DE60206145T2

DE60206145T2 - Gasbehandlung mit nox-spezifischem reaktant

Info

Publication number: DE60206145T2
Application number: DE60206145T
Authority: DE
Inventors: Martyn Vincent Caxton Twigg
Original assignee: Johnson Matthey PLC
Current assignee: Johnson Matthey PLC
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2022-02-27
Also published as: HK1064978A1; WO2002068099A1; JP2004535911A; ATE304404T1; CN1503688A; EP1370343B1; GB0104682D0; EP1370343A1; US20040115111A1; CN100360216C; DE60206145D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasbehandlung und insbesondere eine Behandlung von einem Gasstrom, der einen NOx-spezifischen Reaktanten oder ein oder mehrere Stickstoffoxide (NOx) enthält, insbesondere in einem Abgasstrom von einem Verbrennungsmotor.
Mit „NOx-spezifischen Reaktanten" meinen wir in dieser Beschreibung ein Reduktionsmittel, das, unter den meisten Bedingungen, bevorzugt NOx gegenüber anderen Bestandteilen einer gasförmigen Mischung reduziert. Beispiele von NOx-spezifischen Reaktanten schließen Stickstoffverbindungen ein, wie Stickstoffhydride, z.B. Ammoniak (NH₃) oder Hydrazin, oder eine NH₃-Vorläuferverbindung.
Mit „NH₃-Vorläuferverbindung" meinen wir ein oder mehr Verbindungen, von denen NH₃ abgeleitet werden kann, z.B. durch Hydrolyse. Diese schließen Harnstoff (CO(NH₂)₂) als eine wässerige Lösung oder als einen Feststoff oder Ammoniumcarbamat (NH₂COONH₄) ein. Wenn der Harnstoff als eine wässerige Lösung verwendet wird, ist eine eutektische Mischung, z.B. eine mit 32,5% NH₃ (aq), bevorzugt. Zusatzstoffe oder Additive können in der wässerigen Lösung eingeschlossen sein, um die Kristallisationstemperatur zu verringern.
Harnstoff hydrolysiert bei Temperaturen von über 160°C gemäß der Gleichung (1), um NH₃ selbst freizusetzen. Es zersetzt sich auch thermisch bei dieser Temperatur und darüber gemäß den Gleichungen (2) und (3), was zur Reduktion von NOx führt. CO(NH₂)₂ + H₂O → 2NH₃ + CO₂ (1) CO(NH₂)₂ → .NH₂ + CO (2) NH₂ + NO → N₂ + H₂O (3)
Der NH₃ kann z.B. in wasserfreier Form oder als eine wässerige Lösung vorliegen. Injektoren oder Mittel zum Einspritzen für solche Reaktanten oder Verbindungen, gegebenenfalls unter Verwendung von einem Trägergas, wie Luft, wurden bereits veröffentlicht. Es kann eine deutlich getrennte Stufe einer katalytischen Umsetzung der Vorläuferverbindung zu NH₃ geben.
Um existierende und zukünftige Emmissionsgesetzgebung zu erfüllen, schließt ein Fahrzeugabgassystem in der Regel eine(n) oder mehr Komponente(n) oder Bestanteil(e), wie Katalysatoren, ein. Einer der durch die Gesetzgebung betroffenen Abgasbestandteile ist NOx. Während eines Normalbetriebs schließt das Abgas, das durch einen Magerverbrennungsmotor erzeugt wird, z.B. einen Überschuss von Sauerstoff und oxidierende Spezies ein. Es ist sehr schwierig, NOx zu N₂ in einer oxidierenden oder mageren Atmosphäre zu reduzieren. Um NOx in mageren Abgasen zu behandeln, wurde eine Komponente entwickelt, die NOx während eines normalen Magerverbrennungsbetriebs des Motors absorbiert. Diese Komponente wird üblicherweise als NOx-Abscheider oder NOx-Falle bezeichnet und schließt in der Regel ein: (i) einen Oxidationskatalysator (z.B. Platin), um NO in dem Abgas zu NO₂ in der oxidierenden Atmosphäre zu oxidieren; (ii) eine NOx-Speicherkomponente, um das NO₂, z.B. als das Nitrat, zu speichern. Die NOx-Speicherkomponente ist in der Regel eine Grundstoffmaterialverbindung oder basische Verbindung eines Alkalimetalls oder eines Erdalkalis, wie z.B. Bariumoxid; und (iii) einen Reduktionskatalysator, wie z.B. Rhodium. Es ist jedoch möglich, eine NOx-Abscheidungsformulierung unter gewissen Umständen zu verwenden, die nur die NOx-Speicherkomponente umfasst, oder die NOx-Speicherkomponente und den einen oder anderen des Oxidations- und Reduktionskatalysators.
Intermittierend oder diskontinuierlich wird der Motor fett betrieben, z.B. durch Einstellung des Moments der Treibstoffeinspritzung oder -injektion in ein oder mehrere Zylinder, oder ein Reduktionsmittel wird in das Abgas eingespritzt oder injiziert, um das gespeicherte NOx zu entfernen und es zu N₂ zu reduzieren. Dies regeneriert auch den Absorber für einen weiteren Speicher-Regenerationszyklus.
Eine Harangehensweise zur Entfernung von NOx aus einem Gasstrom ist die selektive katalytische Reduktion (SCR), die umfasst ein Zugeben z.B. von NH₃ zu dem Gas und ein Überleiten der Mischung über einen Katalysator, der wirksam ist, um das NOx und NH₃ zu Stickstoff umzusetzen. Eine weitere Möglichkeit wird beschrieben in unserer WO 00/21647 A, worin NOx aus einem Dieselmotorabgas dadurch entfernt wird, dass es in einem festen Absorptionsmittel absorbiert wird. Das Absorptionsmittel wird regeneriert durch die Wirkung eines NOx-spezifischen Reaktanten. Beide dieser Verfahren benötigen sorgfältige Kontrolle oder Steuerung, um eine Über- oder Unterversorgung zu vermeiden von z.B. NH₃, was zur Emission von NH₃ bzw. NOx führt. NH₃ ist ein Reizmittel und weist einen unangenehmen Geruch auf, und es ist demzufolge unerwünscht NH₃ in die Atmosphäre entweichen zu lassen. In der Praxis würde dies bedeuten, einen „Reinigungs"-Oxidationskatalysator stromabwärts von dem SCR-Katalysator oder dem NOx-Abscheider anzubringen, um entwichenen NH₃ zu NOx zu oxidieren. Daher würde ein Entweichen von Nox, an sich durch Bereitstellung ungeeigneter Werte von NH₃, oder NH₃ den Effekt der Verringerung der Gesamtwirksamkeit des Abgassystems bedeuten, um NOx-Emissionen zu begrenzen.
Wir haben nun entdeckt, dass es möglich ist, eine NOx-Abscheidungsformulierung zu regenerieren unter Verwendung eines NOx-spezifischen Reaktanten, wie NH₃, während ein Entweichen des NOx-spezifischen Reaktanten im Wesentlichen vermieden wird. Insbesondere haben wir gefunden, dass es möglich ist, den NOx-spezifischen Reaktanten gegen das absorbierte NOx zu „titrieren", wobei die Zugabe des NOx-spezifischen Reaktanten gestoppt wird, bevor das gespeicherte NOx erschöpft oder verbraucht ist. Daher liegt gespeichertes NOx vor, um mit dem NOx-spezifischen Reaktanten zu reagieren, um dadurch die Wahrscheinlichkeit eines Entweichens des NOx-spezifischen Reaktanten zu vermeiden oder im Wesentlichen zu verringern. Durch Kombinieren einer NOx-Speicherkomponente und eines Katalysators für die Reduktion von NOx unter Verwendung eines NOx-spezifischen Reaktanten kann das Entweichen von NOx auch verringert oder vermieden werden.
Diese Entdeckung läuft der gegenwärtigen Anwendung des NOx-Abscheiders in der Praxis entgegen, dadurch, dass wir bei unserer Erfindung absichtlich eine beträchtliche Regeneration des NOx-Abscheiders bis zur Vollständigkeit vermeiden, um ausreichend gespeichertes NOx bereitzuhalten, um es mit dem NOx-spezifischen Reaktanten umzusetzen, um dadurch ein Entweichen des NOx-spezifischen Reaktanten zu vermeiden. Während diese Entdeckung von Nutzen ist bei der Fahrzeugabgasbehandlung, weist es auch Nutzen auf bei stationären Strom- und Chemieanlagenanwendungen.
Die vorhergehenden Dokumente, auf die in dieser Beschreibung Bezug genommen wird, sind durch Bezugnahme einverleibt.
Gemäß einem Gesichtspunkt stellt die Erfindung ein Verfahren bereit zur Behandlung von Gas, das NO_x enthält, wobei das Verfahren umfasst: Ein Entfernen von NO_x aus dem Gas unter Verwendung eines festen Absorptionsmittels, das ein Grundstoffmaterial umfasst, worin das feste Absorptionsmaterial in Reihe auf mindestens zwei Substraten angeordnet ist, ein intermittierendes Regenerieren des Absorp tionsmittels durch die Wirkung eines NO_x-spezifischen Reaktanten und ein Stoppen der Wirkung des NO_x-spezifischen Reaktanten, wenn der NO_x-spezifische Reaktant detektiert wird an einem Punkt zwischen den mindestens zwei Substraten, wobei dadurch ein Entweichen des NO_x-spezifischen Reaktanten im Wesentlichen vermieden wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Ausführungsform der intermittierenden oder diskontinuierlichen Regenerierung der vorliegenden Erfindung in einem Abgassystem eines Fahrzeugs ausgeführt, das einen Verbrennungsmotor einschließt, vorzugsweise einen Magerverbrennungsmotor.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt stellt die Erfindung ein Abgassystem für einen Verbrennungsmotor bereit, wobei das System umfasst ein festes NO_x-Absorptionsmittel, das auf mindestens zwei Substraten in Reihe vorgesehen ist, Mittel zum Einspritzen eines NO_x-spezifischen Reaktanten oder eines Vorläufers eines NO_x-spezifischen Reaktanten stromaufwärts von dem festen NO_x-Absorptionsmittel, Mittel zur Detektion eines NO_x-spezifischem Reaktanten zwischen den mindestens zwei Substraten und Mittel zum Stoppen des Einspritzens eines NO_x-spezifischen Reaktanten, wenn ein NO_x-spezifischer Reaktant detektiert wird an einem Punkt zwischen den mindestens zwei Substraten, wobei NO_x, das auf dem festen NO_x Absorptionsmittel gespeichert ist, durch den NO_x-spezifischen Reaktanten reduziert wird, und das feste NO_x-Absorptionsmittel teilweise regeneriert wird, um dadurch ein Entweichen des NO_x-spezifischen Reaktanten im Wesentlichen zu vermeiden.
Bei einer Ausführungsform gemäß diesem Gesichtspunkt umfasst das Abgassystem ferner einen Katalysator für die Umsetzung von NOx mit einem NOx-spezifischen Reaktanten stromaufwärts und/oder in engem Zusammenhang mit einer NOx-Absorptionsmaterialkomponente des NOx-Abscheiders, wobei der Katalysator stromabwärts von den Einrichtungen zum Einspritzen des NOx-spezifischen Reaktanten angeordnet ist.
Das System kann zusätzlich Sensoren einschließen zum Feststellen des Vorliegens von z.B. NH₃ stromabwärts von dem NOx-Abscheider und eine Kontroll- oder Steuereinrichtung, die den Computer der Motormanagementeinheit oder eines dafür überlassenen Computers, wobei die Kontroll- oder Steuereinrichtung vorprogrammiert ist, um die Einführung von NH₃ oder einer Vorläuferverbindung in den Abgaskanal zu kontrollieren oder zu steuern. Die Kontroll- oder Steuereinrichtung kann z.B. als Antwort auf das Vorliegen oder die Abwesenheit von NH₃ (detektiert durch den Sensor) stromabwärts von dem NOx-Abscheider arbeiten, um eine „negative Feedback-Schleifen"-Anordnung bereitzustellen, das heißt, wenn NH₃ festgestellt oder wahrgenommen wird, schaltet die Kontroll- oder Steuereinrichtung die Versorgung von NH₃ oder seiner Vorläuferverbindung ab und umgekehrt.
Wie in dieser Beschreibung definiert, werden „festes Absorptionsmittel", „Absorptionsmittel" und „Absorptionsmaterial", „Speicherkomponente" miteinander austauschbar verwendet. „NOx-Absorber", „Absorber" oder „NOx-Abscheider" bezieht sich auf ein Substrat, das das feste Absorptionsmittel, Absorptionsmittel, Absorptionsmaterial oder die Speicherkomponente umfasst.
Bei dem Verfahren zur NOx-Entfernung am Ende einer Regeneration enthält das Absorptionsmittel typischerweise 5 bis 50% des Gehalts von solchen Verbindungen, die am Beginn der Regeneration vorliegen. Um einen hohen Grad an NOx-Entfernung in der Absorptionsphase zu gewährleisten, wird das Absorptionsmittel nicht hoch beladen, z.B. wird eine geeignete Regeneration gestartet, wenn das Absorptionsmittel 5 bis 50% des NOx-Gehalts enthält, bei dem die NOx-Absorption endet.
Zusätzlich zu der Steuerung oder Kontrolle der Versorgung des NOx-spezifischen Reaktanten auf die Art und Weise gemäß der Erfindung kann bei Ausführungsformen die Versorgung mit einem NOx-spezifischen Reaktanten gestoppt werden gemäß einem oder beiden der folgenden Prinzipien:

(a) wenn ein Grad oder eine Konzentration des NOx-Gehalts, die vorbeschrieben ist durch Entwurfsdaten, erreicht worden ist, z.B. auf der Basis einer Integration eines Gasphasen-NOx-Flusses über die Zeit;
(b) wenn ein Grad oder ein Wert an NOx-Gehalt erreicht worden ist, der iterativ bestimmt (oder empirisch) wird von einer Anfangsbeobachtung von einem Entweichen des NOx-spezifischen Reaktanten.

In der Regel kann die Regenerationsphase ein kleiner Bruchteil, z.B. 0,1% bis 5%, der Motorlaufzeit sein, in Abhängigkeit von dem Verlauf der Betriebsbedingungen. Der Zeitrahmen der Absorption und Regeneration kann sehr kurz sein, sogar so gering, wie bei dem so genannten „mikroskopischen" Maßstab, z.B. von einem einzelnen Motorzylinderhub oder Zündungsreihenfolgenwiederholungen. Ein geeigneter Bereich beträgt 1 Sekunde bis 10 Minuten. Eine genaue und pünktliche Versorgung mit NOx-spezifischem Reaktanten kann bewirkt werden mit Hilfe eines Hochdrucksystems analog dem Common-Rail-System (mechanisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzung aus gemeinsamer Druckleitung), das verwendet wird für die Motortreibstoff- oder Kraftstoffeinspritzung.
Das Absorptionsmittel und irgendein Katalysator sind geeignet aufgebracht oder werden getragen auf einer keramischen oder metallischen Honigwaben- oder Schaumstruktur, wobei die Keramik ein oder mehr umfasst von Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Titanoxid, Cordierit, Ceroxid, Zirconiumoxid, Siliciumcarbid oder anderen, in der Regel oxidischen Materialien. Die Honigwaben- oder Schaumstruktur trägt vorzugsweise eine Washcoat und in ein oder mehr Schichten darauf das aktive Absorptions- und/oder katalytische Material. Die Honigwabe weist typischerweise mindestens 50, z.B. 500 bis 400, Zellen pro Quadratinch (cpsi) (7,8 bis 62,0 Zellen cm^–2) auf, möglicherweise mehr, z.B. bis zu 800 cpsi (124 Zellen cm^–2) oder bis zu 1200 cpsi (186 Zellen cm^–2), wenn sie strukturell aus Metall zusammengesetzt ist. In der Regel ist der Bereich von 200 bis 800 cpsi (31 bis 124 Zellen cm^–2) bevorzugt für das Substrat, das ein Nitroxysalz oder Absorptionsmittel und irgendeinen Katalysator umfasst.
Das Absorptionsmittel kann ausgewählt werden aus Verbindungen von Alkalimetallen, Erdalkalimetallen, Seltenerdmetallen und Übergangsmetallen, die in der Lage sind Nitroxysalze (Nitrate und/oder Nitrite) von geeigneter Stabilität unter Absorptionsbedingungen zu bilden und die in der Lage sind, mit einem NOx-spezifischen Reaktanten bei Regenerationsbedingungen zu reagieren. Die „Bedingungen" können die Temperatur des Gases und seinen Redoxzustand, wie er z.B. ausgedrückt wird durch Lambda, und/oder absorptive Materialien, wie Zeolithe, Kohlenstoffe und Oxide mit großen Oberflächen einschließen.
Absorptionsverbindungen können vorliegen (vor der NOx-Absorption) als Komposit- oder Verbundoxide, z.B. von Erdalkalimetall und Kupfer, wie Ba-Cu-O oder MnO₂-BaCuO₂, gegebenenfalls mit zugegebenem Ce-Oxid, oder Y-Ba-Cu-O und Y-Sr-Co-O. (Auf die Oxide wird zur Vereinfachung Bezug genommen, aber in der Praxis liegen Hydroxide, Carbonate und Carboxylate, wie Acetate, vor, in Abhän gigkeit von der Temperatur und Gaszusammensetzung.) Welche Verbindungen auch immer verwendet werden, es müssen ein oder mehr katalytische Mittel, wie Edelmetalle, vorliegen, die wirksam sind, um Reaktionen des NOx-spezifischen Reaktanten mit einem Nitroxysalz zu fördern. Solche Katalysatoren sind auch bekannt als SCR-Katalysatoren und können Eisen/Zeolith oder V₂O₅/TiO₂ einschließen. Wo das NOx-Absorptionsmittel und der SCR-Katalysator gemeinsam verwendet werden, sind sie bei einer Ausführungsform voneinander getrennt. Mit „voneinander getrennt" meinen wir, dass sie zumindest auf verschiedenen oder getrennten Trägern aufgebracht sind oder von getrennten Trägern, zumindest getragen werden sollen, und daher in verschiedenen oder getrennten Schichten über und/oder unter der anderen Komponente oder in der gleichen Schicht angeordnet sein können. Alternativ oder bei einer weiteren Ausführungsform können sie auf verschiedenen Flächen oder Stellen des gleichen Substrat"Ziegelsteins" („brick") oder auf getrennten Substraten innerhalb des gleichen Systems angeordnet sein. Typische Gaszusammensetzungen, die nach dem Verfahren behandelt werden, sind:

(i) NH₃-Entfernung: 1 bis 10.000 ppm v/v, wie bei Situationen von ausfließenden Gasen aus einer Kanalisation, Toilette oder eines landwirtschaftlichen Betriebs, bis zu industriellen Emissionen, z.B. aus einer chemischen Fabrik oder Anlage, bei der eine aromatische Nitrierung, Salpetersäureherstellung oder Cyclohexanoxidation durchführt wird;
(ii) NOx-Entfernung: 1 bis 1.000 ppm v/v, wie bei Verbrennungsmotorabgasen und industriellen Emissionen;
(iii) andere Hauptbestandteile von solchen Gasen schließen Stickstoff, Wasserdampf und Kohlendioxid ein, die in der Regel geringe – wenn überhaupt – ungewollte Effekte auf das Absorptionsmaterial aufweisen. Wenn stark oxidierende oder reduzierende Gase in beträchtlichen Mengen vorliegen, sollte das Absorptionsmaterial geeignet ausgewählt werden; und
(iv) Nebenbestandteile können z.B. ein oder mehr einschließen von CO (bis zu 500 ppm v/v) und einen Kohlenwasserstoff („KW": bis zu 500 ppm v/v). Das Gas kann SOx einschließen.

Wenn das Gas SOx enthält, was in der Regel einen Verlust an Aktivität des NOx-Absorbers oder -Absorptionsmittels verursacht, kann das Verfahren einen SOx-Absorber stromaufwärts von dem NOx-Absorber einschließen. Während der SOx-Absorber regenerierbar sein kann, z.B. durch intermittierendes oder diskontinuierliches Unterwerfen unter ein hohe Temperatur und einer reduzierenden Gaszusammensetzung, ist das Ausgangsgas in geeigneter Weise von niedrigem Schwefelgehalt, wie von einem Motorverbrennungskraftstoff von weniger als 10 ppm Schwefel; dann kann der SOx-Absorber wegwerfbar oder für den einmaligen Gebrauch sein und kann ausreichende Kapazität aufweisen zum Ersatz oder Austausch bei dem Serviceintervall eines Fahrzeugs. Da ein SOx-Absorber und ein NOx-Absorber oder -Absorptionsmaterial das gleiche absorptive oder Absorptionsmaterial verwenden können, kann der Austauschvorgang bestehen in einem Einführen eines frischen Absorbers oder Absorptionsmaterial stromabwärts von dem NOx-Absorber und unter Verwendung des ehemaligen NOx-Absorbers als SOx-Absorber.
Gemäß einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung einen Abgasbehandlungsreaktor bereit, der eingerichtet ist für einen solchen Austausch, z.B. einschließlich eines Moduls, das zwei Absorber unterbringt und gebildet ist mit Zwillingsflügelvorrichtungen für die umgekehrte Insertion oder Einführung des Moduls nach Austausch des ehemaligen Absorbers stromaufwärts.
Wenn das NOx von dem Gasstrom, der behandelt wird, NO im Überschuss gegenüber NO₂ enthält, schließt das Verfahren vorzugsweise stromaufwärts einen Schritt eines katalytischen Oxidierens von NO zu NO₂ ein, um mindestens ausreichend NO und NO₂ in molekulare Äquivalenz zu bringen. Es kann einen Schritt oder eine Stufe eines Einspritzens oder Injizierens von Sauerstoff geben, wenn er noch nicht in ausreichender Menge vorliegt.
Wenn der Gasstrom teilchenförmiges Material (PM) enthält, kann es einen Schritt oder eine Stufe des Sammelns von diesem durch Filtration und/oder Aufschlagen geben, vorzugsweise stromaufwärts von dem NOx-Absorber. In dem besonderen Fall von Verbrennungsabgasen, insbesondere aus Verbrennungsmotoren von dem Magerverbrennungstyp, wie z.B. Diesel oder GDI, kann das PM Ruß umfassen, und dann schließt das Verfahren stromaufwärts einen Schritt ein eines Sammelns des Rußes auf einer Oberfläche (wie z.B. von einem Katalysator) oder porösen Filter. Um eine gesamte kontinuierliche Entfernung von solch gesammeltem Ruß zu bewirken, sollte stromaufwärts ein Schritt einer NO katalytischen Oxidation verwendet werden, der im Wesentlichen die vollständige Umsetzung von NO zu NO₂ bewirkt. Wenn es notwendig ist, kann der Gehalt an NOx ergänzt werden aus einer externen Quelle oder Vorrat, wie beschrieben z.B. in der EP 0 341 832 A oder WO 00/74823 A. Andere Mittel oder Maßnahmen zur Steigerung der Oxidation können einschließen das Einführen von Ozon (WO 99/36162 A) oder Plasma (WO 00/21646 A).
Bei dem Oxidationskatalysator umfasst das aktive oder wirksame Material in der Regel ein Platingruppenmetall („PGM"), insbesondere Platin und/oder Palladium, gegebenenfalls mit anderen PGMen, z.B. Rhodium, und anderen katalytischen oder Promotor-Komponenten. Die genauen Zusammensetzungen und die genaue Struktur des Oxidationskatalysators sind nicht entscheidend, um die Erfindung auszuführen, und können daher verändert werden gemäß den Anforderungen oder Bedürfnissen der Situation. Eine Niedrigtemperatur-Light-Oft-Formulierung wird in der Regel bevorzugt. Herkömmliche Herstellungstechniken können verwendet werden. Der Katalysator sollte natürlich eine Größe haben und zusammengesetzt sein, um die notwendigen Umsetzungen zu erreichen, und der Aufbau oder der Zusammenbau sollte ein Abscheiden von PM (wenn vorhanden) innerhalb seiner Honigwabenstruktur minimieren.
Der PM-Sammler/Filter kann irgendeiner sein, der in der Lage ist die PM abzuscheiden ohne übermäßigen Gegendruck zu verursachen. In der Regel sind keramische, Sintermetall oder gewebte oder nicht gewebte Drahtfilter verwendbar, und Wand-Fluss-Honigwabenstrukturen können besonders geeignet sein. Das Strukturmaterial des Filters ist vorzugsweise poröses keramisches Oxid, Siliciumcarbid oder gesintertes Metall. Eine Beschichtung, wie z.B. Aluminiumoxid, und auch ein Katalysator, wie z.B. ein oder mehrere Platingruppenmetalle (PGM) (z.B. Pt mit MgO) oder La/Cs/V₂O₅, können vorhanden sein. Das PM ist in der Regel Ruß, überwiegend Kohlenstoff und/oder schwere Kohlenwasserstoffe, die umgewandelt werden in Kohlenoxide und H₂O. Bestimmte Ausführungsformen dieses Prinzips sind kommerziell in Verwendung bei Johnson Matthey's Continuously Regenerating Trap (CRT^®) Technologie und sind beschrieben in der EP 0 341 832 A und US 4 902 487 A , deren Lehren in diese Beschreibung durch Bezugnahme einverleibt sind.
Die Regeneration unter Verwendung eines NOx-spezifischen Reaktanten kann insbesondere verwendet werden in Gasen, die Sauerstoff enthalten, z.B.:

(a) Abgas, wie es erzeugt wird von einem Magerverbrennungsmotor oder wie es hervorgeht aus einem vorhergehenden Schritt einer Behandlung eines solchen Abgases;
(b) ein solches Gas, dem ein Reaktant nicht im Gleichgewicht zugegeben worden ist oder zugegeben wird, z.B. um eine reaktionserhöhende Gastemperatur bereitzustellen;
(c) Gas, das magerer gemacht ist, z.B. wenn der Reaktant mit Luft eingespritzt oder injiziert wird; oder
(d) fettes oder äquivalentes (Lambda = 1) Gas.

Der Punkt des Einspritzens oder der Injektion des Reaktanten kann am einfachsten gerade stromaufwärts von dem Absorber sein, in diesem Fall liegt die Temperatur typischerweise in dem Bereich von 150 bis 300°C. Die Einspritzung oder Injektion kann jedoch vorher oder früher sein, wenn stromaufwärts von einem Filter aber stromabwärts von einem Oxidationskatalysator die Temperatur typischerweise in dem Bereich von 250 bis 350°C am Filtereinlass ist, wie es benötigt wird für die Rußverbrennung. Ferner kann der Reaktant stromaufwärts von dem Oxidationskatalysator eingespritzt werden. Da bei einer solchen vorherigen Einspritzung der Zulaufreaktant bei einer „Spitzen"(„spike")-Konzentration vorliegt, um über den kurzen Zeitraum der Regeneration des Absorbers zu reagieren, liegt er in einem beträchtlichen Überschuss gegenüber dem NOx in dem fließenden Abgas vor und leidet demzufolge nicht viel unter einem Verlust durch Umsetzung mit NOx. Wenn in einem Extremfall es so sein würde, dass alles reagiert mit dem fließenden NOx, um N₂ oder N₂O zu ergeben, würde dies die Verbrennung von Ruß auf dem Filter stoppen: Aufgrund der Kürze der Spitze der Einspritzung des NOx-spezifischen Reaktanten würde jedoch irgendeine Ansammlung von Ruß klein sein, und eine Verbrennung würde wieder aufgenommen werden, bevor eine Blockierung stattfindet. Die Temperatur sollte nicht hoch genug sein, um beträchtliche Oxidation von z.B. NH₃ zu NOx über dem Oxidationskatalysator zu ergeben. Um nicht gewollte Nebenreaktionen zu begrenzen von z.B. NH₃, kann es eingeführt werden als eine Vorläuferverbindung, was die Verfügbarkeit von NH₃ verzögert. Eine solche Begrenzung kann auch bereitgestellt werden durch geeignete Formulierung des Oxidationskatalysators und/oder Filters. Insbesondere kann der Filter von dem nicht katalysierten Typ sein, frei von beliebig eingeführtem katalytischen Material, wie ein PGM. Irgendeine zufällige katalytische Aktivität des Filters aufgrund z.B. seines Strukturmaterials oder seiner akkumulierten oder angesammelten Abscheidungen, wie z.B. Kohlenstoff, scheint solche Nebenreaktionen nicht ernsthaft zu fördern. Wenn es gewünscht ist, kann eine solche Einspritzung des Reaktanten stromaufwärts von einem Oxidationskatalysator mit Hilfe eines nicht katalytischen Unterbereichs des Honigwabenträgers von einem solchen Katalysator sein, wie es beschrieben ist in der WO 01/96717 A.
Das Abgassystem gemäß der Erfindung kann erprobte und bekannte Hilfsmittel einschließen, wie elektrisches Erwärmen oder EGR. Ein solcher Motor verbrennt Treibstoff oder Kraftstoff vorzugsweise mit weniger als 50 ppm, vorzugsweise unter 10 ppm, Schwefel. Für einen solchen Motor hat das Verfahren den beträchtlichen Vorteil gegenüber Regenerationsverfahren unter Verwendung von Kohlenwasserstoff, dass die Regeneration stattfinden kann in Magergas. Wenn der Motor ein Hochdrucksystem einschließt, wie ein Common-Rail-System für die Kraftstoffeinspritzung (mechanisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzung aus gemeinsamer Druckleitung), kann dieses System auch die NH₃-Einspritzung bei der NOx-Absorptionsmaterial-Regenerierung betätigten.
Damit die Erfindung noch umfassender verstanden wird, werden die folgenden Ausführungsformen und Beispiele bereitgestellt, aber nur zur Veranschaulichung und in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine schematische Querschnittsansicht eines Abgasbehandlungssystems ist für einen Verbrennungsmotor; und
2 eine graphische Aufzeichnung darstellt, die die Ergebnisse zeigt von %NOx-Umsatz über einen NOx-Abscheider gegen die Zeit (Sekunden) bei vier Einlassabgastemperaturen.
In Bezug auf die 1 besteht das veranschaulichte System aus einer Einzel-„Dose" 10, die verbunden ist an 12 mit dem Abgas von einem Dieselmotor (nicht gezeigt), der mit Dieselöl als Treibstoff mit einem Schwefelgehalt von unter 10 ppm betrieben wird. An dem Einlassende der Dose 10 befindet sich der Katalysator 14, der ein Niedrigtemperatur-Light-Oft-Oxidationskatalysator ist, der getragen wird auf einem 400 Zellen/Inch² (62 Zellen cm^–2) keramischen Honigwabenmonolith. Der Katalysator 14 ist aufgebaut oder entworfen, um in der Lage zu sein, die Emissionsregulierungen in Bezug auf CO und KW für den Motor und das Fahrzeug zu erfüllen und auch mindestens 70% von dem NO in dem Ausgangsgas in NO₂ zu überführen.
Das Gas, das den Katalysator 14 verlässt, gelangt in den Rußfilter 16, der von dem keramischen Wandflusstyp ist und PM sammelt über 50 nm. Das NO₂ und überschüssiger Sauerstoff in dem Gas oxidieren den Ruß bei Temperaturen von etwa 250°C, wie es beschrieben ist in der EP 0 341 832 A . Das Gas, das den Filter 16 verlässt, wird über einen Zerstäubungssprühinjektor 18 geleitet, von dem es intermittierend oder diskontinuierlich mit NH₃ oder NH₃-Vorläufern über die Leitung 20 von einer Hochdruckpumpe 22 versorgt wird unter der Steuerung oder Kontrolle des Computers 24. Der Computer 24 empfängt oder erhält Daten über die Laufzeit des Motors und des verwendeten Treibstoffs bei der Einlassgastemperatur und Zusammensetzung und auch von dem Sensor 26 von entwichenem NOx oder NH₃. Er ist insbesondere programmiert, um die NH₃-Zulaufzeit auf einen kürzeren Zeitraum zurückzurechnen, wenn NH₃ in einem Gas detektiert wird, das den Absorber 28 verlässt.
Um den Austausch des Absorbers 28 zu erleichtern, kann der Dosenbereich, der ihn enthält, verbunden sein mit dem Hauptober- und -unterbereich der Dose 10 durch hervorspringende Ränder oder Flansche oder Spurkränze (nicht gezeigt). Wenn die Bereitstellung zur SOx-Absorption zu machen ist, kann das Bett 28 in zwei Teilen vorliegen, einer stromaufwärts von dem anderen, wobei der Teil stromaufwärts der SOx-Absorber ist. Wenn der SOx-absorbierende Teil fällig ist für den Austausch oder Ersatz, kann er ersetzt werden durch einen frischen SOx-Absorber, und der Dosenbereich, der wieder eingeführt wird, mit dem nicht ausgetauschten NOx-Absorber in der Position stromaufwärts.
Bei dem Betrieb des Systems wechseln sich zwei Phasen ab. In der Absorptionsphase enthält das Gas kein NH₃, und der NOx-Gehalt des Absorbers nimmt langsam zu, wenn das NOx mit dem Absorber reagiert, um festes Nitroxysalz zu ergeben. Am Ende dieser Phase findet die Regenerationsphase statt, bei der NH₃ eingespritzt wird, bis ein Teil, geeigneterweise 50 bis 90%, oder möglicherweise 5 bis 50%, des Nitroxysalzes umgesetzt ist. Während der Regeneration entweicht dem System im Wesentlichen kein NH₃ stromabwärts von dem Absorber 28. Das Stoppen der Einspritzung beendet die Regenerationsphase, sodass die Absorptionsphase von Neuem beginnt mit der Absorption von NOx, neu Neuem startet von seinem Endwert, der erreicht wird bei der Regenerationsphase. Wenn die Regenerationspha se länger fortgesetzt werden würde, z.B. bis zum vollständigen Verbrauch oder Zersetzung des Nitroxysalzes, würde der NH₃-Gehalt des Gases, das den Absorber 28 verlässt, auf seinen Wert steigen vom Beginn der Regeneration, sodass auf diese Weise NH₃ in die Atmosphäre emittiert wird, sofern nicht ein Reinigungskatalysator bereitgestellt wird, wie bei einem herkömmlichen kontinuierlichen SCR.
Beispiel 1
Eine Washcoat wurde hergestellt unter Verwendung eines Mixers von hoher Scherkraft („High Shear Mixer") aus 80 Teilen gamma-Aluminiumoxid (120 m² g^–1) und 20 Teilen Zeolit mit ausreichend deionisiertem Wasser, sodass die Endaufschlämmung 45% Feststoffe enthielt. Ein keramischer Cordieritmonolith (5,66 Inch (14,4 cm) Durchmesser, 6 Inch (15,2 cm) lang), der 400 Zellen pro Quadratinch (62 Zellen cm^–2) aufwies, wurde beschichtet durch Gießen der Aufschlämmung auf eine Seite und in die Kanäle des keramischen Monoliths. Die überschüssige Aufschlämmung wurde aus den Kanälen entfernt durch ein Hindurchblasen eines Stroms von komprimierter Luft. Der Monolith wurde dann getrocknet in einem heißen Luftstrom (150°C) über einen Zeitraum von 30 min. Der getrocknete, beschichtete Monolith wurde dann calciniert bei 500°C über einen Zeitraum von 1 h. Die gesamte trockene Washcoat-Beladung auf dem beschichteten Monolith betrug 2,5 g Inch^–3 (0,15 g cm^–3). Der Monolith wurde dann imprägniert mit einer wässerigen Lösung von Bariumacetat, indem er in die Lösung über einen Zeitraum von 5 min getaucht wurde, entfernt und überschüssige Metalllösung wurde durch Absaugen entfernt. Der Monolith wurde dann getrocknet in einem Strom heißer Luft (150°C) und dann calciniert bei 500°C über einen Zeitraum von 1 h. Die Konzentration von Bariumacetatlösung wurde so gewählt, dass die Beladung mit Barium auf dem Monolith von 500 g ft^–3 (17,6 gl^–1) am Ende erreicht wurde.
Ein Kern (1 Inch (2,54 cm) Durchmesser und 3 Inch (7,62 cm) lang) wurde sorgfältig aus dem Monolith geschnitten unter Verwendung eines Werkzeugs mit einer Diamantspitze. Nach einem Einpacken mit Fiberfrax^TM-Papier (um zu verhindern, dass Gas entlang der Außenseite des Kerns hindurchströmt) wurde er in ein Gehäuse aus nicht rostendem Stahl eingeführt und in einen von einem Computer kontrollierten Testflussreaktor gesetzt, der ausgestattet war mit Massenflusskontrollgeräten und Einrichtungen zur Gasanalyse vor und nach dem Testkern. Eine synthetische Gasmischung, die das Abgas aus einem Magerverbrennungsmotor repräsentiert (Gasmischung 1 in Tabelle 1) wurde durch den Monolithkern geleitet bei einer gleich bleibenden vorgewählten Einlasstemperatur. Die folgenden Gase wurden analysiert unter Verwendung kommerziell erhältlicher Analysatoren: Kohlenwasserstoffe (KW (Jum Engendering VE7)), Kohlenmonoxid (CO (Unor 6N)), NOx (Ecophysics CLD 700 EL), und NH₃ wurden gemessen unter Verwendung eines abgestimmten Infrarotlasers (Alt Optronic LDS 3000). Nachdem das System 5 min lang online war mit der Gasmischung 1 bei einer Einlasstemperatur von 150°C, wurde der Gasfluss verändert zu der Gasmischung 2 (Tabelle 1), die NH₃ aber kein NOx enthielt. Die Einlasstemperatur wurde konstant gehalten bei 150°C, und nach 5 min wurde das Einlassgas wieder verändert zu der Gasmischung 1 für weitere 5 min, und die ganze Sequenz wurde mehrere Male wiederholt.
Tabelle 1 Einlassgasmischungszusammensetzungen
Typische analytische Ergebnisse, die erhalten wurden, sind zusammengefasst in der Tabelle 2, die Form des NOx-Umsatzes bei verschiedenen Zeiten nach dem Ende der NH₃-Behandlungsphase. Es ist ersichtlich, dass die NH₃-Behandlung des gesättigten NOx-Absorbers seine NOx-Absorptionsfähigkeit regenerierte. Während der Anfangsphase der NH₃-Behandlung wurde NH₃ nicht in dem Ausgangsgas detektiert.
Tabelle 2 Umsatz von NOx bei verschiedenen Temperaturen für die Barium enthaltende Formulierung (500 g ft^–3 (17,6 gl^–1))
Beispiel 2
Ein NOx-Absorber wurde hergestellt auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, außer dass das Bariumacetat ersetzt wurde durch Calciumnitrat in dem Imprägnierungsschritt. Die Konzentration der Calciumnitratlösung wurde gewählt, um ein Endprodukt zu ergeben, das 500 g ft^–3 (17,6 gl^–1) Calcium enthielt. Tests wie in Beispiel 1 wurden ausgeführt mit einer Einlasstemperatur von 165°C, und ähnliche Ergebnisse zu solchen mit Barium wurden erhalten (Tabelle 3), aber bei höheren Temperaturen war die NOx-Kapazität geringer als bei den Barium enthaltenden Absorber. Dies kann begründet sein in einer niedrigeren thermodynamischen Stabilität der Calcium-NOx-Phase oder einer niedrigeren Rate der Bildung dieser Phase bei dem Calcium enthaltenden Absorber.
Tabelle 3 NOx-Umsatzergebnisse bei verschiedenen Temperaturen für eine Calcium enthaltende Absorberformulierung (500 g ft^–3 (17,6 gl^–1))
Beispiel 3
Ein NOx-Absorber wurde hergestellt auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, außer dass das Bariumacetat ersetzt wurde durch Cernitrat bei der Imprägnierungsstufe. Die Konzentration der Cernitratlösung wurde gewählt, um ein Endprodukt zu ergeben, das 500 g ft^–3 (17,6 gl^–1) Cer enthielt. Tests wurden wie in Beispiel 1 ausgeführt mit einer Einlasstemperatur von 165°C, und ähnliche Ergebnisse wie solche mit Barium wurden erhalten. Die Ergebnisse, die erhalten wurden bei Einlasstemperaturen von 165, 350 und 450°C sind graphisch dargestellt in der 2. Wieder ist es klar, dass die Behandlung des gesättigten Cer enthaltenden NOx-Absorbers mit NH₃ seiner NOx-Speicherkapazität wieder herstellte. Bei den höheren Temperaturen ist die NOx-Kapazität deutlich niedriger als bei niedrigeren Temperaturen, wahrscheinlich wegen der geringeren thermodynamischen Stabilität der von NOx abgeleiteten Cerverbindung bei den höheren Temperaturen.
Beispiel 4
Ein NOx-Absorber wurde hergestellt auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, außer dass das Bariumacetat ersetzt wurde durch Zirconylnitrat bei der Imprägnierungsstufe. Die Konzentration der Zirconylnitratlösung wurde gewählt, um ein Endprodukt zu ergeben, das 500 g ft^–3 (17,6 gl^–1) Zirconium enthielt. Test wurden wie in Beispiel 1 ausgeführt mit einer Einlasstemperatur von 165°C, und ähnliche Ergebnisse wie solche mit Barium wurden bei 150°C erhalten (Tabelle 4). Andere Ergebnisse wurden erhalten bei Einlasstemperaturen von 250, 350 und 450°C und sind in Tabelle 4 angegeben. Wieder ist es klar, dass die Behandlung des gesättigten Zirconium enthaltenden NOx-Absorbers mit NH₃ seiner NOx-Speicherkapazität wieder herstellte. Bei den höheren Temperaturen ist die NOx-Kapazität deutlich niedriger als bei niedrigeren Temperaturen, wahrscheinlich wegen der geringeren thermodynamischen Stabilität der von NOx abgeleiteten Zirconiumverbindung bei den höheren Temperaturen.
Tabelle 4 NOx-Umsatzergebnisse bei verschiedenen Temperaturen für eine Zirconium enthaltende Absorberformulierung (500 g ft^–3 (17,6 gl^–1))
Beispiel 5
Ein Cordieritmonolith (5,66 Inch (14,4 cm) Durchmesser, 6 Inch (15,2 cm) lang, 400 Zellen pro Quadratinch (62 Zellen cm^–2) wurde mit einer Washcoat beschichtet, bestehend aus gamma-Aluminiumoxid (Oberflächenfläche 120 m² g^–1) in Wasser, hergestellt durch Aufschlämmen von genügend Feststoff in deionisiertem Wasser, um einen Feststoffgehalt von 45% zu ergeben. Die Aufschlämmung wurde auf die Fläche gegossen und hinein in die Kanäle des keramischen Monoliths. Die überschüssige Aufschlämmung wurde entfernt aus den Kanälen durch komprimierte Luft. Das Wasser wurde dann entfernt von der Washcoat durch Trocknen in einem Heißluftstrom (150°C). Der trockene, beschichtete Monolith wurde dann calciniert bei 500°C über einen Zeitraum von 1 h. Die gesamte Washcoat-Beladung auf dem beschichteten Monolith betrug 2,5 g Inch^–3 (0,15 g cm^–3). Der beschichtete Monolith wurde dann 5 min lang in eine Platintetraamminlösung eingetaucht, entfernt und überschüssige Lösung wurde durch Absaugen entfernt. Der Monolith wurde dann getrocknet in einem Strom heißer Luft (150°C) und dann calciniert bei 500°C über einen Zeitraum von 1 h. Die Konzentration der Lösung wurde gewählt, um eine Platinbeladung von 100 g ft^–3 (3,5 gl^–1) zu ergeben, was erreicht wurde auf dem Monolith. Als nächstes wurde der Monolith imprägniert mit einer wässerigen Bariumacetatlösung. Der Monolith wurde 5 min lang in die Lösung getaucht, entfernt, und überschüssige Lösung durch Absaugen entfernt. Der Monolith wurde getrocknet in einem Strom heißer Luft (150°C) und dann calciniert bei 500°C über einen Zeitraum von 1 h. Die Konzentration der Lösung wurde so gewählt, dass eine Beladung mit Barium von 800 g ft^–3 (28,0 gl^–1) auf dem Monolith am Ende erreicht wurde.
Der Endmonolith wurde in eine Dose aus nicht rostendem Stahl befestigt unter Verwendung von Standardverfahren, und in das Abgassystem von einem 1,9 Liter, 4 Zylinder Turbo geladenen Dieselmotor eingebaut. Der Motor wurde gekoppelt an einen Dynamometer auf eine herkömmliche Art und Weise. Der Motor und Dynamometer wurden computergesteuert oder -kontrolliert, um zu ermöglichen, dass ein Bereich von verschiedenen Motorbetriebsbedingungen ausgewählt werden kann. Die Abgasemissionen von KW, CO, NOx, O₂ und CO₂ vor und nach dem Katalysator wurden gemessen mit kommerziellen Gasanalysatoren auf eine herkömmliche Art und Weise. NH₃ wurde gemessen unter Verwendung eines abgestimmten Infrarotlasers (Alt Optronic), und N₂O wurde gemessen mit einem Unor-Instrument (Deutschland).
Der Motor wurde bei 1.200 U/min betrieben mit einer Dynamometerbeladung von 27 Nm, was zu einer Katalysatoreinlassabgastemperatur von 210°C führte. Die Katalysatoreinlass-NOx-Konzentration betrug 160 ppm, und der Motor wurde gleichmäßig unter dieser Bedingung betrieben. Alle 2 min wurde NH₃-Gas in das Abgas injiziert oder eingespritzt, stromaufwärts von dem Katalysator in einem kurzen Puls. Der NH₃-Gaswert während des Einspritzzeitraums betrug 560 ppm. Am Anfang wurde während des Einspritzens von NH₃ N₂O gebildet in Mengen, die denen entsprachen, die gebildet wurden aus der Gasphase, wobei NOx aus dem Motor emittiert wurde, dies verringerte sich während der NH₃-Reduktion von gespeichertem NOx, wahrscheinlich da es absorbiert wurde und nachfolgend zu Stickstoff reduziert wurde. Der Zyklus von NOx-Absorption/NH₃-Einspritzung wurde mehrere Male wiederholt mit ähnlichen Ergebnissen bei jedem Mal. Die NOx-Umsetzung, die erreicht wurde bei einem typischen Zeitraum nach einer Injektion oder einem Einspritzen von NH₃ ist in Tabelle 5 zusammengefasst. Es ist ersichtlich aus diesen Ergebnissen, dass das NOx-Speichervermögen des Absorbers in dem Abgas eines Dieselmotors beibehalten wird durch periodische Behandlung mit NH₃. Die Gesamt-NOx-Umwandlung konnte gesteigert werden durch geeignete Optimierung des Systems.
Tabelle 5 Umwandlung von NOx in dem Abgas eines Dieselmotors bei 210°C

Claims

Verfahren zur Behandlung von Gas, das NO_x enthält, wobei das Verfahren umfasst: Ein Entfernen von NO_x aus dem Gas unter Verwendung eines festen Absorptionsmittels, das ein Grundstoffmaterial umfasst, worin das feste Absorptionsmaterial in Reihe auf mindestens zwei Substraten angeordnet ist, ein intermittierendes Regenerieren des Absorptionsmittels durch die Wirkung eines NO_x-spezifischen Reaktanten und ein Stoppen der Wirkung des NO_x-spezifischen Reaktanten, wenn der NO_x-spezifische Reaktant detektiert wird an einem Punkt zwischen den mindestens zwei Substraten, wobei dadurch ein Entweichen des NO_x-spezifischen Reaktanten im Wesentlichen vermieden wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin am Ende einer Regeneration das Absorptionsmittel 5 bis 50% des Gehalts an Nitroxysalz enthält, das am Beginn der Regeneration vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin eine Regeneration gestartet wird, wenn das Absorptionsmittel 5 bis 50% des Nitroxysalzgehalts enthält, bei dem ein Entweichen von NO_x stattfindet.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, wobei die Zeitdauer von Absorption und/oder Regeneration in dem Bereich von 1 Sekunde bis 10 Minuten liegt.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, wobei das Absorptionsmittel einen Katalysator für die Reaktion von NO_x mit einem NO_x-spezifischen Reaktanten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Katalysator für die Reaktion von NO_x mit dem NO_x-spezifischen Reaktanten stromaufwärts von dem Absorptionsmittel angeordnet ist, gegebenenfalls auf einem von dem Adsorptionsmittel getrennten Träger.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, worin der Katalysator für die Reaktion von NO_x mit einem NO_x-spezifischen Reaktanten ein Katalysator für eine selektive katalytische Reduktion (SCR) ist, wie Eisen/Zeolith, V₂O₅/TiO₂ und/oder ein oder mehr Edelmetall(e).
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, das stromaufwärts einen Schritt eines katalytischen Oxidierens von NO zu NO₂ einschließt.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, wobei der NO_x-spezifische Reaktant in situ aus einer Vorläuferverbindung davon hergestellt wird, gegebenenfalls durch katalytisches Umsetzen der Vorläuferverbindung.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, wobei das Ausgangsgas das Abgas eines Magerverbrennungsmotors, insbesondere eines Diesel- oder Benzindirekteinspritzverbrennungsmotors ist.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, worin der NO_x-spezifische Reaktant für Ammoniak steht, und die Vorläuferverbindung des NO_x-spezifischen Reaktanten für Harnstoff steht.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, worin Absorption und Regeneration unter mageren Bedingungen durchgeführt werden.
Abgassystem für einen Verbrennungsmotor, wobei das System umfasst ein festes NO_x-Absorptionsmittel, das auf mindestens zwei Substraten in Reihe angeordnet ist, Mittel zum Einspritzen eines NO_x-spezifischen Reaktanten oder eines Vorläufers eines NO_x-spezifischen Reaktanten stromaufwärts von dem festen NO_x-Absorptionsmittel, Mittel zur Detektion eines NO_x spezifischem Reaktanten zwischen den mindestens zwei Substraten und Mittel zum Stoppen des Einspritzens eines NO_x-spezifischen Reaktanten, wenn ein NO_x-spezifischer Reaktant detektiert wird an einem Punkt zwischen den mindestens zwei Substraten, wobei NO_x, das auf dem festen NO_x Absorptionsmittel gespeichert ist, durch den NO_x-spezifischen Reaktanten reduziert wird, und das feste NO_x-Absorptionsmittel teilweise regeneriert wird, um dadurch ein Entweichen des NO_x-spezifischen Reaktanten im Wesentlichen zu vermeiden.