DE3012182A1 - Two=stage catalytic conVersion of exhaust gases - with wider gas passages in upstream than in downstream converter - Google Patents

Abstract

Processes and appts. for treating gases contg. combustible components (esp. exhaust gases from IC engines) are claimed. The appts. comprises 2 catalytic converters in series, each contg. an oxidn. catalyst and having several gas passages. The cross section of the passages in the upstream converter is greater than that of the passages in the downstream converter. The appts. avoids problems (blockage, pressure drop, loss of activity) associated with the ingress of particulate material (liq. and/or solid) into narrow gas passages.

Description

Katalytisches System mit nichteinheitlicherCatalytic system with non-uniform

Zellengröße und Verfahren zur Oxidation von Gasen unter Verwendung dieses katalytischen Systems Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die geeignet sind, Gase zu oxidieren, die feste Teilchen enthalten, durch Verwendung von einstückigen Katalysatorkörpern, ohne dass dabei schädliche Effekte durch die in den zu behandelnden Gasen vorhandenen Feststoffe beobachtet werden können.Cell size and method of using gases to oxidize this catalytic system The present invention relates to a method and an apparatus suitable for oxidizing solid gases Contain particles, through the use of one-piece catalyst bodies, without thereby harmful effects from the solids present in the gases to be treated can be observed.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein katalytisches System zur Verfügung gestellt, das aus mindestens zwei einstückigen Bereichen besteht, wobei der erste Bereich bzw. Abschnitt Gasströmungskanäle aufweist, die einen wesentlich grösseren Querschnitt haben, als die Strömungskanäle in dem oder den nachfolgenden Bereichen bzw. Abschnitten. Das System eignet sich zur katalytischen Oxidation von festen bzw. teilchenförmige Stoffe enthaltenden Gasen, die oxidierbare Bestandteile, wie einen oder mehrere Kohlenwasserstoffe oder ihre Oxidationszwischenprodukte enthalten, wie beispielsweise Kohlenmonoxid oder Sauerstoff enthaltende organische Materialien. Die im Rahmen der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendeten Ausdrücke "teilchenförmige Stoffe" und "Teilchen" sollen neben festen Teilchen auch flüssige Tropfen oder Aerosole sowie Mischungen von flüssigen und festen Teilchen umfassen. In den Auspuffgasen von Verbrennungskraftmaschinen können flüssige Teilchen aus nicht verbranntem oder teilweise verbranntem flüssigen Kraftstoff und/oder Schmieröl, welches in die Auspuffgase gelangt, gebildet werden. Feste Teilchen können von dem Verbrennungsverfahren herrühren und sich innerhalb der Verbrennungsmaschine und/oder dem Auspuffsystem bilden. Festes Material kann sich infolge der Verkohlung von flüssigen Teilchen, die auf den Katalysator auftreffen, auch auf dem Katalysator ausbilden. Wenn daher von Feststoffen oder festen Teilchen die Rede ist, sollen auch flüssige Teilchen mit umfasst sein, sofern es sich aus dem Zusammenhang nicht anders ergibt. Die teilchenförmigen Stoffe in dem zugeführten Gas können so gross sein, dass sie zu einer Verstopfung der schmäleren Gasströmungskanäle in den später angeordneten Katalysatoren führen, sofern nicht der Kontakt mit dem ersten, grösseren einstückigen Katalysator dazu dient, die Grösse der in dem Gas enthaltenen teilchenförmigen Stoffe zu verkleinern. Die zu behandelnden Gase können eine ausreichende Menge an oxidierbaren Bestandteilen enthalten, so dass das katalytische System als Primärenergiequelle verwendet werden kann, oder die oxidierbaren Bestandteile können in den Gasen in geringeren Mengen vorhanden sein, wie beispielsweise in Abgasen, die die Atmosphäre verunreinigen könnten, so dass das katalytische System als eine Gasreinigungsvorrichtung verwendet werden kann. Im letzteren Fall können die Zuführungsgase beispielsweise Abgase sein, die eine relativ hohe Konzentration an Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen aufweisen, und diese Gase können katalytisch gereinigt werden, um die Verunreinigung der Atmosphäre zu verringern. Der erste, einstückige Katalysatorbereich mit den grösseren Strömungskanälen kann die Feststoffe bzw. teilchenförmigen Stoffe enthaltenden Gase aufnehmen und verarbeiten, ohne dass nachteilige Effekte, wie ein Verstopfen der Kanäle, beobachtet werden kann. Durch die Behandlung in diesem ersten einstückigen Katalysatorbereich können die teilchenförmigen Stoffe wenigstens teilweise vernichtet oder hinsichtlich ihrer Grösse mechanisch verkleinert werden und liegen dann in einer geeigneteren Form für die weitere Behandlung vor, oder sie können wenigstens durch die später angeordneten einstückigen Katalysatoren passieren, ohne dass diese schädlichen Einflüssen unterliegen. Wenn es darüber hinaus wünschenswert erscheint, den Verbrennungsgrad und damit den Temperaturanstieg im Katalysatorsystem zu beschränken, verringern die grösseren Strömungskanäle die zur Verfügung stehende Oberfläche indem ersten Katalysatorbereich, wodurch eine relativ geringe Verbrennung erfolgt und damit bei einer relativ niedrigen Temperatur gearbeitet werden kann. Es kann eine dazwischengeschaltete Kühlungsstufe vorgesehen werden, um die Temperatur in der zweiten Stufe zu verringern.The present invention provides a catalytic system for Made available, which consists of at least two integral areas, wherein the first region or section has gas flow channels which have a substantial have a larger cross-section than the flow channels in the one or more subsequent ones Areas or sections. The system is suitable for the catalytic oxidation of gases containing solid or particulate substances, the oxidizable components, such as contain one or more hydrocarbons or their oxidation intermediates, such as carbon monoxide or oxygen-containing organic materials. The terms "particulate" as used in the description and in the claims In addition to solid particles, substances "and" particles should also include liquid droplets or aerosols as well as mixtures of liquid and solid particles. In the exhaust gases of internal combustion engines can consist of non-combusted or liquid particles partially burned liquid fuel and / or lubricating oil released into the exhaust gases reached, are formed. Solid particles can result from the combustion process and form within the internal combustion engine and / or the exhaust system. Solid Material can become carbonized as a result of the liquid particles falling on the catalyst hit, also train on the catalytic converter. Therefore, if of solids or Solid particles are mentioned, liquid particles should also be included, provided that it does not emerge otherwise from the context. The particulate matter in the supplied gas can be so large that they clog the narrower Lead gas flow channels in the later arranged catalytic converters, if not the contact with the first, larger one-piece catalyst serves the purpose of the Size to reduce the size of the particulate matter contained in the gas. The to be treated Gases can contain a sufficient amount of oxidizable components, so that the catalytic system can be used as a primary energy source, or the oxidizable constituents can be present in the gases in smaller quantities such as in exhaust gases that could contaminate the atmosphere that the catalytic system can be used as a gas purification device can. In the latter case, the feed gases can be exhaust gases, for example have a relatively high concentration of carbon monoxide and hydrocarbons, and these gases can be catalytically purified to remove contaminants from the atmosphere to reduce. The first, one-piece catalyst area with the larger flow channels can absorb the gases containing solids or particulate matter and process without adverse effects such as clogging of the ducts being observed can be. By treating in this first one-piece catalyst area the particulate materials can be at least partially destroyed or with respect to their size are reduced mechanically and are then in a more suitable one Form for further treatment before, or at least they can through later arranged one-piece catalysts happen without these harmful influences subject. If it also appears desirable, the degree of combustion and thus to limit the temperature rise in the catalyst system the larger flow channels the available surface in the first Catalyst area, which results in a relatively low level of combustion and thus with a relatively low temperature can be operated. There can be an intermediary Cooling stage can be provided in order to reduce the temperature in the second stage.

In einer Hinsicht betrifft die vorliegende Erfindung katalytische Verfahren und Vorrichtungen, die zur Reinigung von Gasen geeignet sind, wie beispielsweise Abgase oder Auspuffgase von Verbrennungsvorgängen oder aus anderen Quellen, um die Verunreinigung der Atmosphäre zu verringern. In einer besonderen Ausführungsform werden durch die vorliegende Erfindung Probleme gelöst, die bei der Reinigung von Gasen auftreten, insbesondere von Auspuffgasen von Zweitakt-Verbrennungskraftmaschinen, die relativ hohe Konzentrationen an Kohlenwasserstoff und Kohlenmonoxid aufweisen. In one aspect, the present invention relates to catalytic Methods and devices suitable for cleaning gases, such as, for example Exhaust gases or exhaust gases from combustion processes or from other sources in order to reduce the pollution to decrease the atmosphere. In a special one Embodiment problems are solved by the present invention the cleaning of gases, especially exhaust gases from two-stroke internal combustion engines, which have relatively high concentrations of hydrocarbon and carbon monoxide.

Kraftstoffe wie beispielsweise natürliches Gas und oxidierbare Abgase von gewöhnlichen Fahrzeugen sind im allgemeinen relativ frei von teilchenförmigen Stoffen, wenigstens von solchen beträchtlicher Grösse,und sie weisen oxidierbare Bestandteile auf.Fuels such as natural gas and oxidizable exhaust gases of ordinary vehicles are generally relatively free of particulate Substances, at least those of considerable size, and they are oxidizable Components on.

Brenn- oder Kraftstoffe können jedoch auch aus anderen Quellen kommen, und sie können verschiedene Mengen an störenden teilchenförmigen Stoffen enthalten, die in den Gasen dispergiert sind. Eine ausreichende Abtrennung dieser teilchenförmigen Stoffe vor der Oxidation der Gase kann aus ökonomischen oder technischen Gründen nicht angebracht sein, jedoch können sich diese teilchenförmigen Stoffe in erheblichem Masse nachteilig auf das katalytische Oxidationssystem auswirken. Diese katalytischen Oxidationssysteme haben insbesondere dann, wenn sie ein Metall der Platingruppe als oxidationsfördernden Bestandteil enthalten, eine lange Lebensdauer und eine hohe katalytische Aktivität, und sie werden geeigneterweise in eine im wesentlichen fest angeordnete Stellung im Hinblick auf die Gase, die durch die Berührung mit dem Katalysator oxidiert werden sollen, gebracht. Derartige Katalysatoren werden häufig über lange Zeiträume hinweg verwendet, ohne dass sie ersetzt oder einer Regenerierungsbehandlung unterzogen oder auf andere Weise behandelt werden müssen, um der Verkürzung einer langen Lebensdauer entgegenzutreten. Besonders geeignete Katalysatoren haben die Form von einstückigen Strukturen mit einer grossen Anzahl von relativ schmalen Gasströmungskanälen, die sich durch den Katalyastorkörper hindurchziehen. Diese Konfiguration bietet bei einem gegebenen Volumen eine relativ grosse geometrische Oberfläche und sorgt somit für ausgedehnte Oberflächen, auf denen eine aktive katalytische Zusammensetzung verteilt werden kann, um die Fähigkeit des Katalysators, erhöhte Mengen von Gasen in einer vorgegebenen Zeitspanne zu verarbeiten bzw. zu bewältigen, zu steigern. Verglichen beispielsweise mit einem Bett von Katalysatorteilchen zeigen sich bei den Gasströmungskanälen auch relativ niedrige Druckabfall-Charakteristiken.However, fuels can also come from other sources, and they can contain various amounts of interfering particulate matter, which are dispersed in the gases. Sufficient separation of these particulate Substances before the oxidation of the gases can be for economic or technical reasons may not be appropriate, however, these particulates can be significant Mass adversely affect the catalytic oxidation system. This catalytic Oxidation systems especially have when they are a platinum group metal included as an oxidizing ingredient, a long life and a high catalytic activity, and they are suitably converted into a substantially fixed position with regard to the gases produced by contact with to be oxidized to the catalyst, brought. Such catalysts are often used for long periods of time without replacement or regeneration treatment Must be subjected to or otherwise treated in order to shorten a long service life. Particularly suitable catalysts have Form of one-piece structures with a large number of relatively narrow gas flow channels, which pull through the catalyst body. This configuration offers a relatively large geometric surface for a given volume and provides thus for extensive surfaces on which an active catalytic composition can be distributed to the ability of the catalyst to handle increased amounts of gases in to process or cope with a specified period of time, to increase. Compared, for example, with a bed of catalyst particles The gas flow channels also have relatively low pressure drop characteristics.

Im Hinblick auf diese einstückigen Katalysatorkörper ist offensichtlich, dass, je kleiner die Strömungskanäle im Querschnitt sind und je grösser die Anzahl der Kanäle bei einem gegebenen Querschnitt ist, desto grösser der Oberflächenkontaktbereich ist und desto effektiver das Oxidationssystem dadurch wird.With regard to these one-piece catalyst bodies, it is obvious that the smaller the flow channels are in cross section and the greater the number the channels for a given cross-section, the greater the surface contact area and the more effective the oxidation system becomes.

Wenn die Strömungskanäle jedoch kleiner sind, werden sie anfälliger gegenüber nachteiligen Effekten, wie beispielsweise Verstopfung durch in dem zugeführten Gas enthaltenen Bestandteile oder Oxidationsprodukte. Diese Schwierigkeiten werden grösser, wenn in dem zugeführten Gas Bestandteile vorliegen, die zu grösseren Verstopfungsproblemen der einstückigen Katalysatorkörper führen. Gase dieser Art, die besondere Schwierigkeiten mit sich bringen, sind solche, die suspendierte teilchenförmige Stoffe, einschliesslich fester Teilchen, enthalten, die, obgleich sie relativ klein und leicht genug sind, um von den Gasen mitgerissen zu werden, einer Abtrennung nicht zugänglich sind, ohne technologische Schwierigkeiten oder ökonomische Härten in Kauf zu nehmen. Diese Teilchen können so gross sein, dass sie die Strömungskanäle der zur Förderung der Oxidation der Gase verwendeten einstückigen Katalysatoren verstopfen und dabei zu einem zunehmenden Druckabfall der zu behandelnden Gase und zu einer Verringerung der geometrischen Oberfläche, die für die Berührung mit den Gasen zur Verfügung steht, führen. Diese Auswirkungen sind äusserst unvorteilhaft, da einer der Gründe, die für die Verwendung eines einstückigen Katalysators sprechen, in dem Vorteil liegt, dass er eine höhere geometrische Oberfläche aufweist und geringere Druckabfall-Charakteristiken zeigt.However, when the flow channels are smaller, they become more vulnerable against adverse effects, such as clogging by in the supplied Components or oxidation products contained in the gas. These difficulties will be larger if there are constituents in the supplied gas, which lead to larger clogging problems the one-piece catalyst body lead. Gases of this type that present particular difficulties bring with them are those that include suspended particulate matter, including solid particles, which, although relatively small and light enough, in order to be carried away by the gases, are not accessible to separation, without having to accept technological difficulties or economic hardship. These Particles can be so large that they use the flow channels to promote the Oxidation of the gases used one-piece catalysts clog and thereby too an increasing pressure drop of the gases to be treated and a decrease the geometric surface available for contact with the gases stands, lead. These effects are extremely unfavorable because one of the reasons who speak for the use of a one-piece catalyst, in the advantage is that it has a higher geometric surface area and lower pressure drop characteristics shows.

Durch die vorliegende Erfindung werden die Verstopfungsprobleme dadurch gelöst, dass man eine Reihe von einstückigen Katalysatorkörpern verwendet, von denen der erste relativ grosse Strömungskanäle aufweist, um eine Verstopfung zu vermeiden, und um gleichzeitig die Grösse der festen und/oder flüssigen Teilchen in dem Gas zu verringern, entweder durch chemische Vernichtung, beispielsweise Oxidation, oder durch mechanische Verkleinerung, oder auch durch beides. Dennoch bleiben die Vorteile einer hohen geometrischen Oberfläche der einstückigen Katalysatorkörper und damit eine grössere katalytische Effektivität erhalten, indem der oder die nachfolgend angeordneten einstükkigen Katalysatorkörper kleinere Strömungskanäle aufweisen.The present invention eliminates the clogging problems solved that one uses a number of one-piece catalyst bodies, of which the first has relatively large flow channels to avoid clogging, and at the same time the size of the solid and / or liquid particles in the gas to reduce, either by chemical destruction, e.g. oxidation, or by mechanical reduction, or by both. Still, the benefits remain a high geometric surface area of the one-piece catalyst body and thus obtain a greater catalytic effectiveness by the or the subsequent arranged one-piece catalyst body have smaller flow channels.

Bei der katalytischen Behandlung von Abgasen aus verschiedenen Quellen, wie zum Beispiel Auspuffgasen von Verbrennungskraftmaschinen, treten dadurch Probleme auf, dass infolge der hohen Temperatur der zu behandelnden Auspuffgase und infolge des Ablaufs von exothermen Reaktionen sehr hohe Katalysatortemperaturen erreicht werden können, die den Katalysator schädigen.In the catalytic treatment of exhaust gases from various sources, As for example exhaust gases from internal combustion engines, problems arise as a result on that as a result of the high temperature of the exhaust gases to be treated and as a result very high catalyst temperatures reached during the course of exothermic reactions which can damage the catalytic converter.

Diese Probleme werden noch verschärft, wenn die Auspuffgase verhältnismässig hohe Konzentrationen an Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen zusammen mit molekularem Sauerstoff enthalten.These problems are exacerbated when the exhaust gases are proportionate high concentrations of carbon monoxide and hydrocarbons along with molecular Contain oxygen.

Beispielsweise stossen Verbrennungskraftmaschinen verschiedenartige Gase aus, und häufig enthalten diese Gase unerwünschte Bestandteile, die, wenn sie in die Atmosphäre gelangen, Luftverunreinigungen darstellen. Das Problem, die Abgabe solcher Verunreinigungen an die Atmosphäre auf ein Minimum zu beschränken, wird bereits seit vielen Jahren bearbeitet, und es wird immer wichtiger, Mittel zum Beseitigen der Emission von Luftverunreinigungen aufzufinden. Gewisse Arten des Betriebs von Motoren, bei denen verhältnismässig grosse Mengen von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid aus der Verbrennungskraftmaschine abgegeben werden, sind besonders störend für die wirksame Bekämpfung der Emission von Luftverunreinigungen. Beispiele für Quellen, die für die Abgabe so grosser Mengen von Kohlenwasserstoffen-und -3(ohlenmonoxid typisch sind, sind Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Zweitakt-Verbrennungskraftmaschinen, die häufig zum Antrieb von Motorrädern, Aussenbord-Motorbooten, Motor schlitten, Kettensägen und kleinen elektrischen Generatoren verwendet werden. Derartige Gase können auch feste und/oder flüssige Teilchen enthalten, die zur Verstopfung der Strömungskanäle der einstückigen Katalysatorkörper führen können, was in gleichem Masse für die Abgase bzw. Auspuffgase von Benzin- oder Dieselkraftmaschinen gilt.For example, internal combustion engines encounter various types Gases out, and often these gases contain undesirable components that when they enter the atmosphere, represent air pollution. The problem, the levy will keep such contaminants to the atmosphere to a minimum Has been worked on for many years, and it is becoming increasingly important to have means of removal find the emission of air pollutants. Certain types of operation of Engines that use relatively large amounts of hydrocarbons and carbon monoxide are released from the internal combustion engine, are particularly troublesome for the effective control of air pollution emissions. Examples of sources for the release of such large amounts of hydrocarbons and carbon monoxide are typical are internal combustion engines, in particular two-stroke internal combustion engines, which are often used to drive motorcycles, outboard motor boats, motor sleds, Chainsaws and small electric generators are used. Such gases can also be fixed and / or contain liquid particles that are used for Blockage of the flow channels of the one-piece catalyst body can lead, what in the same measure for the exhaust gases or exhaust gases from gasoline or diesel engines is applicable.

Es wird geschätzt, dass die Kohlenwasserstoffemission von Motorrädern sich auf etwa 0,9 % und die Kohlenmonoxidemission von Motorrädern sich auf 0,6 % der gesamten Emission von Kraftfahrzeugen in den Vereinigten Staaten von Amerika beläuft. In Anbetracht der jahreszeitbedingten Verwendung von Motorrädern und der höheren Konzentration von Motorrädern in grossen Städten kann die Wirkung der Emission von Motorrädern auf die Luftbeschaffenheit in gewissen Gegenden zu gewissen Jahreszeiten noch wesentlich bedeutender sein. Die Rohemission von Zweitaktmotoren von Motorrädern kann z.B. häufig im Bereich von etwa 6,25 bis 11,25 g Kohlenwasserstoffen je km und von etwa 7,5 bis 17,5 g Kohlenmonoxid je km liegen, und die auf diese Motorräder zurückzuführende Emission von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid kann sogar so gross sein wie diewenige von 10 bis 20 Personenkraftwagen, die mit Anlagen zur katalytischen Behandlung der Auspuffgase versehen sind. Ein typisches Auspuffgas eines Zweitaktmotors eines Motorrades, der mit einem Luft-Brennstoffveybältnis von 12,8 arbeitet, kann auf Volumenbasis etwa 5 ,~ Kohlenmonoxid, 1,7 ,~ Wasserstoff (geschätzt als 1/3 der Menge des Kohlenmonoxids in den Auspuffgasen), 3 ,~ Sauerstoff und 2000 ppm Kohlenwasserstoffe enthalten und eine Temperatur von mehr als 540° C aufweisen.It is estimated that the hydrocarbon emissions from motorcycles around 0.9% and carbon monoxide emissions from motorcycles around 0.6% of the total emissions from motor vehicles in the United States of America amounts to. Given the seasonal use of motorcycles and the Higher concentration of motorcycles in big cities can reduce the effect of the emission of motorcycles on the air quality in certain areas at certain times of the year be even more significant. The raw emissions of two-stroke engines of motorcycles For example, it can often range from about 6.25 to 11.25 grams of hydrocarbons per km and from about 7.5 to 17.5 g of carbon monoxide per km, and which on these motorcycles traceable emissions of hydrocarbons and carbon monoxide can even be so be as large as the few 10 to 20 passenger cars with catalytic systems Treatment of the exhaust gases are provided. A typical exhaust gas from a two-stroke engine of a motorcycle that works with an air-fuel ratio of 12.8 on a volume basis about 5, ~ carbon monoxide, 1.7, ~ hydrogen (estimated as 1/3 the amount of carbon monoxide in the exhaust gases), 3, ~ oxygen and 2000 ppm Contain hydrocarbons and have a temperature of more than 540 ° C.

Es gibt zwar eine allgemeine Technik zur Behandlung von unerwünschten Bestandteilen in Auspuffgasen; die Anwendung dieser allgemeinen Technik auf die Behandlung von Emissionen, die relativ grosse Mengen an Kohlenwasserstoff und Kohlenmonoxid aufweisen, begegnet jedoch bedeutenden Hindernissen. Ferner enthalten die Auspuffgase von beispielsweise Zweitaktmotoren und anderen Motoren, wie zum Beispiel Dieselmotoren, im allgemeinen Rauch, der schwarze Russteilchen, weisses Aerosol und ölasche enthalten kann, da zusammen mit dem Treibstoff auch Schmieröl verbraucht wird. Das weisse Aerosol (weiser Rauch) kann den Katalysator überziehen und zusammen mit den schwarzen Russteilchen den Katalysator verstopfen. Auch flasche kann den Katalysator verstopfen sowie zur Vergiftung des Katalysators beitragen. Die Neigung von Zweitaktmotoren, Ablagerungen zu hinterlassen, lässt sich oft beobachten, wenn man die Auspuffrohre nach einer gewissen Fahrdauer untersucht. Eine Verstopfung des Auspuffsystems beeinträchtigt nicht nur die Leistung des Motors und des Katalysators, sondern der dadurch entstehende Gegendruck begünstigt auch eine Erhöhung der Bildung von Verunreinigungen.While there is a general technique for treating unwanted ones Components in exhaust gases; the application of this general technique to the Treatment of emissions that contain relatively large amounts of hydrocarbon and carbon monoxide however, faces significant obstacles. Also contain the exhaust gases of, for example, two-stroke engines and other engines, such as diesel engines, generally smoke containing black soot particles, white aerosol and oil ash can, as well as the fuel Lubricating oil used up will. The white aerosol (white smoke) can coat the catalyst and together clog the catalytic converter with the black soot particles. Bottle can do that too Clog the catalytic converter and poison the catalytic converter. The inclination of two-stroke engines leaving deposits can often be observed, though the exhaust pipes are examined after a certain driving time. A constipation the exhaust system not only affects the performance of the engine and the catalytic converter, but the resulting counter pressure also favors an increase in education of impurities.

Die Anwesenheit von verhältnismässig grossen Mengen an Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen in typischen Auspuffgasen oder Abgasen kann zu einer bedeutenden thermischen Belastung des oxidativen Reinigungssystems führen. So beträgt zum Beispiel der adiabatische Temperaturanstieg bei der katalytischen Verbrennung von 1 Vol.% Kohlenmonoxid in Verbrennungsgasen oft etwa 85 bis 900C. Die Kohlenmonoxidkonzentration in den Auspuffgasen von Motoren wie zum Beispiel Zweitaktmotoren kann sogar etwa 10 Vol.% oder mehr betragen. Verbrennungssysteme werden oft unter brennstoffreichen Bedingungen betrieben, und dann können ihre Abgase leicht grössere Mengen von Kohlenwasserstoffen, zum Beispiel bis etwa 1 Vol.% und mehr, enthalten. Ferner können Motoren fehlenden, in welchem Falle erhebliche Mengen von Kohlenwasserstoffen und Sauerstoff aus dem Motor abgegeben werden, und die Kohlenwasserstoffkonzentration in den Auspuffgasen kann bei der Fehlzündung sogar 2 96 oder mehr betragen.The presence of relatively large amounts of carbon monoxide and hydrocarbons in typical exhausts or exhaust gases can become a significant one lead to thermal stress on the oxidative cleaning system. So is for example the adiabatic temperature rise in catalytic combustion of 1 vol.% Carbon monoxide in combustion gases is often around 85 to 900C. The carbon monoxide concentration in the exhaust gases of engines such as two-stroke engines can even be about 10% by volume or more. Combustion systems are often under fuel-rich Conditions, and then their exhaust gases can easily contain larger amounts of hydrocarbons, for example up to about 1% by volume and more. Furthermore, motors can be missing, in which case significant amounts of hydrocarbons and oxygen from the Engine output, and the concentration of hydrocarbons in the exhaust gases can be as high as 2 96 or more at misfire.

Kohlenwasserstoffe und Sauerstoff sind auch infolge des normalen Spülvorganges im Zylinder, bei dem ein Teil des Gemisches aus Luft, Treibstoff und Schmieröl ohne wesentliche Verbrennung vom Einlasskanal zur Auspufföffnung gelangt, in den Auspuffgasen enthalten. Der adiabatische Temperaturanstieg bei der katalytischen Verbrennung von 1000 ppm Kohlenwasserstoffen in den Auspuffgasen beträgt etwa 100° C. Ferner kann zu Zeiten hohen Treibstoffverbrauchs, z.B. beim Betrieb unter schwerer Belastung und/oder mit hohen Geschwindigkeiten, das Volumen der zu behandelnden Auspuffgase zu einem Ansteigen der Katalysatortemperatur, z.B. infolge des begrenzten Eigenkühlvermögens des Katalysators, führen. Daher kann die thermische Belastung, der Katalysatoren bei der Behandlung der Verbrennungsabgase ausgesetzt sind, stark sein, besonders zu Zeiten hohen Treibstoffverbrauchs sowie bei der vollständigen oder teilweisen Fehlzündung, und kann theoretisch die obere Temperaturgrenze für ein wirksames Arbeiten des Katalysators überschreiten und sogar zum Schmelzen des Katalysatorträgers führen.Hydrocarbons and oxygen are also a result of the normal flushing process in the cylinder, in which part of the mixture of air, fuel and lubricating oil without Substantial combustion passes from the intake port to the exhaust port, in the exhaust gases contain. The adiabatic temperature rise in catalytic combustion of 1000 ppm hydrocarbons in the exhaust gases is about 100 ° C. Furthermore can to Times of high fuel consumption, e.g. when operating below heavy load and / or high speeds, the volume of the treated Exhaust gases lead to a rise in the catalyst temperature, e.g. as a result of the limited Self-cooling capacity of the catalyst. Therefore, the thermal load, the catalytic converters are exposed to during the treatment of the combustion exhaust gases especially at times of high fuel consumption and when it is full or partial misfire, and can theoretically be the upper temperature limit for to exceed an effective working of the catalyst and even to melt the Lead catalyst carrier.

Die Auspuffgase aus dem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine pulsieren, da sie nur während der Auspuffperiode emittiert werden. Zweitaktmotoren sind gewöhnlich mit einem beson--deren Auspuffsystem für jeden Zylinder ausgestattet. Daher ist die pulsierende Strömung im allgemeinen stärker ausgesprochen als in kombinierten Auspuffströmen von beispielsweise mehrzylindrigen Kraftfahrzeugen. Diese pulsierende Strömung kann die Unterbringungsanordnung des Auspuffgaskatalysators beeinträchtigen sowie zu Spannungen in der Katalysatorstruktur selbst führen. Ferner wurde gefunden, dass sich allgemein bei Zweitaktmotoren die Richtung der Auspuffströmung zeitweise umkehren kann. Auf diese Weise kann katalytisch verbranntes Auspuffabgas in den Katalysator zurückgesaugt werden, wodurch die Pulsierwirkung und die erhöhte thermische Belastung des Katalysators noch verschärft werden.The exhaust gases from the cylinder of an internal combustion engine pulsate, since they are only emitted during the exhaust period. Two-stroke engines are common equipped with a special exhaust system for each cylinder. thats why the pulsating flow is generally more pronounced than in combined Exhaust flows from, for example, multi-cylinder motor vehicles. This pulsating Flow can affect the exhaust gas catalytic converter packaging arrangement as well as lead to stresses in the catalyst structure itself. It was also found that generally with two-stroke engines the direction of the exhaust flow changes from time to time can reverse. In this way, catalytically burned exhaust gas can enter the Catalyst will be sucked back, reducing the pulsating effect and the increased thermal Load on the catalyst can be exacerbated.

Die US-PS 2 664 340 beschreibt eine katalytische Vorrichtung und ein katalytisches Verfahren zum Behandeln von Auspuffgasen mit einer Mehrzahl von hintereinandergeschalteten katalytischen Elementen. Jede Gruppierung von nachgeschalteten katalytischen Elementen ist katalytisch stärker aktiv als die vorhergehende Gruppierung von katalytischen Elementen, und zwischen allen Gruppierungen von katalytischen Elementen befinden sich Kühlzonen. Die US-PS 3 440 817 beschreibt ein katalytisches Behandlungssystem für Auspuffgase, bei dem ein kleinerer Katalysator unmittelbar angrenzend an den Motor und ein grösserer Katalysator hinter dem kleineren Katalysator angeordnet ist. Vor dem kleineren Katalysator befindet sich ein einstellbarer Umlenker, durch den ein so grosser Teil der Auspuffgase um den kleineren Katalysator herum umgelenkt werden kann, dass die Ausbildung schädlicher hoher Temperaturen vermieden wird.U.S. Patent 2,664,340 describes a catalytic device and a catalytic process for treating exhaust gases with a plurality of series-connected catalytic elements. Any grouping of downstream catalytic elements is more catalytically active than the previous one grouping of catalytic elements, and between all groupings of catalytic elements Elements are cooling zones. U.S. Patent 3,440,817 describes a catalytic one Exhaust gas treatment system that uses a smaller catalytic converter immediately adjacent to the engine and a larger catalytic converter behind the smaller catalytic converter is arranged. There is an adjustable deflector in front of the smaller catalytic converter, through which such a large part of the exhaust gases around the smaller catalytic converter can be deflected so that the formation of harmful high temperatures is avoided will.

In der US-PS 3 785 781 wird ein einstückiges Katalysatorsystem zur Behandlung von Auspuffgasen bzw. Abgasen beschrieben, bei welchem der erste Katalysator, mit dem die Gase in Berührung kommen, relativ kleine Strömungskanäle aufweist, und dem ein einstückiger Katalysatorkörper nachgeordnet ist, der grössere Strömungskanäle aufweist. Diese Anordnung wiederholt sich, und der Sinn der in den nachfolgend angeordneten einstückigen Katalysatorkörpern vorliegenden grösseren Strömungskanälen liegt darin, dass sie günstige Fliesseigenschaften der Gase, zum Beispiel durch Wirbelung, verursachen, um die Behandlung in den einstückigen Katalysatorkörpern mit den kleineren Strömungskanälen wirksamer zu gestalten. Die Verwendung von Zuführungsgasen, die Teilchen einer derartigen Grösse enthalten, die die kleineren Strömungskanäle des ersten einstückigen Katalysatorkörpers verstopfen könnten, wird dort nicht erwähnt, noch wird dieses Problem in dieser Patentschrift überhaupt angesprochen.In US Pat. No. 3,785,781, a one-piece catalyst system is used for Treatment of exhaust gases or exhaust gases described, in which the first catalyst, with which the gases come into contact, has relatively small flow channels, and which is followed by a one-piece catalyst body, the larger flow channels having. This arrangement is repeated, and the meaning of those arranged below one-piece catalyst bodies present larger flow channels is, that they cause favorable flow properties of the gases, for example through turbulence, about the treatment in the one-piece catalyst bodies with the smaller flow channels more effective. The use of feed gases, the particles of such Contain size that the smaller flow channels of the first one-piece catalyst body Clogging is not mentioned there, nor is this problem mentioned in this one Patent specification addressed at all.

In der US-PS 3 896 616 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Auspuffgasen beschrieben, die Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Oxide des Stickstoffs enthalten. Die Vorrichtung weist einen ersten und einen zweiten katalytischen Umwandler auf. Der erste katalytische Umwandler arbeitet beim Anfahren unter oxidierenden Bedingungen, um den zweiten katalytischen Umwandler aufzuheizen. Dann lässt man den ersten katalytischen Umwandler durch Zusatz von Treibstoff zu den in den ersten katalytischen Umwandler eintretenden Auspuffgasen unter reduzierenden Bedingungen arbeiten, um die Oxide des Stickstoffs zu reduzieren, und der zweite katalytische Umwandler oxidiert die in den Auspuffgasen enthaltenen brennbaren Bestandteile. Diese Patentschriften sind typische Beispiele für die katalytische Behandlung von Auspuffgasen in zwei oder mehreren Katalysatorkörpern.In US Pat. No. 3,896,616 there is a method and apparatus for Treating exhaust gases are described which contain carbon monoxide, hydrocarbons and Contain oxides of nitrogen. The device has a first and a second catalytic converter. The first catalytic converter works on start-up under oxidizing conditions to heat the second catalytic converter. Then leave the first catalytic converter by adding fuel to the exhaust gases entering the first catalytic converter under reducing Conditions work to reduce the oxides of nitrogen, and the second catalytic converter oxidizes the combustible components contained in the exhaust gases. These patents are typical examples of the catalytic treatment of Exhaust gases in two or more catalytic converters.

Durch die vorliegende Erfindung werden katalytische Verfahren und Vorrichtungen zur Oxidation von Gasen zur Verfügung gestellt, die feste Teilchen enthalten, wie beispielsweise die oben beschriebenen Gase, insbesondere Gase, die zum Betrieb von Primärenergiequellen dienen und Ab- bzw. Auspuffgase von Verbrennungskraftmaschinen. Die oxidierbaren Gase werden zusammen mit freiem oder molekularem Sauerstoff katalytisch behandelt, unter Verwendung eines geeigneten einstückigen Oxidationskatalysatorsystems, bei welchem der erste Katalysatorbereich Gasströmungskanäle aufweist, die ausreichend gross sind, um das zugeführte Gas zu behandeln, ohne dass eine unerwünschte Verstopfung der Strömungskanäle auftritt, und in welchem ein nachgeordneter einstückiger Katalysatorkörper kleinere Strömungskanäle aufweist, die durch die in dem Gas enthaltenen Teilchen verstopft werden könnten, wenn der zuerst angeordnete einstückige Katalysatorkörper mit den grösseren Strömungskanälen nicht vorhanden wäre. Der letztere dient offensichtlich dazu, die Grösse der Teilchen entweder durch chemische Umwandlung oder mechanische Verkleinerung so ausreichend zu verringern, dass die Teilchen die kleineren Strömungskanäle der nachfolgend angeordneten einstückigen Katalysatorkörper nicht verstopfen oder auf andere Weise nachteilig beeinflussen. Die vorliegende Erfindung kann auch so durchgeführt bzw. angewandt werden, ohne dass über weite Bereiche von Durchsatzvolumina und Arbeitsbedingungen der Quelle des Gases, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine im Falle der Behandlung ihrer Auspuffgase, um die Verunreinigung der Atmosphäre zu verhindern, zu hohe Temperaturen erreicht werden, die den Katalysator beeinträchtigen. Bei dem katalytischen Verfahren gemäss der Erfindung werden nach dem Anfahren schnell Temperaturen erreicht, die sich für die Aktivierung des Katalysators eignen, und es ist möglich, das Verfahren schnell an Änderungen in den Arbeitsbedingungen der Quelle, aus der das Gas herrührt, anzupassen. Ferner erzielt die Erfindung die Beseitigung von unerwünschten Bestandteilen solcher Gase ohne nachteilige Wirkung auf den Betrieb der Quelle, wie beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine, zum Beispiel ohne Ausbildung eines zu hohen Gegendrucks oder anderer Schwierigkeiten. Die Verfahren und Vorrichtungen gemäss der Erfindung eignen sich besonders zur Behandlung der Auspuffgase von Dieselmotoren oder Zweitaktmotoren mit pulsierender Strömung der Auspuffgase. Die Auspuffgase können Russteilchen, weisses Aerosol, flasche und dergleichen enthalten, und es können Fehlzündungen sowie Zylinderspülung auftreten, bei denen Auspuffgase entstehen, die grosse Mengen an unverbranntem Treibstoff und Sauerstoff enthalten.The present invention catalytic processes and Devices for the oxidation of gases are provided which contain solid particles contain, such as the gases described above, in particular gases that serve to operate primary energy sources and exhaust gases from internal combustion engines. The oxidizable gases become catalytic together with free or molecular oxygen treated using a suitable one-piece oxidation catalyst system, in which the first catalyst region has gas flow channels that are sufficient are large in order to treat the supplied gas without causing undesired clogging the flow channels occurs, and in which a downstream one-piece catalyst body Has smaller flow channels through the particles contained in the gas could become clogged if the one-piece catalyst body placed first would not exist with the larger flow channels. The latter obviously serves in addition, the size of the particles either by chemical conversion or mechanical Downsizing is so sufficient that the particles decrease the smaller flow channels the one-piece catalyst bodies arranged below do not clog or adversely affect in other ways. The present invention can also do so carried out or applied without over wide ranges of throughput volumes and working conditions of the source of the gas, for example an internal combustion engine in the case of the treatment of their exhaust gases, to the pollution of the atmosphere to prevent excessively high temperatures from being reached, which adversely affect the catalyst. In the catalytic process according to the invention, after start-up are fast Temperatures achieved, which is responsible for the activation of the catalyst suitable, and it is possible to adapt the procedure quickly to changes in working conditions to match the source from which the gas originates. Furthermore, the invention achieves the Elimination of undesirable constituents of such gases without any adverse effect on the operation of the source, such as an internal combustion engine, for Example without creating too high a back pressure or other difficulties. The methods and devices according to the invention are particularly suitable for treatment of the exhaust gases from diesel engines or two-stroke engines with pulsating flow the exhaust gases. The exhaust gases can contain soot particles, white aerosol, bottles and contain the like, and misfire and cylinder purge may occur, which produce exhaust gases that contain large amounts of unburned fuel and Contain oxygen.

In jedem der erfindungsgemässen Systeme kann das Gaseinlassende eines nachgeordneten einstückigen Katalysatorkörpers, der wesentlich kleinere Strömungskanäle aufweist als der zuerst angeordnete Katalysatorkörper, nahe bei oder in Kontakt mit dem zuerst angeordneten Katalysatorkörper angeordnet sein. Der erste Katalysatorkörper eines Systems zur Behandlung von Auspuffgasen eines Motors oder Ab- oder Verbrennungsgasen, die aus einer anderen Quelle herrühren, kann so angeordnet sein, dass das Gas zwischen dem Austritt aus der Quelle und dem ersten erfindungsgemässen Katalysatorkörper keiner katalytischen Behandlung unterzogen wird. Der daran anschliessend angeordnete Katalysatorkörper liegt somit vorzugsweise in der gleichen katalytischen Behandlungszone wie der erste Katalysatorkörper. Alternativ hierzu kann der nachgeordnete Katalysatorkörper (derjenige mit den kleineren Strömungskanälen) in einer katalytischen Behandlungszone angeordnet sein, die von derjenigen des ersten Katalysatorkörpers (derjenige mit den grösseren Strömungskanälen) getrennt ist. In den verschiedenen Fällen, in denen Sauerstoff bereits in den Gasen vorliegt, wird vorzugsweise keine ins Gewicht fallende Menge an freiem Sauerstoff, beispielsweise in Form von Luft, zugefügt, bevor die Gase mit dem einstückigen Katalysatorkörper in Berührung kommen, der die grösseren Strömungskanäle aufweist. Tatsächlich kann eine derartige Zugabe vermieden werden, bis die Gase beispielsweise aus der katalytischen Behandlungszone austreten, die den Katalysatorkörper mit den grösseren Strömungskanälen aufweist, und manchmal mag die Zugabe an irgendeiner Stelle des Systems nicht einmal benötigt werden oder wünschenswert sein.In each of the systems according to the invention, the gas inlet end can have one downstream one-piece catalyst body, the much smaller flow channels as the first arranged catalyst body, close to or in contact be arranged with the catalyst body arranged first. The first catalyst body a system for the treatment of exhaust gases from an engine or exhaust gases or combustion gases, originating from another source can be arranged so that the gas between the exit from the source and the first inventive catalyst body is not subjected to catalytic treatment. The subsequently arranged The catalyst body is therefore preferably in the same catalytic treatment zone like the first catalyst body. Alternatively, the downstream catalyst body can (the one with the smaller flow channels) in a catalytic treatment zone be arranged, which of that of the first catalyst body (the one with the larger flow channels) is separated. In the various cases where Oxygen is already present in the gases, it is preferably not a significant one Amount of free oxygen, for example in the form of air, added before the Gases with the one-piece Come into contact with catalyst bodies, which has the larger flow channels. Indeed, such an addition be avoided until the gases for example from the catalytic treatment zone exit, which has the catalyst body with the larger flow channels, and sometimes the addition at some point in the system may not even be needed become or be desirable.

Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung zur Bekämpfung der Verunreinigung der Atmosphäre durch Bestandteile von Gasen, die teilchenförmige Stoffe enthalten und beispielsweise Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe und auch freien Sauerstoff aufweisen, werden die Gase vorzugsweise ohne wesentlichen Zusatz von weiterem freiem Sauerstoff zu einer ersten Katalysator zone geleitet, die einen einstückigen Oxidationskatalysator enthält, wobei eine Oxidation stattfindet, die ausreicht, um die Temperatur der Auspuffgase zu erhöhen, aber nicht ausreicht, um in dem Katalysator Temperaturen zu erzeugen, die den Katalysator schädigen könnten. Die aus dem ersten Katalysator austretenden Gase enthalten noch brennbare Wertstoffe, zum Beispiel Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe, und werden gekühlt und dann in mindestens eine nachgeschaltete Katalysatorzone geleitet, die einen Oxidationskatalysator enthält, und in der die hinterbleibenden brennbaren Wertstoffe weiter oxidiert werden.According to one embodiment of the invention for combating the contamination the atmosphere by components of gases that contain particulate matter and for example carbon monoxide and hydrocarbons and also free oxygen have, the gases are preferably without substantial addition of further free Oxygen is passed to a first catalyst zone, which is a one-piece oxidation catalyst contains, whereby an oxidation takes place, which is sufficient to the temperature of the Exhaust gases increase, but not enough to keep temperatures in the catalytic converter that could damage the catalytic converter. The one from the first catalyst Escaping gases still contain combustible materials, such as carbon monoxide and hydrocarbons, and are cooled and then in at least one downstream Catalyst zone passed, which contains an oxidation catalyst, and in which the remaining combustible materials are further oxidized.

Häufig braucht man nur eine erste oder eine erste und eine zweite Katalysatorzone zu verwenden; jedoch können, besonders bei der Behandlung von Auspuffgasen mit höheren Gehalten an Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen, weitere Katalysatorzonen, vorzugsweise mit einstückigen Katalysatoren, verwendet werden, um die Notwendigkeit von im wesentlichen vollständig verlaufenden Oxidationsreaktionen und die Erzeugung zu hoher Temperaturen in der ersten Katalysatorzone zu vermeiden, während dennoch der Gehalt der Gase an unerwünschten Bestandteilen insgesamt genügend vermindert wird. Zwischen den einzelnen nachgeschalteten Katalysatorzonen, falls mehr als eine solche Zone verwendet wird, werden die Gase vorzugsweise gekühlt, bevor sie in die unmittelbar folgende Katalysatorzone geleitet werden. Beim Kühlen der aus einer vorhergehenden Katalysatorzone kommenden Auspuffgase verlieren die Gase so viel Wärme, dass es bei der Verbrennung- in der nächsten Katalysatorzone nicht zur Ausbildung von Temperaturen kommt, die dem Katalysator abträglich sind; die Temperaturabnahme bei der Kühlung soll jedoch nicht so gross sein, dass Gase, die noch bedeutende Mengen an brennbaren Wertstoffen enthalten, unter diejenige Temperatur gekühlt werden, die für die Aktivierung des Katalysators für die Oxidation der brennbaren Wertstoffe in den Gasen in der nächsten Katalysatorzone erforderlich ist.Often you only need a first or a first and a second To use catalyst zone; however, especially when treating exhaust gases with higher levels of carbon monoxide and hydrocarbons, further catalyst zones, preferably with one-piece catalysts, used to meet the need of essentially complete oxidation reactions and the generation to avoid too high temperatures in the first catalyst zone, while nevertheless the content of undesirable constituents in the gases is sufficiently reduced overall will. Between the individual downstream catalyst zones, if more than one such zone used the gases are preferably cooled, before they are passed into the immediately following catalyst zone. When cooling of the exhaust gases coming from a preceding catalytic converter zone lose the Gases so much heat that there is combustion in the next catalyst zone temperatures do not develop which are detrimental to the catalyst; however, the temperature decrease during cooling should not be so great that gases, which still contain significant amounts of combustible materials, below that Temperature to be cooled, necessary for the activation of the catalyst for the oxidation of the combustible materials in the gases in the next catalyst zone is required is.

Gemäss einem Merkmal der Erfindung werden teilchenförmige Stoffe enthaltende, oxidierbare Gase, zum Beispiel ein Primärkraftstoff oder Auspuffgase von Verbrennungskraftmaschinen, katalytisch in einer Katalysatorzone behandelt, in der sich ein geeigneter Oxidationskatalysator in Form von mindestens zwei hintereinandergeschalteten, aneinander angrenzenden einstückigen Körpern befindet. Jeder der einstückigen Körper weist eine Mehrzahl von Kanälen auf, die sich durch ein einziges Stück des Katalysators erstrecken, und die für den Fluiddurchgang offen und daher gegen die Strömung von einem Einlass zu einem gesonderten Auslass nicht verstopft oder versperrt sind. Der erste dieser Katalysatorkörper in Richtung der Strömung der Gase hat Kanäle mit einem hinreichend grossen Querschnitt, um den Eintritt von vielen, wenn nicht allen Teilchen in dem zugeführten Gas, beispielsweise schwarze Russteilchen, weisses Rauch-Aerosol und dergleichen, in die Kanäle zu erleichtern.According to one feature of the invention, particulate substances containing, oxidizable gases, for example a primary fuel or exhaust gases from internal combustion engines, treated catalytically in a catalyst zone, in which there is a suitable oxidation catalyst in the form of at least two series-connected, adjoining one another integral bodies is located. Each of the integral bodies has a plurality of channels that extend through a single piece of the catalyst, and which are open to the fluid passageway and therefore against the flow from an inlet are not blocked or blocked to a separate outlet. The first of these Catalyst body in the direction of the flow of gases has channels with a sufficient large cross-section to allow entry of many, if not all, of the particles in the supplied gas, for example black soot particles, white smoke aerosol and like, to facilitate in the channels.

Die festen Teilchen können, insbesondere wenn sie genügend brüchig bzw. spröde sind, durch Auftreffen auf die Stirnseite des ersten einstückigen Katalysatorkörpers verkleinert werden, wobei die Enden der skelettartigen Wände die Strömungskanäle ausbilden. Die Verkleinerung kann den Eintritt von wenigstens einigen der festen Teilchen in die relativ grossen Kanäle des ersten einstückigen Katalysatorkörpers erleichtern. Die flüssigen und festen Teilchen in dem zugeführten Gas treten in die Strömungskanäle des ersten einstückigen Katalysatorkörpers ein und passieren dieselben, während sie verkleinert werden, insbesondere die festen, oxidierbaren Bestandteile der Gase,und sie können dabei sogar vollständig vernichtet werden. Die Feststoffe können durch die Berührung mit den Wänden der Gasströmungskanäle in dem einstückigen Katalysatorkörper auch mechanisch verkleinert werden. Durch einen oder mehrere dieser Effekte können die Gase selbst die einstückigen Katalysatorkörper mit den kleineren Strömungskanälen passieren und aus ihnen austreten, ohne dass diese Materialien auf den Wänden des Katalysators niedergeschlagen oder abgesetzt werden, was zu einer Einschränkung des Gasflusses und selbst zu einer Verstopfung der Kanäle führen könnte.The solid particles can, especially if they are sufficiently brittle or are brittle, due to impact on the end face of the first one-piece catalyst body can be reduced in size, with the ends of the skeletal walls being the flow channels form. The downsizing can prevent the entry of at least some of the fixed Particles in the relatively large channels of the first one-piece catalyst body facilitate. The liquid and solid particles in the supplied gas enter the flow channels of the first one-piece catalyst body one and pass the same while they are being scaled down, especially the solid ones, oxidizable constituents of the gases, and they can even be completely destroyed in the process will. The solids can by contact with the walls of the gas flow channels can also be mechanically reduced in size in the one-piece catalyst body. By One or more of these effects can be the gases themselves in the one-piece catalyst body with the smaller flow channels and exit from them without these materials are deposited or deposited on the walls of the catalyst resulting in a restriction in gas flow and even a blockage the canals could lead.

Durch Verbrennung in dem ersten Katalysatorkörper werden die durch ihn hindurchströmenden Gase erhitzt und die Neigung von beispielsweise Kohlenstoff enthaltenden Teilchen, weissem Rauch-Aerosol und dergleichen zur Bildung von Ablagerungen auf den Katalysatorwänden wird vermindert. Die erhitzten Gase strömen von dem ersten Katalysatorkörper in den nächsten, beispielsweise angrenzenden Katalysatorkörper, der den ersten Katalysatorkörper berühren kann oder von ihm beabstandet sein kann, beispielsweise in einem Abstand von nicht mehr als etwa 2,5 cm.By combustion in the first catalyst body, the Gases flowing through it are heated and the tendency of, for example, carbon containing particles, white smoke aerosol and the like to form deposits on the catalyst walls is reduced. The heated gases flow from the first Catalyst body in the next, for example adjacent catalyst body, which can touch the first catalyst body or can be spaced from it, for example at a distance of no more than about 2.5 cm.

Dieser nächste Katalysatorkörper hat je Querschnitt eine grössere Anzahl von kleineren Durchflusskanälen als der erste Katalysatorkörper, um eine zusätzliche aktive Oberfläche zur Verstärkung der katalytischen Verbrennung der brennbaren Wertstoffe in den zu behandelnden Gasen zu schaffen. Weitere Katalysatorkörper können nach oder auch vor dem genannten nächsten Katalysatorkörper mit den kleineren Strömungskanälen angeordnet sein, und diese können im wesentlichen die gleiche, eine grössere oder eine kleinere Anzahl von Gasströmungskanälen pro Querschnittseinheit aufweisen als der genannte nächste Katalysatorkörper.This next catalyst body has a larger one for each cross section Number of smaller flow channels than the first catalyst body to one additional active surface to reinforce the catalytic combustion of the to create combustible materials in the gases to be treated. More catalyst bodies can after or before the said next catalyst body with the smaller Flow channels be arranged, and these can be essentially the same, a larger or smaller number of gas flow channels per cross-sectional unit have as the said next catalyst body.

Diese zusätzlichen Katalysatoren können in der gleichen Gasbehandlungszone oder in einer anderen Gasbehandlungszone als diejenige angeordnet sein, in welcher sich der erste oder der genannte nächste Katalysatorkörper befindet. Die grössere aktive Oberfläche in dem genannten nächsten und in jedem nachfolgenden Katalysatorkörper mit den relativ kleinen Strömungskanälen erhöht den chemischen Umwandlungsgrad des zugeführten Gases je Volumeneinheit. Daher kann man mit einem kleineren Katalysatorvolumen arbeiten, als es erforderlich wäre, wenn die Durchflusskanäle in den nachgeschalteten Katalysatorkörpern die gleiche Grösse hätten wie in dem ersten Katalysatorkörper, und der durch den Katalysator bedingte Gegendruck kann herabgesetzt werden, da eine übermässige Bildung von Ablagerungen vermieden wird. Der erste Katalysatorkörper, der schnell auf katalytisch wirksame Temperaturen erhitzt werden kann, dient zur Erhöhung der Temperaturen der Gase, die zu den nachfolgend angeordneten Katalysatorkörpern passieren, und er dient zur beschleunigten Erreichung der Temperaturen, bei denen die katalytische Oxidation in den später angeordneten Katalysatorkörpern abläuft bzw. gefördert wird. Während des Betriebes ist der kühlste Teil des Katalysatorkörpers im allgemeinen sein erster Teil, wo die zu behandelnden Gase zu Anfang mit dem Katalysator in Berührung kommen. Da der nächste Katalysatorkörper mit den schmäleren bzw. kleineren Gasströmungskanälen je Volumeneinheit eine grössere katalytisch aktive Oberfläche aufweist, sind die in ihm aufgrund von exothermen Verbrennungsreaktionen erreichten Temperaturen ausreichend hoch, dass Wärme zu dem ersten Katalysatorkörper abgestrahlt und dadurch die katalytische Verbrennung in ihm beschleunigt werden kann. Das Katalysatorsystem mit den oben beschriebenen ersten und nachfolgend angeordneten Katalysatorkörpern mit unterschiedlichen Anzahlen von Strömungskanälen in ihnen kann bei dem erfindungsgemässen Verfahren eingesetzt werden, das mit mindestens zwei katalytischen Zonen arbeitet, oder bei beliebigen anderen katalytischen Verfahren zur Behandlung von Gasen der oben beschriebenen Art.These additional catalysts can be in the same gas treatment zone or be arranged in a different gas treatment zone than that in which the first or said next catalyst body is located. The bigger one active Surface in the said next and in each subsequent one Catalyst body with the relatively small flow channels increases the chemical Degree of conversion of the supplied gas per unit volume. So you can with one smaller catalyst volumes work than would be required if the flow channels in the downstream catalyst bodies would have the same size as in that first catalyst body, and the back pressure caused by the catalyst can can be reduced, as an excessive formation of deposits is avoided. The first catalyst body that quickly heats up to catalytically effective temperatures can be used to increase the temperatures of the gases that lead to the following arranged catalyst bodies happen, and it serves to accelerate achievement the temperatures at which the catalytic oxidation in the later arranged Catalyst bodies expires or is promoted. During operation is the coolest Part of the catalyst body generally its first part, where the treated Gases initially come into contact with the catalyst. Because the next catalyst body with the narrower or smaller gas flow channels per volume unit a larger one Has catalytically active surface, those in it are due to exotherms Combustion reactions reached temperatures high enough that heat to the first catalytic converter body radiated and thereby the catalytic combustion in it can be accelerated. The catalyst system with the first described above and subsequently arranged catalyst bodies with different numbers of Flow channels in them can be used in the method according to the invention, that works with at least two catalytic zones, or any other catalytic process for the treatment of gases of the type described above.

Verfahren und Vorrichtung gemäss der Erfindung eignen sich besonders zum Behandeln von Gasen, die zum Beispiel mindestens etwa 2 Vol.% Kohlenmonoxid und mindestens etwa 0,05 Vol.% Kohlenwasserstoffe (berechnet auf der Basis von C6-Kohlenwasserstoffen) enthalten. Diese Gase enthalten ausserdem freien Sauerstoff, und sie können daneben auch andere Bestandteile enthalten, wie Wasserstoff und inerte Verdünnungsmittel, wie Stickstoff, sowie Endprodukte der Verbrennung, wie Kohlendioxid und Wasser. Freier Sauerstoff ist im allgemeinen in den Auspuffgasen von Verbrennungskraftmaschinen aufgrund von Fehlzündungen oder sonstiger unvollständiger Verbrennung des Treibstoffs in dem Motor, auf Grund des normalen Zylinderspülprozesses und der Verwendung von brennstoffarmen brennbaren Gemischen oder auf Grund der Verwendung eines stöchiometrischen Luftüberschusses in dem zu verbrennenden Brennstoff-Luftgemisch enthalten. Oft enthalten die Auspuffgase von Zweitakt-Verbrennungskraftmaschinen unter normalen Arbeitsbedingungen im Mittel etwa 2 bis 8 Vol.# Kohlenmonoxid, etwa 1 bis 2,7 Vol.# Wasserstoff, etwa 0,05 bis 0,8 Vol.# Kohlenwasserstoffe und etwa 0,5 bis 5 Vol.% freien Sauerstoff. Bei der Fehlzündung oder zu Zeiten des Anfahrens oder hoher Belastung kann der Gehalt der Auspuffgase an brennbaren Bestandteilen noch erheblich höher sein. Die Auspuffgase von einer Fehlzündung können z.B. etwa 2 oder mehr Volumprozent Kohlenwasserstoffe enthalten.The method and device according to the invention are particularly suitable for treating gases containing, for example, at least about 2% by volume of carbon monoxide and at least about 0.05 vol.% hydrocarbons (calculated on the basis of C6 hydrocarbons) contain. These gases also contain free oxygen, and they can also contain other components, such as hydrogen and inert ones Diluents such as nitrogen and end products of combustion such as carbon dioxide and water. Free oxygen is generally found in the exhaust gases of internal combustion engines due to misfire or other incomplete combustion of the fuel in the engine, due to the normal cylinder scavenging process and the use of low-fuel combustible mixtures or due to the use of a stoichiometric Excess air contained in the fuel-air mixture to be burned. Often included the exhaust gases from two-stroke internal combustion engines under normal working conditions on average about 2 to 8 vol. # carbon monoxide, about 1 to 2.7 vol. # hydrogen, about 0.05 to 0.8% by volume of hydrocarbons and about 0.5 to 5% by volume of free oxygen. In the event of a misfire or at times of start-up or high load, the content may the flammable components of the exhaust gases can be considerably higher. The exhaust gases for example, about 2 or more volume percent hydrocarbons can be caused by a misfire contain.

Abgesehen davon, dass anhand der Erfindung die Umwelt verunreinigende Bestandteile von Abgasen umgewandelt werden können, können auch Gase verschiedener Art, sowohl anorganische als auch organische oxidierbare Materialien, die störende feste und/oder flüssige Teilchen enthalten, wie oben beschrieben, oxidiert werden. Diese Gase haben oft in erster Linie eine kohlenwasserstoffhaltige Natur, und sie weisen eine grössere Menge an oxidierbaren Bestandteilen auf als Abgase oder Auspuffgase, beispielsweise wenigstens etwa 5 oder 10 Vol.% oder mehr und bis zu 100 % derartiger Bestandteile. Unter diesen Materialien sind primäre Kraftstoffgase hauptsächlich aus beispielsweise Methan oder anderen Kohlenwasserstoffen zusammengesetzt, die in gasförmigem Zustand vorliegen, zumindest wenn sie die erfindungsgemässen Katalysatoren passieren. Diese primären Kraftstoffe bzw.Apart from the fact that the invention pollutes the environment Components of exhaust gases can be converted, gases can also be different Kind, both inorganic and organic oxidizable materials, the interfering contain solid and / or liquid particles, as described above, are oxidized. These gases are often primarily hydrocarbonaceous in nature, and they have a larger amount of oxidizable components than exhaust gases or exhaust gases, for example at least about 5 or 10% by volume or more and up to 100% such Components. Among these materials, primary fuel gases are mainly composed of, for example, methane or other hydrocarbons that are in the gaseous state, at least when they use the catalysts of the invention happen. These primary fuels or

Brennstoffe können, wenigstens zum grösseren Teil, vorher keinem Verbrennungsprozess unterzogen worden sein und sind daher nicht verbrannte Materialien. Diese Systeme können beispielsweise als Wärmestrahlungsquellen verwendet werden oder zur Erzeugung von Bewegungsenergie bzw. Betriebskraft direkt oder indirekt in beispielsweise mehr oder weniger adiabatischen Systemen, oder zur Aufheizung oder Erwärmung durch Konvektion oder Übertragung wie beispielsweise in Wärmeaustauschern oder Boilern. Beispiele für einige Systeme dieser Art sind in den US-PS'en 3 846 979, 3 914 090, 3 928 961 und 3 982 879 beschrieben, deren gesamte Offenbarung hier mit umfasst sein soll.Fuels cannot, at least for the most part, have a combustion process beforehand have been subjected to and are therefore not incinerated materials. These systems can for example as Heat radiation sources are used or to generate kinetic energy or operating power directly or indirectly in, for example, more or less adiabatic systems, or for heating or heating by convection or transfer such as in heat exchangers or boilers. Examples of some systems of this type are shown in U.S. Patents 3,846 979, 3,914,090, 3,928,961, and 3,982,879, the entire disclosure of which is provided herein should be included.

Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten oxidierbaren Gase enthalten störende feste Teilchen, die in ihnen susendiert sind oder auf andere Weise mitgeschleppt werden. Mindestens ein beträchtlicher Teil dieser Teilchen ist so gross, dass sie zu Verstopfungsproblemen in den nachfolgend angeordneten einstückigen Katalysatorkörpern führen können, die kleinere Strömungskanäle aufweisen. Die Teilchen haben zum überwiegenden Anteil oder auch nahezu alle eine solche Grösse, dass sie in die Strömungskanäle des ersten einstückigen Katalysatorkörpers mit den grösseren Strömungskanälen eintreten können, oder die Teilchen haben mindestens dann eine derartige Grösse, wenn sie mit der skelettartigen Struktur des ersten einstückigen Katalysatorkörpers in Berührung gekommen sind, da die Teilchen, insbesondere wenn sie spröde oder brüchig sind, zu einer kleineren Grösse aufgebrochen werden können und somit in die Strömungskanäle des ersten Katalysators eintreten können. Während die Teilchen in dem Gasstrom beispielsweise nur 1/10 p gross sein können, können die Abgase auch eine beträchtliche Anzahl von Teilchen enthalten, mit Grössen von etwa 300 bis 1000 oder mehr Micron.The oxidizable used in the context of the present invention Gases contain disruptive solid particles that are suspended in them or on others Way to be dragged along. At least a significant part of these particles is so large that they cause clogging problems in the one-piece arranged below Can lead catalyst bodies that have smaller flow channels. The particles for the most part or almost all of them are of such a size that they into the flow channels of the first one-piece catalyst body with the larger ones Flow channels can enter, or the particles have at least one such size when integral with the skeletal structure of the first Catalyst body have come into contact because the particles, especially if they are brittle or fragile, can be broken down to a smaller size and thus can enter the flow channels of the first catalytic converter. While the particles in the gas stream can be, for example, only 1/10 p in size the exhaust gases also contain a considerable number of particles, with sizes of about 300 to 1000 or more microns.

Einstückige Katalysatoren mit 400 einzelnen Strömungskanälen pro 6,45cm2 werden derzeit für die Behandlung von Fahrzeugabgasen eingeführt, und derartige Katalysatoren mit 600 Strömungskanälen pro 6,45 cm2 werden ins Auge gefasst. Einstückige Katalysatoren, insbesondere einstückige Metallkatalysatoren mit 1200 oder mehr Kanälen pro 6,45 cm2 können für eine gewerbliche Verwertung eventuell zugänglich werden. Derzeit werden zur Behandlung von Fahrzeugabgasen einstückige Katalysatoren mit wenigstens 260 Strömungskanälen pro 6,45 cm2 verwendet. Eine einzelne Querschnittsöffnung eines einstückigen Katalysators mit 600 Strömungskanälen pro 6,45 cm2 beträgt etwa 0,0858 cm2, wobei der Querschnitt des Kanals im wesentlichen quadratisch ist und seine Seiten jeweils Längsabmessungen von etwa 0,927 mm oder 927 A aufweisen. Die entsprechende Länge einer Seite eines offenen einzelnen Strömungskanals von einem einstückigen Katalysator mit 400 Kanälen pro 6,45 cm2 beträgt etwa 1135 ji, und diejenige eines einstückigen Katalysators mit etwa 260 Strömungskanälen pro 6,45 cm2 etwa 1400 . Es ist daher offensichtlich, dass im Falle der Verwendung der oben beschriebenen einstückigen Katalysatoren für die Behandlung von Gasen, die teilchenförmige Feststoffe enthalten, wenigstens ein Teil der teilchenförmigen Stoffe so gross sein wird, dass sie nicht in diese Strömungskanäle eintreten oder diese passieren können, und falls die teilchenförmigen Stoffe in grossen Mengen in den Gasen anwesend sind, wird dies zu Betriebs schwierigkeiten führen.One-piece catalysts with 400 individual flow channels per 6.45cm2 are currently being introduced for the treatment of vehicle exhaust gases, and the like Catalysts with 600 flow channels per 6.45 cm2 are envisaged. One-piece Catalysts, especially one-piece metal catalysts with 1200 or more channels per 6.45 cm2 can possibly become accessible for commercial use. Currently, the Treatment of vehicle exhaust one-piece catalysts used with at least 260 flow channels per 6.45 cm2. A single cross-sectional opening of a one-piece catalyst with 600 flow channels per 6.45 cm2 is approximately 0.0858 cm2, the cross-section of the channel being essentially square and its sides each have longitudinal dimensions of about 0.927 mm or 927 Å. the corresponding length of one side of an open single flow channel from one one-piece catalyst with 400 channels per 6.45 cm2 is about 1135 ji, and that of a one-piece catalyst with about 260 flow channels per 6.45 cm2 about 1400. It is therefore obvious that in the case of using the above described one-piece catalysts for the treatment of gases that are particulate Containing solids, at least some of the particulate matter should be so large that they cannot enter or pass through these flow channels, and if the particulate matter is present in large quantities in the gases, this will lead to operational difficulties.

Durch die vorliegende Erfindung werden diese Probleme gelöst.The present invention solves these problems.

Die Teilchen können organischer oder anorganischer oder sowohl organischer als auch anorganischer Natur sein. Zumindest die organischen Anteile von einigen dieser festen Teilchen unterliegen offensichtlich einer teilweisen oder vollständigen Oxidation in dem ersten einstückigen erfindungsgemässen Katalysator mit den grösseren Strömungskanälen. Das Ausmass einer derartigen Verbrennung und/oder mechanischen Verkleinerung, die auf die Berührung bzw. den Kontakt mit dem ersten Katalysator zurückzuführen ist, reicht aus, um die grösseren Teilchen so zu verkleinern, dass ihr Passieren durch die kleineren Strömungskanäle der nachfolgend angeordneten einstückigen Katalysatoren gewährleistet ist, ohne dass unerwünschte Betriebsschwierigkeiten chemischer oder physikalischer Natur auftreten. Das Ausmass einer derartigen Teilchenverkleinerung in Zahlenwerten anzugeben, ist schwierig, wenn nicht unmöglich, da die Teilchen in den nachfolgend angeordneten einstückigen Katalysatorkörpern einer weiteren Verkleinerung unterliegen können. Demzufolge bieten die Grössen irgendwelcher Feststoffe, die in den zugeführten und austretenden Gasen verbleiben, nicht notwendigerweise einen Anhaltspunkt für das Ausmass der Verkleinerung, die in dem ersten Katalysator erfolgt. Die Menge an grösseren festen Teilchen in-dem Zuführungsgas, die Schwierigkeiten in dem nachfolgend angeordneten einstückigen Katalysatorkörper mit den kleineren Strömungskanälen verursachen könnte, kann relativ gering sein und dennoch können dabei Verstopfungs- und andere Probleme auftreten, zumindest über einen langen Zeitraum hinweg, sofern nicht das einstückige Katalysatorsystem gemäss der vorlic genden Erfindung verwendet wird. Nahezu jede Menge an festen Teilchen ausreichender Grösse kann zu einem Problem werden, wenn das Gas zuerst in einstückige Katalysatoren mit schmäleren Strömungskanälen eingeführt wird.The particles can be organic or inorganic or both organic as well as inorganic in nature. At least the organic parts of some these solid particles are evidently subject to partial or total Oxidation in the first one-piece catalyst according to the invention with the larger ones Flow channels. The extent of such combustion and / or mechanical Reduction due to contact with the first catalyst is sufficient to reduce the larger particles so that their passage through the smaller flow channels of the one-piece arranged below Catalysts is guaranteed without causing undesirable operational difficulties chemical or physical nature. The extent of such a reduction in particle size To give numerical values is difficult, if not impossible, because the particles in the one-piece catalyst bodies arranged below a further reduction in size may be subject to. As a result offer the sizes of any Solids that remain in the incoming and outgoing gases, not necessarily an indication of the extent of the reduction in size in the first catalytic converter he follows. The amount of larger solid particles in the feed gas, the difficulties in the one-piece catalyst body arranged below with the smaller ones Flow channels could cause can be relatively small and yet can constipation and other problems arise, at least for a long period of time away, unless the one-piece catalyst system according to the preceding Invention is used. Almost any amount of solid particles of sufficient size can become a problem if the gas is first used in one-piece catalysts narrower flow channels is introduced.

Gemäss der Erfindung reichen die Oxidationsreaktionen, die sich in einer gegebenen katalytischen Zone abspielen, gleich ob es sich um die erste oder eine folgende, nachgeschaltete katalytische Zone handelt, nicht aus, um Temperaturen zu erzeugen, die den Katalysator schädigen. Die in einer katalytischen Zone erreichten Temperaturen werden min#destens teilweise durch die Temperatur der der Katalysatorzone zugeführten Gase und den auf die in der Zone stattfindenden Verbrennungsreaktionen zurückzuführenden Temperaturanstieg bestimmt. Zu den Faktoren, die die Verbrennungsreaktionen und den sich daraus ergebenden Temperaturanstieg beeinflussen, gehören der Gehalt der Gase an brennbaren Bestandteilen, die Menge des für die Verbrennung zur Verfügung stehenden freien Sauerstoffs, die Raumströmungsgeschwindigkeit der Gase durch den Katalysator und die Höhe der katalytischen Aktivität je Flächeneinheit des Katalysators.According to the invention, the oxidation reactions that take place in a given catalytic zone, whether it is the first or a subsequent, downstream catalytic zone is not concerned with temperatures to produce that damage the catalyst. Those reached in a catalytic zone Temperatures are at least partially due to the temperature of the catalyst zone supplied gases and the combustion reactions taking place in the zone attributable temperature rise determined. Among the factors influencing the combustion reactions and affect the resulting temperature rise, include the content of combustible gases, the amount of gas available for combustion standing free oxygen, the space velocity of the gases through the Catalyst and the level of catalytic activity per unit area of the catalyst.

Als Beispiel werden hier die Faktoren, die das Ausmaß der Verbrennung in einer Katalysatorzone beeinflussen, unter Bezugnahme auf die erste Katalysatorzone erläutert; jedoch können erfindungsgemäss weitere nachgeschaltete Katalysatorzonen im wesentlichen in der gleichen Weise arbeiten. Ein möglicher Betriebszustand des Motors ist z.B. der Leerlauf, bei dem ein verhältnismässig kleines Volumen an Auspuffgasen entsteht. Die verhältnismässig geringe volumetrische Strömungsgeschwindigkeit kann eine wesentliche Abkühlung der Auspuffgase vor ihrem Auftreffen auf den Katalysator in der ersten Katalysatorzone ermöglichen. Diese Abkühlung reicht jedoch nicht aus, um die Katalysatortemperaturen unter diejenigen herabzusetzen, die den Katalysator für die Oxidationsreaktion aktiviert. Infolge der verminderten Raumströmungsgeschwindigkeit durch den Katalysator kann ein grosser Anteil der in den Auspuffgasen enthaltenen brennbaren Bestandteile umgesetzt werden; da aber die behandelte Gasmenge gering und der Wärmeverlust aus dem Katalysator bedeutend ist, reicht der Temperaturanstieg nicht aus, um Temperaturen zu erzeugen, die den Katalysator schädigen könnten. Wenn der Motor schnell läuft, ist die volumetrische Strömungsgeschwindigkeit der Auspuffgase viel höher als beim Leerlauf, und die Temperatur sinkt zwischen dem Motor und der ersten Katalysatorzone im allgemeinen weniger stark ab.As an example, here are the factors that affect the extent of the burn affect in a catalyst zone, with reference to the first catalyst zone explained; however, according to the invention, further downstream catalyst zones can be used work in essentially the same way. A possible operating condition of The engine is idling, for example, with a relatively small volume of exhaust gases arises. The relatively low volumetric flow rate can a significant cooling of the exhaust gases before they hit the catalytic converter enable in the first catalyst zone. However, this cooling is not enough to lower the catalyst temperatures below those that use the catalyst activated for the oxidation reaction. As a result of the reduced space flow velocity A large proportion of the exhaust gases contained in the exhaust gas can pass through the catalytic converter combustible components are converted; but since the amount of gas treated is small and the heat loss from the catalyst is significant, the temperature rise is sufficient do not act to generate temperatures that could damage the catalytic converter. if the engine is running fast is the volumetric flow rate of the exhaust gases much higher than when idling, and the temperature drops between the engine and the first catalyst zone generally less strongly.

Die Raumströmungsgeschwindigkeit durch den Katalysator ist viel höher, und daher kann der Katalysator kein proportional grösseres Ausmaß von Verbrennung herbeiführen, d.h. die verwendete Katalysatormenge reicht nicht aus, um eine vollständige Verbrennung der durch den Katalysator hindurchströmenden brennbaren Stoffe herbeizuführen. Ferner wirken die zusätzlichen Gase, die durch den Katalysator hindurchströmen, ohne an den Verbrennungsreaktionen in der Katalysatorzone teilzunehmen, als Wärmereservoir für die durch die Oxidation in der Katalysatorzone erzeugte Wärme. Dementsprechend bleibt die Temperatur in der ersten Katalysatorzone unter denjenigen Temperaturen, die den Katalysator schädigen könnten. Bei der Fehlzündung oder beim Spülen des Zylinders gelangen höhere Konzentrationen an brennbaren Stoffen, besonders Kohlenwasserstoffen, zusammen mit Sauerstoff in die Katalysatorzone; jedoch sind die in der Katalysatorzone erreichten Temperaturen in Anbetracht der niedrigeren Temperatur der durch die Katalysatorzone strömenden Gase und der für eine vollständige Umwandlung der brennbaren Stoffe unzureichenden Katalysatormenge nicht schädlich für den Katalysator.The space velocity through the catalyst is much higher, and therefore the catalyst cannot burn proportionally to a greater extent bring about, i.e. the amount of catalyst used is not sufficient to achieve a complete Bringing combustion of the combustible substances flowing through the catalytic converter. Furthermore, the additional gases that flow through the catalytic converter without taking part in the combustion reactions in the catalyst zone, as a heat reservoir for the heat generated by the oxidation in the catalyst zone. Accordingly the temperature in the first catalyst zone remains below those temperatures which could damage the catalytic converter. In the event of a misfire or purging the Cylinder, higher concentrations of flammable substances, especially hydrocarbons, together with oxygen in the catalyst zone; however, those are in the catalyst zone temperatures reached given the lower temperature of the through the catalyst zone flowing gases and those insufficient for a complete conversion of the combustible substances Amount of catalyst not harmful to the catalyst.

Oft werden Zweitakt-Verbrennungskraftmaschinen mit stöchiometrischen Verhältnissen von Luft zu Treibstoff für die theoretisch vollständige Verbrennung des Treibstoffs zu Kohlendioxid und Wasser oder auf der brennstoffreichen Seite des stöchiometrischen Verhältnisses beschrieben. In diesem Falle kann der Mangel an für die vollständige Verbrennung der brennbaren Stoffe in den Auspuffgasen ausreichendem freiem Sauerstoff zusätzlich dazu beitragen, geeignete Temperatursteigerungen in der Katalysatorzone aufrechtzuerhalten. Um die Verbrennung von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen in den Auspuffgasen oder anderen oxidierbaren Materialien, die erfindungsgemäss verwende werden können, zu verstärken, können sauerstoffhaltige Gase zum Beispiel hinter der ersten Katalysator zone zu dem Oxidationssystem zugesetzt werden. Im allgemeinen steht bei der Behandlung von Gasen im Sinne der Erfindung genügend freier Sauerstoff für die nachfolgende vollständige Verbrennung der darin enthaltenen oxidierbaren Materialien auf stöchiometrischer Basis zu Kohlendioxid und Wasser zur Verfügung, und zweckmässig wird ein Überschuss von mindestens etwa 0,6 Vol.%, im allgemeinen etwa 0,6 bis 3 Vol.%, an freiem Sauerstoff über diejenige Menge zur Verfügung gestellt, die auf stöchiometrischer Basis für die vollständige Verbrennung erforderlich ist. Nach der erfindungsgemässen Behandlung der Gase enthalten diese oft weniger als etwa 0,02, vorzugsweise weniger als etwa 0,005 Vol.% Kohlenmonoxid und weniger als etwa 0,010, vorzugsweise weniger als etwa 0,002 Vol.% Kohlenwasserstoff.Often two-stroke internal combustion engines are stoichiometric with Air to fuel ratios for theoretically complete combustion of fuel to carbon dioxide and water or on the fuel-rich side of the stoichiometric ratio. In this case, the defect can sufficient for the complete combustion of the combustible substances in the exhaust gases Free oxygen also contribute to appropriate temperature increases in to maintain the catalyst zone. To the combustion of carbon monoxide and Hydrocarbons in the exhaust gases or other oxidizable materials that According to the invention can be used to reinforce, oxygen-containing Gases, for example, added to the oxidation system downstream of the first catalyst zone will. In general, the treatment of gases is within the meaning of the invention enough free oxygen for the subsequent complete combustion of the oxygen in it contained oxidizable materials on a stoichiometric basis to carbon dioxide and water are available, and an excess of at least about 0.6% by volume, generally about 0.6 to 3% by volume, of free oxygen over that Amount provided on a stoichiometric basis for full Incineration is required. Contained after the treatment of the gases according to the invention these often less than about 0.02, preferably less than about 0.005 volume percent carbon monoxide and less than about 0.010, preferably less than about 0.002 volume percent hydrocarbon.

Da es, besonders beim Anfahren, wenn der Motor noch kalt ist, zu einer bedeutenden Kühlung der Auspuffgase der Verbrennungsquelle kommen kann, bevor die Gase das erfindungsgemäße Katalysatorsystem erreichen, wird der erste Katalysator vorzugsweise verhältnismässig nahe an der Verbrennungsquelle angeordnet, damit die Auspuffgase, wenn sie auf den ersten Katalysator#auftreffen, so hohe Temperaturen aufweisen, dass der Katalysator, wenn er kalt ist, schnell auf Temperaturen erhitzt wird, bei denen er katalytisch aktiv ist. Im allgemeinen befindet sich die erste Katalysator zone bei der Behandlung von Ab- oder Auspuffgasen an einer solchen Stelle, dass die mit dem Katalysator in Berührung kommenden Gase sich unter den beim Betrieb des Motors zu erwartenden Arbeitsbedingungen auf Temperaturen über etwa 250° C, vorzugsweise Temperaturen von etwa 300 bis 6000 C, befinden. Man kann sich auch zusätzlicher Mittel bedienen, um in der ersten Zone für den Katalysator genügend hohe Temperaturen zu erreichen, um eine geeignete katalytische Aktivität zu erzielen; z.B. kann man sich der elektrischen Heizung, der Zündung und der thermischen Verbrennung von zusätzlichem Brennstoff vor der ersten Katalysatorzone und dergleichen bedienen; im allgemeinen werden diese Mittel jedoch wegen der Kompliziertheit, die sie dem Behandlungssystem für die Auspuffgase erteilen, nicht angewandt.Since it becomes one, especially when starting off when the engine is still cold significant cooling of the exhaust gases from the combustion source can occur before the Gases reach the catalyst system according to the invention, becomes the first catalyst preferably arranged relatively close to the combustion source so that the Exhaust gases when they hit the first # catalytic converter, so high temperatures exhibit that when the catalyst is cold, it heats up rapidly to temperatures where it is catalytically active. Generally there is the first Catalyst zone in the treatment of waste or Exhaust gases on such a point that the gases coming into contact with the catalytic converter are removed under the working conditions to be expected when operating the engine to temperatures above about 250.degree. C., preferably temperatures of about 300 to 6000.degree. Man can also make use of additional funds to put the catalyst in the first zone temperatures high enough to achieve suitable catalytic activity to achieve; E.g. one can look at the electric heating, the ignition and the thermal Combustion of additional fuel upstream of the first catalyst zone and the like serve; however, in general, these agents are used because of the complexity involved give it to the exhaust gas treatment system, not applied.

Wenn Temperaturen erreicht worden sind, bei denen katalytische Aktivität erzielt wird, bewirkt der Katalysator in der ersten Katalysatorzone eine Oxidation der brennbaren Bestandteile in den Gasen zu Wasser und Kohlenstoffoxiden, insbesondere Kohlendioxid.When temperatures have been reached at which catalytic activity is achieved, the catalyst causes oxidation in the first catalyst zone the combustible components in the gases to water and carbon oxides, in particular Carbon dioxide.

Das Ausmass der Oxidation in der ersten erfindungsgemässen Katalysatorzone reicht jedoch in dem weiten Bereich von Arbeitsbedingungen, die praktisch vorkommen können, nicht aus, um in dieser Zone Temperaturen zu erzeugen, die den Katalysator schädigen könnten. Im allgemeinen erzielt man, wenn mehr als eine Katalysatorzone verwendet wird, in der ersten Katalysatorzone eine Verbrennung von etwa 5 bis 75, vorzugsweise etwa 15 bis 50, Vol.% der brennbaren Stoffe, also Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Kohlenwasserstoffe und dergleichen, in den Gasen.The extent of the oxidation in the first catalyst zone according to the invention however, ranges in the wide range of working conditions that occur in practice can not, in order to generate temperatures in this zone, which the catalyst could harm. In general, if more than one catalyst zone is achieved is used, a combustion of about 5 to 75 in the first catalyst zone, preferably about 15 to 50% by volume of the combustible substances, i.e. carbon monoxide, hydrogen, Hydrocarbons and the like in the gases.

Eine Katalysatorzone wird durch einen Teil des Systems gebildet, in welcher ein Katalysator verwendet wird, um die Oxidation von wenigstens einem Bestandteil des zugeführten Gases zu beschleunigen. Diese Zone kann einen oder mehrere Katalysatorkörper aufweisen und falls mehr als einer anwesend ist, können diese sich berühren oder in beabstandeter Stellung vorliegen. Wenn ein Reaktionsteilnehmer, zum Beispiel Sauerstoff, Brennstoff oder andere reaktive Materialien dem gasförmigen Strom zwischen den Katalysatoranordnungen zugeführt wird, bilden solche Zugabepunkte separate Katalysatorzonen, eine vor und eine nach dem Ort der Zugabe. Auf ähnliche Weise, wenn der Gasstrom einer wesentlichen Temperaturänderung unterliegt, beispielsweise wenigstens etwa 500C zwischen den Katalysatoranordnungen, werden die Katalysatoren vor und nach dem Ort der Temperaturänderung als in zwei verschiedenen Katalysatorzonen angeordnet angesehen, gleichgültig, ob die Temperaturänderung, zum Beispiel Abkühlung, durch direkten oder indirekten Wärmeaustausch erfolgt, Der Anstieg der Temperatur der Gase in der ersten Katalysatorzone aufgrund der darin stattfindenden Oxidation beträgt oft mindestens etwa 500C, reicht jedoch nicht aus, um in der ersten Katalysatorzone Temperaturen zu erzeugen, die für den Katalysator schädlich sind. Häufig beträgt der Temperaturanstieg bei der Behandlung von Ab- oder Auspuffgasen weniger als etwa 5000C, und oft liegt er im Bereich von beispielsweise etwa 50 bis 300°C.A catalyst zone is formed by part of the system in which a catalyst is used to prevent the oxidation of at least one component to accelerate the supplied gas. This zone can have one or more catalyst bodies and if more than one is present, they can touch or are in a spaced position. If a respondent, for example Oxygen, fuel or other reactive materials between the gaseous stream is fed to the catalyst arrangements, form such Addition points separate catalyst zones, one before and one after the point of addition. On similar ones Way when the gas stream is subject to a substantial temperature change, for example at least about 50 ° C between the catalyst arrays, the catalysts become before and after the location of the temperature change than in two different catalyst zones arranged, regardless of whether the temperature change, for example cooling, occurs through direct or indirect heat exchange, the rise in temperature of the gases in the first catalyst zone due to the oxidation taking place therein is often at least about 50 ° C., but is not sufficient to in the first catalyst zone To generate temperatures that are detrimental to the catalyst. Often amounts to the temperature rise in the treatment of exhaust gases is less than about 5000C, and often it is in the range of about 50 to 300 ° C, for example.

Wenn mehr als eine Katalysatorzone verwendet wird, beträgt die höchste Temperatur der aus der ersten Katalysatorzone ausströmenden Auspuffgase weniger als etwa 8000 C und liegt z.B. im Bereich von etwa 400 bis 8000 C, vorzugsweise von etwa 450 bis 6500 C. Die Spitzentemperaturen in der ersten Katalysatorzone liegen unterhalb derjenigen Temperaturen, die dem Katalysator schädlich sein können, weil in der ersten Katalysatorzone nicht genügend Katalysator enthalten ist, um die vollständige Verbrennung der brennbaren Wertstoffe in den Auspuffgasen herbeizuführen, und gegebenenfalls weil nicht genug Sauerstoff für die vollständige Verbrennung der brennbaren Wertstoffe in den Auspuffgasen zur Verfügung gestellt wird. Vorteilhaft hat der Katalysator in der ersten Katalysatorzone ein verhältnismässig kleines Volumen, wodurch das Aufheizen auf Temperaturen der katalytischen Aktivität beim Anfahren erleichtert wird.If more than one catalyst zone is used, the highest is Temperature of the exhaust gases flowing out of the first catalytic converter zone is less than about 8000 C and is, for example, in the range of about 400 to 8000 C, preferably from about 450 to 6500 C. The peak temperatures are in the first catalyst zone below those temperatures which can be harmful to the catalyst because there is not enough catalyst in the first catalyst zone to achieve the full Incinerate the combustible materials in the exhaust gases, and if necessary because there is not enough oxygen for the complete combustion of the combustible materials is made available in the exhaust gases. The catalyst has advantageous in the first catalyst zone a relatively small volume, whereby the Heating up to temperatures of catalytic activity facilitates start-up will.

Katalytische Systeme zur Verbrennung von geeigneten oxidierbaren Materialien, die als Primärenergiequellen dienen, sind bekannt und können der Praxis der vorliegenden Erfindung angepasst werden. Beispielsweise sind Wärmestrahlungssysteme in den US-PS'en 3 441 359 und 3 191 659 offenbart. Katalytische Verbrennungssysteme zu Zwecken des indirekten Wärmeaustausches sind in den US-PS'en 3 914 090 und 3 982 879 beschrieben, während in der US-PS 3 928 961 die Verwendung von einzelnen oder mehreren katalytischen Verbrennungszonen zur Oxidation von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen unter im wesentlichen adiabatischen Bedingungen zur Erzeugung von Kraft beschrieben wird. Wenn derartige Brennstoffe mit einer stöchiometrischen Menge an Luft bei der Verbrennungseingangstemperatur verbrannt werden, haben sie gewöhnlich eine adiabatische Flammtemperatur von wenigstens etwa 1816°C. Die Betriebstemperaturen des Katalysators in den zuletzt genannten Systemen können typischerweise etwa 9270C bis 17600C, vorzugsweise etwa 10930c bis etwa 16490C betragen.Catalytic systems for the combustion of suitable oxidizable materials, which serve as primary energy sources are known and can practice the present Invention to be adapted. For example, thermal radiation systems are in the U.S. Patents 3,441,359 and 3,191,659. Catalytic combustion systems to Indirect heat exchange purposes are disclosed in U.S. Patents 3,914,090 and 3,982 879, while US Pat. No. 3,928,961 discloses the use of single or multiple catalytic combustion zones for the oxidation of carbonaceous fuels described under essentially adiabatic conditions for generating force will. If such fuels with a stoichiometric amount of air at the Combustion inlet temperature, they usually have an adiabatic Flame temperature of at least about 1816 ° C. The operating temperatures of the catalyst in the latter systems it can typically be about 9270C to 17600C, preferably be about 10930c to about 16490C.

Wenn erfindungsgemäss feste Teilchen enthaltende oxidierbare Materialien als Speisegas für die verschiedenen, oben genannten, erfindungsgemässen Systeme verwendet werden, wird der erste Katalysator, der mit dem Gas in der Katalysatorzone in Berührung kommt, ein einstückiger Katalysator sein mit relativ grossen Strömungskanälen, während ein nachfolgend angeordneter Katalysator in dieser oder in einer anderen Katalysatorzone eine grössere Anzahl an kleineren Strömungskanälen, wie oben beschrieben, aufweist.When oxidizable materials containing solid particles in the present invention as feed gas for the various above-mentioned systems according to the invention The first catalyst used will be the one with the gas in the catalyst zone comes into contact, be a one-piece catalyst with relatively large flow channels, while a subsequently arranged catalyst in this one or in another Catalyst zone a larger number of smaller flow channels, as described above, having.

Beim Betrieb der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung wird die Temperatur des Katalysators in der ersten Katalysatorzone vorzugsweise so hoch gehalten, dass die Bildung von Ablagerungen auf dem Katalysator, wenn es überhaupt dazu kommt, zu vernachlässigen ist. Bei der Behandlung von Kohlenstoff enthaltenden Teilchen und weisses Aerosol enthaltenden Auspuffgasen von zum Beispiel Zweitaktmotoren soll die Katalysatortemperatur beim Betrieb oberhalb 3000 C und vorzugsweise oberhalb etwa 500° C liegen, um die Bildung von Ablagerungen auf ein Minimum zu beschränken. Beim Betrieb von Zweitaktmotoren #können die Auspuffgase mit dem Katalysator in pulsierender Weise in Berührung kommen, und die heissen Abgase von, der katalytischen Verbrennung können sogar in die erste Katalysatorzone zurückgesaugt werden. Die erwünschten Temperaturen können in der Katalysatorzone zwischen den intermittierenden Stößen der Auspuffgase durch weitere katalytische Verbrennung der brennbaren Wertstoffe innegehalten werden, die noch in den heissen Verbrennungsgasen, die in den Katalysator zurückgesaugt werden können, verblieben sind.In operating the various embodiments of the invention, the temperature of the catalyst in the first catalyst zone is preferably that high that kept the formation of deposits on the catalyst, if any comes to that, is negligible. In the treatment of carbon containing Exhaust gases containing particles and white aerosol from, for example, two-stroke engines the catalyst temperature should be above 3000 C and preferably above during operation about 500 ° C in order to keep the formation of deposits to a minimum. When operating two-stroke engines # the exhaust gases can flow into the catalytic converter pulsating way come into contact, and the hot exhaust gases from, the catalytic Combustion can even be sucked back into the first catalyst zone. the Desired temperatures can be in the catalyst zone between the intermittent impacts of the exhaust gases through further catalytic combustion the combustible materials are retained, which are still in the hot combustion gases, which can be sucked back into the catalytic converter.

Bei Verwendung von Systemen mit mehr als einer Katalysatorzone enthalten die aus der ersten Katalysatorzone abströmenden Gase mindestens unter den meisten Arbeitsbedingungen des Motors brennbare Wertstoffe, nämlich unverbranntes Kohlenmonoxid und unverbrannte Kohlenwasserstoffe. Im allgemeinen hängt die relative Menge von unverbrannten Stoffen in dem Abgas von der ersten Katalysatorzone von der volumetrischen Strömungsgeschwindigkeit der Gase ab. Innerhalb eines Bereichs von Arbeitsbedingungen enthalten z.B. die Abgase von der ersten Katalysatorzone Kohlenmonoxid und gewöhnlich auch Kohlenwasserstoffe in Mengen von beispielsweise mindestens etwa 0,1, oft etwa 1 bis 4, Vol.% Kohlenmonoxid und mindestens etwa 0,02, oft etwa 0,02 bis 0,8, Vol.% Kohlenwasserstoffe. Die aus der ersten Katalysatorzone abströmenden Gase werden gekühlt, z.B.Included when using systems with more than one catalyst zone the gases flowing out of the first catalyst zone at least among most Working conditions of the engine combustible materials, namely unburned carbon monoxide and unburned hydrocarbons. In general, the relative amount depends on unburned matter in the exhaust gas from the first catalyst zone from the volumetric Flow velocity of the gases from. Within a range of working conditions For example, the exhaust gases from the first catalyst zone contain carbon monoxide and usually also hydrocarbons in amounts of, for example, at least about 0.1, often about 1 to 4,% by volume carbon monoxide and at least about 0.02, often about 0.02 to 0.8,% by volume Hydrocarbons. The gases flowing out of the first catalyst zone are chilled, e.g.

indem sie durch eine Kühlzone geleitet werden, die die' erste Katalysatorzone mit einer zweiten Katalysatorzone verbindet.by passing them through a cooling zone which is the 'first catalyst zone connects to a second catalyst zone.

Durch die Kühlung wird die Temperatur der Abgase so weit herabgesetzt, dass in der zweiten Katalysatorzone eine Verbrennung stattfinden kann, ohne dass dabei zu hohe Temperaturen auftreten, die für den darin enthaltenen Katalysator schädlich sein könnten.The cooling reduces the temperature of the exhaust gases to such an extent that that combustion can take place in the second catalyst zone without temperatures that are too high for the catalyst contained therein occur could be harmful.

Die Kühlung der Abgase kann in erster Linie durch indirekten Wärmeaustausch mit der Umgebung oder durch Strahlung erfolgen.The cooling of the exhaust gases can primarily be achieved through indirect heat exchange with the environment or by radiation.

Die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Kühlung hängen daher von dem Gasdurchsatz durch die Kühlzone, den Temperaturen der Gase, der Temperatur der Umgebung und der Oberfläche der Kühlzone ab. Eine Kühlung der Abgase von der ersten Katalysatorzone kann durch Beimischen kühler Gase, zum Beispiel Luft, erzielt werden. Der Zusatz von Luft kann auch dazu dienen, zu gewährleisten, dass die Abgase genügend freien Sauerstoff für die vollständige Verbrennung der brennbaren Stoffe enthalten.The speed and extent of cooling therefore depend on the Gas throughput through the cooling zone, the temperatures of the gases, the temperature of the environment and the surface of the cooling zone. A cooling of the exhaust gases from the first catalyst zone can be achieved by adding cool gases, for example air. The addition of air can also serve to ensure that the exhaust gases are free enough Oxygen for the complete combustion of flammable substances contain.

Vorteilhaft wird die Luft zwischen der ersten und der zweiten Katalysatorzone zugesetzt.The air between the first and the second catalyst zone is advantageous added.

Im allgemeinerr ist der Temperaturabfall zwischen der ersten und der zweiten Katalysatorzone nicht so gross, dass der zweite Katalysator nicht auf oder nahe einer Temperatur gehalten wird, die ausreicht, um die katalytische Verbrennung einzuleiten und aufrechtzuerhalten. Bei der Behandlung von Motorauspuffgasen beträgt der Temperaturabfall der Gase zwischen der ersten und der zweiten Katalysatorzone oft, besonders bei niedrigen Motorengeschwindigkeiten, mindestens etwa 500C, zum Beispiel etwa 50 bis 400°C, oft etwa 150 bis 3500C, und die durch die zweite Katalysatorzone strömenden Gase werden im allgemeinen auf Temperaturen im Bereich von etwa 300 bis 600°C, vorzugsweise von etwa 350 bis 550°C, gekühlt.In general, the temperature drop is between the first and the second catalyst zone not so large that the second catalyst is not on or is maintained near a temperature sufficient to cause catalytic combustion initiate and maintain. When treating engine exhaust gases is the temperature drop of the gases between the first and second catalyst zones often, especially at low engine speeds, at least around 500C, for Example about 50 to 400 ° C, often about 150 to 3500C, and that through the second catalyst zone Flowing gases are generally heated to temperatures in the range of about 300 to 600 ° C, preferably from about 350 to 550 ° C, cooled.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, gemäss welcher die Gase hinter der zweiten Katalysator zone aus dem System abgezogen werden, hat der zweite Katalysator vorteilhaft eine ausreichende Oberfläche und Aktivität, um das gewünschte Ausmass der Verminderung des Gehalts an oxidierbaren Materialien in den Gasen innerhalb des grössten Teils des zu erwartenden Bereichs von Arbeitsbedingungen herbeizuführen. Im allgemeinen kann in der ersten Katalysatorzone eine hinreichende Verbrennung stattfinden, und die aus dieser Zone austretenden Gase werden hinreichend gekühlt, so dass bei der in der zweiten Katalysatorzone stattfindenden Verbrennung keine Temperaturen erreicht werden, bei denen der Katalysator Schaden erleiden könnte, selbst wenn die Gase relativ grosse Mengen an brennbaren Materialien enthalten, beispielsweise wenn ein Motor die Quelle der zugeführten Gase ist und dieser Fehlzündungen zeigt. Unter Bedingungen von geringem Durchsatz kann in dem Ablauf von der ersten Katalysator zone ein geringeres Volumen von brennbaren Wertstoffen enthalten sein als unter Bedingungen hohen Durchsatzes der Auspuffgase. Daher kann der Temperaturanstieg der durch die zweite Katalysator zone strömenden Gase unter verschiedenen Arbeitsbedingungen des Motors starken Schwankungen unterliegen. Im allgemeinen beträgt der Temperaturanstieg der durch die zweite Katalysator zone strömenden Gase mindestens etwa 250C, vorzugsweise mindestens etwa 500C, und kann bei der Behandlung von Abgasen oft etwa 25 bis 250°C, vorzugsweise etwa 50 bis 200°C, betragen. Die Höchsttemperaturen der in der zweiten Katalysatorzone erhaltenen Gase liegen bei der Behandlung von Abgasen im allgemeinen unter etwa 9000C und oft im Bereich von etwa 400 bis 9000C. Der Katalysator in der zweiten Katalysatorzone wird vorzugsweise auf Temperaturen von mindestens etwa 450°C, vorzugsweise von mindestens etwa 550°C, gehalten, um die Ablagerung unerwünschter Bestandteile auf der Katalysatoroberfläche auf ein Minimum zu beschränken und die katalytische Verbrennung verlaufen zu lassen.In one embodiment of the invention, according to which the gases behind The second catalyst has to be withdrawn from the system in the second catalyst zone advantageously a sufficient surface and activity to the desired extent the reduction of the content of oxidizable materials in the gases within bring about most of the anticipated range of working conditions. In general, adequate combustion can occur in the first catalyst zone take place, and the gases emerging from this zone are sufficiently cooled, so that no combustion takes place in the second catalyst zone Temperatures are reached at which the catalytic converter could be damaged, even if the gases contain relatively large amounts of combustible materials, for example, when an engine is the source of the supplied gases and these misfires shows. In low throughput conditions, the flow of the first Catalyst zone should contain a smaller volume of combustible materials than under conditions of high exhaust gas flow. Therefore, the temperature rise the gases flowing through the second catalyst zone under different Working conditions of the engine are subject to strong fluctuations. Generally amounts to at least the temperature rise of the gases flowing through the second catalyst zone about 250C, preferably at least about 500C, and can be used in the treatment of exhaust gases often about 25 to 250 ° C, preferably about 50 to 200 ° C. The maximum temperatures of the gases obtained in the second catalyst zone are in the treatment of Exhaust gases generally below about 9000C and often in the range of about 400 to 9000C. The catalyst in the second catalyst zone is preferably at temperatures at least about 450 ° C, preferably at least about 550 ° C the deposition of undesirable constituents on the catalyst surface To limit the minimum and to let the catalytic combustion proceed.

Wenn mehrere nachgeschaltete Katalysatorzonen verwendet werden, die sich an eine erste Katalysatorzone anschliessen, enthält die zweite Katalysator zone im allgemeinen nicht genügend Katalysator, um ein so hohes Ausmass von Oxidation herbeizuführen, dass hohe Temperaturen erreicht werden, bei denen der Katalysator Schaden erleiden könnte. In anderer Hinsicht, wie bezüglich der maximalen Temperatur der Gase in der zweiten Katalysatorzone, ist die Arbeitsweise der Katalysatorzonen nach der zweiten Katalysatorzone ähnlich derjenigen, bei der die Gase hinter der zweiten Katalysatorzone aus dem System abgezogen werden.If several downstream catalyst zones are used, the adjoining a first catalyst zone, the second contains catalyst Zone generally does not have enough catalyst to prevent such a high level of oxidation bring about that high temperatures are reached at which the catalyst Could suffer damage. In other respects, such as the maximum temperature of the gases in the second catalyst zone is the mode of operation of the catalyst zones after the second catalyst zone similar to that in which the gases behind the second catalyst zone are withdrawn from the system.

An diese zweite Katalysatorzone schliesst sich vorzugsweise eine Kühlzone an, in der die Gase gekühlt werden, bevor sie auf den Katalysator der nächsten Katalysatorzone auftreffen.This second catalyst zone is preferably followed by a cooling zone in which the gases are cooled before they are sent to the catalyst of the next catalyst zone hit.

Die Kühlung kann im wesentlichen in der gleichen Weise erfolgen wie diejenige zwischen der ersten und der zweiten Katalysatorzone; das Ausmass der Kühlung kann jedoch oft etwas geringer sein, zum Beispiel etwa 100 bis 3000C betragen, um die Temperatur des nachgeschalteten Katalysators in dem weiten Bereich von Arbeitsbedingungen des Motors, mit denen gerechnet werden muss, leichter hinreichend hoch halten zu können, um die Bildung von Ablagerungen auf der Katalysatoroberfläche auf ein Minimum zu beschränken und den Katalysator auf oder nahe den Temperaturen der katalytischen Wirksamkeit zu halten.The cooling can be done in essentially the same manner as that between the first and second catalyst zones; the extent of the cooling however, it can often be somewhat less, for example about 100 to 3000C the temperature of the downstream catalyst in the wide range of working conditions of the engine, which must be expected, is easier to keep sufficiently high can keep the formation of deposits on the catalyst surface to a minimum to and limit the catalyst to or near temperatures to maintain the catalytic effectiveness.

Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die katalytische Behandlung der Gase der Verbrennungskraftmaschine auch dazu dienen, den Gehalt der Gase an Oxiden des Stickstoffs herabzusetzen. Wenn die Auspuffgase neben Oxiden des Stickstoffs eine für die vollständige Verbrennung des Kohlenmonoxids und der Kohlenwasserstoffe stöchiometrisch unzureichende Menge von Sauerstoff enthalten, kann in der ersten Katalysatorzone eine erhöhte Reduktion von Oxiden des Stickstoffs erfolgen. Der, insbesondere in der ersten Katalysatorzone, verwendete Katalysator kann katalytische Aktivität sowohl für die Oxidation von brennbaren Stoffen als auch für die Reduktion von Oxiden des Stickstoffs aufweisen. Die Oxidationsreaktionen können die Wärme für die Reduktionsreaktionen zur Verfügung stellen. Im allgemeinen entstehen beim Betrieb von Zweitakt-Verbrennungskraftmaschinen unter brennstoffreichen oder nahezu stöchiometrischen Bedingungen des Verhältnisses von Brennstoff zu Luft nur vernältnismässig geringe Mengen an Oxiden des Stickstoffs während der Verbrennung in der Verbrennungskraftmaschine. So können zum Beispiel die Auspuffgase von Zweitaktmotoren ~etwa 0,0 bis 0,08 g Oxide des Stickstoffs je gefahrenen Kilometer erzeugen.According to a further feature of the invention, the catalytic Treatment of the gases of the internal combustion engine also serve to reduce the content of the To reduce gases to oxides of nitrogen. When the exhaust gases in addition to oxides the nitrogen one for the complete combustion of the carbon monoxide and the Hydrocarbons contain an insufficient amount of oxygen in terms of stoichiometry, In the first catalyst zone, an increased reduction of oxides of nitrogen can be achieved take place. The catalyst used, particularly in the first catalyst zone can have catalytic activity for both the oxidation of combustible materials also have for the reduction of oxides of nitrogen. The oxidation reactions can provide the heat for the reduction reactions. In general arise when operating two-stroke internal combustion engines under fuel-rich or near stoichiometric conditions of the fuel to air ratio only negligibly small amounts of oxides of nitrogen during combustion in the internal combustion engine. For example, the exhaust gases from two-stroke engines ~ Generate about 0.0 to 0.08 g of oxides of nitrogen per kilometer driven.

Zu den für die erfindungsgemässe Behandlung von Gasen geeigneten Katalysatoren gehören einstückige Katalysatoren. Die Katalysatoren weisen eine oder mehrere Metallkomponenten, insbesondere eine Platinmetallkomponente, als katalytischen Promotor in Kombination mit einem hitzebeständigen Oxidträger von hoher spezifischer Oberfläche, welcher die skelettartige Struktur des einstückigen Katalysators bildet oder auf dieser abgesetzt ist. Je nach den katalytisch aktiven Metallkomponenten in dem Katalysator und den Bedingungen ihrer Verwendung können die Katalysatoren zum gleichzeitigen Katalysieren von Oxidations-und Reduktionsreaktionen dienen. So können die Katalysatoren verwendet werden, um die Oxidation von Kohlenwasserstoffen -oder Kohlenmonoxid und gleichzeitig die Reduktion von Oxiden des Stickstoffs zu weniger schädlichen Stoffen, wie Kohlendioxid, Stickstoff und Wasser, zu begünstigen.The catalysts suitable for the treatment of gases according to the invention include one-piece catalysts. The catalysts have one or more metal components, in particular a platinum metal component, as a catalytic promoter in combination with a heat-resistant oxide carrier with a high specific surface, which the skeletal structure of the one-piece catalyst forms or on this is discontinued. Depending on the catalytically active metal components in the catalyst and the conditions of their use, the catalysts can be used simultaneously Catalyst oxidation and reduction reactions are used. So can the catalysts used to oxidize hydrocarbons -or Carbon monoxide and at the same time the reduction of oxides of nitrogen to less harmful substances such as carbon dioxide, nitrogen and water.

Die katalytisch aktive Metallkomponente der Katalysatoren kann aus einem oder mehreren Metallen in elementarer Form oder in Kombination, z.B. in Form von Legierungen, Salzen, Oxiden und dergleichen, bestehen. Die Metalle sind im allgemeinen Schwermetalle oder Übergangsmetalle der Gruppen III bis VIII des Periodischen Systems mit Atomgewichten von mindestens etwa 45. Zu diesen Metallen gehören z.B. die Eisenmetalle, wie Nickel und Kobalt, die Metalle der Gruppen VB und VIB, z.B. Vanadium, Chrom, Molybdän und Wolfram, Kupfer, Mangan, Rhenium und Kombinationen solcher Metalle. Vorzugsweise sind ein oder mehrere Metalle der Platingruppe anwesend. Zu den verwendbaren Platinmetallen gehören zum Beispiel Platin, Ruthenium, Palladium und Rhodium sowie Gemische oder Legierungen solcher Metalle, z.B. Platin-Palladium und Platin-Rhodium.The catalytically active metal component of the catalysts can be made from one or more metals in elemental form or in combination, e.g. in form of alloys, salts, oxides and the like. The metals are in general Heavy metals or transition metals of groups III to VIII of the periodic table with atomic weights of at least about 45. These metals include, for example, the ferrous metals, such as nickel and cobalt, the metals of groups VB and VIB, e.g. vanadium, chromium, Molybdenum and tungsten, copper, manganese, rhenium, and combinations of such metals. Preferably one or more platinum group metals are present. Among the usable Platinum metals include for example platinum, ruthenium, palladium and rhodium as well Mixtures or alloys of such metals, e.g. platinum-palladium and platinum-rhodium.

Das als Promotor dienende Metall bildet mengenmässig im allgemeinen einen geringeren Teil des Verbundkatalysators, bezogen auf das Gesamtgewicht aus dem Promotormetall und dem hitzebeständigen Oxidträger von hoher spezifischer Oberfläche, und diese Menge genügt, um die gewünschte katalytische Wirkung bei der Verwendung des Katalysators herbeizuführen. Diese Mengen können von der Wahl des Metalls und dem beabsichtigten Verwendungszweck des Katalysators abhängen und betragen im allgemeinen mindestens etwa 0,01 Gew.5', bezogen auf die Gesamtmenge aus Promotormetall und Träger von hoher spezifischer Oberfläche. Diese Mengen können aber auch bis etwa 30 oder 40 5' oder mehr betragen und liegen vorzugsweise im Bereich von etwa 1 bis 20 5'. Im Falle von unedlen Metallen betragen die Mengen häufig mindestens etwa 2 5'. Im Falle von Metallen der Platingruppe überschreiten die Mengen nicht wesentlich etwa 5 Gew.5', bezogen auf die Gesamtmenge an Promotormetall und Träger von hoher spezifischer Oberfläche. Die Menge kann in diesem Fall z.B. etwa 0,01 bis 4 5' betragen und beträgt vorzugsweise etwa 0,05 bis 2 %. Wenn der Katalysator mehrere Platinmetalle enthält, so können diese zum Beispiel überwiegend aus Platin und zum geringeren Anteil aus einem oder mehreren anderen Metallen der Platingruppe, wie Palladium, Rhodium oder Ruthenium, bestehen. So kann diese Komponente des Katalysators zum Beispiel zu etwa 55 bis 95 Gew.-% aus Platin und zu etwa 5 bis 45 Gew.-% aus Palladium oder Rhodium, bezogen auf das Gesamtgewicht der Platinmetalle, bestehen. Die Mengen der katalytischen Promotormetalle, gleich ob es sich um unedle Metalle oder um Edelmetall handelt, sind hier auf der Basis der Metalle ungeachtet ihrer Form angegeben.In terms of quantity, the metal serving as a promoter generally forms a smaller part of the composite catalyst, based on the total weight the promoter metal and the heat-resistant oxide support with a high specific surface area, and this amount is sufficient to achieve the desired catalytic effect in use to bring about the catalyst. These amounts can depend on the choice of metal and depend on the intended use of the catalyst and are generally at least about 0.01% by weight, based on the total amount of promoter metal and Carrier with a high specific surface. However, these amounts can also be up to about 30 or 40 5 'or more, and are preferably in the range of about 1 to 20 5 '. In the case of base metals, the amounts are often at least about 2 5 '. In the case of platinum group metals, the amounts do not significantly exceed about 5% by weight, based on the total amount of promoter metal and carrier of high specific surface. The amount in this case can be, for example, about 0.01 to 4 5 ' and is preferably about 0.05 to 2%. When the catalyst contains several platinum metals, these can, for example, predominantly consist of platinum and to a lesser extent from one or more other metals of the platinum group, such as palladium, rhodium or ruthenium. So can this component of the catalyst for example about 55 to 95% by weight of platinum and about 5 to 45% by weight Palladium or rhodium, based on the total weight of the platinum metals, exist. The amounts of the catalytic promoter metals, whether they are base metals or precious metal are here on the basis of metals regardless of their Form specified.

Katalysatoren, die sich besonders für Systeme eignen, in denen Oxidation und Reduktion gleichzeitig durchgeführt werden sollen, zum Beispiel um Oxide des Stickstoffs zu reduzieren und gleichzeitig Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe, die in dem System anwesend sein können, zu oxidieren, enthalten ein Metall der Platingruppe und ein oder mehrere unedle Metalle, die aus den oben genannten Metallen ausgewählt sein können, und können insbesondere ein Metall der Eisengruppe, wie Nickel, zum Beispiel in Form der Metalloxide, wie Nickeloxid, enthalten. Die Menge des Platingruppenmetalls kann, wie oben angegeben, zum Beispiel etwa 0,01 bis 4 5', vorzugsweise etwa 0,05 bis 1,5 oder 2 5', betragen, während das unedle Metall oft in grösseren Mengen als das Platinmetall, z.B. in Mengen von mindestens etwa 2 % bis etwa 20 5', anwesend ist. Auch diese Mengen beziehen sich auf die Gesamtgewichtsmenge aus Promotormetall und Träger von hoher spezifischer Oberfläche.Catalysts that are particularly suitable for systems in which oxidation and reduction are to be carried out at the same time, for example to remove oxides of the To reduce nitrogen and at the same time carbon monoxide and hydrocarbons, that may be present in the system to be oxidized contain a platinum group metal and one or more base metals selected from the above metals can be, and in particular can be an iron group metal such as nickel Example in the form of metal oxides, such as nickel oxide. The amount of platinum group metal can, as indicated above, for example about 0.01 to 4 5 ', preferably about 0.05 to 1.5 or 2 5 ', while the base metal is often in larger quantities than the platinum metal, e.g., present in amounts from at least about 2% to about 20 5 ' is. These amounts also relate to the total amount by weight of promoter metal and carriers with a high specific surface area.

Die einstückigen Katalysatoren können auf den Oberflächen ihrer Kanäle mit Aluminiumoxid beschichtet sein, um sie gegen die vergiftende Wirkung -verschiedener Stoffe, wie Blei, Zink, anderer Metalle, Schwefel, Phosphor und dergleichen zu schützen. Oft beträgt die Menge des auf die Oberfläche aufgetragenen Aluminiumoxids (auf Basis von Al203) einen geringen Anteil, z.B. etwa 10 bis 100 %, des Gesamtgewichts aus katalytischem Promotormetall und Träger von hoher spezifischer Oberfläche, und vorzugsweise beträgt diese Menge etwa 20 bis 75 5' und beeinträchtigt den Katalysator, wenn überhaupt, nur unbedeutend. Das auf die Oberfläche aufgetragene Aluminiumoxid enthält katalytisch aktives Aluminiumoxid oder ein als Ausgangsstoff dafür dienendes hydratisiertes Aluminiumoxid als wesentlichen Bestandteil. Dieses aktivierte Aluminiumoxid hat eine hohe spezifische Oberfläche von beispielsweise mindestens etwa 25, vorzugsweise mindestens etwa 100, m2/g, bestimmt nach der BET-Methode, und wird im allgemeinen als katalytisch aktiv bezeichnet. Zu den aktiven Aluminiumoxiden gehören Vertreter der r-Alurniniumoxidgruppe, wie y- und i1-Aluminiumoxid, im Gegensatz zu dem verhältnismässig inaktiven a-Aluminiumoxid von niedriger spezifischer Oberfläche. Die auf die Oberfläche aufgetragenen Stoffe können calciniertes oder aktiviertes Aluminiumoxid oder hydratisiertes Aluminiumoxid sein, welches durch Calcinieren oder bei der Verwendung des Katalysators bei hohen Temperaturen in aktives Aluminiumoxid übergeht, wie z.B. amorphes hydratisiertes Aluminiumoxid, Aluminiumoxid-monohydrat, Aluminiumoxid-trihydrat oder Gemische derselben. Diese Aluminiumoxide können geringere Mengen an anderen Komponenten, wie seltene Erdmetalloxide, z.B. Ceroxid, Siliciumdioxid und dergleichen, enthalten. Vorzugsweise besteht das äuf die Oberfläche aufzubringende Material zum überwiegenden Anteil aus Aluminiumoxid, bezogen auf Feststoffbasis. Insbesondere soll die -Menge des Aluminiumoxids mindestens etwa 75 5' des Gesamtgewichts der Feststoffe betragen. Wenn nach dem auf die Oberfläche aufgetragenen Aluminiumoxid andere Bestandteile zu dem Katalysator zugesetzt werden, sollen sie vorzugsweise im wesentlichen frei von katalytisch aktiven Metallkomponenten, wie Metallen der Platingruppe oder anderen Promotoren, sein, die eine wesentlich höhere katalytische Aktivität aufweisen als das auf die Oberfläche aufgebrachte Aluminiumoxid.The one-piece catalysts can be on the surfaces of their channels Be coated with aluminum oxide to counteract the poisoning effects -various To protect substances such as lead, zinc, other metals, sulfur, phosphorus and the like. Often times, the amount of alumina applied to the surface is (based on of Al203) makes up a small proportion, e.g. about 10 to 100%, of the total weight catalytic promoter metal and support of high specific surface area, and preferably amounts to this amount about 20 to 75 5 'and affects the catalyst, if anything, only insignificantly. The aluminum oxide applied to the surface contains catalytically active aluminum oxide or a starting material for it hydrated alumina as an essential ingredient. This activated alumina has a high specific surface area of, for example, at least about 25, preferably at least about 100 m2 / g, determined by the BET method, and is generally referred to as catalytically active. The active aluminum oxides include representatives the r-aluminum oxide group, such as y- and i1-aluminum oxide, in contrast to that relatively inactive α-aluminum oxide with a low specific surface area. The ones on the surface Applied materials can be calcined or activated alumina or hydrated Be alumina, which by calcining or when using the catalyst converts to active alumina at high temperatures, such as amorphous hydrated alumina Aluminum oxide, aluminum oxide monohydrate, aluminum oxide trihydrate or mixtures thereof. These aluminum oxides can contain minor amounts of other components, such as rare Earth metal oxides such as ceria, silica and the like. Preferably the material to be applied to the surface consists for the most part made of aluminum oxide on a solid basis. In particular, the amount of Alumina will be at least about 75 5 'of the total weight of the solids. If after the alumina applied to the surface, other ingredients are added to the catalyst, they should preferably be substantially free of catalytically active metal components such as platinum group metals or others Promoters, which have a significantly higher catalytic activity than the alumina applied to the surface.

Der Träger von hoher spezifischer Oberfläche, mit dem das Promotormetall bei den Katalysatoren gemäss der Erfindung kombiniert werden kann, umfasst ein oder mehrere hitzebeständige Oxide. Zu diesen Oxiden gehören z.B. Siliciumdioxid und Metalloxide, wie Aluminiumoxid einschliesslich der Mischoxide, wie Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Aluminosilicate, die amorph oder kristallin sein können, Aluminiumoxid-Zirkoniumoxid, Aluminiumoxid-Chromoxid, Aluminiumoxid-Ceroxid und dergleichen. Vorzugsweise besteht der Träger zum überwiegenden Anteil aus Aluminiumoxid, wozu die Vertreter der #-Aluminiumoxidgruppe der aktivierten Aluminiumoxide, wie T oder #-Aluminiumoxid, gehören. Die Trägerstoffe, die bei den Katalysatoren gemäss der Erfindung im Gemisch mit der katalytisch aktiven Metallkomponente vorliegen, werden oft als in katalytisch aktiver Form befindlich bezeichnet, aber diese Aktivität ist von einer niedrigeren Grössenordnung als diejenige der katalytisch aktiven Metallkomponenten. Die Träger von hoher spezifischer Oberfläche bilden den grösseren Teil des Gesamtgewichts aus Träger und katalytisch aktivem Metall, und die spezifische Oberfläche des Trägers beträgt gewöhnlich mindestens etwa 2 25 m /g, bestimmt nach der BET-Methode, und vorzugsweise mindestens etwa 100 m2/g.The carrier of high specific surface with which the promoter metal which can be combined in the catalysts according to the invention comprises one or several refractory oxides. These oxides include, for example, silica and Metal oxides, such as aluminum oxide including mixed oxides, such as silica-alumina, aluminosilicates that are amorphous or crystalline can, alumina-zirconia, alumina-chromia, alumina-ceria and the same. The carrier preferably consists predominantly of aluminum oxide, including the representatives of the # -alumina group of the activated aluminum oxides, such as T or # alumina. The carriers that are used in the catalysts according to of the invention are present in a mixture with the catalytically active metal component, are often referred to as being in catalytically active form, but this activity is of a lower order of magnitude than that of the catalytically active metal components. The carriers with a high specific surface area make up the greater part of the total weight of carrier and catalytically active metal, and the specific surface area of the carrier is usually at least about 225 m / g as determined by the BET method, and preferably at least about 100 m2 / g.

Die Katalysatorenkörper gemäss der Erfindung umfassen einen einstückigen Grundträger, der im Vergleich zu dem darauf niedergeschlagenen Träger von hoher spezifischer Oberfläche, falls ein solcher vorhanden ist, verhältnismässig katalytisch inert ist.The catalyst body according to the invention comprise a one-piece Basic carrier, which in comparison to the carrier deposited on it of high specific surface, if there is one, relatively catalytic is inert.

In diesen Fällen hat der Grundträger im allgemeinen eine beträchtlich geringere spezifische Gesamtoberfläche als#der Träger, der auf ihn aufgebracht wird. So kann der Grundträger eine gesamte spezifische Oberfläche von weniger als etwa 5 oder 10 m2/g, 2 insbesondere weniger als etwa 1 in /g, bestimmt nach der BET-Methode, aufweisen. Der Grundträger kann in grobstückiger Teilchenform vorliegen und befindet sich vorzugsweise in monolithischer (einstückiger) Form, z.B. als Wabenkörper. Das Trägermaterial von hoher spezifischer Oberfläche ist im allgemeinen als Überzug über die Oberfläche des Grundträgers oder den grössten Teil derselben verteilt, und gewöhnlich liegt das Trägermaterial von hoher spezifischer Oberfläche in den Katalysatoren in einer geringeren Menge, bezogen auf das Gewicht des verhältnismässig inerten Grundträgers, z.B. in Mengen von etwa 5 bis 25 Gew.5', vorzugsweise von etwa 10 bis 20 Gew.5', vor.In these cases the base generally has a considerable amount lower total specific surface area than # of the carrier that is applied to it. So the base support can have a total specific surface area of less than about 5 or 10 m2 / g, 2 in particular less than about 1 in / g, determined by the BET method, exhibit. The base support can be present and located in coarse particle form is preferably in a monolithic (one-piece) form, e.g. as a honeycomb body. That Carrier material with a high specific surface area is generally in the form of a coating distributed over the surface of the base support or most of it, and usually the carrier material of high specific surface area lies in the Catalysts in a smaller amount based on weight of relatively inert base carrier, e.g. in amounts of about 5 to 25 wt. 5 ', preferably from about 10 to 20% by weight.

Die verhältnismässig inerten Grundträger der Katalysatoren gemäss der Erfindung können aus verschiedenen Stoffen hergestellt werden, bestehen aber vorzugsweise vorwiegend aus einem oder mehreren hitzebeständigen Oxiden oder anderen keramischen Stoffen oder Metallen. Die bevorzugten Grundträger bestehen aus Cordierit, Cordierit-a-Aluminiumoxid, Siliciumnitrid, Zirkon-Mullit, Spodumen, Aluminiumoxid#Siliciumdioxid-Magnesiumoxid oder Zirkoniumsilicat. Beispiele für andere hitzebeständige keramische Werkstoffe, die anstelle der bevorzugten Grundträgerwerkstoffe verwendet werden können, sind#Sillimanit, Magnesiumsilicate, Zirkon, Petalit, a-Aluminiumoxid und Aluminosilicate. Verwendbare Metalle sind im allgemeinen oxidations-und hitzebeständige Stähle. Beispielsweise werden verschiedene Metalle, die unter der Handelsbezeichnung Kanthal und Fecralloy im Handel erhältlich sind, zur Herstellung der Metallträger aus Wellblechen des Metalls, das zu einer röhrenförmigen Form aufgerollt ist, verwendet. Der Grundträger kann zwar aus Glaskeramik bestehen, ist aber vorzugsweise unglasiert und kann im wesentlichen in vollständig kristalliner Form vorliegen und durch das Nichtvorhandensein nennenswerter Mengen von glasförmigen oder amorphen Einbettungsmassen gekennzeichnet sein, wie z.B. bei Porzellan. Ferner kann der Aufbau im Gegensatz zu dem unporösen Porzellan, das für elektrische Zwecke, z.B. für Zündkerzen, verwendet wird . und sich durch eine verhältnismässig geringe zugängliche Porosität kennzeichnet, eine erhebliche zugängliche Porosität aufweisen. Der Grundträger kann z.B. ein Wasserporenvolumen von mindestens etwa 10 Gew.% haben. Solche Grundträger sind in der US-PS 3 565 830 beschrieben. ;Der einstückige Katalysatorkörper kann eine spezifische Gesamtoberfläche aufweisen, die tber 10 m2 pro Gramm liegt, und insbesondere können die katalytischen Promotermetalle in diesen Fällen darauf niedergeschlagen werden, ohne die Verwendung von Trägern mit hoher spezifischer Oberfläche, obgleich letztere daneben auch anwesend sein können.The relatively inert base supports of the catalysts according to of the invention can be made of different materials, but exist preferably predominantly of one or more refractory oxides or others ceramic materials or metals. The preferred base supports are made of cordierite, Cordierite-a-alumina, silicon nitride, zirconium-mullite, spodumene, alumina # silica-magnesia or zirconium silicate. Examples of other refractory ceramic materials, which can be used instead of the preferred base carrier materials are # Sillimanit, Magnesium silicates, zirconium, petalite, α-alumina and aluminosilicates. Usable Metals are generally oxidation-resistant and heat-resistant steels. For example are different metals that go under the trade names Kanthal and Fecralloy are commercially available, for the production of the metal carrier from corrugated sheets of the Metal rolled into a tubular shape is used. The basic carrier can be made of glass ceramic, but is preferably unglazed and can be im are essentially in completely crystalline form and by being absent significant amounts of glassy or amorphous embedding compounds such as porcelain. Furthermore, in contrast to the non-porous Porcelain used for electrical purposes such as spark plugs. and is characterized by a relatively low accessible porosity, one have significant accessible porosity. The base support can, for example, have a water pore volume of at least about 10% by weight. Such base supports are disclosed in U.S. Patent 3,565,830 described. ; The one-piece catalyst body can have a specific total surface area have, which is over 10 m2 per gram, and in particular the catalytic Promoter metals in these cases are deposited on it without the use of carriers with a high specific surface, although the latter also present could be.

Die einstückigen Grundträger der Katalysatoren gemäss der Erfindung werden in jedem einzelnen Stück des Grundträgers von einer Vielzahl von Kanälen durchsetzt. Die Kanäle sind für die Fluidströmung offen und daher nicht gegen Strömung von einem Einlass zu einem gesonderten Auslass blockiert oder abgesperrt, und dementsprechend sind die Kanäle nicht nur Oberflächenporen. Die Kanäle sind im allgemeinen ziemlich gross im Vergleich zu der Grösse der Oberflächenporen, so dass die durch sie hindurchströmenden Fluide keinen übermässigen Druckabfall erleiden. Die einstückigen Katalysatorgrundträger haben eine einheitliche Gerüststruktur von Makrogrösse mit einer minimalen Gesamtquerschnittsabmessung im allgemeinen senk--recht zu der Richtung der Fluidströmung durch die Kanäle von beispielsweise mindestens etwa 2 cm, z.B. in Wabenform, und haben Strömungsweglängen von mindestens etwa 10 mm, vorzugsweise von mindestens etwa 20 mm.The one-piece base supports of the catalysts according to the invention are made up of a multitude of channels in each individual piece of the base beam interspersed. The channels are open to the fluid flow and therefore not against the flow blocked or shut off from an inlet to a separate outlet, and accordingly the channels are not just surface pores. The channels are generally pretty large compared to the size of the surface pores, so that the pores flowing through them Fluids do not suffer from excessive pressure drops. The one-piece catalyst carrier have a uniform framework structure of macro size with a minimal overall cross-sectional dimension generally perpendicular to the direction of fluid flow through the channels of e.g. at least about 2 cm, e.g., honeycomb, and have flow path lengths of at least about 10 mm, preferably of at least about 20 mm.

Die Strömungskanäle der einstückigen Grundträger können dünnwandige Kanäle sein, die eine verhältnismässig grosse Oberfläche zur Verfügung stellen. Die Kanäle können verschiedene Querschnittsformen und Grössen aufweisen. Die Kanäle können im Querschnitt z.B. dreieckig, trapezoid, rechteckig, vieleckig (mit mehr als vier Seiten), quadratisch, sinusartig, oval oder kreisförmig ausgebildet sein derart, dass Querschnitte durch den Grundträger ein wiederkehrendes Muster bilden, das als Wabenstruktur, geriffelte Struktur oder Gitterstruktur bezeichnet werden kann. An den gegenüberliegenden Enden der Struktur befinden sich die Einlässe und Auslässe der Strömungskanäle, die durch die Querschnitte der Kanäle gebildet werden.The flow channels of the one-piece base support can be thin-walled Be channels that provide a relatively large surface area. The channels can have different cross-sectional shapes and sizes. The channels can be triangular, trapezoidal, rectangular, polygonal (with more as four sides), square, sinusoidal, oval or circular in such a way that cross-sections through the base beam form a recurring pattern, which are referred to as honeycomb structure, corrugated structure or lattice structure can. At opposite ends of the structure are the inlets and Outlets of the flow channels, which are formed by the cross sections of the channels.

Die Wände der zellenförmigen Kanäle haben gewöhnlich eine hinreichende Dicke, um einen einheitlichen Körper von ausreichender Stärke zu erhalten; gewöhnlich liegt die Wanddicke im Bereich von etwa 0,05 bis 0,64 mm. Bei dieser Wanddicke können die Strukturen etwa 8 bis 186 oder mehr Gaseinlassöffnungen für die Strömungskanäle je cm2 Querschnitt und eine entsprechende Anzahl von Gasströmungskanälen, vorzugsweise etwa 9,3 bis 93 Gaseinlässe und Strömungskanäle je cm2, enthalten. Der Anteil der offenen Fläche am Querschnitt kann mehr als etwa 50 oder 60 % der Gesamtfläche betragen. Grösse und Abmessungen des einheitlichen, hitzebeständigen Grundträgergerflstes gemäss der Erfindung können variieren. Der Grundträger ist einstückig oder monolithisch in dem Sinne, dass ein wesentlicher Teil, vorzugsweise der überwiegende Teil oder praktisch die Gesamtheit seines Querschnitts aus einer zusammenhängenden Gerüststruktur oder Einheit besteht. Im allgemeinen kann eine solche Einheit eine Querschnittsfläche von mindestens etwa 10 cm2, vorzugsweise von mindestens etwa 13 cm2, aufweisen.The walls of the cellular channels usually have a sufficient size Thickness in order to obtain a uniform body of sufficient strength; usually the wall thickness is in the range from about 0.05 to 0.64 mm. With this wall thickness you can the structures have about 8 to 186 or more gas inlet openings for the flow channels per cm2 cross-section and a corresponding number of gas flow channels, preferably about 9.3 to 93 gas inlets and flow channels per cm2. The proportion of the open area in the cross section can be more than about 50 or 60% of the Total area. Size and dimensions of the uniform, heat-resistant Base support scaffolding according to the invention can vary. The basic carrier is integral or monolithic in the sense that a substantial part, preferably the major part or practically the entirety of its cross-section from one coherent framework structure or unit. In general, a such unit has a cross-sectional area of at least about 10 cm2, preferably of at least about 13 cm2.

Gemäss der Erfindung hat der einstückige Katalysator in der ersten Katalysatorzone einen ersten einstückigen Katalysatorkörper mit relativ grossen Strömungskanälen, das heisst weniger Gasströmungskanälen pro cm2 Oberfläche der Stirnseite des Katalysators, verglichen mit den Strömungskanälen in einem danach angeordneten, einstückigen Katalysatorkörper. Demzufolge besteht der Katalysator aus einer Mehrzahl von Katalysatorkörpern, die in bezug auf die Richtung des Gasflusses nacheinander angeordnet sind. Der erste Katalysatorkörper kann vorzugsweise weniger als etwa 150, häufig etwa 50 bis 100 Strömungskanäle pro 6,54 cm2 aufweisen. Der nachfolgend angeordnete Katalysatorkörper kann wenigstens 150, oft wenigstens 200 Strömungskanäle pro 6,54 cm2 Querschnitt aufweisen, wobei der offene Querschnitt der einzelnen Strömungskanäle des ersten Katalysatorkörpers immer wesentlich grösser ist als derjenige der Strömungskanäle eines nachgeordneten Katalysatorkörpers. Die Anzahl der Strömungskanäle in dem nachgeordneten Katalysatorkörper kann beispielsweise bis zu etwa 300 oder 400 oder mehr pro 6,54 cm2 Querschnitt betragen.According to the invention, the one-piece catalyst in the first Catalyst zone a first one-piece catalyst body with a relatively large Flow channels, i.e. fewer gas flow channels per cm2 of surface area Face of the catalytic converter, compared to the flow channels in an afterwards arranged, one-piece catalyst body. Hence the catalyst exists of a plurality of catalyst bodies, which with respect to the direction of gas flow are arranged one after the other. The first catalyst body can preferably be less than about 150, often about 50 to 100 flow channels per 6.54 cm2. Of the subsequently arranged catalyst bodies can be at least 150, often at least 200 Flow channels per 6.54 cm2 Have cross-section, the open Cross-section of the individual flow channels of the first catalyst body is always essential is greater than that of the flow channels of a downstream catalyst body. The number of flow channels in the downstream catalyst body can, for example up to about 300 or 400 or more per 6.54 cm2 of cross-section.

Die einzelnen Strömungskanäle in dem nachgeordneten Katalysatorkörper haben vorzugsweise einen offenen Querschnitt, der nicht mehr als etwa 70 %, vorzugsweise etwa 5 bis 60 Prozent des offenen Querschnitts der einzelnen Strömungskanäle des ersten Körpers beträgt. Diese ersten und nachgeordneten Katalysatorkörper können in verschiedenen Katalysatorzonen, vorzugsweise jedoch benachbart in der gleichen Katalysatorzone, angeordnet sein. Im letzteren Fall können diese Katalysatorkörper einen integralen Körper bilden oder miteinander in Kontakt stehen, oder sie können voneinander getrennt sein, jedoch nicht durch solche Abstände voneinander beabstandet, dass eine beträchtliche Abkühlung der Gase dazwischen erfolgt, da sonst der nachgeordnete Katalysator als in einer getrennten Zone angeordnet betrachtet werden müsste. Die Katalysatoren sind so angeordnet, dass die Gase zunächst durch den vorgeschalteten Katalysatorkörper passieren, bevor sie durch den nachfolgend angeordneten Katalysatorkörper hindurchfliessen, und das Volumenverhältnis von dem ersten Katalysatorkörper zu dem gesamten ersten Körper und dem genannten nachgeordneten Katalysatorkörper kann in weiten Grenzen variieren, wobei der erste Katalysatorkörper häufig etwa 10 bis 90 Vor% des gesamten Volumens ausmacht. Wenn die nacheinander angeordneten und benachbarten Katalysatorkörper gemäss der Erfindung zur Behandlung von Gasen, beispielsweise von Abgasen eines Motors, verwendet werden, werden sie vorzugsweise wenigstens in der ersten Katalysator zone eingesetzt.The individual flow channels in the downstream catalyst body preferably have an open cross-section that is no more than about 70%, preferably about 5 to 60 percent of the open cross-section of the individual flow channels first body amounts. These first and downstream catalyst bodies can in different catalyst zones, but preferably adjacent in the same Catalyst zone, be arranged. In the latter case, these catalyst bodies form an integral body or be in contact with each other, or they can be separated from each other, but not separated from each other by such distances, that there is a considerable cooling of the gases in between, otherwise the downstream Catalyst would have to be considered as being located in a separate zone. the Catalytic converters are arranged in such a way that the gases first pass through the upstream Catalyst bodies pass before they pass through the catalyst body arranged below flow through, and the volume ratio of the first catalyst body to the entire first body and said downstream catalyst body can vary within wide limits, the first catalyst body often about 10 to 90% of the total volume. If the one after the other and adjacent Catalyst body according to the invention for treating gases, for example of exhaust gases from an engine, they are preferably at least in the first catalytic converter zone.

Aus der obigen Diskussion ergibt sich folgender Zusammenhang zwischen dem öffnungsquerschnitt und der Anzahl der Strömungskanäle bei vorgegebenen Querschnitten der einstückigen Katalysatorkörper. Beispielsweise wenn ein erster Katalysatorkörper einen Querschnitt von etwa 12,9 cm2 aufweist, und der offene Querschnitt etwa 70 % des Gesamtquerschnittes beträgt, ergibt sich darauf ein offener Querschnitt von etwa 9 cm2 pro Einheit von 13 cm2. Demzufolge kann der Strömungskanalquerschnitt in einem ersten Katalysatorkörper, in welchem die Anzahl von Strömungskanälen von etwa 50 bis 100 pro 6,45 cm2 reicht, etwa 0,09 bis etwa 0,045 cm2 betragen. In ähnlicher Weise kann der Strömungskanalquerschnitt in einem zweiten Katalysatorkörper, bei dem im allgemeinen wenigstens etwa 200 bis etwa 300 oder 400 Kanäle pro 6,45 cm2 Querschnitt vorhanden sind, in einem Bereich von etwa 0,0226 und 0,0116 cm2 liegen. Natürlich kann jede geeignete Konfiguration von Kanälen verwendet werden, solange der Katalysator die gewünschte offene Querschnittsfläche aufweist.From the above discussion, the following relationship emerges between the opening cross-section and the number of flow channels for given cross-sections the one-piece catalyst body. For example, if a first catalyst body has a cross-section of about 12.9 cm2, and the open cross-section is about 70% of the total cross-section, this results in an open cross-section of about 9 cm2 per unit of 13 cm2. As a result, the flow channel cross section in a first catalyst body, in which the number of flow channels of about 50 to 100 per 6.45 cm2 ranges, about 0.09 to about 0.045 cm2. In a similar way Way, the flow channel cross-section in a second catalyst body can be generally at least about 200 to about 300 or 400 channels per 6.45 cm2 Cross-sections are in the range of about 0.0226 and 0.0116 cm2. Of course, any suitable configuration of channels can be used as long as the catalyst has the desired open cross-sectional area.

Strömungskanäle dieser oder auch einer anderen Grösse können verwendet werden, solange die Beziehung zwischen der offene Querschnittsfläche der grösseren Kanäle in dem ersten Katalysatorkörper und der offenen Querschnittsfläche der kleineren Strömungskanäle in dem nachgeordneten Katalysatorkörper zusammenwirken können, um ein Verstopfen der Kanäle zu verhindern, während gleichzeitig ein zufriedenstellender Umwandlungsgrad aufrechterhalten wird. Die Beständigkeit bzw. Dauerhaftigkeit des Katalysators kann, wenn er den zu behandelnden Gasen ausgesetzt wird, durch die Verstopfung der Kanäle eingeschränkt sein. Kohlenstoffhaltige Materialien können auf die Katalysatoreinlass-Stirnseite auftreffen und zu einem grösseren Volumen wachsen und dabei möglicherweise einige der Kanäle verstopfen.Flow channels of this or another size can be used be as long as the relationship between the open cross-sectional area of the larger Channels in the first catalyst body and the open cross-sectional area of the smaller one Flow channels in the downstream catalyst body can interact to prevent clogging of the channels while maintaining a satisfactory Degree of conversion is maintained. The consistency or durability of the Catalyst can, when exposed to the gases to be treated, through the Blockage of the ducts may be restricted. Carbonaceous materials can impinge on the catalyst inlet face and to a larger volume grow, possibly clogging some of the ducts.

Um, wie oben erklärt, dieses Problem zu umgehen, ist ein einstückiger Katalysatorkörper mit grossen Kanalöffnungen an der Einlass-Stirnseite vorgesehen, gefolgt von einem einstückigen Katalysatorkörper mit kleineren Strömungskanalöffnungen. Bei dieser Struktur bzw. Konfiguration können Flocken von kohlenstoffhaltigem Material in den Abgasen aufgebrochen werden, wenn sie auf der Stirnseite des Katalysators auftreffen, wobei die dabei gebildeten kleineren Teilchen dann durch die kleineren Katalysatorkanäle passieren können.To circumvent this problem, as explained above, is a one-piece Catalyst body with large channel openings provided on the inlet face, followed by a one-piece catalyst body with smaller flow channel openings. With this structure or configuration, flakes of carbonaceous material can be used in the exhaust gases are broken up when they are on the face of the catalytic converter impinge, whereby the smaller particles formed in the process are then replaced by the smaller ones Catalyst channels can pass.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.To further explain the invention, reference is made to the drawings taken.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäss der Erfindung mit zwei Katalysatorzonen.Fig. 1 is a schematic representation of a device according to of the invention with two catalyst zones.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gcmäss der Erfindung mit zwei Katalysatorzonen und einer Zuführung für Zusatzluft zwischen der ersten und der zweiten Katalysatorzone.2 is a schematic representation of a device according to the present invention of the invention with two catalyst zones and a supply for additional air between the first and second catalyst zones.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäss der Erfindung mit zwei Katalysatorzonen, in welcher die erste Katalysatorzone einen ersten einstückigen Katalysator und einen zweiten, nachgeordneten einstückigen Katalysator aufweist, wobei die Strömungskanäle in dem ersten einstückigen Katalysator einen grösseren offenen Querschnitt haben als die Strömungskanäle in dem nachgeordneten einstückigen Katalysator.Fig. 3 is a schematic representation of a device according to of the invention with two catalyst zones, in which the first catalyst zone one first one-piece catalyst and a second, downstream one-piece catalyst having, wherein the flow channels in the first one-piece catalyst a have a larger open cross-section than the flow channels in the downstream one-piece catalyst.

In den Zeichnungen ist die Richtung des Gasflusses durch die Vorrichtung durch Pfeile (nicht numeriert) gekennzeichnet.In the drawings is the direction of gas flow through the device marked by arrows (not numbered).

Das Bezugszeichen 10 bezeichnet die Auspufföffnung der Auspuffleitung einer Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine. Die Auspuffgase der Verbrennungskraftmaschine strömen von der Auspufföffnung durch die Verbindungsleitung 12 zur ersten Katalysatorzone 14. Die erste Katalysatorzone 14 enthält einen darin angeordneten Katalysator 16. Die Gase verlassen die erste Katalysatorzone 14 und strömen durch eine Kühlzone oder Leitung 18, wo sie gekühlt werden, zu einer zweiten Katalysatorzone 20, in der der Katalysator 22 angeordnet ist. Aus der zweiten Katalysatorzone 20 ziehen die Gase durch Leitung 24 ab und können an die Atmosphäre abgelassen, einem Auspufftopf zugeführt werden oder dergleichen.The reference numeral 10 denotes the exhaust opening of the exhaust line a two-stroke internal combustion engine. The exhaust gases from the internal combustion engine flow from the exhaust port through the connecting line 12 to the first catalyst zone 14. The first catalyst zone 14 contains a catalyst 16 arranged therein. The gases leave the first catalyst zone 14 and flow through a cooling zone or line 18, where they are cooled, to a second catalyst zone 20, in which the catalytic converter 22 is arranged. Pull out of the second catalyst zone 20 The gases are released through line 24 and can be vented to the atmosphere, a muffler are supplied or the like.

Gemäss Fig. 2 ist eine Luftzuführungsleitung 26 vorgesehen, um den Gasen in der Kühlzone 18 auf ihrem Weg zur zweiten Katalysatorzone 20 Luft zuzuführen. Die Luftströmungsgeschwindig keit zur Kühlzone 18 wird durch das Steuerorgan 28, welches ein Ventil, eine Pumpe mit einstellbarer volumetrischer Strömungsgeschwindigkeit oder dergleichen sein kann, geregelt, und dieses Steuerorgan seinerseits wird durch einen Fühler 30 gesteuert, der mit ihm in Verbindung steht. Der Fühler 30 kann mit mindestens einem der Vergaser des Motors derart in Verbindung stehen, dass er auf brennstoffreiche oder brennstoffarme Bedingungen, auf das Zündsystem oder den Antriebsmechanismus des Motors und mithin auf die Motorgeschwindigkeit und die Strömungsgeschwindigkeit der Auspuffgase, auf einen vor oder hinter der ersten Katalysatorzone 14 angeordneten Ternperaturfühler, auf einen vor oder hinter der ersten Katalysatorzone 14 angeordneten Kohlenmonoxid- und/oder Kohlenwasserstofffühler oder auf einen vor oder hinter der ersten Katalysatorzone 14 angeordneten Sauerstoffühler anspricht. Auf diese B'eise kann die Zusatzluft zu den Auspuffgasen in solchen Mengen zugesetzt werden, wie sie erforderlich sind, um die Auspuffgasbehandlung so durchzuführen, dass genügend Sauerstoff für die Verbrennung der brennbaren Verunreinigungen in den Auspuffgasen zur Verfügung steht, und/oder dass die Gase vor der Weiterleitung in eine Katalysatorzone hinreichend gekühlt werden.According to Fig. 2, an air supply line 26 is provided to the To supply gases in the cooling zone 18 on their way to the second catalyst zone 20 air. The air flow velocity speed to the cooling zone 18 is through the Control member 28, which is a valve, a pump with adjustable volumetric Flow rate or the like can be regulated, and this control element in turn it is controlled by a sensor 30 which is connected to it. The sensor 30 can be in communication with at least one of the carburetors of the engine Stand that he is on fuel-rich or fuel-lean conditions on the ignition system or the drive mechanism of the motor and hence the motor speed and the flow rate of the exhaust gases, to one before or after the first catalyst zone 14 arranged temperature sensor, on a before or behind the first catalyst zone 14 arranged carbon monoxide and / or hydrocarbon sensors or to an oxygen sensor arranged in front of or behind the first catalyst zone 14 appeals to. In this way, the additional air can be added to the exhaust gases in such quantities be added as they are necessary to carry out the exhaust gas treatment in such a way that that there is enough oxygen to burn the combustible contaminants in the exhaust gases is available, and / or that the gases are prior to being passed on be sufficiently cooled in a catalyst zone.

Gemäss Fig. 3 enthält die erste Katalysatorzone 14 zwei einstükkige Katalysatoren 16A und 16B. Relativ zur Richtung des Gasflusses durch die Vorrichtung ist zunächst der erste einstückige Katalysator 16A angeordnet und unmittelbar benachbart daran der zweite oder nachfolgende einstückige Katalysator 16B. Die einzelnen Strömungskanäle in dem einstückigen Katalysator 16A haben einen wesentlich grösseren offenen Querschnitt, als die einzelnen Strömungskanäle des zweiten oder nachgeordneten einstückigen Katalysators 16B. Der Rest der Vorrichtung von Fig. 3 ist identisch mit derjenigen von Fig. 1, wobei sämtliche entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und daher keiner weiteren Erläuterung bedürfen. Bei einer weiteren Ausführungsform, die in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, kann der zuerst angeordnete einstückige Katalysator 16A geringfügig von dem nachgeordneten einstückigen Katalysator 16B beabstandet sein (jedoch nicht so weit, dass eine beträchtliche Abkühlung der Gase zwischen diesen Katalysatorkörpern eintritt), wobei beide in der ersten Katalysatorzone 14 enthalten'sind. Zwei einstückige Katalysatoren, die den einstückigen Katalysatoren 16A und 16B ähnlich sind bzw. ihnen gleichen, können in der zweiten Katalysatorzone 20 und ebensogut in der ersten Katalysatorzone 14 angeordnet sein.According to FIG. 3, the first catalyst zone 14 contains two one-piece Catalysts 16A and 16B. Relative to the direction of gas flow through the device the first one-piece catalytic converter 16A is initially arranged and immediately adjacent then the second or subsequent one-piece catalytic converter 16B. The individual flow channels in the one-piece catalytic converter 16A have a much larger open cross-section, as the individual flow channels of the second or downstream one-piece catalyst 16B. The rest of the device of Fig. 3 is identical to that of Fig. 1, all corresponding parts are provided with the same reference numerals and therefore do not require any further explanation. In another embodiment, which is not shown in the drawings, the first arranged one-piece Catalyst 16A slightly from the subordinate one-piece Catalytic converter 16B must be spaced apart (but not so far that a considerable Cooling of the gases between these catalyst bodies occurs), both in the first catalyst zone 14 are included. Two one-piece catalysts that are similar or the same as the one-piece catalytic converters 16A and 16B in the second catalyst zone 20 and just as well in the first catalyst zone 14 be arranged.

sie Erfindung wird nachfolgend durch Beispiele beschrIeI#en, wobei sich alle Teile und Prozentwerte, falls nichts anderes angegeben ist, auf das Volumen beziehen.The invention is described below by means of examples, where all parts and percentages are based on volume unless otherwise specified relate.

Ein Yamaha-Motorrad mit einem Zweizylinder-Zweitaktmotor von 350 ccm wird an einem seiner Auspuffleitungen mit einer Auspuffgas-Behandlungsvorrichtung versehen, die derjenigen von Fig. 2 ähnlich ist, ausgenommen, dass beide Katalysatorzonen zwei einstückige Katalysatorkörper enthalten, wie dies in der ersten Katalysator Zone der Ausführungsform von Fig. 3 dargestellt ist. Um den Test in experimenteller Hinsicht zu vereinfachen, wird das Abgas aus dem zweiten Auspuffrohr bei dem Test nicht berücksichtigt. Die nachfolgend angegebenen Werte sind verdoppelt worden, um annähernd die Werte zu erhalten, die erhalten werden würden, wenn die gesamten Auspuffgase aus dieser Maschine erfindungsgemEss behandelt würden. Die Luftzufuhr wird von Hand so gesteuert, dass bei Motorradgeschwindigkeiten von weniger als 48 km/h 42,5 1 Luft/min und bei Motorradgeschwindigkeiten von mehr als 48 km/h 113 1 Luft pro min zugeführt werden. Die Luft wird in die Auspuffgase unmittelbar hinter der Hinterfläche des ersten Katalysators eingeführt. Der erste Katalysator liegt 38 cm hinter der Auslassöffnung der Auspuffleitung und besteht aus zwei hintereinander angeordneten und aneinander anstoßenden einstückigen Katalysatorkörpern mit einem Gesamtkatalysatorvolumen von 181 cm3 und einer Querschnittsfläche von 17,8 cm2. Der vordere Katalysatorkörper hat eine Länge von 2,54 cm und weist 9,92 Öffnungen oder Gasströmungskanäle je cm2 auf, während der angrenzende, dahinterliegende Katalysatorkörper eine Länge von 7,62, cm hat und 40,3 Öffnungen je cm2 aufweist. Der Katalysator in der zweiten Katalysatorzone ist ebenso ausgebildet wie der in der ersten Katalysatorzone. Der erste und der zweite Katalysator sind durch ein herkömmliches Metallauspuffrohr von 26,7 cm Länge miteinander verbunden.A Yamaha motorcycle with a two-cylinder two-stroke engine of 350 cc is attached to one of its exhaust pipes with an exhaust gas treatment device which is similar to that of Fig. 2 except that both catalyst zones contain two one-piece catalyst bodies, as in the first catalyst Zone of the embodiment of Fig. 3 is shown. To make the test experimental To simplify matters, the exhaust gas from the second exhaust pipe is used in the test not taken into account. The following values have been doubled, to get approximately the values that would be obtained if the total Exhaust gases from this machine would be treated according to the invention. The air supply is controlled by hand so that at motorcycle speeds of less than 48 km / h 42.5 1 air / min and at motorcycle speeds of more than 48 km / h 113 1 air per minute can be supplied. The air is in the exhaust immediately behind introduced the rear surface of the first catalyst. The first catalyst lies 38 cm behind the outlet opening of the exhaust line and consists of two in a row arranged and abutting one-piece catalyst bodies with a Total catalyst volume of 181 cm3 and a cross-sectional area of 17.8 cm2. The front catalyst body is 2.54 cm long and has 9.92 openings or gas flow channels per cm2, while the adjoining, underlying catalyst body has a length of 7.62 cm and 40.3 openings per cm2 having. The catalyst in the second catalyst zone is designed in the same way as that in the first catalyst zone. The first and the second catalyst are through one conventional metal exhaust pipe of 26.7 cm in length connected together.

Die Abgase von der zweiten Katalysatorzone strömen in einen herkömmlichen Auspufftopf des Motorrades. Der in diesem Beispiel für das Motorrad# verwendete Treibstoff ist eine übliche Kombination aus einem handelsüblichen Zweitakterschmieröl und Benzin mit einer Research-Octanzahl von 91, einem Bleigehalt von etwa 0,0053 bis 0,0066 gil, einem mittleren Schwefelgehalt von 300 ppm und einem Phosphorgehalt von weniger als 1 ppm.The exhaust gases from the second catalyst zone flow into a conventional one Muffler of the motorcycle. The one used for the motorcycle # in this example Fuel is a common combination of a commercially available two-stroke lubricating oil and gasoline with a research octane number of 91, a lead content of about 0.0053 up to 0.0066 gil, an average sulfur content of 300 ppm and a phosphorus content less than 1 ppm.

Die Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung wird an dem oben beschriebenen Zweitakt-Motorrad unter Verwendung eines Notorrad-Zweirollenfahrgestell-Dynamometers (Modell Clayton) mit einem Trägheitsgewicht von 218 kg aufgezeigt. Während des Versuchs wird das Motorrad mit zwei 73,7-cm-Ventilatorcn gekühlt, von denen je einer auf Je einer Seite des Vorderreii fens im Winkel zu dem Motor angeordnet ist. Der Kühlluftstrom entspricht der Luftströmung bei Motorradgeschwindigkeiten von 40 km/h.The application of the method according to the invention is based on the above described two-stroke motorcycle using a Notorrad two-roller chassis dynamometer (Clayton model) with an inertia weight of 218 kg. During the trial the motorcycle is cooled with two 73.7 cm fans, one of which each is on One side of the front tire is arranged at an angle to the engine. The flow of cooling air corresponds to the air flow at motorcycle speeds of 40 km / h.

Die Abgase von dem Auspuffsystem werden im wesentlichen nach der Vorschrift I?EPA Light Duty Vehicle Emission Test Procedure" (1975-FTP) analysiert. Die Dauer der Prüfung beträgt 31 min, wobei das Motorrad 14 min unter Stadtfahrtbedingungen im Bereich von Leerlauf bis 56 km/h und 10 % der PrUfzeit mit einer Geschwindigkeit von etwa 80 km/h läuft. Während der Emissionsprüfung werden Emissionen von 3,25 g Kohlenwasserstoffen je km, 6,5 g Kohlenmonoxid je km und 0,02 g Stickstoffoxiden je km festgestellt. Ohne Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung betragen die Emissionen etwa 11,5 g Kohlenwasserstoffe je km, 14 g Kohlenmonoxid je km und 0,02 g Stickstoffoxide je km. Die Maximaltemperaturprofile des Auspuffgasbehandlungssysteins werden für Fahrgeschwindigkeiten von 89,6 km/h sowie unter Stadtfahrtbedingungen bei Geschwindigkeiten von weniger als 56 km/h bestimmt. Bei 89,6 km/h beträgt die Temperatur der auf den ersten Katalysator auftreffenden Auspuffgase 3770 C und diejenige der Abgase von dem ersten Katalysator 7650 C. Die Temperatur der auf den zweiten Katalysator auftreffenden Gase beträgt 7430 C und diejenige der Abgase des zweiten-Katalysators 8930 C. Unter Stadtfahrtbedingungen beträgt die Temperatur der auf den ersten Katalysator auftreffenden Auspuffgase 314,50 C, diejenige der Abgase von dem ersten Katalysator 565° C, diejenige der auf den zweiten Katalysator auftreffenden Gase 363° C und diejenige der Abgase von dem zweiten Katalysator 5880 C.The exhaust gases from the exhaust system are essentially according to the regulation I "EPA Light Duty Vehicle Emission Test Procedure" (1975-FTP) analyzed. The duration the test is 31 min, with the motorcycle 14 min under city driving conditions in the range from idling to 56 km / h and 10% of the test time at one speed runs from about 80 km / h. During the emissions test, emissions of 3.25 g hydrocarbons per km, 6.5 g carbon monoxide per km and 0.02 g nitrogen oxides determined per km. Without using the method according to the invention the emissions about 11.5 g hydrocarbons per km, 14 g carbon monoxide per km and 0.02 g nitrogen oxides per km. The maximum temperature profiles of the exhaust gas treatment system are for driving speeds of 89.6 km / h and under city driving conditions determined at speeds of less than 56 km / h. At 89.6 km / h it is the Temperature of the exhaust gases impinging on the first catalytic converter 3770 C and that the exhaust gases from the first catalyst 7650 C. The temperature of the second Catalyst impacting gases is 7430 C and that of the exhaust gases of the second catalyst 8930 C. Under city driving conditions, the temperature is that of the first catalytic converter impinging exhaust gases 314.50 C, that of the exhaust gases from the first catalytic converter 565 ° C, that of the gases impinging on the second catalyst 363 ° C and that of the exhaust gases from the second catalytic converter 5880 C.

Die günstigen Eigenschaften von zwei nacheinander angeordneten und aneinanderstossenden, einstückigen Katalysatorkörpern wurden durch weitere Versuchswerte bestätigt. In diesem Beispiel hatten die eingesetzten einstückigen Katalysatoren jeweils einen Durchmesser von 5,476 cm und eine addierte Gesamtlänge von 10,2 cm. Dieser Katalysator bestand aus zwei Bereichen, von denen der erste Bereich am Einlass ein Katalysator mit einer Länge von 2,54 cm war. Der einstückige Grundträger dieses Katalysatorkörpers bestand aus duPont-Torvex mit Wabenform und mit 64 Strömungskanälen pro 6,45 cm2 Querschnitt. Die restliche Länge von 7,6 cm des Katalysators wies einen einstückigen NGK-Grundträger mit 260 Strömungskanälen pro 6,45 cm2 Querschnitt auf. Das erste Katalysatorstück hatte einen offenen Gesamtquerschnitt von etwa 14,32 cm2, wobei die einzelnen Strömungskanäle jeweils einen offenen Querschnitt von 0,058 cm2 aufweisen. Das zweite Katalysator stück hatte einen offenen Gesamtquerschnitt von etwa 18,71 cm2 (bezogen auf den gesamten Frontseitendurchmesser), wobei die einzelnen Strömungskanäle einen offenen Querschnitt von etwa 0,019 cm2 aufwiesen. Das erste und das zweite Katalysator stück wurden in aneinandergrenzender Stellung angeordnet, so dass der Auslass aus dem ersten Stück in direktem Kontakt mit dem Einlass des zweiten Stückes stand. Nach einem Betrieb des Zweitakt-Motors von 28.620 km konnte unter Verwendung dieses Katalysators keine Verstopfung der Kanäle beobachtet werden. The favorable properties of two arranged one after the other and Adjacent, one-piece catalyst bodies were determined by further test values confirmed. In this example, the one-piece catalysts used were used each has a diameter of 5.476 cm and an added total length of 10.2 cm. This catalyst consisted of two sections, the first of which was at the inlet was a catalyst 2.54 cm in length. The one-piece base support this The catalyst body consisted of duPont-Torvex with a honeycomb shape and 64 flow channels per 6.45 cm2 cross-section. The remaining 7.6 cm length of the catalyst had a one-piece NGK base carrier with 260 flow channels per 6.45 cm2 cross-section. The first piece of catalyst had an overall open cross-section of about 14.32 cm2, with the individual flow channels each having an open cross-section of 0.058 cm2. The second catalyst piece had an overall open cross-section of about 18.71 cm2 (based on the total front side diameter), with the individual flow channels had an open cross-section of about 0.019 cm2. The first and second catalyst pieces were in adjoining position arranged so that the outlet from the first piece is in direct contact with the The inlet of the second piece stood. After running the two-stroke engine for 28,620 km could not observe any clogging of the channels using this catalyst will.

Im Vergleich zu dem Betrieb mit dem zweistückigen Katalysator, wurde auf gleiche Weise ein einstückiger Katalysator, hergestellt von American Lava,untersucht, der einen Durchmesser von 5,476 cm mit einem effektiven Strömungskanaldurchmesser von etwa 12,08 cm2. und etwa 250 Kanälen pro 6,45 cm2 (bezogen auf den gesamten Frontseitendurchmesser), einen offenen Gesamtquerschnitt von etwa 19,35 cm2 und einzelne Strömungskanäle mit einem Querschnitt von etwa 0,019 cm2 aufwies. Dieser Katalysator zeigte eine ernsthafte Verstopfung der Einlasseite und der Kanäle, als er nach einem Betrieb in Verbindung mit dem gleichen Zweitakt-Motor nach 7314 km untersucht wurde.Compared to the operation with the two-piece catalytic converter, in the same way investigated a one-piece catalyst manufactured by American Lava, which has a diameter of 5.476 cm with an effective flow channel diameter of about 12.08 cm2. and about 250 channels per 6.45 cm2 (based on the entire Front diameter), a total open cross-section of about 19.35 cm2 and had individual flow channels with a cross-section of about 0.019 cm2. This Catalyst showed severe clogging of the inlet side and channels when he after an operation in connection with the same two-stroke engine after 7314 km was investigated.

Obgleich die oben beschriebenen Konfigurationen bzw. Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Katalysatoren im Hinblick auf spezielle Beispiele in Verbindung mit der Verwendung von Zwei takt-Motoren beschrieben wurde, ist deren Verwendung nicht auf diese beschränkt. Vielmehr können diese Katalysatoren auch in Verbindung mit Dieselkraftmaschinen oder anderen Maschinen oder auch anderen Quellen von Gasen verwendet werden, insbesondere in Verbindung mit solchen, die Flocken von kohlenstoffhaltigen Abscheidungen oder anderen Feststoffen ausstossen, die einen einstückigen Katalysator leicht verstopfen können. Die Erfindung kann auch in anderen Verbrennungssystemen verwendet werden, wie beispielsweise bei der katalytischen Verbrennung von Brennstoffen, das heisst bei der Anwendung als Primärenergiequelle. Bei all diesen Anwendungen führen die erfindungsgemässen Katalysatorsysteme zu einer Verringerung der möglichen Verstopfung der einstückigen Katalysatoren.Although the configurations or refinements described above of the catalysts of the present invention in connection with specific examples described with the use of two-stroke engines is their use not limited to this. Rather, these catalysts can also be used in conjunction with diesel engines or other machines or other sources of gases be used, especially in conjunction with those containing flakes of carbonaceous Deposits or other solids that emit a one-piece catalyst can easily become clogged. The invention can also be used in other combustion systems used, for example in the catalytic combustion of fuels, that is, when used as a primary energy source. In all of these applications lead the inventive catalyst systems to a reduction in the possible Blockage of the one-piece catalysts.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von Gasen, die oxidierbare Bestandteile enthalten, umfassend ein katalytisches System mit mindestens zwei einstückigen Bereichen, in welchem der zuerst angeordnete Bereich Strömungskanäle aufweist, die einen wesentlich grösseren Querschnitt haben als die Kanäle in einem nachgeordneten Bereich.In summary, the invention relates to a device for catalytic Treatment of gases containing oxidizable constituents, comprising a catalytic System with at least two integral areas, in which the first placed Area has flow channels that have a much larger cross section than the channels in a downstream area.

Wenn die zu behandelnden Gase teilchenförmige Stoffe (flüssige Tropfen und/oder Feststoffe) einer Grösse enthalten, die die kleineren Kanäle des nachgeordneten Katalysators verstopfen könnten, führen die grösseren Strömungskanäle des zuerst angeordneten einstückigen Katalysatorbereichs dazu, dass die Verstopfungsgefahr auf ein Minimum herabgesenkt oder ganz eliminiert wird. Der Kontakt der teilchenförmigen Stoffe mit den grösseren Strömungskanälen dient dazu, sie zu verkleinern und sie dadurch in die Lage zu versetzen, durch die kleineren Strömungskanäle zu passieren. Darüber hinaus verringern die grösseren Strömungskanäle in dem zuerst angeordneten Bereich das Ausmass der katalytischen Reaktion und verringern daher einen Temperaturanstieg in dem zuerst angeordneten einstückigen Katalysatorbereich.If the gases to be treated are particulate matter (liquid droplets and / or solids) of a size that the smaller channels of the downstream Catalyst could clog, the larger flow channels lead the first arranged one-piece catalyst area to reduce the risk of clogging reduced to a minimum or eliminated entirely. The contact of the particulate Substances with the larger flow channels are used to make them smaller and they thereby enabling it to pass through the smaller flow channels. In addition, the larger flow channels decrease in the one arranged first Range the extent of the catalytic reaction and therefore reduce a temperature rise in the one-piece catalyst area arranged first.

Dieses System kann zur katalytischen Behandlung von Gasen eingesetzt werden, die eine ausreichende Menge an oxidierbaren Bestandteilen für das katalytische System, das als Primärenergiequelle verwendet werden soll, enthalten, oder es kann zur Behandlung von Gasen verwendet werden, in welchen die oxidierbaren Bestandteile in geringeren Mengen vorliegen, wie beispielsweise im Falle der Behandlung von Abgasen oder Auspuffgasen, um die Menge an die Atmosphäre verunreinigenden Stoffen zu verringern, beispielsweise zur Behandlung eines Auspuffgases, welches Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe enthält.This system can be used for the catalytic treatment of gases that have a sufficient amount of oxidizable components for the catalytic System to be used as the primary energy source, or it may can be used to treat gases in which the oxidizable constituents are present in smaller quantities, as for example in the case of the treatment of exhaust gases or exhaust gases to reduce the amount of substances polluting the atmosphere, for example for the treatment of an exhaust gas which contains carbon monoxide and hydrocarbons contains.

Bei dem erfindungsgemässen Behandlungsverfahren werden die Gase zunächst in eine erste Katalysatorzone geführt, die einen einstückigen Katalysator in einer solchen Menge enthält, die für eine vollständige Verbrennung des Kohlenmonoxids und der Kohlen- -wasserstoffe in den Gasen unzureichend ist, wobei die erste Katalysatorzone nicht diejenigen Temperaturen erreicht, die für den Katalysator schädlich sein könnten. Die aus der ersten Katalysatorzone austretenden Gase werden gekühlt und gelangen dann in eine zweite einstückige Katalysator zone, wobei die Abkühlung ausreichend gross ist, um zu vermeiden, dass in der zweiten Katalysatorzone Temperaturen erreicht werden, die für den Katalysator schädlich sind. Der Katalysator hat zumindest in der ersten oder in der zweiten Katalysatorzone, vorzugsweise in der ersten Katalysatorzone, wenigstens zwei Bereiche, wobei der erste Bereich Strömungskanäle aufweist, die einen grösseren Querschnitt haben als die Kanäle in einem nachgeordneten Bereich des Katalysators in dieser Zone.In the treatment method according to the invention, the gases are initially guided into a first catalyst zone, which is a one-piece catalyst in a contains such an amount that is necessary for a complete combustion of the carbon monoxide and the hydrocarbons in the gases are insufficient, the first catalyst zone does not reach temperatures that could be harmful to the catalytic converter. The gases emerging from the first catalyst zone are cooled and arrive then into a second one-piece catalyst zone, the cooling being sufficient is large in order to avoid reaching temperatures in the second catalyst zone be that for the Catalyst are harmful. The catalyst has at least in the first or in the second catalyst zone, preferably in the first catalyst zone, at least two areas, the first area being flow channels has, which have a larger cross-section than the channels in a downstream Area of the catalyst in this zone.

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Claims (24)

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von Gasen, die brennbare Wertstoffe enthalten, bestehend aus einem ersten Katalysatorkörper zur teilweisen Verbrennung der Gase und zur Erzeugung eines katalytischen Verbrennungsabgases, das restliche brennbare Wertstoffe enthält, und einem zweiten, hinter dem ersten Katalysatorkörper angeordneten Katalysatorkörper zur Aufnahme der in dem ersten Katalysator verbrannten Gase und zur Verbrennung derselben zur Erzeugung eines Verbrennungsabgases, wobei die genannten Katalysatoren so ausgelegt sind, dass die in den genannten Katalysatorkörpern erzeugen Temperaturen nicht so hoch sind, dass sie für die Katalysatoren schädlich sind, der erste Katalysatorkörper eine Vielzahl von Strömungskanälen mit Einlass- und Auslassöffnungen zum Passieren der Gase enthält, der dahinter angeordnete zweite Katalysatorkörper eine Vielzahl von Strömungskanälen mit Einlass- und Auslassöffnungen zum Passieren der Gase aufweist, und wobei die offene Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle des ersten Katalysatorkörpers wesentlich grösser ist als diejenige der einzelnen Strömungskanäle des dahinter angeordneten, zweiten Katalysatorkörper 5. Claims 1. Device for the catalytic treatment of gases, which contain combustible materials, consisting of a first catalyst body for the partial combustion of the gases and for the generation of a catalytic combustion exhaust gas, which contains the remaining combustible materials, and a second, after the first Catalyst body arranged catalyst body for receiving the in the first Catalyst burned gases and for the combustion of the same to produce a combustion exhaust gas, wherein said catalysts are designed so that those in said catalyst bodies generate temperatures that are not so high that they are harmful to the catalytic converters are, the first catalyst body has a large number of flow channels with inlet and outlet openings for the passage of the gases, the second arranged behind it The catalyst body has a large number of flow channels with inlet and outlet openings for passage of the gases, and wherein the open cross-sectional area of each Flow channels of the first catalyst body is much larger than that of the individual flow channels of the second catalyst body arranged behind it 5. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dass die offene Querschnittsfläche von beiden genannten Katalysatorkörpern wenigstens etwa 60 % der gesamten Querschnittsfläche ausmacht.2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c Note that the open cross-sectional area of both said catalyst bodies makes up at least about 60% of the total cross-sectional area. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Katalysatorkörper etwa 50 bis 150 Strömungskanäle pro 6,45 cm2 Querschnittsfläche aufweist.3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the first catalyst body has about 50 to 150 flow channels per 6.45 cm2 cross-sectional area having. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle des hinter dem ersten Katalysatorkörper angeordneten zweiten Katalysatorkörpers nicht mehr als etwa 70 % der offenen Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle des ersten Katalysatorkörpers ausmacht.4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the open Cross-sectional area of the individual flow channels behind the first catalyst body arranged second catalyst body no more than about 70% of the open cross-sectional area of the individual flow channels of the first catalyst body. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Katalysatorkörper nicht mehr als etwa 100 Strömungskanäle pro 6,45 cm2 Querschnittsfläche und der dahinter angeordnete zweite Katalysatorkörper wenigstens etwa 150 Strömungskanäle pro 6,45 cm2 Querschnittsfläche aufweist.5. The device according to claim 1, characterized in that the first Catalyst body no more than about 100 flow channels per 6.45 cm2 cross-sectional area and the second catalyst body arranged behind it at least about 150 flow channels per 6.45 cm2 of cross-sectional area. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle des dahinter angeordneten zweiten Katalysatorkörpers etwa 5 bis 60 % der offenen Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle des ersten Katalysatorkörpers ausmacht.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the open Cross-sectional area of the individual flow channels of the second arranged behind Catalyst body approximately 5 to 60% of the open cross-sectional area of each Makes flow channels of the first catalyst body. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Katalysatorkörper hinter dem ersten Katalysator und zu diesem benachbart angeordnet ist und in der gleichen Abgasbehandlungszone liegt, wie der erste Katalysatorkörper.7. Device according to one of claims 5 or 6, characterized in that that the second catalyst body is behind and adjacent to the first catalyst is arranged and lies in the same exhaust gas treatment zone as the first catalyst body. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle in den Katalysatorkörpern durch Wände gebildet werden, die eine Dicke von etwa 0,05 bis 0,64 mm aufweisen.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the flow channels are formed in the catalyst bodies by walls having a thickness of about 0.05 up to 0.64 mm. 9. Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von Abgasen aus einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Gase Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe enthalten, bestehend aus einem ersten Katalysatorkörper zur teilweisen Verbrennung der genannten Gase und zur Erzeugung eines katalytischen Verbrennungsabgases, das brennbare Wertstoffe enthält, und einem dahinter angeordneten zweiten Katalysatorkörper, der dem ersten Katalysatorkörper benachbart ist und in der gleichen Abgasbehandlungszone wie der erste Katalysatorkörper liegt, zur Aufnahme der in dem ersten Katalysatorkörper verbrannten Abgase und zur Erzeugung eines Verbrennungsabgases, wobei die Katalysatoren so ausgelegt sind, dass die in den Katalysatorkörpern erzeugten Temperaturen nicht so hoch sind, dass sie für die Katalysatoren schädlich sind, der erste Katalysatorkörper etwa 50 bis 200 Strömungskanäle pro 6,45 cm2 Querschnitt mit Einlass- und Auslassöffnungen zur Aufnahme und Abgabe der Abgase aufweist, der dahinter angeordnete, zweite Katalysatorkörper etwa 200 bis 1200 Strömungskanäle pro 6,45 cm2 Querschnittsfläche mit Einlass- und Auslassöffnungen zur Aufnahme und Abgabe der Abgase aufweist, die Strömungskanäle von sowohl dem ersten als auch dem dahinter angeordneten zweiten Katalysatorkörper eine offene Querschnittsfläche aufweisen, die wenigstens etwa 50 % der gesamten Querschnittsfläche des Körpers ausmacht, die Strömungskanäle durch Wände gebildet werden, die etwa 0,05 bis 0,64 mm dick sind und die offene Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle des dahinter angeordneten, zweiten Katalysatorkörpers etwa 5 bis 70 % der offenen Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle des ersten Katalysatorkörpers ausmacht, um so eine Verstopfung der Strömungskanäle der beiden Katalysatorkörper zu vermeiden. 9. Device for the catalytic treatment of exhaust gases from a Internal combustion engine, the gases containing carbon monoxide and hydrocarbons, consisting of a first catalyst body for partial combustion of the aforementioned Gases and for the generation of a catalytic combustion exhaust gas, the combustible materials contains, and a behind arranged second catalyst body, the first Catalyst body is adjacent and in the same exhaust treatment zone as the first catalyst body is to accommodate the in the first catalyst body burned exhaust gases and for the production of a combustion exhaust gas, wherein the catalytic converters are designed so that the temperatures generated in the catalyst bodies do not are so high that they are harmful to the catalytic converters, the first catalytic converter body about 50 to 200 flow channels per 6.45 cm2 cross-section with inlet and outlet openings for receiving and releasing the exhaust gases, the second catalyst body arranged behind it about 200 to 1200 flow channels per 6.45 cm2 cross-sectional area with inlet and Has outlet openings for receiving and discharging the exhaust gases, the flow channels of both the first and the second catalyst body arranged behind it have an open cross-sectional area that is at least about 50% of the total The cross-sectional area of the body makes up the flow channels formed by walls which are about 0.05 to 0.64 mm thick and the open cross-sectional area of the individual flow channels of the second catalyst body arranged behind it about 5 to 70% of the open cross-sectional area of the individual flow channels of the first catalytic converter body so as to block the flow channels of the to avoid both catalyst bodies. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass hinter den beiden genannten Katalysatorkörpern ein weiterer Katalysatorkörper mit einer Vielzahl von hindurchgehenden Strömungskanälen angeordnet ist, und dass dazwischen Kühlvorrichtungen vorgesehen sind.10. Apparatus according to claim 1 or 9, characterized in that behind the two mentioned catalyst bodies another catalyst body with a variety of arranged through flow channels is, and that cooling devices are provided therebetween. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühivoxrichtungen Mittel aufweisen zum Einführen eines sauerstoffhaltigen Gases in eine Leitungsvorrichtung für die genannten Gase.11. The device according to claim 10, characterized in that the Cooling directions have means for introducing an oxygen-containing gas into a conduit device for said gases. 12. Verfahren zur katalytischen Behandlung von Gasen, die brennbare Wertstoffe und darin suspendierte feste Teilchen enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass man die genannten Gase mit einem ersten Katalysatorkörper in Berührung bringt, um diese Gase teilweise zu verbrennen,-und ein erstes Verbrennungsabgas zu erzeugen, welches restliche brennbare Wertstoffe enthält, die in dem ersten Katalysatorkörper behandelten Gase mit einem zweiten Katalysatorkörper, der im Hinblick auf den ersten Katalysatorkörper dahinter angeordnet ist, und zur Aufnahme der in dem ersten Katalysatorkörper verbrannten Gas und zur Erzeugung eines Verbrennungsabgases dient, in Berührung bringt, wobei die Katalysatoren so ausgelegt sind, dass die in den genannten Katalysatorkörpern erzeugen Temperaturen nicht so hoch sind, dass sie für die Katalysatoren schädlich sind, der erste Katalysatorkörper eine Vielzahl von Strömungskanälen mit Einlass- und Auslassöffnungen aufweist zur Aufnahme der genannten Gase und festen Teilchen sowie zur Abgabe der verbrannten Gase, der genannte, dahinter angeordnete, zweite Katalysatorkörper eine Vielzahl von Strömungskanälen mit Einlass- und Auslassöffnungen aufweist zur Aufnahme der in dem genannten ersten Katalysatorkörper verbrannten Gase und zur Abgabe von Abgasen, die offene Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle des ersten Katalysatorkörpers beträchtlich grösser ist, als die offene Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle des dahinter angeordneten, zweiten Katalysatorkörpers, um eine Verstopfung der Strömungskanäle in den genannten Katalysatorkörpern zu verhindern, und die Strömungskanäle in dem dahinter angeordneten, zweiten Katalysatorkörper eine so kleine offene Querschnittsfläche aufweisen, dass die in dem zugeführten Gas enthaltenen teilchenförmigen Stoffe die Kanäle verstopfen würden, wenn das Gas-zuerst in den zweiten Katalysatorkörper eingeführt werden würde.12. Process for the catalytic treatment of gases that are combustible Contain valuable substances and solid particles suspended therein, characterized in that that the gases mentioned are brought into contact with a first catalyst body, to partially burn these gases, -and to generate a first combustion exhaust gas, which contains residual combustible materials in the first catalyst body treated gases with a second catalyst body, which with respect to the first Catalyst body is arranged behind it, and for receiving in the first catalyst body burned gas and used to generate a combustion exhaust gas, in contact brings, the catalysts are designed so that in the said catalyst bodies generate temperatures that are not so high that they are harmful to the catalytic converters are, the first catalyst body has a large number of flow channels with inlet and having outlet openings for receiving said gases and solid particles as well as for the discharge of the burned gases, said second one arranged behind it The catalyst body has a large number of flow channels with inlet and outlet openings has to accommodate the burned in said first catalyst body Gases and for the discharge of exhaust gases, the open cross-sectional area of the individual flow channels of the first catalyst body is considerably larger than the open cross-sectional area the individual flow channels of the second catalyst body arranged behind it, to prevent clogging of the flow channels in the mentioned catalyst bodies, and the flow channels in the second catalyst body arranged behind them have such a small open cross-sectional area that the in the fed Gas-containing particulate matter would clog the ducts when the gas-first would be introduced into the second catalyst body. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Querschnittsfläche von beiden Katalysatorkörpern wenigstens etwa 60 % der gesamten Querschnittsfläche ausmacht.13. The method according to claim 12, characterized in that the open Cross-sectional area of both catalyst bodies is at least about 60% of the total Cross-sectional area. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Katalysatorkörper etwa 50 bis 150 Strömungskanäle pro 6,45 cm2 Querschnittsfläche, der dahinter angeordnete zweite Katalysatorkörper etwa 200 bis 1200 Strömungskanäle pro 6,45 cm2 Querschnittsfläche aufweist, und die offene Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle des zweiten Katalysatorkörpers etwa 5 bis 70 % der offenen Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle des ersten Katalysatorkörpers ausmacht.14. The method according to claim 13, characterized in that the first Catalyst body about 50 to 150 flow channels per 6.45 cm2 cross-sectional area, the second catalyst body arranged behind it has about 200 to 1200 flow channels per 6.45 cm2 of cross-sectional area, and the open cross-sectional area of the individual flow channels of the second catalyst body about 5 to 70% of the open Makes cross-sectional area of the individual flow channels of the first catalyst body. 15. Verfahren zur katalytischen Behandlung von festen Teilchen enthaltenden Abgasen aus Verbrennungskraftmaschinen, wobei diese Gase wenigstens etwa 2 Vol.% Kohlenmonoxid, wenigstens etwa 0,05 Vol.% Kohlenwasserstoffe und freien Sauerstoff enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass man die Abgase in eine erste Katalysatorzone leitet, um sie teilweise zu verbrennen und ein erstes Katalysatorzonen-Verbrennungsabgas zu erzeugen, welches brennbare Wertstoffe enthält, wobei die erste Katalysatorzone eine solche Menge an Oxidationskatalysator enthält, um etwa 15 bis 50 Vol.% der in den Abgasen enthaltenen brennbaren Stoffe unter den Bedingungen der genannten teilweisen Verbrennung zu verbrennen, und diese Menge nicht ausreicht, um Temperaturen in der ersten Katalysator zone zu erzeugen, die für den Katalysator schädlich sind, wobei die Temperatur des ersten Katalysatorzonen-Verbrennungsabgases etwa 50 bis 5000C höher ist als die Temperatur der in die erste Katalysatorzone geleiteten Abgase, der Katalysator in der ersten Katalysatorzone aus einem ersten Katalysatorkörper mit einer Vielzahl von Strömungskanälen und einem dahinter angeordneten zweiten Katalysatorkörper mit einer Vielzahl von Strömungskanälen besteht, die offene Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle des genannten ersten Katalysatorkörpers wesentlich grösser ist als die offene Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle des genannten dahinter angeordneten, zweiten Katalysatorkörpers, die aus der ersten Katalysätorzone erhaltenen Verbrennungsabgase um wenigstens etwa 500C abkühlt und dann die aus der ersten Katalysatorzone erhaltenen, gekühlten Verbrennungsabgase in eine zweite Katalysatorzone leitet, die einen Oxidationskatalysator enthält, um ein zweites Katalysatorzonen-Verbrennungsabgas zu erzeugen, wobei die Temperatur des zweiten Katalysatorzonen-Verbrennungsabgases um wenigstens etwa 500C höher ist als die Temperatur der aus der ersten Katalysator zone erhaltenen, gekühlten Verbrennungsabgase, die jedoch nicht ausreichend ist, um Temperaturen in der zweiten Katalysatorzone zu erzeugen, die für den Katalysator schädlich sind.15. Process for the catalytic treatment of solid particles containing Exhaust gases from internal combustion engines, these gases at least about 2 vol.% Carbon monoxide, at least about 0.05 volume percent hydrocarbons and free oxygen contain, characterized in that the exhaust gases in a first catalyst zone passes to partially incinerate them and a first catalyst zone combustion exhaust to produce which contains combustible materials, the first catalyst zone contains such an amount of oxidation catalyst to about 15 to 50% by volume of the Combustible substances contained in the exhaust gases under the conditions of the above partial incineration to burn, and this amount is insufficient to maintain temperatures to generate in the first catalytic converter zone which are harmful to the catalytic converter, being the temperature of the first catalyst zone combustion exhaust about 50 to 5000C higher than the temperature in the first catalyst zone conducted exhaust gases, the catalyst in the first catalyst zone from a first Catalyst body with a large number of flow channels and one behind them second catalyst body consists of a plurality of flow channels that are open Cross-sectional area of the individual flow channels of said first catalyst body is much larger than the open cross-sectional area of the individual flow channels of said arranged behind, second catalyst body, which consists of the first Catalyst zone obtained combustion exhaust gases cooled by at least about 500C and then the cooled combustion exhaust gases obtained from the first catalyst zone passes into a second catalyst zone, which contains an oxidation catalyst, to produce a second catalyst zone combustion exhaust, where the temperature of the second catalyst zone combustion exhaust is at least about 500C higher as the temperature of the cooled combustion exhaust gases obtained from the first catalyst zone, which, however, is not sufficient to maintain temperatures in the second catalyst zone to produce which are harmful to the catalyst. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der ersten Katalysatorzone erhaltene Verbrennungsabgas eine maximale Temperatur von etwa 400 bis 8000C aufweist und etwa 50 bis 4000C gekühlt wird, bevor es in die zweite Katalysatorzone geleitet wird.16. The method according to claim 15, characterized in that the the combustion exhaust gas obtained in the first catalyst zone has a maximum temperature of about 400 to 8000C and is cooled to about 50 to 4000C before being in the second catalyst zone is passed. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem aus der ersten Katalysator zone erhaltenen Verbrennungsabgas zusätzliche Luft beigemischt wird, bevor es in die zweite Katalysator zone geführt wird, wobei die Menge ausreichend ist, so dass ein Überschuss an freiem Sauerstoff über die stöchiometrisch zur Verbrennung der brennbaren Wertstoffe der Abgase aus der ersten Katalysatorzone erforderlichen Menge erhalten wird.17. The method according to claim 16, characterized in that the from the combustion exhaust gas obtained in the first catalyst zone is admixed with additional air before it is fed into the second catalyst zone, the amount being sufficient is so that an excess of free oxygen over the stoichiometric for combustion of the combustible materials required in the exhaust gases from the first catalyst zone Amount is obtained. 18. Verfahren nach den Ansprüchen 12 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Oxidationskatalysator als Metalikomponente mit katalytischer Aktivität ein Metall der Platingruppe enthält.18. The method according to claims 12 or 15, characterized in that that the oxidation catalyst as a metal component with catalytic activity contains a platinum group metal. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Oxidationskatalysator in der ersten Katalysator zone ausserdem ein Metall der Eisengruppe enthält.19. The method according to claim 18, characterized in that the oxidation catalyst in the first catalyst zone also contains a metal of the iron group. 20. Verfahren nach den Ansprüchen 15 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Katalysatorkörper nicht mehr als etwa 200 Strömungskanäle pro 6,45 cm2 Querschnittsfläche und der dahinter angeordnete zweite Katalysatorkörper etwa 200 bis 600 Strömungskanäle pro 6, 45 cm2 Querschnittsfläche aufweist.20. The method according to claims 15 or 18, characterized in that that the first catalyst body does not have more than about 200 flow channels per 6.45 cm2 cross-sectional area and the second catalyst body arranged behind it approx 200 to 600 flow channels per 6.45 cm2 cross-sectional area. 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der in der zweiten Katalysator zone verwendete Katalysator aus wenigstens zwei hintereinander angeordneten Katalysatorkörpern besteht, von denen jeder hindurchgehende Strömungskanäle aufweist, wobei der erste Katalysatorkörper nicht mehr als etwa 100 Strömungskanäle pro 6;45 cm2 und der zweite Katalysatorkörper wenigstens etwa 150 Strömungskanäle pro 6,45 cm2 Querschnittsfläche aufweist.21. The method according to claim 20, characterized in that the in the second catalyst zone used catalyst from at least two in a row arranged catalyst bodies, each of which has flow channels therethrough having, wherein the first catalyst body does not have more than about 100 flow channels per 6; 45 cm2 and the second catalyst body at least about 150 flow channels per 6.45 cm2 of cross-sectional area. 22. Verfahren zur katalytischen Behandlung von festen Teilchen enthaltenden Auspuffgasen von Zweitakt-Verbrennungskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass man die Auspuffgase in eine Katalysatorzone leitet, die zur Erzeugung eines katalytischen Verbrennungsabgases einen Oxidationskatalysator enthält, der aus wenigstens zwei hintereinander angeordneten, einstückigen Katalysatorkörpern besteht, von denen jeder eine Vielzahl von Strömungskanälen aufweist, wobei der erste Katalysatorkörper weniger als etwa 190 Strömungskanäle pro 6,45 cm2 Querschnittsfläche, und der dahinter angeordnete zweite Katalysatorkörper wenigstens etwa 200 Strömungskanäle pro 6,45 cm2 Querschnittsaufweisen, die offene Querschnittsfläche der genannten Strömungskanäle in sowohl dem ersten, als auch dem dahinter angeordneten zweiten Katalysatorkörper wenigstens etwa 50 % der gesamten Querschnittsfläche des Körpers ausmacht, und die offene Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle in dem genannten dahinter angeordneten, zweiten Katalysatorkörper etwa 30 bis 95 % geringer ist als diejenige der einzelnen Strömungskanäle in dem ersten Katalysatorkörper.22. Process for the catalytic treatment of solid particles containing Exhaust gases from two-stroke internal combustion engines, characterized in that the exhaust gases are passed into a catalytic converter zone, which produces a catalytic Combustion exhaust contains an oxidation catalyst consisting of at least two one-piece catalyst bodies arranged one behind the other, of which each having a plurality of flow channels, the first catalyst body less than about 190 flow channels per 6.45 cm2 of cross-sectional area, and the one behind arranged second catalyst body at least about 200 flow channels per 6.45 cm2 cross-section, the open cross-sectional area of said Flow channels in both the first and the second arranged behind it Catalyst body at least about 50% of the total cross-sectional area of the body constitutes, and the open cross-sectional area of the individual flow channels in the mentioned behind arranged, second catalyst body about 30 to 95% lower is than that of the individual flow channels in the first catalyst body. 23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Katalysatorkörper etwa 50 bis 100 Strömungskanäle pro 6,45 cm2 Querschnittsfläche, und der genannte dahinter angeordnete zweite Katalysatorkörper etwa 200 bis 1200 Strömungskanäle pro 6,45 cm2 Querschnittsfläche aufweist.23. The method according to claim 22, characterized in that the first Catalyst body about 50 to 100 flow channels per 6.45 cm2 cross-sectional area, and said second catalyst body arranged behind it, about 200 to 1200 Has flow channels per 6.45 cm2 cross-sectional area. 24. Verfahren zur katalytischen Behandlung von pulsierenden, feste Teilchen enthaltenden Auspuffgasen von Zweitakt-Verbrennungskraftmaschinen, wobei diese Gase wenigstens etwa 2 Vol.% Kohlenmonoxid und wenigstens etwa 0,05 Vol.% Kohlenwasserstoffe enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass man die Auspuffgase ohne wesentliche Zugabe von freiem Sauerstoff in eine erste Katalysatorzone leitet zur teilweisen Verbrennung dieser Gase und zur Erzeugung eines ersten Katalysatorzonen-Verbrennungsabgases, das brennbare Wertstoffe enthält, wobei die erste Katalysatorzone eine solche Menge an Oxidationskatalysator enthält, um etwa 15 bis 50 Vol.% des in den Auspuffgasen enthaltenen Kohlenmonoxids und der Kohlenwasserstoffe unter den Bedingungen der teilweisen Verbrennung zu verbrennen, und in der ersten Katalysatorzone Temperaturen zu erzeugen, die für den Katalysator nicht schädlich sind, die Temperatur der aus der ersten Katalysatorzone erhaltenen Verbrennungsabgase etwa 50 bis 5000C höher ist als die Temperatur der der ersten Katalysatorzone zugeführten Auspuffgase, der Katalysator aus mindestens zwei hintereinander angeordneten, benachbarten, einstückigen Katalysatorkörpern besteht, von denen jeder eine Vielzahl von Strömungskanälen aufweist, wobei der erste der beiden Katalysatorkörper für den Kontakt mit den Auspuffgasen etwa 50 bis 100 Strömungskanäle pro 6,45 cm2 Querschnittsfläche und ein danach angeordneter, zweiter Katalysatorkörper in dieser Zone etwa 200 bis 400 Strömungskanäle pro 6,45 cm2 Querschnittsfläche aufweist, die offene Querschnittsfläche der Strömungskanäle in sowohl dem ersten als auch dem nachfolgenden Katalysatorkörper wenigstens etwa 50 % der Gesamtquerschnittsfläche des Körpers ausmacht, und die offene Querschnittsfläche der einzelnen Strömungskanäle in dem genannten zweiten Katalysatorkörper etwa 30 bis 95 % geringer ist, als diejenige der Strömungskanäle in dem ersten Katalysatorkörper, die aus der ersten Katalysatorzone erhaltenen Verbrennungsabgase um wenigstens 500C abkühlt und dann die aus der ersten Katalysatorzone erhaltenen Verbrennungsabgase in eine zweite Katalysatorzone überführt, die zur Erzeugung eines zweiten Katalysatorzonen-Verbrennungsabgases einen Oxidationskatalysator enthält, wobei die Temperatur des aus der zweiten Katalysatorzone erhaltenen Verbrennungsabgases um wenigstens etwa 250C höher ist als die Temperatur der aus der ersten Katalysatorzone erhaltenen, gekühlten Verbrennungsabgase, diese Temperatur jedoch nicht so hoch ist, um Temperaturen in der zweiten Katalysatorzone zu erzeugen, die für den Katalysator schädlich sind.24. Process for the catalytic treatment of pulsating, solid Exhaust gases from two-stroke internal combustion engines containing particles, wherein these gases at least about 2% by volume carbon monoxide and at least about 0.05% by volume Containing hydrocarbons, characterized in that one can use the exhaust gases without substantial addition of free oxygen in a first catalyst zone leads to partial combustion of these gases and to produce a first catalyst zone combustion exhaust gas, which contains combustible materials, the first catalyst zone such an amount of oxidation catalyst contains around 15 to 50% by volume of that in the exhaust gases contained carbon monoxide and hydrocarbons under the conditions of partial combustion to burn, and temperatures in the first catalyst zone to generate, which are not harmful to the catalyst, the temperature of the the combustion exhaust gases obtained from the first catalyst zone are about 50 to 5000C higher is than the temperature of the exhaust gases fed to the first catalyst zone, the Catalyst composed of at least two adjacent, one-piece, one behind the other Catalyst bodies consists of which each a multitude of flow channels having the first of the two catalyst bodies for contact with the exhaust gases about 50 to 100 flow channels per 6.45 cm2 cross-sectional area and one arranged after that, second catalyst body in this zone about 200 to 400 flow channels per 6.45 cm2 cross-sectional area, the open cross-sectional area of the flow channels in both the first and subsequent catalyst bodies at least about Accounts for 50% of the total cross-sectional area of the body, and the open cross-sectional area of the individual flow channels in said second catalyst body about 30 is up to 95% less than that of the flow channels in the first catalyst body, the combustion exhaust gases obtained from the first catalyst zone by at least 500C cools and then the combustion exhaust gases obtained from the first catalyst zone transferred to a second catalyst zone, which is used to generate a second catalyst zone combustion exhaust gas contains an oxidation catalyst, the temperature of the second catalyst zone obtained combustion exhaust gas is at least about 250C higher than the temperature of the cooled combustion exhaust gases obtained from the first catalyst zone, these However, temperature is not so high as to temperatures in the second catalyst zone to produce which are harmful to the catalyst.