催化器淨化方法
2023-06-20 12:28:01 2
專利名稱：催化器淨化方法
技術領域：
本發明涉及一種具有權利要求1特徵的、用於淨化催化器的方法。
背景技術：
各種不同的國家標準或地區標準規定汽油的最低要求。例如EN228(歐洲標準) 描述引入歐洲的無鉛汽油(Euro-Super)。另外在國家版DIN EN 2 中還描述無鉛的標準 燃料和Superplus燃料(超標號汽油)。在美國，在ASTMD 439 (美國試驗與材料協會)中 詳細說明汽油。汽油由碳氫化合物、含氧的有機成分的附加物以及用於改善汽油特性的添 加劑構成。另外區分為標準燃料和超級燃料。超級燃料具有用於運行較高壓縮的內燃機的 較高防爆能力。此外對於夏天和冬天以及不同地區適用不同的揮發性。如上所述，不同國家適用汽油的極其不同的標準。這不利地意味著，在不同國家中 汽油也可能包含不同的附加物或汙物。「汙物」例如理解成錳、鋁、磷、矽、鋯、鎂、鋅和鈣等。 這僅是示例性地列舉的，因為在汽油中顯然還會存在更多的元素。這些元素尤其是錳可以不利地察覺為在內燃機的排氣設備中的催化器的迎流端 面上的沉積物。這會繼續進行，直到超過90%的催化器端面被沉積物封閉，以至形成不再允 許內燃機運行的排氣背壓，即內燃機缺乏功率和轉矩。通常這種汙染的催化器在車間維修 中被更換，這對於消費者來說是非常昂貴和費時的。
發明內容
因此本發明的目的在於，提供一種怎樣能避免更換這樣汙染的催化器的措施。上述目的通過在權利要求1的特徵部分中的方法步驟解決。通過按本發明的淨化方法，排氣背壓實際上又達到像新催化器一樣的程度。同樣 催化器啟動、熄燈溫度(該溫度是催化器具有其全部轉化特性的50%時的溫度)的到達又 達到正常老化的催化器的狀態。對於有害物質例如碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧 化合物(NOx)的轉化特性實際上又達到正常老化的催化器的特性。按權利要求2至4的方法步驟是三種特別優選的方案，以用於開放被沉積物汙染 的催化器的端面。按權利要求5在試驗中乾冰(CO2)或胡桃粒料證實為尤其有利的，所述乾冰或胡 桃粒料較少研磨地作用，例如作為噴砂或噴玻璃珠(Glasperlenstrahlen)。最好的結果通 過乾冰得到，因為在此附加地產生熱震的效果，所述熱震基本上使沉積物脫離載體材料。按權利要求6的壓力範圍同樣在試驗中已經證實為特別適合的。
下面藉助於五個附圖詳細解釋本發明。圖1顯示汙染的催化器的端面的照片；圖2顯示按本發明淨化的催化器的端面的照片；
圖3顯示在催化器之前存在的排氣背壓的曲線圖，各排氣背壓針對汙染的催化 器、新的催化器、按本發明淨化的催化器；圖4在兩個曲線圖中顯示汙染的催化器、新的催化器、淨化的催化器的催化器啟 動性能；圖5在三個曲線圖中顯示汙染的催化器、新的催化器、淨化的催化器的碳氫化合 物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)的轉化。
具體實施例方式下面在圖1至5中相同的附圖標記對於相同的構件適用。圖1顯示被沉積物2汙染的催化器1的端面的照片，該催化器設置在催化器殼體 3中。分析已經顯示，沉積物2尤其包括錳，所述沉積物在內燃機運行過程中封閉在排氣設 備中的催化器1的被內燃機的廢氣流入的端面。為了降低因此產生的、提高的、導致減小的功率和轉矩的排氣背壓，按本發明建 議，開放催化器1的端面；向所述端面施加摻有粒料的壓縮空氣，直到基本上去除沉積物； 並且緊接著重新封閉催化器的端面的開放性。催化器的端面的開放和重新封閉可以通過三種不同的方法實現1.催化器連同其催化器殼體從排氣設備拆卸，並且通過催化器連同其催化器殼體 重新安裝到排氣設備中而封閉開放性。2.通過沿廢氣的流動方向在汙染的端面之前機械地打開催化器殼體實現開放，並 且通過機械地封閉開放性而實現開放性的封閉。在此例如可以涉及鑽孔、銑削、鋸切、折曲 等，緊接著重新焊補開放性。3.通過沿廢氣的流動方向在汙染的端面之前從催化器殼體去除λ探針而實現開 放，並且通過將λ探針重新安裝到催化器殼體中而實現開放性的封閉。尤其優選地乾冰(CO2)或胡桃粒料用作為這樣的粒料。在試驗中已經證實，優選這 兩種方法即噴砂或噴玻璃珠，因為催化器蜂窩在這種方法中由於較小的研磨不被毀壞。另 外乾冰還具有如下有利的特性，即通過在催化器蜂窩與乾冰之間的溫度差引起，產生強烈 的溫度突變，該溫度突變導致所謂的熱震，該熱震尤其有效地使沉積物脫離。另外壓縮空氣 尤其優選具有1 15巴之間的超壓，因為在這個壓力範圍內淨化作用是最大的。圖2顯示按本發明淨化的催化器1在其催化器殼體3中的照片，它實際上不再有 沉積物2。在下面的附圖3至5中現在解釋按本發明的淨化方法的積極作用。圖3在曲線圖中對於新的催化器1 (倒立的三角)，對於在51000km行駛裡程之後 的、被沉積物2堵塞了約90%的催化器1 (十字)以及對於按本發明淨化的催化器1 (點)， 顯示在催化器1上在其流入面上的排氣背壓。在Y軸上記錄在催化器1的流入面上的在 0 850毫巴範圍的排氣背壓。X軸描述在75 ^^g/h(千克/小時)範圍中的廢氣通 過量。第一次測量在M90轉/分時執行，第二次測量在5000轉/分時執行。新的催化 器1在M90轉/分時具有大約50毫巴的排氣背壓，在5000轉/分時具有大約148毫巴。 被沉積物2堵塞了約90%的催化器1在M90轉/分時具有將近500毫巴的排氣背壓。在5000轉/分時內燃機在滿載時、在催化器前的排氣背壓大於1. 8巴時提供最大30Nm(牛. 米)。在按本發明淨化催化器1的氣體流入面之後，排氣背壓按有利的方式下降到幾乎是新 催化器1具有的值。這通過箭頭表示。圖4在兩個曲線圖中顯示催化器啟動性能，即藉助於HC轉化和CO轉化達到轉化 溫度(熄燈溫度)的溫度特性。通過Y軸記錄0 100%的HC轉化率和CO轉化率。通過 X軸描述在催化器1之前220 540°C的廢氣溫度。每個曲線圖顯示四個字符，即第一個字符用於新的催化器1 (倒立的三角)，第二 個字符用於具有62000km行駛裡程的但沒有汙染的催化器1 (正立的三角)，第三個字符用 於具有51000km行駛裡程的、其端面被沉積物2堵塞了約90%的催化器1 (十字)，並且第 四個字符用於按本發明淨化的催化器1 (點)。不管對於HC轉化還是對於CO轉化顯而易見的是，用於新的催化器1的啟動溫度 大約為290°C。用於具有約62000km行駛裡程的但沒有沉積物2的催化器1的溫度相應約 為340°C。對於具有約51000km的行駛裡程的並且被沉積物2堵塞了約90%的催化器1，這 個值對於HC轉化惡化到約450°C並且對於CO轉化惡化到約430°C。在淨化之後這個值不 管對於HC轉化還是對於CO轉化相應改善到約330°C並且從而與具有62000km行駛裡程的 沒有沉積物2的催化器1是可比較的。這種改善又通過箭頭示意表示。圖5在三個曲線圖中顯示在催化器1上的HC轉化、CO轉化和NOx轉化。Y軸相應 記錄以％為單位的轉化率。X軸表示0.99 1.005的λ值。如在圖4中測量新的催化器1 (倒立的三角)、沒有沉積物2的具有62000km行駛 裡程的催化器(正立的三角)、具有51000km行駛裡程的並且由於沉積物2而堵塞約90% 的催化器1 (十字)和具有約51000km行駛裡程的按本發明淨化的催化器1 (點)。清晰可 見，對於具有沉積物2的催化器，轉化率即不管是對於HC轉化、CO轉化還是NOx轉化又都下 降，以及在按本發明淨化之後極其明顯地改善催化器轉化率。因此催化器1通過按本發明的淨化不必再更換並且在淨化之後基本上回到其正 常的轉換特性。在上述試驗中淨化用乾冰(CO2)執行，其中採用Cold Jet公司的裝置 "Microclean，，。附圖標記列表1催化器2沉積物3催化器殼體
權利要求
1.在內燃機的排氣設備中的催化器的端面的淨化方法，所述端面被沉積物尤其是錳汙 染並且被廢氣流入，其特徵在於如下方法步驟開放催化器的端面；向端面施加摻有粒料的壓縮空氣，直到基本上去除沉積物； 封閉催化器的端面的開放性。
2.根據權利要求1所述的淨化方法，其特徵在於通過催化器連同其催化器殼體從排氣設備拆卸而實現開放；並且 通過催化器連同其催化器殼體安裝到排氣設備中而實現開放性的封閉。
3.根據權利要求1所述的淨化方法，其特徵在於 通過機械地打開催化器殼體實現開放；並且 通過機械地封閉開放性實現開放性的封閉。
4.根據權利要求1所述的淨化方法，其特徵在於 通過從催化器殼體去除λ探針實現開放；並且 通過將λ探針安裝到催化器殼體中實現開放性的封閉。
5.根據權利要求1至4任一項所述的淨化方法，其特徵在於粒料採用乾冰(CO2)或胡 桃粒料。
6.根據權利要求1至5任一項所述的淨化方法，其特徵在於壓縮空氣具有在1 15 巴之間的超壓。
全文摘要
本發明涉及一種在內燃機的排氣設備中的催化器的端面的淨化方法，所述端面被沉積物尤其是錳汙染並且被廢氣流入，其特徵在於如下方法步驟開放催化器的端面；向端面施加摻有粒料的壓縮空氣，直到基本上去除沉積物；封閉催化器的端面的開放性。當排氣背壓由於沉積物對於正常的內燃機運行過大時，不必更換催化器並且催化器在淨化之後基本上回到其正常的轉換特性。
文檔編號B08B5/02GK102061967SQ20101052079
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月27日 優先權日2009年11月17日
發明者M·布內夫斯基, M·裡澤, R·齊默爾 申請人:寶馬股份公司