DE1136537B - Process for the removal of harmful substances from the exhaust gases of gasoline and diesel engines - Google Patents
Process for the removal of harmful substances from the exhaust gases of gasoline and diesel enginesInfo
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Description
Verfahren zur Entfernung von gesundheitsschädlichen Stoffen aus Auspuffgasen von Otto- und Dieselmotoren In den Verbrennungsgasen der Diesel- und Ottomotore befinden sich neben aliphatischen und cycloaliphatischen Verbindungen Spalt- und Oxydationsprodukte, deren Entfernung aus den Abgasen wünschenswert ist, da sie gesundheitsschädlich sind.Process for removing harmful substances from exhaust gases of gasoline and diesel engines In the combustion gases of diesel and gasoline engines are located next to aliphatic and cycloaliphatic compounds cleavage and Oxidation products, the removal of which from the exhaust gases is desirable as they are harmful to health are.
Vor allem handelt es sich um aromatische, olefinische oder heterocyclische Verbindungen. Eine selektive Absorption durch geeignete organische Lösungsmittel, z. B. durch Glykole, alkylierte Phenole oder aromatische Amine, ist zwar möglich, es treten aber andere Schwierigkeiten auf: Bei Verwendung der Glykole tritt durch das in den Verbrennungsgasen enthaltene Wasser alsbald eine so starke Verdünnung ein, daß die Absorptionsfähigkeit nachläßt, bei Verwendung von Alkylphenolen oder Aminen machen sich Flüchtigkeit, Oxydationsempfindlichkeit oder Giftigkeit störend bemerkbar.Above all, they are aromatic, olefinic or heterocyclic Links. Selective absorption by suitable organic solvents, z. B. by glycols, alkylated phenols or aromatic amines, it is possible but there are other difficulties: When using the glycols occurs the water contained in the combustion gases soon became so diluted one that the absorbency decreases when using alkylphenols or Amines make volatility, sensitivity to oxidation or toxicity bothersome noticeable.
Es wurde gefunden, daß sich aus denVerbrennungsgasen von Diesel- und Ottomotoren gesundheitsschädliche organische Stoffe ohne diese Nachteile entfernen lasten, wenn man Butylencarbonat als Absorptionsmittel verwendet. It has been found that the combustion gases of diesel and gasoline engines remove harmful organic substances without these disadvantages burdensome when using butylene carbonate as an absorbent.
Unter Butylencarbonat sind die isomeren Butylencarbonate einzeln oder im Gemisch zu verstehen. Under butylene carbonate, the isomeric butylene carbonates are individually or to be understood as a mixture.
Butylencarbonat löst aromatische, olefinische und heterocyclische Verbindungen selektiv aus den Auspuffgasen heraus. Es löst dagegen praktisch nicht aliphatische oder cycloaliphatische Verbindungen. Butylene carbonate dissolves aromatic, olefinic and heterocyclic ones Connections selectively out of the exhaust gases. In contrast, it practically does not solve aliphatic or cycloaliphatic compounds.
Es löst ferner kein Wasser. Kohlendioxyd und Kohlenmonoxyd stören die selektive Absorption nicht. Weitere Vorteile sind in der geringen Flüchtigkeit und der Oxydationsunempfindlichkeit zu sehen.Furthermore, it does not dissolve water. Carbon dioxide and carbon monoxide interfere selective absorption does not. Further advantages are the low volatility and the insensitivity to oxidation.
Andere Carbonate, wie beispielsweise Äthylen-und Propylencarbonate, deren Lösevermögen für aromatische Kohlenwasserstoffe bekannt ist, sind weniger geeignet, weil sie wasserlöslich sind und daher durch das bei der Verbrennung im Motor entstehende Wasser sofort verdünnt und damit unwirksam würden. Höhere Carbonate, wie Pentypen: oder Hexylencarbonate, sind ebenfalls nicht gut verwendbar, da sie nicht mehr selektiv genug wirken. Überraschenderweise eignen sich nur die verschiedenen isomeren Butylencarbonate, also 4,5-Dimethyl- 1,3 -dioxolon-(2), 4,4-Dimethyl- 1,3 -dioxolon-(2), 4-Äthyl-1,3-dioxolon-(2). Sie übertreffen alle anderen Carbonate darin, daß sie gleichzeitig wasser- und treibstoffunlöslich sind und höhere aromatische Kohlenwasserstoffe selektiv aus Kohlenwasserstoffdämpfen herauslösen. Other carbonates, such as ethylene and propylene carbonates, whose solvent power for aromatic hydrocarbons is known are less suitable because they are water-soluble and therefore due to the incineration in the The water produced by the engine would be immediately diluted and thus ineffective. Higher carbonates, such as pen types: or hexylene carbonates, are also not very useful as they no longer seem selective enough. Surprisingly, only the different ones are suitable isomeric butylene carbonates, i.e. 4,5-dimethyl-1,3-dioxolone- (2), 4,4-dimethyl-1,3 -dioxolone- (2), 4-ethyl-1,3-dioxolone- (2). They surpass all other carbonates in that they are at the same time insoluble in water and fuel and are more aromatic Selectively extract hydrocarbons from hydrocarbon vapors.
Für die Entfernung der schädlichen Stoffe aus den Auspuffgasen von Diesel- und Ottomotoren mit Hilfe von Butylencarbonat können verschiedene apparative Anordnungen verwendet werden. Man kann z. B. die Auspuffgase durch kleine mit Butylencarbonat gefüllte Waschkammern leiten und dabei die Gase auswaschen. Im allgemeinen genügen geringe Mengen an Butylencarbonaten, da der Anteil der schädlichen Stoffe in den Auspuffgasen klein ist. For the removal of harmful substances from the exhaust gases of Diesel and gasoline engines with the help of butylene carbonate can have different apparatus Arrangements are used. You can z. B. the exhaust gases through small with butylene carbonate conduct filled washing chambers and wash out the gases in the process. Generally enough small amounts of butylene carbonates, as the proportion of harmful substances in the Exhaust gases is small.
Vorteilhafter leitet man die Auspuffgase über Eisendrehspäne, die mit Butylencarbonat befeuchtet sind. Noch günstiger verwendet man Füllkörper aus solchen Kunststoffen, die unter dem Einfluß von Butylencarbonat quellen, aber noch fest bleiben, z. B. It is more advantageous to direct the exhaust gases over iron turnings, which are moistened with butylene carbonate. It is even cheaper to use packing material such plastics that swell under the influence of butylene carbonate, but still stay firm, e.g. B.
Schnitzel oder Formkörper aus Polyamiden, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polystyrol oder synthetischem oder natürlichem Kautschuk, und dabei einen beträchtlichen Gehalt an Butylencarbonat, z. B.Chips or moldings made of polyamides, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, Polystyrene or synthetic or natural rubber, and a considerable amount Content of butylene carbonate, e.g. B.
30 bis 500!ob in manchen Fällen sogar noch mehr, aufweisen.30 to 500! Or even more in some cases.
Man kann das Verfahren in einem weiten Temperaturbereich durchführen, vorzugsweise jedoch unterhalb einer Temperatur, bei der das Butylencarbonat merklich flüchtig wird, also etwas unterhalb 200° C. Andererseits ist es vorteilhaft, die Absorption bei so hohen Temperaturen durchzuführen, daß in den Verbrennungsgasen enthaltener Wasserdampf nicht kondensiert wird, also mindestens bei 100" C. The process can be carried out over a wide temperature range, but preferably below a temperature at which the butylene carbonate is appreciable becomes volatile, i.e. slightly below 200 ° C. On the other hand, it is advantageous to use the To carry out absorption at temperatures so high that in the combustion gases the water vapor contained is not condensed, i.e. at least at 100 "C.
Das Verfahren wird an Hand der nachstehenden Modellversuche und Beispiele erläutert. The procedure is based on the following model experiments and examples explained.
Beispiel 1 Ein Kohlendioxyd-Stickstoff-Gemisch wird in einer hohen Gaswaschflasche, die mit Raschigringen und etwas Wasser gefüllt ist, mit Feuchtigkeit beladen. Example 1 A carbon dioxide-nitrogen mixture is used in a high Gas washing bottle with Raschig rings and filled with some water is loaded with moisture.
Das Gemisch strömt dann durch eine zweite Waschflasche, in der sich
ein Kohlenwasserstoffgemisch folgender Zusammensetzung befindet:
Nach Durchgang durch diese Waschflasche strömt das gewaschene Gas durch eine auf 0° C abgekühlte Vorlage. In dieser kondensiert sich Wasser und eine Mischung aus n-Heptan, Isooctan und Cyclohexan.After passing through this washing bottle, the washed gas flows through a template cooled to 0 ° C. In this water and one condenses Mixture of n-heptane, isooctane and cyclohexane.
Läßt man diese durch Butylencarbonat gereinigte Kohlenwasserstoffmischung durch aktiviertes Aluminiumoxyd gemäß »The Analyst«. 79(1954), S. 573 bis 579 aDetection of polycyclic hydrocarbons in town air), laufen, so tritt im Licht einer UV-Lampe keine Fluoreszenz am Aluminiumoxyd auf. Es wurden also die schädlichen, aromatischen, höheren Kohlenwasserstoffe vom Butylencarbonat völlig zurückgehalten. Der Wasserdampf und die aliphatischen bzw. hydroaromatischen Kohlenwasserstoffe passierten das Butylencarbonat ungehindert. Läßt man in derselben Anordnung das Auswaschen mit Butylencarbonät weg, so sind bei der Analyse nach der erwähnten Methode in der in der Vorlage kondensierten Kohlenwasserstoffschicht höhere aromatische Kohlenwasserstoffe nachweisbar.Leaving this hydrocarbon mixture purified by butylene carbonate by activated aluminum oxide according to "The Analyst". 79: 573-579 (1954) aDetection of polycyclic hydrocarbons in town air), so occurs in the light of a UV lamp no fluorescence on the aluminum oxide. So the harmful, aromatic, higher hydrocarbons are completely retained by the butylene carbonate. The water vapor and the aliphatic and hydroaromatic hydrocarbons, respectively, passed through the butylene carbonate unhindered. If one leaves the washing with butylene carbonate in the same arrangement away, so are in the analysis according to the method mentioned in the condensed in the template Hydrocarbon layer higher aromatic hydrocarbons detectable.
Verwendet man an Stelle eines Kohlenwasserstoffgemisches, das mehrkernige gesundheitsschädliche Kohlenwasserstoffe enthält, ein Kohlenwasserstoffgemisch, welches Carbazol; Acridin oder Phenothiazin enthält, so werden durch Butylencarbonat diese mehrkernigen heterocyclischen Verbindungen zurückgehalten. If one uses instead of a hydrocarbon mixture, the multinuclear one contains harmful hydrocarbons, a mixture of hydrocarbons, which carbazole; Contains acridine or phenothiazine, so are replaced by butylene carbonate these polynuclear heterocyclic compounds were retained.
Beispiel 2 Ein Dieselmotor gibt beim Kaltstart dichte, schwarze Auspuffwolken ab. Auf einem Glastrichter werden 500 mg Ruß aus diesen Auspuffgasen gewonnen. Aus dem Ruß werden durch Extrahieren mit heißem Cyclohexan und Abffltrieren 5 cm3 einer leicht bpaleszierenden Lösung gewonnen. Diese Lösung fluoresziert stark im UV-Licht. Durch diese Lösung wird ein Kohlendioxyd-Stickstoff-Gemisch geleitet und dabei mit den flüchtigen Stoffen der Lösung beladen. Dieser Gasstrom wird anschließend, wie im Beispiel 1 beschrieben, durch eine mit Butylencarbonat gefüllte Waschflasche geleitet, und anschließend werden die kondensierbaren Anteile durch Tiefkühlung abgeschieden. Man erhält eine Kohlenwasserstoffschicht, in der bei chromatographischer Analyse an Aluminiumoxyd keine fluoreszierenden Verbindungen nachgewiesen werden können. Läßt man dagegen die Waschung mit Butylencarbonat weg, so lassen sich aus dem bei Tiefkühlung des Gasstroms erhaltenen Kondensat bei Chromatographie an aktiviertem Aluminiumoxyd im UV-Licht fluoreszierende Stoffe nachweisen. Example 2 A diesel engine emits thick, black exhaust clouds when starting from cold away. 500 mg of soot are extracted from these exhaust gases on a glass funnel. the end The carbon black is extracted by extracting with hot cyclohexane and filtering off 5 cm3 of a easily bpalescent solution obtained. These Solution fluoresces strongly in UV light. A carbon dioxide-nitrogen mixture is passed through this solution and thereby with loaded with the volatiles of the solution. This gas stream is then how described in Example 1, through a wash bottle filled with butylene carbonate passed, and then the condensable fractions are by freezing deposited. A hydrocarbon layer is obtained in which at chromatographic Analysis on aluminum oxide no fluorescent compounds can be detected can. If, on the other hand, the washing with butylene carbonate is omitted, so can be omitted the condensate obtained when the gas stream is frozen in activated chromatography Detect aluminum oxide fluorescent substances in UV light.
Beispiel 3 Im letzten Drittel der Auspuffleitung eines Kraftwagens mit Ottomotor mit einem Hubraum von 1,5 1 wird ein Auspufftopf mit einem Rauminhalt von 101 eingebaut. Dieser Topf wird mit Schnitzeln und Drehspänen aus Polyvinylchlorid, die zur Vorbehandlung 24 Stunden bei Raumtemperatur in flüssigem Butylencarbonat aufbewahrt wurden, lose gefüllt, so daß für die Auspuffgase kein allzu großer Widerstand auftritt. Die mit Butylencarbonat vorbehandelten Polyvinylchloridspäne und -schnitzel weisen einen Gehalt von etwa 350/0 Butylencarbonat auf. Um eine besonders gute Wirkung zu erzielen, läßt man diese Polyvinylchloridspäne auch äußerlich mit Butylencarbonat befeuchtet. Example 3 In the last third of the exhaust pipe of a motor vehicle with a gasoline engine with a cubic capacity of 1.5 1 becomes a muffler with a volume of 101 installed. This pot is made with cutlets and turnings made of polyvinyl chloride, those for pretreatment 24 hours at room temperature in liquid butylene carbonate were kept, loosely filled, so that there is no great resistance for the exhaust gases occurs. The polyvinyl chloride chips and shavings pretreated with butylene carbonate have a content of about 350/0 butylene carbonate. To have a particularly good effect To achieve this, these polyvinyl chloride shavings are also externally mixed with butylene carbonate moisturizes.
Bei Betrieb des Motors mit einem handelsüblichen aromatenreichen Benzin lassen sich auch nach stundenlangem Fahren in den Auspuffgasen, die den Auspufftopf verlassen, keine polycyclischen Kohlenwasserstoffe nachweisen. Die Auspuffgase durchströmen den Auspufftopf mit schwankender Temperatur zwischen 121 und 1300 C. Führt man denselben Versuch ohne die erfindungsgemäße Absorption durch, so lassen sich in den Auspuffgasen ohne weiteres polycyclische Kohlenwasserstoffe nachweisen. When operating the engine with a commercially available rich in aromatic Even after hours of driving, gasoline can still be in the exhaust gases that make up the muffler leave, do not detect any polycyclic hydrocarbons. The exhaust gases flow through the muffler with temperature fluctuating between 121 and 1300 C. If you run the same Experiment without the absorption according to the invention by, so can be in the exhaust gases readily detect polycyclic hydrocarbons.
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| DE4008789A1 (en) * | 1990-03-19 | 1991-09-26 | Schatz Oskar | Process and assembly for treatment of vehicle exhaust gases - using cold catalytic converter equipped with buffer to retain initial exhaust until hot exhaust gases pass through |
| DE102006059463A1 (en) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Henkel Kgaa | Process for the regeneration of adsorber resins |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE605438A (en) | 1961-12-27 |
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