DE3820067A1 - Verfahren und vorrichtung zur entfernung von russ und kondensierbaren bestandteilen aus dieselabgasen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Entfernung von Ruß und flüchtigen, kondensierbaren Bestandteilen aus Abgasen von Dieselmotoren sowie gegebenenfalls zur Reduzie­ rung der NO _x -Anteile in den Abgasen durch Abgasrückführung der von Ruß und flüchtigen, kondensierbaren Bestandteilen weitgehend gereinigten Abgase.

Es sind bereits zahlreiche Versuche unternommen worden, Dieselabgase von Rußteilchen zu befreien. Eines dieser Ver­ fahren bedient sich eines relativ feinporigen Filters aus Keramikmaterial, wobei die heißen Abgase des Dieselmotors durch die Poren dieses Filters gepreßt werden. Hierbei er­ gibt sich jedoch ein relativ rasches Verstopfen dieser fei­ nen Poren mit Rußteilchen, so daß ein relativ hoher Rück­ staudruck, der bis zu 2 bar betragen kann, aufgebaut wird. Eine weitere Schwierigkeit dieser bekannten Arbeitsweise liegt darin, daß bei der zwangsweise erforderlichen perio­ dischen Reinigung des Keramikfilters durch Abbrennen der Rußteilchen relativ hohe Zündtemperaturen, die in dem Bereich von 600-800°C liegen können, erreicht werden müs­ sen, so daß es zum Abbrennen der Rußteilchen von dem Kera­ mikfilter notwendig ist, die für das Aufheizen auf die zum Ab­ brennen des Rußes erforderliche Temperatur, d. h. die Zünd­ temperatur, erforderliche Hitze durch einen zusätzlichen Brenner zuzuführen. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß durch die relativ hohe Zündtemperatur in dem zuvor genann­ ten Bereich von 600-800°C nach dem Zünden der Rußteil­ chen bei deren Abbrennen relativ hohe Temperaturen bis in eine Größenordnung von 1200°C erreicht werden, so daß die Gefahr besteht, daß das Keramikfilter, falls es nicht aus einem besonders hochfeuerfesten Material hergestellt ist, zumindest teilweise zusammensintert oder sogar wegschmilzt. Dieselben Schwierigkeiten ergeben sich auch bei der Verwen­ dung von feinporigen Filtern aus Metallen. Ein weiterer Nachteil liegt auch darin, daß trotz der sehr hohen Tempe­ raturen von bis zu 1200°C ein vollständiges Abbrennen der Rußteilchen aus feinen Poren eines Filters nicht immer ge­ währleistet ist.

Weiterhin ist bereits die Emissionsminderung von Automobil­ abgasen bei Dieselmotoren bekannt. In den VDI-Berichten Nr. 559 (1985) ist auf den Seiten 94 ff. die Abgasrückfüh­ rung bei Dieselmotoren zur Reduzierung der NO _x -Anteile be­ schrieben. Als Problem bei dieser Abgasrückführung ist auf Seite 96 die Begrenzung der Partikelemission, d. h. die Her­ absetzung oder Eliminierung der Rußteilchen, in den Abga­ sen beschrieben, wobei auf den Seiten 96 bis 114 verschie­ dene mechanische und elektronische Filtersysteme be­ schrieben sind, u. a. auch mechanische Filtersysteme mit Selbstregenerierung, z. B. auf Seite 108 die Verwendung von beschichteten Filtern zur Herabsetzung der Aktivierungs­ energie und damit der Zündtemperatur zum Abbrennen des Rußes. Bei solchen mechanischen Filtern, welche üblicher­ weise aus Keramikmaterial oder aus Stahlwolle bestehen, muß der angelagerte Ruß - wie bereits zuvor beschrieben - intermittierend oxidiert werden, wobei Schwierigkeiten wie lokale Anschmelzungen des Filtermaterials auftreten können. Weiterhin ist aus der DE-OS 24 43 897 ein Verfahren zur Steuerung der NO _x -Emission in den Abgasen von Dieselmotoren beschrieben, wobei zur Vermeidung des Einsatzes von Filtern für die Rußteilchen das von Rußteilchen weitgehend freie Abgas von Benzinmotoren als Rückführgas verwendet wird.

Aus der EP 01 26 737 B1 ist ein Verfahren zur Reinigung von Wärmetauschern für Motorenabgase, insbesondere auch aus Dieselmotoren bekannt, bei welchem die Abgase eben­ falls an gekühlten Oberflächen von Wärmetauschern abge­ kühlt werden, wobei sich Rußteilchen und flüchtige, konden­ sierbare Bestandteile aus den Abgasen auf den gekühlten Wärmetauscherflächen abscheiden, und diese Oberflächen der Wärmetauscher nach ihrer weitgehenden oder vollständigen Sättigung mit abgeschiedenem Ruß und abgeschiedenen, konden­ sierten Bestandteilen durch Selbstaufheizung und Selbstent­ zündung wieder gereinigt werden. Eine vollständige Entfer­ nung von Ruß und flüchtigen, kondensierbaren Bestandteilen aus den Abgasen ist hiermit jedoch nicht möglich. In die­ ser EP 01 26 737 ist ferner nichts darüber ausgesagt, daß die aus den Wärmetauschern austretenden Motorenabgase wie­ der als rückgeführtes Abgas zum Betrieb des Motors und zur Reduzierung der NO _x -Anteile verwendet werden könnten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren der zuvor beschriebenen Art, welches nicht die Nachteile vor­ bekannter Lösungen aufweist, d. h. bei welchem im heißen Abgas von Dieselmotoren enthaltener Ruß und auch die hierin enthaltenen flüchtigen, kondensierbaren Bestandteile sicher ausgefiltert werden, wobei bei der zwangsläufig zu einem späteren Zeitpunkt erforderlichen Regenerierung der Ab­ scheideeinrichtungen keine Probleme auftreten, d. h. kein Anschmelzen eines Filtermaterials erfolgt, und insbesondere auch ein Aufbau eines hohen Rückstaudruckes bei der Reini­ gung der Abgase von Ruß und flüchtigen, kondensierbaren Bestandteilen vermieden wird, so daß der sich ergebende Rückstaudruck praktisch während des gesamten Reinigungsvor­ ganges weitgehend konstant gehalten werden kann, so daß der Motor während einer längeren Betriebszeit immer mit einem konstanten Rückstaudruck der Abgase betrieben wer­ den kann, und wobei gegebenenfalls eine Rückführung der Abgase zur Reduzierung der NO _x -Anteile in den Abgasen durch­ geführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das Verfahren der zuvor beschriebenen Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß

• a) die heißen Abgase des Dieselmotors in wenigstens einem Wärmetauscher unter teilweiser Abscheidung von Ruß und flüchtigen, kondensierbaren Bestandteilen auf den kal­ ten oder gekühlten Flächen des Wärmetauschers gekühlt werden, und
• b) die abgekühlten Abgase zur weiteren Abscheidung von Ruß und flüchtigen, kondensierten Bestandteilen gegen Prallflächen geleitet und/oder durch eine Einrichtung zur elektrostatischen Abscheidung geführt werden,

wobei die mit Ruß und kondensierten Bestandteilen be­ legten Flächen des Wärmetauschers periodisch durch Auf­ heizen mit heißen Abgasen des Dieselmotors und Selbst­ zündung abbrennen gelassen werden und die mit restlichem Ruß und kondensierten Bestandteilen belegten Ablage­ rungsflächen entweder ebenfalls periodisch durch Aufheizen mit heißen Abgasen des Dieselmotors und Selbstzündung abbrennen gelassen werden oder die Ablagerungsflächen periodisch durch neue Ablagerungsflächen ersetzt werden.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß es durch Kühlung der heißen Abgase des Dieselmotors an den kalten Flächen eines Regenerationswärme­ tauschers oder an den gekühlten primärseitigen Oberflächen eines sekun­ därseitig gekühlten Wärmetauschers möglich ist, den größten Teil oder sogar die Gesamtmenge der in den Abgasen enthaltenen Rußteilchen und der hierin enthaltenen flüchtigen, kondensierbaren Bestandteile in einer nachgeschalteten Abscheideeinrichtung auf Ablagerungsflächen ab­ zuscheiden, wobei der Abscheidungsgrad ausreichend ist, damit ein solches gereinigtes Abgas ohne schädliche Einflüsse, z. B. durch unre­ gelmäßige Zündung als Folge von rückgeführten, zündfähigen, flüchtigen Bestandteilen der Abgase, oder durch mechanische Zerstörung, z. B. durch Schmirgelwirkung der in den rückgeführten Abgasen enthaltenen festen Rußteilchen auf die Kolbenringe und Zylinderwände des Diesel­ motors, rückgeführt werden kann, wodurch eine Reduzierung von NO _x -An­ teilen im Motorabgas möglich wird. Ein weiterer Vorteil des erfindungs­ gemäßen Verfahrens ist es, daß auf den kalten Flächen eines Regenerativ­ wärmetauschers oder den gekühlten primärseitigen Flächen eines sekun­ därseitig gekühlten Wärmetauschers und der nachgeschalteten Abscheide­ einrichtung abgeschiedenen Bestandteile nicht nur den Ruß, sondern auch die kondensierten Bestandteile aus den Abgasen umfassen, die bei wesent­ lich tieferen Temperaturen durch Selbstaufheizung mit heißen Abgasen zur Selbstentzündung gebracht und damit abbrennen gelassen werden können.

Unter kondensierbaren Bestandteilen der Abgase sind alle die flüch­ tigen Bestandteile, d. h. im wesentlichen Kohlenwasserstoffe, zu ver­ stehen, die bei Temperaturen, wie sie an den Wärmetauscheroberflächen oder den Ablagerungsoberflächen herrschen, kondensierbar sind.

Durch die zuvor genannten niedrigen Temperaturen bis zur Selbst­ zündung von abgelagerten Bestandteilen aus den Abgasen ist eine Über­ hitzung, wie sie z. B. in den VDI-Berichten, loc cit. angesprochen wird, praktisch ausgeschlossen, ferner ist kein zusätzlicher Brenner oder ein zusätzliches Aufheizen von Flächen mit Ablagerungen zum Er­ reichen der Zündtemperatur der abgelagerten Bestandteile erforderlich. Außerdem werden die abgelagerten, kondensierten Bestandteile beim Ab­ brennenlassen weitgehend zu unschädlichen Stoffen vernichtet, während bei vorbekannten Verfahrensweisen ihre Abscheidung auf Filtern oder in elektrostatischen Abscheideeinrichtungen, durch welche die heißen Motorabgase geführt werden, nicht erfolgt, damit auch kein Zurückhalten dieser flüchtigen, kondensierbaren Bestandteile, so daß diese mit den Abgasen abgegeben werden und die Umwelt verschmutzen bzw. belasten.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Abkühlung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in Stufe a) bis auf eine Abgastemperatur unter 200°C, bevorzugt unter 140°C und besonders bevorzugt unter 100°C. Hierdurch wird erreicht, daß die flüchtigen, kondensierbaren Bestandteile der heißen Motorabgase sich zu einem wesentlichen Teil auf den Oberflächen der Wärmetauscher abscheiden. Dies hat den Vorteil, daß kondensierte Bestandteile auf den Wärmetauscheroberfläche eine feuchte und klebrige Oberflächenschicht ausbilden, auf der die in den Abgasen enthaltenen Rußteilchen abgefangen und festgeklebt werden. Dieses Abfangen und Festkleben von Rußteilchen erfolgt ebenso auf den Ablagerungsflächen in der Stufe b) des erfindungsgemäßen Verfahrens, d. h. den Prallflächen oder den Sammelelektroden einer Einrichtung zur elektrostatischen Abscheidung, so daß restliche Rußteilchen und konden­ sierte Bestandteile, die in dem Wärmetauscher der Stufe a) nicht zu­ rückgehalten wurde, auf diesen ebenfalls relativ kalten Oberflächen in Stufe b) festgehalten bzw. festgeklebt werden.

Je tiefer die Temperatur liegt, mit welcher die Abgase aus dem Wärmetauscher nach der Durchführung der ersten Stufe austreten bzw. je niedriger die Temperatur der Oberflächen der Wärmetauscher liegt, desto mehr flüchtige Bestandteile werden kondensiert. Dies weist jedoch auch den Vorteil auf, daß die Zündtemperatur zur Selbstent­ zündung der kondensierten Bestandteile und des Rußes auf den Wärmetauscherflächen wesentlich herabgesetzt wird, z. B. konnten in Versuchen Zündtemperaturen der Selbstentzündung von etwa 280°C festgestellt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann einmal unter Zuhilfe­ nahme von Wärmetauschern durchgeführt werden, welche feststehende Wärmetauschkanäle oder Wärmetauschflächen für jeweils ein primäres und sekundäres Wärmetransport­ medium aufweisen, und bei denen die Medien je eine Seite der Kanalwand oder der Oberfläche berühren, wie sie in der zuvorgenannten EP 01 26 737 beschrieben sind. Ande­ rerseits ist es jedoch auch möglich, bei dem erfindungs­ gemäßen Verfahren Regenerativwärmetauscher einzusetzen, bei denen das Abgas mit der Speichermasse bzw. den Ober­ flächen der Speichermasse wechselweise in Kontakt kommt, d. h. in der ersten Stufe a) des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den kalten Oberflächen einer Speichermasse, und in der Regenerierstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der Oberfläche von Speichermassen, welche durch die heißen Abgase bis zur Zündtemperatur und zum Abbrennen der hierauf in der ersten Stufe abgeschiedenen konden­ sierten Bestandteile und des hierauf abgeschiedenen Rußes aufgeheizt werden.

Bei Verwendung eines Wärmetauschers für ein primäres und ein sekundäres Wärmetransportmedium der zuvor be­ schriebenen Art werden die heißen Abgase aus dem Die­ selmotor primärseitig abgekühlt, wobei sie weitgehend von Ruß und flüchtigen, kondensierbaren Bestandteilen durch deren Niederschlagung bzw. Kondensation auf den Wärmetauscherflächen gereinigt werden.

Nach vollständiger oder teilweiser Sättigung der Wärme­ tauscherflächen mit abgeschiedenem Ruß und kondensierten Bestandteilen wird dann auf der Sekundärseite des Wärmetauschers durchströmende Wärmetransportmedium, das sowohl ein Gas als auch eine Flüssigkeit sein kann, d. h. insbesondere Luft oder Wasser, gegebenenfalls mit einem Frostschutzmittel versetzt, abgeschaltet oder unterbrochen, so daß der Wärmetauscher durch das heiße Abgas fortschreitend auf eine höhere Temperatur gebracht wird. Falls das sekundärseitig eingesetzte Wärmetransport­ medium eine Flüssigkeit, z. B. Wasser, ist, muß die Mög­ lichkeit geschaffen werden, daß dieses Wärmetransport­ medium entweder vorher aus der Sekundärseite des Wärme­ tauschers abgelassen wird oder hieraus entweichen kann, damit der Wärmetauscher auf eine ausreichend hohe Tempera­ tur durch das heiße Abgas aufgeheizt werden kann und das flüssige Wärmetransportmedium nicht verdampft oder sich zersetzt. Bei Verwendung eines gasförmigen sekundären Wärmetransportmediums reicht es selbstverständlich aus, daß der Durchfluß des Wärmetransportmediums durch die Sekundärseite des Wärmetauschers unterbrochen wird. Nachdem der Wärmetauscher sich auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt hat, z. B. 300°C, erfolgt eine Selbstzündung auf der Primärseite des Wärmetauschers, d. h. auf den primärseitigen Wärmetauscherflächen abge­ schiedener Ruß und hierauf kondensierter Bestandteile verbrennen, da in den heißen Abgasen von Dieselmotoren immer eine Sauerstoffrestmenge enthalten ist. Nach aus­ reichender Selbstreinigung, d. h. möglichst vollständigem Abbrennen des Rußes und der kondensierten Bestandteile von den primärseitigen Wärmetauscherflächen, kann die Zirkulation des Wärmetransportmediums auf der Sekundär­ seite des Wärmetauschers wieder aufgenommen werden, bzw. im Fall eines flüssigen Wärmetransportmediums, für wel­ ches die sekundärseitigen Wärmetauscherflächen noch zu heiß sind, nach geeigneter Abkühlung dieser sekundär­ seitigen Wärmetauscherflächen des Wärmetauschers, z. B. durch Durchleiten von Luft oder durch Selbstabkühlung nach Unterbrechen des Durchströmens heißer Abgase, kann der Wärmetauscher insgesamt wieder gekühlt werden, so daß er für einen weiteren Zyklus in der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verfügung steht. Dieser Abscheide- und Selbstreinigungszyklus eines solchen Wärmetauschers kann alternierend wiederholt werden.

Bei Verwendung nur eines Wärmetauschers der zuvor be­ schriebenen Art mit primärem und sekundärem Wärme­ transportmedium ist eine Abgasrückführung zur Ver­ minderung der NO _x -Anteile natürlich nur während der ersten Stufe, nämlich der Reinigung der Abgase mög­ lich, während bei der Selbstreinigung des Wärme­ tauschers eine Rückführung von Abgasen nicht mög­ lich ist.

Falls bei einer solchen Verfahrensweise jedoch zwei Wärme­ tauscher mit primärem und sekundärem Wärmetransportmedium eingesetzt werden, und diese Wärmetauscher alternierend in der Stufe a) und der Regenerierstufe eingesetzt werden, ist eine kontinuierliche Rückführung von Abgas zur Ver­ minderung des NO _x -Anteiles in den Motorabgasen möglich.

Bei Verwendung eines Regenerativwärmetauschers wird die erste Stufe des Verfahrens selbstverständlich nur so­ lange durchgeführt, solange die Oberflächen eines sol­ chen Regenerativwärmetauschers noch nicht zu heiß ge­ worden sind, d. h. vorteilhafterweise bis diese Ober­ flächen des Regenerativwärmetauschers 120°C erreicht haben bzw. bis die Abgase nach dem Durchtritt durch einen solchen Wärmetauscher eine Temperatur unter 200°C, vorteilhafter­ weise unter 140°C und bevorzugt unter 100°C besitzen. An­ schließend erfolgt dann bei weiterem Durchleiten der heißen Motorabgase durch den Regenerativwärmetauscher ein weiteres Aufheizen, das bis zu einer solchen Tempera­ tur geht, bei welcher die auf den Oberflächen des Re­ generativwärmetauschers abgelagerten kondensierten Be­ standteile und der Ruß von selbst zünden und abbrennen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Verfahrens wird ein Regenerativwärmetauscher abschnittsweise eingesetzt, wie dies im folgenden noch näher erläutert wird, d. h. die Abkühlung und Reinigung der Abgase von Ruß und kondensierbaren Bestandteilen erfolgt in einem Abschnitt eines Regenerativwärme­ tauschers mit kalten Oberflächen, während gleichzeitig die Selbstreinigung eines anderen, bereits mit Abschei­ dungen beaufschlagten Abschnittes desselben Regenerativ­ wärmetauschers durch Aufheizen mittels durchgeleiteter heißer Motorabgase durchgeführt wird. Dieser durch Aufhei­ zung zum Selbstentzünden und Abbrennen der Abscheidungen gebrachte Abschnitt muß vor seinem Einsatz als Abschnitt zur Reinigung von Abgasen selbstverständlich wieder abge­ kühlt werden, was durch Selbstabkühlung oder Zwangskühlung erfolgen kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in der Stufe b) die aus dem Wärmeaustauscher austretenden, abgekühlten Abgase einer weiteren Behandlung zur weitgehend vollstän­ digen Abscheidung von Ruß und flüchtigen, kondensierten Bestandteilen unterzogen. Hierzu werden die Abgase entwe­ der mehrfach gegen Prallflächen geleitet oder durch eine Einrichtung zur elektrostatischen Abscheidung geführt, wo­ bei es auch möglich ist, beide Reinigungsmethoden in der Stufe b) durchzuführen, d. h. die abgekühlten Abgase zu­ nächst durch eine Einrichtung mit Prallflächen zu leiten und dann durch die Einrichtung zur elektrostatischen Ab­ scheidung. Hierdurch wird eine weitgehende oder vollständige Befreiung der Abgase von Rußteilchen und kondensierbaren Bestandteilen erreicht.

Vorteilhafterweise erfolgt die weitere Reinigung an Prall­ flächen durch Durchleiten der relativ stark abgekühlten Abgase durch ein Filter mit großen Poren. Hierbei hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß durch die Abküh­ lung der Abgase an den kalten bzw. gekühlten Wärmetauscher­ oberflächen die Rußteilchen in ihrer Teilchengröße wesent­ lich angewachsen sind, so daß für eine vollständige Ent­ fernung solcher Rußteilchen ein Filter mit groben Poren verwendet wird, insbesondere ein Keramikschaum, wie er als Filtermaterial auch bereits in den VDI-Berichten 559, Seite 103, Bild 4, beschrieben ist. Ein solcher Keramik­ schaum ist ein handelsübliches Produkt (z. B. die Geruchs- und Schadstoffilter der Firma Illbrock), welche im Tempe­ raturbereich bis 1000°C eingesetzt werden können und vor­ teilhafterweise Porenzahlen von 4 bis 40 pro cm bzw. Poren­ weiten von 0,1 bis 1 mm aufweisen. Ein solcher Filter mit groben Poren erfährt während des Betriebes in einem Zyklus normalerweise keinerlei Verstopfung, welche zu einem wesent­ lichen Druckaufbau des Rückstaudruckes der den Motor ver­ lassenden Abgase führt, so daß der Motor während seiner Betriebsdauer immer mit gleichem Rückstaudruck, je nach Drehzahl des Motors, betrieben werden kann.

Das Filter mit den groben Poren kann ebenfalls durch Selbst­ aufheizen und Abbrennenlassen der hierauf abgelagerten Be­ standteile zusammen mit der Selbstreinigung der verschmutz­ ten Wärmetauscherflächen gereinigt werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform wird die weitere Reini­ gung der Abgase nach dem Durchleiten durch den als Abschei­ der in der Stufe a) des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen­ den Wärmetauscher mittels elektrostatischer Aufladung und Abscheidung von Rußteilchen und kondensierten Bestandtei­ len durchgeführt. Hierzu können die üblicherweise hierzu verwendeten elektrostatischen Abscheider verwendet werden, wie sie z. B. als elektrostatische Filter in den bereits zuvorgenannten VDI-Berichten 559, Seite 102/103, beschrie­ ben sind. Die Reinigung von Ruß und kondensierten Bestand­ teilen kann ebenfalls durch Selbstaufheizen und Abbrennen­ lassen der abgelagerten Bestandteile zusammen mit der Rei­ nigung der verschmutzten Wärmetauscherflächen erfolgen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Verfahrens wird als Sammelfläche eines elektrostatischen Abscheiders jedoch der zweite Wärme­ tauscher verwendet, der zuvor durch Selbstzündung ge­ reinigt wurde, und auf dem die noch in den Abgasen ver­ bliebenen Rußteilchen und kondensierten Bestandteile abgeschieden werden können. Während der relativ kurzen Phase der Reinigung eines solchen Wärmetauschers durch Selbstentzündung und Abbrennen der hierauf befindlichen Rußteilchen und kondensierten Bestandteile kann dieser zweite Wärmetauscher selbstverständlich nicht als Sam­ melfläche bzw. Sammelelektrode für die elektrostatische Abscheidung verwendet werden. Da diese Periode der Reini­ gung des Wärmetauschers jedoch relativ kurz ist, spielt dies, bezogen auf den Gesamtbetrieb, praktisch keine Rolle. Die Verwendung des zweiten Wärmetauschers als elektrostatischer Abscheider ist nur bei entsprechender Leitfähigkeit möglich, d. h. nur bei metallischen oder metallisch beschichteten Wärmetauschern.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Abgase bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst durch den als Abscheider dienenden Wärmetauscher, dann in ein Filter mit groben Poren zur weiteren Reinigung und anschließend durch eine elektrostatische Abscheide­ einrichtung geführt, wodurch besonders reine Abgase er­ halten werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt vorteilhafterweise als Wärmetauscher Kreuzstromwärmetauscher, wobei die Kühlflächen durch senk­ recht zur Strömungsrichtung der heißen Motorabgase ange­ ordnete Rohrbündel, vorzugsweise dünnwandige Stahlrohre oder Kupferrohre gebildet werden. Hierbei ist es vorteil­ haft, wenn die Wärmekapazität eines solchen Wärmetauschers möglichst gering ist, damit ein rasches Aufheizen und da­ mit auch eine rasche Selbstentzündung der abgelagerten Stoffe auf den Wärmetauscherflächen erfolgt, sobald die Kühlung abgeschaltet worden ist.

Bei Verwendung eines Keramikschaums als Einrichtung mit Prallflächen ist die Wärmekapazität eines solchen Keramik­ schaums üblicherweise so gering, so daß eine rasche Auf­ heizung durch heiße Motorabgase und eine Selbstzündung er­ folgt.

Ebenfalls sollte die Einrichtung zur elektrostatischen Ab­ scheidung eine relativ geringe Wärmekapazität besitzen, damit sie rasch aufgeheizt werden kann. Im Fall der Ver­ wendung eines Kreuzstromwärmetauschers als Sammelelektrode ist dies in vorteilhafter Weise gegeben.

Bei Verwendung von zwei Wärmetauschern mit primären und sekundären Wärmetauscherflächen ist ein solches Verfah­ ren besonders vorteilhaft, da in diesem Fall nur zwei Wärmetauscher mit einem zwischengeschalteten Filter mit groben Poren erforderlich sind, sofern die primärseiti­ gen Wärmetauscherflächen der Wärmetauscher auch als Sammelelektrode für die elektrostatische Abscheidung verwendet werden.

Bei Verwendung eines oder mehrerer Wärmetauscher mit primären und sekundären Wärmetauscherflächen, wobei sekundärseitig ein flüssiges Wärmetransportmedium, z. B. gegebenenfalls mit Frostschutzmittel versetztes Wasser, verwendet wird, kann die übliche Kühlflüssigkeit des Motors als Wärmetransportmedium verwendet werden, wobei es dann für den Aufheiz- und Abrennzyklus allerdings erforderlich ist, einen solchen Wärmetauscher zu ent­ leeren. Eine solche Entleerung kann einmal durch Be­ tätigung geeignet angeordneter Ventile und Ablaufen­ lassen des Wärmetransportmediums, z. B. der Motorkühl­ flüssigkeit, in einen geeigneten Vorratsbehälter er­ folgen, es ist jedoch auch möglich, nur den Kreislauf dieser Kühlflüssigkeit auf der Sekundärseite des Wärme­ tauschers im oberen Teil abzuschließen, wobei sich dann beim allmählichen Aufheizen des Wärmetauschers durch die heißen Motorabgase als Folge der fehlenden Zirku­ lation der Kühlflüssigkeit und Überschreiten des Siede­ punktes der Kühlflüssigkeit ein Dampfpolster bildet, welches die Flüssigkeit nach unten aus dem Wärmetauscher herausdrückt. Falls die Flüssigkeit vollständig aus der Sekundärseite eines solchen Wärmetauschers in einen ge­ eignet dimensionierten Vorratsbehälter oder Zwischen­ lagerbehälter austreten kann, kann die obere Zuleitung eines solchen Wärmeaustauschers während des Aufheiz- und Abrennzyklus verschlossen bleiben. Durch Selbst­ abkühlung oder durch Zwangsabkühlung, z. B. mittels Durch­ leiten von Luft, kann der Wärmetauscher sekundärseitig dann abgekühlt werden, so daß er nach der Abkühlung für die Reinigungsstufe durch Kondensation von flüchtigen Bestandteilen und Abscheidung von Ruß wieder zur Ver­ fügung steht, sobald wieder Kühlflüssigkeit eingefüllt wurde.

Die elektrostatische Abscheidung kann als sogenannte "stille Entladung", bevorzugt jedoch als sogenannte "Sprühentladung" oder "Koronaentladung" durchgeführt werden. Eine solche Sprühentladung kann bei den in Stufe a) des erfindungsge­ mäßen Verfahrens abgekühlten Abgasen bei Spannungen von 5 bis 30 kV erreicht werden, falls eine geeignete Sprühelek­ trode oder Aufladungselektrode, z. B. in Form eines dünnen Drahtes von z. B. 0,2 mm Durchmesser, in einem geeigneten Sammelrohr, das runden oder auch rechteckigen Querschnitt haben kann und als Sammelelektrode dient, eingesetzt wird. Bevorzugt ist hierbei die Verwendung von einzelnen Wärme­ tauscherrohren eines in Stufe a) einsetzbaren Wärmetauschers - wobei dann natürlich zwei Wärmetauscher vorgesehen sein müssen, wovon einer zur Durchführung der Stufe a) und der andere als Sammelelektrode einer elektrostatischen Abschei­ dung in Stufe b) eingesetzt wird - die als Sammelelektrode dienen und in deren Mitte in Längsrichtung der Wärmetauscher­ rohre die Sprühelektrodendrähte angeordnet sind. Geeignete Längen der als Sammelelektrode dienenden Rohre liegen zwischen 0,3 und 1,5 m. Bevorzugt sollte die Strömungsgeschwindigkeit der Abgase unter 2 m/sec liegen und die Kontaktzeit wenig­ stens 0,5 sec in der Einrichtung zur elektrostatischen Ab­ scheidung betragen.

Wie bereits zuvor beschrieben, kann ein Teil der gereinig­ ten Abgase zur Reduzierung der NO _x -Anteile in den Abgasen von Dieselmotoren rückgeführt werden, hierzu werden üb­ licherweise 5 bis 50 Vol.-% der in den Dieselmotor einge­ führten Verbrennungsluft durch Rückführabgas ersetzt.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform erfolgt bei den in Stufe b) des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Ablagerungsflächen für restliche Rußteilchen und konden­ sierte Bestandteile nach deren Sättigung keine Selbstauf­ heizung und kein Abbrennenlassen der abgelagerten Bestand­ teile, sondern diese Ablagerungsflächen, d. h. Filter oder die als Ablagerungsflächen dienenden Sasmmelelektroden einer elektrostatischen Abscheidungseinrichtung werden durch frische Filter bzw. Sammelelektroden ersetzt. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn gemäß einer weiteren be­ vorzugten Ausführungsform bei dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren an den in Stufe b) verwendeten Einrichtungen Be­ hälter und Abflüsse für an den Ablagerungsflächen abge­ schiedene, kondensierte und von diesen Ablagerungsflächen ablaufende Bestandteile vorhanden sind, so daß z. B. ein Filter oder eine Sammelelektrode einer elektrostatischen Abscheideeinrichtung eine wesentlich längere Standzeit bis zur Sättigung aufweist. Ein Austausch eines Filters, insbe­ sondere auch eines Keramikschaumfilters ist ähnlich wie der Austausch eines Luftfilters eines Motors leicht durch­ führbar. Die Sammelelektrode einer elektrostatischen Ab­ scheideeinrichtung kann für eine höhere Aufnahmefähigkeit für kondensierte, hierauf abgeschiedene, flüssige oder fließ­ fähige Bestandteile ebenfalls mitvergrößerter Oberfläche ausgebildet sein, z. B. als aus einem Metallgewebe oder -gewirke hergestelltes Bauteil bzw. Körper.

Falls als Sammelelektrode einer elektrostatischen Abschei­ deeinrichtung ein zweiter Wärmetauscher verwendet wird, ist selbstverständlich die Ausführungsform mit Reinigung beladener Flächen durch Selbstaufheizung und Abbrennen­ lassen die übliche Reinigungsmethode.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Eine solche Vorrichtung wie auch das Verfahren selbst wird mit Bezug auf die Zeichnung im folgenden näher erläutert; in der Zeichnung stellt dar

Fig. 1 eine Ausführungsform mit einem Wärmetauscher und einem nachgeschalteten Keramikschaumfilter;

Fig. 2 eine Ausführungsform mit einem Wärmetauscher und nachgeschalteter Einrichtung zur elektrostatischen Abscheidung;

Fig. 3 eine Ausführungsform mit zwei Wärmetauschern und zwei Einrichtungen zur elektrostatischen Abschei­ dung;

Fig. 4 eine Ausführungsform mit zwei Wärmetauschern und Keramikschaumfilter, wobei zwei Einrichtungen zur elektrostatischen Abscheidung vorgesehen sind, deren Sammelelektrode jeweils ein Wärmetauscher bildet;

Fig. 5 eine schematische Frontansicht eines bei dem er­ findungsgemäßen Verfahrens einsetzbaren Regenerativ­ wärmetauschers.

In der Fig. 1 ist schematisch eine Seitenansicht wieder­ gegeben, wobei 20 die Zylinderwand eines Dieselmotors, 21 den hierin beweglichen Kolben und 22 und 23 das Aus­ laßventil bzw. Einlaßventil bezeichnen. 24 ist die Aus­ laßleitung des Motors, durch welche die verunreinigten, scharz gepunktet dargestellten, ungereinigten Abgase abge­ führt werden, und 25 die Frischluftleitung des Motors. Einspritzpumpe, Einspritzmechanismus für den Diesel­ kraftstoff und andere Teile des Motors sind nicht darge­ stellt.

Die gesamten Abgase der Leitung 24 werden zunächst durch den Wärmetauscher 1 geführt, wobei dies ein Kreuzstrom- Rohrbündeltauscher ist, der über die Zuleitung 3 und die Ableitung 4 mit der auch zur Kühlung des Motors verwen­ deten Kühlflüssigkeit gekühlt werden kann. Die zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Absperren bzw. Unterbrechen des Kühlflüssigkeitskreislaufes bzw. des Kreislaufes des Wärmetransportmediums und gegebenen­ falls zum Entleeren des Wärmetauschers 1 erforderlichen Ventile, Belüftungen und Auffangbehälter für abgelassenes Wärmetransportmedium sind nicht dargestellt. Mit 24′ ist die Leitung für gereinigtes Abgas nach dem Keramikfilter 7 bezeichnet.

Auf den gekühlten Oberflächen des Wärmetauschers 1 scheiden sich primärseitig Ruß und kondensierte Bestandteile aus dem Abgas ab. Anschließend werden die teilweise gereinig­ ten Abgase durch eine Einrichtung mit Prallflächen in Form eines Keramikschaumfilters 7 geführt, wo sich in den Abgasen verbliebene Rußteilchen und kondensierte Bestand­ teile abscheiden.

Zum Regenerieren des Wärmetauschers 1 und des Keramik­ filters 7 wird die Zufuhr der Kühlflüssigkeit über die Leitung 3 unterbrochen und der Wärmetauscher 1 sekundär­ seitig entweder entleert oder die Kühlflüssigkeit durch den beim Erhitzen des Wärmetauschers als Folge des Durch­ trittes der heißen Abgase und die Erhitzung der Kühlflüs­ sigkeit über den Siedepunkt entstehenden Überdruck und Entweichen der Kühlflüssigkeit über die untere Ableitung 4 leer gedrückt. Nach weiterem Aufheizen des Wärmetau­ schers 1 und des Keramikfilters 7 über die Zündtemperatur verbrennen die Rußteilchen und die kondensierten Bestand­ teile von den jeweiligen Oberflächen ab.

Anschließend wird, gegebenenfalls nach vorheriger Ab­ kühlung des Wärmetauschers 1 z. B. über eine nicht dar­ gestellte Luftkühlung, der Wärmetauscher 1 wieder mit Kühlflüssigkeit gefüllt, so daß der Reinigungsvorgang der Motorabgase wieder beginnen kann.

Gemäß der anderen Alternative des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ist es jedoch auch möglich, das Keramikfilter 7 nach Sättigung mit Verunreinigungen in Form von Rußteil­ chen und hierauf abgeschiedenen, kondensierten Bestand­ teilen auszuwechseln, d. h. gegen ein neues, sauberes Filter zu ersetzen.

Die Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform einer er­ findungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Abkühlung der heißen Motorabgase wiederum in einem Kreuzstromwärme­ tauscher 1 durchgeführt wird. In der Stufe b) werden die abgekühlten Abgase in einer Einrichtung zur elektro­ statischen Abscheidung mit den positiv geladenen Drähten 5 und den Sammelelektroden 11 geführt, wobei sich auf den Sammelelektroden 11 Rußteilchen und Kondensat abscheiden. Ferner vorgesehen ist noch ein Grobabschneider 15, der aus einer Umlenkkammer mit den Einzelkammern 13 und 14 be­ steht und in welchem sich beim Abbrennenlassen der Ver­ unreinigungen von den Wärmetauscherflächen und den Ab­ lagerungsflächen in Form der Sammelelektroden 11 abge­ löste größere Rußteilchen absetzen können. Dieser Grob­ abscheider kann je nach Bedarf entleert werden, wobei die hierzu erforderlichen Einrichtungen nicht dargestellt sind.

Die gereinigten Abgase werden dann über die Leitung 24′ abgeführt, wobei ein Teil dieser gereinigten Abgase über die Abzweigleitung 26, den Abgasrückführungsmengenregler 6 und die Leitung 27 zur Frischluftleitung 25 geführt wird, wodurch eine Reduzierung der NO _x -Anteile in den neu gebildeten Abgasen im Dieselmotor erfolgt.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Vorrichtung zwei Wärmetauscher 1, 2 in Form von Kreuzstrom-Rohrbündelwärmetauschern, welche in Serie hintereinander geschaltet sind, sowie zwei Einrichtungen zur elektrostatischen Abscheidung mit den Aufladungs­ elektroden 5 und den Ablagerungsflächen bzw. Sammelelek­ troden 11 und einen zwischengeschalteten Grobabscheider 15 umfaßt. An den Wärmetauschern 1, 2 sind jeweils Sammel­ behälter 9 mit Abflüssen 8 vorgesehen, über die an den Wärmetauscher kondensierte, flüssige Bestandteile auf­ gefangen und abgeführt werden können. Ferner vorgesehen ist eine Abgasrückführung zur Reduzierung der NO _x -Anteile, wie sie mit Bezug auf die Fig. 2 beschrieben wurde. Die Sammelelektroden 11 sind - nicht dargestellt - auswechsel­ bar angeordnet.

Ferner umfaßt die Vorrichtung noch die Umlenkventile 16, über welche die wahlweise Führung der heißen, verunrei­ nigten Motorabgase entweder zuerst zu dem Wärmetauscher 1 oder zu dem Wärmetauscher 2 möglich ist.

Beim Betrieb dieser Vorrichtung wird z. B. das heiße Abgas zunächst bei nicht in Betrieb befindlicher Einrich­ tung zur elektrostatischen Abscheidung auf der linken Seite der Fig. 3 zu dem Wärmetauscher 1 geführt, hierin abgekühlt, wobei sich ein Teil der Rußteilchen und konden­ sierbaren Bestandteile auf den Wärmetauscherflächen ab­ scheiden. Anschließend werden die gekühlten Abgase zu dem Wärmetauscher 2 geführt, der sowohl gekühlt als auch nicht gekühlt sein kann, und werden dann durch die in Betrieb be­ findlichen Einrichtung zur elektrostatischen Abscheidung mit den Aufladungselektroden 5 und den Sammelelektroden 11 geführt, so daß sich auf diesen Sammelelektroden 11 Ruß­ teilchen und kondensierte Bestandteile abscheiden. Die gereinigten Abgase treten dann in die Leitung 24′ für ge­ reinigtes Abgas und werden teilweise in die Atmosphäre abgegeben, teilweise als Rückführabgas über die Abzweig­ leitung 26 benutzt.

Nach Sättigung des Wärmetauschers 1 mit Verunreinigungen wird die Zufuhr von Wärmetransportmedium über die Leitung 3 abgeschaltet und der Wärmetauscher 1 entweder entleert oder das hierin befindliche Wärmetransportmedium bei Er­ reichen seiner Siedetemperatur aus dem Wärmetauscher her­ rausgedrückt, wobei die Leitung 4 selbstverständlich ge­ öffnet sein muß. Nach Erreichen der Zündtemperatur an den Wärmetauscherflächen brennen hierauf abgelagerte Verun­ reinigungen ab. Falls der Wärmetauscher 2 zuvor nicht ge­ kühlt wurde, muß seine Kühlung selbstverständlich vorher eingeschaltet worden sein. Größere Rußteilchen scheiden sich in dem Grobabscheider 15 ab und Verunreinigungen in des Abbrenngasen, die mit weiteren Motorabgasen vermischt sind, können sich auf den Flächen des Wärmetauschers 2 und bei eingeschalteter Einrichtung zur elektrostatischen Abscheidung ablagern. Nachdem der Wärmetauscher 1 gerei­ nigt wurde und wieder abgekühlt ist, kann, wenn der Wärmetauscher 2 mit Rußteilchen und kondensierbaren Be­ standteilen gesättigt ist, die Richtung der heißen Motor­ abgase mittels der Umlenkventile 16 umgekehrt werden, so daß die heißen Motorabgase zunächst zu dem Wärmetauscher 2 bei abgeschalteter Einrichtung zur elektrostatischen Abscheidung auf der rechten Seite der Fig. 3 geführt wer­ den. Auf diese Weise ist ein kontinuierliches Reinigen der heißen Motorabgase und eine jederzeit mögliche Rei­ nigung der Wärmetauscherflächen bzw. Sammelelektroden möglich, damit auch eine kontinuierliche Rückführung von gereinigten Motorabgasen zur NO _x -Reduzierung.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der wiederum zwei Wärmetauscher 1, 2 vorgesehen sind. In diesen Wärmetauschern 1, 2 befinden sich jeweils Aufla­ dungselektroden 5 einer elektrostatischen Abscheideein­ richtung, wobei die einzelnen Rohre 11 der Wärmetauscher 1, 2 als Sammelelektroden bzw. Ablagerungsflächen dienen. Zwischen den beiden Wärmetauschern 1, 2 ist ein Keramik­ schaumfilter 7 zwischengeschaltet.

Im Betrieb werden die heißen Motorabgase z. B. zunächst über die Umlenkventile 16 so geführt, daß sie zuerst zum Wärmetauscher 1 gelangen. Hierbei ist die Stromzufuhr zu den Aufladungselektroden 5 in diesem Wärmetauscher 1 unterbrochen. Die heißen Motorabgase werden in dem Wärme­ tauscher 1 abgekühlt, treten dann durch das Keramik­ schaumfilter 7, das wiederum mit einem Auffangbehälter 9 und einem Abfluß 8 für kondensierte, flüssige Bestandteile versehen ist, und gelangen zum Wärmetauscher 2, dessen Aufladungselektroden 5 unter Strom stehen. Auf diese Weise wirkt dieser Wärmetauscher 2 bzw. seine Rohre 11 als Ablagerungsfläche für durch elektrostatische Aufla­ dung abscheidbare Rußteilchen bzw. Tröpfchen von konden­ sierten Bestandteilen.

Die Reinigung des Wärmetauschers 1 nach dessen Sättigung mit Verunreinigungen und die Umschaltung nach Sättigung des Wärmetauschers 2 mit Verunreinigungen erfolgt wie mit Bezug auf die Fig. 3 beschrieben.

In der Fig. 5 ist schematisch in Aufsicht die Anordnung für einen Regenerativwärmetauscher 30 dargestellt, der aus einer drehbar angeordneten, trommelartigen Anordnung von fünfundzwanzig Kupferrohren 31 besteht. Dieser Wärme­ tauscher 30 dreht sich in Pfeilrichtung in dem Kühlmantel 33, der über die Zuführung 3 und die Ableitung 4 von Kühl­ flüssigkeit durchströmt wird. Im oberen Teil der Wärme­ tauschertrommel 30 befindet sich die Zuleitung 32 für heiße Motorabgase. Der bei dem Wärmetauscher 30 bei dieser Zuleitung 32 durch gestrichelte Linie abgetrennte rechte Abschnitt 34 der Kupferrohre 31, die nach dem Durchtritt durch die Kühlflüssigkeit im Kühlmantel 33 abgekühlt sind, dient der Reinigung der heißen Motoren­ abgase, d. h. auf den Innenflächen dieser Kupferrohre 32 scheiden sich Rußteilchen und kondensierbare Bestandteile ab, während der linke Abschnitt 35 der Kupferrohre 32 soweit aufgeheizt wurde, daß hierin die Zündung der Ab­ lagerungen sowie deren Abbrennen erfolgt.

Hinter einem solchen Regenerativwärmetauscher sind dann die folgenden Einrichtungen zur weiteren Abscheidung von Ruß und kondensierten Bestandteilen wie z. B. ein Keramik­ filter und/oder eine Einrichtung zur elektrostatischen Abscheidung angeordnet.

Bei Versuchen mit einer Vorrichtung, die der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung weitgehend entsprach, wurden die Abgase eines Dieselmotors mit Direkteinspritzung und einer Wellenlänge von 125 kW gereinigt, wobei eine Teilströmung der Abgase durch ein Stahlrohr von 1,2 m Länge und 103 mm Innendurchmesser, in welchem ein Draht von 0,2 mm Durchmesser als Aufladungselektrode in Längs­ richtung angeordnet war, geleitet wurde. Die Temperatur der Abgase beim Eintritt in das Stahlrohr betrug 80°C, die Strömungsgeschwindigkeit etwa 0,9 m/sec. Beim An­ legen einer Spannung von 20 kV und bei einer Leistungs­ aufnahme von 40 W ergab sich bei einer Gasmenge von 1 Norm-m³ und Messung der im behandelten Abgas enthalte­ nen Restmengen an Ruß und kondensierbaren Bestandteilen mittels Durchsaugen durch ein Filterpapierblatt von 5 cm Durchmesser, daß das Filterpapier vollkommen weiß blieb und daß kondensierbare Bestandteile nicht auf dem Filter­ papier durch Bestimmung der Gewichtsdifferenz festge­ stellt werden konnten. Bei Messung desselben Abgases, jedoch vor der Behandlung in einem Keramikfilter und der zuvor beschriebenen Einrichtung zur elektrostatischen Reinigung, das nur in einem Wärmetauscher abgekühlt worden war, ergab sich ein vollkommen geschwärztes Filter, das nach Durchsaugen von 1 Norm-m³ Abgas eine Gewichtszunahme von etwa 60 mg aufwies.

Claims (24)

1. Verfahren zur Entfernung von Ruß und flüchtigen, konden­ sierbaren Bestandteilen aus Abgasen von Dieselmotoren und gegebenenfalls Reduzierung der NO _x -Anteile in den Abgasen durch Abgasrückführung der von Ruß und flüchti­ gen, kondensierbaren Bestandteilen weitgehend gereinig­ ten Abgase, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die heißen Abgase des Dieselmotors in wenigstens einem Wärmetauscher unter teilweiser Abscheidung von Ruß und flüchtigen, kondensierbaren Bestandteilen auf den kalten oder gekühlten Flächen des Wärme­ tauschers gekühlt werden, und
• b) an den gekühlten Abgasen eine weitere Abscheidung von restlichem Ruß und flüchtigen, kondensierten Bestandteilen auf weiteren Ablagerungsflächen durch­ geführt wird,

wobei die mit Ruß und kondensierten Bestandteilen be­ legten Flächen des Wärmetauschers periodisch durch Auf­ heizen mit heißen Abgasen des Dieselmotors und Selbst­ zündung abbrennen gelassen werden und die mit restlichem Ruß und kondensierten Bestandteilen belegten Ablage­ rungsflächen entweder ebenfalls periodisch durch Aufheizen mit heißen Abgasen des Dieselmotors und Selbstzündung abbrennen gelassen werden oder die Ablagerungsflächen periodisch durch neue Ablagerungsflächen ersetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Abgase des Dieselmotors in Stufe a) bis auf wenigstens 200°C abgekühlt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Abgase bis auf wenigstens 140°C abgekühlt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Abgase bis auf wenigstens 100°C abgekühlt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Kühlflächen des Wärmetauschers in Stufe a) abgeschiedenen Ruß­ teilchen und kondensierten Bestandteile periodisch nach Abschalten der Kühlung durch Selbstaufheizen durch die heißen Abgase des Dieselmotors und Selbst­ zündung abbrennen gelassen werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe a) als Wärme­ tauscher ein Wärmetauscher verwendet wird, in welchem die Abgase primärseitig abgekühlt werden und die Abgasräume sekundärseitig durch ein Wärmetransport­ medium abgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe a) ein Regenerativ­ wärmetauscher verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von nur einem Wärmetauscher in Stufe a) während des Aufheiz- und Abbrennvorganges keine Abgasrückführung zur NO _x - Reduzierung erfolgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in Stufe b) die Abgase mit restlichen Rußteilchen und kondensierten Bestandteilen gegen Prall­ flächen als Ablagerungsflächen und/oder durch eine Ein­ richtung zur elektrostatischen Abscheidung mit Ablage­ rungsflächen geführt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe b) die gekühlten Abgase durch eine Einrichtung zur elektrostatischen Abscheidung mit Sprühelektrode bzw. Koronaentladung und Ablagerungsflächen geführt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Sammelelektrode der Einrichtung zur elektro­ statischen Abscheidung in Stufe b) die Kühlflächen eines zweiten Wärmetauschers verwendet werden.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Abgase des Dieselmotors wechselweise durch zwei Wärmetauscher mit primärseitigen Kühl­ flächen und sekundärseitig mit einem Wärmetransport­ medium beaufschlagbaren Flächen geführt werden, wobei der mit Rußteilchen und kondensierten Bestand­ teilen teilweise oder vollständig belegte Wärme­ tauscher jeweils durch Abschalten des Wärmetransport­ mediums sich Aufheizen und Abbrennen gelassen wird, während die Reinigung der heißen Abgase in dem anderen Wärmetauscher erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Abgase in einem ersten Abschnitt eines Regenerativwärmetauschers durchgeführt wird, während ein anderer Abschnitt desselben Regenerativ­ wärmetauschers durch Selbstaufheizung und Abbrennen­ lassen der hierauf vorher abgeschiedenen Rußteilchen und kondensierten Bestandteile gereinigt wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe b) als Ablagerungs­ flächen die Prallflächen eines Filters mit ausreichend großen Poren oder Durchtrittsflächen verwendet werden, so daß kondensierte Bestandteile in den Poren oder Durchtrittsflächen keinen zusammenhängenden, die Poren Durchtrittsflächen verstopfenden Flüssigkeitsfilm bilden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Keramikfilter oder Keramikschaum mit einer Poren­ zahl von 4 bis 40 pro cm verwendet wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Abgase in Stufe a) durch wenigstens einen Wärmetauscher mit primärseitiger Abkühlung der Abgase und sekundär­ seitiger Abführung der Wärme durch ein Wärmetrans­ portmedium geführt werden und in Stufe b) die weitere Reinigung der abgekühlten Abgase durch elektrosta­ tische Abscheidung unter Einsatz einer Sprühelektrode bzw. Koronaentladung durchgeführt wird.

17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Wärmetauscher (1, 2) Kreuzstromwärme­ tauscher und als Einrichtung mit Ablagerungsflächen ein Keramikschaumfilter (7) umfaßt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Keramikschaumfilter (7) mit einer Poren­ zahl von 4 bis 40 pro cm umfaßt.

19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zur elektrostatischen Abscheidung mit Aufladungselektrode (5) und Sammelelektroden (11) umfaßt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Kreuzstrom­ wärmetauscher (1, 2) und/oder dem Keramikschaum­ filter (7) Sammelbehälter (9) und Abflüsse (8) zum Auffangen von kondensierten, flüssigen Bestandteilen umfaßt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur elektrostatischen Abscheidung (5, 11) für eine Koronaentladung ausgelegt ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens einer der Kreuzstromwärme­ tauscher (1, 2) die Sammelelektrode (11) der Einrich­ tung zur elektrostatischen Abscheidung ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Kreuzstrom­ wärmetauscher (1, 2) und ein Keramikschaumfilter (7) umfaßt, wobei gleichzeitig zwei Einrichtungen zur elektrostatischen Abscheidung vorgesehen sind, deren Aufladungselektroden (5) dünne Metalldrähte und deren Sammelelektroden (11) die Rohre der Kreuzstromwärme­ tauscher (1, 2) sind.