird der
Abgas-NSCR-Katalysator nicht im Antriebsraum, sondern unter
dem Chassis angeordnet, das ist auch ein Nachteil.
Den Katalysator oder Filter leicht vom Motorraum austauschen
zu können, ist nicht möglich, weil der Katalysator durch die
Monolithform zu groß ist, ist dort kein Platz.
Mit der Erfindung sollen die Nachteile durch Abgasreinigungs
anlagen mit Monolithkatalysatoren beseitigt werden und die
Katalysator-Anspringzeiten verkürzt werden, was auch durch die
mögliche Motorraumanordnung der Katalysatorvorrichtung mit er
reicht wird.
Die Vorrichtung Bild 1 soll einmal eingesetzt werden als
Abgaskatalysator zum Reduzieren von CnHm , CO x und NO x nach
der NSCR-Katalysator-Technologie mit mehligen Pulverkatalysa
toren im Integral-Festbettreaktor-Prinzip.
Das Katalysatormaterial ist in der mehrligen Form erhalten worden,
aber gleich dem jetzt angewandten Material Wabenschermonolith.
Dadurch wird die Monolithverarbeitung eingespart und die höhere
Aktivität auch durch größere Oberfläche des mehligen Katalysator
materials bleibt erhalten. Eine bessere Wartung und Austausch
barkeit wird durch den Einsatz des mehligen oder krümeligen
Materials erhalten, außerdem ist der mehlige Katalysatormaterial
einsatz erheblich weniger Materialverbrauch und -einsatz möglich
im Vergleich zum Wabenkörperscherbenmonolith.
Das mehlige Katalysatormaterial kann nach der Erfindung abge
saugt werden und durch neues, aktives Katalysatormaterial er
setzt werden, wenn der Katalysator vergiftet oder inaktiv ist.
Mit der Erfindung ist es also möglich, ohne z. B. die Auspuff
anlage auszutauschen, in die der Katalysator fest integriert
ist, den Katalysator zu wechseln.
Die andere Möglichkeit ist, die Gehäusekappe mit Pulverzurück
haltung, z. B. Filter, und deren Katalysatormehl zusammen gegen
eine neue Gehäusekappe mit Pulverzurückhaltung, z. B. Filter,
und deren Katalysatormehl zu wechseln oder auszutauschen.
Mit einer Bypaßklappe kann der Filter vom Auspuffgas abgesperrt
werden und die Verbrennungsabgase gehen ungereinigt direkt ins
Freie, z. B. als Katalysatorschutz, um eine akute Katalysator
materialvergiftung zu verhindern wie z. B. bei Falschtanken
von z. B. Bleikraftstoff-Gemischen. Es besteht so keine Gefahr
mehr beim Tanken verbleiter Kraftstoffe, z. B. im Ausland.
Die Vorrichtung soll zum anderen aber auch eingesetzt werden
bei Zeolithkatalysatorpulver oder auch -krümeln, nach NSCR-
Katalysator-Technologie.
Eine Brennstoffgemischaufbereitung mit Regelelektronik ist durch
eine mögliche Überdimensionierung des mehligen Katalysatormaterial
einsatz entbehrlich, weil die spezifische Oberfläche des mehligen
Katalysators und damit seine Schadstoffreduktionsfähigkeit besser
und größer ist als bei einem Wabenmonolith.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ferner geeignet, mit einem
mehligen Pulverkatalysator auf Zeolithbasis, nach dem NSCR-Kata
lysesystem, CnHm, Co x , NO x aus dem Rauchgas/Abgas zu beseitigen
oder zu reduzieren.
Der Unterbau, ähnlich einem Umwälzpumpenuntergehäuse, kann z. B.
in einen Auspuff fest integriert sein und als Bypaßrohr ausge
bildet sein. Weil eine Umschaltklappe eingebaut sein kann,
aus beschriebenen Gründen, ist es möglich, die Abgase an
dem Katalysator vorbeizuleiten, also den Katalysatorfilter zu
bypassen. Die Umschalt-, Absperreinrichtung, z. B. auch ähnlich
einem Kugelventil, kann manuell oder auch automatisch bedient
werden. Eine Lamda-Sonden-Meßeinrichtung mit Regelung ist nicht
nötig.
Die Erfindung kann aber auch nach dem sogenannten SCR-Kataly
satorverfahren betrieben werden, mit einem Selektiv. Als
Selektiv könnte sogar z. B. das CO x oder Kohlenmonoxid aus dem Abgas
dienen, zum Reduzieren der Schadstoffe aus dem Abgas.
Es kann aber auch in den Unterbau ein Selektiv z. B. NH x oder
Ammoniak geregelt eingebracht werden und die Schadstoffe,
Kohlenwasserstoffe, nitrose Gase und Kohlenmonoxid entfernen
oder reduzieren.
In die Vorrichtung kann aber auch ein Additiv eingebracht werden,
also kein Katalysator bzw. auch kein katalytisch wirksamer
Zeolith, um z. B. HF, HCl oder SO x abzubinden und aus dem Abgas
strom zu entfernen oder zu reduzieren.
Es ist auch möglich, mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen in
Serie in Abgasstromrichtung einzubauen, wobei in einer Vorrichtung
Additiv enthalten ist und hier z. B. HCl, HF und SO x entfernt oder
reduziert wird, und der Abgasstrom in Folge mit einer zusätzlichen
Vorrichtung eine katalytische Abgasreinigung erfährt nach dem
SCR- oder NSCR-Katalysatorverfahren, mit den verschiedenen,
katalytisch wirksamen Materialien. Das Additiv wird aus einem
Vorratsbehälter, abhängig von der Betriebszeit, erneuert. Dies
kann manuell oder automatisch geschehen. Zusätzlich könnte das
Additiv wieder abgesaugt werden, während der Betriebszeit (Fahr
zeit), und wieder retourniert werden in die Vorrichtung, um dem
Abgasstrom zum Schadstoffreduzieren nochmals entgegengesetzt zu
werden, damit das Additiv ganz ausreagiert wird.
Die Vorrichtung soll zum anderen aber auch eingesetzt werden
bei Zeolithkatalysatorpulver oder auch -krümeln, nach NSCR- und
SCR-Katalysator-Technologie.
Die Vorrichtung kann dann aus einem Katalysatormehlmischbett
bestehen, um Zeolithkatalysator gemischt mit Katalysatoren,
z. B. auch Katalysatorenmetallpulvern, oder auch Zeolithkataly
satorenmehl mit unterschiedlichen Metalloxiden und Metallen
belegt, gemischt in einem Festbett, aber auch zum Zirkulieren
in einem Abgasstromabschnitt.
- Bild 1
1 Abgaseintrittstutzen
2 Reingasaustrittstutzen
3 Perforationsstützkorb für Filterzurückhaltung mit Abgaseintrittsringverteilung
4 Zentralrohr für Bowdenzug zur Klappenstellung
5 Kappe oder Katalysator-Glocke
6 Dichtung
7 Klappenstellung, Katalysator ist gebypaßt, das Abgas geht direkt ungefiltert ins Freie
8 Klappenstellung, Katalysator ist geöffnet und der direkte Abgasdurchtritt ist versperrt
9 Pulverkatalysatorzurückhaltung, Feinfilter
10 Dichtung
11 Kappen- oder Katalysator-Glockenflansch
12 Unterteil, ähnlich Umwälzpumpengehäuse mit Flansch
13 Selektivanschlußstutzen oder Unterteilinspektionsöffnung
14 Abschlußkappe mit Dichtung
15 Bowdenzug
16 Dichtung
17 Abschlußkappe mit Dichtung aus Kronenmutter
18 Verteilerblech
19 Pfeil für Katalysatoreinfüllung oder Additiveinfüllung
20 Abgasstrom (roh)
21 Pfeil Abgasstrom (partiell gereinigt)
22 Pulver-Mehl-Katalysator oder Mehl-Additiv
23 Raum für das Reduktionsmaterial Reduktionsraum
24 Raum für den Eintritt der gereinigten GaseBild 1a28 Lochsegment
29 Abdichtsegment
30 Verstellhebel/hier Verbindungsgabel zum Bowdenzug
31 Verstellhebel
32 Anschlag rechts
33 Anschlag links
34 Drehwinkelbegrenzer
35 Überwurfkronenmutter
36 O-Ringdichtung
37 Arretierstiftabzugsmutter
38 Arretierkegelstift
Claims (7)
1. Vorrichtung und Verfahren zur Abgasreinigung und Katalyse
aus Antriebsmaschinen nach dem Carnot'schen Kreisprozeß
und Feuerungen, aber auch für Hausbandstellen,
dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas, z. B. aus Verbrennungen, in einen zylindrischen Stutzen geführt wird, und von dort über einen Perforationsring verteilt wird, der mit einer Perfora tionsglocke ein Teil bindet, aber auch mehrteilig ausgeführt sein kann, und durch einen eingeführten und konzentrisch an geordneten Abströmstutzen einen Teil der Glocke am unteren Umfang abdichtet und so den Abgasstrom (Rohabgas) vom gerei nigten Abgas trennt. In der konzentrischen Mitte ist ein Rohr angeordnet, das die Kappe oder Katalysatorglocke führt und einen Drahtzug aufnimmt für das Umstell- oder Absperrorgan, z. B. Kugelventil, des Filterkatalysators oder Filteradditivs. Als Verschluß dient eine Kronenmutter mit einem Bolzengewinde am Rohr. Ein lose oder fest eingelegtes, aber gehaltenes Filtermedium verhindert, daß das mehlige Abgasreinigungs material vom Abgasstrom ausgetragen wird.
dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas, z. B. aus Verbrennungen, in einen zylindrischen Stutzen geführt wird, und von dort über einen Perforationsring verteilt wird, der mit einer Perfora tionsglocke ein Teil bindet, aber auch mehrteilig ausgeführt sein kann, und durch einen eingeführten und konzentrisch an geordneten Abströmstutzen einen Teil der Glocke am unteren Umfang abdichtet und so den Abgasstrom (Rohabgas) vom gerei nigten Abgas trennt. In der konzentrischen Mitte ist ein Rohr angeordnet, das die Kappe oder Katalysatorglocke führt und einen Drahtzug aufnimmt für das Umstell- oder Absperrorgan, z. B. Kugelventil, des Filterkatalysators oder Filteradditivs. Als Verschluß dient eine Kronenmutter mit einem Bolzengewinde am Rohr. Ein lose oder fest eingelegtes, aber gehaltenes Filtermedium verhindert, daß das mehlige Abgasreinigungs material vom Abgasstrom ausgetragen wird.
2. Vorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung zur Abgasreinigung als Integralfestbettreaktor
wirkt und der Katalysator oder Additiv während des Verbren
nungsbetriebes ausgetauscht werden kann durch Absaugen und
Einblasen, bzw. die Katalysatorglocke und eingelegtes Filter
samt mehligem Abgasreinigungsmaterial ausgetauscht wird.
Der Austausch erfolgt durch Abnehmen der Kronenmutter, die
Kronenmutterabdeckung wird also auch als Ver- und Entsorgungs
öffnung benützt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung als Katalysator, z. B. Denox-Katalysator,
nach dem NSCR- und SCR-Katalysatorverfahren betrieben werden
kann, weil ein Selektionsverschluß vorhanden ist und die gleiche
Vorrichtung mit diesem Selektionsverschluß als sogenannte Desox-
Apparatur betrieben werden kann und mit einem zusätzlichen
Denox-Apparat in einen Abgasstrom in Serie geschaltet ist
und z. B. im Antriebsmotorraum angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei
falscher Treibstoffeinfüllung durch das Um- oder Abschalten,
z. B. mit Kugelventil, der Katalysatorfilter oder Abgasreinigungs
filter gebypaßt werden kann. Dies kann manuell oder automatisch
erfolgen, ohne daß der Betreiber den Katalysator gefährdet oder
den Treibstoff austauschen muß.
5. Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, daß eine
Bevorratung ähnlich Feuerlöscher als Selektivbevorrater ein
gesetzt wird für den SCR-Katalysatorbetrieb.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer
Flüssigtreibstoffstrahlpumpe ein Luftunterdruck erzeugt wird,
mit dessen Hilfe z. B. auch das Additiv über einen luftfilternden
Abscheider abgeschieden und gesammelt werden kann.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kugeln
formschlüssig synchron so bewegt werden, daß sie einmal als
Bypaß zum Filterkatalysator in Stellung gebracht werden und
einmal von dem Abgaseintrittskugelteil über den Abgasring
verteiler in den Filter für die Abgase geleitet werden.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863601434 DE3601434A1 (de) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | Vorrichtung und verfahren zur abgasreinigung und katalyse aus antriebsmaschinen nach dem carnot'schen kreisprozess und feuerungen, aber auch fuer hausbrandstellen |
DE19863604592 DE3604592A1 (de) | 1986-01-20 | 1986-02-14 | Vorrichtung zum auspuff- und rauchgasreinigen mit oder ohne filternde medien, auch zum zurueckhalten z.b. von additiven und katalysatoren |
DE19873722636 DE3722636A1 (de) | 1986-01-20 | 1987-07-09 | Vorrichtung zum auspuff- und rauchgasreinigen mit oder ohne filternde medien, auch zum zurueckhalten z.b. von additiven und katalysatoren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863601434 DE3601434A1 (de) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | Vorrichtung und verfahren zur abgasreinigung und katalyse aus antriebsmaschinen nach dem carnot'schen kreisprozess und feuerungen, aber auch fuer hausbrandstellen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3601434A1 true DE3601434A1 (de) | 1988-04-14 |
Family
ID=6292155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863601434 Withdrawn DE3601434A1 (de) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | Vorrichtung und verfahren zur abgasreinigung und katalyse aus antriebsmaschinen nach dem carnot'schen kreisprozess und feuerungen, aber auch fuer hausbrandstellen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3601434A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10208281A1 (de) * | 2002-02-26 | 2003-09-18 | Daimler Chrysler Ag | Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine |
-
1986
- 1986-01-20 DE DE19863601434 patent/DE3601434A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10208281A1 (de) * | 2002-02-26 | 2003-09-18 | Daimler Chrysler Ag | Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine |
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