DE69623231T2

DE69623231T2 - Katalysator zum Reinigen von Dieselmotorabgas

Info

Publication number: DE69623231T2
Application number: DE69623231T
Authority: DE
Inventors: Yasushi Araki; Kazuhiko Shiratani; Toshiaki Tanaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-11-08
Filing date: 1996-11-06
Publication date: 2003-08-07
Anticipated expiration: 2016-11-07
Also published as: JP3381489B2; DE69623231D1; EP0773056B1; JPH09122443A; EP0773056A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft einen Katalysator, welcher einen Träger und eine Überzugsschicht umfaßt, die ein Edelmetall und ein Übergangsmetalloxid trägt, zur Reinigung von Kohlenwasserstoffkomponenten in einem Abgas von einem Dieselmotor.

2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik

Schädliche Substanzen im Abgas von Motoren sind hauptsächlich Stickoxide (NOx), Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Stoffteilchen. Von diesen ist die Emissionsmenge an CO und HC in Dieselmotoren relativ klein, weil die Verbrennung innerhalb eines luftreichen Bereichs durchgeführt wird, aber die Emissionsmengen an NOx und Stoffteilchen sind groß. Aus diesem Grunde waren die Reduktion von NOx sowie der Stoffteilchen ein Problem bei den Dieselmotoren.
Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Reduzierung der Emission der Stoffteilchen eine Methode anzuwenden, bei der ein Dieselstoffteilfilter mit Abscheidevorrichtung verwendet wird. Dieses Stoff teilchenfilter für Diesel wird ein "Wall Flow Monolith" genannt und hat eine Struktur, bei der Zellen zur Erzielung des Durchgangs der Abgase wechselweise angeordnet vorliegen, so daß die Abgase durch die Zellwände filtriert und die Stoffteilchen von den Zellen zurückgehalten werden. Wenn die derart zurückgehaltenen Stoffteilchen auf den Wänden niedergeschlagen werden, erfolgt ein Druckverlust des Filters, so daß der Filter nicht länger Filterfunktionen ausüben kann und regeneriert werden muß. Um das Filter zu regenerieren, müssen die Stoffteilchen durch Erhitzen mit einer Heizeinrichtung etc. verbrannt werden, aber das Filter ist aufgrund der Verbrennung der Stoffteilchen überhitzt, und es findet ein Zerbrechen statt.
Als Verfahren, das das Dieselstoffteilchenfilter nicht verwendet, ist eine Methode mit einem offenen Zersetzungskatalysator vom Typ SOF bekannt. Dabei bedeutet der Ausdruck "SOF" die Abkürzung von Soluble Organic Fraction, die unverbrannten Kraftstoff und einen Nebel von Schmieröl umfasst. Ein Katalysatorträger auf dem sich ein Edelmetall wie Platin in gleicher Weise wie bei einem Katalysator für Benzinmotoren befindet, wird als derartiger SOF-Zersetzungskatalysator verwendet, und dieser Katalysator oxidiert und zersetzt SOF in den Dieselstoffteilchen und daneben CO und HC. Obwohl dieser SOF-Zersetzungskatalysator den Ruß in den Stoffteilchen nicht leicht reduzieren kann, kann dieser Ruß bis zu einem gewissen Grad durch Verbesserung der Motorverbrennung reduziert werden. Des weiteren hat die SOF-Zersetzung den Vorteil, daß die oben beschriebene Regenerationsvorrichtung nicht notwendig ist.
Wenn dieser SOF-Zersetzungskatalysator verwendet wird, wird jedoch Schwefeloxid (SO&sub2;), das in dem Abgas enthalten ist, durch aktives Aluminiumoxid, das als Überzugsschicht und Träger des Katalysators verwendet wird, zu SO&sub3; oxidiert und adsorbiert. Wenn der Katalysator eine hohe Temperatur erreicht, wird das so adsorbierte SO&sub3; freigesetzt. SO&sub3; ist bei einer Temperatur bis zu etwa 180ºC ein Gas, jedoch sobald es vom Auspuff in die Atmosphäre entweicht, adsorbiert es umgebende Feuchtigkeit und wandelt sich zu Schwefelsäurenebel um. Dieser Schwefelsäurenebel wird als Stoffteilchen gemessen, und die Stoffteilchen können gegebenenfalls nicht reduziert wer den. Wenn auf das Abgas der oben beschriebene Oxidationskatalysator einwirkt, kann die Menge der Stoffteilchen sogar ansteigen.
Um das oben beschriebene Problem zu lösen, schlägt die ungeprüfte japanische Patentanmeldung (Kokai) Nr. 5-57191 einen Katalysator vor, der umfaßt: eine Schicht aus aktivem Aluminiumoxid auf einem Trägersubstrat, ein Katalysatormetall, das von der Schicht aus aktivem Aluminiumoxid getragen wird, eine Überzugsschicht auf der Oberfläche der Schicht aus aktivem Aluminiumoxid, und ein Metalloxid, das in der Überzugsschicht enthalten ist. Bei diesem Katalysator wird SO&sub2; im Abgas an der Überzugsschicht adsorbiert und von dieser absorbiert und kommt mit dem Katalysatormetall nicht in Kontakt. Aus diesem Grund ist die Bildung von SO&sub3;, begrenzt und die Menge der Stofftelichenemission ebenfalls beschränkt.
Bei diesem Katalysator wird jedoch SO&sub2; kontinuierlich von der Überzugsschicht absorbiert und früher oder später kann die Absorption von SO&sub2; durch die Überzugsschicht nicht weiter erfolgen. Es besteht mit anderen Worten das Problem des Abbaus des Katalysators. Dessen Leistung ist kurzzeitig, und der Katalysator kann nicht über längere Zeit verwendet werden.
Bezüglich einer Reinigungsmethode von Abgasen aus Dieselmotoren unter Behandlung von SOF etc. im Abgas durch Verwendung eines Oxidationskatalysators schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Reinigung eines Abgases, bei dem die oben angegebenen Probleme gelöst werden, die Oxidationskraft des Katalysators auf einem hohen Niveau gehalten und die Bildung von SO&sub3;, die sonst zu Stoffteilchen führen würde, begrenzt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Lösung des oben beschriebenen Problems wird ein Katalysator zur Reinigung von Abgasen aus Dieselmotoren geschaffen, welcher einen Träger und eine Überzugs Schicht umfaßt, die ein Edelmetall und ein Übergangsmetalloxid trägt, zur Reinigung von Kohlenwasserstoffkomponenten in einem Abgas von einem Dieselmotor mit einer Abgaspassage, wobei ebenfalls ein Sulfid eines Übergangsmetalles vorliegt, das von dem Edelmetall und dem Übergangsmetalloxid getragen wird.
Erfindungsgemäß wird SO&sub2; in dem Dieselabgas durch das Edelmetall zu SO&sub3; oxidiert und das entstehende SO&sub3; als Sulfat an dem Übergangsmetalloxid adsorbiert. Das derart adsorbierte Sulfat wird durch thermische Zersetzung zu SO&sub2; zersetzt und an die Atmosphäre abgegeben. Daher kann die Emissionsmenge an Sulfat verringert und die HC-Oxidationskraft des Edelmetalls bewahrt werden. Die Oxidationszahl des Übergangsmetall verändert sich, wenn es SO&sub3; als Sulfat adsorbiert, aber sie kehrt zu dem ursprünglichen Wert des Übergangsmetalls nach der chemischen Zersetzung zurück und der Katalysator kann erneut verwendet werden.
Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Katalysator geschaffen, der wenigstens ein Element enthält, das bei Zustandsänderung gegenüber dem Übergangsmetall als Elektronendonator wirkt, wobei das Übergangsmetall, welches aufgrund der Zersetzung seines Sulfats in höherer Valenz vorliegt, in den ursprünglichen Valenzzustand zurückgeführt wird, wenn das Element neben dem Edelmetall und dem Übergangsmetall anwesend ist. Derartige Elemente als Elektronendonatoren sind vorzugsweise Ag, Cu, Sn, K, Zn, Na, Mn oder In. Wenn in dem Katalysator wenigstens ein Element vorliegt, das bei der Zustandsänderung als Elektronendonator in der Weise wirkt, daß das Übergangsmetall das durch Zersetzung des Übergangsmetallsulfats eine höhere Valenz hat, zu der ursprünglichen Wertigkeit des Übergangsmetalls zurückkehrt, kann das Übergangsmetall schnell regeneriert und die Adsorption von 303 gesichert werden, so daß die Katalysatorleistung verbessert wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Katalysator geschaffen, bei dem Titandioxid als Überzugsschicht, die das Metall als Katalysator trägt, verwendet wird. Bei diesem Katalysator stellt Titandioxid das Material dar, welches SOx nicht adsorbiert. Wenn der Träger aus nicht SOx-adsorbierendem Material besteht, kann die Adsorption von SO&sub3; und Emission von SO&sub2; nur durch das Übergangsmetall ohne den Einfluß des Trägers erfolgen, und durch den Träger adsorbiertes SOx wird nicht als SO&sub3; abgegeben.
Nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Katalysator geschaffen, bei dem Aluminat für die Überzugsschicht, die das Metall trägt, verwendet wird. Bei diesem Katalysator ist das Aluminat bezüglich der Elektronen relativ unstabil, und die Wertigkeit von Al verändert sich, so daß Adsorption und Emission von Sauerstoff erfolgt. Somit wird Sauerstoff zwischen dem Aluminat und dem Übergangsmetall ausgetauscht, die Wertigkeitsveränderung des Übergangsmetalls geschieht leicht, die Regenerierung des Übergangsmetalls kann schnell erfolgen, die Adsorption von SO&sub3; bleibt sicher erhalten, und die Katalysatorleistung kann verbessert werden.
Nach einer weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Katalysator geschaffen, bei dem Edelmetall und das Übergangsmetalloxid in solcher Weise getragen wird, daß der Anteil des Übergangsmetalloxid von dem Einströmbereich zu dem Ausströmbereich der Abgaspassage höher wird. Bei diesem Katalysator wird eine größere Menge an Edelmetall an der Einströmseite der Abgaspassage vorgesehen, während sich eine größere Menge an Übergangsmetalloxid auf der Ausströmseite befindet, so daß das durch das Edelmetall gebildete SO&sub3; wirksamer adsorbiert werden kann, ohne daß es abgegeben wird, und die ausgestossene Menge an Stoffteilchen reduziert werden kann.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Katalysator geschaffen, bei dem Platin auf der Einströmseite der Abgaspassage angeordnet ist und auf der Ausstromseite als Hauptkomponente Rhodium und/oder Palladium als Edelmetall angeordnet sind und das Übergangsmetalloxid neben den Edelmetallen bzw. neben dem Edelmetall auf der Ausströmseite anwesend ist. Bei diesem Katalysator haben Rhodium und Palladium eine geringere Oxidationskraft, und daher verursachen sie eine geringere Bildung von SO&sub3;. Da Palladium oder Rhodium, die als Hauptkomponente gegenüber Palladium mit höherer Oxidationskraft im Ausströmbereich vorgesehen sind, kann die Bildung des stabileren SO&sub3; aufgrund fortschreitender Oxidation von SO&sub2; begrenzt und die Adsorptionsleistung an dem Übergangsmetalloxid verbessert werden.
Aufgrund der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen aus Dieselmotoren zu schaffen, welche einen Katalysator, der ein Edelmetall und ein Übergangsmetalloxid zur Reinigung von Kohlenwasserstoffkomponenten in einem Abgas trägt, und Temperaturerhöhungseinrichtungen zur Erhöhung der Abgas temperatur oder der Katalysatortemperatur auf eine Temperatur, die höher als die Temperatur der thermischen Zersetzung des Sulfates des Übergangsmetalls ist, umfaßt. Bei dieser Vorrichtung zur Reinigung des Abgases aus dem Dieselmotor ist eine Temperaturerhöhungseinrichtung zur Förderung der thermischen Zersetzung des erhaltenen Übergangsmetallsulfats vorgesehen. Somit kann das adsorbierte SO&sub3; zu einem gewünschten Zeitpunkt als SO&sub2; abgegeben werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 stellt eine schematische Quer Schnitts ansieht des Katalysators der vorliegenden Erfindung dar.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus einer Vorrichtung zur Reinigung von Abgas unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Katalysators.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht des Aufbaus einer anderen Vorrichtung zur Abgasreinigung unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Katalysators, und
Fig. 4 ist eine grafische Darstellung der speziellen Reduktionsleistung entsprechend der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt den Aufbau des erfindungsgemäßen Katalysators. Bezugszeichen 1 stellt den Katalysatorträger dar. Dieser Träger entspricht dem Katalysatorträger eines Abgasreinigungskatalysators, der bereits für Benzinmotoren verwendet worden ist. Keramische Materialien wie Cordierit, ein metallischer Monolithträger, ein Schaumfilter, ein Bienenwabenfilter etc. werden als Träger verwendet. Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Überzugs schiebt, die ermöglicht, daß Träger 1 als Katalysatorträger wirkt. Materialien die porös sind und einen großen Oberflächenbereich besitzen, wie Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Titan dioxid etc. werden als Überzugsschicht verwendet. In vereinfachter Darstellung stellt Fig. 1 eine schematische Ansicht dar und zeigt eine ebene Oberfläche als Oberfläche der Überzugsschicht 2. Tatsächlich besitzt jedoch die Oberflächenschicht eine große Anzahl von Poren und ein Edelmetall 3 und ein Übergangsmetalloxid 4 werden von der Oberfläche dieser Poren getragen. Es ist möglich, als Edelmetall 3 diejenigen Metalle zu verwenden, welche zu der Oxidationsreaktion von HC, CO und SOF beitragen, und wie sie in der Vergangenheit verwendet wurden, z. B. Platin, Rhodium, Palladium usw. entweder allein oder in Kombination. Die Menge an Edelmetall beträgt vorzugsweise etwa 0,05 bis etwa 2 g pro Liter an Träger.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß SO&sub3; als Oxidationsprodukt von SO&sub2; im Abgas durch das Edelmetall an dem Übergangsmetalloxid 4 adsorbiert und als SO&sub2; bei der nachfolgenden thermischen Zersetzung freigesetzt wird. Mit anderen Worten wird SO&sub3; als Sulfat des Übergangsmetall Me adsorbiert wie es aus folgender Reaktionsgleichung hervorgeht:
MeO + SO&sub3; - MeSO&sub4;
(worin Me ein zweiwertiges Übergangsmetall ist).
Daher können die verschiedenen Übergangsmetalle solange verwendet werden, wie sie Sulfate des Übergangsmetalls bilden können. Als Übergangsmetall am meisten bevorzugt wird Eisen, weil die thermische Zersetzungstemperatur von Eisensulfat FeSO&sub4; das durch Adsorption von SO&sub3; gebildet wird, am niedrigsten ist.
Das Übergangsmetalloxid hat die Funktion, SO&sub3; das durch das Edelmetall gebildet wird, zu adsorbieren, es ist somit um das Edelmetall herum auf der Porenoberfläche der Überzugsschicht 2 einheitlich dispergiert. Das Edel metall selbst hat die wichtige Funktion, HC, CO etc. zu oxidieren, und es darf nicht mit Übergangsmetall bedeckt sein. Im allgemeinen beträgt die Menge des Übergangsmetalloxid etwas das dreißigfache der Menge des Edelmetalls.
Der erfindungsgemäße Katalysator kann durch verschiedene übliche Methoden hergestellt werden. Zum Beispiel wird der Träger 1 in eine Beschichtungslösung, die Aluminiumoxid etc. enthält, eingetaucht, zur Entfernung der überschüssigen Lösung herausgezogen, getrocknet und einer Wärmebehandlung unterworfen, wobei die Überzugsschicht 2 gebildet wird. Danach werden wasserlösliche Edelmetall- und Übergangsmetallsalze ausgewählt und in Wasser gelöst. Der mit der Übergangsschicht, wie sie oben beschrieben ist, versehene Träger 1 wird dann in diese Lösung eingetaucht, getrocknet und einer Wärmebehandlung unterworfen, um den Katalysator herzustellen.
Die Oxidationsreaktion von SO&sub2; durch das Edelmetall ist ein Gasphasenreaktion, und das durch diese Reaktion gebildete SO&sub3; ist ein Gas. Man kann daher schwer erreichen, daß das Übergangsmetalloxid das gesamte entstehende SO&sub3; adsorbiert. Um zu bewirken, daß das Übergangsmetalloxid eine größere Menge an SO&sub3; adsorbiert, ist es vorteilhaft, daß ein alkalisches Metall mit einer hohen Affinität zu SO&sub3; neben dem Edelmetall und dem Übergangsmetalloxid ebenfalls anwesend ist. Unter dem Ausdruck "alkalisches Metall" werden hier die Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und seltene Erden-Metalle verstanden.
Die Temperatur der thermischen Zersetzung der Sulfate des Übergangsmetalls liegt im allgemeinen bei etwa 550ºC in oxidierender Atmosphäre. Die übliche Verbrennungstemperatur in Dieselmotoren liegt hauptsächlich im Bereich zwischen 300 und 400ºC, wobei die Temperatur von 550ºC eine Temperatur ist, die sich während des Fahrens dem Zustand der vollständigen Verbrennung annähert. Somit wird es bevorzugt, um eine effiziente Hitzezersetzung des Sulfats des das SO&sub3; adsorbierende Übergangsmetall zu bewirken, dessen Temperatur der thermischen Zersetzung auf den Normalbereich der Dieselmotoren zu senken. Wenn ein Übergangsmetallsulfid ebenfalls anwesend ist, kann die Temperatur der thermischen Zersetzung des Übergangsmetalls erniedrigt werden, und das Sulfat kann in wirksamer Weise innerhalb des normalen Temperaturbereichs zersetzt werden. Vorzugsweise sind die Sulfide solche der gleichen Art des Übergangsmetalls, wie es als Übergangsmetalloxid vorliegt. Wenn zum Beispiel FeO als Übergangsmetalloxid verwendet wird, beträgt die Temperatur der thermischen Zersetzung dieses Sulfats etwa 600ºC. Wenn aber Eisensulfid FeS ebenfalls anwesend ist, sinkt die Temperatur der thermischen Zersetzung auf etwa 400ºC.
Das Übergangsmetallsulfat, das durch Adsorption von SO&sub3; gebildet wird, setzt bei der thermischen Zersetzung SO&sub2; frei und nach der SO&sub2;-Emission geht das Übergangsmetall, wie z. B. Eisen, in den Zustand der höchsten Oxidationszahl über, und zwar von Fe²&spplus; in Fe³&spplus;, wie es aus der folgenden Reaktionsgleichung hervorgeht:
FeO + SO&sub3; → FeSO&sub4; → Fe&sub2;O&sub3; + SO&sub2;
Es ist daher notwendig, daß das Eisen in dessen ursprüngliche Wertigkeit, d. h. Fe²&spplus;, zurückkehrt und ein Elektron aufnimmt. Zu diesem Zweck wird es bevorzugt, daß ein Element ebenfalls anwesend ist, welches bei Zustandsänderung das Elektron abgibt, d. h. ein Element mit einem hohen Bildungsstandard freier Energie oder einem niedrigen Ionisierungspotential. Beispiele solcher Elemente sind Ag, Cu, Sn, K, Zn, Na, Mn, In usw. Zum Beispiel im Fall von Sn wandeln sich Sn und Sn²&spplus; um und geben Elektronen ab mit entsprechender Änderung der Oxidationszahl von Fe, wobei sich Fe in Fe²&spplus; rückbildet, so daß die Fähigkeit SO&sub3; zu adsorbieren gesichert wird.
Wenn Aluminiumoxid als Überzugsschicht als Träger des Katalysatormetalls verwendet wird, reagiert Aluminiumoxid selbst mit SO&sub2;, bildet Aluminiumsulfat [Al&sub2;(SO&sub4;)&sub3;] und gibt SO&sub3; ab. Daher vermindert Aluminiumoxid die Wirkung der Adsorption von SO&sub3; und die Abgabe von SO&sub2; durch das Übergangsmetalloxid. Aus diesem Grunde wird Titandioxid, welches nicht mit SO&sub2; reagiert, für die Überzugsschicht bevorzugt, weil Titandioxid nicht die Form des Sulfats annehmen kann.
Es wird ebenfalls bevorzugt, ein Aluminat anstelle von Aluminiumoxid für die Überzugsschicht zu verwenden, weil Aluminiumoxid mit SO&sub2; reagiert. Das Aluminat ist ein Reaktionsprodukt von Aluminiumoxid und den Oxiden des Alkalimetalls, Erdalkalimetalls, Übergangsmetalls oder seltene Erde-Elements. Weil das Aluminat nicht mit SO&sub2; reagiert, kann die oben beschriebene Schwierigkeit ausgeschaltet und die Wirkung des Übergangsmetalloxids erzielt werden.
Wie oben beschrieben, wird SO&sub2; im Abgas durch das Edelmetall zu SO&sub3; oxidiert und die vorliegende Erfindung nutzt die Fähigkeit des Übergangsmetalloxids aus, SO&sub3; zu adsorbieren und als SO&sub2; freizusetzen. Wenn jedoch SO&sub3; in Auslassnähe des Abgases gebildet wird, besteht nur eine geringere Möglichkeit, daß es mit dem Übergangsmet all in Kontakt kommt, und es liegt die hohe Wahrscheinlichkeit vor, daß SO&sub3; als solches emittiert wird.
Um dieses Problem zu vermeiden wird es bevorzugt, SO&sub3; in der Nähe des Abgaseinlasses des Katalysators zu bilden und dadurch die Wahrscheinlichkeit des Kontaktes mit dem Übergangsmetalloxid während der Passage durch den Katalysator zu erhöhen. Dieses kann durch Erzeugen eines Mengengradienten des Edelmetalls und des Übergangmetalloxids auf dem Träger von der Einströmseite zu der Ausströmseite der Abgaspassage des Katalysators bewirkt werden. Mit anderen Worten befindet sich eine größere Menge des Edelmetalls an der Einströmseite des Katalysators, um so eine größere Menge an SO&sub3; an der Einströmseite zu bilden, und die Menge des Edelmetalls wird allmählich zur Ausströmseite hin vermindert. Auf der anderen Seite wird zur Umsetzung des erhaltenen SO&sub3; die Menge des Übergangmetalloxid allmählich zu der Ausströmseite hin erhöht. In einigen Fällen ist es möglich, einen Katalysator zu verwenden, wobei das Edelmetall und das Übergangsmetall in einem Verhältnis in der Abgaspassage vorliegen, bei dem der Anteil des Übergangmetalloxids von der Einströmseite zu der Ausströmseite höher wird.
Wie oben beschrieben ist die Menge des getragenen Übergangmetalloxid an der Einströmseite des Katalysators größer, während die getragene Menge des Edelmetalls klein ist, oder von diesem überhaupt nichts vorliegt. Daher sinkt die Kapazität der Abgasoxidation an der Ausströmseite und die Abgas-Umsetzungskapazität ist in manchen Fällen nicht ausreichend. Um dieses Problem zu lösen, befindet sich Platin auf der Einströmseite des Katalysators und wenigstens eines der Elemente Rhodium und Palladium mit einer niedrigen Neigung zur Sulfatbildung aber mit Oxidationskapazität als Edelmetall-Hauptkomponente an der Ausströmseite. In einigen Fällen ist es des weiteren möglich, einen Katalysator zu verwenden, bei dem sich als Edelmetall an der Einströmseite der Abgaspassage Platin befindet und an der Ausströmseite Rhodium und/oder Palladium als Hauptkomponente, und das Übergangsmetalloxid neben dem Edelmetall bzw. den Edelmetallen an der Ausströmseite anwesend ist.
Das durch das Übergangsmetalloxid absorbierte Sulfat wird thermisch zersetzt und als SO&sub2; abgegeben. Dieses SO&sub2; kann zum notwendigen Zeitraum emittiert werden, wenn Möglichkeiten zur Temperaturerhöhung des Katalysators geschaffen werden. Der Aufbau einer Reinigungsvorrichtung für Dieselmotorabgase welche mit einer Vorrichtung zur Temperaturerhöhung versehen ist, wird in Fig. 2 gezeigt. In dieser Zeichnung bezeichnet Bezugszeichen 5 einen Dieselmotor, Bezugszeichen 6 ein Auspuffrohr, Bezugszeichen 7 einen Katalysator, Bezugszeichen 8 einen Abgastemperaturmessfühler, Bezugszeichen 9 ein Zuflussdrosselventil und Bezugszeichen 10 ein EGR-Ventil. Das im Motor 5 gebildete Abgas gelangt durch das Abgasrohr 6 zu dem Katalysator 7. In dem Katalysator 7 wird Schwefeloxid im Abgas durch das oben beschriebene Edelmetall zu SO&sub3; oxidiert, und dieses SO&sub3; reagiert mit dem Übergangsmetalloxid und wird als Übergangsmetallsulfat adsorbiert. Wenn die Temperatur des Katalysators hoch ist, wird das so adsorbierte Sulfat thermisch zersetzt und gibt SO&sub2; ab. Wenn die Temperatur nicht hoch ist, verläuft die thermische Zersetzung nicht weiter und die Adsorptionsmenge wächst bis zum Endzustand, SO&sub3; wird nicht mehr adsorbiert und könnte als solches emittiert werden. Somit wird es bevorzugt, die thermische Zersetzung durch angemessenes Erhitzen zu fördern und SO&sub3; als SO&sub2; zu emittieren. Somit wird die Menge an eingespritztem Treibstoff gemessen, und wenn die Summe einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird das Einströmdrosselventil 9 und das EGR-Ventil 10 tätig, so daß die Abgastemperatur ansteigt. Wenn das Einströmdrosselventil 9 z. B. verengt wird, wird in dem Dieselmo tor, in dem die Luft-Treibstoffmischung normalerweise in Über-Mager-Zustand verbrannt wird, ein stoichiometrisches Luft-Brennstoff-Gemisch erreicht, und die Abgastemperatur steigt an. Nachdem die Temperatur über einen vorbestimmten Wert angestiegen ist, wird die Temperatur eine ausreichend lange Zeit aufrecht erhalten, während das Messergebnis des Temperaturfühlers 8 des Auspuffgases verfolgt wird, und auf diese Weise kann das adsorbierte SO&sub3; als SO&sub2; freigesetzt werden. Danach ist der Arbeitsgang beendet.
Fig. 3 zeigt den Aufbau einer anderen Vorrichtung für einen Dieselmotor zur Abgasreinigung. In Fig. 3 bezeichnen die Bezugszeichen 5 bis 8 den Motor, das Abgasrohr, den Katalysator bzw. den Temperaturfühler für das austretende Abgas in gleicher Weise wie in Fig. 2. Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Zugabevorrichtung für Leichtöl. Bei dieser Vorrichtung wird die Menge an in den Motor eingespritzten Treibstoff gemessen, und wenn die Summe einen vorgenannten Wert überschreitet, wird Leichtöl von der Leichtölzugabevorrichtung 11 dem Katalysator 7 zugeführt und verbrannt, wodurch die Katalysatortemperatur ansteigt. In diesem Falle läßt die Zugabe von Leichtöl nicht nur die Temperatur ansteigen, sondern führt auch dem Katalysator HC zu. Wenn z. B. Eisen als Übergangsmetall verwendet wird, wird Fe&sub2;O&sub3; in FeO durch HC nach der Emission von SO&sub2; umgewandelt, und die Adsorption von SO&sub3; wird danach leichter.

Claims

1. Ein Katalysator, welcher einen Träger und eine Überzugsschicht umfasst, die ein Edelmetall und ein Übergangsmetalloxid trägt, zur Reinigung von Kohlenwasserstoffkomponenten in Abgasen von einem Dieselmotor mit einer Abgaspassage, wobei ebenfalls ein Sulfid eines Übergangsmetalles vorliegt, das von dem Edelmetall und dem Übergangsmetalloxid getragen wird.

2. Ein Katalysator nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Element der Gruppe: Ag, Cu, Sn, K, Zn, Na, Mn, und In neben dem Edelmetall und dem Übergangsmetalloxid anwesend ist.

3. Ein Katalysator nach Anspruch 1 oder 2, wobei Titandioxid für die Überzugsschicht, die das Edelmetall und das Übergangsmetalloxid trägt, verwendet wird.

4. Ein Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Aluminat für die Überzugsschicht, die das Edelmetall und das Übergangsmetalloxid trägt, verwendet wird.

5. Ein Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Edelmetall und das Übergangsmetalloxid in einem Verhältnis in der Abgaspassage getragen wird, bei dem der Anteil des Übergangsmetalloxids von der Einströmseite zu der Ausströmseite der Passage höher wird.

6. Ein Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei als Edelmetall an der Einströmseite der Abgaspassage Platin angeordnet ist, und an der Ausströmseite Rhodium und/oder Palladium als Hauptkomponente angeordnet sind, und das Übergangsmetalloxid neben den Edelmetallen bzw neben dem Edelmetall an der Ausströmseite anwesend ist.