DE2658892A1 - Vorrichtung zur katalytischen reinigung von abgasen - Google Patents

Vorrichtung zur katalytischen reinigung von abgasen

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DE2658892A1 DE19762658892 DE2658892A DE2658892A1 DE 2658892 A1 DE2658892 A1 DE 2658892A1 DE 19762658892 DE19762658892 DE 19762658892 DE 2658892 A DE2658892 A DE 2658892A DE 2658892 A1 DE2658892 A1 DE 2658892A1
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Joerg Dr Hensel
Edgar Dr Koberstein
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Description

DEUTSCHE GOID- TJM) SIIBER-SCHEIDEANSTAIT YORMAIS ROESSEER Weißfrauenstraße 9, 6000 Frankfurt am Main
Vorrichtung zur katalytisehen Reinigung von Abgasen
Die Schadstoffe von Abgasen, speziell von Abgasen aus Verbrennungsmotoren der Kraftfahrzeuge, stellen eine Gefahr für die menschliche Gesundheit dar. Sie werden bereits in einigen !ändern durch die gesetzliche Festlegung maximaler Konzentrationen der Schadstoffe im Autoabgas eingegrenzt. Die betreffenden Grensv/erte liegen z.B. in den TJSA und Japan so niedrig, daß sie im überwiegenden Maße nur durch katalytische Reinigung eingehalten werden können.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer sehr einfachen Vorrichtung, mit der die Schadstoffe in den Abgasen von Verbrennungsmotoren weitgehend umgesetzt v/erden können.
Es ist bekannt, zur Autoabgasreinigung Katalysatoren einzusetzen, die auf keramisches Trägermaterial aufgebracht sind. Die Verwendung keramischer Träger hat den Nachteil, daß diese gegenüber mechanischen Beanspruchungen empfindlich sind und mittels einer zusätzlichen Halterung in die Abgasleitung eingebaut werden müssen.
Die Trägerkatalysatoren und ihre Halterung erfordern, ebenso wie der Thermoreaktor, zu ihrer Anbringung zusätzlichen Raum im Fahrzeug in der Nähe des Motors. Da unter der Motorhaube oder unter dem Fahrzeug-Chassis häufig nur wenig freier Raum zur Verfügung steht, ist ;}ede Vorrichtung von Vorteil, die den •Platzbedarf verringert.
Es sind auch schon Katalysatoren beschrieben worden, bei denen die katalytisch aktive Substanz auf einem Metallträger aufgebracht ist. So beschreibt die DT-OS 22 51 631 ein Verfahren ' zur Reinigung von Abgasen an einem metallischen Träger aus einem elektrisch ieitfähigen Material, welcher mit einem Katalysator beschichtet ist.
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Nach DT-OS 23 51 237 sowie DT-AS 23 04 351 wird ein katalytisch aktives Material auf einen Metallträger aufgebracht, der einem keramischen monolithischen Träger nachgebildet sein kann. Für den Träger wird ebenso wie für den. gemäß DT-OS 24 50 664 vorgeschlagenen Metallträger eine große geometrische Oberfläche gefordert.
In der DT-OS 23 13 040 wird auf das Erfordernis geringen Druckverlustes durch den Katalysator hingewiesen. Der- dort beschriebene Katalysator erfordert indessen erhebliche Mengen an -kostspieligem hochtemperatur- und korrosionsbeständigen Metall.
Ahnlich wie beim bekannten Gould-Katalysator zur Stickoxidreduktion, welcher aus einer Nickel/Kupfer-Legierung besteht, ist bei dem Katalysator der DT-OS 24 53 358 der Träger selbst katalytisch aktiv. Ein lachteil dieses auch in der DT-AS 21 64 beschriebenen Katalysatortyps ist jedoch die geringe spezifische Oberfläche, welche für die katalytische Reaktion der Gasmoleküle an dem aktiven Metall keine idealen Toraussetzungen bietet.
Allgemein trifft also zu, dass die zur Zeit bekannten Katalysatoren aufwendig sind und insbesondere einen erheblichen Raumbedarf aufweisen» Die Erfindung bezweckt daher eine Ueberwindung dieser Nachteile., .
Gegenstand der Erfindung ist eine Torrichtung zur katalytischen Reinigung von Abgasen, insbesondere solcher aus Terbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen„ Diese ist gekennzeichnet durch ein strömungsstörend und/oder strömungsrichtungsändernd ausgebildetes oder ausgerüstetes Metallrohr bzwo Metallrohrsystem, welches gegenüber einem entsprechenden,nicht strömungsstörend und/oder strömungsrichtungsändernd ausgebildeten oder ausgerüsteten Rohr bzw. Rohrsystem einen um 0,3 bis 2500 mm WS erhöhten Staudruck, gemessen bei einer Strömungsgeschwindigkeit von Luft bei Raumtemperatur von 12 m/sec. erzeugt und ganz oder teilweise mit Katalysatormasse ausgekleidet ist.
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Die Erfindung weist im Grunde der in allen Kraftfahrzeugen vorhandenen Auspuffleitung bzw. zumindest einem Abschnitt derselben eine weitere Funktion zu, indem sie diese in deren motomahen Abschnitt als katalytischen Konverter ausbildet. Dazu ■wird die Vorrichtung zwischen dem Abgasauslaß des Motors und z.B. dem Schalldämpfer montiert, wodurch die unmittelbar aus dem Motor austretenden heißen Verbrennungsabgase für eine kurze Aufheizzeit des Katalysators sorgen. Wesentliche Merlanale der Vorrichtung sind ihre strömungsstörende-Ausbildung bzw. Ausrüstung und ihre Auskleidung mit katalytisch wirksamen Schichten.
Das hochtemperaturfeste und korrosionsunempfindliche Konverterrohr gestaltet die Abgasströmung durch Ablenken und Umlenken
ti turbulent bzw. verstärkt die Turbulenz. Überraschenderweise wurde gefunden, daß bereits eine geringfügige, am Staudruckanstieg ersichtliche Strömungsstörung eine unerwartet hohe Konvertierungsverbesserung bringt. Diese Strömungsstörung kann durch im Metallrohr geeignet angeordnete Einbauten erreicht werden.
Das Metallrohr kann verschieden geformt sein. Seine Querschnittsform kann derjenigen der Auspuffleitung entsprechen. Vorzugsweise wird Kreisform oder ovaler Querschnitt zu wählen sein. Bei der Auslegung der Abmessungen des Metallrohrs der Vorrich-
Il
tung ist zu berücksichtigen, daß zu kleine Offnungsquerschnitte bei den auftretenden hohen Strömungsgeschwindigkeiten dem Abgas unerwünscht hohe Strönungswiderstände entgegensetzen. Zu große
Offnungsquerschnitte sind aus Raumbedarfs^ründen von ITachteil. Das Metallrohr kann unmittelbar nach den Motorauslassventil angeordnet werden, um die dort herrschenden hohen Abgastemperaturen für eine wirksame Konvertierung der Schadstoffe auszunutzen.
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Ein wesentlicher Vorteil der erfindun'gsgeir;i Ben Abgasreinigungsvorrichtung gegenüber Abgaskonvertern, die mit Schüttgut- oder Monolithkatalysatoren arbeiten, besteht nun gerade darin, daß die Abmessungen üblicher Auspuffleitungen von Kraftfahrzeugen im wesentlichen beibehalten werden können.
Das Metallrohr besitzt meist eine Öffnung, die einer Kreisfläche eines Durchmessers von 8 bis 250 mm entspricht, wobei <iie Rohrläng'e zwischen 80 und 3500 mm betragen kann. In manchen Fällen kann es von Vorteil sein, die gesamte Auspuffleitung durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gleicher Länge zu ersetzen.
Das Material des Metallrohrs soll entsprechend den auftretenden chemischen und thermischen Belasttmgen aus korrosionsfestem und hochtemperaturbeständigem Metalls wie z.B, Thermax, Kanthais nickellegierten Stählen usw. bestehen. Der Materialbedarf ist hierbei wesentlich niedriger als bei bekannten Abgasreinigungs-▼orrichtungen0
Das Metallrohr kann strömungsstörend gestaltet werden, indem die Rohrachse gekrümmt wird. Der erforderliche Strömungswiderstand kann aber auch durch eine rauhes zerklüftete oder scharfkantig vorspringende Ausbildung der Rohrinnenwandung erzielt werden. So kann es z.B. genügen, in ein zylindrisches Metallrohr in Abständen Riefen einzudrehen, um die Wandung mit vorspringenden Kanten zu versehen. Weiter kann das Metallrohr, z.B. nur im Gaseintrittsbereich, mit einem Einbau in Form einfach oder doppelt gewendelter Drallkörper versehen sein, durch die die Abgasströmung eine zusätzliche Drehbewegung um die eigene Achse erhält.
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Nach einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist das Metallrohr mit strömungεstörenden Einbauten, wie Uralenkflachen (-schaufeln), bestückt. Diese aus Blech, lochblech, Metallnetz oder Keramik bestehenden Einbauten sind so geformt und angeordnet, daß der erfindungsgemäße Staudruck eingehalten wird. Bevorzugt wird die Vorrichtung so ausgebildet, daß sie eine Erhöhung des Staudrucks bei 12 m/sec luftgeschwindigkeit und Raumtemperatur von 1.0 bis 500 mm WS gegenüber einem Rohr mi·?'flatter Innenwand erzeugt.
Flächige oder sphärisch gekrümmte Strömungsstörer können labyrinthartig angeordnet v/erden um diesen Bedingungen zu genügen.
Die strömungsstörenden Einbauten können auf der Innenfläche des Metallrohrs fest oder lösbar befestigt sein. In vorteilhafter Abwandlung der Montageart sind die Einbauten auf im Metallrohr angeordneten Bändern befestigt, welche ihrerseits an ein oder mehreren Stellen im Rohr lösbar montiert sind. In ein und derselben Vorrichtung können natürlich Strömungsstörer unterschiedlicher Art verwendet werden, um die gewünschte Strömungsführung zu erzeugen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann des weiteren so ausgebildet sein, dass die strömungsstörende und/oder strömungsrichtungsändernde Ausbildung oder Ausrüstung nur im Eintrittsbereich des Abgases in das Metallrohr bzw. Metallrohrsystem vorgesehen ist. In diesem Fall ist der rückwärtige Abschnitt des Metallrohrs nicht strömungsstörend und/oder stromungsrichtungsändernd gestaltet.
Gemäss einer bevorzugten Variante kann aber auch vorgesehen sein, dass eine katalysatorfreie, strömungsstörende und/oder Strömungsrichtung sändernde Ausbildung oder Ausrüstung des Metallrohrs bzw. Metallrohrsystems in AbgasStrömungsrichtung vor einem mit- Katalysatormasse ausgekleideten Strömungsabschnitt angeordnet ist. Der mit Katalysatormasse ganz oder teilweise ausgekleidete rückwärtige Strömungsabschnitt kann, braucht aber nicht strömungsstörend und/ oder stromungsrichtungsändernd ausgebildet sein.
Schliesslich ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass der Auslasskrümmer des Verbrennungsmotors oder der Auspufftopf (Schalldämpfer) des Kraftfahrzeugs strömungsstörend und/oder stromungsrichtungsändernd ausgebildet ist.
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Da die Einbauten meist höheren thermischen Belastungen aus-• gesetzt sind wie das Metallrohr wird dafür zumindest dieselbe Werkstoffklasse wie für dieses oder hochtemperaturfeste Keramik, wie Sinterkorund, Siliciumcarbid oder reaktionsgesintertes Siliciumnitrid verwendet, Rohr und Einbauten brauchen aber durchaus nicht aus demselben Stoff zu bestehen»
Die Katalysatormasse-kann auf den Innenflächen des Metallrohres .oder auf den Einbauten oder auf beiden aufgebracht sein.
Die Katalysatormasse enthält bevorzugt mindestens ein Nichtedelmetalloxid mit einer spezifischen Oberfläche größer als 1 m2/g. Als Nichtedelmetalloxide kommen Oxide der Elemente der zweiten bis vierten Kauptgruppe des Periodensystems sowie Oxide von Nebengruppenelementen infrage, deren Schmelzpunkt oberhalb 10000C liegt. Auch die Verwendung von Mischoxiden ist möglich.
-Beispiele dafür 'sind Gamma -Aluminiumoxid, Zirkonoxid. Tit^rj-^n-Hd.
."^Tick0"10"id, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid, Zinkoxid, Chromoxid,/Manganoxid, Kupferchromoxidj Oxide der Seltenen Erden, wie Cercxid sowie Kombinationen aus den genannten Oxiden. Diese Nichtedelmetalloxide bzw. Mischoxide können aber auch als Beschichtung auf einem katalytisch inaktiven Keramiküberzug, welch letzterer auf der Metalloberfläche des Konverterrohrs gehaftet ist, aufgebracht seinβ Beispiele für solche inerten Beschichtungen sind «-Aluminiumoxid, MuIlit oder Cordierite
Als katalytisch aktive Komponente werden Unedelmetall oder.Edelmetall enthaltende Katalysatorsysteme angewendet. Diese werden entweder als Beschichtung auf der-inerten Keramik oder auf einer
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Kombination von Keramiksupport und einem Nichtedelmetalloxid-Überzug abgeschieden. Dabei v/erden bevorzugt Edelmetalle, wie die Platingruppenmetalle, einzeln oder iin Gemisch eingesetzt. Dazu zählen besonders Platin, Palladium, Rhodium, Iridium und Ruthenium, insbesondere aber Platin, Palladium und Rhodium. Die Edelmetalle werden in Mengen zwischen 20 bis 5000 mg/1 " Metallrohrvolumen eingesetzt.
'Die Ausführung des Aufbringverfahrens ist in verschiedener Form möp-lich:
1.) Der Katalysator kann direkt auf das Metallrohr aufgebracht werden, indem er aus einer flüssigen, insbesondere wäßrigen Form oder aus der Gasphase aufgebracht wird.
2.) Andererseits ist es aber auch möglich, zunächst auf das Metallrohr eine Schicht eines hochoberflächigeri. Materials aufzubringen, das anschließend mit der katalytisch aktiven ' Masse beschichtet oder imprägniert werden kann. Auch in diesem Pail können die Verfahrensschritte unterschiedlich gestaltet werden. Ein Material mit einer hohen spezifischen Oberfläche kann aus einer Salzlösung oder einer Dispersion abgeschieden werden. Die Schicht kann durch eine chemische Fällung auf dem Rohr erfolgen oder zum Beispiel durch Flammspritzen. Im letzteren Fall kann das Material in der später verwendeten Form direkt aufgebracht v/erden,z.B. als Oxid oder andererseits zunächst in elementarer Form, aus der es anschließend durch Nachbehandlung in die endgültige Form überführt werden kann. Diese Nachbehandlung kann z.B. eine Oxidation mit Sauerstoff oder mit im Flüssigkeiten enthaltenen Oxidationsmitteln sein. Der Katalysator kann auf diese Schicht dann in vorbeschrieberner Weise aufgebracht werden.
3.) Bei einigen Anwendungsweisen ist es ratsam, zunächst auf das Metallrohr eine fest haftende Schicht eines inerter.
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Materials aus Ot-Al2O3 , Cordierit, Mullit oder ähnlichem aufzubringen. Der Katalysator kann dann auf diese direkt ' aufgebracht werden, oder nach dem Beschichten mit der oben beschriebenen Zwischenschicht. Außerdem ist es möglich, das Material der Zwischenschicht gemeinsam mit dem Katalysatormaterial in einem Schritt aufzubringen.
Wie bereits oben erwähnt, ergeben sich grundsätzlich immer zwei Arbeitsweisen, um das Material auf der Innenwandung des Rohrs zu deponieren. Das Material kann aus der Gasphase durch Bedampfen oder aus der flüssigen Phase durch Abscheiden haftend aufgebracht werden. Letzteres umfaßt das Arbeiten mit geschmolzenem Material, z.B. Flammspritzen, Tauchen in die Schmelze, sowie das Arbeiten mit Lösungen, Dispersionen, Aufschlämmungen, die als flüssiges Medium Wasser oder andere anorganische oder organische Lösungsmittel enthalten.
Unabhängig von der Beschichtungsmethode kann und wird in den meisten Fällen eine Vorbehandlung des Konverterrohres zur Reinigung und/oder Aufrauhung der Metalloberfläche vorgenommen werden. Dieses kann durch Bürsten, Sandstrahlen oder Schleifen erfolgen, wobei gegebenenfalls auch die Einbauten miterfaßt werden. In Fällen, in denen nur letztere mit Katalysatormasse beschichtet werden sollen, werden die Einbauten vor dem Einsetzen in das Konverterrohr oberflächenbehandelt und anschließend beschichtet.
Die Beschichtung aus flüssigem Medium kann aus einer Lösung, einer Dispersion oder einer Aufschlämmung des Katalysatormaterials erfolgen. Sie kann in einem Schritt oder in mehreren Verfahrensschritten ablaufen. Wie 'erwähnt, kann eine Schmelzbeschichtung durch Flammspritzen oder auch durch Tauchen der zu überziehenden Teile in geschmolzenem Katalysatorraaterial durchgeführt werden.
Als besonders wirksam und dauerstandsfest haben sich Katalysatormassen erwiesen, bei denen die katalytisch aktiven Metalloxide oder Metalle auf eine Zwischenschicht aus Erdalkalimetall-
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und/oder Erdmetall- und/oder Seltenerdoxid, insbesondere aus Aluminium- und/oder Titan- und/oder Zirkonoxid aufgebracht sind. Wie erwähnt, kann dabei die Zwischenschicht auch auf einer Keramikauskleidung des Metallrohres aufgebracht sein.
Die mit der erfindungsgemässen Vorrichtung erzielbaren Konvertierungseffekte sind trotz der einfachen Konstruktion unerwartet hoch. So wurde aus dem Abgas eines Ottomotors mit einem mit Umlenkblechen ausgerüsteten Metallrohr(Bleche und Rohr mit Katalysatormasse beschichtet), das nur ein Zehntel der geometrischen Oberfläche eines mit derselben Katalysatormasse beschichteten üblichen keramischen Monolithkatalysators hatte, bereits 80 $ der Kohlenwasserstoffe und 60 % des Kohlenmonoxids umgesetzt. Im Vergleich dazu wurden bei dem Monolithkatalysator 80 $ der Kohlenwasserstoffe und 95 f° des Kohlenmonoxids konvertiert.
Die Erfindung erstreckt sich des weiteren auf die Verwendung der Vorrichtung zur Reinigung der Abgase von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere zur Oxydation von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid sowie Reduktion von Stickoxiden, welche als Schadstoffe im Abgas von Otto-, Diesel- und Wankelmotoren enthalten sind.
Die Erfindung wird im Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen und den folgenden Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Die Abbildung 1 zeigt in Richtung der Rohrachse verschiedene 'Ausführungsformen bei einem runden Rohrquerschnitt. Bei ovalem, elliptischem, rechteckigen, quadratischem oder ähnlich geformten Querschnitt gelten die Abbildungen 1 und 2 sinngemäß.
Die Abbildungen IA, D, E, F, G, H und I zeigen Bleche verschiedener Formen, die den freien Querschnitt des Rohres verengen. Öer verbleibende freie Querschnitt kann den Anforderungen des Einsatzes gemäß variiert werden, indem die in den Abbildungen dargestellten Formen sinngemäß vergrößert oder verkleinert werden.
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Die Verengung, kann,--"wie" in den genannten Abbildungen gezeigt, mit einem Blech erfolgen oder wie in Abb. IB dargestellt, mit einem Lochblech oder wie in Abb. IC mit einem Drahtgeflecht. In Präge kommt jedoch auch ein Metallband (Abb,U), das schraubenförmig gedreht (Abb. 2D) oder mit Turbulenz-erzeugenden Zusatzflächen versehen (Abb. 2C) ist. Ebenso ist es möglich, daß das Band gedreht und mit Zusatzflächen versehen ist«
Andererseits können auch die Störflächen alternierend im Rohr untergebracht sein (Abb. 2A, 2B). Abb. J zeigt die Ausführungsformen 2 C, 2 D und 2 A in perspektiver Darstellung.
Beispiel 1
Ein 110 cm langes Rohr mit einem Innendurchmesser von 45 mm und einer Wandstärke von 1,5 ran wurde mit 10 Blenden der in Abb. IA und 2A dargestellten Art versehen, wobei die Blender, jeweils 40$ der Kreisfläche abdecken und alternierend 180° um die Rohrachse gedreht und mit jeweiligem Abstand von ca. 10 cm eingebaut wurden. Der Strömungswiderstand bei 12 m/s luftgescnwindigkeit und Raumtemperatur betrug 400 mm WS gegenüber einem entsprechenden Rohr mit glatter Innenwand. Dieses Rohr wurde durch leichtes Sandstrahlen von groben Verunreinigungen gereinigt, mit einer dünnen ^-Al2O3-Schicht durch Flammspritzen versehen, die durch eine anschließend aufgebrachte Schicht P^-Al3O3 (spezifisches Oberfläche des Feststoffes 130 m2/^;)aus einer wäßrigen Dispersion verstärkt wurde. Diese Schicht wurde mit einer wäßrigen lösung getränkt, die 1 g Edelmetall in einem Verhältnis von 8.5 Teilen Platin zu 1 Teil Rhodium enthielt.
Beispiel 2
Das in Beispiel 1 beschriebene Rohr wurde mit 110 m3 Motorabgas pro Stunde beaufschlagt, .das eine Zusammensetzung von 0,5?£ CO, 0,02 Io N0_, 0,0015 1= KW, 1,2 $ O2 sowie 13,8?$ CO2, ca. 10* H2O und einen Rest an Stickstoff besaß. (KIi = Kohlenwasserstoffe)
Bei 7000C ergab sich eine Konvertierung von 64 # KV.r und 35,3?S CO.
Beispiel 5 (Tergleichsbeispiel)
Ein gleiches Rohr wie im Beispiel 1 beschrieben, wird ohne Blendeneinbauten in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschichtet. Dieses Rohr wird entsprechend den im Beispiel 2 beschriebenen Bedingungen getestet. Dabei ergibt' sich nur ein geringer Umsatz von I6f7fa KW und 20,0?$ CO.
Beispiel 4 - ·.
Ein Rohr mit einem Innendurchmesser von 40 mm und einer Länge von 950 mm aus wärmefester Stahllegierung Thermax* wird an der Innenwand mit 1 g Platin und 1 g Al2O3 (spez. Oberfläche 150m2/g) durch Fällung mit Ammoniak beschichtet. 4 Lochbleche mit Bohrungen von 2 mm (verbleibende Fläche: 8C°£) werden in einem regelmäßigen Abstand von 200 mm so eingebaut (s.Abb. IA, 2B), daß sich gegenüber dem freien Rohr eine Erhöhung des Strönungswiderstands um 3 mm Wassersäule bei einer Luftgeschwindigkeit von 12 m/s ergibt.
Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel)
Es wird ein Rohr wie in Beispiel 4 hergestellt, jedoch auf den Einbau der vier Lochbleche verzichtet.
Beispiel β
Es wird ein Rohr nach Beispiel 4 hergestellt, bei dem die vier Iiochbleche so weit in den Rohrinnenraum hineinreichen, daß • sich eine Strömungswiderstandserhöhung gegenüber dem Rohr des Beispiels 5 um 110 mm WS bei einer Luftgeschwindigkeit von 12 m/g ergibt.
Beispiel 7
Die nach Beispiel 4 bis 6 hergestellten Rohre werden in einer Synthesegas-Testapparatur geprüft. Dabei werden 24000 1 Luft/h auf die Meßtemperatur vorgeheizt, 0,5 "Vol.$ CO und 200 ppm Propen zugemischt und im Abstand von 100C die Konvertierung bestimmt. Dabei ergeben sich folgende Werte für die Temperatur des 50?£igen CO-TJmsatzes;
Rohr n. Beispiel 4r 41O0C
■ . . " n. Beispiel 5: 55O°C
« n. Beispiel 6: 35O°C
Dieses Beispiel zeigt, welche erstaunlich geringe Widerstandserhöhung gegenüber dem freien Rohr erforderlich ist, damit die Anspringtemperatur um 1400C herabgesetzt und damit der Umsatz wesentlich verbessert v/erden kann.
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Leerse ite

Claims (12)

  1. Patentansprüche
    .J Vorrichtung zur katalytischen Reinigung von Abgasen, insbesondere aus Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen, gekennzeichnet durch «in strömungsstörend und/oder strömungsrichtungsändernd ausgebildetes oder ausgerüstetes Metallrohr,, bzw. .Metallrohrsystem, welches gegenüber einem entsprechenden, nicht strömungsstörend und/oder strömungsrichtungsändernd ausgebildeten oder ausgerüsteten Rohr bzw. Rohrsystem einen um 0,3 bis 2500 mm WS erhöhten Staudruck, gemessen bei einer Strömungsgeschwindigkeit von luft bei Raumtemperatur von 12 m/s, erzeugt und ganz oder teilweise mit Katalysatormasse ausgekleidet ist.
  2. 2., Vorrichtung nach AnsOruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr eine Öffnung hat, deren Querschnitt einer Kreisfläche mit einem Durchmesser von 8 bis 250 mm entspricht und eine länge von 80 bis 3500 mm besitzt.
  3. 3» Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gel:ennzeichnet, daß das Metallrohr aus korrosionsfestem und temperaturbeständigem Material besteht .
  4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, xlaß die Rohrachse des Metallrohres gekrümmt ist.
  5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Metallrohrinnenwand rauh,
    ■ zerklüftet oder scharfkantig vorspringend ausgebildet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr mit hochtemperaturstabilen Einbauten in Torrn von ümlenkflachen, ausgerüstet ist.·
  7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 his 6, dadurch gekennzeichnet, daß =*ie eine Erhöhung des 'Staudrucks bei 12 m/sek luftgeschv/indlgkelt und Räumtemperatur von 1.0 bis 500 mm WS gegenüber einer entsprechenden, nicht strömungsstörend und/ öder strömungsrichtungsändernd ausgebildet oder ausgerüsteten Vorrichtung erzeugt. ^5,
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    ORIGINAL INSPECTED.
    t 2658832
  8. 8· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-7, dauurch gekennzeichnet, dass die Einbauten auf im Metallrohr angeordneten Bändern befestigt sind.
  9. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 8,dadurch gekennzeichnet, dass die strömungsstörende und/oder strömungsrichtungsändernde Ausbildung oder Ausrüstung nur im Eintrittsbereich des Abgases in das Metallrohr bzw. Metallrohrsystem vorgesehen ist.
  10. 10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass eine katalysatorfreie strömungsstörende und/oder strömungsrichtungsändernde Ausbildung oder Ausrüstung des Metallrohrs bzw. Metallrohrsystems in Abgasströmungsrichtung vor einem mit Katalysatormasse ausgekleideten Strömungsabschnitt angeordnet ist.
  11. 11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskrümmer des Motors oder der Auspufftopf (Schalldämpfer) des Kraftfahrzeugs strcnungsstcrend und/oder stromungsrichtungsändernd ausgebildet ist.
  12. 12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch ^ekenn-• zeichnet, daß die Katalysatornasse auf der Metallrohrinnenfläche und/oder den Einbauten angeordnet ist.
    13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12;, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatonnaterial spezifische Oberflächen größer als 1 m2/g aufweist.
    14. Vorrichtung nacht Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet., daß in der Katalysatormasse Oxide der Elemente der zweiten bis vierten Hauptgruppe des Periodensystems sowie Oxide von Nebensruppeneleraenten mit einem Schmelzpunkt oberhalb 10000C verwendet werden.
    15. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Katalysatormasse Platingruppennetalle verwendet v/erden.
    2*&/0186
    2658852
    16.. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch "gekennzeichnet,, daß die Platingruppeninetalle in einer Menge von 20 bis 5000 mg/l Metallrohrvo-lumer- eingesetzt werden.
    17* Torricht-ung nach den Ansprüchen 13 bis 16, dadurch gelceimzeichnet, daß die katalytisch aktiven Metalloxide oder Metalle .auf einer Zwischenschicht aus Aluminiumoxid, Zirlccnoxid, Titandioxid, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid, Zinkoxid, Chromoxid, Nickeloxid, Manganoxid, Kupferchrosoxid, Seltenerdoxid, wie Ceroxid, sowie Kombinationen aus den genannten Oxiden, aufgebracht sind.
    18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Zwischenschicht auf eine Kerauiikauskleidung des Ketallrohre; aufgebracht ist.
    19. Verwendung der Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen zur Reinigung der Abgase von Verbrennungskraftmaschine^ insbesondere zur Oxydation von Kohlenwasserstoffen und Eohlenmonoid sowie Reduktion von Stickoxiden, welche als Schadstoffe im Abgas von Otto-, Diesel- und Wankelmotoren enthalten sind.
    PAT/Dr.Kr-ni
    22.12.YG
    8 098??/ 0 1 8 6
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