DE2951621A1

DE2951621A1 - Verfahren und vorrichtung zur regeneration von abgasreinigungsvorrichtungen

Info

Publication number: DE2951621A1
Application number: DE19792951621
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Martin Herbert 6450 Hanau Völker; Polat Dipl.-Ing. 3180 Wolfsburg Öser
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen Ag 3180 Wolfsburg De Degussa Ag 6000
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1981-07-02

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration
von Abgasreinigungsvorrichtungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regeneration von mit katalytisch wirksamen Stoffen beschichteten Abgasreinigungsvor richtungen von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bekanntlich wird die Wirksamkeit der mit katalytischen Stoffen beschichteten Abgasreinigungsvorrichtungen von Kraftfahrzeugen dadurch beeinträchtigt, daß während des Betriebs die für den Antrieb der Kraftfahrzeuge verwendeten Kraftstoffe häufig Beimengungen aufweisen, die sich auf den Katalysatorschichten absetzen und dadurch deren Aktivität verringern. Solche, die Katalysatoren "vergiftenden Stoffe" sind vor allem Blei, in geringerem Maße aber auch zum Beispiel Calzium und Phosphor.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die durch solche Kraftstoffbeimengungen vergifteten Abgasreinigungsvorrichtungen wieder in einen aktiven, das heißt wiederverwendbaren Zustand versetzt werden.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1. Erfinderseitig ist nämlich festgestellt worden, daß bei einer Beaufschlagung der Katalysatoren mit Gasen in einem Bereich zwischen 650 und 11000C, vorzugsweise zwischen 850 und 10000C, die auf diesen niedergeschlagenen Kraftstoffbeimengungen, wie insbesondere das Blei, gelöst und in nachgeschalteten Filtern aufgefangen werden können. Die Behandlungsdauer liegt dabei je nach Höhe der verwendeten Gastemperatur zwischen 30 Minuten und 5 Stunden, wobei in dem bevorzugten Temperaturbereich eine Behandlungsdauer von etwa einer Stunde ausreichend sein dürfte.
Bei Abgasreinigungsvorrichtungen, die als katalytisch wirksame Stoffe u.a. Rhodium enthalten, sollten für die Durchströmung Inertgase, wie zum Beispiel Stickstoff oder auch Fahrzeugabgase, verwendet werden. Für nicht Rhodium enthaltende Katalysatoren können dagegen auch Sauerstoff enthaltende Gase, vor allem Luft, verwendet werden. Der Grund dafür liegt darin, daß Rhodium durch Sauerstoff oxidiert und dadurch die katalytische Wirkung beeinträchtigt werden könnte.
Zur Durchführung des Verfahrens wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der die Abgasreinigungsvorrichtung in eine von einer Gasströmung beaufschlagte Leitung einschaltbar ist, die eine Gasströmung auf Temperaturen oberhalb der normalen Betriebstemperatur aufheizende Heizvorrichtung aufweist. Hinter der Abgasreinigungsvorrichtung kann dann ein Filter zur Aufnahme der aus der Abgasreinigungsvorrichtung ausgelösten Kraftstoffbeimengungen angeordnet sein, der diese Beimengungen aus der Gasströmung ausscheidet, so daß die Möglichkeit des Nachweises dieser Beimengungen als auch die Möglichkeit des Aufbaus eines geschlossenen Kreislaufes für die Gase gegeben ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines schematischen Schaltbildes einer Regeneriervorrichtung für Abgasreinigungsvorrichtungen gezeigt. Dabei ist die gesamte Vorrichtung mit 1, ein üblicherweise in der Abgasleitung eines Kraftfahrzeugs zum Zwecke der Reinigung der Abgase von schädlichen Bestandteilen eingeschalteter Abgaskatalysator mit 2 und eine von einer Gasströmung beaufschlagte Leitung mit 3 bezeichnet. 4 stellt einen Behälter dar, aus dem die beispielsweise aus Inertgasen, wie Stickstoff, bestehenden Gase mittels einer Pumpe 5 abgesaugt und über eine beispielswoise elektrische Heizvorrichtung 6 zu dem Abgaskatalysator 2 gefördert wird. In Strömungsrichtung hinter dem Abgaskatalysator 2 ist ein Filter 7 angeordnet, in dem die von der heißen Gasströmung in dem Katalysator ausgelösten Beimengungen wie Blei, Calcium, Phosphor und dgl.
aufgefangen und abgeschieden werden.
8 und 9 bezeichnen zwei Flansche, zwischen denen der Abgaskatalysator 2 in die Abgasleitung 3 eingeschaltet wird, während mit 10 das Leitungsende angegeben ist, aus dem die Gase ins Freie abgeblasen werden. Um den Verbrauch an Gasen, insbesondere an Inertgasen, sowie an Heizungsenergie zu verringern, könnte das Leitungsende 10 auch an dem Behälter 4 bzw. an die Leitung 3 vor der Pumpe 5 angeschlossen werden, so daß sich ein geschlossener Kreislauf für das Gas ergibt.
Die Heizvorrichtung 6 ist so bemessen, daß sie die Gas strömung auf eine Temperatur oberhalb der normalen Betriebstemperatur des Abgaskatalysators aufheizt. Während normale Betriebstemperaturen für in einer Abgasleitung einer Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen eingeschaltete Abgaskatalysatoren bis zu etwa 6000C betragen, soll die zur Auslösung der Giftstoffe durch den Katalysator geleitete Gas strömung mindestens 6500C 0 0 0 und höchstens 11000C, vorzugsweise aber 850°C bis 1000 C, betragen, um so einerseits eine möglichst vollständige und schnelle Auslösung der Giftstoffe zu erreichen, andererseits aber eine Schädigung des Katalysators durch Übertemperaturen zu vermeiden.
In der Zeichnung ist hinter dem Abgaskatalysator 2, aber noch vor dem Filter 7 ein Kühlsystem 11 bis 14 angeordnet. Dieses Kühlsystem wird hier durch ein im geschlossenen Kreislauf umlaufendes und von einer Pumpe 14 gefördertes Arbeitsmittel gebildet, das in einem vor dem Filter 7 angeordneten Wärmetauscher 11 Wärme aus dem Gasstrom aufnimmt und diese in einem zweiten Wärmetauscher 12 abgibt. Dieser zweite Wärmetauscher 12 kann dabei als Luftkühler ausgebildet sein, der von einem mittelg eines Ventilators 13 geförderten Kühl-Luftstrom beaufschlagt wird.
Dieses Kühlsystem 11 bis 14 soll die durch die Leitung 3 strömenden Gase vor dem Filter soweit abkühlen, daß in dem Filter eine quantitative Abscheidung der aus der Abgasreinigungsvorrichtung 2 gelösten Giftstoffe möglich ist. Bei einer Abkühlung auf Temperaturen unter 3500C wird sichergestellt, daß das Filter geschont und alle abzuscheidenden Bestandteile des Gasstromes auskondensiert und in feste oder flüssige Form überführt werden.

Claims

N SPRÜCHE Verfahren zur Regeneration von mit katalytisch wirksamen Stoffen beschichteten Abgasreinigungsvorrichtungen von Kraftfahrzeugen, deren Wirksamkeit während des Betriebes durch in dem Kraftstoff enthaltene und auf der Abgasreinigungsvorrichtung niedergeschlagene Beimengungen herabgesetzt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bbgasreinigungsvorrichtungen von Gasen mit Temperaturen oberhalb der normalen Betriebstemperatur durchströmt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gastemperatur im Bereich zwischen 650 und 11000C, vorzugsweise zwischen 850 und 100000, liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest für Abgasreinigungsvorrichtungen mit Rhodium enthaltenden Katalysatorschichten zur Durchströmung Inertgase herangezogen werden.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasreinigungsvorrichtung (2) in eine von einer Gasströmung beaufschlagte Leitung (3) eingeschaltet ist, die eine die Gas strömung auf Temperaturen oberhalb der normalen Betriebstemperatur aufheizende Heizvorrichtung (6) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung hinter der Abgasreinigungsvorrichtung (2) in der Leitung (3) ein Filter (7) zur Aufnahme der aus der Abgasreinigungsvorrichtung ausgelösten Kraftstoffbeimengungen angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase in einem geschlossenen Kreislauf umlaufen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase aus Inertgasen bestehen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Filter (7) eine Kühlvorrichtung (11 - 14) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung (11 - 14) die Gasströmung auf eine Temperatur von höchstens 3500C abkühlt.