DK173944B1 - Fremgangsmåde til filtrering af partikler fra røggas, et røggasfilter og et køretøj - Google Patents

Fremgangsmåde til filtrering af partikler fra røggas, et røggasfilter og et køretøj Download PDF

Info

Publication number
DK173944B1
DK173944B1 DK199002425A DK242590A DK173944B1 DK 173944 B1 DK173944 B1 DK 173944B1 DK 199002425 A DK199002425 A DK 199002425A DK 242590 A DK242590 A DK 242590A DK 173944 B1 DK173944 B1 DK 173944B1
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
filter
blank
porous
particles
flue gas
Prior art date
Application number
DK199002425A
Other languages
English (en)
Other versions
DK242590D0 (da
DK242590A (da
Inventor
Per Stobbe
Original Assignee
Silentor Notox As
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
Priority claimed from DK193988A external-priority patent/DK193988D0/da
Priority claimed from DK465088A external-priority patent/DK465088D0/da
Priority claimed from PCT/DK1989/000083 external-priority patent/WO1989009648A1/en
Application filed by Silentor Notox As filed Critical Silentor Notox As
Priority to DK199002425A priority Critical patent/DK173944B1/da
Publication of DK242590D0 publication Critical patent/DK242590D0/da
Publication of DK242590A publication Critical patent/DK242590A/da
Application granted granted Critical
Publication of DK173944B1 publication Critical patent/DK173944B1/da

Links

Landscapes

  • Filtering Materials (AREA)

Description

i DK 173944 B1
Den foreliggende opfindelse angår filtrering af partikler fra røggas genereret ved forbrænding af fossilt brændsel, såsom kul, fuelolie eller dieselolie. En særlig anvendelse for opfindelsen vil være filtrering af partikler fra udstødningsgasser fra en forbrændingsmotor, især en dieselmotor, der kan være en motor i et køretøj fx en lastbil, 5 et lokomotiv, en flyvemaskine, et skib eller udgøre en arbejdende motor i et kraftværk. Alternativt eller yderligere kan den foreliggende opfindelse finde anvendelse på røggas udsendt fra kraftværker og affaldsforbrændingsanstalter.
Det er velkendt indenfor teknikken at filtrere partikler eller sod fra udstødning eller 10 røggasser genereret ved forbrænding af brændbart materiale såsom kul eller olie, især fuelolie eller dieselolie. Udstødnings- eller røggasfiltre til dieselmotorer tilstræber at filtrere soden fra udstødningen eller røggassen fra dieselmotorer. Udledningen af sod fra dieselmotorer er ikke ønskelig, da overfladen af sodpartiklerne indeholder små mængder absorberede substanser, hvilke sodpartikler og hvilke substanser anses for skadevoldende.
15
Nogle filtre til filtrering af sod fra udstødning og røggas, genereret af dieselmotorer, er lavet af en monolith af porøst keramisk materiale, som består af kanaler med tynde vægge. Kanalerne er parallelle med hinanden og ligger alle i hele længden i den retning udstødningen eller røggassen løber. Kanalerne lukkes skiftevis foroven eller forneden og er 20 ofte åbne og lukkede på skift som I et skakbrætmønster. Hver kanal har således en åben og en lukket ende. I en alternativ udførelsesform kan filtret være snoet I en form som en spiral og danne en gasgennemtrængelig pakke som et stykke bølgepap. Herved ligner dækningen af de individuelle kanaler ikke blot et skakbræt, men også en spiral.
25 Når udstødninger fra en dieselmotor ledes gennem den ovenfor nævnte filtertype, strømmer udstødningen eller røggassen ind i de kanaler, som er åbne på Indgangssiden. Udstødningen eller røggassen tvinges så til at flyde sidelæns gennem de porøse kanalvægge Ind i de tilgrænsende kanaler, som er åbne på udgangssiden. I dette tilfælde vil sodpartiklerne samles I de kanaler, som er åbne på indgangssiden, da de ikke kan passere 30 gennem kanalvæggene. Den opsamlede sod vil afbrændes, nir en vis temperatur er nået, og når en tilstrækkelig koncentration af ilt er tilstede i udstødningen eller røggassen, og filtret vil så regenereres. Mellem to sådanne processer er der en væsentlig forøgelse af udstødnings- eller røggasmodtryk, og dette betyder en øget belastning på filtret. I nogle tilfælde bliver afbrændingen af sod yderst intens. Hvis filtret således har nået en høj 35 temperatur, efterhånden som motoren har arbejdet, og efterhånden som høj udstødningseller røggasstrøm med lavt iltindhold er blevet ledt gennem filtret, og hvis udstødningseller røggasstrømmen dernæst reduceres til lavt flow med højt iltindhold, brændes soden af. Ved denne afbrænding, der skyldes lav gasstrøm, bliver energien, genereret ved afbrændingen, opsamlet i filtret, hvilket resulterer i en ekstrem stigning i temperaturen på 40 filtret, hvilket kan resultere I, at det keramiske materiales smeltepunkt overskrides, og at filteret ødelægges.
Det ovennævnte problem er beskrevet i U.S. patent nr. 4,667,469 ifølge hvis lære hævdes en særlig struktur af det keramiske gasfilter at løse ovennævnte problem. Det har 2 DK 173944 B1 imidlertid vist sig, at gasfiltre konstrueret i overensstemmelse med den ovennævnte U.S. patents lære, stadig er udsatte for ødelæggelse under afbrænding af soden.
U.S. patenter nr. 4,436,538 og 4,604,869, omhandler alternative keramiske gasfilterstruk-5 turer. Fælles for de kendte gasfiltre, som er baseret på keramiske materialer, er det faktum, at gasfiltrene er meget udsatte for ødelæggelse ved afbrænding af soden, der er opsamlet i gas-filtrene. Yderligere har de kendte gasfiltre, som er baseret pi keramiske materialer, en yderst lav mekanisk styrke. Det har således vist sig, at en Corning gas-filterskive, som udgør en komponent af gasfiltret beskrevet i U.S patent 4,667,469, er 10 meget skør og har en meget lav trækstyrke.
JP-A-57110311, JP-A-58143817 og US-A-4813231 omhandler ligeledes forskellige typer af filtre fremstillet af SiC. JP 58143817 angår især et honeycomb-prindp og beskriver den kendte anvendelse af yderst fine siliciumcarbidpartikler. Den aktive porestruktur i det 15 færdige filter tilvejebringes ved hjælp af et "poredannende middel", fx grafitpartikler med en diameter på 25 μηη.
JP 55 137 022 omhandler et filter dannet ved at forme kvartssand eller siliciumcarbidpartikler med specielt arrangeret partikelstørrelse til en porøs cylinder med 20 bund ved hjælp af en ildfast binder, fx vandglas. Ved det princip, der beskrives i JP 55 137 022, dannes i tilfælde af siliciumcarbidpartikler et heterogent materiale, hvor binderfasen I henhold til senere erfaringer skaber problemer ved fx at krystallisere, skabe volumenændringer, reagere og give spændinger og revnedannelse og ligeledes på grund af afvigende termisk udvidelse give spændinger og revnedannelse.
25
Et formål med denne opfindelse er at tilvejebringe en fremgangsmåde til filtrering af gaspartikler fra røggas, og et røggasfilter, ved hjælp af hvilke de ovennævnte afbrændingsproblemer løses.
30 En fordel ved den foreliggende opfindelse, sammenlignet med de kendte keramiske gas-filterstrukturer, som i øjeblikket er meget dyre, er det faktum at røg- eller gasfilteret, ifølge opfindelsen kan fremstilles af ret billige materialer og, som følge deraf, sælges til en lav pris ved hjælp af meget enkle fremstillingsprocesser velkendte som sådan Indenfor området.
35
En yderligere fordel ved den foreliggende opfindelse, sammenlignet med de kendte keramiske gasfilterstrukturer, som har meget lav mekanisk styrke, er det faktum, at røggasfilteret, ifølge opfindelsen, har en høj mekanisk styrke, hvilket gør det muligt at fremstille filtersamlinger, som er større end filtersamlinger fremstillet af kendte keramiske 40 filterstrukturer. Kendte keramiske strukturer eller keramiske filtersamlinger er således vanskelige at fremstille med et volumen større end 2,5 liter, eftersom større strukturer bliver for skøre og kan ødelægges ved udsættelse for vibrationer, såsom vibrationer genereret i et køretøj. I modsætning til disse kendte filtersamlinger, kan gasfilteret ifølge 3 DK 173944 B1 opfindelsen bruges i samlinger afen størrelse på mindst 20-30 liter. Opfindelsen gør det således muligt at fremstille store samleenheder.
En anden fordel ved opfindelsen, sammenlignet med de kendte keramiske 5 gasfilterstrukturer, som har meget lave varmeledningsevner og meget lave varmeudvidel-seskoefficlenter, er det faktum, at i modsætning til de kendte keramiske gasfilterstrukturer, som kræver en sofistikeret indpakning, kan røggasfilteret ifølge opfindelsen let indpakkes i fx en lav legering rustfri ståldåse eller -Indpakning eller i en anden dåse eller Indpakning af et andet passende metallisk materiale.
10
Ifølge opfindelsen opnås de ovennævnte og andre formål, særpræg og fordele ved en fremgangsmåde til fremstilling af et porøst filterlegeme, hvor man blander SiC-partikler med en partikelstørrelse på 75-170 μπη, et "grønt" eller flygtigt bindemiddel, et plasticitetseller viskositetsregulerende middel og et opløsningsmiddel til fremstilling af en plastisk 15 pasta, ekstruderer pastaen til dannelse af et ekstruderet "grønt" legeme og sintrer det ekstruderede legeme til fremstilling af et filterlegeme, hvorved der dannes en permanent eller keramisk binder, hvilket filterlegeme har en maksimal porestørrelse pi 10-100 μΓη, en varmeledningsevne på mindst 5 W/(m2K) og en porøsitet på 30-60%.
20 Basis for den tekniske løsning på ovennævnte problem er den forståelse, at ophobningen af energi gennem afbrænding af partikler, opsamlet i det porøse fiiteremne, kan elimineres eller reduceres ved at fremstille det porøse filteremne af et materiale med en høj varmeledningsevne til at lede eller sprede den varme, som er genereret lokalt ved afbrændingen af partikler, opsamlet i det porøse filteremne, gennem det porøse filteremne 25 for at reducere den lokale temperaturstigning, opstået i det porøse filteremne ved afbrænding, og som følge heraf at reducere de termiske spændinger, som det porøse filteremne lokalt udsættes for i en sådan grad at en ødelæggelse af det porøse filteremne elimineres.
30 Et særligt aspekt ved opfindelsen vedrører en regenereringsteknik. I overensstemmelse med en foretrukket udførelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, sker afbrændingen af partiklerne således gennem opvarmning af det porøse filteremne til en sådan temperatur, at partiklerne afbrændes.
35 Det porøse filteremne kan således lede varme fra en ekstern varmekilde eller kan lede en elektrisk strøm, som opvarmer filteremnet, for at fremkalde opvarmning af filteremnet. Temperaturen, ved hvilken kul oxideres i atmosfæren til kulmonoxid, er ca. 500°C, mens temperaturen, ved hvilken kulpartikler, Indeholdt i udstødning eller røggas fra fx en dieselmotor, oxideres, er ca, 500-550eC. Som en konsekvens heraf bør det porøse 40 filteremne ifølge opfindelsen være af et materiale som kan modstå opvarmning til en temperatur på mindst 550°C eller mere, såsom 600eC, med mindre oxideringstempera-turen nedsættes gennem anvendelse af en kuloxideringskatalysator fx vanadiumpentoxld,
Fe203, andre ferrooxlder eller kobberoxider, ved hvilke kuloxideringstemperaturen DK 173944 B1 4 reduceres til ca. 350-450°C. Følgelig biiver temperaturen, forudsat at en kuloxideringskatalysator anvendes, til hvilken filteremnet opvarmes, i overensstemmelse med regenereringsaspektet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, omkring 300-600°C, fortrinsvis 300-450°C.
5
Den ovennævnte regenerering af filteret ifølge opfindelsen, ved opvarmning af det porøse filteremne til en sådan temperatur, at partikler, opsamlet i det porøse filteremne, afbrændes, kan, hvilket foretrækkes, foretages periodisk, og det foretrækkes også, at den ovennævnte handling med at lede røggassen gennem filteret foretages periodisk, så at i 10 det mindste to porøse filteremner anvendes, af hvilke den ene bruges til filtrering af partikler fra røggas ved at lede røggassen gennem dette, mens det andet porøse filteremne regenereres ved at opvarme dette til en temperatur, der afstedkommer afbrændingen af partikler opsamlet deri. Efter en tidsperiode, der udgør en operationscyklus, regenereres det første porøse filteremne, og det andet porøse filteremne anvendes til at filtrere par-15 tikler fra røggassen ved at lede røggassen gennem dette.
Det må Imidlertid understreges, at den periodiske regenerering af de porøse filteremner ifølge fremgangsmåden ifølge opfindelsen, ikke er begrænset til et sæt af porøse filteremner omfattende mindst to porøse filteremner, da et enkelt porøst filteremne 20 periodisk kan opvarmes til en temperatur, ved hvilken partikler opsamlet heri afbrændes, mens røggassen stadig ledes gennem det porøse filteremne, eller mens det porøse filteremne ikke er i funktion (den partikelgenererende motor eller -værk, hvis udstødning eller røggas ledes gennem det porøse filteremne, ikke er i drift). Endvidere kan der under regenereringen af det porøse filteremne ifølge fremgangsmåden ifølge opfindelsen, intro-25 duceres ilt i det porøse filteremne for at accelerere afbrændingen af partiklerne opsamlet heri, eller en kemisk komponent, der fremmer eller katalyserer afbrændingen af partiklerne, kan bruges, yderligere kan foropvarmet luft introduceres i det porøse filteremne for at bevirke afbrænding af partiklerne opsamlet i det porøse filteremne, hvilket, i overensstemmelse med den alternative fremgangsmåde ifølge opfindelsen og i over-30 ensstemmelse med læren i opfindelsen, tjener det formål at lede varmen, genereret lokalt ved afbrænding af partiklerne, igennem det porøse filteremne for at eliminere risikoen for at skade det porøse filteremne gennem en lokal overdreven udsættelse for ekstremt høje temperaturer.
35 I overensstemmelse med en yderligere udførelsesform af fremgangsmåden ifølge opfindelsen regenereres eller renses det porøse filteremne ved at lede en rensende luftstrøm igennem i modsat retning af den retning, røggassen ledes igennem, således at størstedelen af partiklerne opsamlet i det porøse filteremne, blæses tilbage i en returstrøm.
40
Det er kendt indenfor det tekniske område for plastiske materialer at anvende stive metalfiltre til at filtrere en masse af plastisk materiale. Indenfor dette tekniske område er der udviklet en mangfoldighed af stive metalfiltre, som tjener det formål at frembringe et filter, der er I stand til at modstå en høj trykgradient gennem en Indbygget høj mekanisk 5 DK 173944 B1 styrke i det stive metalfilter. Således omtales der i U.S. patenter nr. 3,620,690, 3,788,486 og 3,940,269, en sintret austenitisk-ferritisk krom-nikkelstållegering, et stift filter til at filtrere en smeltet termoplastisk harpiks, foruden en proces til at blande pulverformigt austenitisk krom-nikkelstål. Ifølge teknikkerne beskrevet i disse U.S. patenter kan der 5 fremstilles produkter med lav massefylde, hvilke hævdes at være særlig anvendelige som filterelementer. Man må imidlertid bemærke, at filtrene beskrevet i disse U.S. patenter kun tager lidt eller intet hensyn til varmeledningsevnen hos metalfilter-elementeme, og yderligere ikke tager hensyn til det ovennævnte afbrændingsproblem.
10 Det porøse filteremne fra røggasfilteret følge opfindelsen kan med fordel anvendes i overensstemmelse med kendte teknikker indenfor området som sådan, såsom teknikkerne beskrevet i ovennævnte U.S. patenter nr. 3,620,690, 3,940,269 og 3,788,486 og yderligere i overensstemmelse med teknikkerne beskrevet i adskillige referencer såsom de følgende U.S. patenter nr. 2,792,302, 2,709,651, 2,902,363, 2,593,943, 3,223,523, 15 3,836,302 og 3,919,384.
Porøse filteremner kan således ifølge disse teknikker fremstilles af pulver af metalmaterialer eller metallignende materialer ved forskellige processer inklusive den velkendte kold kompaktionsproces med eller uden en flygtig poredannende komponent 20 såsom fibre eller kugler af plastisk materiale, såsom organiske polymere materialer, f.ex. silicium sammensætninger, polypropylen eller polystyren, og efterfølgende sintring og den såkaldte intet-tryk sintringsmetode. Alternativt kan det porøse filteremne fremstilles ved en støbeproces, fx en sprøjtestøbeproces i hvilken en form af plastisk materiale eller voks anvendes. Efter at formen er fyldt med det partikelformige metal eller metallignende 25 materiale, smeltes eller brændes det plastiske materiale eller voksen bort. Materialet kan hældes i formen I flydende form indeholdende en flygtig væske og/eller et flydende eller fast bindemiddel. Yderligere kan det porøse filteremne fremstilles ved en ekstrude-ringsproces, fx I overensstemmelse med teknikkerne beskrevet i de ovennævnte U.S. patenter nr. 3,836,302 og 3,919,384. Det er også kendt at blande metalpulver med et 30 bindemiddel, idet man enten mildt solidificerer blandingen og/eller liniært presser blandingen sammen isostatisk og sintrer blandingen og ved denne sintringsproces fjerner eller solidificerer bindemidlet, så metal pulveret bindes sammen. I de ovennævnte U.S. patenter omtales talrige materialer og bindemidler. Disse metoder finder anvendelse I fremstillingen af partikelformige porøse artikler, og udvælgelsen af de optimale 35 fremgangsmådeparametre, etc. til en anvendelse er afhængig af størrelsen af det emne, der skal fremstilles, dets konturer, dimensioner, porøsitet og/eller gennemtrængelighed, mekaniske styrke og varmeledningsevne.
I en rapport "Technical and Economic Evaluation of a Cold Isostatic Pressing Technique and 40 Examination of the Pre-green Specimen Process" udgivet af Teknologisk Institut,
Afdelingen for Industriel Metallurgy Teknologisk Institut, Tåstrup, Danmark dateret februar, 1987 omtales aspekter ved en fremgangsmåde til fremstilling af prøver eller produkter på basis af pulvermaterialer. Rapporten sigter hovedsagelig på produkter af høj kompakthed, men teknikken, beskrevet I omtalte rapport kan, på en enkel måde, gennem 6 DK 173944 B1 reduktion af det statiske tryk til en meget lav trykværdi, tilpasses produktionen af et højporøst filteremne i et røggasfilter ifølge opfindelsen.
I det tyske patent nr. 34 40 202 og i de publicerede tyske patentansøgninger nr. 32 32 5 729 og 34 38 217 omtales interessante kuloxideringskatalysatorer, nemlig zirkoniumoxid-klorid (ZrOCI2), lithiumoxid (Li20) og vanadiumpentoxid (V205). Katalysatoren kan således udgøre en komponent af filteremnet eller udgøre en belægning på emnet. Det menes således, at opfindelsens porøse filterkoncept gør det muligt at udvælge kuloxideringskatalysatorer, som er forskellige fra de kuloxideringskatalysatorer, der hidtil er brugt i 10 forbindelse med røggasfiltre lavet af keramiske materialer, da de katalysatorer, som er forenelige med et emne af SiC er forskellige fra de katalysatorer, som er forenelige med eller kan bruges i forbindelse med kendte keramiske filtre.
Filteret ifølge opfindelsen kan udføres i talrige størrelser og strukturer, såsom de strukturer 15 der er beskrevet i de ovenfor nævnte referencer. I den foretrukne udførelse af filteret ifølge opfindelsen har det porøse filteremne en røggasindgangsflade og en modsat rettet røggasudgangsflade, et første sæt af et stort antal blinde filtreringshuiler, der fra Indgangsfladen og i hovedsagen vinkelret på denne strækker sig ind i emnet, og et andet sæt af et stort antal blinde filtreringshuller, der fra udgangsfladen og i hovedsagen 20 vinkelret på denne strækker sig ind i emnet, og at det første og andet sæt filtrerlngshuller strækker sig ved siden af hinanden og adskilt fra hinanden.
Alternativt eller yderligere kan det porøse filteremne i filteret ifølge opfindelsen have skillevægge af struktur som et bikagemønster, eller det porøse filteremne kan have en 25 rørformet struktur. I overensstemmelse med en yderligere eller alternativ udførelse af røggasfilteret ifølge opfindelsen udgøres det porøse filteremne af en cirkulær plade af en tykkelse som er meget mindre, adskillige faktorer af ti, end diameteren af pladen. De ovenfor beskrevne udførelser af filteremnet er yderst fordelagtige udførelser til filtrering af partikler eller sod fra udstødningsgas fra dieselmotorer, såsom dieselmotorer på køretøjer.
30
Partiklerne, der filtreres fra røggas fra dieselmotorer omfatter hovedsagelig kul, men inkluderer yderligere, som Indikeret ovenfor, additiver opstået fra additiver til dieselolien, additiver fra smøremidler og materialer eller partikler opstået ved slid på motoren.
Oprindelsen af partiklerne kendes ikke med sikkerhed, men en spektroskopisk analyse af 35 partikler fra en dieselmotor afslører, at partiklerne indeholder bl.a.: Li, B, C, F, Na, Mg, Al,
Si, P, S ,CI, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, og Zn. Partiklerne fra en dieselmotor er yderst små, således er mere end 50% af alle partikler mindre end 0,5 pm og har en vægtfylde på 0,05-0,1 g/cm3. En yderligere analyse af partiklerne afslører, at det opløselige organiske indhold af partiklerne er 5-20 volumen%, i nogle tilfælde endog op til 90%, 40 indholdet af brint er 0-2%, Indholdet af kul er 70-90% og indholdet af aske er 0,2%.
Partiklernes form er irregulær og definerer et meget stort overfladeareal. Partiklerne er således meget porøse og har en blød overflade.
7 DK 173944 B1
Af ovennævnte ses det, at partiklerne, der filtreres fra røggassen fra en dieselmotor, ikke kun er kulpartikler, som kan oxideres til kulmonoxid og yderligere, ved hjælp af fx en platinkatalysator, som det er velkendt på området, kan oxideres til kuldioxid. Noget af indholdet i partiklerne bliver imidlertid i filteremnet og resulterer i tilstopning af 5 filteremnet. Derfor regner man med, at et filter ifølge opfindelsen, har en begrænset levetid på ca. 3000-4000 timer svarende til 100.000-150.000 km kørt af et køretøj med en dieselmotor.
Som indikeret ovenfor regner man med, at røggasfilteret ifølge opfindelsen, finder 10 anvendelse indenfor området vedrørende filtrering af partikler fra røggas genereret i kraftværker, affaldsforbrændingsanlæg, etc. gennem forbrænding af brændbart materiale, såsom fossilt brændsel, f.ex. kul, fuelolie eller dieselolie eller affald. På nuværende tidspunkt Filtreres røggas, genereret i kraftværker, ved hjælp af elektrostatiske filtre, posefiltre eller textil-filtre omfattende membraner fremstillet af plastmateriale, såsom 15 glasfiberharpiks, teflon, dralon, etc., som imidlertid ikke kan modstå temperaturer på over ca. 200°C, og såkaldte multi-cyklon filtre. I modsætning til disse kendte filtre anses filteret ifølge opfindelsen for at udgøre et effektivt middel til filtrering af partikler fra røggas genereret i kraftværker eller affaldsforbrændingsanlæg. Ved denne anvendelse bør man foretrække en udgave af filteret, i hvilken det porøse filteremne er af en rørformet 20 struktur, gennem hvis ydre væg røggassen ledes. Det er at foretrække, at flere filteremner af rørformet struktur anvendes I en filtersammensætning i et røggasfilter, som anvendes i et værk af ovennævnte type.
SiC-materlalet kan bindes sammen direkte, f.ex. ved anvendelse af tryk eller varme, f.ex.
25 genereret ved en elektrisk strøm, eller blot ved opvarmning af materialet, eller alternativt eller yderligere kan materialet bindes sammen ved hjælp af et bindemiddel. I de ovenfor nævnte referencer omtales en mangfoldighed af bindemidler, og som det bindemiddel, der skal bruges i forbindelse med det partikelformige materiale, bundet sammen i det porøse filteremne i røggasfilteret ifølge opfindelsen, foretrækkes en binder, som aktiveres ved høj 30 temperatur påvirkning, fortrinsvis en påvirkning af en temperatur på 1000-2000°C, fortrinsvis 1400-1900°C, eller et varmeflygtigt bindemiddel, såsom en varmeaktiveret lim. Eksempler på sådanne bindemidler er elastomere, termoplastiske eller syntetiske polymere materialer eller på området velkendte harpiksbaserede bindemidler. Alternativt kan bindemidlet være et metal såsom molybdæn, tin, eller et metal fremkommet ved reduktion 35 af et metalsalt, idet materialet bindes sammen i det porøse filteremne. Alternativt eller yderligere kan bindemidlet være et silikat, såsom ler eller hydreret aluminiumsilikat (AI203*2Si02«2H20) eller en anden metalsilikatkomposition, f.ex. kalium- eller natriumsllicat, som er et på området velkendt bindemiddel, f.ex. beskrevet og diskuteret i ovennævnte artikel udgivet af Teknologisk Institut/Afdelingen for Industriel Metallurgy og 40 yderligere I det ovennævnte U.S. patent No. 4,604,869. Yderligere antages en kiselsyre-ester at være et fordelagtigt bindemiddel.
Som indikeret ovenfor kan det partikelformige SiC, i overensstemmelse med teknikkerne beskrevet i ovennævnte referencer, bindes sammen i en sintringsproces. I høj-tempera- 8 DK 173944 B1 tursintringsprocessen sker sintringen helst i en atmosfære af N2 eller en Inert atmosfære, såsom He eller Ar eller i atmosfæren. Ydermere kan det partikelformige SiC gøres kompakt forud for sintringsprocessen ved at udsætte materialet for tryk i en såkaldt isostatisk sammenpresning, i hvilken proces materialet yderligere kan udsættes for varme.
5
Opfindelsen vil nu blive beskrevet yderligere med reference til tegningen, hvor
Fig. 1 viser en delvis gennemskåret udførelsesform af røggasfilteret ifølge opfindelsen, set i perspektiv, omfattende en første udførelsesform af et porøst filteremne huset i en 10 beholder.
Fig. 2 viser et skematisk billede af en anden udførelsesform af et porøst filteremne set i perspektiv.
15 Fig. 3 er en generel skematisk illustration af et sæt røggasfiltre forbundet til en udstødning eller en røggasudgangsledning fra en dieselmotor, og viser operationscyklus-og regenereringscyklus-konceptet i opfindelsen.
Fig. 4 viser, set i perspektiv, en delvis gennemskåret tredje udførelsesform af et porøst 20 filteremne ifølge opfindelsen.
Fig. 5 viser, set i perspektiv, et skematisk billede afen del af det porøse filteremne vist i Fig. 4.
25 Fig. 6 viser, set i perspektiv, et delvist gennemskåret billede af en alternativ fjerde udførelsesform af et røggasfilter ifølge opfindelsen, og
Fig. 7 er et skematisk billede af en lastbil omfattende et røggasfilter ifølge opfindelsen.
30 Fig. 8 viser en sammenlignende test mellem et filter ifølge opfindelsen og en kendt filtertype.
I Fig. 1 vises et porøst filteremne 10, som omfatter SiC og har en foretrukket porøsitet på ca. mindst 70 % og en maksimum porestørrelse på ca. 35 pm. Emnet 10 har helst en 35 varmelednlngsevne på over 5 W/mK, såsom en varmeledningsevne på 5-100 W/mK, fortrinsvis omkring 5-40 W/mK. Emnet 10 er grundlæggende af cirkulær, cylindrisk form og har til venstre en cirkulær Indgangsside overflade 12, fra hvilken en mangfoldighed af blinde filtreringshuller strækker sig vinkelret ind i emnet 10. Fra overfladen i den modsatte side eller ende af emnet 10, hvis sideoverflade udgør en udgangsende som ikke er vist på 40 Fig. 1, strækker en yderligere mangfoldighed af blinde filtreringskanaler sig vinkelret Ind i emnet 10. Ved den ovennævnte udgangsende på emnet 10 er emnet 10 forsynet med en perifer fortykkelse 16, som passer I en ydre indkapsling 18. Fortykkelsen 16 tjener det formål at lede emnet 10 inde i indkapslingen 18 for at gøre det muligt at montere og 9 DK 173944 B1 afmontere emnet 10 i forhold til indkapslingen 18, selv hvis emnet 10 er blevet lettere deformeret ved at have været udsat for termiske spændinger eller høje temperaturer.
I Fig. 2 vises en anden udførelsesform af et filteremne eller snarere en udførelse af en 5 filteremnesamling omfattende en mangfoldighed af cirkulære porøse metalfilterplader fremstillet af partikelformigt SiC, hvis plader 20 er forsynede med centrale åbninger 22.
I Fig. 3 er to sæt af cirkulære, porøse filterplader 20 arrangeret i en første røggasfiltersamling 24 og en anden røggasfiltersamling 26.1 den første røggasfiltersamllng 10 24 er arrangeret to temperaturdetektorer 32 og 34, og I den anden røggasfiltersamling 26 er arrangeret to temperatur detektorer 36 og 38. Temperaturdetektorerne 32, 34, 36 og 38 er forbundet til en elektrisk styreblok 40, som igen er forbundet til et elektrisk varmeapparat eller varmeelement 28 monteret inde i samlingen 24, som strækker sig gennem de centrale cirkulære åbninger 22 i pladerne 20 1 samlingen 24. Ligeledes er et 15 elektrisk varmeapparat eller varmelement 30 monteret i røggasfilteret 26. Som det vil fremgå af beskrivelsen og ydermere af Fig. 3, er samlingerne 24 og 26 identiske.
Samlingerne 24 og 26 er monteret i udstødnings- eller røggasledninger forbundet med en udstødningskanal 43 fra en dieselmotor 54. Motoren 54 kan udgøre en motor i en bus, sporvogn, lastbil, lokomotiv eller andet køretøj. Udstødningen eller røggassen genereret 20 ved motoren 54 og udstødt gennem udstødningskanalen 43 ledes ved hjælp af ledende element 49 til en første indgangskanal 44, som er forbundet med en indgang I samlingen 24 eller alternativt, som vist i Fig. 3, ledes til en anden indgangskanal 46, som er forbundet med en indgang I samlingen 26. En første udgangskanal 45 er forbundet med en udgang af samlingen 24, og en anden udgangskanal 47 er forbundet med en udgang af 25 samlingen 26, hvilke udgangskanaler 45 og 47 er forbundet med en fælles udgangskanal 48.1 udstødningskanalen 43 fra motoren 54 er monteret en temperaturføler og en trykføler, som er forbundet med styreblokken 40 gennem ledningerne henholdsvis 50 og 52. På en udgangsaksel I motoren 54 er monteret en remskive 56, som er forbundet med en remskive på en elektrisk generatoraksel 62 ved en rem. Den elektriske generator 62 er 30 forbundet med styreblokken 40. Blokken 40 kan yderligere eller alternativt være forbundet til elektricitetsnettet gennem elektricitetstermi-naler 63 og 64 for at modtage elektricitet fra elektricitetsnettet såsom en 380 V, 50 Hz elektrisk strøm.
Når udstødnings- eller røggasrensningen eller filtreringssystemet, vist i Fig. 3, er Igang, 35 skiftes filtreringen af udstødningen eller røggassen periodisk fra en af samlingerne 24 og 26 til den anden. Skiftet kan være tidskontrolleret, således at styreblokken 40 efter en specifik tidsperiode fremkalder et skift fra filtrering ved hjælp af samlingen 24 til filtrering ved hjælp af samlingen 26 eller omvendt. Alternativt kan tiden for et skift fra en samling til en anden kontrolleres af styreblokken 40 bestemt gennem trykdetektoren forbundet med 40 styreblokken 40 gennem en ledning 52, således at en for stor øgning i trykket fra udstødningskanalen 43 resulterer i et skift fra den filtersamling, der er i brug til filtrering af udstødning eller røggas til den anden filtersamling. Alternative operationelle rutiner vil være Indlysende for en person med almindelig Indsigt indenfor området.
10 DK 173944 B1
Mens filtersamlingen 26 bruges til filtrering af partikler og additiver fra udstødning eller røggas genereret ved motoren 54 ved hjælp af pladerne 20, regenereres eller renses den første filtersamling 24 på et tidspunkt, mens filtersamlingen 26 er i brug, ved afbrænding af partikler, som hovedsagelig omfatter kul, og som er opsamlet på pladerne 20 i 5 filtersamiingen. Afbrændingen af kulpartikler sættes igang ved tilgangen af varme til filtersamlingen 24 eller mere præcist, i udførelsen vist i Fig. 3, ved tilgangen af varme til pladerne 20 i filtersamlingen 24, en varme genereret af det elektriske varmeapparat 28, som modtager elektrisk strøm fra generatoren 62 eller alternativt fra elektricitetsnettet gennem terminalerne 63 og 64. Den elektriske generator tjener det formål i ethvert til-10 fælde at give elektrisk strøm til en batteripakke på styreblokken 40, hvilken batteripakke igen forsyner de elektroniske og elektriske kontrolmidler på blokken 40 med elektrisk strøm. Man kan også vælge, at lade styreblokken 40 kontrollere den elektriske generator 62 og skifte den elektriske generator 62 mellem en første og en anden operationstiistand.
Ved den første operationstilstand forsyner generatoren 62 udelukkende den ovennævnte 15 batteripakke med strøm. Ved den anden operationstilstand forsyner den elektriske generator et af de elektriske varmeapparater 28 og 30 med strøm til regenerering af filtersamlingeme henholdsvis 24 og 26.
Varmen, der afgives af fx det elektriske varmeapparat 28 til de porøse plader 20 1 20 samlingen 24, ledes af pladerne 20 til partiklerne opsamlet af disse plader, og partiklerne afbrændes ved en specifik temperatur. Ved afbrændingen af kul og andet brændbart Indhold af partiklerne, såsom visse kvælstof- og kulhydroxydforbindelser, udvikles yderligere varme, hvilken yderligere varme ledes gennem pladerne 20 og derfra til indkapslingen om filtersamlingen 24 og videre til omgivelserne. Den pludselige forhøjelse af temperaturen, 25 som skyldes afbrændingen af de brændbare partikler, detekteres af temperaturfølerne I samlingerne, såsom temperaturdetektorerne 32 og 34 i samlingen 24. Ved detektionen af temperaturforhøjelsen slukker styreblokken 40 varmeelementet, varmelementet 28 i samlingen 24 eller alternativt varmeelementet 30 i samlingen 26, alt efter hvilket varmeelement der bruges til regenerering af den pågældende filtersamling.
30
Det påpeges, at den ovenfor nævnte regenereringsproces, som er beskrevet med reference til Fig. 3, kan udføres med enhver udførelse af røggasfilteret ifølge opfindelsen og enhver udførelse af det porøse filteremne karakteristisk for opfindelsen, såsom den første udgave, vist i Fig. 1, og alternative udgaver, som beskrives herunder med reference 35 til Fig. 4-6.
I Fig. 4 vises en tredje udførelsesform af et porøst filteremne Ifølge opfindelsen, hvilken udførelsesform i sin helhed er givet referencenummeret 70. Det porøse filteremne 70 er grundlæggende afen bikagestruktur fremstillet ved en ekstruderingsproces, som beskrives 40 mere detaljeret nedenfor i Eksempel 1. Det porøse filteremne 70 har en ydre væg 86 af form som en cirkulær, cylindrisk ydre væg. I dets længderetning strækker en mangfoldighed af gennemgående kanaler sig fra en ende, vist i Fig. 4, til den modsatte ende af det cirkulære, cylindriske emne 70, af hvilke kanaler den ene er givet referencenummeret 72. Kanalen 72 er åben ved enden vist i Fig. 4 og blokeret af en plade 11 DK 173944 B1 ved den modsatte ende, som ikke vises i Fig. 4. Kanalerne ved siden af kanalen 72 er, modsat kanal 72, blokeret af pladerne 74 ved enderne vist i Fig. 4. Disse tilgrænsende kanaler er imidlertid åbne ved deres modsatte ender, som Ikke vises i Fig. 4. En porøs skillevæg, som strækker sig på langs indeni det porøse filteremne 70, er givet 5 referencenummeret 76. Pladerne 74 kan være porøse eller ikke porøse plader.
I Fig. 5 vises en del af den porøse bikagefilteremnestruktur 70, vist i Fig. 4, i en forstørret målestok. Kanalen 72 vises således I Fig. 5 defineret af modsatte skillevægge 76 og 78 og blokeret ved dens nedre ende af filterpladen 74. Af Fig. 5 ses det yderligere, at kanalerne 10 ved siden af kanalen 72 blokeres ved deres øvre ender af filterpladerne 74. J Fig. 5 udgør den øvre ende af de lodrette kanaler en røggasindgangsende, gennem hvilken partikelindeholdende røggas ledes, som vist ved en pil 80. Pilen 80 illustrerer retningen langs hvilken røggassen ledes eller føres ind i det porøse filteremne. Partiklerne, der er ledt ind i det porøse filteremne, er illustreret ved prikker, af hvilken en er givet referencenummeret 15 82. Partiklerne fanges af skillevæggene 76 og 78 og yderligere af filterpladerne 74, efterhånden som røggasstrømmen tvinges gennem skillevæggene 76 og 78 i det porøse filteremne, som det angives af pilene, af hvilke den ene er givet referencenummeret 84.
Efter at være blevet tvunget gennem skillevæggene 76 og 78 indeholder røggassen ikke i væsentlig grad partikler eller sod.
20 I Fig. 6 vises en fjerde udførelse af et porøst filteremne indeholdt i et røggasfilter med referencenummeret 90. Røggasfilteret omfatter en ydre indkapsling eller hus, som er delvist skåret bort, og som ender I en rørlignende komponent 92 for forbindelse til et udstødningsrør. Indeni Indkapslingen sidder en mangfoldighed af hule rørlignende porøse 25 filterelementer, som udgør en fjerde udførelse af det porøse filteremne ifølge opfindelsen, hvoraf et af disse elementer har fået referencenummeret 94. Hvert element 94 er ved dets øvre ende, vist i Fig. 6, blokeret afen cirkulær plade 96. Pladerne 96 er understøttet af en gitterstruktur 100. En vægsektion 98 af elementet 94 vises i forstørret målestok ved 99, hvor man ser elementets porøse struktur. Enderne på de rørlignende porøse filter-30 elementer, modsat enderne vist i Fig. 6, er ikke blokerede, og udgør indgange eller udgange, gennem hvilke røggas ledes. Da de øvre ender, vist i Fig. 6, er blokeret, tvinges røggassen under operationen gennem de porøse rørlignende vægge I de hule rørlignende porøse filterelementer. En keramisk fiberspiralfælde af en struktur magen til røggasfilteret 90, vist i Fig. 6, omtales i SAE (Society of Automotive Engineers) tidsskriftet No. 870011 35 med titlen "Urban Bus Application of a Ceramic Fiber Coil Particulate Trap", af Η.O.
Hardenberg, Daimler-Benz AG, Stuttgart, Tyskland.
I Fig. 7 vises et køretøj med referencenummeret 120 I sin helhed. Køretøjet 120 omfatter et stel 122, hvorpå for- og baghjulene, henholdsvis 124 og 126, hviler. En førerkabine 128 40 hviler yderligere på stellet 122, som også bærer en dieselmotor 130, fra hvilken et udstødningsrør 132 strækker sig og er forbundet med et forbrændingsgas- eller røggasfilter 134 ifølge opfindelsen. Forbrændingsgasfilteret 134 kan udføres i henhold til ethvert af de principper, som er beskrevet ovenfor, dog helst som en porøs filteremnestruktur af bikagetypen vist i Fig. 4 og 5.
12 DK 173944 B1 EKSEMPEL 1 65% SiC-pulver, af kvalitet SIKA III med en renhed på 99,4% og med kornstørrelse i 5 Intervallet 75-170 pm produceret af Ahrendal i Norge, og 2 vægtprocent meget finkornet Alfa SiC med en kornstørrelse pi 0,1-10 pm, kvalitet A 10-20 eller B 10-20 fra Herman C.
Starck blev tørblandet i en blandemaskine med 8 vægtprocent methylcellulose af typen MH 300 fra Hoechst. Efter 15 minutters blandetid var homogent et pulver opnået, hvorefter der tilsattes 10 vægtprocent vand og 15 vægtprocent ethanol, og blandingen blev 10 yderligere blandet i 15 minutter.
Den opnåede homogene masse var kendetegnet ved stor stivhed og viskositet, og den var findelt i klumper på ca. 10-50 gram og var ikke klæbende. Pulversammensætningen gav maksimal pakning af materialet uden at det forhindrede plastisk formgivning vha.
15 ekstrudering.
På en Handle 80 mm vakuum ekstruder, der var udrustet med et til formålet fremstillet ekstruderhoved med ca. 500 kanaler og forbundne huller, blev en kontinuert stang af et såkaldt cirkulært honeycombemne presset ud ved et ekstrudertryk på 10-25 bar.
20 Diameteren på emnet var 85 mm og af stangen blev skåret et stykke med en længde pi ca. 200 mm. Kanaltværsnittet var 2,5x2,5 mm og vægtykkelserne var alle ca. 1,0 mm.
Det fremstillede "grønne" emne blev tørret over 3 døgn vha. gennemblæsnlng af 5-15 liter atmosfærisk luft i minuttet ved en temperatur på 20°C.
25
Filteremnet, der efter tørring havde en stor mekanisk styrke, blev i begge ender rettet af med et roterende eller skærende værktøj. Da alle kanaler skulle være blinde, blev hver anden kanal blokeret med en prop med længden 5 mm af det plastiske materiale. Herefter blev filteret vendt og den anden halvdel af kanalerne blev blokeret hvorved man opnåede 30 et WFF (Wall Flow Filter) filteremne.
Blokering af kanalerne kan foregå manuelt eller hydraulisk hvor man blokerer halvdelen af kanalerne på én gang gennem en maske.
35 Sintringen foregik ved at placere det "grønne" emne i en tætsluttende container fremstillet af grafit, som derefter blev placeret i en egnet kammerovn. Ovnen blev tømt for atmosfærisk luft til opnåelse af 99,999% vakuum hvorefter ovnen blev fyldt med argon således at indholdet af oxygenatomer blev uhyre begrænset. Ovnen blev med en hastighed pi 5-10°C/min varmet op til omkring 350°C hvor den organiske binder I der grønne emne 40 blev pyrolyseret og omdannet til rent kulstof i løbet af 10-20 minutter. Herefter blev ovnen med en hastighed på 25°C/min varmet op til ca. 2500eC hvor emnet sintredes i 60 minutter hvorefter ovnen afkøledes til stuetemperatur og emnet blev taget ud.
13 DK 173944 B1
Emnet med dimensionerne på 0 85 L 200 mm blev indpakket i en keramisk måtte solgt under navnet INTERAM af firmaet 3M. Denne måtte skulle fastholde emnet i en stålcontainer forsynet med flanger for montering i et udstødningsanlæget på en dieselmotor. Måtten skulle optage udvidelsesforskelle mellem filteremnemateriale og 5 containermateriale (stål).
Til testen blev anvendt en Golf 1,5 liter 4 cylindret dieselmotor monteret i et SuperFlow computerstyret motordynamometer hos Stobbe Engineering A/S i Gentofte. Der blev målt og opsamlet data om udstødningsmodtryk mellem motoren og filteret, temperatur i 10 udstødningen samt forskellige steder Inden i selve filteret. Flg. 8 viser det samlede testforløb for SiC-filteret. Den fuldt optrukne linie beskriver temperaturen af filteret. Der ses, at filterets temperatur steg de første 60 minutter hvor motoren arbejdede ved 2500 omdrejninger pr. minut og en belastning på 30 Nm. Pi den punkterede linie der beskriver modtrykket i filteret, dvs. trykket mellem motoren og filteret, at dette tryk steg som 15 funktion af tiden. Dette betyder, at der opsamledes partikler I filteret i disse første 60 minutter. Efter 60 minutters kørsel blev motoren sat op på 3000 omdrejninger pr. minut og belastningen sat op til 53 Nm. Dette forhindrede, at de opsamlede partikler oxiderede, da udstødningsgassen nu indeholdt mindre oxygen (ca. 6-8%). Efter 5 minutter blev motoren i løbet af få sekunder sat i 18% tomgang hvorved oxygenindholdet i 20 udstødningsgassen steg. Nu var temperaturen i filteret oppe på ca. 680°C hvor det er almindeligt kendt at sodpartikler oxiderer.
Der opstod nu straks en ukontrolleret afbrænding af de opsamlede sodpartikler. Andre forsøg har påvist at den opsamlede mængde sodpartikler er omkring 10 gram. Den i 25 sodpartiklerne indeholdte energi blev nu frigjort på under 30 sekunder, alene på grund af at oxygenkoncentrationen var så høj og motoren konstant pumpede mere oxygen gennem filteret.
Der blev brugt to NICrAI termofølere med en tykkelse på 2 mm til at måle temperaturen I 30 filteret. Efter kompensering for sondernes træghed ses at temperaturstigningen i filteret var af en meget begrænset størrelse: ca. 100°C. Denne stigning og de temperaturer filteret opnåede ville på intet tidspunkt påvirke filteret eller forkorte dets levetid. Et SiC WFF overfladefilter med relativt tykke vægge har en særdeles stor varmeledningsevne der sikrer at der ikke opstår lokale "hot-spots".
35
Dette SiC-filter blev sammenlignet med et Cordierite-filter af typen Corning EX 66 med den samme volumen. Temperaturforløbet i dette filter beskrives i flg. 8 i den stiplede linie når en 100% tilsvarende test køres. Det ses at temperaturen under afbrænding af sodpartiklerne i dette filter når op på ca. 1100oC hvilket ligger ganske tæt på Cordierites 40 smeltepunkt (ca. 1200°C), og det er således ikke uden grund at Cordierite filteret er kendt for, under ugunstige, uheldige eller ukontrollerede omstændigheder, at smelte lokalt.
Følgerne af en smeltning er, at systemet må udskiftes.
EKSEMPEL 2 14 DK 173944 B1
Porøse filteremner fremstillet af det metallignende materiale SiC, med forskellige udførelsesformer, blev produceret på Stobbe Engineering A/S's laboratorium I Gentofte,
Danmark og på Instituttet for Mineral Industri, Danmarks Tekniske Højskole. De porøse 5 SiC-filteremner blev fremstillet ved brug af ekstruderings- og injektionstøbningsteknikkerne, ved hvilke der skabtes et ekstruderings- og injektionstryk på omkring 5-15 bar.
De porøse SiC-filteremner blev fremstillet af SiC-korn med en størrelse på 75-170 pm. Der 10 anvendtes et "grønt" eller flygtigt bindemiddel og en permanent eller keramisk binder. De følgende permanente eller keramiske bindemidler anvendtes: glas-mullit og siliciumnitrid. Følgende flygtige eller "grønne" bindemidler anvendtes: methylceilulose, ler og kønrøg med en total vægtprocent på 5-15. Følgende plastiske- og viskositetskontrollerende midler med en vægtprocent på op til 0,2 anvendtes: glycerol og alkohol. Yderligere anvendtes 15 alkohol og vand som opløsningsmidler med en vægtprocent på 20-25.
Alle de ovenfor nævnte komponenter udgjorde en pasta, af hvilken "grønne" emner fremstilledes og tørredes. De "grønne" emner opvarmedes dernæst til en temperatur på 1500-1900°C for at generere det permanente eller keramiske bindemiddel og sintre 20 emnerne sammen. Af ler-blndemidlet genereredes glas-mullit, forudsat at sintringsprocessen udførtes I atmosfæren, og siliciumnitrid genereredes som det permanente eller keramiske bindemiddel, forudsat at sintringsprocessen udførtes in en N2 atmosfære. Ved at sintre de "grønne" emner, der indeholdt ler som det flygtige eller "grønne" bindemiddel, i en N2 atmosfære genereredes yderligere Al203 som et permanent 25 bindemiddel.
De porøse SiC-filteremner, fremstillet på denne måde, blev testet og havde de følgende egenskaber: porøsiteten var på omkring 30-60 %, den samlede massefylde var på omkring 1,0-1,7 g/cm3, hvilket resulterede i en geometrisk samlet massefylde for fil-30 teremnerne på omkring 0,5-0,8 g/cm3. Det viste sig, at porestørrelsen på de porøse SiC-filteremner kunne tilpasses visse krav afhængig af den oprindelige størrelse på SiC-komene.
Det menes, at de følgende komponenter kan anvendes i forbindelse med porøse SiC-35 filteremner: permanent bindemiddel: mikrokrystallinsk siliciumcarbid i stedet for glas/mullit eller siliciumnitrid, 40 grønt eller flygtigt bindemiddel: voks, siliciumalkoxider, polycarbosilan i stedet for eller sammen med methylceilulose, ler og kønrøg.
Det menes yderligere, at sintringsprocessen kan udføres 1 atmosfærer forskellige fra atmosfæren og N2 atmosfæren, f.ex. i en atmosfære af argon eller helium.
15 DK 173944 B1
Det porøse filteremne af SiC er yderst modstandsdygtigt overfor korrosion og har høj varmeledningsevne (100 W/mK). Modstanden mod korrosion er Især vigtig i forbindelse med filtrering af udstødningsgas fra dieselmotorer, da disse udstødningsgasser er kendt for 5 at være yderst korroderende. Det porøse SiC-filteremne følge opfindelsen har yderligere et højt smeltepunkt, som sikrer, at det porøse filteremne under ingen omstændigheder smeltes ned.
Bortset fra evnen til at modstå termiske spændinger genereret ved afbrændingen af 10 partikler fanget i det porøse filteremne, besidder det porøse filteremnekoncept ifølge opfindelsen tydelige fordele sammenlignet med de tidligere keramiske røggasfilter-strukturer. Røggasfilteret ifølge opfindelsen giver en næsten optimal sammenhæng mellem rum og filtreringsoverflade, hvilket er af største vigtighed i forbindelse med automobiler, køretøjer, lokomotiver, etc., hvor røggasfilteret må være af maksimal kompakthed for at 15 fylde et minimum af plads og stadig give et tilstrækkelig stort filtreringsoverfladeareal.
Et yderligere vigtigt aspekt ved opfindelsen vedrører den lette indkapsling af det porøse filteremne, fx i en lav-legering rustfri stål-container eller -Indelukke, som simpelthen svejses eller loddes til det porøse metalfilteremne. Som det er diskuteret ovenfor, kan det 20 porøse filteremnt ifølge opfindelsen udstyres med en katalysator til at katalysere afbrændingen af sod opsamlet i det porøse filteremne. Denne katalysator kan imidlertid alternativt forekomme I containeren eller indelukket, fx som en indre belægning derpå.
Det menes yderligere, at læren af opfindelsen kan finde anvendelse på andre tekniske 25 områder hvor gasser eller væsker skal filtreres, ved hvilken filtreringsproces partikler opsamles i filteret, hvorpå partiklerne brændes af, og ved hviiken afDrænding fiiteremnet udsættes for høje temperaturer som skal kontrolleres eller reduceres eller endog elimineres for at udelukke risikoen for at skade filteremnet.

Claims (1)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af et porøst filterlegeme/ kendetegnet ved, at man blander SiC-partikler med en partikelstørrelse på 5 75-170 μΐπ, et "grønt" eller flygtigt bindemiddel, et plasticitets- eller viskositetsregulerende middel og et opløsningsmiddel til fremstilling afen plastisk pasta, ekstruderer pastaen til dannelse af et ekstruderet "grønt" legeme og sintrer det ekstruderede legeme til fremstilling af et filterlegeme, hvorved der dannes en permanent eller keramisk binder, hvilket filterlegeme har en maksimal porestørrelse på 10-100 μηι, en varmeledningsevne 10 på mindst 5 W/(m2K) og en porøsitet på 30-60%.
DK199002425A 1988-04-08 1990-10-08 Fremgangsmåde til filtrering af partikler fra røggas, et røggasfilter og et køretøj DK173944B1 (da)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK199002425A DK173944B1 (da) 1988-04-08 1990-10-08 Fremgangsmåde til filtrering af partikler fra røggas, et røggasfilter og et køretøj

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK193988 1988-04-08
DK193988A DK193988D0 (da) 1988-04-08 1988-04-08 Roeggasfilter og fremgangsmaade til filtrering af roeggas
DK465088 1988-08-18
DK465088A DK465088D0 (da) 1988-08-18 1988-08-18 Roeggasfilter og fremgangsmaade til filtrering af roeggas
PCT/DK1989/000083 WO1989009648A1 (en) 1988-04-08 1989-04-10 A method of filtering particles from flue gas, a flue gas filter means and a vehicle
DK8900083 1989-04-10
DK199002425A DK173944B1 (da) 1988-04-08 1990-10-08 Fremgangsmåde til filtrering af partikler fra røggas, et røggasfilter og et køretøj
DK242590 1990-10-08

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK242590D0 DK242590D0 (da) 1990-10-08
DK242590A DK242590A (da) 1990-11-26
DK173944B1 true DK173944B1 (da) 2002-03-04

Family

ID=27221441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK199002425A DK173944B1 (da) 1988-04-08 1990-10-08 Fremgangsmåde til filtrering af partikler fra røggas, et røggasfilter og et køretøj

Country Status (1)

Country Link
DK (1) DK173944B1 (da)

Also Published As

Publication number Publication date
DK242590D0 (da) 1990-10-08
DK242590A (da) 1990-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0336883B1 (en) Method for preparing a porous filter body
US5087272A (en) Filter and means for regeneration thereof
US5497620A (en) Method of filtering particles from a flue gas, a flue gas filter means and a vehicle
US5195319A (en) Method of filtering particles from a flue gas, a flue gas filter means and a vehicle
JP4246425B2 (ja) ハニカムフィルター
US7582270B2 (en) Multi-functional substantially fibrous mullite filtration substrates and devices
US7572311B2 (en) Highly porous mullite particulate filter substrate
CA1224729A (en) High efficiency filter
JP4136319B2 (ja) ハニカム構造体及びその製造方法
US5655212A (en) Porous membranes
US7179430B1 (en) Diesel exhaust gas filter
EP0043694B1 (en) Particulate filter and material for producing the same
EP1520614A1 (en) Honeycomb structure body
EP1710523A1 (en) Continuous firing kiln and process for producing porous ceramic member therewith
US5486220A (en) Exhaust gas purification filter
JP3965007B2 (ja) 多孔質炭化珪素焼結体、ハニカムフィルタ、セラミックフィルタ集合体
WO2008036431A2 (en) Method and apparatus for filtration of a two-stroke engine exhaust
RU2288286C2 (ru) Фильтровальное устройство для фильтрации расплавленной стали и способ его изготовления
DK173944B1 (da) Fremgangsmåde til filtrering af partikler fra røggas, et røggasfilter og et køretøj
JP4838196B2 (ja) 連続再生型粒子状物質フィルタ
JP4381011B2 (ja) 炭化珪素質ハニカム構造体とそれを用いたセラミックフィルター
JPH01252588A (ja) 繊維セラミックス多孔体及びそれを用いた排ガスフィルタ
JPH06327921A (ja) 窒化アルミニウム質ハニカムフィルター
JPH0214711A (ja) 排ガス浄化装置
WO2002087731A1 (en) Reactor for trapping and oxidation of carbonaceous material

Legal Events

Date Code Title Description
ATS Application withdrawn
AGE Re-establishment of rights: approved
B1 Patent granted (law 1993)
PUP Patent expired