DE4039688A1 - Abgasreinigungsvorrichtung und -verfahren fuer einen verbrennungsmotor - Google Patents

Abgasreinigungsvorrichtung und -verfahren fuer einen verbrennungsmotor

Info

Publication number
DE4039688A1
DE4039688A1 DE4039688A DE4039688A DE4039688A1 DE 4039688 A1 DE4039688 A1 DE 4039688A1 DE 4039688 A DE4039688 A DE 4039688A DE 4039688 A DE4039688 A DE 4039688A DE 4039688 A1 DE4039688 A1 DE 4039688A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gases
heat exchanger
exhaust gas
catalyst
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE4039688A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4039688C2 (de
Inventor
Shigeo Take
Masaji Kurosawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichias Corp
Original Assignee
Nichias Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichias Corp filed Critical Nichias Corp
Publication of DE4039688A1 publication Critical patent/DE4039688A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4039688C2 publication Critical patent/DE4039688C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0835—Hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2882—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices
    • F01N3/2889—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices with heat exchangers in a single housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/02—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/18—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
    • F01N2250/12—Combinations of different methods of purification absorption or adsorption, and catalytic conversion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S55/00—Gas separation
    • Y10S55/30—Exhaust treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Abgasreinigungs­ vorrichtung für einen Verbrennungsmotor.
Fast alle Verbrennungsmotoren, stoßen abhängig vom Mo­ tortyp und von den verwendeten Kraftstoffen eine Reihe von schädlichen Gasen zusätzlich zu Kohlendioxydgas und Dampf aus. Eine relativ große Menge von schädlichem Gas wird beim Start des Motors ausgestoßen, also wenn die Motorzylinder­ temperatur niedrig ist. Daher ist es notwendig, eine Abgas­ reinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor zur Verfü­ gung zu stellen und insbesondere für eine Verwendung, wenn die Motorzylindertemperatur niedrig ist.
Die Abgase enthalten zum Beispiel für den Fall eines Dieselmotors, der Methanol als Kraftstoff verwendet, unter weiteren organischen Substanzen Formaldehyd, das durch die unvollständige Verbrennung des Methanolkraftstoffs erzeugt wird. Formaldehyd ist nicht nur übelriechend sondern auch für den menschlichen Körper schädlich und sollte daher nicht in die Atmosphäre gelassen werden. Um dieses Freilassen in die Atmosphäre zu verhindern, kann ein Verfahren angewandt werden, bei dem das Formaldehyd und weitere organische Sub­ stanzen durch Oxydation durch Verwendung eines Edelmetallka­ talysators, wie etwa Platin, Palladium, Kobalt oder Nickel, zersetzt werden, bevor die Substanzen in die Atmosphäre ge­ lassen werden. Jedoch ist dieses Verfahren im wesentlichen nicht sehr wirkungsvoll, wenn die Abgastemperatur niedriger als 100°C liegt, wie es während des Aufwärmens des Motors der Fall ist. Das ist der Fall, weil eine hohe Temperatur von etwa 200°C oder höher notwendig ist, um den Edelmetall­ katalysator aktiv zu machen.
Weiterhin werden organische Substanzen, wie nicht ver­ branntes Formaldehyd und Methanol in relativ großen Mengen ausgestoßen, bis der Motor aufgewärmt ist. Demzufolge besit­ zen selbst bei Verwendung eines Katalysators die Abgase einen unerwünscht hohen Anteil an Verunreinigungen während des Aufwärmens des Motors.
Um die oben beschriebenen Schwierigkeiten zu überwinden haben die japanischen Gebrauchsmusteranmeldungen (OPI) Nr. 5 820/1987 und 10 223/1987 (der Ausdruck "OPI" wird hierin mit der Bedeutung einer "ungeprüften, veröffentlichten Anmel­ dung" verwendet) ein Verfahren offengelegt, bei dem eine Ad­ sorptionsvorrichtung im Abgasstrom zwischen der Katalysator­ vorrichtung und dem Verbrennungsmotor angeordnet ist, um das Formaldehyd, das Methanol und weitere Substanzen, die ausge­ stoßen werden, bis der Katalysator aktiv wird, zu adsorbie­ ren. Das so adsorbierte Formaldehyd und die anderen Substan­ zen werden von der Adsorptionsvorrichtung losgelassen, wenn die Abgastemperatur steigt. Jedoch wird zu diesem Zeitpunkt, d. h. bevor das Formaldehyd und die anderen Substanzen losge­ lassen werden, die Katalysatortemperatur genügend hoch sein, so daß der Katalysator an der Zerlegung der organischen Sub­ stanzen arbeitet. Daher kann während des Aufwärmens und auch danach das Loslassen der stark verunreinigten Abgase in die Atmosphäre verhindert werden.
Jedoch wird bei der Abgasreinigungsvorrichtung mit der Adsorptionsvorrichtung vor der Katalysatorvorrichtung wegen der Wärmekapazität und der Oberflächenwärmestrahlung der Ad­ sorptionsvorrichtung die Abgastemperatur verringert, und da­ her wird die Abgastemperatur am Eingang der Katalysatorvor­ richtung später erhöht als für den Fall, daß es keine Ad­ sorptionsvorrichtung im Vorlauf der Gasreinigungsvorrichtung gibt. Das heißt, daß die Adsorptionsvorrichtung zum Festhal­ ten schädlicher Gase, bis die Abgastemperatur hoch genug wird, um den Katalysator aktiv zu machen, als Verzögerung beim Temperaturanstieg des Katalysators wirkt, wodurch der Beginn der Katalysatoraktivität verzögert wird.
Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung, die oben beschriebene Schwierigkeit in einer herkömm­ lichen Abgasreinigungsvorrichtung zu vermeiden. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgas­ reinigungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der der Katalysator schneller aktiv wird als bei Vorrichtungen des Standes der Technik.
Diese und weitere Aufgaben werden durch die Merkmale der beigefügten Patentansprüche gelöst.
Insbesondere wird die oben stehende Aufgabe der Erfin­ dung gelöst durch eine Abgasreinigungsvorrichtung mit:
einer Katalysatorvorrichtung im Abgasweg eines Verbrennungsmotors zum Bearbeiten der Abgase des Motors;
einer Adsorptionsvor­ richtung im Abgasweg zwischen der Katalysatorvorrichtung und dem Verbrennungsmotor zum Bearbeiten der Abgase des Motors, welche entsprechend einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt:
einen Wärmetauscher, um einen Wärmetransfer zwischen den Abgasen, die von dem Verbrennungsmotor zur Adsorptions­ vorrichtung fließen, und den Abgasen, die von der Adsorpti­ onsvorrichtung zum Katalysator fließen, durchzuführen.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Abgasreinigungsvorrichtung:
eine Katalysatorvorrichtung im Abgasweg eines Verbrennungsmotors zum Bearbeiten der Ab­ gase des Motors;
eine Adsorptionsvorrichtung im Abgasweg zwischen der Katalysatorvorrichtung und dem Verbrennungsmo­ tor zum Bearbeiten der Abgase des Motors, in welcher ent­ sprechend einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung die Ka­ talysatorvorrichtung einen Katalysator umfaßt, der auf der Niedrigtemperaturseite des Gasweges eines Wärmetauscher be­ festigt ist, und in welcher den Abgasen, die von dem Ver­ brennungsmotor zur Adsorptionsvorrichtung fließen, ermög­ licht wird, zum Gasweg auf der Hochtemperaturseite des Wär­ metauschers zu strömen.
Die Abgasreinigungsvorrichtung nach der vorliegenden Er­ findung ist derart mit dem Auspuffrohr des Verbrennungsmo­ tors verbunden, daß die Abgase des Motors der Reihe nach durch die Hochtemperaturseite des Wärmetauschers, die Ad­ sorptionsvorrichtung, die Niedrigtemperaturseite des Wärme­ tauschers, die Katalysatorvorrichtung und den Schalldämpfer geleitet werden.
In der Abgasreinigungsvorrichtung nach der zweiten Aus­ führungsform der Erfindung ist der Katalysator auf der Nied­ rigtemperaturseite des Wärmetauschers angeordnet, und daher werden Abgase unmittelbar über den Schalldämpfer in die At­ mosphäre gelassen, nachdem sie über die Niedrigtemperatur­ seite des Wärmetauschers gegangen sind.
Im Falle einer Abgasreinigungsvorrichtung nach der er­ sten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Wärmeaustausch zwischen des heißen Abgasen, die gerade aus dem Verbrennungsmotor kommen, und den kälteren Abgasen, die der Adsorptionsbehandlung unterworfen wurden, durchgeführt. Daher ist beim Anlassen des Motors die Temperatur der Aus­ puffgase am Eingang der Adsorptionsvorrichtung nach der vor­ liegenden Erfindung relativ niedrig verglichen mit der Ab­ gasreinigungsvorrichtung nach dem Stand der Technik, die keinen Wärmetauscher besitzt, und die schädlichen Gase wer­ den in der vorliegenden Erfindung mit großer Wirksamkeit von dem Adsorbenten adsorbiert. Weiterhin wird die Temperatur der mit dem Katalysator zu bearbeitenden Abgase erhöht, so daß die Katalysatortemperatur schnell erhöht wird; das heißt, daß er schnell aktiv wird. Die Abgasreinigungsvor­ richtung nach dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung unter­ scheidet sich von der nach dem ersten Gesichtspunkt dadurch, daß die Wärme der heißen Abgase durch eine wärmeübertragende Wand des Wärmetauschers zum Katalysator übertragen wird, um die Temperatur des Katalysators schnell zu erhöhen.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der Anordnung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Abgasreinigungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm der Anordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Abgasreinigungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele werden unter Bezug­ nahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung im Betrieb. Die Ab­ gasreinigungsvorrichtung 1 ist zwischen dem Auspuffrohr 3 und dem Schalldämpfer 4 eines Dieselmotors 2 angeordnet und umfaßt: einen Wärmetauscher 5; eine Adsorptionsvorrichtung 6; und eine Katalysatorvorrichtung 7. Der Wärmetauscher 5 besitzt einen Hochtemperaturseite-Gasflußweg und einen Nie­ dertemperaturseite-Gasflußweg. Der Einlaß 8 des Hochtempera­ turseite-Gasflußwegs ist mit einem Rohr 9 mit dem Auspuff­ rohr 3 verbunden und der Ausgang 10 ist mit einem Rohr 9 mit dem Eingang 12 der Adsorptionsvorrichtung 6 verbunden. Der Eingang 13 des Niedrigtemperaturseite-Gasflußwegs ist mit einem Rohr 14 mit dem Ausgang 15 der Adsorptionsvorrichtung 6 verbunden, und deren Ausgang 16 ist mit einem Rohr 17 mit der Katalysatorvorrichtung 7 verbunden.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, werden die Auspuffgase des Motors 2 in die Atmosphäre gelassen, nachdem sie durch den Hochtemperaturseite-Gasflußweg des Wärmetau­ schers 5, die Adsorptionsvorrichtung 6, den Tieftemperatur­ seite-Gasflußweg des Wärmetauschers 5, die Katalysatorvor­ richtung 7 und den Schalldämpfer 4 in der genannten Reihen­ folge geströmt sind.
Bei diesem Ablauf wird die Wärme der heißen Auspuffgase, die gerade aus dem Auspuffrohr 3 kommen, auf die Auspuffgase übertragen, deren Temperatur durch den Durchgang durch die Adsorptionsvorrichtung 6 reduziert wurde, wodurch die in der Temperatur erhöhten Abgase in die Katalysatorvorrichtung 7 strömen, wo sie mit dem Katalysator in Berührung kommen. Demzufolge wird beim Anlassen des Motors die Katalysatortem­ peratur schneller erhöht als in dem Fall, wo kein Wärmetau­ scher 5 verwendet wird; das heißt, daß der Katalysator schneller aktiviert wird. Auf der anderen Seite strömen die durch den Durchgang durch den Wärmetauscher in der Tempera­ tur erniedrigten Abgase in die Adsorptionsvorrichtung 6, wo der Temperaturanstieg des Adsorbers verzögert wird, mit dem Ergebnis, daß die für eine Adsorption geeigneten Temperatur­ bedingungen über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden als es sie sonst ohne die vorliegende Erfindung wür­ den.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer er­ findungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung im Betrieb. Wie im Falle des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels, ist die Abgasreinigungsvorrichtung 20 zwischen dem Auspuff­ rohr 3 und dem Schalldämpfer 4 eines Dieselmotors angeordnet und umfaßt: einen Wärmetauscher 21, der auch als Katalysa­ torvorrichtung arbeitet und eine Adsorptionsvorrichtung 22. Der Wärmetauscher 21 besitzt einen Niedrigtemperaturseite- Gasflußwegs und einen Hochtemperaturseite-Gasdurchflußweg. Der Katalysator ist am oder im Niedrigtemperatur-Gasdurch­ flußweg des Wärmetauschers 21 befestigt. Der Einlaß 23 des Hochtemperatur-Gasdurchflußwegs ist mit einem Rohr 24 mit dem Auspuffrohr 3 verbunden, und der Ausgang 25 ist mit ei­ nem Rohr 26 mit dem Eingang der Adsorptionsvorrichtung 22 verbunden. Der Eingang 28 des Niedrigtemperatur-Gasdurch­ flußwegs ist mit einem Rohr 29 mit dem Ausgang 30 des Ad­ sorptionsvorrichtung 22 verbunden, und der Ausgang 31 ist mit einem Rohr 32 mit dem Schalldämpfer 4 verbunden.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, werden die Abgase des Motors 2 in die Atmosphäre ausgestoßen, nachdem sie durch den Hochtemperatur-Gasdurchflußweg des Wärmetau­ schers 21, die Adsorptionsvorrichtung 22, den Niedrigtempe­ ratur-Gasdurchflußweg des Wärmetauschers 21 und den Schall­ dämpfer 4 in der gegebenen Reihenfolge gegangen sind.
Die Wärme der heißen Auspuffgase, die gerade aus dem Auspuffrohr 3 kommen, wird durch die wärmeübertragende Wand oder andere Vorrichtungen des Wärmetauschers 21 auf den Ka­ talysator im Niedrigtemperatur-Gasdurchflußweg übertragen, wodurch die Temperatur des Katalysators schnell erhöht wird. Auf der anderen Seite fließt das Auspuffgas, das durch den Durchgang durch den Wärmetauscher 21 in der Temperatur er­ niedrigt wurde, in die Adsorptionsvorrichtung 22, so daß die für eine Adsorption geeigneten Temperaturbedingungen über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden als es sie sonst ohne die vorliegende Erfindung würden.
Wie oben beschrieben strömen in der Abgasreinigungsvor­ richtung nach der vorliegenden Erfindung die Abgase des Ver­ brennungsmotors durch den Hochtemperaturseite-Gasflußweg des Wärmetauschers in die Adsorptionsvorrichtung. Dann strömen sie durch den Niedrigtemperaturseite-Gasdurchflußweg des Wärmetauschers, wonach sie der Katalysatorbehandlung unter­ worfen werden. Demzufolge wird ein Wärmeaustausch zwischen den heißen Abgasen, die in die Adsorptionsvorrichtung gehen, und den kalten Abgasen, die schon der Adsorption unterworfen waren, oder dem Katalysator durchgeführt. Also sind vergli­ chen mit einer herkömmlichen Abgasreinigungsvorrichtung ohne Wärmetauscher die Abgastemperaturen bei einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung am Eingang der Adsorptions­ vorrichtung relativ niedrig; die Adsorptionseffizienz für schädliche Gase ist hoch; und die Temperatur und demzufolge die Aktivität des Katalysators wird schnell erhöht.
Daher werden in einer Abgasreinigungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung die Abgase beim Anlassen des Mo­ tors eindeutig gesäubert, und die Adsorptionsvorrichtung kann eine geringere Adsorptionskapazität besitzen als es im Falle einer herkömmlichen Abgasreinigungsvorrichtung möglich ist. Das erlaubt die Herstellung von Adsorptionsvorrichtun­ gen mit geringerer Wärmekapazität (und geringerem Wärmever­ lust) und einen schnellen Start der Katalysatorvorrichtung.
Die Abgasreinigungsvorrichtung nach der vorliegenden Er­ findung ist nicht auf den Typ mit Adsorber und/oder Kataly­ sator beschränkt. Dieser kann entsprechend dem Typ des Ver­ brennungsmotors und dem Typ des verwendeten Kraftstoffs aus­ gewählt werden.
Wenngleich die Erfindung mit Rohren, die die Abgase in der Reinigungsvorrichtung von Vorrichtung zu Vorrichtung bringen, beschrieben wurde, ist klar, daß eine Vielzahl von in der Technik bekannten Möglichkeiten verwendet werden kön­ nen, um das Gas zu befördern und die verschiedenen Vorrich­ tungen miteinander in operative Verbindung zu bringen.
Nachdem die Erfindung beschrieben ist, wird für den Fachmann offenbar sein, daß verschiedene Modifikationen dazu ausgeführt werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Er­ findung, wie sie durch die Patentansprüche defi­ niert ist, abzuweichen.

Claims (9)

1. Abgasreinigungsvorrichtung (1) mit:
einer Katalysatorvorrichtung (7) im Abgasweg eines Ver­ brennungsmotors (2) zum Bearbeiten der Abgase des Motors;
einer Adsorptionsvorrichtung (6) im Abgasweg zwischen der Katalysatorvorrichtung und dem Verbrennungsmotor zum Be­ arbeiten der Abgase des Motors;
dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin umfaßt:
einen Wärmetauscher (5), um einen Wärmetransfer zwischen den Abga­ sen, die von dem Verbrennungsmotor zur Adsorptionsvorrich­ tung fließen, und den Abgasen, die von der Adsorptionsvor­ richtung zur Katalysator fließen, durchzuführen.
2. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (5) in dem Abgasweg angeordnet ist und daß die Abgase durch Durchlässe in dem Wärmetauscher gehen.
3. Abgasreinigungsvorrichtung (20) mit:
einer Katalysatorvorrichtung (21) im Abgasweg eines Ver­ brennungsmotors (2) zum Bearbeiten der Abgase des Motors;
einer Adsorptionsvorrichtung (22) im Abgasweg zwischen der Katalysatorvorrichtung und dem Verbrennungsmotor zum Be­ arbeiten der Abgase des Motors;
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung außerdem um­ faßt:
einen im Abgasweg angeordneten Wärmetauscher (21) mit einem Niedrigtemperaturseite-Gasflußweg und einem Hochtempe­ raturseite-Gasflußweg;
wobei die Katalysatorvorrichtung einen in dem Niedrig­ temperaturseite-Gasflußweg des Wärmetauschers angeordneten Katalysator (21) umfaßt; und daß
die Abgase, die von dem Verbrennungsmotor zur Adsorpti­ onsvorrichtung strömen, durch den Hochtemperaturseite-Gas­ flußweg des Wärmetauschers strömen können, bevor sie durch die Adsorptionsvorrichtung strömen.
4. Verfahren zum Reinigen von Abgasen eines Verbren­ nungsmotors (2), dadurch gekennzeichnet, daß:
die Gase durch eine Hochtemperaturseite eines Wärmetau­ schers (5) geleitet werden;
die Gase dann durch eine Adsorptionsvorrichtung (6) ge­ leitet werden;
die Gase dann durch eine Niedrigtemperaturseite des Wär­ metauschers (5) geleitet werden; und
die Gase dann zu einer Katalysatorvorrichtung (7) gelei­ tet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionsvorrichtung (6) Komponenten aus den Abga­ sen üblicherweise bei relativ niedrigen Abgastemperaturen adsorbiert und zuvor adsorbierte Komponenten bei relativ hö­ heren Abgastemperaturen desorbiert.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß während des Aufwärmens des Motors der Wärmetauscher (5) üblicherweise die Temperatur der durch die Adsorptionsvor­ richtung (6) gehenden Gase erniedrigt und die Temperatur der die Adsorptionsvorrichtung verlassenden Gase und durch die Katalysatorvorrichtung (7) gehenden Gase erhöht, wodurch der Adsorptionseffekt in der Adsorptionsvorrichtung verbessert wird, während das Aufwärmen der Katalysatorvorrichtung auf effektive Temperaturen beschleunigt wird.
7. Verfahren zum Reinigen von Abgasen eines Verbren­ nungsmotors (2) , dadurch gekennzeichnet, daß:
die Gase durch eine Hochtemperaturseite eines Wärmetau­ schers (21) geleitet werden;
die Gase dann durch eine Adsorptionsvorrichtung (22) ge­ leitet werden;
die Gase dann durch eine Niedrigtemperaturseite des Wär­ metauschers geleitet werden, in dem eine Katalysatorvorrich­ tung (21) angeordnet ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionsvorrichtung (22) Komponenten aus den Ab­ gasen üblicherweise bei relativ niedrigen Abgastemperaturen adsorbiert und zuvor adsorbierte Komponenten bei relativ hö­ heren Abgastemperaturen desorbiert.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß während des Aufwärmens des Motors der Wärmetauscher (21) üblicherweise Wärme von den durch die Hochtemperaturseite des Wärmetauschers gehenden Gase entnimmt, wodurch die Tem­ peratur der durch die Adsorptionsvorrichtung (22) gehenden Gase erniedrigt wird, und wenigstens einen Teil der entnom­ menen Wärme dem auf der Niedrigtemperaturseite des Wärmetau­ schers angeordneten Katalysator (21) zur Verfügung stellt, wodurch die Aktivität des Katalysatorvorrichtung verbessert wird.
DE4039688A 1989-12-12 1990-12-12 Abgasreinigungsvorrichtung und -verfahren fuer einen verbrennungsmotor Granted DE4039688A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1989142811U JPH0724575Y2 (ja) 1989-12-12 1989-12-12 内燃機関の排気浄化装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4039688A1 true DE4039688A1 (de) 1991-06-27
DE4039688C2 DE4039688C2 (de) 1993-06-03

Family

ID=15324181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4039688A Granted DE4039688A1 (de) 1989-12-12 1990-12-12 Abgasreinigungsvorrichtung und -verfahren fuer einen verbrennungsmotor

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5158753A (de)
JP (1) JPH0724575Y2 (de)
DE (1) DE4039688A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0592713A1 (de) * 1992-10-15 1994-04-20 Corning Incorporated Abgassystem mit reduzierten Kohlenwasserstoffemissionen
WO1995023918A1 (en) * 1994-03-03 1995-09-08 Amoco Corporation Emissions control system and method
WO1996021093A1 (en) * 1994-12-29 1996-07-11 Engelhard Corporation Designs for packaging a low hydrocarbon emission system
US6178744B1 (en) 1997-12-24 2001-01-30 Valeo Thermique Moteur Controlled temperature catalytic converter, in particular for a motor vehicle
DE102015004425B4 (de) 2014-04-04 2022-03-31 Scania Cv Ab Abgasnachbehandlungsvorrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Abgasnachbehandlungsvorrichtung

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4109227A1 (de) * 1991-03-21 1992-09-24 Schwaebische Huettenwerke Gmbh Abgasfilter und/oder katalysator
JP3083599B2 (ja) * 1991-09-30 2000-09-04 株式会社日立製作所 排気ガス浄化システム
US5303547A (en) * 1992-04-15 1994-04-19 Amoco Corporation Emissions control system and method
DE4226394C2 (de) * 1992-08-10 1999-01-21 Degussa Verfahren zur katalytischen Autoabgasreinigung mit verbessertem Kaltstartverhalten
EP0588315B1 (de) * 1992-09-16 1997-11-12 Denso Corporation Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor
US5634332A (en) * 1992-09-16 1997-06-03 Nippondenso Co., Ltd. Exhaust gas purification apparatus
US6171556B1 (en) 1992-11-12 2001-01-09 Engelhard Corporation Method and apparatus for treating an engine exhaust gas stream
DE69332866T2 (de) 1992-11-19 2004-03-11 Engelhard Corp. Anwendung und Gerät zur Behandlung eines Abgasstroms
US5738832A (en) * 1993-02-15 1998-04-14 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying apparatus
JP3279777B2 (ja) * 1993-11-19 2002-04-30 本田技研工業株式会社 多気筒エンジンの排気ガス浄化装置
US5524433A (en) * 1994-12-27 1996-06-11 Ford Motor Company Methods and apparatus for monitoring the performance of hydrocarbon engine emission trapping devices
US6000217A (en) * 1995-01-04 1999-12-14 Engelhard Corporation Air injection strategies for effectively burning hydrocarbons released from a hydrocarbon trap
US5721188A (en) * 1995-01-17 1998-02-24 Engelhard Corporation Thermal spray method for adhering a catalytic material to a metallic substrate
US5681538A (en) * 1995-02-01 1997-10-28 Engelhard Corporation Metallic monolith and plates for the assembly thereof
US5603215A (en) * 1995-03-23 1997-02-18 Engelhard Corporation Method and apparatus for treatment of exhaust streams
US5687565A (en) * 1995-11-29 1997-11-18 Amoco Corporation Control of exhaust emissions from an internal combustion engine
US5798270A (en) * 1996-08-09 1998-08-25 Ford Global Technologies, Inc. Assembly and method for monitoring hydrocarbon concentration in exhaust gas
US5768888A (en) * 1996-11-08 1998-06-23 Matros Technologies, Inc. Emission control system
US5983628A (en) * 1998-01-29 1999-11-16 Chrysler Corporation System and method for controlling exhaust gas temperatures for increasing catalyst conversion of NOx emissions
US5987885A (en) * 1998-01-29 1999-11-23 Chrysler Corporation Combination catalytic converter and heat exchanger that maintains a catalyst substrate within an efficient operating temperature range for emmisions reduction
JP3376948B2 (ja) * 1999-03-19 2003-02-17 トヨタ自動車株式会社 ハイブリット車の排気浄化制御装置
US6607704B2 (en) 2001-10-18 2003-08-19 Ford Global Technologies, Llc Sulfur tolerant lean NOx trap
US7422628B2 (en) * 2003-05-12 2008-09-09 Basf Catalysts Llc Volatile hydrocarbon adsorber unit
SE525197C2 (sv) * 2003-06-18 2004-12-21 Volvo Lastvagnar Ab Anordning för reglering av temperaturen hos avgaser från ett avgassystem försett med aktivt regenererbart filter
US7531029B2 (en) * 2005-06-01 2009-05-12 Basf Catalysts Llc Coated screen adsorption unit for controlling evaporative hydrocarbon emissions
US7578285B2 (en) * 2005-11-17 2009-08-25 Basf Catalysts Llc Hydrocarbon adsorption filter for air intake system evaporative emission control
US7540904B2 (en) * 2005-11-17 2009-06-02 Basf Catalysts Llc Hydrocarbon adsorption slurry washcoat formulation for use at low temperature
US7278410B2 (en) * 2005-11-17 2007-10-09 Engelhard Corporation Hydrocarbon adsorption trap for controlling evaporative emissions from EGR valves
US7753034B2 (en) * 2005-11-18 2010-07-13 Basf Corporation, Hydrocarbon adsorption method and device for controlling evaporative emissions from the fuel storage system of motor vehicles
WO2008137028A1 (en) * 2007-05-03 2008-11-13 Mack Trucks, Inc. Exhaust aftertreatment system
US9662611B2 (en) 2009-04-03 2017-05-30 Basf Corporation Emissions treatment system with ammonia-generating and SCR catalysts
US8372477B2 (en) * 2009-06-11 2013-02-12 Basf Corporation Polymeric trap with adsorbent
US8262785B2 (en) * 2009-07-30 2012-09-11 Mann & Hummel Gmbh Hydrocarbon adsorption trap for an engine air intake tract
US8801821B2 (en) * 2011-08-27 2014-08-12 Deere & Company Exhaust gas after-treatment device with pressurized shielding
KR101445038B1 (ko) * 2013-06-28 2014-09-26 두산엔진주식회사 선택적 촉매 환원 및 촉매 재생 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS625820U (de) * 1985-06-25 1987-01-14
JPS6210223U (de) * 1985-07-04 1987-01-22

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3067002A (en) * 1960-03-23 1962-12-04 Socony Mobil Oil Co Inc Method of treating exhaust gases of internal combustion engines
US3150922A (en) * 1961-01-16 1964-09-29 Calumet & Hecla Method of purifying exhaust gases of internal combustion engines
US3295919A (en) * 1962-09-06 1967-01-03 Grace W R & Co Method of treating exhaust gases of internal combustion engines
US4047895A (en) * 1975-10-30 1977-09-13 Uop Inc. Apparatus for the purification of engine exhaust gases without oxidation of entrained SO2
DE3138665A1 (de) * 1981-09-29 1983-04-21 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Adsorptionsreaktor zum entfernen von so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) aus abgasen und verfahren zum betreiben desselben
JP2659720B2 (ja) * 1987-09-11 1997-09-30 三菱重工業株式会社 排ガス熱交換装置
JPH0615016B2 (ja) * 1988-09-09 1994-03-02 トヨタ自動車株式会社 自動車排気ガス浄化装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS625820U (de) * 1985-06-25 1987-01-14
JPS6210223U (de) * 1985-07-04 1987-01-22

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0592713A1 (de) * 1992-10-15 1994-04-20 Corning Incorporated Abgassystem mit reduzierten Kohlenwasserstoffemissionen
WO1995023918A1 (en) * 1994-03-03 1995-09-08 Amoco Corporation Emissions control system and method
WO1996021093A1 (en) * 1994-12-29 1996-07-11 Engelhard Corporation Designs for packaging a low hydrocarbon emission system
US6178744B1 (en) 1997-12-24 2001-01-30 Valeo Thermique Moteur Controlled temperature catalytic converter, in particular for a motor vehicle
DE102015004425B4 (de) 2014-04-04 2022-03-31 Scania Cv Ab Abgasnachbehandlungsvorrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Abgasnachbehandlungsvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
US5158753A (en) 1992-10-27
JPH0724575Y2 (ja) 1995-06-05
DE4039688C2 (de) 1993-06-03
JPH0382824U (de) 1991-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4039688C2 (de)
EP1025346B1 (de) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR REGELUNG DES TEMPERATURBEREICHES EINES NOx-SPEICHERS IN EINER ABGASANLAGE EINES VERBRENNUNGSMOTORS
DE3842282C2 (de) Vorrichtung zur Verminderung der Abgasemission eines Dieselmotors
DE69824847T2 (de) Abgasüberwachungssystem für verbrennungsmotoren
DE60016218T2 (de) Vorrichtung und verfahren zum entfernen von russpartikeln aus abgasen von verbrennungsprozessen
DE69902446T3 (de) Verbesserungen der schadstoffregelung
DE60314611T2 (de) Abgasentgiftungssystem und verfahren zu dessen steuerung
DE60108816T2 (de) Emissionskontrollsystem und Methode für einen Verbrennungsmotor
DE102009034086A1 (de) Diesel-Oxidationskatalysator und mit diesem versehenes Abgassystem
DE102005019819A1 (de) Filtersystem
DE102012220016A1 (de) Elektrisch beheizter NOx-Adsorber-Katalysator
DE4328125A1 (de) Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor oder dergleichen
DE102018106588A1 (de) Abgasanlage sowie Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage
DE102009035304B4 (de) System zur Reinigung von Abgas
DE102014101479B4 (de) System und Verfahren zur Abgasnachbehandlung
DE60007037T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von Partikeln und Stickoxyden für eine Brennkraftmaschine
DE102012205678A1 (de) Abgasbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor
DE102017100290B4 (de) Verfahren und vorrichtung zur verbesserung der anspringleistung von nachbehandlungskatalysatoren
DE102016119586A1 (de) Diagnose-oxidationskatalysator-vorrichtung mit kohlenwasserstoffspeicher
DE60019169T2 (de) Verfahren, katalysatorsystem und vorrichtung zur behandlung von schwefelhaltigem gas
DE102010037019A1 (de) Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor und Entschwefelungsverfahren für dasselbe
DE10392476T5 (de) Anlage und Verfahren zum Entziehen von Stickoxiden aus Fahrzeugabgasen
DE102009044776A1 (de) Verfahren zum Reinigen von in Abgas enthaltenem Stickoxid und ein das Verfahren ausführendes Abgassystem
DE102015013837A1 (de) Abgasreinigungssystem und Abgasreinigungsverfahren
DE102008040000A1 (de) Vorrichtung für die Reduktion von in Abgas enthaltenem Stickstoffoxid

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee