DE2500683B2 - Verfahren zur katalytischen entgiftung von verbrennungsabgasen und brennstoffe zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zur katalytischen entgiftung von verbrennungsabgasen und brennstoffe zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
Die Luftverschmutzung wird, besonders in dicht besiedelten Gebieten, weitgehend durch die Giftgase von
Kraftfahrzeugen verursacht. Es werden deshalb seit langer Zeit Möglichkeiten zur Beseitigung dieser giftigen
Abgase gesucht.
Bei bekannten Verfahren versucht man, die Auspuffgase durch Nachverbrennung mit Hilfe von Festkatalysatoren
zu beseitigen.
Da aber diese Festkatalysatoren erst bei den normalen Betriebstemperaturen im Auspuff aktiviert werden
und in Funktion treten, werden vom Starten der Brennkraftmaschine bis zur Erreichung dieser Betriebstemperatur
sämtliche, bei der Verbrennung entstehenden Schadstoffe ausgestoßen, was besonders in den
kalten Wintermonaten zu einer besonders starken Luftverschmutzung führt.
Außerdem können auf der Oberfläche des Festkatalysators Bestandteile abgelagert werden und diesen inaktivieren.
Aus der DT OS 21 18 066 ist ein Verfahren zur katalytischen Reinigung von Verbrennungsabgasen bekannt,
bei welchem der Katalysator in die Verbrennungsluft dadurch eingebracht wird, daß der Katalysator
im flüssigen Zustand durch Kapillarwirkung in ein oder mehrere mikroporöse Elemente eindringt,
mit denen die Verbrennungsluft auf ihrem Weg vorder Verbrennung kontaktiert wird, so daß diese Luft auf
Grund der Wirkung der Oberflächenspannung eine dieser Luft proportionale Katalysatordampfmenge mitführt.
Dieses Verfahren ist jedoch sehr aufwendig. Außerdem entsteht im Verbrennungsgas Kohlenmonoxid,
da die verwendeten Carbonyle bei ihrer Verbrennung CO abgeben.
Aus der »Chemiker-Zeitung« 97 (1973)9/S. 467 ist es bekannt, daß durch Verhinderung der Bildung von
Ablagerungen im Vergaser und durch Entfernung von Ablagerungen in diesem durch Vergaser-Detergent/
Dispersant-Additive der CO-Gehalt im Abgas von Automobilen, gegenüber dem Gehalt an CO im Abgas
von Automobilen mit Ablagerungen aufweisenden Vergasern, verringert werden kann.
In !'Angewandte Chemie« 67 (1955) 482 wird in Abs. 5
rechte Spalte darauf hingewiesen, daß Ferrocen zur Förderung einer rauchlosen Verbrennung von Heizölen
geeignet ist, wenn man es in Mengen von 0,05% zusetzt.
6« Schließlich ist aus »Ullmanns Encyklopädie der technischen
Chemie« 17 (1966) 633 bekannt, daß durch Spuren von Metallen (Cu, Co, V, Mn, Fe, Ni, Cr und
Pb), die von vornherein im Kraftstoff gelöst sein können oder bei Berührung mit beispielsweise Metallteilen,
6<, Armaturen oder Rohrleitungen aufgenommen werden,
die Harzbildung in Kraftstoffen katalytisch beschleunigt wird. Man setzt den Kraftstoffen deshalb zusammen
mit Antioxydatien häufig sog. Metalldeaktivato-
25 OO 683
ren zu, insbesondere Abkömmlinge des Salicylaldehyds, die mit den gelösten Metallen stabile Chelatkomplexe
bilden. Keine dieser VeröfTentlichungen enthält einen Hinweis auf die katalytische Entgiftung von
Verbrennungsabgasen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Verfahren zur Entgiftung von Verbrennungsabgasen zu schaffen.
Diese Aufgabe ist durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
Dieses erfindungsgemäUe Verfahren weist eine Vielzahl
von Vorteilen auf. Zunächst ist der Vorteil zu nennen, daß dieses Verfahren bei fast allen Verbrennungsprozessen
anwendbar ist und dabei Stickoxid zu Stickstoff reduziert und Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid
oxidiert werden. Dabei sind keine zusätzlichen Apparaturen erforderlich. Wendet man dieses Verfahren
bei Brennkraftmaschinen an, so tritt der weitere Vorteil ein, daß die Entgiftung unmittelbar mit Betriebsbeginn
der Brennkraftmaschine einsetzt. Hinzu kommt der Vorteil, daß bei den hohen Betriebstemperaturen
in der Brennkammer eine wesentlich bessere Umsetzung der giftigen Abgase erzielt werden kann,
als bei den wesentlich niedrigeren Temperaturen hinter dem Auspuff, wo die Festkatalysatoren angeordnet
sind. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß mit Hilfe dieses Verfahrens eine größtmögliche Entgiftung
auch deshalb erzielbar ist, weil dieser katalytische Entgiftungsvorgang
nicht notwendigerweise auf die Brennkammer beschränkt ist, sondern noch enthaltene Giftgase
auf dem Weg zum Auspuff vollstiindig umgesetzt werden. Selbst wenn die Verweilzeit der durch Verbrennung
entstehenden Giftgase in der Brennkammer für eine vollständige Entgiftung nicht voll ausreichen
würde, arbeitet dieses Verfahren dennoch vollständig, weil die Abgase zusammen mit dem Katalysatorgemisch
nach Austreten aus der Brennkammer sich auf dem Weg zum Auspuff nur geringfügig abkühlen,
so daß der Entgiftungsvorgang während dieser Zeit weiterläuft.
Mit der Erfindung wird aber noch ein anderer wesentlicher Vorteil erzielt, nämlich derjenige, daß bei
höherer Verbrennungsmenge pro Zeiteinheit automatisch auch mehr Stickoxid zu Stickstoff reduziert
und mehr Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid oxidiert werden. Dies folgt aus der Tatsache, daß bereits im
Moment der Verbrennung diese katalytische Wirkung eintritt, so daß der Umsetzungsgrad der entstandenen
giftigen Abgase in ungiftige Gase stets gleich groß bleibt. Beim Festkörperkatalysator dagegen sinkt der
wirksame Umsatz bei erhöhtem Brennstoffumsatz in gleich großer Brennkammer, d. h. bei höherer Ausstoßgeschwindigkeit
der Abgase, erheblich ab, da dadurch die Verweilzeit sehr stark erniedrigt wird.
Die dem Nutzbrennstoff beigemischten Zusätze zersetzen sich beim Verbrennungsvorgang, wobei das
Katalysatorgemisch erzeugt wird. Damit wird durch die Verbrennung selbst die Erzeugung des Katalysatorgemisches
gesteuert, so daß automatisch stets die optimale Katalysatorgemischmenge vorhanden ist.
Außerdem braucht man keine zusätzlichen Rohre oder Ventile, um das Katalysatorgemisch in die Brennkammern
zu leiten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht auf Brennkraftmaschinen beschränkt,
sondern bei Verbrennungsprozessen anwendbar.
Beispielsweise kann es bei Verbrennungsanlagen, welche mit festem Brennstoff arbeiten, angewendet
werden. Um die Abgase solcher Verbrennungsanlagen zu entgiften, kann man in den direkten Flammenbcreich
oder an beliebiger Stelle in dem Brennraum, der ja wesentlich größer sein kann, einen Brennstoff
mit den gewünschten Zusätzen einspriihen. Die Erfindung betrifft weiterhin die außer aus den Nutzbrennstoffen
aus einem oder mehreren der in Anspruch 1 genannten Verbindungen bestehenden Brennstoffe
zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Einem Benzin für Kraftfahrzeuge wird, bevor es an Tankstellen geliefert wird, eine oder mehrere der in
Tabelle 1 angeführten Verbindungen zugesetzt. Die Verbindungen bzw.Gemische der Verbindungen werden
in kleinen Mengen zugesetzt, welche beim Verbrennungsprozeß lediglich die zur Entgiftung notwendige
Menge des Katalysatorgemisches erzeugen. Auf diese Weise werden auch nur geringe Mengen von Metalloxiden
gebildet, welche mit den Abgasen aus der Brennkammer herausgeblasen werden.
Bei den hohen Temperaturen im Verbrennungsraum zersetzen sich die heigemischten Verbindungen in
Metalle und Metalloxide bzw. deren Dämpfe. Auch diese Komponenten können untereinander reagieren
und aktive Mischkatalysatoren bilden.
Verbindungen
Si: Diäthoxydibutuxysilan
Al:
Diäthylsilandio!
((C2Hs)2Si(OH),)
Tetrahexyloxysilan
Tetrahexyloxysilan
((C6HnO)4Si)
Tetramethoxysilan
Tetramethoxysilan
((0CH,)4Si)
Tetraphenoxysilan
Tetraphenoxysilan
((C6H5O)4Si)
Tetrapropoxysilan
Tetrapropoxysilan
((OC2H7)4Si)
Diäthylaluminiummalonat
Diäthylaluminiummalonat
((Al(C7H11O4),)
Verbindungen
Os: Di-cyclopentadienylosmium
(Os(C5H5),)
(Os(C5H5),)
Pt: Tetramethylplatin
..((CH3J4Pt)
Äthyl-itrimethylplatint-acetoacetat
Äthyl-itrimethylplatint-acetoacetat
(C6H11O1Pt(CH3).,)
Cyclooctatetraen-dimethyl-platin
Cyclooctatetraen-dimethyl-platin
(CHj)2Pt(C3H8)
Cycloocta^traen-di-(di-pheny I platin)
[(C6IIO2P
[(C6IIO2P
Cyclooctatetraen-di-(di-cyclopentadienyl platin)
[(C5Hs)2Pt]2(CsH8)
Cyclooctatetraen-di-ldi-methyl-platin)
Cyclooctatetraen-di-ldi-methyl-platin)
[(CHj)2 Pt] ,(C8H8)
Cyclooctatetraen-di-io-tolyl-platin)
Cyclooctatetraen-di-io-tolyl-platin)
(0-CH3C6H4J2Pt(C8H8)
Cyclooctatetraen-dHp-tolyl-platin)
Cyclooctatetraen-dHp-tolyl-platin)
<p-CH3C,,H4),Pt(CsH8)
25 OO 683
(Ge(C2HO3CH3C11H4)
Butyl triphenyl-germanium
(Ge(C4H1)KC6H5).,)
Sb: Triäthoxy-antimon
(Sb(OC3H5),)
Triphenyl-antimon
(Sb(C6H5).,)
Sn: Trimethyl-äthylzinn
(JCHj)3C2H5Sn)
Verbindung
Ti: Phenyititantriiso-propylal
«C6H5)Ti[(OCH(CH,)2)],)
Verbindung
Pb: Tetraisopropylblei (Pb(CH(CH.,):].,)
Verbindungen
Cu: Di-cyclopentadicny I kupfer
(Cu(C5H,):)
Zn: Di-o-tolyl-zink
Zn: Di-o-tolyl-zink
(Zn(C11H4CH1):)
Verbindungen
Cr: Trimcsitylchrom
L)i-benzol-chrom
(Cr(CH,,):)
(Cr(CH,,):)
Verbindungen
B: Diphenylborsäure
(<C(1H5)2BOH)
Tri-n-he\v l-triboro-trioxan
Tri-n-he\v l-triboro-trioxan
((C11II ;.,j.,B,O.,)
ml = 0,005;
ηι2 = 0.15:
m3 = 0,25;
ηι2 = 0.15:
m3 = 0,25;
m 1 = 0,347;
m2 = 0521;
m3 = 0.868;
m2 = 0521;
m3 = 0.868;
ml' = 0,75
m Ύ - 0,50
m 3' = 0,35
ml' = 3,123
m 2' = 2.603
m3' = 1,735
C: 1) wenn nur Gc-Vcrbindungcn /ugesclzt v/crden:
ml = 0,131; ml' = 1.175
m2 = 0,196; m 2' = 0.979
ni.1 = 0.326: m.V = 0,652
2) wenn nur Sn- und/oder Sh-Vcrbindungen
zugesetzt werden: m 1 = 0,216; ml' = 1.944
ηι2
m3
m3
m 1
m2
m3
m2
m3
m 1
m 2
m3
m 2
m3
ml
m2
m 3
m2
m 3
m 1
m2
m3
m2
m3
m 1
m 2
m3
m 2
m3
0,324;
0,540:
0,540:
0,089;
0,134;
0,223;
0,134;
0,223;
0,032;
0,048:
0,079:
0,048:
0,079:
0,116;
0,174;
0,290:
0,174;
0,290:
0.097;
0,146;
0.243;
0,146;
0.243;
0,002:
0,06;
0.10:
m2' = 1,620
m3' = 1,08
m3' = 1,08
ml' = 0,801
m 7 = 0,668
m3' = 0,446
m 7 = 0,668
m3' = 0,446
ml' = 0.288
m 2' = 0.239
m3' = 0,159
m 2' = 0.239
m3' = 0,159
ml' = 1,045
ni2' = 0,871
m3'= 0,581
ni2' = 0,871
m3'= 0,581
ml' = 0.877
ni2' = 0,73 i
m y = 0.488
ni2' = 0,73 i
m y = 0.488
ml' = 0.30
m 2' = 0,20
niJ = 0.14
m 2' = 0,20
niJ = 0.14
Die Tabelle 2 enthält Angaben über die Mengen der dem Treibstoff Aral Super ROZ 98/100 beizumischenden
Zusätze. In dieser Tabelle sind wiederum Blöcke A-H enthalten, deren Mengenangaben sich
auf die Metalle der in den jeweiligen Blöcken der Tabelle 1 angegebenen Verbindungen beziehen. Diese
Mengenangaben ml, mim 3, m Γ, m 2'. m 3' geben also jeweils lediglich das Gewicht des Metalls der
zuzusetzenden Verbindung in g/l an. So besagt z. B. die Mengenangabe m I = 0,097 des Blockes G der Tabelle
2, daß bei Zusatz von z. B. Cr-Benzol-Komplex
dem Treibstoff Aral Super ROZ 98/100 so viel davon zugesetzt werden soll, daß dieser Treibstoff 0,097 g
Chrom pro Liter enthält.
Diese Mengenangabe, wie m I des Blockes G der Tabelle 2, beziehen sich auf sämtliche Komplexe des
Blockes G der Tabelle 1. Soll dem Treibstoff z.B. m 1 = 0.097 Trimesitylchrom zugesetzt werden, so bedeutet
diese Mengenangabe, daß so viel Trimesitylchrom zugesetzt werden muß, daß der Treibstoff 0.097 g
Chrom pro Liter enthält.
Die in den Blöcken A-Il der Tabelle 2 angegebenen Mengenbezeichnungen m 1 und m Γ geben jeweils die
untere bzw. obere Grenze der als Ausfiihrungsbeispiel angegebenen Zusatzmengen einer odei mehrerer Verbindungen
der entsprechenden Blöcke A-H der Tabelle 1 an. Bei den meisten der in Tabelle 1 angegebenen
Verbindungen erhält man den gewünschten Effekt, wenn man Mengen innerhalb der Grenzen
m2 bis m2' zusetzt. Für viele dieser Verbindungen erhält man besonders günstige Ergebnisse, wenn man
sie in Mengen innerhalb des Bereiches m3 bis m.V zusetzt.
Die Mengenangaben ml, m 2. m.l ml', m 2'. m3'
beziehen sich auf die Verwendung von Zusätzen aus einer Verbindung eines der entsprechenden Blöcke
Λ - Il der Tabelle 1 oder auf Zusätze aus Mischungen von Vcrbindunecn eines der entsprechenden Blöcke
Claims (3)
1. Verfahren zur katalytischen Entgiftung von
Verbrennungsabgasen, insbesondere von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Brennvorgang Brennstoffe verwendet werden, die außer dem Nutzbrennstoff aus
Diäthoxydibutoxysilan
Diäthoxydibutoxysilan
((C2H5O)2Si(C4H4O)2)
Diäthylsilandiol
Diäthylsilandiol
((C2Hj)2SI(OH)2)
Tetrahexyloxysilan
Tetrahexyloxysilan
((C6H13O)4Si)
Tetramethoxysilan
Tetramethoxysilan
((OCHj)4Si)
Tetraphenoxysilan
((C6H5O)4Si)
Tetrapropoxysilan
Tetrapropoxysilan
((OC3H7J4Si)
Tetramethylplatin
Tetramethylplatin
((CHj)4Pt)
ÄlhyHtrimethyl-platinJ-acetoacetat
ÄlhyHtrimethyl-platinJ-acetoacetat
(C6H4OjPt(CH3),)
Cyclooctatetraen-Pt-Kompiexe
Diäthylaluminiummalonat
Cyclooctatetraen-Pt-Kompiexe
Diäthylaluminiummalonat
((AI(C7H1IO4)J)
Triäthyl-p-tolyl-germanium
Triäthyl-p-tolyl-germanium
(Ge(C2Hs)JCH3C6H4)
Butyltriphenyl-germanium
Butyltriphenyl-germanium
(Ge(C4He)(C6H5)J) yo
Triäthoxy-antimon
(Sb(OC2H5)J)
Triphenyl-antimon
Triphenyl-antimon
(Sb(C6H5),)
Trimethyl-äthylzinn
((CHj)3C2H5Sn)
Di-cyclopentadienyl-osmium
Di-cyclopentadienyl-osmium
(Os(C5H5),)
PhenyltiUintriisopropylat
PhenyltiUintriisopropylat
((ChH5)Ti[(OCH(CHj)2)]j)
Di-cyclopentadienyl-kupfer
Di-cyclopentadienyl-kupfer
(Cu(C5Hj)2)
Di-o-tolyl-zink
Di-o-tolyl-zink
(Zn(C6H4CHj)2)
Diphenylborsäure
Diphenylborsäure
((C6Hs)2BOH)
Tri-n-hexyl-triborotrioxan
Tri-n-hexyl-triborotrioxan
((C6MiJ)JBjOj)
Tetraisopropylblei
Tetraisopropylblei
(Pb[CH(CHj)2I4)
Trimesitylchrom
Trimesitylchrom
(l2,4,6(CHj).,C,,H2J,Cr)
Di-benzol-chrom
Di-benzol-chrom
(Cr(C6H6),)
bestehen, welche einzeln oder im Gemisch dem Nutzbrennstoff in einer solchen Menge zugesetzt
worden sind, daß während des Verbrennungsvorganges Stickoxid zu Stickstoff reduziert und Kohlenmonoxid
zu Kohlendioxid oxidiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff in den Brennraum
während des Verbrennungsvorganges zusätzlich zu dem Nutzbrennstoff zugesprüht wird.
3. Brennstoffe zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß sie außer aus den Nutzbrennstoffen aus einem oder mehreren der im Anspruch 1 genannten Verbindungen
bestehen.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752559547 DE2559547A1 (de) | 1975-01-09 | 1975-01-09 | Verfahren zur katalytischen entgiftung von verbrennungsabgasen und brennstoffe zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE19752500683 DE2500683B2 (de) | 1975-01-09 | 1975-01-09 | Verfahren zur katalytischen entgiftung von verbrennungsabgasen und brennstoffe zur durchfuehrung des verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752500683 DE2500683B2 (de) | 1975-01-09 | 1975-01-09 | Verfahren zur katalytischen entgiftung von verbrennungsabgasen und brennstoffe zur durchfuehrung des verfahrens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2500683A1 DE2500683A1 (de) | 1976-07-15 |
| DE2500683B2 true DE2500683B2 (de) | 1977-06-23 |
Family
ID=5936162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19752500683 Withdrawn DE2500683B2 (de) | 1975-01-09 | 1975-01-09 | Verfahren zur katalytischen entgiftung von verbrennungsabgasen und brennstoffe zur durchfuehrung des verfahrens |
Country Status (1)
| Country | Link |
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1975
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| BI | Miscellaneous see part 2 | ||
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