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    公开号:WO1987005231A1
    申请号:PCT/EP1987/000115
    申请日:1987-02-26
    公开日:1987-09-11
    发明作者:Ulf-Michael Berger；Volker Berger
    申请人:Berger Michael Ulf；Volker Berger；
    IPC主号:B01D53-00
    专利说明:
    [0001] "Verfahren zur Herstellung eines Katalysators sowie Katalysator zur Beseitigung umweltschädl cher Bestand¬ teile der Abgase von Verbrennungsmotoren"
    [0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators sowie einen Katalysator zur Besei¬ tigung umweltschädlicher Bestandteile der Abgase von Ver¬ brennungsmotoren, insbesondere Otto-Motoren, unter Ver¬ wendung von Trägermaterialien, die mit katalytisch wirk¬ samen Meta1.1Verbindungen versehen sind.
    [0003] Es ist bekannt, daß die Abgase von Verbrennungsmotoren umwe.ltschä liche Bestandteile, wie CO, NOx, S02 u.a. enthalten.
    [0004] Um diese umweltschädlichen Bestandteile aus den Abgasen von Verbrennungsmotoren _*.u beseitigen, ist eine Viel¬ zahl von Ausführungen für Katalysatoren verschiedens er Z - Zusammensetzung vorgeschlagen worden. Allen diesen be¬ kannten Katalysatoren ist der LTachteil zu eigen, daß diese nicht mit verbleitem Benzin betrieben v/erden kön¬ nen, weil der Bleigehalt nach kürzester Zeit zur Ver¬ nichtung der Katalysatoren führt. Aus diesem Grunde geht die Tendenz dahin, unverbleites Bόnzin zu verwenden, welches jedoch nicht von allen am Markt befindlichen Motorausführungen vertragen wird, insbesondere nicht von vergaserbestückten Motoren.
    [0005] Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung vorerwähnter Nach¬ teile ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators sowie einen Katalysator zur Beseitigung umweltschädlicher Bestandteile der Abgase von Verbrennungsmotoren zu schaf¬ fen, welches nicht nur in einfacher und kostengünstiger eise durchführbar ist, sondern auch einen Katalysator ergibt, welcher die umweltschädlichen Bestandteile der Abgase weitgehend beseitigt, mit verbleitem Benzin betrieben v/erden kann und über vergleichsweise hohe Standzeiten ver¬ fügt.
    [0006] Verfahrensgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ca. 22 - 26 Gew.-% Kobaltoxid, ca. B - 15 Gew.-% Manganoxid, ca. 4 - 6 Gew.-t; Kupferoxid, ca. 25 - 35 Gew.-S Ton, ca. 27 - 35 GEw.-% Talkum (Vapor), sämtliche Komponenten in Pulverform gemeinsam trocken vor¬ gemischt und danach homogenis ert und auf die gewünschte Endfeinheit gebracht werden, daß daraufhin das Pαlverge- isch in einem Mischer pl astifi iert und über ein Passiersieb granuliert wird, daß danach das ''erpressen in die gewünschte Form erfolgt, daß die gepreßten For linge bei etwa 50 - 150 Grad C getrocknet und daraufhin bei einer Temperatur von ca. S50 - 900 Grad C gebrannt werden. Die Her¬ stellung des Katalysators gestaltet sich außerordentlich einfach, da lediglich ein Mischer und eine Presse erfor¬ derlich sind, wobei die eingesetzten Bestandteile ver¬ gleichsweise preisgünstig sind. Die Vormischung der ein¬ zelnen Bestandteile erfolgt in einem Zwangsmischer, so daß eine innige Vermischung der einzelnen Bestandteile sicher¬ gestellt ist. Als Ton findet vorzugsweise Uarenburger Ton Verwendung, welcher das eigentl iche Trägermaterial des Ka¬ talysators darstellt, wohingegen das Talkum die Porosität bewirkt. Durch den Brennvorgang wird ein Katalysator hoher Festigkeit erzeugt mit keramikähnlichen Eigenschaften, so daß sich vergle chsweise hohe Standzeiten ergeben.
    [0007] Die Homogenisierung und Erzielung der gewünschten End- feinheit wird mittels einer Gegenstromprallmühle durch¬ geführt.
    [0008] Es ist auch möglich, lediglich etwa 50 GEU.-% des vorge¬ mischten Materials in die Homogenisierung zu geben und diesen Teil daraufhin wieder mit den anderen etwa 50 Gew.- % der Vormischung zusammenzubringen, so daß sich eine ge¬ wisse Porigkeit ergibt und damit eine vergledchsweise große aktive Oberfläche.
    [0009] Die Plastifizierung der Vormischung wird durch Zusatz von Öl und destill ertem asser, vorzugsweise von Form- öl und einer Emulsion von For öl und destilliertem V7as- ser, durchgeführt. Die Feuchtigkeit der plastifizierten Katalysatormasse beträgt ca. 40 - 50 %, vorzugsweise 42 - 46 %. Es hat sich gezeigt, daß dieser Feuchtigkeitsge¬ halt sich sehr vorteilhaft auf die weitere Verarbeitung der Katalysatormasse auswirkt.
    [0010] Das Verpressen der so aufbereiteten Katalysatormasse er¬ folgt mit Hilfe eine Stahlmatrize auf einem Maßpreßautoma¬ ten, so daß vergleichsweise große Stückzahlen in kur¬ zer Zeit herstellbar sind. Vorteilhaft wird gleichzeitig mit dem Verpressen das Einbringen einer Vielzahl von den Formling in Strömungsrichtung der Abgase gesehen von sei- ner Vorderseite zu seiner Rückseite durchsetzenden Kanälen durchgeführt. Zu diesem Zwecke ist die Oberteilaufnahme der Presse mit einer Vielzahl von frei vorragenden Nadeln aus¬ gerüstet, welche beim Zusammenfahren von Ober- und Unterteil die Katalysatormasse durchsetzen und dabei die Durchtritts¬ kanäle ausbilden. Es ist jedoch auch möglich, die Durchtritts¬ kanäle nachträglich durch Bohren, Stanzen, Drücken usw. einzubringen. Auch können in die Katalysatormasse Fäden od.dgl. eingelegt v/erden, welche beim abschließenden Brenn¬ vorgang vernichtet werden, so daß sich die gewünschten Durchtrittskanäle ausbilden.
    [0011] Die Trocknung der gepreßten Formlinge wird vorzugsweise bei einer Temperatur von ca. 100 - .120 Grad C durchge¬ ührt.
    [0012] Die Trocknungszeit der Katalysatormasse beträgt ca. 60 min. Die Brennzeit macht ca. 90 min aus. Nach dem Brennen findet eine Abkühlung in ca. 7 - 0 Stunden auf eine Tem¬ peratur von ca. 00 Grad C statt.
    [0013] Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß ca. 22 - 26 Gew.-% Kobaltoxid, ca. 8 - 15 Gew.-% Manganoxid, ca. 4 - 6 Gew.-% Kupferoxid, ca. 25 - 35 Gew.-% Ton, ca. 27 - 35 Gew.-% Talkum (Vapor), sämtliche Komponenten in Pulverform gemeinsam trocken vorge¬ mischt und danach homogenisiert und auf die gewünschte End¬ feinheit gebracht werden, daß daraufhin das Pulvergemisch in einem Mischer plasti iziert und danach stranggezogen wird, der Strang auf die gewünschte Größe der Forrnlinge abgelängt und die Forrnlinge bei etwa 50 - 150 Grad C getrocknet und daraufhin bei einer Temperatur von ca. 050 - 900 Grad C ge¬ brannt werden. Die Forrnlinge werden nach ihrem Abtrennen mit einer Vielzahl von die Forrnlinge in Strömungsrichtung der Abgase gesehen von ihren Vorderseiten zu ihren Rücksei¬ ten durchsetzenden Kanälen versehen, was beispielsweise durch Bohren, Stanzen, Drücken usw. erfolgen kann.
    [0014] Die Trocknungszeit, Brennzeit sowie die Zeit für die Abkühlung sind die gleichen wie eingangs bereits angegeben.
    [0015] Um einen Katalysator zu schaffen, v/elcher nach dem Kaltstart möglichst schnell seine günstigste Betriebstemperatur erreicht, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der pulverförmigen Vormischung als• ztisätzliche, katalytisch hochwirksame Kompo¬ nente ca. 0,5 Gew.-% Palladium- und/oder Rhodium- und/oder Platin-Chlorid in wässriger Lösung zugesetzt v/ird. Durch diese Bestandteile erhöht sich das Ansprechverhalten, so daß der Ka¬ talysator schon nach vergleichsweise kurzer Zeit in seinem günstigsten Wirkungsbereich arbeitet.
    [0016] Bei den durch Strangzieh^n hergestellten Katalysatoren ist es möglich, deren Oberfläche mit einer hochwirksamen kataly- tischen, wässrigen Lösung aus Palladium- und/oder Rhodium- und/oder Platin-Chlorid zu behandeln, beispielsweise durch Tauchen, Besprühen usw.
    [0017] Um schwerpunktmäßig die Beseitigung der Stickoxide durch¬ zuführen v/ird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ca. 34 - 37 Gew.-% Kupferoxid, ca. 25 - 35 Gew.-% mon und ca. 27 - 35 Gev/.-% Talkum (Vapor), sämtliche Komponenten in Pulverform gemeinsam trocken vor¬ gemischt und danach homogenisiert und auf die gewünschte Endfeinheit gebracht werden, daß daraufhin das Pulvergemisch in einem Mischer p stifisiert und über ein Passiersieb granuliert wird, daß danach das Verpressen in die gewünsch¬ te Form erfolgt, daß die gepreßten Forrnlinge bei etwa 50 - 150 Grad C getrocknet und daraufhin bei einer Temperatur von ca. 050 - 900 Grad C gebrannt v/erden. Bei einem so hergestellten Katalysator bestehen die kata- lytisch v/irksamen Bestandteile ausschließlich aus Kupferoxid, welches in hohem Maße geeignet ist, die Stickoxide zu be¬ seitigen.
    [0018] Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, daß ca. 34 - 37 Oew.-% Kupferoxid, ca. 25 - 35 Gew.-% Ton und ca. 27 - 35 Gew.-% Talkum (Vapor), sämtliche Komponenten in Pul¬ verform gemeinsam trocken vorgemischt und danach homogenisiert und auf die gewünschte Endfeinheit gebracht v/erden, daß daraufhin das Pulvergemisch in einem Mischer plastifiziert und danach s ranggezogen v/ird, der Strang auf die gewünschte Größe der Forrnlinge abgelängt und die Formlänge bei etwa 50 - 150 Grad C getrocknet und daraufhin bei einer Temperatur von ca. 850 - 900 Grad C gebrannt werden.
    [0019] Das Auf- bzw. Einbringen der zusätzlichen katalytisch hoch¬ wirksamen Bestandteile in Form von wässrigen Lösungen kann vor oder nach der Wärmebehandlung durch Tauchen, Injizieren od.dgl. durchgeführt werden. Es ist auch möglich, gleich¬ zeitig durch Vakuum die in den Poren und/oder Kanälen vorhandene Luft zu entziehen und die katalytisch wirksame Lösung in diese Hohlräume einzulagern.
    [0020] Die Feinheit des eingesetzten Talkums beträgt nach Hegmann 6. Die Feinheit des eingesetzten Talkums v/eist eine ma . Korn- große von 20 ü m auf, wobei 97 Gew.-% eine Korngröße unter 10 mü m und 50 Gew.-% eine Korngröße unter 2 mü m besitzen.
    [0021] Das zugesetzte Tonmehl hat eine Feinheit von ax. 90 mü m- + 200 esh 0,01 %
    [0022] - 200 mesh 99,9 l
    [0023] - 400 mesh 99,0 % .
    [0024] Das zugesetzte Kupferox besitzt einen Rückstand von max. 2 Gew.-5 auf 0,063 mm/Haschenweite.
    [0025] Das eingesetzte Manganoxid hat eine Feinheit von 90 % din 1 0 =0,045 mm.
    [0026] Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf einen Katalysa¬ tor zur Beseitigung umweltschädlicher Bestandteile der Ab¬ gase von Verbrennungsmotoren, v/elcher aus Trägermaterialien besteht, die mit katalytisch wirksamen Metallverbindungen versehen sind.
    [0027] Vorteilhaft ist ein Katalysator derart aufgebaut, daß dieser ca. 22 - 26 Gew.-% Kobaltoxid, ca. 0 - 15 Gew.-% Manganoxid, ca. 4 - 6 Gew.-S Kupferoxid, ca. 25 - 35 Gew.-% Ton und ca. 27 - 35 Gew.-% Talkum (Vapor) aufweist. Aufgrund dieser seiner Zusammensetzung erweist sich der Katalysator als außerordentlich standfest, so daß die an einen derartigen Katalysator aufgrund behördlicher Aufla¬ gen gestellten Forderungen in vollem Umfange erfüllt v/erden. Außerdem ist der Katalysator unempfindlich gegen Blei, so daß der zugehörige Verbrennungsmotor auch mit verbleitem Ben¬ zin betrieben v/erden kann, was insbesondere für die Nach¬ rüstung von ganz erheblicher Bedeutung ist.
    [0028] Als besonders vorteilhaft haben sich Katalysatoren mit nachstehend angegebener Zusammensetzung erwiesen:
    [0029] Beispiel 1:
    [0030] 243,13 Gewichtsteile Kobaltoxid, 141,73 Gewichtsteile Manganoxid, 54,31 Gewichtsteile Kupferoxid, 264,66 Gewichtsteile Ton und 296,16 Gewichtsteile Talkum (Vapor)-
    [0031] Beispiel 2:
    [0032] 244,31 Gewichtsteile Kobaltoxid, 142,73 Gewichtsteile Manganoxid, 55,31 Gewichtsteile Kupferoxid, 263,16 Gewichtsteile Ton und 294,66 Gewichtsteile Talkum (Vapor).
    [0033] Für das Ansprechverhalten des Katalysators, insbesondere nach einem Kaltstart, ist es vorteilhaft, diesem bereits bei der Bereitung der Ausgangsmischung ca. 0,5 Gew.-% Palladium- und/oder Rhodium- und/oder Platin-Chlorid in wässriger Lö¬ sung zuzusetzen, oder die Forrnlinge vor der Wärmebehandlung oder die fertigen Katalysatoren mit einer derartigen Lösung zu behandeln.
    [0034] Die" Erfindung erstreckt sich weiterhin auf einen Kataly¬ sator, vorzugsweise zur Beseitigung der Stickoxide in den Abgasen von Verbrennungsmotoren.
    [0035] Be-i diesem Katalysator findet als katalytisch wirksamer Be¬ standteil lediglich Kupferoxid Verv/endung, und zwar mit ca. 34 - 37 Gew.-%, v/ährend die Gewichtsprozente der bereits angege¬ benen Trägermaterialien unverändert bleiben.
    [0036] Vorteilhaft v/ird ein derartiger, insbesondere zur Beseitigung der NOx-Anteile der Verbrennungsgase geeigneter Katalysa¬ tor einem solchen der eingangs beschriebenen Ausführung mit den angegebenen katalytisch v/irksamen Bestandteilen vorgeschal¬ tet, so daß mit Sicherheit die Stickoxide beseitigt werden. In diesem Falle erweist es sich als vorteilhaft, den Zwi- schenraum zwischen den beiden aus unterschiedlichen Be¬ standteilen aufgebauten Katalysatoren an eine Luftzufuhr anzuschließen, damit für die erforderliche Oxidation ge¬ nügend Luft zur Verfügung steht. Für den vorgeschalteten Katalysator mit Kupferoxid als katalytisch wirksamen Be¬ standteil reicht der Restgehr t des Sauerstoffs in den Ver¬ brennungsgasen aus, um eine einwandfreie Oxidation durch¬ zuführen, so daß eine Fremdluftzufuhr nicht erforderlich ist.
    [0037] Die er indungsgemäßen Katal satoren gleich welcher Zusam¬ mensetzung sind vnrzugsv7ei.se mit einer Vielzahl von Durch¬ trittskanälen ausgerüstet, die diese in Strömungsrichtung der Abgase gesehen von ihren Vorder- zu ihren Rückseiten durchsetzen. Auf diese Weise ergibt sich eine vergleichs¬ weise große, katalytisch wirksame Oberfläche mit der Folge der Erzielung eines sehr hohen Wirkungsgrades.
    [0038] Die Durchtrittskanäle sind sämtlich oder zum Teil mit einem Innengewinde nach Art eines gezogenen Gewehrlaufes versehen. Durch diese Innengewinde erhalten die Abgase einen Drall und damit eine längere Verharrungszeit im Katalysator, so daß die Wirksamkeit weiter erhöht wird. Das Einbringen der Innen¬ gewinde kann beispielsweise mit mit Außengewinde versehenen Nadeln erfolgen, welche an ihren einen Enden drehbar gelagert sind, so daß sich beim Herausziehen der Nadeln nach Herstellen der Durchtrittskanäle diese zu drehen vermögen und dabei eine Ziehung der Innengewinde bewirken.
    [0039] Vorteilhaft sind die Ein- und/oder Austrittsöffnungen der Kanäle trichterförmig erweitert. Bei den Eingangsöffnungen führt dieses zu einer Vergrößerung der wirksamen Oberflächen, während bei den Λusgangsö fnungen die Entspannungswirkung früher einsetzt, so daß insgesamt die Wirksamkeit des Kataly¬ sators weiter verbessert v/ird.
    [0040] Durch die Verv/endung von Talkum ("apor) ergibt sich eine ge¬ wisse Porosität, welche das Durchströmen der Abgase ermöglicht, Um die Durchströmverhältnisse optimal zu gestalten, findet bevorzugt der Katalysator mit den Durchtrittskanälen Verv/en¬ dung, da diese ohne v/eitgehende Verlangsamung von den Abgasen durchströmt v/erden können und dennoch die gewünschte kataly- tische Wirkung erzielt v/ird.
    [0041] Die erfindungsgemäßen Katalysatoren können einstückig aus¬ gebildet sein. Als besonders vorteilhaft erweist es sich jedoch, diese scheibenförmig zu gestalten, da dann mit nur einem Werkzeug Katalysatoren für alle in Frage kommenden Motortypen herstellbar sind. Zu diesem Zwecke können mehrere Scheiben zu einem Gesamtkatalysator verbunden sein, beispielsweise unter Verv/endung eines hochhitzebeständi- gen Klebers, beispielsweise für Temperaturen von 1500 - 1600 Grad C. Bei einem derartigen Kleber handelt es sich um sog. Keraraikkleber.
    [0042] Gemäß einem v/eiteren Merkmale der Erfindung weist der Kata¬ lysator bzw. v/eisen die Scheiben desselben an seiner bzw. ihren in Strömungsrichtung der Λngase gesehenen Rückseite einen gegenüber der Rückseite bzw. der Rückseiten vorragen¬ den Rand auf. Durch diesen Rand bzw. die Ränder werden Nachentspannungskammern geschaffen, die die Strömungsver¬ hältnisse günstig beeinflussen und insbesondere ein zu schnelles Durchströmen der Abgase durch die Poren, Kapillaren, Durchtrittskanäle usw. verhindern.
    [0043] Um s Lcherzustellen, daß der Katalysator während des Betriebes in seinem günstigsten Temperaturbereich liegt, ist dieser auf seiner äußeren Umfläche von einer Matte aus hochhitze- beständigem Material umgeben. Hierzu eignet sich besonders eine Cerafeidmatte von beispielsweise 2 mm Stärke, welche bis zu Temperaturen von 1600 Grad C voll wirksam ist. Aus- serdem verhindert diese Isolationsmatte den Wärmeübergang auf benachbarte Teile des Kraftfahrzeuges, insbesondere die Aus¬ pu fanläge.
    [0044] Je nach der Art der in den Kraftfahrzeugen verwendeten Motorausführungen und Anordnung des Katalysators kann es sich als für die Betriebsweise des Katalysators vorteil¬ haft erweisen, wenn diesem zusätzlich uft zugeführt v/ird. Dieses geschieht durch Beaufschlagung der erfindungsgemäßen Katalysatoren mit Luft, die vorzugsweise in Abhängigkeit von der Motordrehzahl zugesetzt v/ird, so daß ein gewünschter Luftüberschuß bei allen Fahrzuständen sowie beliebiger An¬ ordnung des Katalysators gewährleistet ist.
    [0045] Durch die vorgesehene Scheibenform der einzelnen Kataly¬ satoren zum Aufbau eines Gesamtkatalysators ist es möglich, Katalysatoren der verschiedenen erfindungsgemäßen Zusammen¬ setzungen jeweils miteinaner zu kombinieren, um je nach Motortyp den dazu optimalen Katalysator zu schaffen.
    [0046] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:
    [0047] Figur 1 eine Draufsicht des Katalysators und Figur 2 eine geschnittene Seitenansicht.
    [0048] Mit 1 ist eine Katalysatorscheibe bezeichnet, welche ovale Grundform besitzt und mit einer Vielzahl von Durchtritts¬ kanälen 2 ausgerüstet ist. Der Einfachheit halber sind die Durchtrittskanäle 2 nur in einem Viertel der Darstellung des Katalysators eingezeichnet. Der Rand des Katalysators ist mit 3 bezeichnet.
    [0049] Wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich, ist der Rand 3 des Katalysators 1 gegenüber seiner in Strömungsrichtung gesehenen Rückseite kragenartig vorstehend ausgebildet, wie mit 4 bezeichnet ist. Innerhalb des kragenartig vorstehenden Randes 4 bildet sich eine Nachentspannungskammer 5 aus, welche zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse der durch¬ tretenden Abgase beiträgt, insbesondere dann, v/enn mehrere der aus Figur 2 ersichtlichen Katalysatorscheiben zu einem Gesamtkatalysator zusammengefügt sind. Bei einem so gebil¬ deten Gesamtkondensator treten über dessen Länge immer v/ieder Ξntspannungskammern 5 auf.
    [0050] Die ovale Ausgestaltung des Katalysators 1 erweist sich für die Unterbringung unterhalb des Bodens eines Kraftfahrzeuges oder in dessen Motorraum als besonders günstig.
    权利要求:
    Claims

    P A T E N T A N S P R Ü C H E :
    . Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Be¬ seitigung umweltschädlicher Bestandteile der Abgase von Verbrennungsmotoren, insbesondere Otto-Motoren, unter Ver¬ wendung von Trägermaterialien, die mit katalytisch wirksamen Metallverbindungen versehen sind, dadurch gekennzeichnet , daß ca. 22 - 26 Gew.-% Kobaltoxid, ca. 8 - 15 Gev/.- Manganoxid, ca. 4 - 6 Gew.-% Kupferoxid, ca. 25 - 35 Gew.-% Ton, ca. 27 - 35 Gew.-% Talkum (Vapor), sämtliche Komponenten in Pulverform gemeinsam trocken vor¬ gemischt und danach homogenisiert und auf die gewünschte Endfeinheit gebracht werden, daß daraufhin das Pulvergemisch in einem Mischer plastifiziert und über ein Passiersieb granuliert v/ird, daß danach das Verpressen in die gewünschte Form erfolgt, daß die gepreßten Forrnlinge bei etwa 50 - 150 Grad C getrocknet und daraufhin bei einer Temperatur von ca. 850 - 900 Grad C gebrannt werden .
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Vormischung in einem Zwangsmischer erfolgt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Homogenisierung und Erzielung der gewünschten End¬ feinheit mittels einer Gegenstromprallmühle durchgeführt wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß etwa 50 Gew.-% des vorgemisch¬ ten Materials in die Homogenisierung gegeben wird und darauf¬ hin mit den anderen etwa 50 Gew.-% der Vormischung wieder zusammengebracht wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß die Plastifizierung durch Zusatz von Öl und destilliertem Wasser, vorzugsweise von Formöl und einer Emulsion von Formöl und destilliertem Wasser, durchgeführt wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß die Feuchtigkeit der plasti- fizierten Katalysatormasse ca. 40 - 50 %, vorzugsweise 42 - 46 % , beträgt .
    7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß das Verpressen mit Hilfe einer Stahlmatrize auf einem Naßpreßautomaten erfolgt.
    8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß gleichzeitig mit dem Verpres¬ sen das Einbringen einer Vielzahl von den Formung in Strömungsrichtung der Abgase gesehen von seiner Vorderseite zu seiner Rückseite durchsetzenden Kanälen durchgeführt wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß die Trocknung der gepreßten Forrnlinge bei einer Temperatur von ca. 100 - 120 Grad C durchgeführt wird.
    10. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß die Trocknungszeit ca. 60 min beträgt.
    11. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet1 , daß die Brennzeit ca. 90 min ausmacht.
    12. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß nach dem Brennen eine Abkühlung in ca. 7 - 8 Stunden auf eine Temperatur von ca. 80 Grad C erfolgt.
    13. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Be¬ seitigung umweltschädlicher Bestandteile der Abgase von Ver¬ brennungsmotoren, insbesondere Otto-Motoren, unter Verwen¬ dung von Trägermaterialien, die mit katalytisch wirksamen Metallverbindungen v.ersehen sind, dadurch gekennzeichnet , daß ca. 22 - 26 Gew.-% Kobaltoxid, ca. 0 - 15 Gev/.-% Manganoxid, ca. 4 - 6 Gev/.-% Kupferoxid, ca. 25 - 35 Gew.-% Ton, ca. 27 - 35 Gev/.-S Talkum (Vapor), sämtliche Komponenten in Pulverform gemeinsam trocken vorge- - mischt und danach homogenisiert und auf die gewünschte End¬ feinheit gebracht werden, daß daraufhin das Pulvergemisch in einem Mischer plastifiziert und danach stranggezogen wird, der Strang auf die gewünschte Größe der Forrnlinge abgelängt und die Formlinge bei etwa 50 - 150 Grad C getrocknet und daraufhin bei einer Temperatur von ca. 850 - 900 Grad C ge¬ brannt werden.
    14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Formlinge nach ihrem Abtrennen mit einer Vielzahl von die Formlinge in Strömungsrichtung der Abgase gesehen von ihren Vorderseiten zu ihren Rückseiten durchsetzenden Kanälen versehen werden.
    15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn¬ zeichnet , daß die Trocknung der abgelängten Formlinge bei einer Temperatur von ca. 100 - 120 Grad C durchgeführt wird.
    16. Verfahren nach Anspruch 13 oder einem der vorher¬ gehenden, dadurch gekennzeichnet , daß die Trocknungszeit ca. 60 min beträgt.
    17. Verfahren nach Anspruch 13 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß die Brennzeit ca. 90 min be¬ trägt.
    18. Verfahren nach Anspruch 13 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß nach dem Brennen eine Abkühlung in ca 7 - 8 Stunden auf eine Temperatur von ca. 80 Grad C erfolgt.
    19. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß der pulverförmigen Vormischung als zusätzliche, hochwirksame katalytische Komponente ca. 0,5 Gew.-% Palladium- und/oder Rhodium- und/oder Platin- Chlorid in wässriger Lösung zugesetzt wird.
    20. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche des Katalysators zusätzlich mit einer hochwirksamen katalytischen, wässrigen Lösung aus Palladium- und/oder Rhodium- und/oder Platin- Chlorid behandelt wird.
    21. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Besei¬ tigung umweltschädlicher Bestandteile der Abgase von Verbren¬ nungsmotoren, insbesondere der Stickoxide, vorzugsweise nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekenn¬ zeichnet , daß ca. 34 - 37 Gew.-% Kupferoxid, ca. 25 - 35 Gew.-% Ton, ca. 27 - 35 Gew.-% Talkum (Vapor), sämtliche Komponenten in Pulverform gemeinsam trocken vorge¬ mischt und danach homogenisiert und auf die gewünschte End¬ feinheit gebracht werden, daß daraufhin das Pulvergemisch in einem Mischer plastifiziert und über ein Passiersieb granuliert wird, daß danach das Verpressen in die gewünsch¬ te Form erfolgt, daß die gepreßten Formlinge bei etwa 50 - 150 Grad C getrocknet und daraufhin bei einer Temperatur von ca. 850 - 900 Grad C gebrannt v/erden.
    22. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Beseiti¬ gung umweltschädlicher Bestandteile der Abgase von Verbren¬ nungsmotoren, insbesondere der Stickoxide, vorzugsweise nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekenn¬ zeichnet , daß ca. 34 - 37 Gev/.-% Kupferoxid, ca. 25 - 35 Gew.-% Ton, ca. 27 - -35 Gew.-% Talkum (Vapor), sämtliche Komponenten in Pulverform gemeinsam trocken vor¬ gemischt und danach homogenisiert und auf die gewünschte End¬ feinheit gebracht v/erden, daß daraufhin das Pulvergemisch in einem Mischer plastifiziert und stranggezogen wird, der Strang auf die gewünschte Größe der Formlinge abgelängt und die Formlinge bei etwa 50 - 150 Grad C getrocknet und darauf¬ hin bei einer Temperatur von ca. 850 - 900 Grad C gebrannt werden.
    23. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß die Feinheit des eingesetzten Talkums nach Hegmann 6 beträgt.
    24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß die Feinheit des eingesetzten Talkums eine max. Korn¬ größe von 20 mü m beträgt, wobei 97 Gew.-% eine Korngröße unter 10 mü m und 50 Gew.-% eine Korngröße unter 2 mü m auf¬ weisen.
    25. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß das zugesetzte Tonmehl eine Feinheit von max. 90 mü m besitzt.
    26. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß das zugesetzte Kobaltoxid fol¬ gende Feinheit aufweist:
    + 200 mesh 0,1 %
    - 200 mesh 99,9 %
    - 400 mesh 99,0 %.
    27. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß das zugesetzte Kupferoxid einen Rückstand von max. 2 Gew.-% auf 0,063 mm/Maschenweite be¬ sitzt.
    28. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß 90 Gew.-% Manganoxid eine Feinheit von din 120 = 0,045 mm besitzen.
    29. Katalysator zur Beseitigung umweltschädlicher Bestanteile der Abgase von Verbrennungsmotoren, welcher aus Trägermaterialien besteht, die mit katalytisch wirksamen Metallverbindungen versehen sind, insbesondere hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder einem der vorher¬ gehenden, dadurch gekennzeichnet , daß dieser ca. 22 - 26 Gev/.- Kobaltoxid, ca. 8 - 15 Gew.-ξ; Manganoxid, ca. 4 - 6 Gew.-% Kupferoxid, ca. 25 - 35 Gew.-% Ton und ca. 27 - 35 Gev/.-% Talkum (Vapor), aufweist.
    30. Katalysator nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß dieser folgende Zusammensetzung besitzt:
    243,13 Gewichtsteile Kobaltoxid, 141,73 Gewichtsteile Manganoxid, 54,31 Gewichtsteile Kupferoxid, 264,66 Gewichtsteile Ton und 296,16 Gewichtsteile Talkum (Vapor),
    31. Katalysator nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß dieser folgende Zusammensetzung besitzt:
    244,31 Gewichtsteile Kobaltoxid, 142,73 Gewichtsteile Manganoxid, 55,31 Gev/ichtsteile Kupferoxid, 263,16 Gewichtsteile Ton und 294,66 Gewichtsteile Talkum (Vapor).
    32. Katalysator nach Anspruch 1 oder einem der vorher¬ gehenden, dadurch gekennzeichnet , daß dieser ca. 22 - 26 Gew.- Kobaltoxid, ca. 8 - 15 Gew.-% Manganoxid, ca. 4 - 16 Gew.-% Kupferoxid, ca. 0,5 Gew.% Palladium- und/oder Rhodium- und/oder
    Platin-Chlorid, ca. 25 - 35 Gew.-% Ton und ca. 27 - 35 Gev/.-S Talkum (Vapor) aufweist.
    33. Katalysator zur Beseitigung umweltschädlicher Be¬ standteile der Abgase von Verbrennungsmotoren, insbeson¬ dere der Stickoxide, v/elcher aus Trägermaterialien be¬ steht, die mit katalytisch wirksamen Metallverbindungen versehen sind, insbesondere hergestellt nach dem Ver¬ fahren gemäß Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß dieser ca. 34 - 37 Gev/.-% Kupferoxid, ca. 25 - 35 Gew.-% Ton und ca. 27 - 35 Gew.-% Talkum (Vapor) aufweist.
    34. Katalysator nach Anspruch 1 oder einem der vorher¬ gehenden, dadurch gekennzeichnet , daß ein oder mehrere Katalysatoren, bestehend aus ca. 34 - 37 Gew.-% Kupferoxid mit einem oder mehreren Katalysatoren, bestehend aus ca. 22- 26 Gew.- Kobaltoxid, ca. 8 - 15 Gew.-% Manganoxid, ca. 4 - 6 Gew.-% Kupferoxid miteinander kombiniert ist bzw. sind.
    35. Katalysator nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehen¬ den, dadurch gekennzeichnet , daß der Zwischenraum zwi¬ schen einem Katalysator, bestehend aus ca. 34 - 37 Gew.-% Kupferoxid und einem Katalysator, bestehend aus ca. 22 - 26 Gew.-% Kobaltoxid, ca. 8 - 15 Gew.-% Manganoxid und ca. 4 - 6 Gev/.-% Kupferoxid, an eine Luftzufuhr angeschlossen ist.
    36. Katalysator nach Anspruch 1 oder einem der vorher¬ gehenden, dadurch gekennzeichnet , daß dieser mit einer Vielzahl von Durchtrittskanälen (2) ausgerüstet ist, die diesen in Strömungsrichtung der Abgase gesehen von seiner Vorder- zu seiner Rückseite durchsetzen.
    37. Katalysator nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchtrittskanäle (2) sämtlich oder zum Teil mit Innen¬ gewinden versehen sind.
    38. Katalysator nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekenn¬ zeichnet , daß die Ein- und/oder Austrittsöffnungen der Ka¬ näle (2) trichterförmig erv/eitert sind.
    39. Katalysator nach Anspruch 1 oder einem der vorher¬ gehenden, dadurch gekennzeichnet , daß dieser einstückig ausgebildet ist.
    40. Katalysator nach Anspruch 1 oder einem der vorher¬ gehenden, dadurch gekennzeichnet , daß dieser scheiben¬ förmig gestaltet ist.
    41. Katalysator nach Anspruch 1 oder einem der vorher¬ gehenden, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Scheiben zu einem Gesamtkatalysator verbunden sind.
    42. Katalysator nach Anspruch 1 oder einem der vorher¬ gehenden, dadurch gekennzeichnet , daß dieser bzw. die Scheiben an seiner bzw. ihren in Strömungsrichtung der Abgase gesehenen Rückseite bzw. Rückseiten einen gegen- über der Rückseite bzw. den Rückseiten vorragenden Rand (4) aufweist bzw. vorragende Ränder (4) aufweisen.
    43. Katalysator nach Anspruch 1 oder einem der vorher¬ gehenden, dadurch gekennzeichnet , daß dieser auf seiner äußeren Umfläche von der Matte aus hochhitzebeständigem Material umgeben ist.
    44. Katalysator nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet , daß den den Kataly¬ sator beaufschlagenden Abgasen Luft in Abhängigkeit von der Motordrehzahl zugesetzt v/ird.
    3$
    Z U S A M M E N F A S S U G :
    "Verfahren zur Herstellung eines Katalysators sowie Kataly¬ sator zur Beseitigung umweltschädlicher Bestandteile der Ab¬ gase von Verbrennungsmotoren"
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators sowie einen Katalysator zur Beseitigung umwelt¬ schädlicher Bestandteile der Abgase von Verbrennungsmotoren, insbesondere Otto-Motoren, unter Verv/endung von Träger¬ materialien, die mit katalytisch wirksamen Metallver¬ bindungen versehen sind. Zur Schaffung des vorerv/ähnten Ver¬ fahrens, v/elches nicht nur in einfacher und kostengünstiger Weise durchführbar ist, sondern auch einen Katalysator ergibt, welcher die umweltschädlichen Bestandteile der Abgase weit¬ gehend beseitigt, m t verbleitem Benzin betrieben werden kann und über vergleichsweise hohe Standzeiten verfügt wird er¬ findungsgemäß vorgeschlagen, daß ca. 22 - 26 Gew.-% Kobaltoxid, ca. 8 - 15 Gev/.-% Manganoxid, ca. 4 - 6 Gew.-% Kupferoxid, ca. 25 - 35 Gew.-% Ton, ca. 27 - 35 Gew.-% Talkum (Vapor), sämtliche Komponenten in Pulverform gemeinsam trocken vor¬ gemischt und danach homogenisiert und auf die gewünschte Endfeinheit gebracht werden, daß daraufhin das Pulvergemisch in einem Mischer plastifiziert und über ein Passiersieb granuliert wird, daß danach das Verpressen in die gewünschte Form erfolgt, daß die gepreßten Formlinge bei etwa 50 - 150 Grad C getrocknet und daraufhin bei einer Temperatur von ca. 850 - 900 Grad C gebrannt werden (Fig. 1).
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0238881A2|1987-09-30|
    EP0238881A3|1987-12-02|
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    EP0238881B1|1991-06-19|
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1987-09-11| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BR JP US |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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