HU212759B - Method for purifying exhaust gas by means of catalysts with improved cold starting characteristics - Google Patents
Method for purifying exhaust gas by means of catalysts with improved cold starting characteristics Download PDFInfo
- Publication number
- HU212759B HU212759B HU9302303A HU9302303A HU212759B HU 212759 B HU212759 B HU 212759B HU 9302303 A HU9302303 A HU 9302303A HU 9302303 A HU9302303 A HU 9302303A HU 212759 B HU212759 B HU 212759B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- adsorber
- catalyst
- hydrocarbon adsorber
- hydrocarbon
- process according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- F01N3/10—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
- F01N3/101—Three-way 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
- F01N3/10—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
- 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
- F01N2370/22—Selection of materials for exhaust purification used in non-catalytic purification apparatus
- F01N2370/24—Zeolitic material
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
A találmány tárgya a hidegindítási fázis alatt egy önmagában ismert háromutas katalizátor, és egy, a kipufogógáz áramban ezelőtt a katalizátor, és egy, a kipufogógáz áramban ezelőtt a katalizátor előtt elrendezett szénhidrogén adszorber felhasználása útján javított szénhidrogén-kibocsátással rendelkező gépjármű kipufogógáz tisztítási eljárás, amelynél a szénhidrogén-adszorber a hidegindítás után addig, amíg a háromutas katalizátor teljes (végső) üzemhőfokát és teljesítményét el nem érte, a kipufogógázban lévő szénhidrogéneket adszorbeálja és csak felmelegedés után deszorbeálja ismét úgy, hogy a deszorbeált szénhidrogéneket az ily módon már aktiválódott háromutas katalizátor nem káros komponensekké konvertálja.
A gépjárművek megengedett káros anyag kibocsátási határértékeit a TLV/1994 és LEV/1997 (LEV = Low Emission Vehicle) előírások rögzítik. Ezek - különösen a szénhidrogének tekintetében lényegesen szigorúbb határértékeket írnak elő. Minthogy a mai kipufogógáz katalizátorok üzemhőfokú állapotban a káros anyagoknak már nagyfokú konverzióját érték el, a jövőben érvényes határértékek betartása csak úgy lehetséges, ha a hidegindítási fázisban javítjuk a káros anyagok konverzióját. Ez a helyzet, mert a törvényrendeletekben (például US FTP 75 rendeletben) előírt vizsgálati ciklusok folyamán az összes kibocsátott káros anyag nagyrésze a hidegindítási fázisban kerül a szabadba, minthogy ebben a fázisban a katalizátor a szénhidrogének átalakításához szükséges 30CM-00 °C hőfokot még nem éri el.
A káros anyagok hidegindítási fázisban történő kibocsátásának csökkenésére javasoltak már olyan kipufogó rendszereket, amelyek egy szénhidrogén adszorberből és egy azután kapcsolt katalizátorból állnak. A szénhidrogén adszorbensnek az a szerepe itt, hogy a hidegindítási fázis alatt a kipufogógázban jelenlévő, még aránylag alacsony hőmérsékletű szénhidrogéneket adszorbeálja. A szénhidrogének csak az adszorber erősebb felmelegedése után deszorbeálódnak újra és a most már forró kipufogógázzal jutnak a csaknem üzemhőfokon lévő katalizátorhoz, ahol nem káros vízzé és széndioxiddá konvertálódnak. A katalizátorral szemben ezzel kapcsolatosan lényeges követelmény, hogy előnyös módon a szénhidrogéneket a kipufogógázban szintén bőségesen jelenlévő víz előtt adszorbeálja.
Ennél a leírt megoldásnál hátrányt jelent, hogy a szénhidrogén deszorpció már 250 °C körüli hőmérsékleten bekövetkezik úgy, hogy optimális konverzió az ezután következő katalizátoron nem történhet. Ezenkívül annak a veszélye is fennáll, hogy az adszorber termikus károsodást szenved, mert annak a motor közelében kell a kipufogógáz rendszerbe beépítve lennie és ezért folyamatos üzemelésnél 1000 °C-ig terjedő hőfokoknak is ki lehet téve. Ennek a hiányosságnak a kiküszöbölésére a szabadalmi irodalomban nagy számú javaslat található. Ilyeneket ismertet például a 4 008 789 számú németországi nyilvánosságrahozatali irat, a 0 460 542 számú európai szabadalmi leírás, valamint az 5 051 244 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás. Ezek az iratok szintén egy szénhidrogén adszorber és egy katalizátor kombinációjából indulnak ki, de az említett hátrányok kiküszöbölésére költséges kipufogógáz kapcsolásokat javasolnak.
így az 5 051 244 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás egy zeolit adszorber bekapcsolását javasolja a tulajdonképpen katalizátor elé, amely hideg állapotban a kipufogógázban lévő káros anyagokat, különösen szénhidrogéneket adszorbeálja és a kipufogógáz fokozódó melegítésével azokat a kipufogógáz rendszernek ismét leadja. Az adszorber a motor folyamatos üzemelés okozta túlhevülése következtében bekövetkező károsodástól való védelmére egy, a motort közvetlenül a katalizátorral összekötő rövid vezeték van beiktatva.
A beindítás utáni első 200-300 másodpercben a kipufogógázt teljesen átvezetik az adszorberen és a katalizátoron. Ebben az üzemfázisban a szénhidrogéneket az adszorber veszi fel. A forró kipufogógáz az adszorbert és a katalizátort fokozatosan felmelegíti. Az adszorbert rövidre zárják, amikor a hőfokemelkedés következtében a deszorpció kezdi túllépni az adszorpciót. A kipufogógáz most már közvetlenül a katalizátoron keresztül áramlik. Az üzemhőfok elérése után a forró kipufogógáz egy részét a káros anyagok teljes deszorpciójáig az adszorberen át vezetik, ezeket a katalizátor most már jó hatásfokkal tudja átalakítani. A deszorpció megtörténte után az adszorbert újra rövidre zárják, hogy azt a túlzott termikus túlterheléstől védjék.
Az 5 051 244 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás adszorberként egy minimálisan 2,4 szilícium/alumínium atomarányú Y-zeolitot ajánl. A zeolit adszorber finomeloszlású, katalitikusán aktív fémeket, mint platinát, palládiumot, ródiumot, ruténiumot vagy ilyen keveréket tartalmazhat.
Ezeket a technika állásából ismert megoldások technikailag igényesek, drágák és meghibásodásra hajlamosak. A jelen találmány feladata olyan eljárás kifejlesztése volt, amelynek segítségével ezek a technika állásából ismert hátrányok megszüntethetők úgy, hogy a hidegindítási fázis alatt igen jó szénhidrogén csökkentés legyen elérhető.
A feladatot egy, a hidegindítási fázis alatt javított szénhidrogén kibocsátást eredményező olyan katalitikus gépjármű kipufogógáz tisztítási eljárással oldottuk meg, amelyben egy önmagában ismert háromutas katalizátort és egy, ezelőtt a katalizátor előtt elrendezett szénhidrogén adszorbert használunk fel, mely utóbbi a hidegindítás után addig, amíg a háromutas katalizátor üzemhőfokát és teljesítményét el nem éri, a kipufogógázban lévő szénhidrogéneket adszorbeálja, és csak felmelegedés után adja le azokat ismét a kipufogógáznak úgy, hogy azokat a most már aktivált háromutas katalizátor nem károsító komponensekké tudja átalakítani. Az eljárás abban áll, hogy olyan szénhidrogén adszorbert használunk, amelynek nagyobb a fajlagos hőkapacitása, mint az utána kapcsolt háromutas katalizátoré.
Ennek a találmánynak keretében fajlagos hőkapaci2
HU 212 759 Β tás alatt nem az anyagok fajhőjét, hanem az adszorber, illetve katalizátortest térfogategységre vonatkoztatott hőkapacitását értjük. Az adszorber vagy a katalizátorok állhatnak granulált, extrudált, szemcsés vagy monolit habosított testek vagy üreges testek lazán szórt töltetéből. A fajlagos hőkapacitásnak a találmány szerinti értelemben vett kiszámítása céljából e töltetek vagy monolit testek hőkapacitását ezeknek a tölteteknek vagy testeknek minden üres teret magában foglaló geometriai térfogatára vonatkoztatjuk. A fajlagos hőkapacitás tekintetében tehát nem fizikai értelemben vett anyagméretről van szó. E hőkapacitás sokkal inkább az adszorber vagy a katalizátor makroszkópos alakjától, valamint mikroszkópos felépítésétől függ. Ezért a fajlagos hőkapacitást a szakember az adszorber és a katalizátor anyagának megválasztásával, ezek feldolgozásával és geometriai értelemben vett kialakításával tudja befolyásolni, ily módon a találmány szerinti eljárás foganatosítására tág lehetőségek állnak rendelkezésre.
Példaként egyes adszorber- és katalizátorbevonatok hordozóanyaga kiindulási anyagaként számításba jövő anyagok fajhőjét tüntetjük fel:
| anyag | sűrűség g/cm3 | fajhő (J/gxK) |
| a-alumínium-oxid | 3,97 | 1,088 |
| mullit | 2,80 | 1,046 |
| cirkónium-oxid (stabilizált) | 5,70 | 0,400 |
| ötvözött nemesacél (20Cr; 7Ni) | 7,86 | 0,544 |
Mint a táblázat mutatja, az alkalmas anyagok fajhője a 0,400 és 1,088 j/gxK közötti tartományt öleli át. A felhasznált anyagok sűrűségének figyelembevételével a szakembernek csak az áll módjában, hogy 1:2 fajlagos hőkapacitású anyagokat válasszon. További lehetőség ennek a tartománynak a kiterjesztésére megfelelő, különféle falvastagságú és különböző porozitású formák kialakítása.
A szénhidrogén adszorber és az utána kapcsolt háromutas katalizátor fajlagos hőkapacitása viszonyának növekedésével késik az adszorber felmelegedése a katalizátor felmelegedéséhez képest. Ezáltal az adszorber további adszorpcióra képes marad és az adszorbeált szénhidrogéneket csak késleltetve adja le ismét. Ha a szénhidrogén-adszorber és a háromutas katalizátor fajlagos hőkapacitását úgy választjuk meg, hogy ez a viszony az 1,1-3,0:1 tartományban, előnyösen az 1,5:3,0:1 tartományban van, akkor az adszorber késleltetett felfűtése oda vezet, hogy a szénhidrogének deszorpciója csak akkor indul meg, amikor az utána kapcsolt katalizátor már csaknem teljes szénhidrogén konvertáló kapacitását elérte. Ha például a szénhidrogén adszorber fajlagos hőkapacitása kétszerese, mint az utána kapcsolt katalizátoré, akkor ugyanakkora energiabetáplálás mellett az adszorber csak fele olyan gyorsan melegszik mint a katalizátor.
A találmány szerinti eljárás egy különösen előnyös foganatosítási módja az, hogy olyan méhsejt formájú monolit hordozó testekből készült szénhidrogén adszorbert és katalizátort használunk, melyeknek hőkapacitása a 2. igénypontban foglaltak szerinti, és amelyre szénhidrogéneket adszorbeáló, illetve katalitikusán aktív rétegeket hordunk fel, önmagában ismert módon.
Szénhidrogén adszorbensként előnyösen 50-nél nagyobb, előnyösen 100-nál nagyobb szilícium/alumínium arányú hőfokstabilis, alumínium-mentesített Y-zeolitot hordunk fel 10CM00 ng/liter méhsejttest térfogatra számítva. Az ilyen Y-zeolit igen hőfokstabilis és adszorpciós tulajdonságait többszöri, körülbelül 1000 “C-ra történő felhevítés után sem veszíti el, ami a motorközeli térben egy várható üzemhőfok. Ezen túlmenően az ilyen adszorbensnek szelektív a szénhidrogén adszorpciója, vagyis a szénhidrogéneket még a kipufogógázban lévő vízgőz előtt adszorbeálja.
A szénhidrogén kibocsátás a hidegindítási fázisban azzal is tovább csökkenthető, ha már maga az adszorber is katalitikus tulajdonságokat mutat. Ez azáltal érhető el, hogy olyan bevonatot alkalmazunk, amely a szénhidrogén adszorberen kívül valamely szokásosan katalitikus aktív bevonatanyag bizonyos mennyiségét is tartalmazza. Az ilyen katalitikusán aktív bevonatok a szokásos módon, nagyfelületű oxidhordozókat, például az átmeneti sorba tartozó, rácsstabilizált vagy tiszta alumínium-oxidot, dotált vagy tiszta cérium-oxidot és dotált vagy tiszta cirkónium-oxidot tartalmaznak. Ezekre az oxid hordozókra a platinafémek csoportjába tartozó, katalitikusán aktív fémkomponenseket csapunk ki. A bevonat zeolitadszorber:oxidhordozó tömegaránya 4:1 és 1:2 közötti kell legyen. A platinafémek csoportjába tartozó aktív komponensnek a zeolitadszorber kivételével a bevonat minden oxidos részén finoman eloszlatott állapotban kell jelen lennie. Platinafémként előnyösen platinát, palládiumot vagy rádiumot használunk.
Ilyen bevonat oly módon készíthető, hogy először zeolitból, alumínium-oxidból, cérium-oxidból és cirkónium-oxidból egy bevonatdiszperziót állítunk elő, amelyhez hozzáadjuk a katalitikusán aktív fémkomponenseket előtermékeik, mint például nitrátjaik vagy kloridjaik alakjában. Ezek az előtermékek ismert módon elsősorban az alumínium-oxidra, cérium-oxidra és cirkónium-oxidra rakódnak le, de a zeolitra nem. Ezzel a bevonatdiszperzióval ismert módon bevonjuk a monolit hordozóanyagot, azt megszárítjuk, kalcináljuk és adott esetben hidrogén tartalmú gázáramban először 600 °C körüli hőmérsékleten aktiváljuk.
A zeolittól még jobb nemesfém elválást érünk el, ha először egy alumínium-oxid. cérium-oxid és cirkónium-oxidból és nemesfémekből először egy külön impregnálási lépésben egy keveréket készítünk, és a zeolitból és a többi oxidkomponensből álló végleges bevonat diszperziót csak a nemesfémeknek ezekre a komponensekre történt rögzítése után állítjuk elő kalcinálással.
A találmány egy különösen előnyös foganatosítás! módja az, hogy a hordozótestet két különböző réteggel vonjuk be. Az első réteg esetében nagyfelületű oxidhordozókról és a platinafémek csoportjába tartozó, ka3
HU 212 759 B talitikusan aktív fémkomponensekről van szó. Erre a bevonatra visszük rá ezután a tulajdonképpeni szénhidrogén adszorber bevonatot. Az ehhez felhasználandó bevonatmennyiségek mindkét réteg esetében 50200 g/liter hordozótest-térfogatot tesznek ki.
A szénhidrogén adszorber és a háromutas katalizátor hordozó testeiként előnyösen korderit vagy mullit kerámia monolitokat használunk. További alkalmas hordozótest anyagok a cirkónium-mullit, az α-alumínium-oxid, a szillamanit, magnézium-szilikát, petalit, spodumen, az alumínium-szilikátok stb. vagy a nemesacél is. Ezeknek a hordozótesteknek a hőkapacitása a 2. igénypontban jellemzettnek megfelelő kell legyen. A következő táblázat néhány, kereskedelemben beszerezhető kerámia-monolit adatait tünteti fel. Minden esetben 93 mm átmérőjű,
152,4 mm hosszú, különböző falvastagságú és kb. 1,28 mm sejttávolságú méhsejt-testekről van szó.
| monolit | falvastagság (mm) | fajhő (J/gxK’) | tömeg (g) | hőkapacitás (J/K’) |
| A | 0,16 | 0,850 | 351 | 299 |
| B | 0,16 | 0,845 | 440 | 372 |
| C | 0,16 | 0,843 | 471 | 397 |
| D | 0,14 | 0,862 | 427 | 368 |
| E | 0,16 | 0,836 | 448 | 375 |
| F | 0,19 | 0,824 | 581 | 479 |
| G | 0,25 | 0,836 | 706 | 590 |
A találmány egy további foganatosítási módja abban áll, hogy a szénhidrogén adszorber hordozótesteként egy kerámia monolitot és a katalizátor hordozótesteként fűthető fém-monolitot használunk. A szénhidrogén adszorber és a háromutas katalizátor hőkapacitása ebben az esetben is meg kell feleljen a 2. igénypont szerinti követelményeknek. Ezen az úton a hidegindítási fázis alatt a szénhidrogén kibocsátás még tovább csökkenthető, mert ezúton a szénhidrogének késleltetett deszorpcióját a katalizátor gyorsított felfűtésével kombináljuk.
A találmányt a következőkben néhány példával világítjuk meg közelebbről.
1. példa
Különböző kordierit kerámia méhsejttestekre felvitt adszorber bevonat adszorpciós és deszorpciós tulajdonságait hasonlítottuk össze. Az adszorber bevonat 100-nál nagyobb szilícium/alumínium arányú alumínium-mentesített Y-zeolitból állt. Ezt a bevonatot minden esetben 100 g/liter méhsejttest mennyiségben hordtuk fel. Az adszorberek sejtsűrűsége 68 sejt/cm1 2, az átmérőjük
25,4 mm, a hosszúságuk 152,4 mm. Összesen három különböző kerámia méhsejttestet (a fenti táblázat szerinti A, C, G testet) használtunk 1:1, 34:1,98 tömegarányban és az ennek megfelelő fajlagos hőkapacitásuk arányában.
A vizsgálatot gázmodellel végeztük a következő körülmények között:
gázkeverék az adszorber előtt 200 milliomod rész toluol, a többi nitrogén hőfok a gázkeverék felmelegítése 50 °C-ról 200 °C-ra 10 K/perc sebességgel gázsebesség 1550 Nl/óra mért adatokhőfok az adszorber előtt és után; toluol koncentráció az adszorber után.
A következő táblázat a legfontosabb eredményeket mutatja be. Tartalmazza az egyes adszorberek által az adott hőfokon kibocsátott toluol mennyiségeket az ezen a hőfokon a legkönnyebb adszorber által deszorbeált toluol-mennyiség százalékában.
| monolit | adszorber előtti hőfok | |||
| 120 ’C | 150 ’C | 180 ’C | 200 ’C | |
| A | 100% | 100% | 100% | 100% |
| C | 53% | 95% | 100% | 100% |
| G | 53% | 83% | 91% | 92% |
A vizsgálat során a C és G monolitok után csak összesen 53%-át mértük annak a toluol mennyiségnek, amelyet ennek a hőmérsékletnek eléréséig az A monolit bocsátott ki. Ez a késleltetett kibocsátás egy, az adszorber után kapcsolt, kisebb hőkapacitású katalizátor felhasználásával a szénhidrogének lényegesen jobb átalakítását eredményezi a hidegindítási fázisban.
2. példa
Egy második kísérlet során a C és G monolitok felfűtés alatti viselkedését mértük. E célból azokon 400 °C-os forró levegőt áramoltattunk át tipikus gépjármű kipufogógáz áramlási viszonyok között. A monolitok kilépő oldali felületén az időbeli hőfoknövekedést termoelemekkel mértük. Az alábbi táblázat a mérési eredményeket tünteti fel. Ebben a táblázatban az egy bizonyos hőfok eléréséhez szükséges időt tüntetjük fel másodpercekben. A nehéz G monolit lassúbb felfűtési viselkedése világosan felismerhető és oda vezet, hogy ha azt egy után kapcsolt, A típusú monolitra felvitt katalizátorral kombináljuk, akkor deszorpciója megfelelően késleltetett.
| monolit | hőfok az adszorber után | |||
| 100 ’C | 150 ’C | 200 ’C | 250 ’C | |
| C | 18s | 25s | 32s | 40s |
| G | 25s | 34s | 42s | 55s |
SZABADALMI IGÉNYPONTOK
Claims (8)
1. A hidegindítási fázis alatt javított szénhidrogén kibocsátást eredményező, katalitikus gépjármű kipufogógáz tisztítási eljárás, amelynek során egy önmagában ismert háromutas katalizátort és egy, ezelőtt a katalizátor előtt elrendezett szénhidrogén adszorbert használunk fel, mely utóbbi a hidegindítás után, addig, amíg a háromutas katalizátor teljes üzemhőfokát és teljesítményét el nem éri, a kipufogógázban lévő szénhidrogéneket adszorbeálja, és csak felmelegedés után adja le azokat ismét a kipufogógáznak úgy, hogy azokat a
HU 212 759 Β most már aktivált katalizátor nem károsító komponensekké tudja átalakítani, azzal jellemezve, hogy olyan szénhidrogén adszorbert használunk, amelynek térfogategységre számított fajlagos hőkapacitása nagyobb, mint az utána kapcsolt háromutas katalizátoré.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szénhidrogén adszorber és a háromutas katalizátor fajlagos hőkapacitás aránya 1,10-3,0:1.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szénhidrogén adszorber és a háromutas katalizátornak méhsejt alakú monolit hordozótestei vannak, melyeknek fajlagos hőkapacitása a 2. igénypont szerinti, és amelyekre a szénhidrogén adszorbenst, illetve katalitikusán aktív bevonatokat önmagában ismert módon hordjuk fel.
4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 50-nél nagyobb, előnyösen 100-nál nagyobb szilícium/alumínium arányú hőstabil, alumínium-mentesített Y-zeolitot használunk, amelyet 100-400 g/liter méhsejttest térfogat mennyiségben hordunk fel.
5. A 3. vagy 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szénhidrogén adszorber bevonat még további mennyiségű — nagyfelületű oxidhordozókból és ezekre felhordott, a platinafémek csoportjába tartozó katalitikusán aktív fémkomponensből álló, az átmeneti csoportba tartozó rácsstabilizált vagy tiszta alumíniumoxidot, dotált vagy tiszta cirkónium-oxidot magában foglaló - szokásos katalitikusán aktív bevonatot tartalmaz, a bevonatban a zeolit adszorber és a nagyfelületű oxidhordozók tömegaránya 4:1 és 1:2 között van, a katalitikusán aktív fémkomponensek finoman eloszlatott formában az oxidhordozókon és nem a zeolit adszorberen helyezkednek el.
6. A 3. vagy 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szénhidrogén adszorber monolit hordozóteste nagyfelületű oxid hordozókból és ezekre felvitt, a platinafémek csoportjába tartozó, katalitikusán aktív fémkomponensből álló katalitikusán aktív bevonatot tartalmaz, és erre a bevonatra egy további, a 3. igénypont szerinti szénhidrogén adszorber réteget viszünk fel, ahol mindkét bevonat esetében 50-200 g/liter hordozótest térfogat bevonatmennyiséget alkalmazunk.
7. A 3-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szénhidrogén adszorber és a háromutas katalizátor monolit hordozótesteként a 2. igénypont szerinti, különböző fajlagos hőkapacitású kordierit vagy mullit kerámia monolitokat használunk.
8. A 3-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szénhidrogén adszorber monolit hordozótesteként kerámia monolitot és a háromutas katalizátor hordozótesteként fém monolitot használunk, ahol a kerámia monolit és a fém monolit fajlagos hőkapacitása a 2. igénypont szerinti.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4226394A DE4226394C2 (de) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | Verfahren zur katalytischen Autoabgasreinigung mit verbessertem Kaltstartverhalten |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU9302303D0 HU9302303D0 (en) | 1993-10-28 |
| HUT67715A HUT67715A (en) | 1995-04-28 |
| HU212759B true HU212759B (en) | 1996-11-28 |
Family
ID=6465212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU9302303A HU212759B (en) | 1992-08-10 | 1993-08-09 | Method for purifying exhaust gas by means of catalysts with improved cold starting characteristics |
Country Status (22)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0582971B1 (hu) |
| JP (1) | JP3484205B2 (hu) |
| KR (1) | KR100280284B1 (hu) |
| CN (1) | CN1084611A (hu) |
| AR (1) | AR247829A1 (hu) |
| AT (1) | ATE160295T1 (hu) |
| AU (1) | AU664911B2 (hu) |
| BR (1) | BR9303319A (hu) |
| CA (1) | CA2103647C (hu) |
| CZ (1) | CZ288953B6 (hu) |
| DE (2) | DE4226394C2 (hu) |
| DK (1) | DK0582971T3 (hu) |
| ES (1) | ES2109401T3 (hu) |
| FI (1) | FI104750B (hu) |
| HU (1) | HU212759B (hu) |
| MX (1) | MX9304814A (hu) |
| NO (1) | NO304584B1 (hu) |
| PL (1) | PL177656B1 (hu) |
| TR (1) | TR27986A (hu) |
| TW (1) | TW322428B (hu) |
| UA (1) | UA27233C2 (hu) |
| ZA (1) | ZA935775B (hu) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4239875C2 (de) * | 1992-11-27 | 1999-02-11 | Degussa | Abgasreinigungssystem zur Verminderung der Kohlenwasserstoff-Emissionen während des Kaltstarts von Verbrennungskraftmaschinen |
| JP3526084B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2004-05-10 | 日本碍子株式会社 | 排ガス浄化用吸着・触媒体、吸着体、排ガス浄化システム及び排ガス浄化方法 |
| US6667018B2 (en) | 1994-07-05 | 2003-12-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Catalyst-adsorbent for purification of exhaust gases and method for purification of exhaust gases |
| JP3516718B2 (ja) * | 1994-07-05 | 2004-04-05 | 日本碍子株式会社 | 排ガス浄化用触媒−吸着体及び排ガス浄化方法 |
| EP0716877A1 (en) * | 1994-12-13 | 1996-06-19 | Johnson Matthey Public Limited Company | Catalytic purification of engine exhaust gas |
| DE19614540A1 (de) * | 1996-04-12 | 1997-10-16 | Degussa | Dieselkatalysator |
| WO1998007497A1 (de) * | 1996-08-19 | 1998-02-26 | Volkswagen Aktiengesellschaft | FREMDGEZÜNDETE BRENNKRAFTMASCHINE MIT EINEM NOx-ADSORBER |
| 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 |
| DE19814132A1 (de) * | 1998-03-30 | 1999-10-14 | Emitec Emissionstechnologie | Wabenkörper mit Adsorbermaterial, insbesondere für eine Kohlenwasserstoff-Falle |
| AU3765299A (en) * | 1998-05-07 | 1999-11-23 | Engelhard Corporation | Catalyzed hydrocarbon trap and method using the same |
| JP3772583B2 (ja) * | 1998-06-01 | 2006-05-10 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| GB0003405D0 (en) | 2000-02-15 | 2000-04-05 | Johnson Matthey Plc | Improvements in emissions control |
| JP4642978B2 (ja) | 2000-08-08 | 2011-03-02 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
| US7084086B2 (en) | 2002-02-01 | 2006-08-01 | Cataler Corporation | Catalyst for purifying exhaust gases |
| EP1332788B1 (en) | 2002-02-01 | 2014-09-24 | Cataler Corporation | Catalyst for purifying exhaust gases |
| DE102009007765A1 (de) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | Daimler Ag | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer einen SCR-Katalysator umfassenden Abgasreinigungsanlage |
| DE102009007764A1 (de) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | Daimler Ag | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasreinigungsanlage |
| DE102009060290A1 (de) * | 2009-12-23 | 2011-06-30 | Volkswagen AG, 38440 | Abgasreinigung bei Ottomotoren mit Direkteinspritzung unter Verwendung von Adsorbern mit Partikelabscheidefunktion |
| DE102013210270A1 (de) | 2013-06-03 | 2014-12-04 | Umicore Ag & Co. Kg | Dreiwegkatalysator |
| US9446395B2 (en) * | 2014-02-19 | 2016-09-20 | Ford Global Technologies, Llc | Low temperature catalyst/hydrocarbon trap |
| DE102014204682A1 (de) | 2014-03-13 | 2015-10-01 | Umicore Ag & Co. Kg | Katalysatorsystem zur Reduzierung von Schadgasen aus Benzinverbrennungsmotoren |
| CN114308033A (zh) | 2015-06-29 | 2022-04-12 | 康宁股份有限公司 | 减少排放物的多孔陶瓷体 |
| RO134399B1 (ro) | 2019-01-30 | 2024-04-30 | Mihai Suta | Procedeu de aditivare a aerului de ardere sau amestecului de aer-combustibil la motoarele cu aprindere prin scânteie, compoziţie şi dispozitiv pentru aplicarea procedeului |
Family Cites Families (8)
| 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 |
| JPH03141816A (ja) * | 1989-10-27 | 1991-06-17 | Toyota Motor Corp | 排気ガス浄化装置 |
| JPH0724575Y2 (ja) * | 1989-12-12 | 1995-06-05 | ニチアス株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| DE4003939A1 (de) * | 1990-02-09 | 1991-08-14 | Degussa | Katalysator fuer die reinigung der abgase von brennkraftmaschinen |
| DE4008789C2 (de) * | 1990-03-19 | 1993-12-16 | Schatz Oskar | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung der Abgase von Verbrennungsmotoren |
| US5125231A (en) * | 1990-06-08 | 1992-06-30 | Corning Incorporated | Dual converter engine exhaust system for reducing hydrocarbon emissions |
| US5078979A (en) * | 1990-07-20 | 1992-01-07 | Uop | Molecular sieve bed/catalyst to treat automotive exhaust |
| US5051244A (en) * | 1990-07-20 | 1991-09-24 | Uop | Use of a molecular sieve bed to minimize emissions during cold start of internal combustion engines |
-
1992
- 1992-08-10 DE DE4226394A patent/DE4226394C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-07-03 TW TW082105307A patent/TW322428B/zh active
- 1993-07-27 CZ CZ19931517A patent/CZ288953B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1993-08-02 TR TR00674/93A patent/TR27986A/xx unknown
- 1993-08-05 ES ES93112553T patent/ES2109401T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1993-08-05 DK DK93112553.8T patent/DK0582971T3/da active
- 1993-08-05 AT AT93112553T patent/ATE160295T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-08-05 EP EP93112553A patent/EP0582971B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-08-05 DE DE59307696T patent/DE59307696D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-06 UA UA93002235A patent/UA27233C2/uk unknown
- 1993-08-09 HU HU9302303A patent/HU212759B/hu not_active IP Right Cessation
- 1993-08-09 MX MX9304814A patent/MX9304814A/es not_active IP Right Cessation
- 1993-08-09 JP JP19722093A patent/JP3484205B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-08-09 CA CA002103647A patent/CA2103647C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-09 AU AU44537/93A patent/AU664911B2/en not_active Ceased
- 1993-08-09 KR KR1019930015388A patent/KR100280284B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1993-08-09 FI FI933511A patent/FI104750B/fi active
- 1993-08-09 ZA ZA935775A patent/ZA935775B/xx unknown
- 1993-08-09 CN CN93116238A patent/CN1084611A/zh active Pending
- 1993-08-09 NO NO932831A patent/NO304584B1/no not_active IP Right Cessation
- 1993-08-09 PL PL93300013A patent/PL177656B1/pl unknown
- 1993-08-09 BR BR9303319A patent/BR9303319A/pt not_active IP Right Cessation
- 1993-08-10 AR AR93325657A patent/AR247829A1/es active
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HU212759B (en) | Method for purifying exhaust gas by means of catalysts with improved cold starting characteristics | |
| JP6441319B2 (ja) | 圧縮点火機関のための電気加熱触媒 | |
| KR102280528B1 (ko) | 구역화 디젤 산화 촉매 | |
| EP0638710B2 (en) | Adsorbent for purification of automobile exhaust gas and method of controlling emission of unburnt hydrocarbons from internal combustion engine | |
| US6080375A (en) | Exhaust gas purification catalyst with improved hydrocarbon conversion | |
| US5260035A (en) | Apparatus and method for modifying gaseous mixtures | |
| US6029441A (en) | Method for exhaust gas purification and system for exhaust gas purification used therein | |
| US8940242B2 (en) | Multi-zoned catalyst compositions | |
| JP4642978B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
| AU666235B2 (en) | Exhaust gas purification system for reducing hydrocarbon emissions during the cold start of combustion engines | |
| JP2009101360A (ja) | エンジン排気処理装置および使用方法 | |
| JPH06185343A (ja) | 排気ガス浄化方法及び装置 | |
| JPH10180099A (ja) | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化システム | |
| JP3830566B2 (ja) | 排ガス浄化システム | |
| JP3546547B2 (ja) | 排気ガス浄化装置用ｈｃ吸着剤およびその製造方法 | |
| JPH115021A (ja) | 排ガス浄化システム | |
| JP3567507B2 (ja) | 内燃機関の排気ガス浄化用触媒 | |
| JP3827142B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
| JPH0985078A (ja) | エンジンの排気ガス浄化装置 | |
| CA2051552A1 (en) | Four phase process for controlling emissions during cold start of internal combustion engine | |
| JPH09287438A (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
| JPH10230132A (ja) | 排ガス浄化システム | |
| MXPA97008633A (en) | Catalyst for the pestifying of gases deescape with an improved conversion for hydrocarb |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |