DE1074325B - Verfahren zur katalytischen Oxydation von Auspuffgasen von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Verfahren zur katalytischen Oxydation von Auspuffgasen von Brennkraftmaschinen Bei der Oxydation von Kohlenwasserstoffen, denen Luft zugesetzt wird, ist es bekannt, Vanadiumpentoxyd als Katalysator zu verwenden. Hierbei kann bereits bei Temperaturen um 100° C gearbeitet werden.
• Es ist auch bekannt, einen Vanadinpentoxyd enthaltenden Katalysator zur Oxydation der Auspuffgase von Brennkraftmaschinen, denen vorher Luft zugesetzt wurde, zu verwenden. Da infolge der dabei entstehenden Hitze der Katalysator rasch verbraucht wird, hat man bereits aluminiumoxydreiche Kontaktstoffe, die mit Metallsalzen imprägniert sind, verwendet, da solche Katalysatoren eine größere Hitzebeständigkeit aufweisen. Hierbei kann der Luftzusatz der Drehzahl und Belastung des Motors angepaßt werden. Schließlich ist es auch bekannt, bleihaltigen Kraftstoff zu verwenden.
• Alle bekannten Katalysatoren haben bei Verwendung von verbleitenKraftstoffen eineverhältnismäßigkurze Lebensdauer. Einige sind verhältnismäßig teuer, z. B. die Platinkatalysatoren. Diese Schwierigkeiten werden vermieden, wenn man erfindungsgemäß einen Katalysator verwendet, der dadurch hergestellt wurde, dal3 21 Teile Ammonium-Metavanadat und 15 Teile Wasser unter schrittweiser Zugabe von 34 Teilen Oxalsäure erhitzt, nach Entweichen des Kohlendioxvds der Lösung zunächst 8,5 Teile konzentriertes Ammoniak und anschließend 25 Teile eines hochporösen granulierten Aluminiumoxyds zugegeben und nach der Eindampfung die Rückstände ausgesiebt wurden und der Katalysator bei einer Lufttemperatur von 400° C etwa 4 Stunden erhitzt wurde.
• Die Wirksamkeit eines solchermaßen verwendeten Katalysators geht bei Verwendung von verbleiten Kraftstoffen innerhalb von 200 Stunden erst auf die Hälfte zurfick. Ein Katalysator mit einem Gehalt von 5 bis 10°/o Vanadinpentoxyd auf einem Aluminiumoxydtrager besitzt diese wünschenswerte Eigenschaft.
• Der Katalysator wurde wie folgt hergestellt : Man mischt und erhitzt 21 Teile Ammonium-Metavanadat und 15 Teile Wasser auf einem Dampfbad, fügt der Masse nach und nach 34 Teile Oxalsäure hinzu und erhitzt sie weiter bis die Entwicklung von Kohlendioxyd nachgelassen hat, worauf man 8,5 Teile konzentriertes Ammoniak hinzufügt. Dieser Lösung mischt man 25 Teile kugelförmigen oder körnigen y-Aluminiumoxyds mit einer Mindestoberfläche von 50 m2/g bei und verdampft das Ganze unter ständigem Rühren langsam bis zum Trocknen. Nun siebt man die Rückstände aus dem zubereiteten Katalysator und erhitzt diesen 4 Stunden lang bei einer Lufttemperatur von 400° C, um ihn zu aktivieren. Der Träger soll ein y-Aluminiumoxyd sein mit einer Oberfläche von vorteilhaft größer als 75 qm pro Gramm und einem Porenvolumen von mindestens 0,28 Milliliter pro Gramm.
• Auf diese Weise zubereitete Katalysatoren leiten die Oxydierung von unverbranntem Kohlenwasserstoff bei 100° C ein. Diese Oxydierung ist vollständig bei einer Temperatur, die nicht wesentlich über 400° C liegt. Diese Temperaturen werden in dem AusfluB-strom der Katalysatorkammer gemessen.
• Diese Katalysatoren wurden erprobt im Auspuff eines Einzylinder-Motors, dessen Drosselklappe abwechselnd jeweils 90 Sekunden geöffnet und 20 Sekunden geschlossen wurde. Die mittlere Umdrehungszahl betrug etwa 1800 pro Minute. Die Arbeitsparameter dieses Versuches werden untenstehend zusammengefaßt.

  Drossel-Drossel-

  klappe klappe

  geschlossen offen

  I/min l/min

  Menge des Auspuffgases vom

  Motor (1 at, Zimmertempe-

  ratur) 8,55 42,75

  Menge der Zusatzluft (I at,

  Zimmertemperatur)...... 10 10

  Gesamtmenge (V) Gas, das der

  Katalysatorkammer zuge-

  führt wird (1 at, Zimmer-

  temperatur)... 18,6 52,6

  Zusammensetzung des Auspuffgases : Kohlenwasserstoffe......... 0,20°/o 0,03°/o C 02....................... 3, °/0 11, 0 °/o CO...........,............ 1, 0°% 2,0 °/o 02........................ 8,00/o 4,0% Durchfluß pro Stunde » 33001 10000 l Die Ergebnisse sind in der Zeichnung graphisch dargestellt. Darin ist der Prozentsatz der Oxydierung der Kohlenwasserstoffe gegen die Laufzeit aufgetragen. Sie zeigt, daß ein Platin enthaltender Katalysator mit nicht verbleitem Kraftstoff während des ganzen Versuchs eine einwandfreie Kohlenwasserstoffoxydation gewährleistete. Der Platin enthaltende Katalysator, der mit verbleitem Kraftstoff arbeitete, nutzte sich dagegen schnell ab und war nach 100 Stunden völlig verbraucht. Die Leistung des Vanadinpentoxydkatalysators fiel bei nicht verbleitem Kraftstoff von 95 auf 70°/o innerhalb von 250 Stunden, bei verbleitem Kraftstoff innerhalb des gleichen Zeitraums von 95 auf 30°/o. Die verbleiten Kraftstoffe wurden hergestellt durch Hinzufügen von 0,795 cm3 Bleitetraäthyl pro 11 unverbleiten Kraftstoffes.

Claims (2)

1. PATENTANSPRUCHE : 1. Verfahren zur selektiven Oxydation in Auspuffgasen von Brennkraftmaschinen enthaltenen Kohlenwasserstoffen durch Kühlen der Auspuffgase auf Temperaturen zwischen 100 und 400° C, Zumischen von Luft und Durchleiten des Gemisches durch einenVanadiumpentoxyd enthaltenden Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß ein Katalysator verwendet wird, der dadurch hergestellt worden ist, daß 21 Teile Ammonium-Metavanadat und 15 Teile Wasser unter schrittweiser Zugabe von 34 Teilen Oxalsäure erhitzt, nach Entweichen des Kohlendioxyds der Lösung zunächst 8,5 Teile konzentriertes Ammoniak und anschließend 25 Teile eines hochporösen granulierten Aluminiumoxyds zugegeben und nach der Eindampfung die Rückstände ausgesiebt wurden und der Katalysator bei einer Lufttemperatur von 400° C etwa 4 Stunden erhitzt wurde.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Katalysator verwendet wird, der 5 bis 100/o Vanadinpentoxyd in oder auf einem Träger aus porösem y-Aluminiumoxyd enthält.

   In Betracht gezogene Druckschriften : Deutsche Patentschriften Nr. 630 414, 631368, 662 284 ; britische Patentschrift Nr. 312 294.