DE3608635A1 - EXHAUST GAS REACTOR AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents

EXHAUST GAS REACTOR AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

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Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasreaktor mit einem feuerfesten Trägermaterial aus offenporigem Keramik­ schaum, der eine katalytisch wirkende Oberflächenschicht aufweist, sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Abgasreaktors.The invention relates to an exhaust gas reactor a refractory base material made of open-pore ceramic foam that has a catalytically active surface layer has, and methods for producing such Exhaust gas reactor.

Poröser Keramikschaum wird dadurch hergestellt, daß ein offenporiger Kunststoffschaum mit einer Schlicker­ masse aus Keramik gefüllt wird und dann bei hoher Tempe­ ratur der Kunststoffschaum vergast wird. Der erhaltene poröse Keramikschaum ist gleichfalls offenporig und wird mit einer katalytischen Schicht versehen die auf den jeweiligen chemischen Prozeß abgestimmt ist. Die derart hergestellten Katalysatoren aus porösem Keramikschaum werden zu monolithischen Blöcken entsprechender Größe weiterverarbeitet und in dieser Form eingesetzt.Porous ceramic foam is made that an open pore plastic foam with a slip mass is filled from ceramic and then at high temperature the plastic foam is gasified. The received one porous ceramic foam is also open-pored and will provided with a catalytic layer on the the respective chemical process is coordinated. The so manufactured catalysts from porous ceramic foam become monolithic blocks of the appropriate size processed and used in this form.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgasreaktor der eingangs genannten Art so auszubilden, daß dieser kostengünstig herstellbar ist, eine große Variabilität und eine hohe Effizienz auch bei hohen Temperaturen aufweist, einfach und schnell zu warten und sich ändernden Bedingungen anpaßbar ist.The invention has for its object a To design the exhaust gas reactor of the type mentioned at the beginning that this is inexpensive to manufacture, a big one Variability and high efficiency even at high Temperature, easy and quick to maintain and is adaptable to changing conditions.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben.The solution to this problem is in claim 1 specified.

Weiterbildungen der Erfindung einschließlich eines Verfahrens zur Herstellung solcher Abgasreaktoren sind Gegenstand der Unteransprüche.Developments of the invention including of a method for producing such exhaust gas reactors are the subject of the subclaims.

Versuche haben gezeigt daß ein aus mehreren hintereinander liegenden Platten aufgebauter Abgasreak­ tor wesentlich effizienter wirkt als ein Abgasreaktor aus einem monolithischen Block entsprechender Größe. Darüberhinaus ist ein Abgasreaktor aus mehreren Platten wesentlich einfacher herzustellen und auch einfacher mit einer katalytisch wirkenden Oberflächenschicht zu versehen, als ein großer monolithischer Block. Je nach der Zusammensetzung und Temperatur des nachzuverbrennen­ den Abgases kann durch die Zusammenstellung, Ausbildung und Bemessung der Platten eine maßgeschneiderte Lösung gefunden werden. Eine Anpassung an die jeweiligen Be­ dingungen ist auch bei Änderungen schnell durch den Ein­ satz oder Austausch von Platten möglich. Insgesamt kann wegen der großen inneren Oberfläche des Keramikschaums ein Abgasreaktor mit kleinem Volumen bezogen auf den je­ weiligen Gasdurchsatz verwirklicht werden. Ein solcher kom­ pakter Abgasreaktor ist insbesondere auch wichtig, wenn bei der Nachrüstung von Kraftfahrzeugen ein üblicher Schall­ dämpfer durch einen Abgasreaktor ersetzt werden soll, der die vorgegebenen Maße und Einbaubedingungen des jeweiligen Schalldämpfers berücksichtigen muß.Experiments have shown that one out of several Exhaust freak built up one behind the other tor works much more efficiently than an exhaust gas reactor from a monolithic block of the appropriate size. In addition, an exhaust gas reactor is made up of several plates much easier to manufacture and also easier  with a catalytically active surface layer provided as a large monolithic block. Depending on the composition and temperature of the afterburn the exhaust gas can be put together through training and dimensioning of the slabs a tailor-made solution being found. An adaptation to the respective Be conditions is quick through the on even with changes plates can be set or exchanged. Overall, can because of the large inner surface of the ceramic foam an exhaust gas reactor with a small volume based on each because of the gas throughput. Such a com pact exhaust gas reactor is especially important if a common sound when retrofitting motor vehicles damper to be replaced by an exhaust gas reactor that the specified dimensions and installation conditions of the respective Muffler must take into account.

Für den Wirkungsgrad eines Abgasreaktors nach der Erfindung ist neben der sehr großen inneren Oberfläche eines Keramikschaums, bezogen auf das äußere Volumen, auch die hohe Reaktionswahrscheinlichkeit maßgebend, die durch die mikroturbulente Nachströmung der einzelnen Stäbchen oder Fasern des Keramikschaums bewirkt wird.For the efficiency of an exhaust gas reactor after the invention is in addition to the very large inner surface a ceramic foam, based on the outer volume, too determining the high probability of reaction caused by the microturbulent afterflow of the individual rods or fibers of the ceramic foam is effected.

Die Porosität der Platten liegt in Weiterbildung der Erfindung zwischen 10 und 60 ppi, vorzugsweise zwischen 10 und 30 ppi. Dabei wird unter ppi (pors per inch) die Zahl der Poren auf je 1 Inch (2,54 cm) als Längeneinheit verstanden.The porosity of the plates lies in further training the invention between 10 and 60 ppi, preferably between 10 and 30 ppi. Under ppi (pors per inch) the Number of pores per 1 inch (2.54 cm) as a unit of length Roger that.

Mit Vorteil können bei einem Abgasreaktor nach der Erfindung unterschiedlich ausgebildete Platten vorge­ sehen sein. Die unterschiedliche Ausbildung kann darin bestehen, daß die Porosität der Platten unterschiedlich ist, beispielsweise auf eine Platte mit groben Poren eine oder weitere Platten mit feineren Poren folgen. Die unter­ schiedliche Ausbildung kann aber auch oder zusätzlich in unterschiedlichen Katalytischen Oberflächenschichten be­ stehen. Darüberhinaus und gegebenenfalls zusätzlich können die Platten unterschiedliche Form und Größe besitzen, um beispielsweise aerodynamisch ein bestimmtes Strömungsver­ halten zu erzielen. Can advantageously be used in an exhaust gas reactor the invention differently designed plates pre to be seen. The different training can be in it exist that the porosity of the plates is different is, for example on a plate with coarse pores or more plates with finer pores follow. The below different training can also or additionally in different catalytic surface layers stand. In addition and if necessary additionally the plates have different shapes and sizes for example, aerodynamically a certain flow rate keep achieving.  

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß vor und/oder zwischen und/oder hinter katalytisch beschichteten Platten eine oder mehrere unbeschichtete Platten angeordnet sind. Die unbeschich­ teten Platten wirken dabei insbesondere als Filter. Da­ durch können vor dem Eintritt in den Abgasreaktor uner­ wünschte Teilchen aus dem Gasstrom ausgefiltert und durch Anordnung weiterer unbeschichteter Platten innerhalb und hinter dem Reaktor Reaktionsprodukte ausgefiltert werden. Die Porengröße der unbeschichteten Filterplatten wird dabei auf die Größe der auszufilternden Partikel abge­ stimmt. Wenn am Ende des Abgasreaktors eine unbeschichtete Platte mit sehr feinen Poren als Feinstfilterplatte an­ geordnet wird kann sichergestellt werden, daß sich ab­ lösende Partikel des Keramikträgermaterials mit Bestand­ teilen der Washcoat-Grundschicht und des Katalysator­ materials nicht in die Umwelt gelangen.In a further development of the invention is before seen that before and / or between and / or behind catalytically coated plates one or more uncoated plates are arranged. The uncoated teten plates act in particular as a filter. There through un before entering the exhaust gas reactor desired particles filtered out of the gas stream and through Arrangement of further uncoated panels within and reaction products are filtered out behind the reactor. The pore size of the uncoated filter plates becomes abge on the size of the particles to be filtered out Right. If an uncoated at the end of the exhaust gas reactor Plate with very fine pores as a fine filter plate order can be ensured that from Solvent particles of the ceramic carrier material with inventory divide the washcoat base layer and the catalyst materials do not get into the environment.

Die einzelnen Platten des Abgasreaktors können wie ein Sandwich aneinanderliegen. In Weiterbildung der Erfindung ist aber vorgesehen, daß die Platten mit Abstand zueinander angeordnet sind, wobei der Abstand jeweils gleich groß ist oder auch unterschiedliche Werte annehmen kann. Durch Abstände zwischen den Platten wird vermieden, daß sich bevorzugte Durchströmungsstraßen bilden, Teile der Platten also nicht oder weniger durchströmt werden, so daß der Wirkungsgrad - bezogen auf die Flächeneinheit - abnimmt. Bei richtiger Wahl des Abstandes treten Ver­ wirbelungen zwischen den Platten auf, die für einen Aus­ gleich sorgen. Der Abstand ist also unter Berücksichtigung der Durchströmungsgeschwindigkeiten, der Plattenabmessun­ gen und der Eigenschaften der jeweiligen Gase zu wählen. Mit Rücksicht auf eine kompakte Ausbildung des Abgasreak­ tors sollen die Abstände dabei aber möglichst klein bleiben.The individual plates of the exhaust gas reactor can lie against one another like a sandwich. In a further development of the invention, however, it is provided that the plates are arranged at a distance from one another, the distance being in each case the same size or also having different values. By spacing between the plates, it is avoided that preferred flow paths are formed, ie parts of the plates are not or only partially flowed through, so that the efficiency - based on the unit area - decreases. If the distance is selected correctly, swirls occur between the plates, which ensure an equalization. The distance should therefore be selected taking into account the flow velocities, the plate dimensions and the properties of the respective gases. With a view to a compact design of the exhaust gas reactor, the distances should remain as small as possible.

Wenn nach einer weiteren Empfehlung der Erfin­ dung die Platten einzeln austauschbar sind, so ist ein solcher Abgasreaktor in wartungstechnischer Hinsicht ein­ facher und kostengünstiger als ein Reaktor mit einem monolithischen Block. Einzelne Platten können dann zur Reparatur oder auch dann gegen andere Platten ausgetauscht werden, wenn sich die Verhältnisse ändern. Die unbeschich­ teten Filterplatten können zur Entfernung des angefalle­ nen Staubes ausgetauscht oder auch nur nach dem Herausneh­ men gereinigt werden.If, according to a further recommendation by the Erfin If the plates are individually interchangeable, there is a such an exhaust gas reactor from a maintenance point of view  simpler and cheaper than a reactor with one monolithic block. Individual plates can then be used for Repair or then exchanged for other plates when the conditions change. The uncoated Filter plates can be used to remove the accumulated exchanged dust or only after removing it men to be cleaned.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung, die auch von unabhängiger Bedeutung ist sieht vor, daß als Katalysatormaterial Nichtedelmetalloxide verwendet werden.A particularly advantageous training that It is also of independent importance that Non-noble metal oxide catalyst material can be used.

Die Reaktionstemperatur solcher Nichtedelmetall­ oxide liegt höher als die üblicherweise verwendeter Edel­ metalle, beispielsweise Platin, und beträgt zwischen etwa 450 und 750°C. Die Wirkung läßt dadurch auch bei hoher Belastung und hohen Temperaturen kaum nach, so daß sich ein solcher Abgasreaktor nicht nur für Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen, sondern auch für stationäre Motoren besonders eignen. Die Nichtedelmetalloxide sind außerdem resistent gegen Bleivergiftungen und gegen andere Schad­ stoffe, z. B. Chlor, Fluor, Schwefel, wie sie in unge­ reinigten Gasen von stationären Motoren vorkommen.The reaction temperature of such base metal oxide is higher than the commonly used noble metals, for example platinum, and is between about 450 and 750 ° C. The effect leaves even at high Hardly after exposure to high temperatures, so that such an exhaust gas reactor not only for internal combustion engines of motor vehicles, but also for stationary engines particularly suitable. The base metal oxides are also resistant to lead poisoning and other harm fabrics, e.g. B. chlorine, fluorine, sulfur, as in unge cleaned gases from stationary engines.

Die katalytisch wirkende Oberflächenschicht aus einem Nichtedelmetalloxid kann zweckmäßig auf einer soge­ nannten Washcoat-Grundschicht aus Aluminimoxid in der γ- Modifikation angeordnet sein. Eine solche Washcoat-Grund­ schicht ist bekannt. Sie sorgt für eine schnellere und bessere Reaktion. Zur Verbesserung der Langzeitstabilität können der Grundschicht Zusätze beigegeben werden, bei­ spielsweise Verbindungen von Elementen aus der Gruppe der seltenen Erden.The catalytically active surface layer made of a non-noble metal oxide can expediently be arranged on a so-called washcoat base layer made of aluminum oxide in the γ modification. Such a washcoat base layer is known. It ensures a faster and better response. To improve long-term stability, additives can be added to the base layer, for example connections of elements from the group of rare earths.

Für eine reduzierende Reaktion steht eine Weiter­ bildung der Erfindung insbesondere Oxide der Metalle Eisen, Cobalt, Nickel, Titan, Vanadium, Chrom, Molybdän, Wolfram Mangan vor, wobei auch Mischungen der Oxide Ver­ wendung finden können.Another stands for a reducing reaction Formation of the invention in particular oxides of metals Iron, cobalt, nickel, titanium, vanadium, chrome, molybdenum, Tungsten manganese before, mixtures of oxides Ver can find application.

Für eine oxidierende Reaktion werden Oxide ins­ besondere der Metalle Kupfer, Chrom, Molybdän, Wolfram, Mangan, Vanadium, Eisen sowie auch Mischungen der Oxide vorgeschlagen. Oxides are used for an oxidizing reaction special of the metals copper, chrome, molybdenum, tungsten, Manganese, vanadium, iron and also mixtures of the oxides suggested.  

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann der Abgasreaktor zweistufig ausgebildet sein, wobei in der ersten Stufe eine reduzierende Reaktion und in der zweiten Stufe eine oxidierende Reaktion stattfindet. Beispielsweise wird in der ersten Stufe eines Abgasreaktors für Verbren­ nungsmotoren Stickoxide (NO x ) mittels des im Abgas vor­ handenen Kohlenmonoxids (CO) am Katalysatormaterial zu unschädlichem Stickstoff reduziert. In der zweiten Stufe erfolgt dann eine Oxidation des überschüssigen Kohlen­ monoxids zu Kohlendioxid, wobei gegebenenfalls Sauerstoff in Form von Luft zugegeben ist. In anderen Einsatzbereichen eines solchen Abgasreaktors können auch andere Bestand­ teile oxidiert werden, insbesondere organische Anteile, beispielsweise Kohlenwasserstoffe. Solche Bestandteile fallen unter anderem in Abgasen von Farbspritzkabinen an. Die beiden Stufen weisen je wenigstens eine Platte auf und können in getrennten oder auch in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Vor der ersten Stufe wird zweck­ mäßig wenigstens eine unbeschichtete Filterplatte angeord­ net. Ein solches Filter kann auch Rußpartikel zurückhal­ ten, die dann nachverbrannt werden können, wenn das Vor­ filter eine Temperatur über 600°C erreicht. Nach der zwei­ ten Stufe kann eine unbeschichtete, feinporige Filterplat­ te als Feinstfilter folgen, das insbesondere auch abge­ löste Teile der Keramikträgermaterials zurückhält.In a further embodiment of the invention, the exhaust gas reactor can be designed in two stages, a reducing reaction taking place in the first stage and an oxidizing reaction taking place in the second stage. For example, in the first stage of an exhaust gas reactor for combustion engines, nitrogen oxides (NO x ) are reduced to harmless nitrogen by means of the carbon monoxide (CO) present in the exhaust gas on the catalyst material. In the second stage, the excess carbon monoxide is then oxidized to carbon dioxide, oxygen being optionally added in the form of air. In other areas of use of such an exhaust gas reactor, other constituent parts can also be oxidized, in particular organic components, for example hydrocarbons. Such components occur, among other things, in exhaust gases from paint spray booths. The two stages each have at least one plate and can be arranged in separate or in a common housing. Before the first stage, at least one uncoated filter plate is expediently arranged. Such a filter can also retain soot particles, which can then be combusted when the pre-filter reaches a temperature above 600 ° C. After the second stage, an uncoated, fine-pored filter plate can follow as a fine filter, which in particular also retains detached parts of the ceramic carrier material.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Abgasreaktors sieht vor, daß das Nichtedelmetalloxid dem Schlicker zugesetzt wird, der - wie eingangs erläutert - zur Her­ stellung des Keramikschaums aus offenporigem Kunststoff­ schaum verwendet wird. Nach dem Brennen des mit Keramik­ material beschichteten Schaums ist das Nichtedelmetall­ oxid dann Bestandteil des Keramikmaterials und damit auch an dessen Oberfläche vorhanden. Eine solche Beimischung kommt insbesondere dann in Frage, wenn das Oxid verhält­ nismäßig billig ist.A method of manufacturing an exhaust gas reactor provides that the base metal oxide the slip is added, which - as explained at the beginning - to the fro position of the ceramic foam made of open-pore plastic foam is used. After firing the with ceramic material-coated foam is the base metal oxide then part of the ceramic material and thus also present on its surface. Such an admixture is particularly suitable if the oxide behaves is reasonably cheap.

Eine Alternative Möglichkeit besteht darin, den mit Keramikmasse überzogenen, vorgetrockneten, noch nicht gebrannten Schaum vorzugsweise durch Tauchen mit einer besonderen Aufschlemmung zu überziehen, die das Nicht­ edelmetalloxid und gegebenenfalls weitere Bestandteile enthält, die das Haften des Oxids sowie die katalytische Funktion unterstützen. Neben beispielsweise Titandioxid kann die Aufschlemmung zusätzlich das Material der Grund­ schicht (Aluminiumoxid) enthalten.An alternative possibility is the pre-dried with ceramic mass, not yet  burnt foam preferably by dipping with a special slurry to cover the not noble metal oxide and possibly other components contains the adherence of the oxide as well as the catalytic Support function. In addition to, for example, titanium dioxide the slurry can also material the reason layer (aluminum oxide) included.

Eine weitere Möglichkeit zur Aufbringung des Katalysatormaterials besteht darin, daß der mit Keramik­ masse sowie gegebenenfalls der Grundschicht überzogene, ungebrannte oder gebrannte Schaum mit einer Lösung eines Metallsalzes der Nichtedelmetalle imprägniert wird und dann das Metallsatz durch eine Wärmebehandlung, insbe­ sondere Brennen, in das Metalloxid umgewandelt und auf dem Keramikschaum fixiert wird.Another way to apply the Catalyst material is that with ceramic mass and, if applicable, the base layer, unburned or baked foam with a solution of one Metal salt of the base metal is impregnated and then the metal set by heat treatment, esp special burning, converted into the metal oxide and on the ceramic foam is fixed.

In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:

Fig. 1 schematisch den Längsschnitt eines Abgas­ reaktors als Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 1 shows schematically the longitudinal section of an exhaust gas reactor embodying the invention,

Fig. 2 den Prinziplängsschnitt eines zweistufigen Abgasreaktors als Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 2 shows the principle longitudinal section of a two-stage exhaust gas reactor as an embodiment of the invention.

Wie die schematische Darstellung in Fig. 1 zeigt, sind in einem Abgasreaktor nach der Erfindung drei Platten 1 aus offenporigem Keramikschaum mit einer katalytisch wirkenden Oberflächenschicht in Richtung des durchströmenden Abgases (Pfeile 10, 11) hintereinander an­ geordnet.As the schematic representation in FIG. 1 shows, in an exhaust gas reactor according to the invention three plates 1 made of open-pored ceramic foam with a catalytically active surface layer in the direction of the exhaust gas flowing through (arrows 10 , 11 ) are arranged one behind the other.

Vor der ersten Reaktorplatte 1 ist eine nicht mit Katalysatormaterial beschichtete Platte 2 aus offen­ porigem Keramikschaum angeordnet, die als Filterplatte für im Abgasstrom enthaltene Partikel dient. Des weiteren ist hinter der letzten Reaktorplatte 1 eine Feinstfilter­ platte 3 aus offenporigem Keramikschaum ohne Katalysator­ beschichtung angeordnet, die sehr feine Poren besitzt und abgelöste Partikel des Keramikgrundmaterials aus­ filtert. Die Abstände zwischen den einzelnen Platten 1, 2 und 2 sorgen für eine Verwirbelung. Sie sind ungleich­ mäßig so gewählt, daß die Reaktion möglichst vollständig ist, der Durchströmwiderstand klein bleibt und die Ab­ messungen dabei nicht zu groß werden.In front of the first reactor plate 1 there is a plate 2 made of open-pored ceramic foam which is not coated with catalyst material and which serves as a filter plate for particles contained in the exhaust gas stream. Furthermore, a fine filter plate 3 made of open-pore ceramic foam without a catalyst coating is arranged behind the last reactor plate 1 , which has very fine pores and filters out detached particles of the ceramic base material. The distances between the individual plates 1 , 2 and 2 cause turbulence. They are chosen unevenly so that the reaction is as complete as possible, the flow resistance remains small and the measurements do not become too large.

Fig. 2 zeigt schematisch einen zweistufigen Abgasreaktor. Die beiden Stufen sind dabei in getrennten Behältern 4 und 5 angeordnet, die über ein Rohr 6 ver­ bunden sind. Das zu behandelnde Abgas strömt in Richtung des Pfeiles 10 in den Behälter 4 ein. Dort ist zunächst eine unbeschichtete Filterplatte 2 angeordnet, der je­ weils mit Abstand zwei beschichtete Reaktorplatten 1 folgen. In diesen Platten 1 reagieren die Stickoxide (NO x ) des Abgases mit dem ebenfalls vorhandenen Kohlen­ monoxid (CO), wobei die Stickoxide zu ungiftigem Stick­ stoff reduziert werden. Im Rohr 6 wird dem Abgas dann mittels einer Düse 7 Luft über ein Rohr 8 zugeführt, bei­ spielsweise mittels einer Pumpe in Form eines Gebläses. Nimmt man an, daß das entstickte Abgas im Rohr 6 noch einen Anteil von etwa 1% CO hat, so muß zur vollständigen Verbrennung etwa 0,5% O2 aus der Luft zugeführt werden. Bei einem Sauerstoffanteil von etwa 20% bedeutet das einen Zusatz von etwa 2,5% Luft. Da üblicherweise über­ stöchiometrisch gearbeitet wird, setzt man in der Praxis etwa die doppelte Menge zu, d.h. etwa 5% Luft. Fig. 2 shows schematically a two-stage exhaust gas reactor. The two stages are arranged in separate containers 4 and 5 , which are connected via a tube 6 ver. The exhaust gas to be treated flows into the container 4 in the direction of the arrow 10 . There, an uncoated filter plate 2 is initially arranged, each of which is followed by two coated reactor plates 1 at a distance. In these plates 1 , the nitrogen oxides (NO x ) of the exhaust gas react with the carbon monoxide (CO) which is also present, the nitrogen oxides being reduced to non-toxic nitrogen. In the tube 6 , the exhaust gas is then supplied with air via a tube 8 by means of a nozzle 7 , for example by means of a pump in the form of a fan. Assuming that the denitrified exhaust gas in tube 6 still has a share of about 1% CO, about 0.5% O 2 must be supplied from the air for complete combustion. With an oxygen content of approximately 20%, this means an addition of approximately 2.5% air. Since work is usually carried out stoichiometrically, in practice about twice the amount is added, ie about 5% air.

Im Gefäß 5 durchströmt das Abgas wiederum zunächst ein Filter 2 und dann zwei Reaktorplatten 1, an deren Oberfläche das Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid ver­ brannt wird. Eine Feinstfilterplatte 2 am Ausgang des Gefäßes 5 beseitigt Reaktionspartikel und feine Stäube.In the vessel 5 , the exhaust gas in turn first flows through a filter 2 and then two reactor plates 1 , on the surface of which the carbon monoxide is burned to form carbon dioxide. A very fine filter plate 2 at the outlet of the vessel 5 removes reaction particles and fine dusts.

Bei einem Ausführungsbeispiel wurde als Metall­ oxid Chromtrioxid verwendet. Das Keramikschaum-Träger­ material wurde mit Ammoniumdichromatlösung (zwischen 3 und 25%) getränkt und dann die Substanz auf dem Träger­ material thermisch zu Chromtrioxid (Cr2O3) zersetzt. Das Ammoniumdichromat kann auch mit einem Reduktionsmittel, wie z.B. Ethanol oder Ascorbinsäure zu dreiwertigem Chromtrioxid reduziert werden. Anschließend erfolgt durch Trocknung und Glühen die Fixierung auf dem Trägermaterial. Der thermische Aufwand ist bei einer solchen Umwandlung gering.In one embodiment, chromium trioxide was used as the metal oxide. The ceramic foam carrier material was soaked in ammonium dichromate solution (between 3 and 25%) and then the substance on the carrier material was thermally decomposed to chromium trioxide (Cr 2 O 3 ). The ammonium dichromate can also be reduced to trivalent chromium trioxide using a reducing agent such as ethanol or ascorbic acid. The substrate is then fixed by drying and annealing. The thermal effort is low with such a conversion.

Claims (23)

1. Abgasreaktor mit einem feuerfesten Trägermaterial aus offenporigem Keramikschaum, der eine katalytisch wirkende Oberflächenschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial wenigstens zwei in der Durchströmungs­ richtung hintereinanderliegende Platten (1) aufweist.1. exhaust gas reactor with a refractory carrier material made of open-pore ceramic foam, which has a catalytically active surface layer, characterized in that the carrier material has at least two plates ( 1 ) lying one behind the other in the flow direction. 2. Abgasreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Porosität der Platten (1) zwischen 10 und 60 ppi, vorzugsweise zwischen 10 und 30 ppi, beträgt.2. Exhaust gas reactor according to claim 1, characterized in that the porosity of the plates ( 1 ) is between 10 and 60 ppi, preferably between 10 and 30 ppi. 3. Abgasreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedlich ausgebildete Platten vorgesehen sind.3. exhaust gas reactor according to claim 1, characterized in that differently trained Plates are provided. 4. Abgasreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Porosität der Platten unterschiedlich groß ist.4. exhaust gas reactor according to claim 3, characterized in that the porosity of the plates is different in size. 5. Abgasreaktor nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten unter­ schiedliche katalytische Oberflächenschichten aufweisen.5. Exhaust reactor according to one of the claims 3 or 4, characterized in that the plates under have different catalytic surface layers. 6. Abgasreaktor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten unter­ schiedliche Form haben. 6. Exhaust reactor according to one of the claims 3 to 5, characterized in that the plates under have different shapes.   7. Abgasreaktor nach einem der Ansprüche bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor und/oder zwischen und/ oder hinter katalytisch beschichteten Platten eine oder mehrere unbeschichtete Platten (2, 3) angeordnet sind.7. Exhaust gas reactor according to one of claims to 6, characterized in that one or more uncoated plates ( 2 , 3 ) are arranged in front of and / or between and / or behind catalytically coated plates. 8. Abgasreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (1, 2, 3) mit Abstand zueinander angeordnet sind.8. Exhaust gas reactor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the plates ( 1 , 2 , 3 ) are arranged at a distance from one another. 9. Abgasreaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Platten (1, 2, 3)unterschiedlich groß ist.9. Exhaust reactor according to claim 8, characterized in that the distance between the plates ( 1 , 2 , 3 ) is of different sizes. 10. Abgasreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (1, 2, 3) einzeln austauschbar sind.10. Exhaust reactor according to one of claims 1 to 9, characterized in that the plates ( 1 , 2 , 3 ) are individually interchangeable. 11. Abgasreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysatormaterial Nichtedelmetalloxide verwendet werden.11. Exhaust reactor according to one of the claims 1 to 10, characterized in that as a catalyst material Base metal oxides are used. 12. Abgasreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytisch wirkende Oberflächenschicht auf einer Grundschicht (Washcoat) aus Aluminiumoxid (Al2O3) in der γ-Modifikation angeordnet ist.12. Exhaust gas reactor according to one of claims 1 to 11, characterized in that the catalytically active surface layer is arranged on a base layer (washcoat) made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in the γ modification. 13. Abgasreaktor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß für eine reduzierende Reak­ tion Oxide der Metalle Eisen (Fe2O3 bzw. Fe3O4), Cobalt (CoO bzw. Co2O1 bzw. Co3O4), Nickel (NiO bzw. Ni2O3), Titan (TiO2), Vanadium (V2O5), Chrom (Cr2O3), Molybdän (MoO3), Wolfram (WO3), Mangan (MnO, bzw. Mn2O3 bzw. Mn3O4) oder Mischungen hiervon verwendet werden.13. Exhaust gas reactor according to claim 11 or 12, characterized in that for a reducing reaction oxides of the metals iron (Fe 2 O 3 or Fe 3 O 4 ), cobalt (CoO or Co 2 O 1 or Co 3 O 4 ), Nickel (NiO or Ni 2 O 3 ), titanium (TiO 2 ), vanadium (V 2 O 5 ), chromium (Cr 2 O 3 ), molybdenum (MoO 3 ), tungsten (WO 3 ), manganese (MnO , or Mn 2 O 3 or Mn 3 O 4 ) or mixtures thereof. 14. Abgasreaktor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß für eine oxidierende Reaktion Oxide der Metalle Kupfer (CuO), Chrom (Cr2O3), Molybdän (MoO3) Wolfram (WO3) Mangan (MnO, bzw. Mn2O3 bzw. Mn3O4), Vanadium (V2O5), Eisen (Fe2O3) oder Mischungen hiervon verwendet werden. 14. Exhaust gas reactor according to claim 11 or 12, characterized in that for an oxidizing reaction oxides of the metals copper (CuO), chromium (Cr 2 O 3 ), molybdenum (MoO 3 ) tungsten (WO 3 ) manganese (MnO, or Mn 2 O 3 or Mn 3 O 4 ), vanadium (V 2 O 5 ), iron (Fe 2 O 3 ) or mixtures thereof. 15. Abgasreaktor nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet daß der Abgasreaktor zweistufig ausgebildet ist und daß in der ersten Stufe (4) eine redu­ zierende Reaktion und in der zweiten Stufe (5) eine oxidie­ rende Reaktion stattfinden.15. Exhaust gas reactor according to claim 1 to 14, characterized in that the exhaust gas reactor is designed in two stages and that in the first stage ( 4 ) a reducing reaction and in the second stage ( 5 ) an oxidizing reaction take place. 16. Abgasreaktor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet daß die beiden Stufen je wenig­ stens eine Platte (1) aufweisen und in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.16. Exhaust gas reactor according to claim 15, characterized in that the two stages each have at least one plate ( 1 ) and are arranged in a common housing. 17. Abgasreaktor nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß vor der ersten Stufe eine unbeschichtete Filterplatte (2) angeordnet ist.17. Exhaust gas reactor according to claim 15 or 16, characterized in that an uncoated filter plate ( 2 ) is arranged before the first stage. 18. Abgasreaktor nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß nach der zweiten Stufe eine unbeschichtete, feinporige Filterplatte (3) angeordnet ist.18. Exhaust reactor according to one of claims 15 to 17, characterized in that an uncoated, fine-pored filter plate ( 3 ) is arranged after the second stage. 19. Abgasreaktor nach einem der Ansprüche 15 bis 18 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und zweiten Stufe Luft in den Gasstrom eingeblasen wird.19. Exhaust reactor according to one of the claims 15 to 18, characterized in that between the first and second stage air is blown into the gas stream becomes. 20. Verfahren zur Herstellung eines Abgas­ reaktors nach einem der Ansprüche 11 bis 19 dadurch gekennzeichnet daß das Nichtedelmetalloxid dem Schlicker (slurry) zugesetzt wird der zur Herstellung des Keramikschaums aus offenporigem Kunststoffschaum verwendet wird.20. Process for producing an exhaust gas reactor according to one of claims 11 to 19 characterized in that the non-noble metal oxide Slurry is added to the production of the ceramic foam made of open-pore plastic foam is used. 21. Verfahren zur Herstellung eines Abgas­ reaktors nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Nichtedelmetalloxid einer Aufschlemmung zugesetzt wird, daß der mit Keramikmasse überzogene, vorgetrocknete, noch nicht gebrannte Schaum vorzugsweise durch Tauchen mit der Aufschlemmung überzogen und dann gebrannt wird.21. Process for producing an exhaust gas reactor according to one of claims 11 to 19, characterized in that the base metal oxide is added to a slurry that the pre-dried not yet fired foam, preferably by immersion covered with the slurry and then burned. 22. Verfahren zur Herstellung eines Abgas­ reaktors nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet daß der Aufschlemmung zusätzlich das Material (Al2O3) der Grundschicht beigemischt wird. 22. A method for producing an exhaust gas reactor according to one of claims 11 to 19, characterized in that the slurry is additionally mixed with the material (Al 2 O 3 ) of the base layer. 23. Verfahren zur Herstellung eines Abgas­ reaktors nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Keramikmasse sowie gegebenenfalls der Grundschicht überzogene, ungebrannte oder gebrannte Schaum mit einer Lösung eines Metallsalzes der Nichtedelmetalle imprägniert wird und daß dann das Metallsalz durch eine chemische Reaktion und/ oder Brennen in das Metalloxid umgewandelt und auf dem Keramikschaum fixiert wird.23. Process for producing an exhaust gas reactor according to one of claims 11 to 19, characterized in that with ceramic mass as well if necessary, the base layer coated, unfired or burnt foam with a solution of a metal salt the base metal is impregnated and that then the metal salt by a chemical reaction and / or burned into the metal oxide and on the Ceramic foam is fixed.
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