DE1171206B - Verfahren zum Regenerieren von mit Blei verunreinigten Katalysatoren fuer die Reinigung von Abgasen aus Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B Ol d;

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

C02f

Deutsche Kl.: 46 c6-6/02

U 8096 IV c / 46 c6
31. Mai 1961
27. Mai 1964

Katalysatoren zur Umwandlung der kohlenwasserstoffhaltigen Verbrennungsprodukte, die in den Auspuffgasen aus Verbrennungskraftmaschinen enthalten sind, sollen eine außergewöhnlich hohe Aktivität, Beständigkeit und Leistungsfähigkeit über einen ausgedehnten Zeitraum besitzen. Beispielsweise wird ein Motor gewöhnlich über einen weiten Bereich von Geschwindigkeits- und Belastungsbedingungen betrieben, und deshalb schwankt die Verbrennungsleistung desselben entsprechend. Die Raumgeschwin- digkeit und die Temperatur der Auspuffgase sowie die Konzentration an brennbarem Material schwanken ebenfalls innerhalb weiter Grenzen. Der Katalysator soll in der Lage sein, hohen Temperaturen in der Größenordnung von 870 bis zu 1093° C ohne rasche thermische Entaktivierung zu widerstehen, und er soll eine Höchstaktivität bei wesentlich niedrigeren Temperaturen besitzen. Weiter soll er eine verhältnismäßig niedrige Schwellenaktivierungstemperatur haben, damit die Umwandlungsreaktionen sich innerhalb kürzester Zeit im Anschluß an den Start unter relativ kalten Bedingungen selbst auslösen. Im allgemeinen ist es erwünscht, daß der Katalysator bei Temperaturen innerhalb des Bereiches von etwa 93 bis etwa 1093° C ausreichend aktiv ist.

Der Katalysator befindet sich gewöhnlich als eine Schicht von Teilchen in einem Behälter, der in der Motorauspuffleitung eingebaut ist. Der Behälter kann mit geradem, kreuzendem oder radialem Durchgang arbeiten. Bei der Anwendung in Fahrzeugen kann er ein Zusatzteil des gewöhnlichen Schalldämpfers darstellen oder mit diesem vereinigt sein. Meist wird Sekundär- oder Verbrennungsluft auf der Aufstromseite der katalytischen Umwandlungszone eingedüst, und zwar gewöhnlich mittels eines Ansaugers oder durch einen Kompressor.

Obgleich eine große Zahl von angeblich guten, hochaktiven Katalysatoren entwickelt worden ist, die selbst unter den vorerwähnten ungünstigen Bedingungen gut arbeiten sollen, werden sie durch die im Treibstoff enthaltenen Bleiverbindungen angegriffen, die als Dämpfe oder mitgerissene feste Teilchen in den Auspuffgasen auf Grund der Verbrennung des bleihaltigen Treibstoffes vorhanden sind. Die meisten Motortreibstoffe enthalten Tetraäthylblei oder äquivalente Bleiverbindungen als Zusatz zur Erhöhung der Klopffestigkeit des Motors, in dem der Treibstoff verbraucht wird. Ein typischer handelsüblicher Tetraäthylbleizusatz enthält außerdem ungefähr 2 Grammatome Chlor und 1 Grammatom Brom, gewöhnlich als Äthylendihalogenid je Verfahren zum Regenerieren von mit Blei
verunreinigten Katalysatoren für die Reinigung
von Abgasen aus Brennkraftmaschinen

Anmelder:

Universal Oil Products Company,

Des Piaines, JIl. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. H.-H. Willrath, Patentanwalt,

Wiesbaden, Hildastr. 18

Als Erfinder benannt:

Herman Samuel Bloch, Skokie, JU. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 31. Mai 1960 (32 650)

Grammatom Blei, d. h. also die l,5fache stöchiometrische Menge Halogen, die zur Bildung des Bleidihalogenids erforderlich ist. Das Halogen dient als Ausspülmittel zur Verhinderung des Aufbaues von Bleiablagerungen an Zündkerzen und Motorzylinderwänden, um vorzugsweise das Tetraäthylblei unter den während der Verbrennung herrschenden erhöhten Zylindertemperaturen in stark flüchtige Bleihalogenide, ζ. B. Bleichlorid und Bleibromid, oder in die Oxyhalogenide von Blei umzuwandeln. Geringfügige Bleimengen reagieren nicht mit Halogen und werden statt dessen in weniger flüchtige Bleioxyde umgewandelt. Der Hauptanteil dieser Bleiverbindungen wird als Dampf oder Staub in die Auspuffleitung zusammen mit den Auspuffgasen ausgetragen. Wenn die anfallenden, mit Blei verunreinigten Auspuffgase mit dem Katalysator für das Auspuffgas in Berührung gelangen, wird die Haltbarkeit des Katalysators erheblich beeinträchtigt.

Das meiste Blei tritt in die Umwandlungszone als Halogenid ein. Da die normale Katalysatorbettemperatur im Bereich von 260 bis 870° C, bei welcher das

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Halogenid bereits flüchtig ist, liegt, sollte man erwarten, daß das Bleihalogenid vollständig durch die Schicht hindurchgeht. Tatsächlich ist dies jedoch nicht der Fall. Vermutlich besteht der Hauptmechanismus, durch den die Vergiftung oder Entaktivierung des Katalysators eintritt, in einer chemischen Reaktion zwischen den flüchtigen Bleiverbindungen und dem Katalysator, wodurch sich ein beständiger, relativ unflüchtiger Komplex aus Bleiverbindung und

höheren Temperaturen kann etwas von dem reduzierten Blei aus dem Katalysator durch das Gas herausgespült werden. Bei noch höheren Temperaturen kann das reduzierte Blei verdampfen und aus dem Katalysator frei austreten. Die bevorzugte Raumgeschwindigkeit liegt innerhalb des Bereiches von 50 bis 10 000 Raumteilen Regeneriergas je Raumteil Katalysator und Stunde, und besonders zweckmäßig ist ein Bereich von 100 bis 3000 Raumteilen Regene-

Katalysator ergibt, der die Poren des Katalysators io riergas je Raumteil Katalysator und Stunde. Der verstopft und/oder einen monomolekularen Komplex Druck des Regenerierungsgases ist nicht entscheidend über die ganze MikroStruktur des Katalysators bildet. und kann von 1 bis zu 68 at betragen. Die Entaktivierung des Katalysators verläuft vermut- Bei der katalytischen Umwandlung von bleihalti-

lich über die folgenden Reaktionen, die als Beispiele gen Auspuffgasen aus Verbrennungsmaschinen werzu verstehen sind, jedoch nicht die verschiedenen 15 den die Auspuffgase gewöhnlich vorher mit Luft ver-Wechselreaktionen der Bleiverbindungen mit dem mischt. Man kann daher die Menge der mit den Auspuffgasen vermischten Luft zeitweise vermindern, während man gleichzeitig das Verhältnis des dem Motor zugeleiteten Gemisches von Treibstoff zu Luft 20 steigert. Es wird damit ein reduzierendes Gemisch von nicht vollständig verbranntem Treibstoff geschaffen, das eine periodische Regenerierung des Katalysators bewirkt. Es können die Auspuffgase auch ohne Zusatz von Sekundärluft in eine erste

Katalysator erschöpfen:

1. MeOH + PbX₂

2. MeOH + MeOPbX

3. MeOPbX + H₂O

4. Me₂O + PbX₂ + H₂O

MeOPbX + HX

MeOPbOMe

MeOPbOH + HX

(MeO)₂Pb + 2 HX

katalytische Zone geleitet werden, um dadurch eine

Me bedeutet ein Äquivalent eines Metalls des teilweise Regenerierung des Katalysators in dieser Katalysators, z. B. Al, Zr, Ti u. dgl., und X ist ein
Halogen, z. B. Chlor, Brom oder Jod. Wasser tritt

dampfförmig oder überhitzt in die Reaktionen 3

ersten Zone vorzunehmen; dann kann Sekundärluft zugesetzt und das anfallende Luft-Auspuffgas-Gemisch durch eine zweite katalytische Zone geleitet

und 4 ein und wird bei der Verbrennung des Kohlen- 30 werden. Dadurch wird eine Umwandlung der Auswasserstoffes gebildet. Wenn der Katalysator einen puffgase bewirkt. Durch periodische Umschaltung mittleren Bleigehalt von 5 bis 30 Gewichtsprozent,
gewöhnlich von 10 bis 25 Gewichtsprozent, aufweist,

ist ein weiterer Gebrauch ausgeschlossen. Dies kann

der Aufeinanderfolge des Gasflusses durch die erste und die zweite Zone wird die Oxydation unverbrannter Bestandteile des Auspuffgases beeinflußt und

nach etwa 1600 bis 32 000 Straßenkilometern Betrieb 35 die Aktivität des Katalysators praktisch aufrechteintreten, je nach mittlerer Raumgeschwindigkeit, erhalten.

Bleikonzentration im Treibstoff, physikalischen und/ Man kann auch den Katalysator in einer länglichen

oder chemischen Eigenschaften des Katalysators. Der Zone anordnen und an einer von mehreren dafür mit Blei verunreinigte Katalysator muß daher durch vorgesehenen öffnungen Luft einführen und die Luftfrischen Katalysator ersetzt oder an Ort und Stelle 40 einführung periodisch von der einen zur nächsten regeneriert werden. Stelle fortschreitend wechseln.

Es wurde gefunden, daß ein mit Blei verunreinigter Katalysator für die katalytische Reinigung von Abgasen aus Brennkraftmaschinen regeneriert werden kann, wenn er erfindungsgemäß mit einem reduzierenden Gas, wie Wasserstoff, Kohlenmonoxyd, Kohlenwasserstoffe oder nicht vollständig verbrannter Motortreibstoff, bei einer Temperatur von etwa 260 bis 870° C regeneriert wird. Das Auspuffgas einer

Verbrennungskraftmaschine kann also selbst ganz 50 unterteilt, die "mit Katalysator A und Katalysator B oder zum Teil als Regeneriermittel verwendet wer- in der folgenden Tabelle bezeichnet sind. Kataden, so daß der Katalysator an Ort und Stelle regene- lysator A wurde mit einem Wasserstoffstrom bei riert werden kann. 816° C und Katalysator B mit einem Kohlenmon-

Das reduzierende Gas kann z. B. aus Wasserstoff, oxydstrom bei 816° C unter den in der Tabelle an-Kohlenmonoxyd, gesättigten Kohlenwasserstoffen, 55 gegebenen Bedingungen behandelt. Die Aktivitäten wie Methan, Äthan, Propan, Butanen, Pentanen, des unbehandelten und des behandelten Katalysators im Benzinbereich siedenden Kohlenwasserstoffen, sowie des frischen Katalysators wurden durch Schwerbenzin, Mitteldestillaten, unvollständig oxy- Messung der Zündtemperatur und des Temperaturdierten Verbrennungsprodukten eines Motortreib- anstieges geprüft, den man beim Durchleiten von stoffes und Gemischen aus zwei oder mehreren hier- 60 benzoldampfhaltiger Luft unter standartisierten Bevon bestehen. Es wird vorzugsweise in gas- oder dingungen durch das Gerät erzielte, bis die Zündung

Beispiel 1

Ein Katalysator, bestehend aus 0,4 % Platin auf Tonerde, wurde längere Zeit Auspuffgasen ausgesetzt, die aus einer Verbrennungskraftmaschine unter Verwendung von gebleitem Treibstoff kamen. Ein Teil des verunreinigten Katalysators wurde in zwei Proben

dampfförmigem Zustand gehalten und mit der katalytischen Masse bei einer Temperatur im Bereich von etwa 93 bis 1093° C, vorzugsweise innerhalb des Bereiches von etwa 260 bis etwa 870° C in Berührung gebracht. Eine einfache und bequeme Methode besteht darin, daß man einen vorerhitzten Gasstrom über die Katalysatorteilchen leitet. Bei

des Benzoldampfes auftrat. Ein geringer Temperaturanstieg und/oder eine hohe Zündtemperatur bedeuten eine geringe Umwandlungsaktivität.

Die Behandlungsbedingungen des verunreinigten Katalysators und ein Vergleich der Aktivitäten von frischem Katalysator und regeneriertem Katalysator finden sich in der folgenden Tabelle.

Katalysator	Frisch	B	A
Gewichtsprozent Blei	0	18,9	19
Aktivität vor Regenerierung
Zündtemperatur in ° C ...	160	191	191
Temperaturanstieg in ° C ..	250	69	25
Regenerierungsbehandlung
Reduziergas		H.,	CO
Zeit in Stunden bei 816° C		5	5
Reduziergas in Quadrat
zentimeter je Minute je
100 cm3 Katalysator ...	—	3900	3900
Gewichtsprozent Blei nach
Regenerierung	—	14,5	13,7
Aktivität nach Regenerierung
Zündtemperatur in ° C ...	—	221	179
Temperaturanstieg in ° C ..	—	222	122

Diese Ergebnisse sind besonders eindeutig hinsichtlich der Tatsache, daß zwar die Regenerierungsbehandlung den Bleigehalt des Katalysators nur um weniger als 30% verminderte, jedoch die Umwandlungsaktivität etwas mehr als das dreifache im Falle von Katalysator A und nahezu das fünffache im Falle von Katalysator B gesteigert wurde.

Beispiel 2

Eine Auswertung der Regenerierung von verbrauchtem Katalysator durch intermittierende Behandlung an Ort und Stelle mit reduzierenden Auspuffgasen wurde mittels einer Prüfung erzielt, die bestimmt war, die Bedingungen vorzutäuschen, die beim tatsächlichen Betrieb eines Motorfahrzeuges angetroffen werden. Die Prüfmethode bestand im Gebrauch eines Standarddynamometers, wobei ein 8-Zylinder-Benzinmotor durch einen Motorgenerator belastet oder getrieben wurde. Ein senkrecht ausgerichtetes zylindrisches Gefäß mit einer lichten Weite von etwa 20,3 cm wurde in Reihe an die Motorauspuffleitung angeschlossen, so daß das Auspuffgas an der Spitze des Gefäßes eintrat und abwärts hindurchfloß. Das Gefäß war mit einem Katalysator, bestehend aus 0,4 Gewichtsprozent Platin auf Tonerde, beladen. Es war in Form von 3,2-mm-Kugeln auf eine Schichthöhe von etwa 15,2 mm eingesetzt, und die Schicht ruhte auf einem Tragnetz innerhalb des Gefäßes. Ein zweites Netz wurde oberhalb der Katalysatorschicht angeordnet, und eine Schicht von 0,6 mm keramischen Kugeln wurde daraufgelegt, um die gleichmäßige Verteilung der Auspuffgase beim Herabfließen durch die Schicht zu erleichtern. Es waren Mittel zur Einführung von Luft in den Einlaß des Gefäßes vorgesehen. Proben der Einlaß- und Auslaßgase, die in den Konverter eintraten und die ihn verließen, wurden periodisch abgezogen und auf ihren Kohlenwasserstoffgehalt analysiert. Auf Grund der Differenz zwischen Kohlenstoffgehalt der Einlaß- und Auslaßproben wurde die prozentuale Kohlenwasserstoffumwandlung in periodischen Intervallen während des Versuchslaufes ermittelt und der Abfall in der Katalysatoraktivität als Zeitfunktion daraus beobachtet. Bei der Wiedergabe der Ergebnisse der an den Auspuffgasproben durchgeführten Analysen bedeutet der Ausdruck »Kohlenwasserstoff« alle Kohlenwasserstoffe, gleichgültig ob gesättigte, ungesättigte oder teilweise oxydierte. Der Motor wurde zunächst während einer Periode von 40 Stunden bei 2500 U/min und 41 PS unter Benutzung eines Treibstoffes, der mit 3 ml Tetraäthylblei versetzt war, laufengelassen. Das Verhältnis von Luft zu Treibstoff war während dieser Periode normal (etwa 12,5). Luft wurde in den Einlaß des Gefäßes gepreßt und ihre Fließgeschwindigkeit auf etwa 9,1 kg/Std. gehalten. Die Umwandlung des Auspuffgases während des Zeitraumes von 40 Stunden fiel von 87 auf 55%.

In diesem Zeitpunkt wurde der Zusatz von Luft beendet, und das Verhältnis von Luft zu Treibstoff wurde auf etwa 11,0 eingestellt. Die Maschine wurde dann 14 Stunden laufengelassen. Währenddessen hatten die in dem Konverter eintretenden Auspuffgase eine Temperatur von 399 bis 438° C. Dann wurde wieder Luft eingeführt, und die Umwandlung des Auspuffgases war wieder auf 77 % zurückgeführt. Zwei erfolgreichere Regenerierbehandlungen von 13 und 22 Stunden Dauer verbesserten die Umwandlung auf 85 bzw. 94%. Jede Behandlung erfolgte bei einer Konvertereinlaßtemperatur von 399 bis 438° C.

Die Ergebnisse des Beispiels 2 erweisen die Durchführbarkeit und Brauchbarkeit der Verwendung von as Auspuffgasen, um die Regenerierung eines mit Blei verunreinigten Katalysators vorzunehmen. Die Befähigung eines Katalysators zur Regenerierung mittels reduzierender Auspuffgase kann praktisch für Fahrzeugzwecke auf vielen Wegen verwirklicht werden. Einer von diesen, wie er durch das vorstehende Beispiel 2 belegt wird, besteht darin, daß man das Verhältnis von Treibstoff zu Luft in dem Treibstoff-Luft-Gemisch, mit dem die Maschine betrieben wird, intermittierend steigert, während man gleichzeitig die mit den Auspuffgasen vermischte Luft vermindert oder abschaltet, um ein reiches Treibstoff-Luft-Gemisch zu erhalten. Erne andere Technik besteht in der intermittierenden Einleitung eines reduzierenden Gases in die Auspuffgase auf der Aufstromseite Ί" der Katalysatorschicht, wobei man vorzugsweise keine Luft zugibt.

An Hand der Zeichnungen wird das Verfahren weiter erläutert.

F i g. 1 erläutert ein katalytisches System mit zwei Zonen und umkehrbarem Gasfluß und einer Lufteinführung zwischen beiden Zonen;

F i g. 2 erläutert ein Mehrzonensystem mit örtlich und zeitlich verschiedener Lufteinführung;

F i g. 3 zeigt ein schwingendes Zweizonensystem. In Fig. 1 werden die aus der Auspuffsammelleitung austretenden Auspuffgase in Leitung 1 mit einem reduzierenden Gas vermischt, das durch Leitung 2 zugebracht wird. Die Mischung fließt dann durch Leitung 3 und das Vierwegeventil 4 in das Gefäß 14, das eine' festliegende Schicht von Katalysatorteilchen enthält. Der Katalysator im Gefäß 14 wird dann regeneriert. Luft wird dann durch Leitung 5 von dem vom Motor getriebenen Kompressor 6 angesaugt und durch Leitung 7 in den Auspuffgasstrom aus dem Gefäß 14 eingepreßt. Dieses Gemisch fließt dann durch das Gefäß 15, das ebenfalls eine festliegende Schicht aus Katalysatorteilchen enthält. Die den Konverter 15 verlassenden Umwandlungsprodukte gehen über das Ventil 4 und die Leitung 8 in die Außenluft. Wenn die Aktivität des Katalysators im Gefäß 15 gefallen ist oder nachdem eine festgelegte Zeit verstrichen ist, wird das Ventil 4 um 90° gedreht, so daß die Richtung des Auspuffgases

durch die Gefäße 14 und 15 umgekehrt wird. Das Gefäß 15 arbeitet jetzt als die Regenerierzone, und das Gefäß 14, in dem vorher regeneriert wurde, arbeitet als Umwandlungszone.

Wenn das Ventil 4 in einer Richtung über Winkel von 90° gedreht wird oder auch wenn das Ventil 4 um 90° hin- und herbewegt wird, werden die Gefäße 14 und 15 funktionsmäßig gegeneinander ausgetauscht. Durch periodisches Fortschreiten der Winkelstellung von Ventil 4 wird eine zyklische Regenerierung erzielt.

Das Ventil 4 kann automatisch in bestimmten Intervallen gedreht werden. Hierfür werden über Signalleitungen 10 und 11 die Temperaturen der durch Leitung 1 eintretenden und der durch Lei-

an, daß Ventil 28 jede seiner Stellungen für gleiche Zeitintervalle einnimmt, so unterliegt Zone I der Regenerierung während 75 % der Zeit; Zone II während 50% der Zeit; Zone III während 25 Vo der Zeit. Um die Ungleichmäßigkeit des Verhältnisses von Umwandlungsdauer zur Regenerierdauer zwischen den verschiedenen Zonen zu kompensieren, kann es zweckmäßig sein, progressiv größere Katalysatorvolumina in den Zonen I, II und III vorzusehen, und ίο zwar in solcher Folge, daß die mittlere Raumzeitgeschwindigkeit während der Umwandlung für jede Zone umgekehrt mit der Gesamtzeit schwankt, in der eine solche Zone für die Umwandlung verwendet wird. In F i g. 2 würde also Zone II zweimal soviel

tung 8 austretenden Gase gemessen, wobei im Schal- 15 Katalysatorvolumen wie in Zone I und Zone III dreiter 9 Kontakte, die sich bei Auftreten einer einge- mal soviel Katalysatorvolumen wie Zone I enthalten, stellten niedrigen Temperaturdifferenz, z. B. bei J T Nach F i g. 3 werden zwei katalytische Zonen der-

von 83° C, öffnen oder schließen, betätigt werden, art umgeschaltet, daß in einer regeneriert wird. Die die die Bewegungen des Ventils 4 veranlassen. Auspuffgase in Leitung 41 werden eingeteilt. Ein Teil

Nach F i g. 2 verlassen die Auspuffgase den Motor 20 geht durch ein normalerweise offenes Ventil 42 und durch Leitung 21 und werden mit einem reduzieren- der andere durch ein normalerweise geschlossenes den Gas durch Leitung 22 versetzt. Das Gemisch Ventil 43. Die Ventile 42 und 43 werden tandemartig wird durch Leitung 23 in ein Gefäß 24 geschickt, das durch ein Signal, z. B. ein elektrisches Signal, von eine längliche festliegende Schicht aus Katalysator- einer nicht dargestellten Kontrollstelle aus über Leiteilchen enthält. Die Umwandlungsprodukte verlassen 25 tung 44 gesteuert, die mittelbar oder unmittelbar mit das Gefäß 24 über die Leitung 33 und gehen in die der Treibstoffverteilerleitung im Motorkopf ver-Außenluft. Luft wird über Leitung 25 mittels Korn- bunden sind. Die Auspuffgase fließen durch Ventil pressor 26 angesaugt und durch Leitung 27 in das 42, Umgehungsleitung 45 und Düse 46 und saugen drehbare Verteilungsventil 28 geleitet, an das Luft- Luft in die Leitung 47 ein. Das entstehende Gemisch Verteilungsleitungen 29, 30, 31 und 32 angeschlossen 30 fließt durch Umstellventil 48 und das Gefäß 52, sind. Leitung 29 steht mit der Gefäßeinlaßleitung 23, worin die Umwandlung der Auspuffgase erfolgt, und Leitungen 30 und 31, mit der länglichen Katalysator- die Umwandlungsprodukte werden in die Außenluft schicht an über deren Länge verteilten Punkten und durch Umstellventile 49 und Leitung 50 ausgetragen. Leitung 32 mit der Gefäßauslaßleitung 33 in Ver- Während dieser Periode ist der Konverter 51 vollbindung. Wenn sich Ventil 28 im Uhrzeigersinn um 35 ständig umgangen.

Abschnitte von 90° dreht, wird Luft nacheinander Bei Auftreten eines vorbestimmten Mindestdruckes

durch die Leitungen 29, 30, 31 und 32 geleitet und in der Zylindereinlaßleitung in Korrelation mit Verder Zyklus dann wiederholt. Wenn Luft in eine langsamung und Erzeugung stark reduzierender Ausandere Leitung als 29 eingeführt wird, ist derjenige puffgase schließt sich Ventil 42 und öffnet sich Ventil Teil der Katalysatorschicht, der auf der Aufstrom- 40 43, so daß das Gefäß 51 in Reihe mit Gefäß 52 geseite der Lufteinführungsstelle liegt, einer reduzieren- schaltet ist. Jetzt gehen die Auspuffgase durch Ventil den Atmosphäre ausgesetzt und unterliegt der Rege- 43, Umstellventil 48 und Gefäß 51, worin regeneriert nerierung. Die in Längsrichtung in Abstand liegenden wird. Die das Gefäß 51 verlassenden Gase gehen Lufteinführungsstellen unterteilen das Gefäß 24 in durch Umstellventil 49 und dann durch die Düse 46, mehrere in Reihe verbundene Zonen, und zwar in 45 saugen Luft über Leitung 47 an und gehen dann

diesem Beispiel Zonen I, II und III. Läßt man die Winkelstellung von Ventil 28, wie in F i g. 2 dargestellt, so werden die folgenden Realtionen während eines Betriebszyklus erhalten, worin R Regenerierung und C Umwandlung bedeutet.

Umschalt	Lufteintritts	I	Zone	III
ventilstellung	leitung	R	II	C
0°	30	R	C	C
90°	31	R	R	R
180°	32	C	R	C
270°	29	C

Alle Teile der Katalysatorschicht unterliegen also
in irgendeiner Phase der Regenerierung. Nimmt man 60 eines Arbeitskreislaufes:

durch Umstellventil 48 und Gefäß 52, worin sie katalytisch behandelt werden, in die Außenluft durch Umstellventil 49 und Leitung 50.

Wenn die Aktivität des Katalysators im Konverter 52 auf eine vorbestimmte Höhe gesunken ist oder nachdem eine festgelegte Zeit verstrichen ist, werden die Umstellventile 48 und 49 gleichzeitig um 90° gedreht, so daß die Gefäße 51 und 52 ausgetauscht werden. Der Katalysator in Gefäß 52 unterliegt nun der Regenerierung, und der Katalysator in Gefäß 51, der vorher regeneriert worden ist, arbeitet nun als Umwandlungszone. Läßt man die Winkelstellung von Ventilen 48 und 49, wie in F i g. 3 dargestellt, dann erhält man die folgenden Beziehungen während

Stellung der Umstellventile	Konverter 51	Konverter 52	Fließweg der Auspuffgase
0°, 180° j 90°, 270° /	Umgangen Regenerierung Umwandlung Umwandlung	Umwandlung Umwandlung Umgangen Regenerierung	a_42-J-e-52-/-50 a-43-bSl-c-d-e-5Z-f~50 a-42-d-b-51~c-S0 2-43-e-52-f-d-b-Sl~c-50

Wenn also die Umstellventile 48 und 49 sich in einer Richtung um Abschnitte von 90° drehen oder auch die Ventile 48 und 49 über eine Winkeldrehung von 90° hin- und hergehen, werden die Konverter 51 und 52 funktionell ausgetauscht. Durch periodisches Fortschreiten der Winkelsteuung der Ventile 48 und wird ein zyklischer regenerativer Umwandlungsprozeß erzielt. Die Umstellventile können von Zeit zu Zeit von Hand betätigt werden.

Die Vorteile der Ausführungsform nach Fig. 3 bestehen darin, daß die Regenerierung nur intermittierend während Motorverlangsamung erfolgt, wenn also große Mengen reduzierender AuspufEgase für diesen Zweck zur Verfugung stehen. Der Zusatz eines Reduziermittels zu den Auspuffgasen ist nicht notwendig, und der Motor kann auf Spitzenleistung bezüglich größter TreibstofEwirtschaftlichkeit eingestellt werden. Da eines der Gefäße während der Perioden, in denen nicht regeneriert wird, umgangen ist, ist der Druckabfall während dieser Betriebsbedingungen, besonders während der Beschleunigung und zügigen Fahrt, klein.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Regenerieren eines mit Blei verunreinigten Katalysators für die katalytische Reinigung von Abgasen aus Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem reduzierenden Gas, wie Wasserstoff, Kohlenmonoxyd, Kohlenwasserstoffe oder nicht vollständig verbrannte Produkte vom Motortreibstoff, bei einer Temperatur von etwa 260 bis 870° C regeneriert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Abgasstrom in eine erste Kontaktzone, die mit Blei verunreinigten Katalysator enthält, leitet, das Auslaufgas aus dieser Zone mit Luft vermischt und das Gemisch durch eine zweite einen aktiven Oxydationskatalysator enthaltende Kontaktzone leitet, das anfallende gasförmige Oxydationsprodukt in die Außenluft austrägt und die Reihenfolge des Auspuffgasflusses durch die beiden Kontaktzonen periodisch wechselt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gasstrom in der Längsrichtung durch eine längliche Katalysatorschicht leitet, in die an einer von mehreren über die Länge verteilten Einführungsstellen Luft eingeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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