EP2300392A1 - Filtereinrichtung zur entfernung von partikeln aus einem gasstrom - Google Patents

Filtereinrichtung zur entfernung von partikeln aus einem gasstrom

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EP2300392A1
EP2300392A1 EP09753917A EP09753917A EP2300392A1 EP 2300392 A1 EP2300392 A1 EP 2300392A1 EP 09753917 A EP09753917 A EP 09753917A EP 09753917 A EP09753917 A EP 09753917A EP 2300392 A1 EP2300392 A1 EP 2300392A1
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EP
European Patent Office
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weight
glass phase
group
following composition
filter element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09753917A
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Inventor
Johannes Galle
Jochen Linhart
Kathrin Lichtenwalter
Sabine Otterbach
Michael Micke
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Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Mann and Hummel GmbH
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Publication date
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Publication of EP2300392A1 publication Critical patent/EP2300392A1/de
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    • F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
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    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/004—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of particles or flakes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B2235/3472—Alkali metal alumino-silicates other than clay, e.g. spodumene, alkali feldspars such as albite or orthoclase, micas such as muscovite, zeolites such as natrolite
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • Filter device for removing particles from a gas stream
  • the invention generally relates to a filter device for the removal of
  • the invention relates to a
  • Such filter device for removing soot particles from a Ab ⁇
  • Such a filter device based on aluminum titanate Such a filter device based on aluminum titanate.
  • Such filters are for example in the exhaust aftertreatment
  • ter of a ceramic material for example cordierite or
  • Wand1filter usually have a cylindrical shape with two end faces and a lateral surface and are traversed by the first end face to the second end face of a plurality of lying substantially parallel to the cylinder axis flow channels for the exhaust gases of diesel engines.
  • the cross-sectional shape of the wall flow filter depends on the installation requirements of the motor vehicle. Widely used are filter bodies with a round, elliptical or triangular cross-section.
  • the flow channels usually have a square or hexagonal cross section and are arranged in a narrow grid over the entire cross section of the filter body.
  • a diesel particulate filter ideally combines a low coefficient of thermal expansion, low pressure drop, high strength, and low cost. Problems that can arise with the use of coredite include both low volumetric heat capacity and low thermal conductivity, which can lead to unacceptably high temperatures or temperature peaks during operation, as well as low thermal stability. Furthermore, inorganic particulates present in the diesel exhaust may react with the cordierite and cause filter failures.
  • SiC silicon carbide
  • Ceramic filter elements based on aluminum have recently been used.
  • titanate is the stoichiometric mixed phase of alumina and titania
  • Main component of each of the honeycomb segments comprises at least one of
  • DE 10 2006 040 739 A1 discloses a filter for removing particles from a gas stream, in particular soot particles from an exhaust stream of an internal combustion engine, with a filter body of a ceramic filter substrate, wherein the filter substrate is coated with a porous protective layer of a coating material ,
  • the coating material is selected from the group consisting of aluminum oxides, aluminum hydroxide, titanium dioxide, silicon dioxide, zirconium dioxide, cerium oxide, aluminum silicates, magnesium aluminum silicates, cordierite, mullite, silicon carbide, aluminum titanate, zeolites, quartz, glasses, mixtures and mixed oxides thereof.
  • the mixture contains a mi neralphase, such as, for example, barium, calcium and strontium feldspars.
  • feldspars are natural raw materials that
  • the barium, calcium and strontium feldspars are in the high sintering range
  • the invention is based on the object, a filter for the removal of
  • the present invention solves this problem by providing a
  • Filters for removing particles from a gas stream in particular
  • the filter consists of aluminum titanate to which a glass phase zuge ⁇
  • the single FIGURE shows a schematic representation of a Verbren ⁇
  • the figure shows a schematic representation of a Verbrennungskraft ⁇
  • combustion engine 10 is connected via an exhaust pipe 12, in which the
  • Filter device 14 is arranged. With the filter inlet
  • ter for example. In industrial plants, can be used.
  • the filter device 14 comprises in the illustrated embodiment a
  • cylindrical housing 16 in which, for example, a rotationally symmetrical, in ⁇
  • the filter element 18 consists of
  • Aluminum titanate to which is added a glass phase consisting of borosilicate
  • Borosilicate glasses do not contain alkalis, but they in addition, boron oxide is used.
  • Lead crystal glasses contain a high proportion of lead oxide.
  • the filter element has the following composition: 1. 65-95 wt .-% (Al2O3 ⁇ TiO 2 ); 2. 5-35 wt .-% glass phase.
  • the glass phase has the following composition: 50-90 wt .-% SiO 2 ; ⁇ 2% by weight Fe 2 O 3 ; 1-25% by weight Al 2 O 3 ; 0.5-10% by weight of TiO 2 ; ⁇ 0.5% by weight of R ' 2 O, wherein R' is selected from the group consisting of Li, Na, K, Ru, Cs and Fr; 0.5-20% by weight RO, wherein R is selected from the group consisting of Be, Mg, Ca, Ba and Ra; and ⁇ 10% by weight B 2 O 3
  • the filter element has the following composition: 1. 65-95 wt .-% (Al 2 O 3 ⁇ TiO 2 ); 2. 5-35 wt .-% glass phase.
  • the glass phase has the following composition: 50-90 wt .-% SiO 2 ; ⁇ 2% by weight Fe 2 O 3 ; 1-25% by weight Al 2 O 3 ; 0.5-10% by weight of TiO 2 ; 0.5-10 wt .-% of R '2 O, where R' is selected from the group consisting of Li, Na, K, Ru, Cs and Fr; ⁇ 0.5 wt% RO, wherein R is selected from the group consisting of Be, Mg, Ca, Ba and Ra; and ⁇ 10% by weight B 2 O 3
  • the filter element has the following composition: 1. 65-95 wt .-% (Al 2 O 3 ⁇ TiO 2 ); 2. 5-35 wt .-% glass phase.
  • the glass phase has the following composition: 50-90 wt .-% SiO 2 ; ⁇ 2% by weight Fe 2 O 3 ; 1-25% by weight Al 2 O 3 ; > 10% by weight of TiO 2 ; 0.5-10% by weight of R'20, wherein R 'is selected from the group consisting of Li, Na, K, Ru, Cs and Fr; 0.5-10% by weight RO, wherein R is selected from the group consisting of Be, Mg, Ca, Ba and Ra; and ⁇ 10% by weight
  • the filter element has the following composition: 1. 65-95 wt .-% (Al2O3 ⁇ TiO 2 ); 2. 5-35 wt .-% glass phase.
  • the glass phase has the following composition: 50-90 wt .-% SiO 2 ; ⁇ 2% by weight Fe 2 O 3 ; 1-25% by weight Al 2 O 3 ; 0.5-10% by weight of TiO 2 ; ⁇ 0.5% by weight of R ' 2 O, wherein R' is selected from the group consisting of Li, Na, K, Ru, Cs and Fr; 0.5-20% by weight RO, wherein R is selected from the group consisting of Be, Mg, Ca, Ba and Ra; and ⁇ 20 wt% PbO.
  • the filter element has the following composition: 1. 65-95 wt .-% (Al 2 O 3 ⁇ TiO 2 ); 2. 5-35 wt .-% glass phase.
  • the glass phase has the following composition: 50-90 wt .-% SiO 2 ; ⁇ 2% by weight Fe 2 O 3 ; 1-25% by weight Al 2 O 3 ; 0.5-10% by weight of TiO 2 ; 0.5-20 wt .-% of R '2 O, where R' is selected from the group consisting of Li, Na, K, Ru, Cs and Fr; ⁇ 0.5 wt% RO, wherein R is selected from the group consisting of Be, Mg, Ca, Ba and Ra; and ⁇ 20 wt% PbO.
  • the filter element has the following composition: 1. 65-95 wt .-% (Al 2 O 3 ⁇ TiO 2 ); 2. 5-35% by weight Glass phase.
  • the glass phase has the following composition: 50-90 wt .-% SiO 2 ; ⁇ 2% by weight Fe 2 O 3 ; 1-25% by weight Al 2 O 3 ; > 10% by weight of TiO 2 ; 0.5-20 wt .-% of R '2 O, where R' is selected from the group consisting of Li, Na, K, Ru, Cs and Fr; 0.5-20% by weight RO, wherein R is selected from the group consisting of Be, Mg, Ca, Ba and Ra; and ⁇ 20 wt% PbO.
  • the filter device according to the invention consists of a temperature-resistant material and is therefore suitable for use as a diesel particulate filter.
  • the material properties can be better influenced and the microstructural properties adjusted better.
  • the filter device according to the invention shows a good thermal shock resistance and a low thermal expansion.

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Abstract

Es wird eine Filtereinrichtung zur Entfernung von Partikeln aus einem Gasstrom, insbesondere von Partikeln aus einem Abgasstrom einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Filterelement bereit gestellt, wobei das Filterelement aus Aluminiumtitanat besteht, dem eine Glasphase zugegeben ist. Die Glasphase besteht aus Borosilikatgläsern oder Bleikristallgläsern.

Description

Beschreibung
Filtereinrichtung zur Entfernung von Partikeln aus einem Gasstrom
Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft allgemein eine Filtereinrichtung zur Entfernung von
Partikeln aus einem Gasstrom. Insbesondere betrifft die Erfindung eine
solche Filtereinrichtung zur Entfernung von Rußpartikeln aus einem Ab¬
gasstrom einer Brennkraftmaschine. Ganz speziell betrifft die Erfindung
eine solche Filtereinrichtung auf der Basis von Aluminiumtitanat.
[0002] Derartige Filter werden zum Beispiel bei der Abgasnachbehandlung
selbstentzündender Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere in die¬
selbetriebenen Kraftfahrzeugen eingesetzt. Üblicherweise sind solche Fil¬
ter aus einem keramischen Material, zum Beispiel Cordierit oder
Siliziumcarbid gefertigt. Keramische Körper aus Cordierit finden Verwen¬
dung in einer Vielzahl von Hochtemperatur-Anwendungen, wie zum Bei¬
spiel katalytischen Konvertern, NOx-Adsorbern, elektrisch geheizten Kata¬
lysatoren, chemischen Prozesssubstraten und eben auch Dieselpartikel¬
filter.
[0003] Bei der Filtration von Dieselabgasen war Cordierit als kostengünstiges
Material, das einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf¬
weist, lange das Material der Wahl. Poröse Cordierit-Keramikfilter wurden
in Form von Wandflussfiltern seit den frühen 80er Jahren zur Entfernung
von Partikeln im Abgasstrom von Dieselmotoren verwendet. [0004] Wandflussfilter besitzen in der Regel eine zylindrische Form mit zwei Stirnflächen und einer Mantelfläche und werden von der ersten Stirnfläche zur zweiten Stirnfläche von einer Vielzahl von im Wesentlichen parallel zur Zylinderachse liegenden Strömungskanälen für die Abgase von Dieselmotoren durchzogen. Die Querschnittsform der Wandflussfilter hängt von den Einbauerfordernissen am Kraftfahrzeug ab. Weit verbreitet sind Filterkörper mit rundem, elliptischem oder dreiecksförmigem Querschnitt. Die Strömungskanäle weisen meist einen quadratischen oder hexagonalen Querschnitt auf und sind in einem engen Raster über den gesamten Querschnitt der Filterkörper angeordnet.
[0005] Ein Dieselpartikelfilter (DPF) vereint idealerweise einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, einen geringen Druckabfall, hohe Festigkeit und geringe Kosten. Probleme, die bei der Verwendung von Cor- dierit auftauchen können, umfassen sowohl eine niedrige volumetrische Wärmekapazität und niedrige thermische Leitfähigkeit, was zu nicht akzeptablen hohen Temperaturen oder Temperaturspitzen während des Betriebs führen kann, als auch eine geringe thermische Beständigkeit. Des weiteren können im Dieselabgas vorhandene anorganische Partikel mit dem Cordierit reagieren und Filterausfälle hervorrufen.
[0006] Ein alternatives Material zu Cordierit bei der Herstellung von Diesel- Partikelfiltern ist Siliciumcarbid (SiC). Obwohl dieses Material sowohl eine hohe volumetrische Wärmekapazität als auch eine hohe thermische Leit- fähigkeit aufweist, besitzt es, als Ergebnis einer relativ hohen Wärmeaus¬
dehnung und eines hohen Elastizitätsmoduls auch eine schlechte Tempe¬
raturwechselbeständigkeit. Dies macht es notwendig, SiC-Filter zu seg¬
mentieren, um bei der Verwendung Ausfälle zu verhindern. Auch resultie¬
ren die Verarbeitungserfordernisse (d.h., hohe Temperaturen, Inert¬
atmosphäre und Segmentation) in hohen Herstellungskosten.
[0007] In neuerer Zeit sind keramische Filterelemente auf der Basis von Alumi-
niumtitanat bekannt geworden, die geeignete Eigenschaften zur Anwen¬
dung bei hohen Temperaturen, wie z.B. Fahrzeug-Abgaskontrolle und
Dieselabgas-Nachbehandlungssysteme wie DPFs, aufweisen. Aluminium-
titanat ist die stöchiometrische Mischphase von Aluminiumoxid und Titan¬
dioxid. Es zeichnet sich aus durch eine niedrige Wärmeleitfähigkeit, einen
sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine damit verbun¬
dene sehr hohe Temperaturwechselbeständigkeit.
Stand der Technik
[0008] Aus DE 602 17 084 T2 ist eine Wabenstruktur mit einer Vielzahl von Wa¬
bensegmenten bekannt, die zu einem Einheitskörper verbunden sind. Die
Hauptkomponente jedes der Wabensegmente umfasst zumindest eine aus
Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Cordierit, Aluminiumoxid, MuIMt,
Zirkoniumdioxid, Zirkoniumphosphat, Aluminiumtitanat, Titandioxid und
Kombinationen davon. [0009] Die DE 10 2006 040 739 A1 offenbart einen Filter zur Entfernung von Partikeln aus einem Gasstrom, insbesondere von Rußpartikeln aus einem Abgasstrom einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Filterkörper aus einem keramischen Filtersubstrat, wobei das Filtersubstrat mit einer porösen Schutzschicht aus einem Beschichtungsmaterial beschichtet ist. Das Beschichtungsmaterial ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxide, Aluminiumhydroxid, Titandioxid, Siliziumdioxid, Zirkon- dioxid, Ceroxid, Aluminiumsilikate, Magnesium-Aluminiumsilikate, Cordie- rit, Mullite, Siliciumcarbid, Aluminiumtitanat, Zeolithe, Quarz, Gläser, Mischungen und Mischoxide daraus.
[0010] Schließlich offenbart die WO 2005/046840 einen keramischen Körper zur Verwendung als DPF mit einer Zusammensetzung, die umfasst: 8(AI2O3TiO2) + b(CaO AI2O3-2SiO2) + c(SrO AI2O3-2SiO2) + d(BaO AI2O3-2SiO2) + e(3AI2O3-2SiO2) + f(AI2O3) + g(SiO2) + In(Fe2O3TiO2) + i(MgO-2TiO2), worin a, b, c, d, e, f, g, h, und i Gewichtsfraktionen jeder Komponente darstellen, so dass (a+b+c+d+e+f+g+h+i)=1 , und die folgenden Bedingungen erfüllt sind 0.5 < a < 0.95; 0 ≤ b ≤ 0,5; 0 < c < 0.5; 0 < d < 0.5; 0 < e < 0.5; 0 < f < 0.5; 0 < g < 0.1 ; 0 < h < 0.3; 0 < i < 0.3; b+d > 0,01. Es handelt sich hierbei um eine Mischung aus Aluminiumtitanat und einer Glasphase, wobei es sich bei den Gläsern um solche aus Erdalkalien, Alkalien, Siliziumdioxid, Aluminiumdioxid, Alkali- und Erdalkaligläsern handelt. Des weiteren enthält die Mischung eine Mi- neralphase, wie bspw. Barium-, Calcium- und Strontium-Feldspäte. Nach¬
teilig daran ist, dass Feldspäte natürliche Rohstoffe darstellen, die
Schwankungen unterliegen und auch Verunreinigungen enthalten können.
Strontium-Feldspat ist zudem extrem schwer erhältlich. Weitere Nachteile
der Barium-, Calcium- und Strontiumfeldspäte liegen in der hohen Sinter¬
temperatur und der schwierigen Verarbeitbarkeit. Calcium- und insbeson¬
dere Bariumverbindungen sind sehr reizend, Strontiumverbindungen sind
schwach radioaktiv.
[0011] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter zur Entfernung von
Partikeln aus einem Gasstrom, insbesondere ein Dieselpartikelfilter auf
der Basis von Aluminiumtitanat bereit zu stellen, bei dem eine bessere
Beeinflussung der Materialeigenschaften möglich ist und die Gefüge¬
eigenschaften gut einstellbar sind. Weitere Aufgaben liegen in der Bereit¬
stellung einer höheren mechanischen Festigkeit und einer niedrigeren
Wärmedehnung.
Offenbarung der Erfindung
[0012] Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellen eines
Filters zur Entfernung von Partikeln aus einem Gasstrom, insbesondere
von Partikeln aus einem Abgasstrom einer Verbrennungskraftmaschine,
wobei der Filter aus Aluminiumtitanat besteht, dem eine Glasphase zuge¬
geben ist, und die Glasphase aus Borosilikatgläsern oder Bleikristallglä¬
sern besteht. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0013] Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Verbren¬
nungskraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung.
Ausführungsform(en) der Erfindung
[0014] Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraft¬
maschine mit einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung. Die Verbren¬
nungskraftmaschine 10 ist über ein Abgasrohr 12 verbunden, in dem die
erfindungsgemäße Filtereinrichtung 14 angeordnet ist. Mit der Filterein¬
richtung 14 werden Rußpartikel aus dem im Abgasrohr 12 strömenden
Abgas herausgefiltert. Dies ist insbesondere bei Dieselkraftmaschinen er¬
forderlich, um gesetzliche Bestimmungen einzuhalten. Es ist darauf hin¬
zuweisen, dass die erfindungsgemäße Filtereinrichtung nicht auf die Ver¬
wendung als DPF beschränkt ist, sondern ganz allgemein als Heißgasfil¬
ter, bspw. in Industrieanlagen, eingesetzt werden kann.
[0015] Die Filtereinrichtung 14 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel ein
zylindrisches Gehäuse 16, in dem bspw. ein rotationssymmetrisches, in¬
sgesamt ebenfalls zylindrisches Filterelement 18 angeordnet ist. Andere
Gehäuseformen sind ebenfalls möglich. Das Filterelement 18 besteht aus
Aluminiumtitanat, dem eine Glasphase zugesetzt ist, die aus Borosilikat-
gläsern oder Bleikristallgläsern besteht.
[0016] Sowohl Borosilikatgläser als auch Bleikristallgläser unterscheiden sich
von den bisher verwendeten Gläsern in ihrer Zusammensetzung und ih¬
rem Eigenschaften. Borosilikatgläser enthalten keine Alkalien, dafür ver- wendet man zusätzlich Boroxid. Bleikristallgläser enthalten einen hohen Anteil an Bleioxid.
[0017] In einer ersten Ausführungsform weist das Filterelement die folgende Zusammensetzung auf: 1. 65-95 Gew.-% (AI2O3 ■ TiO2); 2. 5-35 Gew.-% Glasphase. Die Glasphase weist folgende Zusammensetzung auf: 50-90 Gew.-% SiO2; < 2 Gew.-% Fe2O3; 1-25 Gew.-% AI2O3; 0,5-10 Gew.-% TiO2; < 0,5 Gew.-% R'2O, wobei R' ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Ru, Cs und Fr; 0,5-20 Gew.-% RO, wobei R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Be, Mg, Ca, Ba und Ra; und < 10 Gew.-% B2O3
[0018] In einer zweiten Ausführungsform weist das Filterelement die folgende Zusammensetzung auf: 1. 65-95 Gew.-% (AI2O3 ■ TiO2); 2. 5-35 Gew.-% Glasphase. Die Glasphase weist folgende Zusammensetzung auf: 50-90 Gew.-% SiO2; < 2 Gew.-% Fe2O3; 1-25 Gew.-% AI2O3; 0,5-10 Gew.-% TiO2; 0,5-10 Gew.-% R'2O, wobei R' ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Ru, Cs und Fr; < 0,5 Gew.-% RO, wobei R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Be, Mg, Ca, Ba und Ra; und < 10 Gew.-% B2O3
[0019] In einer dritten Ausführungsform weist das Filterelement die folgende Zusammensetzung auf: 1. 65-95 Gew.-% (AI2O3 ■ TiO2); 2. 5-35 Gew.-% Glasphase. Die Glasphase weist folgende Zusammensetzung auf: 50-90 Gew.-% SiO2; < 2 Gew.-% Fe2O3; 1-25 Gew.-% AI2O3; > 10 Gew.-% TiO2; 0,5-10 Gew.-% R'20, wobei R' ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Ru, Cs und Fr; 0,5-10 Gew.-% RO, wobei R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Be, Mg, Ca, Ba und Ra; und < 10 Gew.-%
[0020] In einer vierten Ausführungsform weist das Filterelement die folgende Zusammensetzung auf: 1. 65-95 Gew.-% (AI2O3 ■ TiO2); 2. 5-35 Gew.-% Glasphase. Die Glasphase weist folgende Zusammensetzung auf: 50-90 Gew.-% SiO2; < 2 Gew.-% Fe2O3; 1-25 Gew.-% AI2O3; 0,5-10 Gew.-% TiO2; < 0,5 Gew.-% R'2O, wobei R' ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Ru, Cs und Fr; 0,5-20 Gew.-% RO, wobei R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Be, Mg, Ca, Ba und Ra; und < 20 Gew.-% PbO.
[0021] In einer fünften Ausführungsform weist das Filterelement die folgende Zusammensetzung auf: 1. 65-95 Gew.-% (AI2O3 ■ TiO2); 2. 5-35 Gew.-% Glasphase. Die Glasphase weist folgende Zusammensetzung auf: 50-90 Gew.-% SiO2; < 2 Gew.-% Fe2O3; 1-25 Gew.-% AI2O3; 0,5-10 Gew.-% TiO2; 0,5-20 Gew.-% R'2O, wobei R' ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Ru, Cs und Fr; < 0,5 Gew.-% RO, wobei R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Be, Mg, Ca, Ba und Ra; und < 20 Gew.-% PbO.
[0022] In einer sechsten Ausführungsform weist das Filterelement die folgende Zusammensetzung auf: 1. 65-95 Gew.-% (AI2O3 ■ TiO2); 2. 5-35 Gew.-% Glasphase. Die Glasphase weist folgende Zusammensetzung auf: 50-90 Gew.-% SiO2; < 2 Gew.-% Fe2O3; 1-25 Gew.-% AI2O3; > 10 Gew.-% TiO2; 0,5-20 Gew.-% R'2O, wobei R' ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Ru, Cs und Fr; 0,5-20 Gew.-% RO, wobei R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Be, Mg, Ca, Ba und Ra; und < 20 Gew.-% PbO. Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung besteht aus einem temperaturbeständigen Material und ist daher für den Einsatz als Dieselpartikelfilter geeignet. Durch die Auswahl der erfindungsgemäßen Glasphase lassen sich die Materialeigenschaften besser beeinflussen und die Gefügeeigenschaften besser einstellen. Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung zeigt eine gute Temperaturwechselbeständigkeit und eine niedrige Wärmeausdehnung.

Claims

Ansprüche
1. Filtereinrichtung (14) zur Entfernung von Partikeln aus einem Gasstrom, insbesondere von Partikeln aus einem Abgasstrom einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Filterelement (18), wobei das Filterelement aus Aluminiumti- tanat besteht, dem eine Glasphase zugegeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasphase aus Borosilikatgläsern oder Bleikristallgläsern besteht.
2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement folgende Zusammensetzung aufweist: 1. 65-95 Gew.-% (AI2O3 ■ TiO2); 2. 5-35 Gew.-% Glasphase, wobei die Glasphase folgende Zusammensetzung aufweist: 50-90 Gew.-% SiO2; < 2 Gew.-% Fe2O3; 1-25 Gew.-% AI2O3; 0,5-10 Gew.-% TiO2; < 0,5 Gew.-% R'2O, wobei R' ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Ru, Cs und Fr; 0,5-20 Gew.-% RO, wobei R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Be, Mg, Ca, Ba und Ra; und < 10 Gew.-% B2O3.
3. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement folgende Zusammensetzung aufweist: 1. 65-95 Gew.-% (AI2O3 ■ TiO2); 2. 5-35 Gew.-% Glasphase, wobei die Glasphase folgende Zusammensetzung aufweist: 50-90 Gew.-% SiO2; < 2 Gew.-% Fe2O3; 1-25 Gew.-% AI2O3; 0,5-10 Gew.-% TiO2; 0,5-10 Gew.-% R'2O, wobei R' ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Ru, Cs und Fr; < 0,5 Gew.-% RO, wobei R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Be, Mg, Ca, Ba und Ra; und < 10 Gew.-% B2O3.
4. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement folgende Zusammensetzung aufweist: 1. 65-95 Gew.-% (AI2O3 ■ Tiθ2); 2. 5-35 Gew.-% Glasphase, wobei die Glasphase folgende Zusammensetzung aufweist: 50-90 Gew.-% Siθ2; < 2 Gew.-% Fβ2θ3; 1-25 Gew.-% AI2O3; > 10 Gew.-% TiO2; 0,5-10 Gew.-% R'20, wobei R' ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Ru, Cs und Fr; 0,5-10 Gew.-% RO, wobei R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Be, Mg, Ca, Ba und Ra; und < 10 Gew.-% B2O3.
5. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement folgende Zusammensetzung aufweist: 1. 65-95 Gew.-% (AI2O3 ■ TiO2); 2. 5-35 Gew.-% Glasphase, wobei die Glasphase folgende Zusammensetzung aufweist: 50-90 Gew.-% SiO2; < 2 Gew.-% Fe2O3; 1-25 Gew.-% AI2O3; 0,5-10 Gew.-% TiO2; < 0,5 Gew.-% R'2O, wobei R' ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Ru, Cs und Fr; 0,5-20 Gew.-% RO, wobei R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Be, Mg, Ca, Ba und Ra; und < 20 Gew.-% PbO.
6. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement folgende Zusammensetzung aufweist: 1. 65-95 Gew.-% (AI2O3 ■ TiO2); 2. 5-35 Gew.-% Glasphase, wobei die Glasphase folgende Zusammensetzung aufweist: 50-90 Gew.-% SiO2; < 2 Gew.-% Fe2O3; 1-25 Gew.-% AI2O3; 0,5-10 Gew.-% TiO2; 0,5-20 Gew.-% R'2O, wobei R' ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Ru, Cs und Fr; < 0,5 Gew.-% RO, wobei R ausge- wählt ist aus der Gruppe bestehend aus Be, Mg, Ca, Ba und Ra; und < 20 Gew.-% PbO.
7. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement folgende Zusammensetzung aufweist: 1. 65-95 Gew.-% (AI2O3 ■ ÜO2); 2. 5-35 Gew.-% Glasphase, wobei die Glasphase folgende Zusammensetzung aufweist: 50-90 Gew.-% Siθ2; < 2 Gew.-% Fβ2θ3; 1-25 Gew.-% AI2O3; > 10 Gew.-% ÜO2; 0,5-20 Gew.-% R'20, wobei R' ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Li, Na, K, Ru, Cs und Fr; 0,5-20 Gew.-% RO, wobei R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Be, Mg, Ca, Ba und Ra; und < 20 Gew.-% PbO.
8. Dieselpartikelfilter, bestehend aus einem wabenförmigen Filterelement (18) mit wechselseitig verschlossenen Strömungskanälen, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement aus Aluminiumtitanat besteht, dem eine Glasphase zugegeben ist und dass die Glasphase aus Borosilikatgläsern oder Bleikristallgläsern besteht.
9. Dieselpartikelfilter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (18) eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 2 bis 7 aufweist.
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