WO2013160302A2 - Abgasreinigungssystem zur reinigung von abgasströmen aus dieselmotoren - Google Patents

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gas purification
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Gerd Maletz
Martin Schneider
Markus Reichinger
Andreas Bentele
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Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification system for purifying exhaust gas flows from diesel engines, comprising a particularly age-stable Dieseloxidationskatalysatorbauteil before a catalyst component for the selective catalytic reduction of nitric oxides and after a diesel particulate filter.
  • the present invention also relates to a method for purifying exhaust gas streams from diesel engines, wherein the exhaust gas flow through an inventive
  • nitrogen oxides are among the
  • V 2 0 5 -containing mixed oxides for example in the form of V 2 0 5 - / W03 / Ti0 2 , can be used.
  • Typical V 2 0 5 - shares are between 0.2 - 3%.
  • Ammoniakabspaltende compounds such as urea or
  • Ammonium formate in solid or solution form. The decomposition of these substances and thus the release of
  • Ammonia is crucial in the SCR process for the
  • Precious metal concentration in the DOC component also be very high, in order to achieve the low CO light-off temperature, which is required for the dominant cold start effect in the European passenger car cycle NEDC.
  • EP 2123345 AI discloses that the Pt / Pd ratio in the DPF is critical for the NÜ 2 amount that comes after the overall system of DOC and DPF on the SCR.
  • pure Pt catalysts oxidize NO to O 2 best, but are also very low in aging stability
  • EP 2123345 AI which has a Pt / Pd ratio of> 10: 1 on the DPF, so apparently forms an optimal compromise of these properties.
  • DE 10 2005 037 959 AI relates to a device for
  • Oxidation catalyst is arranged for the oxidation of nitrogen oxides, wherein from the exhaust pipe in the flow direction (X) of the exhaust gases before the oxidation catalyst branches off a bypass line, which opens in the flow direction (X) of the exhaust gases after the oxidation catalyst in the exhaust pipe, wherein the oxidation catalyst and the bypass line flowing through Exhaust gas amount is adjustable by means of a flow splitter.
  • DE 10 2010 017 526 AI relates to an exhaust system with an exhaust aftertreatment system for nitrogen oxide and
  • Particle filter for particle reduction wherein upstream of the particle separator or particle filter a
  • Metering device is arranged for a reducing agent, wherein upstream of the P
  • Particle filter is arranged a branch for an exhaust gas recirculation line and in the region of the metering device in
  • Exhaust line is arranged a substantially aligned in the flow direction of the exhaust gas guide plate, which is the
  • reductant-poor second exhaust path wherein preferably the guide in the beam region of the introduced by the metering device reducing agent
  • Partial SCR component is routed before both currents are recombined and through a main SCR component
  • Diesel amount for active regeneration after aging can not do more.
  • Exhaust gas purification system for the purification of exhaust gas streams from diesel engines, which contains the following components in
  • Downstream exhaust gas direction comprises: (a) a first diesel oxidation catalyst component
  • Diesel oxidation catalyst component as catalytically active component (s) comprises either a Pt zeolite or Pt and Pd in the ratio (Pt / Pd) of> 10/1.
  • the term "downstream of the exhaust gas" in the present application means that the exhaust gas flow
  • Diesel oxidation catalyst component is a DOC component, as used in the prior art, or it can be used in any known in the art DOC.
  • DOC Diesel oxidation catalyst component
  • a filter unit for filtering particulate emissions such as carbon black, which is in particular free of Pd or Pt.
  • the diesel particulate filter can - as known in the art - be formed as a wall flow filter or as a flow filter.
  • the diesel oxidation catalyst component is a component comprising as the catalytically active component (s) either a Pt zeolite or Pt and Pd in the ratio (Pt / Pd) of> 10/1, more preferably in the range of 30/1 to 10/1.
  • the second catalytically active component either a Pt zeolite or Pt and Pd in the ratio (Pt / Pd) of> 10/1, more preferably in the range of 30/1 to 10/1.
  • Diesel oxidation catalyst component may be constructed the same as the first Dieseloxidationskatalysatorbauteil.
  • the catalytically active component is preferably in the form of a coating of the inner surface of the
  • Diesel oxidation catalyst component In particular, the downstream connection of the second diesel oxidation catalytic converter component after the
  • Diesel particulate filter that the diesel particulate filter can be free of Pd or Pt As already described above, a noble metal-free diesel particulate filter brings the disadvantage that reacts with the formed in this by the combustion of soot by O 2 under oxidation of soot to CO 2 and NO is formed again. This reduces the first
  • Diesel oxidation catalyst component formed desired amount of O 2 .
  • the exhaust gas purification system according to the invention contains a second component (b)
  • Diesel oxidation catalyst component (c) Since high temperatures of at least 550 ° C are required for the active regeneration of the diesel particulate filter (combustion of soot to CO 2 ), as the second Dieseloxidationskatalysatorbauteil not all of the prior art can be used. For one, not all are in one
  • Diesel oxidation catalyst component used to highly selectively oxidize NO to NO 2 on the other hand, not all of these catalysts are resistant to aging at these high temperatures. It has now been found that, in particular as catalytically active components, either a Pt zeolite or Pt and Pd in a ratio of> 10/1 can be used to achieve the stated objects.
  • a Pt zeolite is meant a zeolite which
  • zeolite is preferably prepared by impregnating a zeolite with a platinum sulfite solution and then the impregnated zeolite under a protective gas atmosphere
  • the calcination is preferably carried out in a protective gas atmosphere, wherein an argon atmosphere,
  • Nitrogen atmosphere or other inert atmosphere is used. Particularly preferred here is one
  • the calcination of the impregnated zeolite is preferably carried out at a temperature of 600-900 ° C, more preferably 750-850 ° C and even more preferably 750-830 ° C.
  • the impregnation of the zeolite with the platinum sulphite solution can be carried out by dip impregnation, spray impregnation or
  • the impregnation is preferably carried out by an Incipient-Wetness method, although according to the prior art normally in this
  • Impregnation method only a small part of the metal clusters migrates into the pores and a considerable part remains on the outer zeolite surface.
  • Temperatures can produce a catalyst that still has the largest part of the platinum in the zeolite pores even after this high temperature load. This can be over
  • X-ray diffraction pattern (XRD) and CO adsorption (after selective poisoning of the Pt clusters on the surface) in FT-IR.
  • XRD and FT-IR are standard analytical methods in chemistry.
  • zeolite in the context of the present invention as defined by the International Mineralogical Association (D. S. Coombs et al., Canadian Mineralogist, 35, 1979, 1571) is a crystalline substance from the group of
  • zeolite becomes increasingly thermally unstable.
  • the zeolite structure contains voids, channels that are characteristic of each zeolite.
  • the zeolites are classified into different structures according to their topology.
  • the zeolite framework contains open cavities in the form of channels and cages, usually containing water molecules and cages
  • the pore size and structure is in addition to the parameters of
  • the Pt zeolite according to the invention preferably contains
  • the zeolite is selected from the groups consisting of the types AEL, BEA, CHA, EUO, FAU, FER, KFI, LTA, LTL, MAZ, MOR, MEL, MTW, LEV, OFF, TON and MFI.
  • the BEA structure is particularly preferred.
  • the zeolite has a Si0 2 / Al 2 O 3 ratio of 5 to 300, more preferably 10 to 200, and most preferably 15 to 100.
  • the Pt zeolite is also free in the X-ray diffractogram (XRD) of Pt reflections. This also shows that the platinum sits in the pores of the zeolite.
  • the second diesel oxidation catalyst comprising the Pt zeolite contains, in particular, the Pt zeolite as
  • Coating on a support as described in DE 102009015592 AI. It is particularly preferred that the Pt zeolite is present as a coating on a carrier body.
  • Catalyst carrier body a metallic or ceramic monolith, a flow or a metal foam can be used.
  • Catalyst shaped bodies or catalyst carrier bodies are suitable according to the invention. Particularly preferred is a
  • the carrier body preferably has passage openings with a round, triangular, quadrangular or polygonal cross section.
  • the carrier is designed as a monolithic honeycomb body.
  • Metallic honeycomb bodies are often formed from metal sheets or metal foils. This will be the honeycomb body
  • these arrangements consist of a layer of a smooth sheet alternating with a corrugated sheet, wherein the corrugation may be formed, for example, sinusoidal, trapezoidal, omega-shaped or zigzag.
  • the corrugation may be formed, for example, sinusoidal, trapezoidal, omega-shaped or zigzag.
  • honeycomb body the advantage that they heat up faster and thus usually show a catalyst support body based on metallic substrates better response at cold start conditions.
  • the honeycomb body has a cell density of 30-1500 cpsi, more preferably 200-600 cpsi, and most preferably about 400 cpsi.
  • the catalyst carrier body to which the Pt catalyst may be applied may be formed of any metal or metal alloy and made, for example, by extrusion or by winding or stacking or folding metal foils.
  • Known in the field of emission control are temperature-resistant alloys with the main components iron, chromium and aluminum.
  • Preferred for the Pt-zeolite-containing catalyst are free flow-through monolithic catalyst carrier body with or without inner leading edges for Abgasverwirbelung, or metal foams having a large inner surface and where the invention
  • the ceramic material can be used.
  • the ceramic material is an inert, low surface area material such as cordierite, mullite, aluminum titanate or alumina.
  • Catalyst carrier also from highly superficial
  • Carrier material such as ⁇ -alumina exist.
  • a metal foam for example a metallic open-pore foam material
  • a metal foam for example a metallic open-pore foam material
  • the term "metallic open-pored foam material” is to be understood as meaning a foam material made of any metal or of any alloy which may optionally also contain additives and which may contain a large number of additives having pores which are conductively connected to each other, so that, for example, a gas can be passed through the foam material.
  • Metallic open cell foam materials have a very low density due to the pores and voids, but have considerable rigidity and strength.
  • the production of metal foams for example, by means of a metal powder and a metal hydride. Both powders are usually mixed together and then through
  • the molding material is then heated to a temperature above the melting point of the metals.
  • the metal hydride releases hydrogen gas and foams the mixture.
  • metal foams for example, by blowing gas into a molten metal that has been previously made foamable by adding solid ingredients.
  • the carrier can in principle also be extruded and injection-molded. Again, metallic and ceramic materials are possible, in the case of ceramic materials
  • molding aids are added and
  • binders and other additives can take any geometry, preferably those mentioned above.
  • platinum and palladium in a ratio of> 10: 1 can also be used as catalyst in the second diesel oxidation catalyst component as an alternative to the Pt zeolite.
  • the high platinum content compared to palladium has the advantage that a corresponding catalyst has a good oxidation rate of NO to O 2 .
  • the platinum content must not be too high, since pure platinum-containing catalysts are less resistant to aging. Therefore, the catalyst should contain the appropriate amount of palladium, which is inferior in oxidation rate, but has greater aging stability.
  • the catalytically active components, namely platinum and palladium are preferably in the form of a catalytically active
  • the noble metals platinum and palladium are preferably present on one or more oxidic support materials. They may be applied separately on optionally different support materials or may be present together on one or more support materials.
  • the carrier bodies (carrier materials) are selected from the group consisting of aluminum oxide, lanthanum oxide-stabilized
  • Titanium dioxide and zeolite used as support materials.
  • Oxidation catalyst components are platinum and palladium deposited on alumina and / or aluminum silicate as a carrier material.
  • the filter body located in the diesel particulate filter is preferably a metallic or ceramic filter body, for example woven and knitted body.
  • Preferred are wall flow filter substrates of ceramic material or
  • Silicon carbide used.
  • Catalytic reduction can be used in principle any known in the art catalyst. However, it is preferred that as a reduction catalyst in
  • Catalytic component for selective catalytic reduction is a transition metal exchanged zeolite is included.
  • exchanged zeolite catalyst are chromium, iron, nickel, copper, cerium, praseodymium, terbium or mixtures thereof. Vanadium can also be used as an exchange component since it is bound very well in the lattice of the zeolite catalyst. It has been shown that the increase of
  • Nitrogen dioxide content in the exhaust gas significantly improves the activity of said reduction catalysts and also the
  • Nitrogen dioxide also in particular the activity of
  • Copper ions are reduced, reducing their catalytic Activity is reduced.
  • the oxidative components contained in the exhaust gas such as oxygen and nitrogen dioxide, the copper ions are re-oxidized to divalent copper ions and thus regain their original activity.
  • ions of vanadium, chromium, iron, nickel, copper, cerium, praseodymium and terbium Particularly suitable are ions of iron, copper and cerium.
  • the zeolites suitable for the reduction catalyst are preferably zeolites from the group ZSM-5, A, BETA, X, Y, ferrierites, Linde type L, chabazites and faujasite.
  • the zeolites can also be used as a mixture.
  • ammonia is preferably on board the vehicle or the combustion device from a hydrolyzable to ammonia compound (ammonia-releasing
  • the hydrolyzable compound is added to the exhaust gas after the partial oxidation of the nitrogen monoxide and before contact with the reduction catalyst and then the exhaust gas via a
  • Hydrolysis catalyst passed. As hydrolyzable
  • Compounds are urea or ammonium carbamate.
  • the catalyst used in the catalyst for selective catalytic reduction is one with zeolite catalyst exchanged with said metals.
  • various ion exchange processes can be used (solid-state exchange, exchange in aqueous solution, exchange in polar and nonpolar organic
  • Liquid ion exchange is e.g. described in DE102007063604 AI in Example 1.
  • Catalytic reduction produced zeolite catalyst is preferably applied in the form of a coating on honeycomb body made of ceramic or metal. This is the
  • Catalyst powder preferably together with zirconyl nitrate or alumina sol as a binder suspended in water. With the resulting coating suspension, the
  • honeycomb body are coated in a known manner. Preference is given here a coating concentration of up to 200 g of catalyst powder per liter of volume
  • Honeycomb body e.g. Calcined for about 4 hours at about 300 ° C to fix the catalyst powder on the honeycomb body and convert zirconyl nitrate into zirconia.
  • a preferred SCR catalyst contains 1-10% by weight of zirconia, or alumina based on the total weight of the
  • the catalytically active component of the second diesel oxidation catalyst component comprises a Pt zeolite.
  • the present in the exhaust gas purification system according to the invention components (b) and (d) may be connected to each other via an exhaust pipe, which is interrupted by the component (c). In other words, the component (c) is interposed between the components (b) and (d).
  • the exhaust gas line is divided into two partial exhaust gas lines.
  • One of the two partial exhaust gas lines is through the component (c)
  • the other partial exhaust gas line is on the component (c)
  • Component (d) reunited. In this way, only a part of the exhaust gas flow over the second
  • Directed diesel oxidation catalyst which serves for the oxidation of NO to O 2 .
  • the diesel particulate filter is free of Pd and Pt, even more preferably free of a noble metal, as a catalytically active component. Furthermore, it is even more preferable that the diesel particulate filter be free from a
  • the exhaust gas purification system according to the invention is designed such that it has no reduction catalyst between the components (b) and (d).
  • the exhaust gas purification system according to the invention also has
  • an injector for fuel is located directly after the pistons of the internal combustion engine where they are injected into the exhaust gas.
  • an injector may also be provided directly before the DOC.
  • the additional fuel injection into the exhaust gas flow has the advantage that in the first
  • Dieseloxidatlonskatalysatorbauteil soot formed by the heat generated by the combustion of the injected
  • Diesel particulate filter the remaining available oxygen with the soot to form CO 2 .
  • Dieseloxidatlonskatalysatorbauteil (c) built not only because the diesel particulate filter contains no catalytically active components, but also in the Diesel particulate filter for the combustion of soot consumed O 2 again.
  • Emission control system preferably in the direction downstream of the exhaust gas stream downstream of the catalytic component for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides (d) an injection nozzle for ammonia or an ammonia-releasing compound on.
  • the injection nozzle is preferably located between the
  • a so-called ammonia slip catalyst in the direction downstream of the exhaust gas stream downstream of the catalytic component for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides, a so-called ammonia slip catalyst can be arranged which removes excess ammonia, which has not reacted with NO and O 2 , as gas harmful to the environment
  • the present invention also relates to a method for purifying exhaust gas streams from diesel engines, wherein the
  • Exhaust gas flow is passed through an inventive exhaust gas purification system.
  • Diesel particulate filter is the temperature in the
  • Diesel particulate filter at least 550 ° C. It is particularly preferred that the temperature in the diesel particulate filter in the range of 550 ° C to 650 ° C. This is especially important since below the temperature of 550 ° C no active regeneration of the diesel particulate filter is possible because a reaction between the formed carbon black and the O 2 at lower
  • 70-100% by volume of the exhaust gas stream are conducted to the component (b) and before the component (d) through the component (c). This is realized by the exhaust gas flow after the
  • Diesel particulate filter is split into two exhaust streams through two lines, wherein the one part through the second
  • Diesel oxidation catalyst component (c) is guided and the other part is preferably passed through no other component. Before the component (d) these two exhaust gas streams are reunited with each other.
  • Figure 1 shows an arrangement of an inventive
  • the exhaust gas purification system depicted in FIG. 1 also shows a preferred variant in which between the components and (5) an injector (4) for ammonia or an ammonia-releasing compound is provided.
  • Figure 2 shows the deactivation of a Pt / Pd
  • Figure 3 shows the low deactivation of a
  • Washcoat made. For this, 1016 g of the powder are suspended in 1500 g of water and 9 g of acetic acid are added. The
  • Platinic acid solution (PSA) (273.1 g of PtSA solution diluted 1.51% with 397.6 g of water) was added dropwise.
  • PSA Platinic acid solution
  • the moist powder is dried at 120 ° C and then calcined for 3 hours in a tube furnace under argon with a slight stream of argon at 800 ° C. From this powder, which now contains 3.5% platinum is now a
  • washcoat made.
  • 834 g of the powder are suspended in 1420 g of water.
  • the suspension is now with a
  • honeycomb (then corresponds to 2.26 g of platinum / L)
  • honeycomb is dried at 120 ° C and calcined at 550 ° C for 3h.
  • the oxidation catalysts described in Examples 1 and 2 are installed on an engine test bench in an exhaust gas system.
  • the engine used is an Audi V6 TDI diesel engine.
  • Audi V6 TDI diesel engine For the accelerated aging of an active regeneration after the engine and before the oxidation catalyst a
  • Zeolite catalyst has a much higher aging stability and thus is suitable to be used immediately before an SCR, since it is also active in active
  • This catalyst is thus very well suited as a NO oxidation catalyst after an uncoated DPF and directly in front of an SCR catalyst.
  • the catalyst has the greatest effect when Fe-zeolite SCR catalysts are used, since this is a worse Tiefftemperaturakt ivity and the activity, especially at low temperature, depends very much on the NC> 2 fraction in the gas.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgasreinigungssystem zur Reinigung von Abgasströmungen aus Dieselmotoren, das ein besonders alterungsstabiles Dieseloxidationskatalysatorbauteil (3) vor einem Katalysatorbauteil zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden (5) und nach einem Dieselpartikelfilter (2) umfasst. Vorzugsweise umfasst das Abgasreinigungssystem vor dem Dieselpartikelfilter (2) ein weiteres Dieseloxidationskatalysatorbauteil (1) und zwischen den Bauteilen (3) und (5) eine Einspritzdüse (4) für Ammoniak oder eine Ammoniak-abspaltende Verbindung. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Reinigung von Abgasströmen aus Dieselmotoren, worin der Abgasstrom durch ein erfindungsgemäßes Abgasreinigungssystem geleitet wird.

Description

Abgasreinigungssystem zur Reinigung von Abgasströmen aus
Dieselmotoren
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgasreinigungssystem zur Reinigung von Abgasströmungen aus Dieselmotoren, das ein besonders alterungsstabiles Dieseloxidationskatalysatorbauteil vor einem Katalysatorbauteil zur selektiven katalyt ischen Reduktion von Stickoxiden und nach einem Dieselpartikelfilter umfasst. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Reinigung von Abgasströmen aus Dieselmotoren, worin der Abgasstrom durch ein erfindungsgemäßes
Abgasreinigungssystem geleitet wird.
Aufgrund der immer strengeren Abgasgrenzwerte, die nicht mehr allein durch motorische Maßnahmen zu erreichen sind, werden die meisten Brennkraftmaschinen inzwischen mit
Nachbehandlungssystemen zur Verminderung der
Schadstoffemissionen ausgerüstet .
Neben FestStoffPartikeln gehören Stickoxide zu den
limitierenden Abgaskomponenten, die während
Verbrennungsvorgängen entstehen und deren erlaubte Emissionen immer weiter abgesenkt werden. Zur Minimierung dieser
Abgaskomponenten in Dieselverbrennungsmotoren werden heute unterschiedliche Verfahren eingesetzt. Die Verringerung der Stickoxide geschieht meist mit Hilfe von Katalysatoren.
Zusätzlich ist bei Sauerstoffreichem Abgas ein
Reduktionsmittel erforderlich, um die Selektivität und die N0X- Umsätze anzuheben. Bekannt geworden sind diese Verfahren unter dem Sammelbegriff SCR-Verfahren, wobei SCR für „selektive katalytische Reduktion" steht. Ihr Einsatz erfolgt seit vielen Jahren im Kraftwerksbereich und in jüngster Zeit auch in
Brennkraftmaschinen. Eine ausführliche Darstellung solcher Verfahren ist der DE 3428232 AI zu entnehmen. Als SCR- Katalysatoren können V205-haltige Mischoxide, beispielsweise in der Form von V205-/W03/Ti02, verwendet werden. Typische V205- Anteile liegen dabei zwischen 0,2 - 3%. Als Reduktionsmittel kommen in der praktischen Anwendung Ammoniak oder
ammoniakabspaltende Verbindungen, wie Harnstoff oder
Ammoniumformiat , in fester oder Lösungsform zum Einsatz. Die Zersetzung dieser Stoffe und damit die Freisetzung von
Ammoniak sind beim SCR-Verfahren ausschlaggebend für die
Einset zbarkeit des Verfahrens. Moderne Abgassysteme, wie sie für die Euro-VI-Norm beim PKW und LKW gegenwärtig entwickelt sind, und nach der öffentlichen Literatur Stand der Technik bilden, bestehen im Regelfall aus einem Dieseloxidationskatalysatorbauteil (DOC-Bauteil), einem katalytisch aktivem Dieselpartikelfilter mit Edelmetall (cDPF) gefolgt von einem SCR-Katalysatorbauteil (Bauteil zur
selektiven katalytischen Reduktion) mit Harnstoffeindüsung und einem Ammoniak-Schlupf-Katalysatorbauteil . Dabei soll das System aktiv regenerierbar sein, also eine
Kraftstoffeinspritzung zur Temperaturerhöhung zum Rußabbrand vorsehen.
Ein zentrales Problem hierbei ist, dass die selektive
katalytische Reduktion und insbesondere SCR-Systeme, die auf Fe-Zeolith basieren, für die optimale Performance ein NO2/NO- Verhältnis von ungefähr 1:1 erfordern. Im Motor-Rohabgas ist aber nur 5 - 15% O2 enthalten, was eine gute Oxidation von NO zu O2 durch die Edelmetallkatalysatoren auf DOC-Bauteil und cDPF erfordert. Hierzu wird insbesondere auf die EP 1 147 801 Bl verwiesen. Genau diese Oxidation von NO zu NO2 ist dabei einer sehr starken Alterung durch den Schwefel im Abgas und die hohen Temperaturen unterworfen, die auf DOC-Bauteil und cDPF während der aktiven Regeneration einwirken. Eine optimale Edelmetallkombination für die maximale Stabilität der NO- Oxidation ist daher an vielen Stellen ein wesentlicher
Forschungsgegenstand für ein derartiges KomplettSystem
gewesen. In all diesen Systemen muss die größte
Edelmetallkonzentration im DOC-Bauteil sein, weil hier die große Dieselmenge vollständig oxidiert werden muss für eine aktive Regeneration. Für PKW-Anwendungen muss die
Edelmetallkonzentration in dem DOC-Bauteil auch sehr hoch sein, um die niedrige CO-Light-Off-Temperatur zu erreichen, die für den dominierenden Kaltstarteinfluss im europäischen PKW-Fahrzyklus NEDC erforderlich ist.
EP 2123345 AI veröffentlicht, dass das Pt /Pd-Verhältnis im DPF für die NÜ2-Menge, die nach dem Gesamtsystem aus DOC und DPF auf die SCR kommt, entscheidend ist. Zudem wird hinsichtlich dieser Beobachtung auch insbesondere auf das 6. Internationale Forum Abgas- und Partikelemission vom 9. und 10. März 2010 in Ludwigsburg, Seiten 135 - 146, und auf das 5. Internationale Forum Abgas- und Partikelemission vom 19. und 20. Februar 2008 in Ludwigsburg, Seiten 126 - 144 verwiesen. Es ist bekannt, dass reine Pt-Katalysatoren am besten NO zu O2 oxidieren, aber auch sehr wenig alterungsstabil sind,
wohingegen Pt /Pd-Katalysatoren weniger gut NO oxidieren, aber eine bessere hydrothermale Alterungsstabilität aufweisen.
Dementsprechend wird in EP 2123345 AI ein System beschrieben, das auf dem DPF ein Pt /Pd-Verhältnis von > 10:1 aufweist, also scheinbar einen optimalen Kompromiss aus diesen Eigenschaften bildet . Die DE 10 2005 037 959 AI betrifft eine Vorrichtung zur
Nachbehandlung von aus einer Brennkraftmaschine austretenden Abgasen, mit einer Abgasleitung, in der ein
Oxidationskatalysator zur Oxidation von Stickoxiden angeordnet ist, wobei von der Abgasleitung in Strömungsrichtung (X) der Abgase vor dem Oxidationskatalysator eine Bypassleitung abzweigt, die in Strömungsrichtung (X) der Abgase nach dem Oxidationskatalysator in die Abgasleitung mündet, wobei die den Oxidationskatalysator und die Bypassleitung durchströmende Abgasmenge mittels einer Strömungsaufteilungseinrichtung einstellbar ist.
Die DE 10 2010 017 526 AI betrifft eine Abgasanlage mit einem Abgasnachbehandlungssystem zur Stickoxid- und
Partikelreduzierung, mit einem SCR-Katalysator zur
Stickstoffreduzierung und einem stromaufwärts des SCR- Katalysators angeordneten Partikelabscheider oder
Partikelfilter zur Partikelreduktion, wobei stromaufwärts des Partikelabscheiders oder Partikelfilters eine
Zumesseinrichtung für ein Reduktionsmittel angeordnet ist, wobei stromaufwärts des Partikelabscheiders oder
Partikelfilters eine Abzweigung für eine Abgasrückführleitung angeordnet ist und im Bereich der Zumesseinrichtung im
Abgasstrang ein im Wesentlichen in Strömungsrichtung des Abgases ausgerichtetes Leitblech angeordnet ist, das die
Abgasströmung durch den Partikelabscheider oder Partikelfilter in einen reduktionsmittelreichen ersten und einen
reduktionsmittelarmen zweiten Abgaspfad aufteilt, wobei vorzugsweise die Leiteinrichtung im Strahlbereich des durch die Zumesseinrichtung eingebrachten Reduktionsmittels
angeordnet ist. Werden diese Erkenntnisse umgesetzt, so ergibt sich aber, dass für eine gute NO-Oxidation auch nach Alterung dennoch eine nicht unerhebliche Platinmenge auf dem cDPF erforderlich ist. Aber gerade auf dem cDPF sammelt sich die Asche, die bei dem Rußabbrand übrig bleibt und auf Dauer den Druckverlust im cDPF steigen lässt. Für Anwendungen, die extrem lange Laufzeiten der Systeme erfordern, wie Baumaschinen, die viele Stunden laufen aber auch weit über 10 Jahre laufen müssen, um sich zu amortisieren, ist es also erforderlich, den cDPF auszubauen, zu reinigen, aber auch wohl öfters zu ersetzen. Das verursacht für hohe Edelmetallgehalte auf dem DPF sehr große
Unterhaltskosten, die gerne vermieden werden.
Für die genannten Anwendungen wird es also Sinn haben, mit allen Mitteln zu versuchen, edelmetallfreie Partikelfilter einzusetzen. Versucht man das ganze Edelmetall und die ganze Oxidationseigenschaft auf den DOC vor den Filter zu bringen, hat man das Problem, dass der Ruß auf dem DPF mit dem
gebildeten O2 teilweise abreagiert und auf diese Weise wieder weniger O2 für die SCR zur Verfügung steht. Es ist also extrem schwer, auf diese Weise ein System zu entwickeln, das
ausreichend O2 auf das SCR-Bauteil bringt.
In der DE 102008017279 AI wird ein System beschrieben, bei dem der Abgasstrom aufgeteilt wird und der eine Teilabgasstrom durch ein DOC und der andere Teilabgasstrom durch ein
Teilstrom-SCR-Bauteil geführt wird, bevor beide Ströme wieder zusammengeführt werden und durch ein Haupt-SCR-Bauteil
geleitet werden. Das hat den Vorteil, dass durch den Teilstrom nur ein Teil noch oxidiert wird und daher eine Obergrenze von 60% O2 im Abgasstrom für den Haupt-SCR nicht überschritten werden, was auch ungünstig wäre, aber dennoch eine N02~Erhöhung unmittelbar vor dem SCR-Bauteil ermöglicht. Es ist also klar zu sehen, dass die Alterungsstabilität eines DPF für die Oxidation von NO zu O2 ein zentrales Thema
darstellt, um ein Verhältnis von O2 zu NOx von ca. 1:1 vor SCR über lange Zeit zu erhalten.
Die DE 102009015592 AI beschreibt einen Pt-Zeolith- Katalysator, der sich durch eine hohe Stabilität besonders für die Oxidation NO zu NO2 auszeichnet. Es könnte jetzt
naheliegen, den Pt-Zeolith als Katalysator im DOC-Bauteil vor dem DPF einzusetzen. Wenn er eine fast konstante, sich mit der Alterung kaum verringernde N02~Bildung aufweist, könnte man das DOC-Bauteil so dimensionieren, dass trotz der Reaktion des Rußes mit einem Teil des NO2 noch genug des NO2 am SCR-Bauteil ankommt. Bei einer hohen und stabilen NO-Oxidation könnte das möglich sein. Leider wurde jedoch vorliegend überraschend gefunden, dass sich dieser Pt-Zeolith nicht als DOC vor dem DPF eignet, wenn dieser eine entsprechende Dieselverbrennung für eine aktive Regeneration eines DPF ermöglichen soll.
Dieser Pt-Zeolith zeigt leider eine sehr starke Alterung für die Oxidation von Diesel und wird die Oxidation der großen
Dieselmenge zur aktiven Regeneration nach Alterung nicht mehr schaffen .
Die Anmelder der vorliegenden Anmeldungen haben festgestellt, dass, wenn der Pt-Zeolith in einem DOC vor einem DPF
eingesetzt wird, dieser schon nach kurzer Zeit bei einer hohen Austrittstemperatur zu einem schnellen Anstieg der
Kohlenwasserstoff-Light-Off-Temperatur führt. Daran ist die enorme Alterung des Pt-Zeoliths in solchen Anwendungen klar zu erkennen. Der Pt-Zeolith kann also nicht einfach in einem DOC- Bauteil in der üblichen Anordnung vor einem DPF oder vor allem vor einem unbeschichteten DPF eingesetzt werden. Es war also vorrangig die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgasreinigungssystem zu entwickeln, das es erlaubt insgesamt die Kosten für Regeneration bzw. Austausch von
Bauteilen stark abzusenken. Insbesondere war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung für große schwere Dieselmotoren, ein Abgasreinigungssystem bereitzustellen, das eine hohe
Lebensdauer aufweist, kostengünstig in der Unterhaltung ist und einen optimalen Betrieb der SCR ermöglicht. Die vorliegende Anmeldung stellt hierfür ein
Abgasreinigungssystem zur Reinigung von Abgasströmen aus Dieselmotoren bereit, das die folgenden Bauteile in
Abgasrichtung stromabwärts umfasst: (a) ein erstes Dieseloxidationskatalysatorbauteil ;
(b) Dieselpartikelfilter;
(c) ein zweites Dieseloxidationskatalysatorbauteil ; und
(d) ein Katalysatorbauteil zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden; dadurch gekennzeichnet, dass der Dieselpartikelfilter frei von Pd bzw. Pt ist, und dass das zweite
Dieseloxidationskatalysatorbauteil als katalytisch-aktive Komponenten (n) entweder einen Pt-Zeolithen oder Pt und Pd im Verhältnis (Pt/Pd) von > 10/1 umfasst. Unter dem Ausdruck „in Abgasrichtung stromabwärts" versteht man in der vorliegenden Anmeldung, dass der Abgasstrom
zunächst das erstgenannte Bauteil und dann die danach
gefolgten Bauteile in der angegebenen Reihenfolge passiert. Das Bauteil (a) , nämlich das erste
Dieseloxidationskatalysatorbauteil , ist ein DOC-Bauteil, wie er im Stand der Technik verwendet wird, bzw. es kann jeder im Stand der Technik bekannte DOC verwendet werden. Hierbei wird insbesondere auf eine Veröffentlichung „6. Internationales
Forum Abgas- und Partikelemissionen" vom 9. und 10. März 2010, Ludwigsburg, Seiten 135 - 146 und „5. Internationales Forum Abgas- und Partikelemissionen" vom 19. und 20. Februar 2008 in Ludwigsburg auf den Seiten 126 bis 144 verwiesen.
Unter einem Dieselpartikelfilter versteht man in der
vorliegenden Anmeldung eine Filtereinheit zur Filterung von Partikelemissionen, wie beispielsweise Ruß, die insbesondere frei von Pd bzw. Pt ist. Der Dieselpartikelfilter kann - wie im Stand der Technik bekannt - als Wandstromfilter oder als Durchflussfilter ausgeformt sein.
Wie bereits erwähnt ist das zweite
Dieseloxidationskatalysatorbauteil ein Bauteil, das als katalytisch-aktive Komponente (n) entweder einen Pt-Zeolithen oder Pt und Pd im Verhältnis (Pt/Pd) von > 10/1, stärker bevorzugt im Bereich von 30/1 bis 10/1 umfasst. Abgesehen von der genannten Einschränkung kann das zweite
Dieseloxidationskatalysatorbauteil genauso aufgebaut sein wie das erste Dieseloxidationskatalysatorbauteil . Die katalytisch- aktive Komponente liegt hierbei vorzugsweise in Form einer Beschichtung der inneren Oberfläche des
Dieseloxidationskatalysatorbauteils vor . Hierbei ermöglicht insbesondere die Nachschaltung des zweiten Dieseloxidationskatalysatorbauteils nach dem
Dieselpartikelfilter, dass der Dieselpartikelfilter frei von Pd bzw. Pt sein kann. Wie bereits weiter oben beschrieben, bringt ein edelmetallfreier Dieselpartikelfilter den Nachteil mit sich, dass in diesem der durch die Verbrennung gebildete Ruß mit O2 unter Oxidation von Ruß zu CO2 abreagiert und wieder NO gebildet wird. Dies vermindert den im ersten
Dieseloxidationskatalysatorbauteil gebildeten gewünschten Anteil an O2. Damit jedoch wieder das gewünschte Verhältnis NO/NO2 von im Bereich von 2/3 bis 3/2 für das oben genannte Bauteil (d) zur Verfügung steht, enthält das erfindungsgemäße Abgasreinigungssystem nach dem Bauteil (b) ein zweites
Dieseloxidationskatalysatorbauteil (c) . Da für die aktive Regeneration des Dieselpartikelfilters (Verbrennung von Ruß zu CO2) hohe Temperaturen von mindestens 550° C nötig sind, kann als zweites Dieseloxidationskatalysatorbauteil nicht jegliches aus dem Stand der Technik eingesetzt werden. So sind zum einen nicht alle in einem
Dieseloxidationskatalysatorbauteil verwendeten Katalysatoren hochselektiv in der Lage NO zu NO2 zu oxidieren, zum anderen sind auch nicht alle diese Katalysatoren bei diesen hohen Temperaturen alterungsbeständig. Es wurde nun festgestellt, dass hier insbesondere als katalytisch-aktive Komponenten entweder ein Pt-Zeolith oder Pt und Pd im Verhältnis von > 10/1 eingesetzt werden können, um die genannten Aufgaben zu lösen .
Unter einem Pt-Zeolith versteht man einen Zeolith, der
vorzugsweise hergestellt wird, indem ein Zeolith mit einer Platinsulfitlösung imprägniert wird und anschließend der imprägnierte Zeolith unter einer Schutzgasatmosphäre
kalziniert wird. Das Kalzinieren erfolgt vorzugsweise in einer Schutzgasatmosphäre, wobei eine Argonatmosphäre,
Stickstoffatmosphäre oder eine sonstige inerte Atmosphäre verwendet wird. Besonders bevorzugt ist hier eine
Argonatmosphäre. Das Kalzinieren des imprägnierten Zeolithen erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur von 600 - 900°C, mehr bevorzugt 750 - 850°C und noch stärker bevorzugt bei 750 - 830°C.
Das Imprägnieren des Zeolithen mit der Platinsulfitlösung kann über eine Tauchimprägnierung, Sprühimprägnierung oder
Incipient-Wetness-Methode erfolgen. Bevorzugt erfolgt die Imprägnierung über eine Incipient-Wetness-Methode, obwohl gemäß Stand der Technik normalerweise bei dieser
Imprägniermethode nur ein geringer Teil der Metallcluster in die Poren wandert und ein erheblicher Teil auf der äußeren Zeolithoberfläche verbleibt.
Es wurde jedoch gefunden, dass sich durch die Incipient- Wetness-Imprägnierung des Zeolithpulvers mit Platinsulfitsäure und anschließender Kalzinierung unter Schutzgas bei hohen
Temperaturen ein Katalysator herstellen lässt, der auch noch nach dieser hohen Temperaturbelastung den größten Teil des Platins in den Zeolithporen aufweist. Dies kann über ein
Röntgendiffraktogramm (XRD) und über CO-Adsorption (nach selektiver Vergiftung der Pt-Cluster auf der Oberfläche) im FT-IR nachgewiesen werden. XRD und FT-IR sind Standard- Analytikmethoden in der Chemie.
Unter dem Begriff „Zeolith" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung gemäß der Definition der International Mineralogical Association (D.S.Coombs et al . , Canadian Mineralogist, 35, 1979, 1571) eine kristalline Substanz aus der Gruppe der
Aluminiumsilikate mit einer Raumnetzstruktur der allgemeinen Formel
Mx/n [ (A102)x (Si02)y] · (H20) z verstanden, die aus Si04/A104-Tetraedern bestehen, die durch gemeinsame Sauerstoffatome zu einem regelmäßigen
dreidimensionalen Netzwerk verknüpft sind. Das Verhältnis von Si/Al = y/x beträgt immer > als 1 gemäß der sogenannten „Löwenstein-Regel", die das benachbarte Auftreten zweier benachbarter, negativ geladener A104-Tetraeder
verbietet. Dabei stehen bei einem geringen Si/Al-Verhältnis zwar mehr Austauschplätze für Metall zur Verfügung, der
Zeolith wird jedoch zunehmend thermisch instabiler.
Die Zeolithstruktur enthält Hohlräume, Kanäle, die für jeden Zeolithen charakteristisch sind. Die Zeolithe werden gemäß ihrer Topologie in verschiedene Strukturen eingeteilt. Das Zeolithgerüst enthält offene Hohlräume in Form von Kanälen und Käfigen, die normalerweise mit Wassermolekülen und
zusätzlichen Gerüstkationen besetzt sind, die ausgetauscht werden können. Auf ein Aluminiumatom kommt eine überschüssige negative Ladung, die durch diese Kationen kompensiert wird. Das innere des Porensystems stellt die katalytisch aktive
Oberfläche dar. Je mehr Aluminium und je weniger Silicium ein Zeolith enthält, desto dichter ist die negative Ladung in seinem Gitter und desto polarer seine innere Oberfläche. Die Porengröße und Struktur wird neben den Parametern der
Herstellung, d.h. Verwendung bzw. Art von Templaten, pH,
Druck, Temperatur, Anwesenheit von Impfkristallen, durch das Si/Al-Verhältnis bestimmt, das den größten Teil des
katalytischen Charakters eines Zeolithen ausmacht.
Vorzugsweise enthält der erfindungsgemäße Pt-Zeolith
mindestens 2 Gew.-% Platin, vorzugweise mindestens 3 Gew.-%, am meisten bevorzugt 3,5 Gew.-% oder mehr, wobei sich
mindestens 90% der Platins in den Poren des Zeolithen
befinden, , insbesondere bevorzugt mindestens 95%. Bevorzugt ist der Zeolith ausgewählt aus den Gruppen bestehend aus den Typen AEL , BEA, CHA, EUO, FAU, FER, KFI , LTA, LTL , MAZ, MOR, MEL, MTW, LEV, OFF, TON und MFI . Besonders bevorzugt ist die BEA-Struktur .
Vorzugsweise weist der Zeolith ein Si02/Al203-Verhältnis von 5 - 300, mehr bevorzugt von 10 - 200 und am meisten bevorzugt von 15 - 100 auf. Der erfindungsgemäße Pt-Zeolith zeichnet sich durch eine Pt- C=0 Streckschwingung zwischen 2070 und 2110 cm-1, vorzugsweise bei etwa 2080 bis 2095 CITT1 aus. Die Streckschwingung ist selbst nach einer Vergiftung mit Adamantancarbonitril
vorhanden. Adamantancarbonitril ist ein sterisch
anspruchsvolles Molekül, das aufgrund seiner Größe nicht in das Porensystem des Zeolithen eindringen kann. Durch die
Adsorption von Adamantancarbonitril werden dadurch nur Pt- Cluster auf der äußeren Oberfläche vergiftet. Würde im
Anschluss an diese Vergiftung CO absorbiert, kann dieses nur noch an die nicht vergifteten Pt-Cluster im Inneren des
Zeolithen binden. Das Vorhandensein der Pt-C=0
Streckschwingung nach der Vergiftung mit Adamantancarbonitril beweist, dass Pt in den Poren des Zeolithen sitzt. Die
verbleibende Intensität nach einer Vergiftung ist etwa 2- bis 4-fach höher als bei einem Vergleichskatalysator. Der Pt- Zeolith ist ferner im Röntgendiffraktogramm (XRD) frei von Pt- Reflexen. Dies zeigt ebenfalls, dass das Platin in den Poren des Zeolithen sitzt. Der zweite Dieseloxidationskatalysator , der den Pt-Zeolith umfasst, enthält insbesondere den Pt-Zeolithen als
Beschichtung auf einem Träger, wie es in der DE 102009015592 AI beschrieben ist. Insbesondere bevorzugt ist, dass der Pt-Zeolith als Beschichtung auf einem Trägerkörper vorliegt. Als
Katalysatorträgerkörper kann ein metallischer oder keramischer Monolith, ein Fließ- oder ein Metall-Schaum verwendet werden. Auch andere im Stand der Technik bekannte
Katalysatorformkörper bzw. Katalysatorträgerkörper sind erfindungsgemäß geeignet. Besonders bevorzugt ist ein
metallischer oder keramischer Monolith, der eine Vielzahl von parallelen Durchtrittsöffnungen aufweist, welche mit der
Washcoatbeschichtung versehen werden. Vorzugsweise weist der Trägerkörper Durchtrittsöffnungen mit rundem, dreieckigem, viereckigem oder polygonalem Querschnitt auf. Besonders bevorzugt ist der Träger als monolithischer Honigwabenkörper ausgebildet .
Metallische Wabenkörper sind häufig aus Metallblechen oder Metallfolien gebildet. Dabei werden die Wabenkörper
beispielsweise durch abwechselnde Anordnung von Lagen
strukturierter Bleche bzw. Folien hergestellt. Vorzugsweise bestehen diese Anordnungen aus einer Lage eines glatten Blechs im Wechsel mit einem gewellten Blech, wobei die Wellung beispielweise sinusförmig, trapezförmig, omegaförmig oder zickzackförmig ausgebildet sein kann. Entsprechende
metallische Wabenkörper und Verfahren zu ihrer Herstellung werden beispielsweise in der EP 0 049 489 AI oder der DE
2856030 AI beschrieben.
Im Bereich der Katalysatorträgerkörper haben metallische
Wabenkörper den Vorteil, dass sie sich schneller erwärmen und damit in der Regel Katalysatorträgerkörper auf der Basis von metallischen Substraten ein besseres Ansprechverhalten bei KaltStartbedingungen zeigen. Vorzugsweise weist der Wabenkörper eine Zelldichte von 30 - 1500 cpsi, stärker bevorzugt von 200 - 600 cpsi und ganz besonders bevorzugt von etwa 400 cpsi auf. Der Katalysatorträgerkörper, auf den der Pt-Katalysator aufgebracht sein kann, kann aus einem beliebigen Metall oder einer Metalllegierung gebildet und z.B. durch Extrusion oder durch Aufwickeln oder Stapeln oder Falten von Metallfolien hergestellt sein. Bekannt im Bereich der Abgasreinigung sind temperaturbeständige Legierungen mit den Hauptbestandteilen Eisen, Chrom und Aluminium. Bevorzugt für den Pt-Zeolith- haltigen Katalysator sind freie durchströmbare monolithische Katalysatorträgerkörper mit oder ohne innere Anströmkanten zur Abgasverwirbelung, oder Metallschäume, die eine große innere Oberfläche aufweisen und an denen der erfindungsgemäß
eingesetzte Pt-Zeolith sehr gut haftet. Jedoch lassen sich auch Katalysatorträgerkörper mit Schlitzen, Lochungen,
Perforationen und Prägungen in der Metallfolie einsetzen. In gleicher Weise können Katalysatorträgerkörper aus
keramischem Material eingesetzt werden. Bevorzugt handelt es sich bei dem keramischen Material um ein inertes, niedrig oberflächiges Material wie Cordierit, Mullith, Aluminium- Titanat oder -Aluminiumoxid . Jedoch kann der verwendete
Katalysatorträgerkörper auch aus hoch oberflächigem
Trägermaterial wie γ-Aluminiumoxid bestehen.
Ebenso kann ein Metallschaum, beispielsweise ein metallisches offenporiges Schaummaterial, als Katalysatorträgerkörper eingesetzt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll unter dem Begriff „metallisches offenporiges Schaummaterial" ein Schaummaterial aus einem beliebigen Metall oder aus einer beliebigen Legierung verstanden werden, das gegebenenfalls auch noch Zuschlagstoffe enthalten kann und das eine Vielzahl von Poren aufweist, die miteinander leitungsverbunden sind, so dass beispielsweise durch das Schaummaterial ein Gas hindurch geleitet werden kann.
Metallische offenporige Schaummaterialien haben durch die Poren und Hohlräume bedingt eine sehr geringe Dichte, weisen jedoch eine beträchtliche Steifigkeit und Festigkeit auf. Die Herstellung von Metallschäumen erfolgt beispielsweise mittels eines Metallpulvers und eines Metallhydrids. Beide Pulver werden in der Regel miteinander vermischt und dann durch
Heißpressen oder Strangpressen zu einem Formmaterial
verdichtet. Das Formmaterial wird dann auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der Metalle erhitzt. Dabei setzt das Metallhydrid Wasserstoffgas frei und schäumt das Gemenge auf .
Es gibt jedoch auch noch andere Möglichkeiten, Metallschäume herzustellen, beispielsweise durch Einblasen von Gas in eine Metallschmelze, die zuvor durch Zugabe fester Bestandteile schäumbar gemacht wurde. Für Aluminiumlegierungen
beispielsweise werden zur Stabilisierung 10 - 20 Vol.-%
Siliciumcarbid oder Aluminiumoxid zugegeben. Darüber hinaus lassen sich offenporige metallische Schaumstrukturen mit einem Porendurchmesser von 10 ppi - ca. 50 ppi durch spezielle
Feingusstechniken herstellen.
Der Träger kann prinzipiell auch extrudiert und spritzgegossen werden. Auch hier sind metallische und keramische Materialien möglich, wobei im Falle der keramischen Materialien
beispielsweise Formhilfsmittel zugegeben werden und
beispielsweise auch Bindemittel und sonstige Zusatzstoffe. Extrudierte Träger können beliebige Geometrien einnehmen, vorzugsweise die oben genannten. Wie bereits genannt, kann alternativ zu dem Pt-Zeolith als Katalysator im zweiten Dieseloxidationskatalysatorbauteil auch Platin und Palladium im Verhältnis von > 10:1 verwendet werden. Der hohe Platingehalt im Vergleich zu Palladium hat den Vorteil, dass ein entsprechender Katalysator eine gute Oxidationsrate von NO zu O2 aufweist. Allerdings darf der Platingehalt auch nicht zu hoch sein, da rein platinhaltige Katalysatoren wenig alterungsstabil sind. Deshalb sollte der Katalysator die entsprechende Menge Palladium beinhalten, das zwar schlechter hinsichtlich der Oxidationsrate ist, aber eine größere Alterungsstabilität mit sich bringt. Die katalytisch- aktiven Komponenten, nämlich Platin und Palladium, liegen vorzugsweise in der Form einer katalytisch-aktiven
Beschichtung vor. Die Edelmetalle Platin und Palladium liegen bevorzugt auf einem oder mehreren oxidischen Trägermaterialien vor. Sie können getrennt auf gegebenenfalls unterschiedlichen Trägermaterialien aufgebracht sein oder gemeinsam auf einem oder mehreren Trägermaterialien vorliegen. Dabei sind die Trägerkörper (Trägermaterialien) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Lanthanoxid-stabilisiertem
Aluminiumoxid, Alumosilikat , Siliciumdioxid, Titandioxid, Ceroxid, Cer-Cirkon-Mischoxid, seltene Erdmetall-Sesquioxid Zeolith und Mischungen davon. Bevorzugt werden Aluminiumoxid, Lanthanoxid-stabilisiertes Aluminiumoxid, Alumosilikat,
Titandioxid und Zeolith als Trägermaterialien eingesetzt.
In den bevorzugten Ausführungsformen des zweiten
Oxidationskatalysatorbauteils liegen Platin und Palladium aufgebracht auf Aluminiumoxid und/oder Aluminiumsilikat als Trägermaterial vor.
Die Aufbringung der Edelmetalle auf die genannten, bevorzugten Trägermaterialien erfolgt nach den üblichen, dem Fachmann bekannten Verfahren der Injektion, der Auffällung, der mit „Incipient Wetness" bezeichneten Arbeitsmethode und anderen, aus der Literatur bekannten Techniken. Welche der sich im Stand der Technik darstellenden Methoden jeweils zu bevorzugen ist, hängt nicht zuletzt von der damit erzielbaren
Edelmetallpartikelgröße und der Zielapplikation ab.
Der im Dieselpartikelfilter befindliche Filterkörper ist vorzugsweise ein metallischer oder keramischer Filterkörper, beispielsweise Gewebe- und Gestrickkörper. Bevorzugt werden Wandflussfiltersubstrate aus keramischem Material oder
Siliciumcarbid eingesetzt.
Als Katalysator im Katalysatorbauteil zur selektiven
katalytischen Reduktion kann prinzipiell jeglicher im Stand der Technik bekannte Katalysator eingesetzt werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass als Reduktionskatalysator im
Katalysatorbauteil zur selektiven katalytischen Reduktion ein mit Übergangsmetall ausgetauschter Zeolith enthalten ist.
Bevorzugte Übergangsmetalle im mit Übergangsmetallen
ausgetauschten Zeolithkatalysator sind Chrom, Eisen, Nickel, Kupfer, Cer, Praseodym, Terbium oder Mischungen davon. Als Austauschkomponente kann auch Vanadium eingesetzt werden, da es im Gitter des Zeolith-Katalysators sehr gut gebunden ist. Es hat sich gezeigt, dass die Erhöhung des
Stickstoffdioxidgehaltes im Abgas die Aktivität der genannten Reduktionskatalysatoren deutlich verbessert und auch die
Alterung der Katalysatoren verringert. Daneben steigert
Stickstoffdioxid auch insbesondere die Aktivität der
Katalysatoren bei tiefen Temperaturen. Es wird vermutet, dass diese positive Wirkung des Stickstoffdioxids darauf beruht, dass z.B. die zweiwertigen Kupferionen im Katalysator durch die selektive katalytische Reduktion zu einwertigen
Kupferionen reduziert werden, wodurch ihre katalytische Aktivität vermindert wird. Durch die im Abgas enthaltenen oxidativen Komponenten wie Sauerstoff und Stickstoffdioxid werden die Kupferionen zu zweiwertigen Kupferionen reoxidiert und gewinnen damit ihre ursprüngliche Aktivität zurück.
Hierbei wirkt sich Stickstoffdioxid wegen seines höheren
Oxidationsvermögens besonders vorteilhaft aus. Dieses
Reaktionsprinzip gilt für alle SCR-aktiven
Übergangsmetallionen, die einen solchen Valenzwechsel
zulassen. Hierzu gehören Ionen von Vanadium, Chrom, Eisen, Nickel, Kupfer, Cer, Praseodym und Terbium. Besonders geeignet sind Ionen des Eisens, Kupfers und Cers.
Die für den Reduktionskatalysator geeigneten Zeolithe sind vorzugsweise Zeolithe aus der Gruppe ZSM-5, A, BETA, X, Y, Ferrierite, Linde Typ L, Chabasite und Faujasit. Die Zeolithe können auch als Mischung eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt wird ein mit Eisen und/oder Kupfer
ausgetauschter ZSM-5 und/oder BETA Zeolith als Katalysator verwendet. Er besitzt eine hohe Selektivität zu Stickstoff. Nebenprodukte der SCR-Reaktion wie Lachgas (N2O) treten bei Verwendung eines Fe-ZSM-5 oder FE-BETA Katalysators nur in geringem Maße auf. Bevorzugt wird der Ammoniak jedoch an Bord des Fahrzeugs oder der Verbrennungsvorrichtung aus einer zu Ammoniak hydrolisierbaren Verbindung (Ammoniak-abspaltende
Verbindung) gewonnen. Zu diesem Zweck wird dem Abgas nach der teilweisen Oxidation des Stickstoffmonoxids und vor Kontakt mit dem Reduktionskatalysator die hydrolysierbare Verbindung zugefügt und anschließend das Abgas über einen
Hydrolysekatalysator geleitet. Als hydrolysierbare
Verbindungen eigenen sich Harnstoff oder Ammoniumcarbamat .
Bei dem den Katalysatorbauteil zur selektiven katalytischen Reduktion verwendeten Katalysator handelt es sich um einen mit den genannten Metallen ausgetauschten Zeolith-Katalysator. Zu seiner Herstellung können verschiedene Ionenaustauschverfahren eingesetzt werden (FestStoffaustausch, Austausch in wässriger Lösung, Austausch in polarer und unpolarer organischer
Lösung) .
Als einfachste Methode zur Herstellung eines Eisen¬ enthaltenden Zeolithen hat sich der Flüssigionenaustausch erwiesen. Eien Herstellung eines Fe-ZSM-5-Zeoliten durch
Flüssigionentausch ist z.B. beschrieben in DE102007063604 AI in Beispiel 1.
Der fertige, für das Katalysatorbauteil zur selektiven
katalytischen Reduktion hergestellte Zeolith-Katalysator wird bevorzugt in Form einer Beschichtung auf Wabenkörper aus Keramik oder Metall aufgebracht. Hierzu wird das
Katalysatorpulver vorzugsweise zusammen mit Zirkonylnitrat oder Aluminiumoxid-Sol als Binder in Wasser suspendiert. Mit der resultierenden Beschichtungssuspension können die
vorgesehenen Wabenkörper in bekannter Weise beschichtet werden. Bevorzugt wird hierbei eine Beschichtungskonzentration von bis zu 200 g Katalysatorpulver pro Liter Volumen der
Wabenkörper angestrebt. Nach der Beschichtung wird der
Wabenkörper z.B. für die Dauer von 4 Stunden bei etwa 300°C kalziniert, um das Katalysatorpulver auf dem Wabenkörper zu fixieren und Zirkonylnitrat in Zirkonoxid überzuführen. Ein bevorzugter SCR-Katalysator enthält 1 - 10 Gew.-% Zirkonoxid, oder Aluminiumoxid bezogen auf das Gesamtgewicht der
Beschichtung .
Es ist jedoch in dem erfindungsgemäßen Abgasreinigungssystem besonders bevorzugt, dass die katalytisch-aktive Komponente des zweiten Dieseloxidationskatalysatorbauteils einen Pt- Zeolithen umfasst. Die im erfindungsgemäßen Abgasreinigungssystem vorhandenen Bauteile (b) und (d) können über eine Abgasleitung miteinander verbunden sein, die durch das Bauteil (c) unterbrochen ist. In anderen Worten ist das Bauteil (c) zwischen die Bauteile (b) und (d) zwischengeschaltet.
Es kann jedoch auch bevorzugt sein, dass nach dem Bauteil (b) die Abgasleitung in zwei Teilabgasleitungen aufgeteilt wird. Eine der beiden Teilabgasleitungen wird durch das Bauteil (c) , die andere Teilabgasleitung wird an dem Bauteil (c)
vorbeigeleitet. Beide Teilabgasleitungen werden vor dem
Bauteil (d) wieder miteinander vereint. Auf diese Weise wird nur ein Teil des Abgasstroms über den zweiten
Dieseloxidationskatalysator geleitet, der zur Oxidation von NO zu O2 dient. In Abhängigkeit der maximalen Raumgeschwindigkeit und der Bandbreite des Raumgeschwindigkeitsbereiches kann es möglich sein, dass bei sehr geringer Raumgeschwindigkeit und großem Katalysator, der für eine hohe Raumgeschwindigkeit ausgelegt ist, mehr als 70% O2 entstehen, was auch wieder schlecht ist für die SCR-Reaktion ist. Durch einen derartigen Bypasstrom kann dies verhindert werden. Vor Eintritt des
Abgases in das Bauteil (d) zur selektiven katalytischen
Reduktion werden die beiden Abgasströme aus den zwei genannten Abgasleitungen vor Eintritt in das Bauteil (d) wieder
zusammengeführt .
Wie bereits weiter oben erwähnt ist es besonders vorteilhaft, dass der Dieselpartikelfilter frei von Pd und Pt, noch stärker bevorzugt frei von einem Edelmetall, als katalytisch-aktive Komponente ist. Desweiteren ist es noch stärker bevorzugt, dass der Dieselpartikelfilter frei von einem
Oxidationskatalysator ist. Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Abgasreinigungssystem so ausgestaltet, dass dieses zwischen den Bauteilen (b) und (d) keinen Reduktionskatalysator aufweist. Das erfindungsgemäße Abgasreinigungssystem weist zudem
vorzugweise in Richtung stromabwärts des Abgasstromes vor dem ersten Dieseloxidatlonskatalysatorbauteil eine Einspritzdüse für Kraftstoff auf. Diese Einspritzdüse kann sich direkt nach den Kolben des Verbrennungsmotors befinden und dort ins auslassende Abgas eingedüst werden. Alternativ dazu kann auch direkt eine Einspritzdüse vor dem DOC vorgesehen sein. Die zusätzliche Kraftstoffeinspritzung in den Abgasstrom bringt den Vorteil mit sich, dass im ersten
Dieseloxidatlonskatalysatorbauteil gebildeter Ruß durch die entstehende Wärme der Verbrennung des eingespritzten
Kraftstoffs bei den entsprechenden dadurch gebildeten
Temperaturen abgebrannt werden kann. Hierbei reagiert im
Dieselpartikelfilter der noch verfügbare Sauerstoff mit dem Ruß unter Bildung von CO2. Man spricht hier auch von einer aktiven Regeneration des Dieselpartikelfilters, insbesondere dann, wenn dieser nach Operation bei niedriger Temperatur zu viel Ruß angesammelt hat und einen zu hohen Druckverlust aufweist . In normalen Betriebszeiten mit einer Temperatur über 250°C findet aber auch eine erwünschte passive Regeneration statt. Dabei reagiert das im Dieseloxidatlonskatalysatorbauteil gebildete O2 mit Ruß auf dem DPF zu NO. Das hat zur Folge, dass der dem Katalysatorbauteil zur selektiven katalytischen Reduktion zugeführte Abgasstrom zu wenig O2 enthält. In anderen Worten wird das zweite
Dieseloxidatlonskatalysatorbauteil (c) nicht nur deshalb eingebaut, weil der Dieselpartikelfilter keine katalytisch- aktiven Komponenten enthält, sondern auch um das im Dieselpartikelfilter zur Abbrennung von Ruß verbrauchte O2 wieder zu bilden.
Wird in der vorliegenden Anmeldung von „in Richtung
stromabwärts des Abgasstromes" gesprochen, dann ist damit die Richtung des Abgasstromes vom Einlass in das
Abgasreinigungssystem bis hin zum Auslass aus dem
Abgasreinigungssystem gemeint. Wie bereits erwähnt, weist das erfindungsgemäße
Abgasreinigungssystem vorzugsweise in Richtung stromabwärts des Abgasstromes nach dem Katalysatorbauteil zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden (d) eine Einspritzdüse für Ammoniak oder eine ammoniakabspaltende Verbindung auf. Die Einspritzdüse befindet sich vorzugsweise zwischen den
Bauteilen (c) und (d) .
Optional kann in Richtung stromabwärts des Abgasstromes nach dem Katalysatorbauteil zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden ein sogenannter Ammoniak-Schlupfkatalysator angeordnet sein, der überschüssigen Ammoniak, der nicht mit NO und O2 reagiert hat, als umweitschädliches Gas aus dem
Abgasstrom zu filtern. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Reinigung von Abgasströmen aus Dieselmotoren, worin der
Abgasstrom durch ein erfindungsgemäßes Abgasreinigungssystem geleitet wird. Insbesondere zur aktiven Regeneration des
Dieselpartikelfilters beträgt die Temperatur im
Dieselpartikelfilter mindestens 550°C. Besonders bevorzugt ist es, dass die Temperatur im Dieselpartikelfilter im Bereich von 550°C bis 650 °C beträgt. Dies ist insbesondere wichtig, da unterhalb der Temperatur von 550 °C keine aktive Regeneration des Dieselpartikelfilters möglich ist, da eine Reaktion zwischen dem gebildeten Ruß und dem O2 bei niedrigeren
Temperaturen nicht stattfinden kann.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es zudem bevorzugt, dass 70 - 100 Vol.-% des Abgasstromes nach dem Bauteil (b) und vor dem Bauteil (d) durch das Bauteil (c) geleitet werden. Dies wird verwirklicht, indem der Abgasstrom nach dem
Dieselpartikelfilter in zwei Abgasströme durch zwei Leitungen aufgespaltet wird, worin der eine Teil durch das zweite
Dieseloxidationskatalysatorbauteil (c) geführt wird und der andere Teil vorzugsweise durch kein weiteres Bauteil geführt wird. Vor dem Bauteil (d) werden diese beiden Abgasströme wieder miteinander vereint. Die mit dieser Ausführungsform einhergehenden Vorteile sind bereits weiter oben in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Abgasreinigungssystems genannt.
Im Folgenden soll die vorliegende Erfindung durch Figuren und Beispiele näher erläutert werden, die jedoch nicht
einschränkend auf den Schutzumfang zu verstehen sind:
Figuren Figur 1: Figur 1 zeigt eine Anordnung eines erfindungsgemäßen
Abgasreinigungssystems mit einem ersten
Dieseloxidationskatalysatorbauteil (1), einem
Dieselpartikelfilter (2), einem zweiten
Dieseloxidationskatalysatorbauteil (3) und einem Katalysatorbauteil zur selektiven katalytischen
Reduktion von Stickoxiden (5) . Das in Figur 1 abgebildete Abgasreinigungssystem zeigt zudem eine bevorzugte Variante, in der zwischen den Bauteilen und (5) eine Einspritzdüse (4) für Ammoniak oder eine Ammoniak-abspaltende Verbindung vorgesehen ist.
Figur 2 : Figur 2 zeigt die Deaktivierung eines Pt/Pd
Katalysators (Pt/Pd 4/1) für die NC>2-Oxidation bei
650°C aktiver Regeneration.
Figur 3 : Figur 3 zeigt die geringe Deaktivierung eines
Zeolithkatalysators , der stabil ist für die O2
Oxidation .
Beispiele :
Beispiel 1: Herstellung eines Pt /Pd-Katalysators für die NO- Oxidation (Verhältnis Pt/Pd = 4/1)
1 kg eines Aluminium/Silizium-Mischoxides (95:5) Siralox 5/140 von Sasol wird wie folgt mit Pt und Pd in einem Pulvermischer imprägniert. Zuerst wird zu dem Siraloxpulver im Mischer eine Platinethanolaminlösung (PtEA) (230g PtEA-Lösung von 14,07% mit 449,7g Wasser verdünnt) zugetropft. Danach wird eine
Palladiumnitratlösung (49,07 g, 16,53% verdünnt mit 449,7 g Wasser) zugetropft. Das feuchte Pulver wird bei 120 °C
getrocknet und 3h bei 550°C calziniert. Aus diesem Pulver, das nun 4,055% Edelmetall enthält mit Pt/Pd 4:1 wird nun eine
Washcoat hergestellt. Hierzu werden 1016g des Pulvers in 1500 g Wasser suspendiert und 9g Essigsäure zugegeben. Die
Suspension wird nun mit einer Perlenmühle (Dyno-Mill - Hersteller :WAB) mit Mahlperlen von 1-1,2 mm Durchmesser und 4200 U/min gemahlen auf D50= 5,3 pm. Es entsteht ein Washcoat mit 31,45% Feststoffgehalt . (leichtes Nachspülen mit Wasser der Gefäße) Der Washcoat wird dann auf einen Feststoffgehalt von 25% verdünnt. Mit diesem Washcoat wird eine 400 cpsi Wabe (Durchmesser 5,66" und 10 cm Länge) beschichtet auf eine Washcoatbeladung von 70 g/L (entspricht dann 2,26 g Platin + 0,566 g Palladium /L) Die Wabe wird bei 120°C getrocknet und 3h bei 550°C calziniert. Beispiel 2: Herstellung eines Pt-Zeolithkatalysators
791,3 g eines H-BEA-Zeolithen TZB223L (Süd-Chemie AG) wird wie folgt mit Pt in einem Pulvermischer imprägniert. Zuerst wird zu dem vorgetrockneten Zeolithpulver im Mischer eine
Platinsulfitsäure-lösung (PSA) (273,1g PtSA-Lösung von 1,51% mit 397,6 g Wasser verdünnt) zugetropft. Das feuchte Pulver wird bei 120°C getrocknet und 3h danach in einem Röhrenofen unter Argon mit leichtem Argonstrom bei 800°C calziniert. Aus diesem Pulver, das nun 3,5% Platin enthält wird nun eine
Washcoat hergestellt. Hierzu werden 834g des Pulvers in 1420 g Wasser suspendiert. Die Suspension wird nun mit einer
Perlenmühle (Dyno-Mill - Hersteller :WAB) mit Mahlperlen von 1- 1,2 mm Durchmesser und 4200 U/min gemahlen auf D5o= 4,5 pm. Es entsteht ein Washcoat mit 32,13% FestStoffgehalt . (leichtes Nachspülen mit Wasser der Gefäße) Mit diesem Washcoat wird eine 400 cpsi Wabe (Durchmesser 5,66" und 10 cm Länge)
beschichtet auf eine Washcoatbeladung von 64,57 g/L
(entspricht dann 2,26 g Platin/L) Die Wabe wird bei 120°C getrocknet und 3h bei 550°C calziniert.
Beispiel 3:
Die in Beispiel 1 und 2 beschriebenen Oxidationskatalysatoren werden an einem Motorprüfstand in einen Abgasstrang eingebaut. Als Motor wird ein Audi V6-TDI-Dieselmotor eingesetzt. Für die beschleunigte Alterung einer Aktiven Regeneration wird nach dem Motor und vor dem Oxidationskatalysator eine
Dieselin ektionsdüse und ein statischer Mischer eingebaut. Die zusätzliche Dieselin ektion für aktive Regeneration wird gesteuert über ein Dieselin ektionssystem der Firma Purefi, wie es zur Nachrüstung aktiv regenerierter Partikelfilter kommerziell erhältlich ist.
Um die Alterung des Oxidationskatalysators über viele Stunden einer solchen Regeneration beschleunigt untersuchen zu können, wird wie folgt verfahren:
Es werden 5 Stationäre Punkte (Tab. 1) über die Motordrehzahl und das Drehmoment angefahren und an diesen Punkten
Temperaturen vor und nach DOC und das N02/N0-Verhältnis gemessen.
Danach wird 1,5 bis 3h unter Dieseleinspritzung eine aktive Regeneration simuliert dabei wird so viel Diesel eingespritzt, dass die Austrittstemperatur aus 650°C geregelt wird. Dadurch wird der Oxidationskatalysator einer hohen thermischen
Belastung unterzogen und den realen Giften in einem realen Abgasstrom ausgesetzt. Danach werden wieder die 5 Punkte aus Tab. 1 angefahren. Diese wird widerholt, bis 14 h
Alterungszeit erreicht sind. Am signifikantesten ist die
Alterung in Punkt 3 zu sehen. Die Alterung der NO-Oxidation in Bewertungspunkt 3 ist in Figur 2 und 3 sowie den Tab. 2 und 3 für die beiden Oxidationskatalysatoren dargestellt.
Tab. 1: Motormesspunkte zur Messung der NO-Oxidation:
Betriebs¬ Motordrehzahl Drehmoment Temp. Vor Massenfluß punkt [1/min] [Nm] DOC [°C] [kg/h]
1 1750 80 310 110
2 2350 150 420 230
3 2420 85 320 210
4 2390 35 240 200
5 2700 140 320 410 Tab. 2: Alterung eines Pt-Pd- ( 4 : 1 ) -Katalysators :
Figure imgf000029_0001
Wie aus Figur 2 und Tab. 2 hervorgeht, wird der in Beispiel 1 hergestellte Pt /Pd-Katalysator schnell deaktiviert, wohin aus Figur 3 und Tab. 3 zu ersehen ist, dass der Pt-
Zeolithkatalysator eine viel höhere Alterungsstabilität aufweist und somit geeignet ist, unmittelbar vor einer SCR eingesetzt zu werden, da er auch bei aktiven
Regenerationsbedingungen ausreichend O2 für die SCR
bereitstellt. Dieser Katalysator eignet sich also sehr gut als NO-Oxidationskatalysator nach einem unbeschichteten DPF und direkt vor einem SCR-Katalysator . Die größte Wirkung hat der Katalysator, wenn Fe-Zeolith-SCR-Katalysatoren eingesetzt werden, da diese eine schlechtere Tieftemperaturakt ivität haben und die Aktivität gerade bei tiefer Temperatur sehr stark vom NC>2-Anteil im Gas abhängt.

Claims

Patentansprüche
Abgasreinigungssystem zur Reinigung von Abgasströmen aus Dieselmotoren, das die folgenden Bauteile in der angegebenen Reihenfolge umfasst:
(a) ein erstes Dieseloxidatlonskatalysatorbauteil
(i) ;
(b) einen Dieselpartikelfilter
(2);
(c) ein zweites Dieseloxidatlonskatalysatorbauteil
(3 ) ; und
(d) ein Katalysatorbauteil zur selektiven
katalytischen Reduktion von Stickoxiden (5); dadurch gekennzeichnet, dass der Dieselpartikelfilter frei von einem Oxidationskatalysator ist, und dass das zweite Dieseloxidatlonskatalysatorbauteil als
katalytisch-aktive Komponente (n) entweder einen Pt- Zeolithen oder Pt und Pd im Verhältnis (Pt/Pd) von größer oder gleich 10/1 umfasst.
Abgasreinigungssystem nach Anspruch 1, worin die katalytisch aktive Komponente des zweiten
Dieseloxidationskatalysatorbauteils einen Pt-Zeolithen umfasst .
Abgasreinigungssystem nach Anspruch 1 oder 2, worin die Bauteile (b) und (d) mit einer Abgasleitung miteinander verbunden sind, die sich nach dem Bauteil (b) in zwei Teilabgasleitungen aufteilt, worin nur eine der beiden Teilabgasleitungen durch das Bauteil (c) führt, und die zwei Teilabgasleitungen vor dem Bauteil (d) wieder zusammengeführt werden.
4. Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin der Dieselpartikelfilter frei von Pd und Pt als katalytisch aktive Komponenten ist.
5. Abgasreinigungssystem nach Anspruch 4, worin der
Dieselpartikelfilter frei von Edelmetallen ist.
6. Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin dieses zwischen den Bauteilen (b) und (d) frei von einem Reduktionskatalysator ist.
7. Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin in Richtung stromabwärts vor dem ersten
Dieseloxidationskatalysatorbauteil eine Einspritzdüse für Kraftstoff angeordnet ist.
8. Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin in Richtung stromabwärts vor dem
Katalysatorbauteil zur selektiven katalytischen
Reduktion von Stickoxiden eine Einspritzdüse (4) für
Ammoniak oder eine Ammoniak-abspaltende Verbindung angeordnet ist.
9. Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin in Richtung stromabwärts nach dem
Katalysatorbauteil zur selektiven katalytischen
Reduktion von Stickoxiden ein Ammoniak- Schlupfkatalysator angeordnet ist.
10. Verfahren zur Reinigung von Abgasströmen aus
Dieselmotoren, worin der Abgasstrom durch ein
Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9 geleitet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, worin die Temperatur im Dieselpartikelfilter während der aktiven Regeneration mindestens 550°C beträgt.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, worin das
Abgasreinigungssystem eines nach einem der Ansprüche 3 bis 9 ist, und worin 70 bis 100 Vol.-% des Abgasstromes nach dem Bauteil (b) und vor dem Bauteil (d) durch das Bauteil (c) geleitet werden.
PCT/EP2013/058393 2012-04-23 2013-04-23 Abgasreinigungssystem zur reinigung von abgasströmen aus dieselmotoren WO2013160302A2 (de)

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