ITBZ930017A1

ITBZ930017A1 - CATALYST, IN PARTICULAR OXIDATION CATALYST.

Info

Publication number: ITBZ930017A1
Application number: IT000017A
Authority: IT
Inventors: Friedrich Gruber; Christian Lang; Walter Picker
Original assignee: Jenbacher Energiesysteme Ag
Priority date: 1992-04-15
Filing date: 1993-04-09
Publication date: 1994-10-09
Also published as: DE4311513A1; IT1265491B1; AT396434B; ITBZ930017A0; ATA77792A

Description

Titolo: "Catalizzatore, in particolare catalizzatore ad ossidazione" Title: "Catalyst, in particular oxidation catalyst"

L'invenzione concerne un catalizzatore, in particolare un catalizzatore ad ossidazione per il montaggio in una tubazione di scarico di un motore della potenza (N), in particolare di un motore a gas magro, con pi? cellule, le quali sono attraversate dai gas di scarico e le pareti delle quali sono dotate di un materiale cataliticamente attivo, e con una superficie di ingresso (A) attraverso la quale i gas di scarico entrano nel catalizzatore o rispettivamente in cellule di esso. L'invenzione concerne inoltre gruppi di catalizzatori con un corpo. The invention relates to a catalyst, in particular an oxidation catalyst for mounting in an exhaust pipe of an engine of the power (N), in particular of a lean gas engine, with more? cells, which are traversed by the exhaust gases and the walls of which are equipped with a catalytically active material, and with an inlet surface (A) through which the exhaust gases enter the catalyst or its cells respectively. The invention also relates to groups of catalysts with a body.

Catalizzatori di questo tipo vengono montati nella tubazione del gas di scarico di motori a combustione interna, in particolare motori a gas, per trasformare le sostanze nocive, risultanti nella combustione, almeno parzialmente in prodotti derivati innocui. Nel caso di motori a gas magro l'emissione primaria di sostanze nocive dall'inizio ? sostanzialmente minore come non nel caso di motori, i quali vengono fatti funzionare con un rapporto stechiometrico di gas di combustione aria. In motori a gas magro di questo tipo vengono impiegati principalmente catalizzatori ad ossidazione per la ossidazione catalitica di sostanze nocive, in particolare di monossido di carbonio (CO). Catalysts of this type are mounted in the exhaust gas pipe of internal combustion engines, in particular gas engines, to transform the harmful substances, resulting in combustion, at least partially into harmless by-products. In the case of lean gas engines, the primary emission of harmful substances from the beginning? substantially less than in the case of engines, which are operated with a stoichiometric ratio of combustion gas to air. In lean gas engines of this type, oxidation catalysts are mainly used for the catalytic oxidation of harmful substances, in particular carbon monoxide (CO).

Accanto all'operazione di trasformazione (percentuale di una sostanza nociva che viene trasformata nel catalizzatore in prodotti derivati innocui) innanzi tutto il comportamento all'invecchiamento dei catalizzatori ? una propriet? sostanziale del catali zzatore. Alongside the transformation operation (percentage of a harmful substance that is transformed in the catalyst into harmless derivatives), first of all the aging behavior of the catalysts? a property of the catalyst.

E' noto che catalizzatori nel corso del tempo perdono di attivit? e quindi decresce la loro frazione di trasformazione. L'invecchiamento di un catalizzatore ? da ricondurre fra l'altro alla riduzione della superficie attiva (materiali attivi sono per esempio leghe al platino, rodio e platino-iridio) sulla base di diversi fenomeni ed effetti durante la durata di impiego. Le cause pi? importanti sono lo sfregamento di particelle solide, sporcizia nei pori, sinterizzazione termica e avvelenamento. La causa principale dell'invecchiamento nel caso di catalizzatori ad ossidazione sono l'intasamento dei pori e inattivazione chimica dei metalli nobili cataliticamente attivi per via di impurit? nel gas di scarico. Nel caso di motori a funzionamento di gas naturale ovvero metano i veleni del catalizzatore, contenuti nel gas di scarico, provengono principalmente da additivi dell'olio lubrificante. Nel funzionamento con gas da discarica gli alogeni (cloro, fluoro), usualmente in esso contenuti, agiscono come forti veleni per il catalizzatore. Questi sono nocivi in modo che un catalizzatore in un tipico impianto per gas da discarica diventa praticamente inefficace con un motore a gas magro dopo una durata utile di per esempio 2000 ore di esercizio. Secondo lo stato attuale l'impiego di catalizzatori ad ossidazione con un contenuto in sostanze nocive nei carburante gassoso di pi? di circa 10 mg/m<3>N non sarebbe pi? economicamente sostenibile per via degli alti costi del catalizzatore. Is it known that catalysts lose their activity over time? and therefore their transformation fraction decreases. The aging of a catalyst? this can be traced back among other things to the reduction of the active surface (active materials are for example platinum, rhodium and platinum-iridium alloys) on the basis of various phenomena and effects during the duration of use. The causes pi? important are the rubbing of solid particles, dirt in the pores, thermal sintering and poisoning. The main cause of aging in the case of oxidation catalysts are the clogging of the pores and chemical inactivation of the catalytically active noble metals due to impurities. in the exhaust gas. In the case of engines running on natural gas or methane, the catalyst poisons contained in the exhaust gas come mainly from lubricating oil additives. When operating with landfill gas, the halogens (chlorine, fluorine) usually contained therein act as strong poisons for the catalyst. These are harmful so that a catalyst in a typical landfill gas system becomes virtually ineffective with a lean gas engine after a service life of for example 2000 hours of operation. According to the current state, the use of oxidation catalysts with a content of harmful substances in the gaseous fuel of pi? of about 10 mg / m <3> N would not be more? economically viable due to the high cost of the catalyst.

Lo scopo dell'invenzione ? quello di realizzare un catalizzatore economico, in particolare un catalizzatore ad ossidazione per un motore a gas magro, il quale presenti un comportamento migliorato all 'invecchiamento. The purpose of the invention? that of providing an economical catalyst, in particular an oxidation catalyst for a lean gas engine, which exhibits improved aging behavior.

Questo viene raggiunto secondo l'invenzione per il fatto che per il rapporto del diametro di una superficie circolare equivalente alla superficie di ingresso rispetto alla lunghezza del catalizzatore (L = V/A), definita come quoziente del voiurne del catalizzatore con la superficie di ingresso, vale la relazione d/L ?0,4 VN, N essendo la potenza del motore in kilowatt (kW). This is achieved according to the invention due to the fact that for the ratio of the diameter of a circular surface equivalent to the inlet surface to the length of the catalyst (L = V / A), defined as the quotient of the turn of the catalyst with the inlet surface , the relation d / L holds? 0.4 VN, N being the engine power in kilowatts (kW).

I costi di un catalizzatore con un numero specifico di cellule (per esempio 100 fino a 500 cpi), si trovano in collegamento diretto con il volume del catalizzatore, cio? con il volume assunto globalmente dalle cellule e dalle pareti di esse del catalizzatore, frequentemente indicato anche come favo del catalizzatore). Si cerca quindi di ottenere con un dato volume il pi? possible piccolo del catalizzatore vantaggiose propriet? del catalizzatore. L'invenzione si basa sulla conoscenza fondamentale che il comportamento all'invecchiamento del catalizzatore si lascia favorevolmente influenzare dalla ottimizzazione della geometria. Mentre nel caso delle geometrie finora usuali dei catalizzatori il rapporto di diametro/1 unghezza, qui di seguito ancora u1teriormente definito, del catalizzatore nel caso di motori con una potenza tipica di 500 kW si trova nell'ordine di grandezza di circa 1 fino a 2, dalla richiedente ? stato trovato e nel frattempo confermato in numerose prove che con una data potenza del motore rapporti sostanzialmente maggiori di diametr i/Iunghezze si riflettono in modo estremamente positivo sul comportamento all'invecchiamento del catalizzatore, cio? la frazione di trasformazione per una determinata sostanza nociva diminuisce soltanto leggermente con il numero delle ore di esercizio, in modo che anche dopo un alto numero di ore di esercizio (per esempio nell'ordine di grandezza di 10.000) ? data sempre ancora una attivit? del catalizzatore o rispettivamente una frazione di tr asformazi one soddisfacente. Questo nel futuro permetter? di impiegare catalizzatori anche nel caso di motori azionati dal gas di discarica nei quali le sostanze nocive, contenute nel carburante gassoso, rappresentano veleni particolarmente aggressivi del catalizzatore, nel caso stesso in cui il contenuto di sostanze nocive {in particolare alogeni) comporta pi? di 10 mg/m<3>N. The costs of a catalyst with a specific number of cells (for example 100 up to 500 cpi), are in direct connection with the volume of the catalyst, that is? with the volume taken up globally by the cells and their walls of the catalyst, frequently also referred to as the catalyst honeycomb). We therefore try to obtain with a given volume the most? possible small of the catalyst advantageous properties? of the catalyst. The invention is based on the fundamental knowledge that the aging behavior of the catalyst can be favorably influenced by the optimization of the geometry. While in the case of the hitherto usual geometries of catalysts, the diameter / length ratio, hereinafter still further defined, of the catalyst in the case of engines with a typical power of 500 kW is in the order of magnitude of about 1 to 2 , by the applicant? It has been found and in the meantime confirmed in numerous tests that with a given engine power substantially higher diameters / lengths ratios have an extremely positive effect on the aging behavior of the catalyst, that is? the transformation fraction for a certain harmful substance only decreases slightly with the number of operating hours, so that even after a high number of operating hours (for example in the order of 10,000)? date always still an activity? of the catalyst or a satisfactory transformation fraction, respectively. This in the future will allow? to use catalysts also in the case of engines driven by landfill gas in which the harmful substances contained in the gaseous fuel represent particularly aggressive poisons of the catalyst, in the same case in which the content of harmful substances (in particular halogens) involves more? of 10 mg / m <3> N.

Ulteriori vantaggi e dettagli dell'invenzione saranno. ulteriormente illustrati sulla base della seguente descrizione con riferimento alle Figure. Nel dis?gno mostrano, Further advantages and details of the invention will be. further illustrated on the basis of the following description with reference to the Figures. In the drawing they show,

la Figura 1 una vista schematica di un gruppo di catalizzatore con un catalizzatore cilindrico con indicazione dei parametri geometrici rilevanti per l'invenzione, la Figura 2 la parte di CO dopo il catalizzatore nella relazione con la parte di CO prima del catalizzatore (valore invertito della frazione di trasformazione) come funzione delle ore di esercizio per diversi rapporti di diametro/lunghezza del catalizzatore, la Figura 3 il necessario volume del catalizzatore come funzione del rapporto diametro/ lunghezza del catalizzatore per il mantenimento di una determinata operazione di trasformazione entro tre diverse durate, Figure 1 a schematic view of a catalyst group with a cylindrical catalyst with indication of the geometric parameters relevant to the invention, Figure 2 the part of CO after the catalyst in relation to the part of CO before the catalyst (inverted value of the transformation fraction) as a function of the operating hours for different catalyst diameter / length ratios, Figure 3 the necessary catalyst volume as a function of the catalyst diameter / length ratio for maintaining a given transformation operation within three different durations ,

la Figura 4 una sezione longitudinale assiale attraverso un esempio di realizzazione di un gruppo di catalizzatore secondo l'invenzione, Figure 4 is an axial longitudinal section through an example of embodiment of a catalyst group according to the invention,

la Figura 5 una vista prospettica di un esempio di realizzazione del catalizzatore secondo l'invenzione, adatto all'impiego in un corpo, Figure 5 is a perspective view of an exemplary embodiment of the catalyst according to the invention, suitable for use in a body,

la Figura 6 una vista prospettica di un ulteriore esempio di realizzazione, Figure 6 is a perspective view of a further embodiment,

la Figura 7 un esempio di realizzazione con pi? catalizzatori singoli, e Figure 7 is an example of embodiment with pi? single catalysts, e

la Figura 8 un gruppo di catalizzatore del tipo costruttivo modulare. Figure 8 is a modular construction type catalyst assembly.

Nella Figura 1 nella tubazione 1 dei gas di scarico di un motore a gas magro, non rappresentato, ? montato un gruppo di catalizzatore 3. Questo presenta un corpo 2 e in esso un catalizzatore cilindrico 4, la cui superficie di ingresso A ? circolare e il quale presenta una lunghezza (altezza di cilindro) L. Il volume, assunto dalle cellule non ulteriormente rappresentate e dalle pareti con materiale cataliticamente attivo del catalizzatore, ? indicato con V. Il diametro della superficie di ingresso circolare A ? indicato con d. Secondo l'invenzione il rapporto del diametro d rispetto alla lunghezza L del catalizzatore nel caso di una potenza N (kW) del motore comporta almeno d/L? 0,2 YN. Particolarmente vantaggioso ? un rapporto di d/L ? 0,4 VN. In Figure 1 in exhaust pipe 1 of a lean gas engine, not shown,? mounted a catalyst assembly 3. This has a body 2 and therein a cylindrical catalyst 4, whose inlet surface A? circular and which has a length (cylinder height) L. The volume, assumed by the cells not further represented and by the walls with catalytically active material of the catalyst,? denoted by V. The diameter of the circular inlet surface A? indicated with d. According to the invention, the ratio of the diameter d to the length L of the catalyst in the case of an engine power N (kW) involves at least d / L? 0.2 YN. Particularly advantageous? a ratio of d / L? 0.4 VN.

Come gi? menzionato, l'invenzione si basa infatti sulla conoscenza, rappresentata nella Figura 2, che il comportamento all'invecchiamento di un catalizzatore con un numero relativo dato delle cellule (per esempio 200 cpi) e volume dato (nella Figura 2 per esempio 7,6 1) viene migliorato se con una data potenza del motore vengono scelti maggiori rapporti di diametro/lunghezza del catalizzatore. Nella Figura 2 ? riportata la parte di monossido di carbonio dopo il catalizzatore di fronte alla parte di monossido di carbonio prima del catalizzatore (quindi il valore invertito della frazione di trasformazione). Con la linea G a titolo di esempio ? disegnato un limite che corrisponde ad una determinata parte ammessa di sostanze nocive residue dopo il catalizzatore o rispettivamente ad una determinata frazione di trasformazione. Il motore nella Figura 2 presenta una potenza di circa 510 kW. How already? mentioned, the invention is in fact based on the knowledge, represented in Figure 2, that the aging behavior of a catalyst with a given relative number of cells (for example 200 cpi) and given volume (in Figure 2 for example 7.6 1) is improved if greater ratios of diameter / length of the catalyst are chosen with a given engine power. In Figure 2? reported the part of carbon monoxide after the catalyst in front of the part of carbon monoxide before the catalyst (therefore the inverted value of the transformation fraction). With the G line as an example? drawn a limit that corresponds to a certain permitted part of residual harmful substances after the catalyst or respectively to a certain transformation fraction. The motor in Figure 2 has an output of approximately 510 kW.

Mentre nel caso di un rapporto di diametro/lunghezza d/L = 1,3 (N = 510 kW) la frazione di trasformazione iniziale allo stato nuovo ? maggiore e la parte di sostanze nocive dopo il catalizzatore ? minore, la parte di sostanze nocive (monossido di carbonio) dei gas di scarico dopo il catalizzatore nel caso di questo rapporto di diametro/lunghezza di d/L = 1,3 lungo il numero delle ore di esercizio cresce in modo relativamente forte in modo che nel caso di circa 7.500 ore di esercizio ? superato il prescritto valore limite G. Se ora secondo l'invenzione si scelgono maggiori rapporti di diametro/lunghezza (in modo che d/L ? 0,2 V510), allora si vede che con crescente rapporto di d/L decresce la pendenza delle curve (quindi la diminuzione, dovuta all'invecchiamento, della frazione di trasformazione ), mentre diventa minore la frazione di .trasformazione iniziale. While in the case of a diameter / length ratio d / L = 1.3 (N = 510 kW) the initial transformation fraction in the new state? greater and the part of harmful substances after the catalyst? lower, the proportion of harmful substances (carbon monoxide) of the exhaust gases after the catalyst in the case of this diameter / length ratio of d / L = 1.3 along the number of operating hours grows relatively strongly so what in the case of approximately 7,500 operating hours? exceeded the prescribed limit value G. If now according to the invention greater diameter / length ratios are chosen (so that d / L? 0.2 V510), then it can be seen that with increasing ratio of d / L the slope of the curves (hence the decrease, due to aging, of the transformation fraction), while the initial transformation fraction becomes smaller.

Per via della pendenza pi? piatta delle curve con maggiore rapporto di diametro/lunghezza del catalizzatore, per la emissione delle sostanze nocive (anche se allo stato nuovo la frazione di trasformazione ? leggermente minore rispetto al noto, basso rapporto di diametro/1unghezza ) lungo un numero maggiore di ore di esercizio nella Figura 2 (per esempio 12.000) si pu? rimanere al di sotto di un valore limite predeterminato G. Maggiore ? il rapporto di diametro/lunghezza, pi? lentamente invecchia il catalizzatore. Con un valore limite dato G per la quantit? ammissibile di sostanze nocive dopo il catalizzatore e con la richiesta di mantenere con precisione questo valore limite G lungo un numero determinato di ore di esercizio, il catalizzatore con la scelta del rapporto di di ametro/ lunghezza d/L si lascia dimensionare in modo che il valore limite G venga raggiunto proprio alla fine della durata utile predetermi nata . Rapporti di diametro/lunghezza eccessivi portano ad un invecchiamento ancora minore, comportano per? una minore frazione di trasformazione allo stato nuovo e oneri strutturali suppletivi per via dei catalizzatori poi relativamente a superficie grande e sottili. Due to the slope pi? flat curves with a greater ratio of diameter / length of the catalyst, for the emission of harmful substances (even if in the new state the transformation fraction is slightly smaller than the known, low ratio of diameter / length) over a greater number of hours of exercise in Figure 2 (for example 12,000) you can? remain below a predetermined limit value G. Major? the ratio of diameter / length, pi? slowly the catalyst ages. With a given limit value G for the quantity? admissible harmful substances after the catalyst and with the request to maintain precisely this limit value G over a determined number of operating hours, the catalyst with the choice of the ratio of ameter / length d / L can be sized so that the limit value G is reached at the very end of the predetermined useful life. Excessive diameter / length ratios lead to even less aging, do they involve? a smaller fraction of transformation in the new state and additional structural burdens due to the catalysts which are then relatively large and thin surfaces.

La Figura 3 mostra la dipendenza del volume necessario minimo del catalizzatore dal rapporto diametro/lunghezza del catalizzatore per mantenere una determinata frazione di trasformazione o rispettivamente una emissione ammessa di sostanze nocive lungo tre durate utili diverse, per un motore con una potenza di 510 kW. Se si richiede che la frazione di trasformazione dopo 6.000 ore di esercizio (Bh ) presenti appena ancora un predeterminato valore limite, nonostante l'invecchiamento del catalizzatore, allora il volume a tale scopo necessario dei catalizzatori in dipendenza del rapporto di diametro/lunghezza del catalizzatore risulta dalla curva inferiore di Figura 3. Nell'esempio di realizzazione rappresentato si vede che con un rapporto di diametro/lunghezza di circa 6 si raggiunge gi? un volume assai basso del catalizzatore di 3 1- Maggiori rapporti di diametro/lunghezza del catalizzatore difficilmente comportano pi? una riduzione del volume necessario del catalizzatore e quindi difficilmente pi? una riduzione dei costi per il materiale del catalizzatore. Viceversa, con rapporti maggiori di diametro/lunghezza sono da aspettarsi frazioni di trasformazione leggermente minori allo stato nuovo e inoltre un onere suppletivo strutturale, in modo che nel caso presente, un rapporto di diametro/lunghezza di circa 2 ? il pi? favorevole per il caso in cui il valore limite di emissione dev'essere mantenuto entro sei ore di esercizio. Se dovesse essere mantenuto lo stesso valore limite di emissione e pi? ore di esercizio (nella Figura 3 per esempio 12.000 o 4.000 ore di esercizio), allora a tale scopo chiaramente sono necessari maggiori volumi di catalizzatore. Si sposta anche la posizione del rapporto di diametro/lunghezza, a partire dalla quale non si lascia pi? ottenere una riduzione sostanziale del volume di catalizzatore, per maggiori ore richieste di esercizio (cio? maggiore resistenza all'invecchiamento) a maggiori valori di rapporto diametro/lunghezza. Nel caso di 12.000 ore di esercizio un rapporto favorevole di diametro/lunghezza comporta 9, nel caso di 24.000 ore di esercizio per esempio 12 . Figure 3 shows the dependence of the minimum necessary volume of the catalyst on the diameter / length ratio of the catalyst to maintain a certain transformation fraction or respectively an admissible emission of harmful substances over three different useful durations, for an engine with a power of 510 kW. If the transformation fraction after 6,000 operating hours (Bh) is required to have just a predetermined limit value, despite the aging of the catalyst, then the required volume of the catalysts for this purpose as a function of the diameter / length ratio of the catalyst results from the lower curve of Figure 3. In the example of embodiment shown it can be seen that with a diameter / length ratio of about 6 it is possible to reach already? a very low volume of the catalyst of 3 1- Greater ratios of diameter / length of the catalyst hardly lead to more? a reduction of the necessary volume of the catalyst and therefore hardly more? a reduction in the costs for the catalyst material. Conversely, with larger diameter / length ratios, slightly smaller transformation fractions are to be expected in the new state and additionally an additional structural burden, so that in the present case, a diameter / length ratio of about 2? the pi? favorable for the case where the emission limit value is to be maintained within six hours of operation. If the same emission limit value and pi? operating hours (in Figure 3 for example 12,000 or 4,000 operating hours), then clearly larger volumes of catalyst are needed for this. It also moves the position of the ratio of diameter / length, starting from which it does not leave more? obtain a substantial reduction in the volume of catalyst, for longer hours required of operation (i.e. greater resistance to aging) at higher values of the diameter / length ratio. In the case of 12,000 operating hours, a favorable diameter / length ratio results in 9, in the case of 24,000 operating hours, for example 12.

Nelle precedenti spiegazioni per semplicit? si prendeva come base un catalizzatore cilindrico 4. Ovviamente la prescrizione secondo l'invenzione per il dimensionamento pu? essere impiegata anche per catalizzatori non cilindrici. A tale scopo bisogna determinare soltanto la superficie circolare immaginaria, equivalente alla superficie di ingresso di forma qualsiasi, e impiegare poi il suo diametro come diametro da far comprendere nelle formule secondo l'invenzione. Non dev'essere uguale neanche la lunghezza del catalizzatore lungo l'intera superficie di sezione trasversale, se la lunghezza del catalizzatore generalmente viene definita come quoziente del volume del catalizzatore con la superficie di ingresso. Nel caso dell'esempio di realizzazione, rappresentato nella Figura 1, la lunghezza L, formata come quoziente come volume del catalizzatore e superficie di ingresso, coincide naturalmente con la lunghezza geometrica. Se la lunghezza geometrica 0 rispettivamente lo spessore non sono costanti lungo l'intera superficie, allora con la prescrizione L = V/A si lascia definire ci? nonostante una lunghezza chiara ("media"), con la quale pu? essere effettuato il dimensionamento secondo l'invenzione. In the previous explanations for simplicity? a cylindrical catalyst 4 was taken as a basis. Obviously, the prescription according to the invention for sizing can? also be used for non-cylindrical catalysts. For this purpose it is necessary to determine only the imaginary circular surface, equivalent to the input surface of any shape, and then use its diameter as a diameter to be included in the formulas according to the invention. The length of the catalyst along the entire cross-sectional area does not need to be the same either, if the length of the catalyst is generally defined as the quotient of the volume of the catalyst with the inlet surface. In the case of the embodiment shown in Figure 1, the length L, formed as a quotient as the volume of the catalyst and the inlet surface, naturally coincides with the geometric length. If the geometric length 0 respectively the thickness are not constant along the entire surface, then with the prescription L = V / A we can define what? despite a clear length ("medium"), with which it can? sizing according to the invention be carried out.

Per ottenere alti rapporti di diametro/lunghezza si richiedono catalizzatori sottili relativamente a superficie grande. Per ridurre globalmente l'ingombro assunto da un tale catalizzatore, secondo l'invenzione ? vantaggioso che sia curvata la superficie di ingresso del catalizzatore. In particolare per ragioni strutturali ? vantaggioso che il catalizzatore presenta lungo l'intera superficie la stessa lunghezza (nel caso di lunghezze basse questo potrebbe essere indicato anche come spessore). In questo caso quindi la superficie di ingresso e la superficie di uscita del catalizzatore sono curvate nello stesso senso ed ? uguale da tutte le parti la distanza dalla superficie di ingresso o rispettivamente di uscita. Propriet? particolarmente vantaggiose presenta un catalizzatore, per il quale vale L0Z?8000, L essendo la lunghezza in millimetri e Z la densit? delle cellule in cpi. To achieve high diameter / length ratios, relatively large surface thin catalysts are required. To reduce the overall dimensions taken up by such a catalyst, according to the invention? It is advantageous that the inlet surface of the catalyst is curved. In particular for structural reasons? It is advantageous that the catalyst has the same length along the entire surface (in the case of short lengths this could also be referred to as thickness). In this case, therefore, the inlet surface and the outlet surface of the catalyst are curved in the same direction and? the distance from the entrance or exit surface is the same on all sides. Ownership particularly advantageous presents a catalyst, for which is L0Z? 8000, L being the length in millimeters and Z the density? of cells in cpi.

Nel caso dell'esempio di realizzazione, rappresentato nella Figura 4, un catalizzatore 4, curvato cilindrico, ? sistemato come inserto in un corpo 2 di un gruppo di catalizzatore. Il catalizzatore presenta la forma di un cilindro cavo, la cui superficie di camicia interna forma la superficie di ingresso A. La lunghezza L = V/A del catalizzatore, definita come quoziente del volume del catalizzatore rispetto alla superficie di ingresso A, corrisponde, con spessori sottili D di parete del cilindro cavo, per quanto riguarda il numero, sostanzialmente al valore D dello spessore di parete . In the case of the embodiment example, shown in Figure 4, a catalyst 4, cylindrical bent,? arranged as an insert in a body 2 of a catalyst assembly. The catalyst has the shape of a hollow cylinder, the internal jacket surface of which forms the inlet surface A. The length L = V / A of the catalyst, defined as the quotient of the volume of the catalyst with respect to the inlet surface A, corresponds, with thin wall thicknesses D of the hollow cylinder, as regards the number, substantially at the value D of the wall thickness.

Per un tipo costruttivo stretto della tubazione del gas di scarico secondo la forma di realizzazione della Figura 4 ? vantaggioso che una normale alla superficie di ingresso A formi un angolo di almeno 60?, preferibi 1mente sostanzialmente 90?, rispetto alla direzione di entrata dei gas di scarico nel corpo 2. Cosi il catalizzatore assume meno spazio in direzione radiale. Il fatto che un catalizzatore disposto in questa maniera assume una lunghezza maggiore (vista in direzione di flusso principale dei gas di scarico), non disturba nella pratica. For a narrow construction type of the exhaust pipe according to the embodiment of Figure 4? It is advantageous that a normal to the inlet surface A forms an angle of at least 60 °, preferably substantially 90 °, with respect to the direction of entry of the exhaust gases into the body 2. Thus the catalyst takes up less space in the radial direction. The fact that a catalyst arranged in this manner takes a longer length (viewed in the direction of the main flow of the exhaust gases), does not disturb in practice.

Se il catalizzatore, come mostrato nelle Figure 4 e 5, ? sostanzialmente a forma cilindrica cava, allora l'asse del cilindro cavo pu? coincidere sostanzialmente con la direzione di entrata dei gas nel corpo 2. L'ingombro radiale in una tale disposizione ? basso nonostante la grande superficie di ingresso A. Se la estremit? del cilindro cavo viene chiusa da una piastra di chiusura 5, allora tutti i gas di scarico vengono costretti a fluire all'incirca radiali verso l 'esterno attraverso il catalizzatore 4 o rispettivamente attraverso le cellule di esso. Come mostrato nella Figura 4, anche il corpo pu? essere adattato alla forma cilindrica cava del catalizzatore, esso presentando rispetto a questa una parete cilindrica coassiale, la quale circonda il catalizzatore 4 a distanza radiale all'esterno della superficie di uscita del catalizzatore 4. If the catalyst, as shown in Figures 4 and 5,? substantially hollow cylindrical shape, then the axis of the hollow cylinder pu? substantially coincide with the direction of entry of the gases into the body 2. The radial dimensions in such an arrangement? low despite the large entrance area A. If the end? of the hollow cylinder is closed by a closing plate 5, then all the exhaust gases are forced to flow approximately radially outwards through the catalyst 4 or respectively through the cells thereof. As shown in Figure 4, even the body can? be adapted to the hollow cylindrical shape of the catalyst, having with respect to this a coaxial cylindrical wall, which surrounds the catalyst 4 at a radial distance outside the outlet surface of the catalyst 4.

Nella Figura 5 ? mostrato un esempio di realizzazione di un catalizzatore cilindrico cavo secondo l'invenzione, il quale ? impiegabile per esempio nel corpo 2 rappresentato nella Figura 4. Per via del basso spessore di parete D, il catalizzatore in un primo momento piano pu? essere piegato al cilindro cavo rappresentato nella Figura 5. Per mezzo di anelli interni 6 e di anelli esterni 7 il catalizzatore pu? essere tenuto insieme nella forma cilindrica cava. Nel punto di giunzione 8 possono essere previsti corpi di inserimento circolari 9, i quali tengono conto della circostanza che le cellule del catalizzatore 4 si estendono oblique alla direzione radiale. In Figure 5? shown an example of embodiment of a hollow cylindrical catalyst according to the invention, which? usable for example in the body 2 shown in Figure 4. Due to the low wall thickness D, the catalyst in a first plane can? be bent to the hollow cylinder shown in Figure 5. By means of inner rings 6 and outer rings 7 the catalyst can? be held together in the hollow cylindrical shape. In the junction point 8 circular insertion bodies 9 can be provided, which take into account the fact that the cells of the catalyst 4 extend oblique in the radial direction.

La Figura 6 mostra un ulteriore esempio di realizzazione con catalizzatore cilindrico cavo 4. I gas di scarico fluiscono in un primo momento in un tubo 2'' e da ivi in direzione della freccia 11 attraverso un?apertura di entrata 10 sostanzialmente tangenziali alla superficie di ingresso A del catalizzatore 4. I gas di scarico entrano dall'esterno verso l'interno nel catalizzatore e fluiscono in fuoriuscita in direzione della freccia 14. Figure 6 shows a further example of embodiment with a hollow cylindrical catalyst 4. The exhaust gases first flow into a pipe 2 '' and from there in the direction of the arrow 11 through an inlet 10 substantially tangential to the surface of catalyst inlet A 4. Exhaust gases enter the catalyst from the outside to the inside and flow out in the direction of arrow 14.

Per aumentare il rapporto della superficie di ingresso effettiva rispetto alla lunghezza di attraversamento con un tipo costruttivo ancora ulteriormente stabile, secondo una preferita forma di realizzazione viene inoltre proposto che il catalizzatore ? formato da due o pi? catalizzatori singoli parallelamente attraversati, preferibilmente nella forma di dischi sottili per catalizzatori singoli. Cosi con una bassa lunghezza di attraversamento L (spessore dei dischi del catalizzatore) si lascia ottenere un'alta superficie di ingresso A (globale) effettiva, il che ? vantaggioso per il procedimento di invecchiamento del catalizzatore. Nel dimensionamento ? cosi da adottare la somma A di tutte le superfici di ingresso parallele e la lunghezza media L di un catalizzatore singolo. In order to increase the ratio of the effective inlet surface to the crossing length with an even further stable construction type, according to a preferred embodiment it is further proposed that the catalyst? formed by two or more? Parallel-crossed single catalysts, preferably in the form of thin discs for single catalysts. Thus with a low traversing length L (thickness of the catalyst discs) a high effective (global) inlet surface A is obtained, which? advantageous for the catalyst aging process. In sizing? so as to adopt the sum A of all parallel inlet surfaces and the average length L of a single catalyst.

Nella Figura 7 sono mostrati un tubo esterno 15 e un tubo interno 16, nel quale sono inseriti 6 catalizzatori singoli 4a. I gas di scarico fluiscono fra il tubo esterno e il tubo interno e poi parallelamente attraverso i catalizzatori singoli 4a nel tubo interno 16 e da ivi all'aperto. La Figura 7 mostra una struttura del tipo modulare, in cui in un corpo 17 su supporti inseribili 18 sono disposti rispettivamente otto dischi o rispettivamente catalizzatori singoli a forma di piastrine. In entrambe le camere esterne 19 dell'intero gruppo di catalizzatore i gas di scarico entrano dal motore attraverso tubazioni non rappresentate dei gas di scarico, poi parallelamente attraverso tutti 16 catalizzatori singoli 4a nello spazio interno 20 e da ivi in direzione della freccia 21 verso l'esterno. Per via della struttura del tipo modulare i catalizzatori si lasciano facilmente disporre e sostituire in modo semplice nel caso di bisogno (dopo apertura di una piastra di chiusura anteriore, non rappresentata del corpo 17). Figure 7 shows an external tube 15 and an internal tube 16, in which 6 single catalysts 4a are inserted. The exhaust gases flow between the outer tube and the inner tube and then parallel through the individual catalysts 4a into the inner tube 16 and from there to the outside. Figure 7 shows a structure of the modular type, in which eight discs or individual platelet-shaped catalysts are respectively arranged in a body 17 on insertable supports 18. In both outer chambers 19 of the entire catalyst assembly, the exhaust gases enter from the engine through exhaust pipes not shown, then parallel through all 16 individual catalysts 4a into the inner space 20 and from there in the direction of the arrow 21 towards the 'external. Due to the modular type structure, the catalysts can be easily arranged and replaced in a simple way in case of need (after opening a front closing plate, not shown of the body 17).

L'invenzione non ? limitata a catalizzatori ad ossidazione per motori magri. Anche nel caso di altri catalizzatori per gas di scarico con il dimensionamento e la conformazione secondo l'invenzione pu? essere aumentata la resistenza all'invecchiamento. The invention is not? limited to oxidation catalysts for lean engines. Also in the case of other catalysts for exhaust gases with the dimensioning and the conformation according to the invention can? resistance to aging be increased.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Catalyst, in particular oxidation catalyst (4) for mounting in an exhaust pipe (1) of an engine of the power (N), in particular of a lean gas engine, with pi? cells, which are crossed by the exhaust gases and whose preferably metallic walls are equipped with a catalytically active material, and with an inlet surface (A), through which the exhaust gases enter the catalyst (4) or respectively in the cells of it, characterized in that for the ratio of the diameter (d) of a circular surface, equivalent to the inlet surface (A) with respect to the length of the catalyst (L = V / A) defined as the quotient of the volume (V) of the catalyst with the inlet surface (A), the relation d / L 2-0.2 VN holds, N being the engine power in kilowatts (kW).

2. Catalyst according to claim 1, characterized in that it is d / L 20.4 YN.

3- Catalyst, in particular oxidation catalyst (4) for mounting in a pipe (1) for the exhaust gas of a lean gas engine, with more? cells, which are traversed by the exhaust gases and the surfaces of which are equipped with a catalytically active material, and with an inlet surface (A) through which the exhaust gases enter the catalyst (4) or respectively into the cells of it, in particular according to claim 1 or 2, characterized in that the inlet surface (A) of the catalyst (4)? curved.

4. Catalyst according to claim 3, characterized in that the inlet surface (A) and the outlet surface of the catalyst (4), through which the exhaust gases exit the catalyst (4) or the cells thereof, respectively, they are curved in the same direction so that the distance from the inlet and outlet surfaces is the same everywhere.

5. Catalyst according to claim 3 or 4, characterized in that the inlet surface (A)? curved cylindrical.

6. Catalyst according to claim 5, characterized in that the catalyst (4) has the shape of a hollow cylinder.

7. Catalyst, in particular according to one of claims 1 to 6, characterized in that the product by the length (L in millimeters), defined as the quotient of the volume of the catalyst with the inlet surface and by the density? of cells (Z in pr? inch cells = cpi)? L {mm) 0Z (cpi)? 8000 (mm0cpi).

8. Catalyst group (2) with a body (2), which? which can be inserted in an engine exhaust gas pipe (1) and in which? a catalyst (4) is arranged, in particular according to one of claims 1 to 7, characterized in that a normal to the inlet surface (A) encloses an angle of at least 60 °, preferably substantially 90 °, with respect to the direction of entry of the exhaust gas in the body (2).

Catalyst assembly according to claim 8, characterized in that the axis of the hollow cylindrical catalyst substantially coincides with the direction of entry of the exhaust gases into the body (2) and that the hollow cylinder? preferably closed at the end? opposite the exhaust gas inlet opening in the body (2).

10. Catalyst group with one body (2), in which? which can be inserted in the exhaust gas pipe of the engine and in which? inserted a catalyst, in particular according to one of claims 1 to 7, characterized in that the exhaust gases flow through at least one inlet opening (10) substantially tangential to the inlet surface (A) of the catalyst (4).

11. Catalyst assembly according to claim 9 or 10, characterized in that the body has a cylindrical wall (2a), which? coaxial with the hollow cylindrical catalyst (4) and surrounds the catalyst (4) with a radial distance outside the inlet surface of the catalyst (4).

Catalyst, in particular according to one of claims 1 to 11, characterized in that the catalyst (4)? formed by two or more? single catalysts (4 '), crossed parallel, preferably in the form of thin discs for single catalysts.

13. Catalyst assembly with separate single catalysts, in particular according to claim 12, characterized in that the individual catalysts are arranged on a common support or in a common body.

14. Catalyst group with separate single catalysts, in particular according to claim 13 or 14, characterized by a structure of the modular type, in which each module has one or more? single catalysts and each module? it can be inserted into a support or can be extracted from it.