FI104749B - Pakokaasunpuhdistusjärjestelmä hiilivetypäästöjen pienentämiseksi polttomoottoreiden kylmäkäynnistyksen aikana - Google Patents

Pakokaasunpuhdistusjärjestelmä hiilivetypäästöjen pienentämiseksi polttomoottoreiden kylmäkäynnistyksen aikana Download PDF

Info

Publication number
FI104749B
FI104749B FI935278A FI935278A FI104749B FI 104749 B FI104749 B FI 104749B FI 935278 A FI935278 A FI 935278A FI 935278 A FI935278 A FI 935278A FI 104749 B FI104749 B FI 104749B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
catalyst
exhaust gas
adsorber
gas purification
purification system
Prior art date
Application number
FI935278A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI935278A0 (fi
FI935278A (fi
Inventor
Bernd Engler
Dieter Lindner
Egbert Lox
Klaus Ostgathe
Original Assignee
Degussa
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
Application filed by Degussa filed Critical Degussa
Publication of FI935278A0 publication Critical patent/FI935278A0/fi
Publication of FI935278A publication Critical patent/FI935278A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI104749B publication Critical patent/FI104749B/fi

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9481—Catalyst preceded by an adsorption device without catalytic function for temporary storage of contaminants, e.g. during cold start
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0454—Controlling adsorption
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0835—Hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
    • F01N2250/12—Combinations of different methods of purification absorption or adsorption, and catalytic conversion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
    • F01N2370/04—Zeolitic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—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
    • F01N3/18—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
    • 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 ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Bakery Products And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Financial Or Insurance-Related Operations Such As Payment And Settlement (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Nozzles For Electric Vacuum Cleaners (AREA)

Description

! 104749
Pakokaasunpuhdistusjärjestelmä hiilivetypäästöjen pienentämiseksi polttomoottoreiden kylmäkäynnistyksen aikana
Keksintö koskee pakokaasunpuhdistusjärjestelmää 5 hiilivetypäästöjen pienentämiseksi polttomoottoreiden kyl mäkäynnistyksen aikana. Pakokaasunpuhdistusjärjestelmä sisältää hiilivetyadsorberin ja sen perään kytketyn katalysaattori järjestelmän, joka voi käsittää yhden ainoan kol-mitiekatalysaattorin tai hapetus-, pelkistys- ja/tai kol-10 mitiekatalysaattoreiden yhdistelmän yhtenä tai useampana kerroksena.
Tulevat raja-arvot moottoriajoneuvojen haitallisten aineiden päästöille on määritelty määräyksissä TLEV/1994 ja LEV/1997 (LEV = Low Emission Vehicle). Ne merkitsevät 15 erityisesti hiilivetyjen suhteen olennaista raja-arvojen tiukennusta. Koska nykyiset pakokaasukatalysaattorit ovat saavuttaneet korkean haitallisten aineiden muuntotason käyttölämpötilassa, tulevien raja-arvojen noudattaminen on mahdollista ainoastaan parantamalla haitallisten aineiden 20 konversiota kylmäkäynnistysvaiheen aikana. Asetuksella määriteltyjen testausjaksojen (esim. US FTP-75) kylmäkäyn-. nistysvaiheen aikana purkautuu nimittäin suuri osa kaik- «ti ' kiaan vapautuvista hiilivedyistä. Katalysaattorit eivät ^ " ole tässä vaiheessa saavuttaneet vielä konversion edellyt- « « *: 25 tämää käyttölämpötilaa 300 - 400 °C. Kylmäkäynnistysvai- i.l : heen aikana vapautuvissa hiilivedyissä on kysymys pää- • asiallisesti C^^-yhdisteistä, kuten parafiineista, isopa- rafiineista, olefiineista ja aromaattisista yhdisteistä.
Haitallisten aineiden päästöjen pienentämiseksi .··*. 30 kylmäkäynnistysvaiheen aikana on esimerkiksi US-patentti- - .···. julkaisussa 5 078 979 esitetty pakokaasunpuhdistus jär j es - "** telmä, joka koostuu hiilivetyadsorberista ja sen perään ' ' kytketystä katalysaattorista. Hiilivetyadsorberin tehtävä- I I < nä on siinä adsorboida kylmäkäynnistysvaiheen aikana, vie- :v. 35 lä suhteellisen matalissa lämpötiloissa, pakokaasun sisäl- i i i «Il 2 104749 tämät hiilivedyt. Hiilivedyt desorboituvat uudelleen vasta adsorberin lämmetessä enemmän ja päätyvät silloin kuumemman pakokaasun mukana jo lähes käyttölämpötilassa olevaan katalysaattoriin ja muuttuvat siinä haitattomaksi vedeksi 5 ja hiilidioksidiksi. Olennaisen tärkeä adsorberia koskeva vaatimus on tällöin kyky adsorboida selektiivisesti hiilivetyjä ennen vesihöyryä, jota myös on runsaasti mukana pakokaasussa.
Tässä kuvatussa ratkaisussa haittapuolena on jo 10 suhteellisen matalissa lämpötiloissa käynnistyvä hiilivetyjen desorptio, joten seuraavassa katalysaattorissa ei kyetä vielä saavuttamaan optimaalista konversiota. Tavallisesti katalysaattorin käynnistymislämpötilan TA, joka on 300 - 400 °C, ja välittömästi sen eteen kytketyn adsorbe-15 rin desorptiolämpötilan TD, joka on noin 150 - 200 °C, välillä ammottava kuilu, yli 100 °C, ts. TA - TD > 100 °C. Lisäksi on olemassa vaara, että adsorberi tuhoutuu lämmön vaikutuksesta, koska se täytyy asentaa pakokaasunpuhdis-tusjärjestelmässä lähelle moottoria ja on siksi jatkuvassa 20 käytössä alttiina jopa 1000 eC:n lämpötilarasituksille.
Näiden puutteiden poistamiseksi on tehty suuri mää-. . rä ehdotuksia patenttikirjallisuudessa, kuten esimerkiksi [;*·’ DE-hakemusjulkaisussa 4 008 789, EP-hakemusjulkaisussa • '* 0 460 542 ja US-patenttijulkaisussa 5 051 244. Näissä *. *.· 25 asiakirjoissa lähdetään myös hiilivetyadsorberin ja kata- • · :J · lysaattorin yhdistelmästä mutta ehdotetaan kuvattujen ·· · j puutteiden poistamiseksi monimutkaisia kytkentöjä pakokaa- sua varten.
US-patentti julkaisussa 5 051 244 on ehdotettu mole-.··*. 30 kyyliseula-adsorberin kytkemistä varsinaisen katalysaatto- ,···. rin eteen, joka adsorberi adsorboi kylmissä olosuhteissa *** pakokaasussa esiintyvät haitalliset aineet, erityisesti : hiilivedyt, ja luovuttaa ne taas pakokaasunpuhdistusjär jestelmän lisälämpenemisen myötä. Adsorberin suojaamiseksi 35 ylikuumenemisen aiheuttamalta tuhoutumiselta moottoria 3 104749 jatkuvasti käytettäessä on varattu oikosululla kytkettävissä oleva linja moottorista suoraan katalysaattoriin.
Käynnistyksen jälkeisten ensimmäisten 200 - 300 sekunnin aikana pakokaasu johdetaan kokonaisuudessaan ad-5 sorberin ja katalysaattorin kautta. Tässä käyttövaiheessa adsorberi pidättää hiilivedyt. Adsorberi ja katalysaattori lämpenevät yhä enemmän ja enemmän kuuman pakokaasun vaikutuksesta. Adsorberi oikosulkeutuu, kun desorptio alkaa lämpötilan kohoamisen seurauksena olla suurempaa kuin ad-10 sorptio. Pakokaasu kulkee silloin suoraan katalysaattorin kautta. Saavutettaessa käyttölämpötila osa kuumasta pakokaasusta johdetaan adsorberin kautta haitallisten aineiden täydelliseen desorboitumiseen saakka, jotka haitalliset aineet katalysaattori kykenee siinä vaiheessa muuntamaan 15 hyvällä hyötysuhteella. Tapahtuneen desorption jälkeen adsorberi oikosuljetaan jälleen sen suojaamiseksi lämpö-ylikuormituksen aiheuttamalta tuhoutumiselta.
US-patenttijulkaisuissa 5 051 244 ja 5 078 979 on ehdotettu adsorboiviksi aineiksi luonnon tai synteettisiä 20 zeoliitteja, joissa atomisuhde Si/Al on vähintään 2,4.
Sopivina zeoliitteina on mainittu silikaliitti, faujasiit-.. ti, klinoptiloliitti, mordeniitti, kabasiitti, ultrasta- ‘ biili zeoliitti Y, zeoliitti Y ja ZSM-5 sekä niiden seok- ” set. Zeoliittiadsorberi voi sisältää lisäksi hienojakoi- 25 siä, katalyyttisesti aktiivisia metalleja, kuten platinaa, :.· · palladiumia, rodiumia, ruteniumia ja niiden seoksia.
• Nämä tekniikan tasoa edustavat tunnetut ratkaisut joko ovat teknisesti hyvin vaativia, kalliita ja häiriö- = alttiita tai, kuten US-patenttijulkaisun 5 078 979 tapauk- .···. 30 sessa, eivät tarjoa ratkaisua adsorberin desorptiolämpöti- · · - .···. lan ja sen perään kytketyn katalysaattorin käynnistymis- • · ~ *·* lämpötilan välisen lämpötilakuilun ylittämiseen. Tämän ~ • _ keksinnön päämääränä on tarjota pakokaasunpuhdistusjärjes- ~ telmä, jolla nämä tekniikan tasosta tutut puutteet saadaan
» I
I I I
4 104749 poistetuiksi pidättäen samalla erittäin hyvin hiilivedyt kylmäkäynnistysvaiheen aikana.
Tähän päämäärään päästään hiilivetypäästöjen pienentämiseen polttomoottoreiden kylmäkäynnistyksen aikana 5 tarkoitetulla pakokaasunpuhdistusjärjestelmällä, joka sisältää hiilivetyadsorberin ja sen perään kytketyn katalysaattori järjestelmän, joka käsittää yhden kolmitieikata-lysaattorin tai hapetus-, pelkistys- ja/tai kolmitoimika-talysaattoreiden yhdistelmän yhtenä tai useampana kerrok-10 sena.
Esillä oleva keksintö koskee pakokaasunpuhdistus-järjestelmää hiilivetypäästöjen pienentämiseksi polttomoottoreiden kylmäkäynnistyksen aikana, joka järjestelmä sisältää hiilivetyadsorberin ja sen perään kytketyn 15 katalysaattorijärjestelmän, joka käsittää hapetus- ja kol-mitiekatalysaattorin yhtenä tai useampana kerroksena. Järjestelmälle on tunnusomaista, että hiilivetyadsorberin perään kytketty katalysaattorijärjestelmä käsittää hapetuskatalysaattorin, joka sisältää platinaa ja/tai pal-20 ladiumia, ja kolmitiekatalysaattorin, joka sisältää platinaa ja/tai palladiumia ja/tai rodiumia, jolloin hapetus- f«>.> katalysaattorin platina- ja/tai palladiumkuormitus on • · « .! * vähintään 3,5 g platinaa ja/tai palladiumia/dm3 katalysaat- \ *' torin tilavuutta, ja hapetuskatalysaattori on sovitettu • · · |· '· 25 välittömästi adsorberin perään.
: Keksinnön mukaisessa pakokaasunpuhdistusjärjestel- • · · • mässä hiilivetyjen muuntamiseen tarkoitetun hapetus- tai • ·· : kolmitiekatalysaattorin käynnistymislämpötilan TA ja välit tömästi sen eteen kytketyn adsorberin desorptiolämpötilan .***; 30 TD ero on pienempi kuin 50 °C, ts. TA - TD < 50 °C.
Ml .··. Katalysaattorin käynnistymislämpötilalla tarkoitetaan täs- • · ’’m sä sitä pakokaasun lämpötilaa ennen katalysaattoria, jossa katalysaattori muuntaa täsmälleen 50 % hiilivedyistä.
Adsorberin desorptiolämpötila TD on tunnusluku, joka 35 voidaan määrittää ainoastaan käytettäessä moottoria voima- 104749 5 peräisesti. Sitä varten mitataan ensin moottorin brutto-hiilivetypäästö ajan funktiona ensimmäisten 200 - 300 sekunnin aikana kylmäkäynnistyksen jälkeen käyttämättä ad-sorberia. Tällä bruttopäästöllä on tyypillisesti korkea ja 5 leveä huippu ensimmäisten 60 - 100 sekunnin aikana. Hiilivetyjen emissio laskee moottorin lämmetessä yhä enemmän ja enemmän tasolle, joka on käyttölämpötilansa saavuttaneelle moottorille tavanomainen. Toisessa koekäytössä mitataaan sitten hiilivetyjen emissio kytketyn adsorberin jälkeen 10 sekä lämpötila ennen adsorberia ajan funktiona.
Adsorberilla saadaan aluksi vähennetyksi voimakkaasti hiilivetyjen emissiota adsorption kautta, mutta se kasvaa sitten pakokaasun edelleen lämpenemisen myötä ad-sorberista tapahtuvan lisääntyvän desorption seurauksena 15 ja käy viiveellä bruttoemissioon nähden läpi myös päästö-huipun, ennen kuin se putoaa lopulta käyttölämpötilassaan olevan moottorin bruttopäästöarvoon. Bruttopäästöhuipun ja adsorberia käytettäessä saavutetun päästöhuipun aikaeron seurauksena tulee tietyllä hetkellä noin 60 - 100 sekunnin 20 kuluessa kylmäkäynnistyksestä vastaan kyseisten kahden päästökäyrän leikkauspiste.
'•S' Kyseisellä hetkellä ennen adsorberia vallitsevaa t · · ’ pakokaasun lämpötilaa nimitetään adsorberin desorptioläm- · ' Potilaksi TD. Se riippuu kulloisenkin pakokaasujärjestelmän : 25 rakenteesta sekä itse adsorboivasta materiaalista ja on
* I
i tyypillisesti 150 - 200 °C.
t · · • V Edullisia adsorboivia materiaaleja ovat zeoliittit.
li : Hiilivetyjen adsorbointiin polttomoottoreiden pakokaasusta 1 soveltuvat kuitenkin, niin kuin jo US-patenttijulkaisussa 30 5 051 244 on tuotu esille, ainoastaan sellaiset zeoliitit, · * • a 9 .··, jotka adsorboivat selektiivisesti hiilivetyjä ennen vettä, f · ·* ts. ovat hydrofobisia, ja joilla lisäksi on suuri lämpö- ^ ja happostabiilisuus, ......
Hiilivetyadsorberin tulisi sisältää ainakin yhtä 35 hydrofobista lämpö- ja happostabiilia zeoliittia, jossa i r — 104749 6 suhde Si/Al on suurempi kuin 20. Yhdessä keksinnön erityisen edullisessa toteutusmuodossa adsorberissa yhdistetään keskenään kaksi zeoliittia, joilla hiilivetyadsorptiokapa-siteetin muutokset lämpötilan funktiona ovat jyrkkyydel-5 tään erilaisia. Tällöin tulisi yhdistää vähintään kaksi zeoliittia I ja II, joista zeoliitilla I on lämpötilan 100 °C alapuolella suurempi adsorptiokapasiteetti kuin zeoliitilla II ja zeoliitilla II on lämpötilan 100 °C yläpuolella suurempi adsorptiokapasiteetti kuin zeoliitilla 10 I. Zeoliittina I voidaan käyttää esimerkiksi dealuminoitua zeoliitti Y:tä, jossa suhde Si/Al on yli 40, ja zeoliittina II zeoliitti ZSM5:tä, jossa suhde Si/Al on yli 20. De-aluminoidun zeoliitti Y:n ja zeoliitti ZSM5:n keskinäisen massasuhteen adsorberissa tulisi tällöin olla 1:10 - 10:1. 15 Zeoliitti Y kuuluu suurihuokoisiin zeoliitteihin, ja sen huokosten läpimitta on 0,74 nm, huokostilavuus 0,3 cm3/g ja ominaispinta-ala yli 700 m2/g. Zeoliitti ZSM5 on huokoskooltaan keskitasoa oleva zeoliitti, jonka huokosten läpimitta on noin 0,5 nm. Zeoliitti Y:llä on suuren 20 huokosaukkonsa johdosta aluksi suuri adsorptiokapasiteetti pakokaasun sisältämien aromaattisten yhdisteiden suhteen.
.. Adsorptiokapasiteetti pienenee kuitenkin hyvin nopeasti
t I I
* lämpötilan kohotessa. Zeoliitti ZSM5:llä on sitä vastoin • f ” aluksi pienempi adsorptiokapasiteetti aromaattisten yhdis- • · i ’· " 25 teiden suhteen, mutta kyseinen kapasiteetti pienenee vä- • · i.i : hemmän lämpötilan kohoamisen myötä. Lisäksi viimeksi mai- a · a nitulla zeoliitilla on hyvä adsorptiokyky muiden pakokaa- :T: sun yhä sisältämien hiilivetyjen suhteen. Keksinnön mukai nen kyseisten kahden zeoliitin yhdistelmä johtaa optimaa-30 lisiin adsorptio-ominaisuuksiin kiinnostuksen kohteena • aa .···. olevalla lämpötila-alueella. Keksintö ei kuitenkaan rajoi- a a *·1 tu vain kyseisten kahden zeoliitin seokseen. Voidaan käyt tää myös muita zeoliittiseoksia, mikäli niiden komponentit täyttävät adsorptiokapasiteetin lämpötilariippuvuutta ja 35 huokosten läpimittaa koskevat vaatimukset.
* ( <
( I
i
f I
104749 7
Keksinnön mukaisesti käytettävien zeoliittien korkea Si/Al-suhde takaa toisaalta hyvin selektiivisen hiilivetyjen adsorboinnin suhteessa veden adsorbointiin sekä toisaalta hyvän lämpöstabiilisuuden yli 1000 °C:seen saak-5 ka ja hyvän haponkestävyyden. Lämpöstabiilisuus on keksinnön mukaiselle pakokaasunpuhdistusjärjestelmälle välttämätön, koska adsorberi asennetaan lähelle moottoria ja on siten käytössä alttiina korkeille lämpötiloille.
Hiilivetyadsorberin perään kytketty katalysaattori-10 järjestelmä voi käsittää yhden kolmitiekatalysaattorin tai hapetus-, pelkistys- ja/tai kolmitiekatalysaattoreiden yhdistelmän yhtenä tai useampana kerroksena.
Sellaiset katalysaattorit ja niiden valmistus ovat ammattimiehelle tuttuja. Ne koostuvat tavallisesti avo-15 soluisen kennorakenteen muotoisesta kantoaineesta, joka on keräämiä tai metallia. Katalyyttisesti aktiivisten jalometallien sisällyttämiseksi kyseiset kennorakenteet varustetaan aktiivisuutta lisäävällä, suuripinta-alaisella, ok-sidipitoisella dispersiopäällysteellä, joka sisältää 20 esimerkiksi 100 - 400 g, tavallisesti 160 g, gamma-alumii-nioksidia/dm3 kennorakenteen tilavuutta. Katalyyttisesti aktiiviset jalometallit voidaan levittää tälle oksidipääl- i < · ,! ' lysteelle impregnoimalla. Hapetuskatalysaattoreiden ta- . pauksessa käytetään edullisesti platinaa ja/tai palladiu- • ta ]· ]· 25 mia. Kolmitiekatalysaattorit sisältävät katalyyttisesti * · · :·! ! aktiivisina jalometalleina platinaa ja/tai palladiumia
M I
: V ja/tai rodiumia.
• · · · Keksinnön mukaisen adsorberista, hapetuskatalysaat- torista ja kolmitiekatalysaattorista koostuvan pakokaasun- ·’**· 30 puhdistusjär jestelmän tapauksessa on hapetuskatalysaat- M» - .·*. toriin sisällytetty platina- ja/tai palladiummäärä tähän- f·· ..... - • t astisten hapetuskatalysaattoreiden sisältämään määrään l ΙΙΓ" nähden, joka on 0,01 - 1,8 g/dm3 katalysaattorin tilavuut- 7 ta, vähintään kaksinkertainen, so. vähintään 3,5 g plati-35 naa ja/tai palladiumia/dm3 katalysaattorin tilavuutta. Ha-
I I
«Il 104749 8 petuskatalysaattori on sijoitettu välittömästi adsorberin perään.
Sisällytetty suuri määrä katalyyttisesti aktiivisia alkuaineita johtaa siihen, että käynnistymislämpötila ale-5 nee noin 50 - 100 °C tavanomaisesti täytettyihin katalyyt-teihin verrattuna.
Adsorberin perään kytketyn katalysaattorijärjestel-män koostuessa ainoastaan yhdestä kolmitiekatalysaattoris-ta, joka sisältää platinaryhmän metalleja platina ja/tai 10 palladium ja/tai rodium, voidaan hiilivetyjen konversion käynnistymislämpötilan alentamiseksi tämänkin katalysaattorin tapauksessa nostaa platinan ja/tai palladiumin määrä tähänastisten hapetuskatalysaattoreiden sisältämään määrään nähden, joka on 0,01 - 1,8 g/dm3 katalysaattorin 1 15 tilavuutta, vähintään kaksinkertaiseksi, so. vähintään 3,5 g:aan platinaa ja/tai palladiumia/dm3 katalysaattorin tilavuutta.
Adsorboivaa ainetta voidaan käyttää soluvana tavarana tablettien, suulakepuristeiden tai agglomeraattien 20 muodossa. Edullista on kuitenkin adsorbentin käyttö monoliittisella kennorakenteella olevan dispersiopäällysteen . . muodossa, jonka päällysteen määrä on 100 - 400 g/dm3 • · « * kennorakenteen tilavuutta. Tosiallisesti käytettävä pääl- ·_ '' lystemäärä määräytyy sen polttomoottorin hiilivetypääs- *. 25 töjen mukaan, jonka tuottamat myrkyt on tarkoitus poistaa.
• I
: Jokainen ammattimies kykenee määrittämään edullisimman • · · • määrän muutamin kokein.
:T: Dispersiopäällyste levitetään esimerkiksi kastamal la kennorakenne adsorbenttiseoksen vesiliuokseen, mitä 30 seuraavat ylimääräisen dispersion poispuhallus, kuivaus ja ,···, mahdollisesti kalsinointi päällysteen kiinnittämiseksi • · kennorakenteeseen. Halutun adsorbenttimäärän levittämisek-si voidaan tämä päällystysmenettely haluttaessa toistaa useaan kertaan.
t < i i r 9 104749
Toinen mahdollisuus päästä tälle keksinnölle asetettuun päämäärään on sellainen pakokaasunpuhdistusjärjestelmä hiilivetypäästöjen pienentämiseksi polttomootto-reiden kylmäkäynnistyksen aikana, joka sisältää suoraan 5 hapetuskatalysaattorin kanssa kosketuksissa olevan hiili-vetyadsorberin ja sen perään kytketyn kolmitoimikataly-saattorin yhtenä tai useampana kerroksena. Kyseiselle pakokaasunpuhdistus järjestelmälle on tunnusomaista, että hiilivetyjen muuntamiseen tarkoitetun hapetuskatalysaatto-10 rin käynnistymislämpötilan TA ja suoraan hapetuskatalysaattorin kanssa kosketuksissa olevan adsorberin desorptioläm-pötilan TD ero on pienempi kuin 50 °C, ts. TA - TD < 50 °C.
Adsorberin suora kosketus hapetuskatalysaattorin kanssa voidaan toteuttaa monoliittisella kennorakenteella 15 päällekkäin olevien päällysteiden muodossa, jolloin adsor boiva päällyste on katalysaattoripäällysteen päällä.
Adrobenttiseoksen ja katalysaattorin valintaan ja koostumukseen pätee se, mitä on kerrottu jo edellä. Pienentyneiden hiilivetypäästöjen lisäksi viimeksi mainituil-20 la pakokaasunpuhdistusjärjestelmillä myös hiilimonoksidi päästöt ovat olennaisesti pienempiä kylmäkäynnistyksen aikana.
« « ·
Keksintöä valaistaan nyt tarkemmin muutamien esi- i · *, , merkkien avulla.
• · · ’ *· 25 Kuvio 1 esittää vertailuesimerkin 3a mukaisella « · • · · Ι·ί · pakokaasunpuhdistusjärjestelmällä varustetun polttomootto- ·· i : V rin hiilivetypäästöä US FTP-75 -testien kylmäkäynnistys- a · · V ; vaiheen aikana.
Kuvio la on kaaviokuva pakokaasunpuhdistusjärjes-30 telmän rakenteesta.
Ml - Kuvio 2 esittää vertailuesimerkin 3b mukaisella • · · • . pakokaasunpuhdistus]ärjestelmällä varustetun polttomootto- r # p p * rin hiilivetypäästöä US FTP-75 -testien kylmäkäynnistys-vaiheen aikana.
r i i r l - i t • » « 104749 10
Kuvio 2 a on kaaviokuva pakokaasunpuhdistusjärjestelmän rakenteesta.
Kuvio 3 esittää esimerkin 3 mukaisella pakokaasun-puhdistusjärjestelmällä varustetun polttomoottorin hiili-5 vetypäästöä US FTP-75 -testien kylmäkäynnistysvaiheen aikana .
Kuvio 3a on kaaviokuva pakokaasunpuhdistusjärjes-telmän rakenteesta.
Esimerkki 1 10 Zeoliitti Y:n ja ZSM5:n adsorptio-ominaisuudet Määritettiin DAY-zeoliitin (dealuminoitu zeoliit-ti Y), jossa suhde Si/Al oli yli 100, ja kahden zeoliitti 2SM5:n, joissa suhde Si/Al oli yli 500 ja 58, adsorptioka-pasiteetti tolueenin suhteen lämpötiloissa 20 °C ja 80 °C. 15 Tulokset on esitetty taulukossa 1:
Taulukko 1 DAY-zeoliitin ja ZSM5:n adsorptiokapasiteetti T (°C) Zeoliitti Si/Al Μ,ο1„ββη1 (g/100 g) 20 20 DAY >100 15,1 20 ZSM5 >500 6,2 20 ZSM5 58 7,12 ^ « « 80 DAY >100 0,8 • « : " 80 ZSM5 >500 1,4 « · 25 80 ZSM5 58 2,2 « · • · • · · • · · * • · · • *.! Taulukon 1 tiedot pätevät tolueenipitoisuuteen 1 g/m3 ilmaa. Mtolueeni on se adsorboituneen tolueenin määrä grammoina 100 grammaa kohden zeoliitttia, joka kulloinkin .*··. 30 ilmoitetussa lämpötilassa on tasapainotilassa ympäröivän • · « .···. atmosfäärin kanssa. Taulukko 1 osoittaa hyvin selvästi • · *" DAY-zeoliitin ja zeoliitti ZSM5:n erilaiset adsorptio-omi- * ' naisuudet. Kun DAY-zeoliitilla on matalassa lämpötilassa ·, erinomainen adsorptiokyky tolueenin suhteen, joka kyky 35 kuitenkin laskee hyvin nopeasti lämpötilan kohoamisen myö- i r 104749 11 tä, on vastaava käyrä ZMS5-zeoliitille huomattavasti loivempi. Jo lämpötilassa 80 °C on zeoliitti ZSM5 parempi kuin DAY-zeoliitti. Molempien zeoliittien seos tarjoaa tasaisemmat adsorptio-ominaisuudet laajemmalla lämpötila-5 alueella.
Esimerkki 2
Mitattiin palladiumhapetuskatalysaattoreiden, jotka sisälsivät erilaisia määriä palladiumia, ja tavanomaisen platina-rodiumkolmitoimikatalysaattorin hiilivetyjen muun-10 non aloituslämpötila TA tuoreessa ja vanhennetussa tilassa kaasun virtausnopeuden katalysaattorin läpi ollessa 75 000 h'1 tai 60 000 cm _1 ja ilmakertoimen lambda ollessa 1,15.
Katalysaattorit koostuivat kordieriittia olevilla 15 keraamisilla kennorakenteilla kulloinkin olleesta oksidi- pitoisesta dispersiopäällysteestä, joka sisälsi 160 g gam-ma-alumiinioksidia/dm3, ja sille saostetuista katalyytti-sesti aktiivisista jalometalleista. Kennorakenteiden ken-notiheys oli 62 kennoa/cm2. Käynnistyrnislämpötilat on esi-20 tetty taulukossa 2.
. . Taulukko 2 • i i · · ,) ' Erilaisten katalysaattoreiden käynnistymislämpöti- • " lat (lambda = 1,15)
• » I
·. : 25 :.i : Sisällytetty TA (°C) Virtausnopeus kata- ; määrä (g Pd/dm3) Tuore Vanhennettu saattorin läpi (h"1) 3,53 226 237 75 000 5,30 227 232 75 000 .·*·. 30 7,06 220 235 75 000 • · .···. 10,59 219 220 75 000 ^ t « 20 191 209 60 000 40 189 204 60 000
Tavanomainen kolmitoimikatalysaattori (5 Pt/1 Rh) 35 1,41 g/dm3 251 286 60 000 104749 12
Vanhennettujen katalysaattoreiden käynnistymisläm-pötilojen mittaamiseksi katalysaattoreita käytettiin 100 tuntia moottorissa kytkettyinä pakokaasun lämpötilan ennen katalysaattoria ollessa 1000 °C.
5 Taulukon 2 mukaisilla palladiumhapetuskatalysaatto- reilla on huomattavasti alempi hiilivetyjen muunnon aloi-tuslämpötila kuin tavanomaisella kolmitiekatalysaattorilla. Huomionarvoista on myös niiden käynnistymislämpötilan vanhenemisstabiilisuus, jonka voidaan katsoa johtuvan 10 sisällytetystä suuresta palladiummäärästä. Taulukko 2 osoittaa lisäksi, että palladiumhapetuskatalysaattorin käynnistymislämpötila laskee voimakkaasti palladiumin määrän noustessa edelleen.
Näiden runsaasti palladiumia sisältävien hapetuska-15 talysaattoreiden käynnistymislämpötilat, jotka ovat arvon 237 °C alapuolella, ovat vain vähän adsorberien tyypillisiä desorptiolämpötiloja korkeampia, ja sisällytettyjen määrien ollessa hyvin suuria käynnistymislämpötilat ovat 200 °C:n tienoilla. Ne kykenevät muuntamaan adsorberista 20 noin lämpötilassa 200 °C desorboituvat hiilivedyt suoraan ilman tekniikan tasosta tuttuja monimutkaisia pakokaasu-kytkentöjä. Tavanomainen kolmitiekakatalysaattori ei
# I I
.1 * kykene siihen, varsinkaan vanhennetussa tilassa, korkean •t ” käynnistymislämpötilansa vuoksi.
• · · '· '! 25 Seuraavaksi mitattiin ottomoottorilla varustetun • « : moottoriajoneuvon (Mercedes 300 E; iskutilavuus 3 dm3, teho ♦ · · • V 162 kW) hiilivetypäästöt kylmäkäynnistysvaiheen aikana : erilaisilla pakokaasunpuhdistusjärjestelmillä, jotka vas tasivat esimerkkejä 3 ja vertailuesimerkkejä 3a ja 3b. 30 Yhteenveto US FTP-75 -testien mukaisten jäännöspäästömit- • · « .···. tausten tuloksista on esitetty taulukossa 3.
• · *·* Pakokaasunpuhdistusjärjestelmät koostuivat tällöin kussakin tapauksessa kolmesta peräkkäin kytketystä kennorakenteesta, jotka oli valmistettu kordieriitista ja 35 joiden kennotiheys oli 62 kennoa/cm2. Moottorinpuoleisen 104749 13 kennorakenteen pituus oli 154 mm ja tilavuus 1,68 dm3.
Molempien taaempien kennorakenteiden pituus oli 102 mm ja tilavuus 1,2 dm3.
Keksinnön mukaisen pakokaasunpuhdistusjärjestelmän 5 vertailemiseksi tavanomaisten järjestelmien kanssa nämä kennorakenteen päällystettiin seuraavasti:
Vertailuesimerkki 3a (kuviot 1, la) 1. - 3. kennorakenne: Päällystys tavanomaisella kolmitie-katalysaattorilla esimerkin 2 mukaisesti; vanhennettu 10 Vertailuesimerkki 3b (kuviot 2, 2a) 1. kennorakenne: Päällystys 100 g:11a DAY-zeoliittia (Si/Al > 100)/dm3 2. - 3. kennorakenne: Päällystys tavanomaisella kolmitie-katalysaattorilla esimerkin 2 mukaisesti; vanhennettu 15 Esimerkki 3 (kuviot 3, 3a) 1. kennorakenne: Ensimmäinen kennorakenne korvattiin kahdella osakappaleella. Moottorinpuoleinen osakappale, joka pituus oli 52 mm, sai päällysteekseen 100 g DAY-zeoliittia (Si/Al > 100)/dm3. Toinen osakappale päällystettiin 20 hapetuskatalysaattorilla, joka sisälsi 7 g Pd:a/dm3 kennorakenteen tilavuutta. Myös nämä päällysteet . . vanhennettiin ennen pakokaasutestien toteuttamista.
* 2.-3. kennorakenne: Päällystys tavanomaisella kolmitie- : " katalysaattorilla esimerkin 2 mukaisesti; vanhennettu · 2 5 Kuviot 1-3 esittävät käyriä, jotka kuvaavat hii- :.· · livetypäästöjä ensimmäisten 250 sekunnin aikana käynnis- 't! tyksestä erilaisia pakokaasunpuhdistusjärjestelmiä (kuviot la - 3a) käytettäessä. Ilmoitetut hiilivetypitoisuudet perustuvat ilmalla kymmenenteen osaan laimennettuun pakokaa-.···. 30 suun US FTP-75 -testausohjeen mukaisesti.
.···. Kuvio 1 osoittaa, että vanhennetut kolmitiekata- I
• * *** lysaattorit (kuvion la mukaiset) alkavat muuntaa pakokaasussa esiintyviä haitallisia aineita noin 50 sekunnin ku- : luttua. Sillä hetkellä pakokaasun lämpötila ennen kataly-35 saattoria on 300 °C. Kuvio 2 esittää samoja riippuvuussuh- 14 104749 teitä kuin kuvio 1 mutta käytettäessä pakokaasunpuhdistus-järjestelmässä kolmitiekatalysaattoreiden eteen kytkettyä adsorberia, joka sisältää DAY-zeoliittia (kuvio 2a). Hiilivetyjen desorptio adsorberista alkaa jo noin 30 sekunnin 5 kuluttua lämpötilan ennen adsorberia ollessa noin 200 °C. Kolmitiekatalysaattorit eivät kuitenkaan kykene vielä muuntamaan suurta osaa desorboituneista hiilivedyistä. Kuvio 3 osoittaa sitä vastoin adsorberin ja runsaasti palladiumia sisältävän hapetuskatalysaattorin yhdistelmän 10 pienentävän selvästi jäännöspäästöä kahden tavanomaisen kolmitiekatalysaattorin yhteydessä (kuvio 3a). Kuviossa 3 näkyvä, vinoviivoin varjostettu alue osoittaa keksinnön mukaisen pakokaasunpuhdistusjärjestelmän, joka on esimerkin 3 mukainen, aikaansaaman hiilivetypäästön pienenemisen 15 tavanomaiseen, esimerkin 3a mukaiseen pakokaasunpuhdistus-järjestelmään verrattuna.
Taulukossa 3 on esitetty vertailuesimerkin 3b ja esimerkin 3 mukaisella pakokaasunpuhdistusjärjestelmällä saadut jäännöspäästömittaustulokset. Kuten kyseiset mit-20 taustulokset osoittavat, runsaasti palladiumia sisältävän hapetuskatalysaattorin käyttö hiilivetyadsorberin ja ta- v vanomaisten kolmitiekatalysaattoreiden kanssa yhdistettynä • · · .1 ' vaikuttaa positiivisesti pakokaasujärjestelmän jään-
• I
·_ ‘1 nöspäästöihin. Paitsi että hiilivetypäästöt pienenevät « · r '· '! 25 kylmäkäynnistysvaiheen aikana 30 %, myös hiilimonoksidi- : päästö pienenee. Tämä positiivinen vaikutus säilyy myös • · · • V läpi koko testin.
• · · • · · • · · • « · • e
• K
• · c ··· • · • · • · t m f i 15 104749
Taulukko 3 Jäännöspäästöjen mittaus US FTP-75:n mukaisesti
Pakokaasujärjestelmä Ensimmäisen pussin sisältö 5 (g/maili) (kylmäkäynnistysvaihe) CO HC NO„ V-esimerkin 3b mukainen1 3,00 0,51 0,83
Esimerkin 3 mukainen 2,05 0,37 0,89
Pakokaasujärjestelmä Kokonaispäästö (g/maili) 10 CO HC NOx V-esimerkin 3b mukainen 1,29 0,22 0,46
Esimerkin 3 mukainen 0,48 0,10 0,38
Vertailuesimerkki • « • « · • · · • * · « 9 $ I • · < • i ·
I
• « • · · I · · ···· .... .....
• · » • · · • · • « • · · • tl • 0 · • ....
• ♦ · • · • · M1 • · · • · • · ··· “

Claims (6)

16 104749
1. Pakokaasunpuhdistusjärjestelmä hiilivetypäästöjen pienentämiseksi polttomoottoreiden kylmäkäynnistyksen 5 aikana, joka järjestelmä sisältää hiilivetyadsorberin ja sen perään kytketyn katalysaattorijärjestelmän, joka käsittää hapetus- ja kolmitiekatalysaattorin yhtenä tai useampana kerroksena, tunnettu siitä, että hiilivetyadsorberin perään kytketty katalysaattorijärjestelmä 10 käsittää hapetuskatalysaattorin, joka sisältää platinaa ja/tai palladiumia, ja kolmitiekatalysaattorin, joka sisältää platinaa ja/tai palladiumia ja/tai rodiumia, jolloin hapetuskatalysaattorin platina- ja/tai palladiumkuor-mitus on vähintään 3,5 g platinaa ja/tai palladiumia/dm3 15 katalysaattorin tilavuutta, ja hapetuskatalysaattori on sovitettu välittömästi adsorberin perään.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pakokaasunpuhdistusjärjestelmä, tunnettu siitä, että adsorberi käsittää seoksen, joka sisältää dealuminoitua zeoliitti
20 Y:tä, jossa suhde Si/Al on yli 40, ja zeoliitti ZSM5:tä, jossa suhde Si/Al on yli 20, massasuhteessa 1:10 - 10:1 . . monoliittisella kennorakenteella olevan päällysteen muo- • · < t'; ·' dossa, jolloin päällysteen määrä on 100 - 400 g/dm3 kenno- : " rakenteen tilavuutta.
3. Pakokaasunpuhdistusjärjestelmä hiilivetypäästö- ·.· · jen pienentämiseksi polttomoottoreiden kylmäkäynnistyksen : aikana, joka järjestelmä sisältää hiilivetyadsorberin ja sen perään kytketyn hapetus- ja kolmitiekatalysaattorin yhtenä tai useampana kerroksena, tunnettu siitä, .·**. 30 kolmitiekatalysaattori sisältää platinaryhmän metallia, « platinaa ja/tai palladiumia ja rodiumia, jolloin kolmitie- • · *** katalysaattorin platina- ja/tai palladiumkuormitus on • vähintään 3,5 g platinaa ja/tai palladiumia/dm3 katalysaat torin tilavuutta. < « i < 17 104749
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen pakokaasunpuhdis-tusjärjestelmä, tunnettu siitä, että adsorberi käsittää seoksen, joka sisältää dealuminoitua zeoliitti Y:tä, jossa suhde Si/Al on yli 40, zeoliitti ZSM5:tä, jos- 5 sa suhde Si/Al on yli 20, massasuhteessa 1:10 - 10:1 monoliittisella kennorakenteella olevan päällysteen muodossa, jolloin päällysteen määrä on 100 - 400 g/dm3 kennorakenteen tilavuutta.
5. Pakokaasunpuhdistusjärjestelmä hiilivetypäästö- 10 jen pienentämiseksi polttomoottoreiden kylmäkäynnistyksen aikana, joka järjestelmä sisältää hapetuskatalysaattorin kanssa välittömässä kosketuksessa olevan hiilivetyadsorbe-rin ja sen perään kytketyn kolmitiekatalysaattorin yhtenä tai useampana kerroksena, tunnettu siitä, että 15 hapetuskatalysaattori ja adsorberi ovat monoliittisella kennorakenteella olevien päällekkäisten päällysteiden muodossa, jolloin adsorberipäällyste on katalysaat-toripäällysteen päällä ja hapetuskatalysaattorin platina-ja/tai palladiumkuormitus on yli 3,5 g platinaa ja/tai 20 palladiumia/dm3 katalysaattorin tilavuutta.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen pakokaasunpuhdis- .V, tusjärjestelmä, tunnettu siitä, että adsorberi ; I I .i/ käsittää seoksen, joka sisältää dealuminoitua zeoliitti • ( I . Y:tä, jossa suhde Si/Al on yli 40, ja zeoliitti ZSM5:tä, • « · • « t .· 25 jossa suhde Si/Al on yli 20, massasuhteessa 1:10-10:1. • · · • · · • · · · • · · • · • · · • · · • · · • · · • · • · • · · • · · • · • · • · · 1 - f ( ( f is 104749
FI935278A 1992-11-27 1993-11-26 Pakokaasunpuhdistusjärjestelmä hiilivetypäästöjen pienentämiseksi polttomoottoreiden kylmäkäynnistyksen aikana FI104749B (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4239875A DE4239875C2 (de) 1992-11-27 1992-11-27 Abgasreinigungssystem zur Verminderung der Kohlenwasserstoff-Emissionen während des Kaltstarts von Verbrennungskraftmaschinen
DE4239875 1992-11-27

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI935278A0 FI935278A0 (fi) 1993-11-26
FI935278A FI935278A (fi) 1994-05-28
FI104749B true FI104749B (fi) 2000-03-31

Family

ID=6473778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI935278A FI104749B (fi) 1992-11-27 1993-11-26 Pakokaasunpuhdistusjärjestelmä hiilivetypäästöjen pienentämiseksi polttomoottoreiden kylmäkäynnistyksen aikana

Country Status (18)

Country Link
EP (1) EP0601314B1 (fi)
JP (1) JP3816113B2 (fi)
KR (1) KR100283341B1 (fi)
CN (1) CN1096712A (fi)
AT (1) ATE157557T1 (fi)
AU (1) AU666235B2 (fi)
BR (1) BR9304864A (fi)
CA (1) CA2110139C (fi)
CZ (1) CZ288516B6 (fi)
DE (2) DE4239875C2 (fi)
ES (1) ES2108797T3 (fi)
FI (1) FI104749B (fi)
HU (1) HU212892B (fi)
MX (1) MX9307424A (fi)
NO (1) NO304502B1 (fi)
PL (1) PL174499B1 (fi)
TW (1) TW303307B (fi)
ZA (1) ZA938864B (fi)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5492679A (en) * 1993-03-08 1996-02-20 General Motors Corporation Zeolite/catalyst wall-flow monolith adsorber
DE4436890A1 (de) * 1994-10-15 1996-04-18 Degussa Verfahren zur gleichzeitigen Verminderung der im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine enthaltenen Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide
EP0716877A1 (en) * 1994-12-13 1996-06-19 Johnson Matthey Public Limited Company Catalytic purification of engine exhaust gas
US5510086A (en) * 1995-04-10 1996-04-23 General Motors Corporation Adcat exhaust treatment device
US6696389B1 (en) 1996-02-23 2004-02-24 Daimlerchrysler Ag Process and apparatus for cleaning a gas flow
DE19614540A1 (de) * 1996-04-12 1997-10-16 Degussa Dieselkatalysator
EP0842700B1 (de) * 1996-11-11 1999-03-24 Degussa Ag Abgasreinigungskatalysator mit Verbessertem Umsatz für Kohlenwasserstoffe
JP3417309B2 (ja) * 1997-10-28 2003-06-16 トヨタ自動車株式会社 炭化水素吸着材
NZ506493A (en) 1997-11-30 2003-03-28 Wissenschaftliche Werkstatt Fu Measurement of contaminant components in exhaust gas and reduction of excessive contaminant emissions during cold starts and while driving
WO2000024507A1 (fr) * 1998-10-28 2000-05-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Agent adsorbant pour hydrocarbure et catalyseur pour la purification de gaz d'echappement
DE10023049B4 (de) * 2000-05-11 2008-04-30 Volkswagen Ag Verfahren zur Bestimmung eines Montagepunktes eines Vorkatalysators im Abgasstrang der Verbrennungskraftmaschine
ES2182721B1 (es) * 2001-07-27 2004-01-16 Univ Valencia Politecnica Un sistema catalitico para disminuir emisiones de compuestos organicos volatiles en gases de combustion.
FR2841937B1 (fr) 2002-07-08 2006-07-14 Faurecia Sys Echappement Generateur de puissance mecanique comportant un moteur diesel et un convertisseur catalytique
JP4507018B2 (ja) * 2008-06-27 2010-07-21 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE102013210270A1 (de) 2013-06-03 2014-12-04 Umicore Ag & Co. Kg Dreiwegkatalysator
GB2521904B (en) 2013-10-30 2018-01-10 Johnson Matthey Plc Three-way catalyst and its use in exhaust systems
DE102014204682A1 (de) 2014-03-13 2015-10-01 Umicore Ag & Co. Kg Katalysatorsystem zur Reduzierung von Schadgasen aus Benzinverbrennungsmotoren
CN104307476A (zh) * 2014-11-05 2015-01-28 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种低浓度碳氢化合物气体吸附剂的制备方法
MX2018000142A (es) 2015-06-29 2018-02-19 Corning Inc Cuerpo ceramico poroso para reducir emisiones.
US9987626B2 (en) * 2015-08-20 2018-06-05 Ford Global Technologies, Llc Use of transition metals to reduce cold start emissions
US9879587B2 (en) * 2015-10-23 2018-01-30 GM Global Technology Operations LLC Diagnosing oxidation catalyst device with hydrocarbon storage
US10898886B2 (en) * 2016-08-26 2021-01-26 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon and nitrogen oxides catalyst trap

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0615016B2 (ja) * 1988-09-09 1994-03-02 トヨタ自動車株式会社 自動車排気ガス浄化装置
JPH0625538B2 (ja) * 1989-10-24 1994-04-06 ニチアス株式会社 メタノールエンジンの排気浄化装置
JPH03141816A (ja) * 1989-10-27 1991-06-17 Toyota Motor Corp 排気ガス浄化装置
US5078979A (en) * 1990-07-20 1992-01-07 Uop Molecular sieve bed/catalyst to treat automotive exhaust
US5296198A (en) * 1990-11-09 1994-03-22 Ngk Insulators, Ltd. Heater and catalytic converter
US5271906A (en) * 1991-10-28 1993-12-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust emission control apparatus using catalytic converter with hydrocarbon absorbent
DE4226394C2 (de) * 1992-08-10 1999-01-21 Degussa Verfahren zur katalytischen Autoabgasreinigung mit verbessertem Kaltstartverhalten

Also Published As

Publication number Publication date
ES2108797T3 (es) 1998-01-01
DE4239875C2 (de) 1999-02-11
JPH06210136A (ja) 1994-08-02
JP3816113B2 (ja) 2006-08-30
AU666235B2 (en) 1996-02-01
BR9304864A (pt) 1994-05-31
EP0601314B1 (de) 1997-09-03
ZA938864B (en) 1994-08-02
NO934269L (no) 1994-05-30
CZ288516B6 (cs) 2001-07-11
CA2110139A1 (en) 1994-05-28
CA2110139C (en) 1999-03-23
CN1096712A (zh) 1994-12-28
FI935278A0 (fi) 1993-11-26
ATE157557T1 (de) 1997-09-15
HU9303345D0 (en) 1994-03-28
MX9307424A (es) 1994-07-29
DE4239875A1 (de) 1994-06-01
NO304502B1 (no) 1999-01-04
TW303307B (fi) 1997-04-21
PL174499B1 (pl) 1998-08-31
KR100283341B1 (ko) 2001-03-02
HU212892B (en) 1996-12-30
FI935278A (fi) 1994-05-28
NO934269D0 (no) 1993-11-25
DE59307263D1 (de) 1997-10-09
HUT70018A (en) 1995-09-28
CZ255993A3 (en) 1994-06-15
EP0601314A1 (de) 1994-06-15
PL301228A1 (en) 1994-05-30
AU5198893A (en) 1994-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI104749B (fi) Pakokaasunpuhdistusjärjestelmä hiilivetypäästöjen pienentämiseksi polttomoottoreiden kylmäkäynnistyksen aikana
JP3311051B2 (ja) 排気ガス浄化方法及び装置
US5078979A (en) Molecular sieve bed/catalyst to treat automotive exhaust
US5051244A (en) Use of a molecular sieve bed to minimize emissions during cold start of internal combustion engines
US5142864A (en) Process for treating an engine exhaust stream employing a catalyst, an adsorbent bed and a turbocharger
JP3375790B2 (ja) 排ガス浄化システム及び排ガス浄化方法
EP0904827A1 (en) Catalyst-adsorbent for exhaust gas purification and method for exhaust gas purification
KR100280284B1 (ko) 상온 시동 거동이 개선된 촉매적 자동차 배기 가스 정제방법
CN104841422B (zh) 低温催化剂/碳氢化合物捕集器
JPH10174846A (ja) 排ガス清浄化触媒及びその使用
KR20000010979A (ko) 희박 가스 스트림내 nox 억제를 위한 방법 및 장치
JP2001527189A (ja) 内燃機関動力車用触媒コンバーター装置
JPH0579319A (ja) エンジン排気浄化システム
WO1996039244A1 (en) Diesel engine exhaust gas purification system
JPH10180099A (ja) 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化システム
JPH08224449A (ja) 大気汚染防止用の合体された触媒と炭化水素トラップ
JPH11179158A (ja) 小細孔多孔体を含む自動車排ガス浄化用の吸着材及び吸着体、これを用いた排ガス浄化システム及び排ガス浄化方法
JP3842862B2 (ja) 排ガス浄化システム
JPH115020A (ja) 排ガス浄化システム
JPH07213910A (ja) 排ガス浄化用吸着触媒
US5531068A (en) Combination catalyst/adsorber system for treating an engine exhaust gas stream
JPH07332073A (ja) 排気ガス浄化装置
JP3956466B2 (ja) 排気ガス浄化システム
JP2003175318A (ja) 排ガス浄化システム及び排ガス浄化方法
JP3695394B2 (ja) 排気ガス浄化装置および製造方法