EP4251863A1 - Vorrichtung zur abgasnachbehandlung - Google Patents

Vorrichtung zur abgasnachbehandlung

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EP4251863A1
EP4251863A1 EP21815491.2A EP21815491A EP4251863A1 EP 4251863 A1 EP4251863 A1 EP 4251863A1 EP 21815491 A EP21815491 A EP 21815491A EP 4251863 A1 EP4251863 A1 EP 4251863A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
exhaust gas
hydrocarbons
adsorber
cracking catalyst
catalyst
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP21815491.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf BRÜCK
Peter Hirth
Ines Lienou Lzeutchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Publication of EP4251863A1 publication Critical patent/EP4251863A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a device for the aftertreatment of exhaust gases from an internal combustion engine, with an exhaust pipe which is set up to feed the exhaust gas blown out of the internal combustion engine to at least one component for exhaust gas aftertreatment, with at least one adsorber in the exhaust pipe for intermediate storage of hydrocarbons contained in the exhaust gas Catalyst for catalytic after-treatment of the exhaust gas, an electrically heatable catalyst and a cracking catalyst for splitting long-chain hydrocarbons into shorter-chain hydrocarbons is arranged.
  • hydrocarbon adsorbers are used in exhaust systems for the purpose of after-treatment of exhaust gases from internal combustion engines. These adsorbers are used to temporarily store hydrocarbons at low exhaust gas temperatures, for example during the cold start phase, in order to prevent the hydrocarbons from escaping into the environment. Hydrocarbons, which are in particular unburned fuel residues, are usually chemically converted in the exhaust system on a catalyzer provided for this purpose, so that environmentally harmless products are created. These catalysts only work reliably above a certain minimum temperature, the so-called light-off temperature.
  • the aim is therefore to temporarily store the hydrocarbons until the light-off temperature is reached, so that they can then be converted on the appropriate catalyst.
  • the hydrocarbons contained in the exhaust gas are both short-chain and long-chain hydrocarbons.
  • the short-chain ones are more weakly adsorbed by known carbon adsorbers and are therefore already desorbed again at lower temperatures.
  • Long-chain hydrocarbons are bound more strongly and are therefore only desorbed again at higher temperatures.
  • the adsorber may not be completely emptied, which means that the next time the engine is started, the concentration of hydrocarbons downstream of the adsorber is higher than in front of this adsorber.
  • the object with regard to the device is solved by a device having the features of claim 1 .
  • An exemplary embodiment of the invention relates to a device for the aftertreatment of exhaust gases from an internal combustion engine, with an exhaust pipe which is set up for the blown out of the internal combustion engine Supplying exhaust gas to at least one component for exhaust gas aftertreatment, with at least one adsorber for intermediate storage of hydrocarbons contained in the exhaust gas, a catalyst for catalytic aftertreatment of the exhaust gas, an electrically heatable catalyst and a cracking catalyst for splitting long-chain hydrocarbons into shorter-chain hydrocarbons being arranged in the exhaust gas line.
  • the main purpose of a cracking catalyst is to break down the long-chain hydrocarbons contained in the exhaust gas as unburned fuel residues.
  • Hydrocarbons or the hydrocarbon molecules have chains of carbon atoms of different lengths, with carbon atoms being connected to one another and the respective free bonds of the carbon being occupied by hydrogen atoms or other molecular groups.
  • the cracking catalyst is located in front of the adsorber in the flow direction of the exhaust gas.
  • the cracking catalyst is preferably the first component through which the exhaust gas flows, so that cracking takes place as early as possible.
  • reaction surfaces of the cracking catalyst are coated with activated aluminum silicates.
  • Aluminum silicates or so-called zeolites are particularly well suited to breaking down hydrocarbons in a reaction taking place at the reaction surface of the catalyst.
  • the reaction surfaces are the surfaces over which the exhaust gas flows. If the cracking catalyst is formed, for example, by a honeycomb body through which flow can occur, the walls delimiting the flow channels form the reaction surfaces.
  • An example of an aluminum silicate is chromium oxide (Cr 2 O 3 ).
  • Other aluminum silicates can also be used to advantage.
  • the exhaust gas line has a bypass channel, this branching off from the exhaust gas line downstream of the electrically heatable catalyst and having a cracking catalyst, a cooling element and an adsorber, and opening into the exhaust gas line upstream of the electrically heatable catalyst.
  • a bypass allows the exhaust gas to be recirculated through the cracking catalyst and the remaining components for exhaust gas aftertreatment arranged in the bypass channel.
  • other long-chain hydrocarbons that have not yet been broken down can be broken down in the cracking catalyst.
  • Means for controlling the flow of exhaust gas can be provided, for example flaps or valves, through which the flow of exhaust gas is divided between the main channel and the bypass channel.
  • a preferred exemplary embodiment is characterized in that the cracking catalyst is designed to break down long-chain hydrocarbons in the exhaust gas each having eight to twelve carbon atoms into hydrocarbons having a maximum of seven carbon atoms.
  • the reduction in the average length of the hydrocarbons helps to improve adsorption and thus intermediate storage.
  • the presence of predominantly short-chain hydrocarbons with seven or fewer carbon atoms in a row also significantly reduces the risk of the adsorber coking, since the short-chain hydrocarbons desorb again at lower temperatures.
  • the desorption temperature of the adsorber is in a temperature range of 150 degrees Celsius and 200 degrees Celsius.
  • a desorption temperature in the range of 150 to 200 degrees Celsius is advantageous because this temperature range is reached more quickly and desorption can therefore take place more quickly.
  • the broken-down hydrocarbons are released from the adsorber earlier and the adsorber is completely discharged more quickly. In particular, this counteracts the coking of the adsorber and thus increases the durability of the system.
  • the light-off temperature from which the decomposition of the hydrocarbons begins, is 100 degrees Celsius. This temperature is preferably as low as possible, so that the earliest possible splitting of the hydrocarbons is achieved.
  • the exhaust pipe downstream of the cracking catalyst has a cooling element through which the exhaust gas flowing out of the cracking catalyst can be cooled.
  • Heat is generated by cracking or breaking up the carbon chains. This is also released into the exhaust gas line, among other things.
  • active cooling can be provided in order to compensate for the additional heat input caused by the chemical reaction of breaking the carbon chains.
  • the cracking catalyst is designed as a tubular reactor, it being possible for a coolant to flow through the tubular reactor.
  • a tubular reactor has the particular advantage that, in addition to the actual chemical reaction, active cooling can also be provided by allowing a cooling medium to flow through lateral surfaces of the tubular reactor or spaces between channels that can be flowed through. In particular, a compact design with a combination of functions can be achieved.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an exhaust line from the internal combustion engine with different components for exhaust gas aftertreatment
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of an exhaust line
  • FIG. 3 shows a further alternative embodiment of an exhaust line.
  • FIG. 1 shows a possible configuration of an exhaust system.
  • the internal combustion engine is represented by the reference character l, from where the exhaust gas flows out of the individual cylinders through the exhaust manifold in a tubular exhaust pipe.
  • the first component for exhaust aftertreatment is a cracking catalyst 2, which is suitable for breaking down long-chain hydrocarbons.
  • An adsorber 3 for the adsorption of hydrocarbons present in the exhaust gas is downstream of the cracking catalyst 2 in the direction of flow.
  • an electric felt catalytic converter 4 and a three-way catalytic converter 5 which can be arranged in any order.
  • FIG. 2 shows a different arrangement of the components for exhaust gas aftertreatment. Since the same components are used as in FIG. 1, identical components are given the same reference numbers.
  • FIG. 3 shows a further alternative arrangement, with the exhaust pipe having a main channel in which an electrically heatable catalytic converter 4 and a three-way catalytic converter 5 are arranged.
  • a bypass channel is shown, in which a cracking catalyst 2, a cooler 6 and an adsorber 3, for example an HC adsorber, are arranged.
  • the bypass channel branches off downstream of the electrically heatable catalyst 4 and opens upstream from the electrically heatable catalyst 4 back into the main channel.
  • the adsorber 3 and the cracking catalyst 2 form an additional heat capacity. Since the Koh monoxide should be implemented as early and as completely as possible on the cracking catalyst 2, the diversion into the bypass channel takes place only downstream of the electrically heatable catalyst 4.
  • the adsorber serves to store as many hydrocarbons as possible during the cold start phase.
  • the temperature in the adsorber should be kept low so that the adsorber does not desorb too quickly.
  • the adsorber is thus specifically positioned further back.
  • the adsorber, cracking catalyst and cooler are of no use since the exhaust gas temperature is already very high (they just become an additional, undesirable heat capacity for CO and HC). In this case, only the main flow is used.
  • FIGS. 1 to 3 The exemplary embodiments of FIGS. 1 to 3 in particular have no restrictive character and serve to illustrate the idea of the invention.
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nachbehandlung von Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine (1), mit einer Abgasleitung, welche dazu eingerichtet ist das aus der Verbrennungskraftmaschine (1) ausgeblasene Abgas zumindest einer Komponente zur Abgasnachbehandlung zuzuführen, wobei in der Abgasleitung zumindest ein Adsorber (3) zur Zwischenspeicherung für im Abgas enthaltene Kohlenwasserstoffe, ein Katalysator (5) zur katalytischen Nachbehandlung des Abgases, ein elektrisch beheizbarer Katalysator (4) und ein Crackkatalysator (2) zur Aufspaltung langkettiger Kohlenwasserstoffe in kurzkettigere Kohlenwasserstoffe angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nachbehandlung von Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Abgasleitung, welche dazu eingerichtet ist das aus der Verbrennungskraftmaschine ausgeblasene Abgas zumindest einer Komponente zur Abgasnachbehandlung zuzuführen, wobei in der Abgasleitung zumindest ein Adsorber zur Zwischenspeicherung für im Abgas enthaltene Koh lenwasserstoffe, ein Katalysator zur katalytischen Nachbehandlung des Abgases, ein elektrisch beheizbarer Katalysator und ein Crackkatalysator zur Aufspaltung langkettiger Kohlenwasserstoffe in kurzkettigere Kohlenwasserstoffe angeordnet ist.
Stand der Technik
Zum Zwecke der Abgasnachbehandlung von Verbrennungskraftmaschinen werden in Abgasanlagen sogenannte Kohlenwasserstoffadsorber (HC Adsorber) einge setzt. Diese Adsorber dienen dazu Kohlenwasserstoffe bei niedrigen Abgastem peraturen, beispielsweise während der Kaltstartphase zwischenzuspeichern, um so das Austreten der Kohlenwasserstoffe in die Umwelt zu verhindern. Kohlenwas serstoffe, welche insbesondere unverbrannten Rückständen des Kraftstoffs sind, werden in der Abgasanlage für gewöhnlich an einem dafür vorgesehenen Kataly sator chemisch umgesetzt, so dass für die Umwelt unschädlichere Produkte ent stehen. Diese Katalysatoren arbeiten erst ab einer gewissen Mindesttemperatur, der sogenannten Light-Off Temperatur zuverlässig.
Um in Abgasanlagen das unkontrollierte Ausstößen von im Abgas befindlichen Kohlenwasserstoffen in die Umwelt zu vermeiden ist es daher das Ziel die Koh lenwasserstoffe bis zum Erreichen der Light-Off Temperatur zwischenzuspeichern, so dass diese dann am dafür geeigneten Katalysator umgesetzt werden können. Die im Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoffe sind sowohl kurzkettige als auch langkettige Kohlenwasserstoffe. Die kurzkettigen werden von bekannten Kohlen wasserstoffadsorbern schwächer adsorbiert und werden daher bereits bei niedri geren Temperaturen wieder desorbiert. Langkettige Kohlenwasserstoffe hingegen werden stärker gebunden und werden somit erst bei höheren Temperaturen wieder desorbiert. Weiterhin wird der Adsorber je nach Kettenlänge der Kohlenwasser stoffe und abhängig von der chemischen Zusammensetzung des Speicherkörpers des Adsorbers unter Umständen nicht vollständig entleert, was dazu führt, dass beim jeweils nächsten Motorstart die Konzentration von Kohlenwasserstoffen nach dem Adsorber höher ist als vor diesem Adsorber.
Dies führt dazu, dass bei einem allmählichen Temperaturanstieg des beladenen Adsorbers zuerst die kurzkettigen Kohlenwasserstoffe und dann bei weiter stei gender Temperatur die langkettigen Kohlenwasserstoffe wieder desorbiert werden. Dies kann dazu führen, dass bevorzugt langkettige Kohlenwasserstoffe im Adsor ber verbleiben, was nachteilig ist, da langkettige Kohlenwasserstoffe dazu neigen miteinander zu agglomerieren und in den Poren des Adsorbers zu verkoken. Dies führt zu einer Abnahme der Speicherfähigkeit des HC Adsorbers über seine Le benszeit hinweg.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Abgas nachbehandlung zu schaffen, welche ein Aufbrechen langkettiger Kohlenwasser stoffe ermöglicht, wodurch die Adsorption und Desorption an einem Adsorber für Kohlenwasserstoffe verbessert werden soll.
Die Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nachbehand lung von Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Abgasleitung, wel che dazu eingerichtet ist das aus der Verbrennungskraftmaschine ausgeblasene Abgas zumindest einer Komponente zur Abgasnachbehandlung zuzuführen, wobei in der Abgasleitung zumindest ein Adsorber zur Zwischenspeicherung für im Abgas enthaltene Kohlenwasserstoffe, ein Katalysator zur katalytischen Nachbehandlung des Abgases, ein elektrisch beheizbarer Katalysator und ein Crackkatalysator zur Aufspaltung langkettiger Kohlenwasserstoffe in kurzkettigere Kohlenwasserstoffe angeordnet ist.
Ein Crackkatalysator dient im Wesentlichen dem Aufbrachen langkettiger Kohlen wasserstoffe, wie sie als unverbrannte Rückstände des Kraftstoffes im Abgas enthalten sind. Kohlenwasserstoffe beziehungsweise die Kohlenwasserstoffmole küle weisen unterschiedlich lange Ketten von Kohlenstoffatomen auf, wobei Koh lenstoffatome miteinander verbunden sind und die jeweils freien Bindungen des Kohlenstoffs mit Wasserstoffatomen oder anderen Molekülgruppen besetzt sind.
Je langkettiger die Kohlenwasserstoffe sind, desto schwerer können diese von dem Adsorber adsorbiert werden. Darüber hinaus ist für das Desorbieren der langket- tigen Kohlenwasserstoffe eine höhere Temperatur am Adsorber notwendig. Kurz kettigere Kohlenwasserstoffe werden schneller adsorbiert und auch bereits bei einem geringeren Temperaturniveau wieder desorbiert. Dies macht den Adsorber insgesamt wirkungsvoller, da dieser schneller nach einem Motorstart, beispiels weise nach einem Kaltstart, wirksam ist, und gleichzeitig die Gefahr verringert wird, dass langkettige Kohlenwasserstoffe im Adsorber verbleiben und diesen verblo cken.
Insbesondere, wenn die Betriebsdauer der Verbrennungskraftmaschine kurz ist, kann es sein, dass kein ausreichend hohes Temperaturniveau am Adsorber erreicht wird, so dass sämtliche adsorbierten Kohlenwasserstoffe wieder desorbiert werden. In diesem Fall bleibt eine Teilmenge des Kohlenwasserstoffs im Adsorber zurück. Bei einem erneuten Start der Verbrennungskraftmaschine kann es dann dazu kommen, das in Strömungsrichtung hinter dem Adsorber eine höhere Konzentration an Kohlenwasserstoffen vorliegt als in Strömungsrichtung davor, da sowohl die neu hinzukommenden Kohlenwasserstoffe hinter dem Adsorber vorhanden sind, als auch die noch im Adsorber vorhandenen Kohlenwasserstoffe, welche beim Errei chen der Desorptionstemperatur zusätzlich in die Abgasleitung strömen.
Der Crackkatalysator ist in Strömungsrichtung des Abgases dem Adsorber vorge lagert. Bevorzugt ist der Crackkatalysator die erste vom Abgas durchströmte Komponente, so dass eine Aufspaltung möglichst früh stattfindet.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Reaktionsflächen des Crackkatalysators mit aktivierten Aluminiumsilikaten beschichtet ist. Aluminiumsilikate oder sogenannte Zeolithe sind besonders gut geeignet, um Kohlenwasserstoffe in einer an der Re aktionsfläche des Katalysators stattfindenden Reaktion aufzubrechen. Die Reak tionsflächen sind dabei die vom Abgas überströmten Oberflächen. Sofern der Crackkatalysator beispielsweise durch einen durchström baren Wabenkörper ge bildet ist, bilden die die Strömungskanäle begrenzenden Wandungen die Reakti onsflächen.
Ein Aluminiumsilikat ist beispielsweise Chromoxid (Cr203). Auch andere Alumini umsilikate können vorteilhaft eingesetzt werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Abgasleitung eine Bypasskanal aufweist, wobei dieser stromabwärts vom elektrisch beheizbaren Katalysator von der Abgasleitung abzweigt und einen Crackkatalysator, ein Kühlelement und eine Adsorber aufweist, und stromaufwärts des elektrisch beheizbaren Katalysators in die Abgasleitung mündet. Ein solcher Bypass erlaubt die erneute Zirkulation des Abgases durch den Crackkatalysator und die restlichen im Bypasskanal angeordneten Komponenten zur Abgasnachbehandlung, hierdurch kann einerseits die Abgasreinigung verbes sert werden. Darüber hinaus können weitere noch nicht aufgespaltene langkettige Kohlenwasserstoffe im Crackkatalysator aufgespalten werden. Durch die Abzwei gung in den Bypasskanal direkt nach dem elektrisch beheizbaren Katalysator, kann frühestmöglich ein ausreichend hohes Temperaturniveau im Bypasskanal erreicht werden, wodurch insbesondere die Kohlenmonoxide sehr früh am Crackkatalysator umgesetzt werden können. Es können Mittel zur Steuerung des Abgasstromes vorgesehen werden, bei spielsweise Klappen oder Ventile, durch welche der Abgasstrom zwischen dem Hauptkanal und dem Bypasskanal aufgeteilt wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Crackkatalysator dazu eingerichtet ist langkettige Kohlenwasserstoffe im Abgas mit jeweils acht bis zwölf Kohlenstoffatomen in Kohlenwasserstoffe mit maximal sieben Kohlenstoffatomen aufzubrechen. Die Reduzierung der durchschnittlichen Länge der Kohlenwasserstoffe trägt dazu bei, dass die Adsorption und somit die Zwi schenspeicherung verbessert wird. Durch das Vorhandensein von vornehmlich kurzkettigen Kohlenwasserstoffen mit sieben oder weniger aneinandergereihten Kohlenstoffatomen wird außerdem die Gefahr der Verkokung des Adsorbers deut lich reduziert, da die kurzkettigen Kohlenwasserstoffe bereits bei geringeren Temperaturen wieder desorbieren.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn die Desorptionstemperatur des Adsorbers in ei nem Temperaturbereich von 150 Grad Celsius und 200 Grad Celsius liegt. Eine Desorptionstemperatur im Bereich von 150 bis 200 Grad Celsius ist vorteilhaft, da dieser Temperaturbereich schneller erreicht wird und somit zeitnäher eine Desorp tion stattfinden kann.
Die Desorption von nicht aufgebrochenen langkettigen Kohlenwasserstoffen, vor nehmlich mit mehr als sieben aneinandergeketteten Kohlenstoffatomen, findet gewöhnlich in höheren Temperaturbereichen statt, die beispielsweise bis 400 Grad Celsius reichen. Bis ein solch hohes Temperaturniveau erreicht ist, vergeht deutlich mehr Zeit. Darüber hinaus kann es sein, dass in gewissen Betriebssituationen diese hohen Temperaturen überhaupt nicht erreicht werden und es somit zu keiner voll ständigen Desorption kommt.
Die aufgebrochenen Kohlenwasserstoffe hingegen lösen sich somit früher aus dem Adsorber und weiterhin wird schneller eine vollständige Entladung des Adsorbers erreicht. Dies wirkt insbesondere dem Verkoken des Adsorbers entgegen und er höht somit die Dauerhaltbarkeit des Systems. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Light-Off Temperatur, ab welcher das Aufbrechen der Kohlenwasserstoffe beginnt, bei 100 Grad Celsius liegt. Bevorzugt ist diese Temperatur möglichst gering, damit eine möglichst frühe Aufspaltung der Kohlenwasserstoffe erreicht wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Abgasleitung stromabwärts des Crackkataly sators ein Kühlelement aufweist, durch welches das aus dem Crackkatalysator strömende Abgas abkühlbar ist. Durch das Cracken beziehungsweise aufbrachen der Kohlenstoffketten entsteht Wärme. Diese wird unter anderem auch in die Ab gasleitung abgegeben. Um eine Beeinflussung der Adsorption und Desorption am Adsorber zu vermeiden, kann eine aktive Kühlung vorgesehen werden, um den zusätzlichen Wärmeeintrag durch die chemische Reaktion des Aufbrechens der Kohlenstoffketten auszugleichen.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der Crackkatalysator als Rohrreaktor ausgeführt ist, wobei der Rohrreaktor mit einem Kühlmittel durchströmbar ist. Ein Rohrreaktor hat insbesondere den Vorteil, dass neben der eigentlichen chemischen Reaktion auch eine aktive Kühlung vorgesehen werden kann, indem Mantelflächen des Rohrre aktors oder Zwischenräume zwischen durchström baren Kanälen mit einem Kühl medium durchströmt werden können. So ist insbesondere eine kompakte Bauform mit einer Funktionskombination zu erreichen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprü chen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Be zugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Abgasstrangs von der Verbren nungskraftmaschine durch unterschiedliche Komponenten zur Abgas nachbehandlung,
Fig. 2 eine alternative Ausgestaltung eines Abgasstrangs, und Fig. 3 eine weitere alternative Ausgestaltung eines Abgasstrangs.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt eine mögliche Ausgestaltung eines Abgasstrangs. Mit dem Be- zugszeichenl ist die Verbrennungskraftmaschine dargestellt, von dort strömt das Abgas aus den einzelnen Zylindern durch den Abgaskrümmer in einer rohrförmige Abgasleitung. Die erste Komponente zur Abgasnachbehandlung ist ein Crackka talysator 2, welcher zum Aufbrechen langkettiger Kohlenwasserstoffe geeignet ist. In Strömungsrichtung ist dem Crackkatalysator 2 ein Adsorber 3 zur Adsorption von im Abgas befindlichen Kohlenwasserstoffen nachgelagert. Im Anschluss daran folgen im Ausführungsbeispiel der Figur 1 ein elektrischer Fleizkatalysator 4 und ein Drei-Wege-Katalysator 5, die in einer beliebigen Reihenfolge angeordnet sein können. Das Abgas strömt sodann, nach dem Durchströmen der einzelnen Kom ponenten zur Abgasnachbehandlung durch den Auspuff in die Umwelt.
Die Figur 2 zeigt eine abweichende Anordnung der Komponenten zur Abgas nachbehandlung. Da die gleichen Komponenten wie in Figur 1 verwendet werden, werden identische Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Stromab von der Verbrennungskraftmaschine 1 ist ein elektrischer Fleizkatalysator 4 und/oder ein Drei-Wege-Katalysator 5 angeordnet. Darauffolgend ist ein Crack katalysator 2 und ein Adsorber 3 angeordnet. Stromab des Adsorbers 3 kann wiederrum ein elektrischer Fleizkatalysator 4 und/oder ein Drei-Wege-Katalysator 5 angeordnet sein. Figur 3 zeigt eine weitere alternative Anordnung, wobei die Abgasleitung einen Hauptkanal aufweist, in welchem ein elektrisch beheizbarer Katalysator 4 und ei nem Drei-Wege-Katalysator 5 angeordnet sind. Darüber hinaus ist ein Bypasskanal gezeigt, in welchem ein Crackkatalysator 2, ein Kühler 6 und ein Adsorber 3, bei- spielsweise ein HC-Adsorber, angeordnet sind. Der Bypasskanal zweigt stromab wärts des elektrisch beheizbaren Katalysators 4 ab und mündet stromaufwärts vom elektrisch beheizbaren Katalysator 4 wieder in den Hauptkanal. Der Adsorber 3 und der Crackkatalysator 2 bilden eine zusätzliche Wärmekapazität aus. Da die Koh lenmonoxide am Crackkatalysator 2 möglichst früh und vollständig umgesetzt werden sollen, findet die Abzweigung in den Bypasskanal erst stromab des elektrisch beheizbaren Katalysators 4 statt.
Der Adsorber dient dazu, möglichst viel Kohlenwasserstoffe während der Kalt startphase zu speichern. Dafür soll die Temperatur im Adsorber niedrig gehalten werden, damit der Adsorber nicht zu schnell desorbiert. Der Adsorber ist somit gezielt weiter hinten positioniert. Nach der Kaltstartphase haben der Adsorber, der Crackkatalysator und den Kühler keinen Nutzen mehr, da die Abgastemperatur bereits sehr hoch ist (sie werden nur eine zusätzliche, unerwünschte Wärmekapa zität für CO und HC). In dem Fall wird nur noch die Hauptströmung eingesetzt.
Die unterschiedlichen Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch untereinander kombiniert werden.
Die Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 3 weisen insbesondere keinen be- schränkenden Charakter auf und dienen der Verdeutlichung des Erfindungsge dankens. Bezugszeichenliste
01 Verbrennungskraftmaschine 02 Crackkatalysator 03 Adsorber
04 elektrisch beheizter Katalysator 05 Drei-Wege-Katalysator 06 Kühlelement

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Nachbehandlung von Abgasen einer Verbrennungskraft maschine (1), mit einer Abgasleitung, welche dazu eingerichtet ist das aus der Verbrennungskraftmaschine (1) ausgeblasene Abgas zumindest einer Komponente zur Abgasnachbehandlung zuzuführen, wobei in der Abgas leitung zumindest ein Adsorber (3) zur Zwischenspeicherung für im Abgas enthaltene Kohlenwasserstoffe, ein Katalysator (5) zur katalytischen Nach behandlung des Abgases, ein elektrisch beheizbarer Katalysator (4) und ein Crackkatalysator (2) zur Aufspaltung langkettiger Kohlenwasserstoffe in kurzkettigere Kohlenwasserstoffe angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Reaktionsflächen des Crackkatalysators (2) mit aktivierten Aluminiumsilikaten beschichtet ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abgasleitung eine Bypasskanal aufweist, wobei dieser stromabwärts vom elektrisch beheizbaren Katalysator (4) von der Abgasleitung abzweigt und einen Crackkatalysator (2), ein Kühlelement (6) und eine Adsorber (3) aufweist, und stromaufwärts des elektrisch beheizbaren Katalysators (4) in die Abgasleitung mündet.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Crackkatalysator (2) dazu einge richtet ist langkettige Kohlenwasserstoffe im Abgas mit jeweils acht bis zwölf Kohlenstoffatomen in Kohlenwasserstoffe mit maximal 7 Kohlenstoffatomen aufzubrechen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Desorptionstemperatur des Ad sorbers (3) in einem Temperaturbereich von 150 Grad Celsius und 200 Grad Celsius liegt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Light-Off Temperatur, ab welcher das Aufbrechen der Kohlenwasserstoffe im Crackkatalysator (2) beginnt, bei 100 Grad Celsius liegt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abgasleitung stromabwärts des Crackkatalysators (2) ein Kühlelement (6) aufweist, durch welches das aus dem Crackkatalysator (2) strömende Abgas abkühlbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Crackkatalysator (2) als Rohrre aktor ausgeführt ist, wobei der Rohrreaktor mit einem Kühlmittel durch- strömbar ist.
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