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DE4406648C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen aus Verbrennungsmotoren - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen aus Verbrennungsmotoren

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DE4406648C1
DE4406648C1 DE4406648A DE4406648A DE4406648C1 DE 4406648 C1 DE4406648 C1 DE 4406648C1 DE 4406648 A DE4406648 A DE 4406648A DE 4406648 A DE4406648 A DE 4406648A DE 4406648 C1 DE4406648 C1 DE 4406648C1
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DE
Germany
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catalyst
exhaust gas
catalytic converter
engine
catalytic
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DE4406648A
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Wolfgang Dipl Ing Zahn
Gunter Dipl Ing Loose
Axel Dipl Ing Hirschmann
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
Mercedes Benz AG
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Publication date
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen aus Verbrennungsmotoren und eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der JP 4-287 820 (A) ist ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Reinigung von Abgasen mittels einer Katalysatoranlage bekannt, die einen in Abgasströmungsrichtung ersten Katalysator und mindestens einen stromab des ersten Katalysators angeordneten zweiten Katalysator zur Umsetzung von HC-, CO- und NOx-Abgasbestandteilen umfaßt. Beide Katalysatoren werden während der gesamten Betriebsdauer des Motors von Abgasen durchströmt, wobei der erste Katalysator min­ destens zur katalytischen Umsetzung von HC- und CO-Abgasbestand­ teilen geeignet ist und wobei in einem ersten Verfahrensschritt zur Verminderung der HC- und CO-Emission der erste Katalysator während der Kaltstartphase überstöchiometrisch betrieben wird.
Die EP 0 427 494 A2 zeigt ebenfalls ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen aus Verbrennungsmotoren mit einer Katalysatoranlage bekannt, die einen in Abgasströmungsrichtung ersten Katalysator und einen stromab des ersten Katalysators angeordneten zweiten Katalysator umfaßt. Der als motornaher Startkatalysator mit nie­ derer Anspringtemperatur ausgebildete erste Katalysator wie auch der als motorferner Unterboden-Katalysator ausgebildete zweite Katalysator wird während der gesamten Betriebsdauer des Motors von Abgasen durchströmt, wobei beide Katalysatoren jeweils her­ kömmliche Dreiwege-Katalysatoren sind.
Aus dem gattungsfremden Stand der Technik DE 42 05 496 C1 ist ei­ ne Bypassierung des motornahen Katalysators zum Schutz vor ther­ mischer Überlastung bei Erreichen der Anspringtemperatur eines motorfernen Katalysators bekannt.
Zum allgemeinen Hintergrund wird noch auf die Druckschriften DE 22 08 190 C3, DE 25 54 359 C2, DE 33 37 903 A1, DE 36 42 018 A1, EP 0 387 611 A2, EP 0 410 440 A1 und US-PS 5 051 244 verwiesen.
Ein Nachteil gattungsgemäßer Verfahren liegt darin, daß bei­ spielsweise bei motornah angeordneten Katalysatoren (z. B. Start­ katalysatoren) über die gesamte Betriebsdauer des Motors betrach­ tet eine sehr hohe thermische Belastung des Katalysators ent­ steht, die dessen beschleunigte Alterung zur Folge hat. Die ther­ mische Belastung rührt nur zum Teil von der im motornahen Bereich noch relativ hohen mitgeführten Wärmemenge des Abgases her. Einen weiteren, wesentlichen Beitrag zur thermischen Belastung, beson­ ders bei betriebswarmem Motor, liefert die exotherme Umsetzung von Kohlenwasserstoff (HC)- und Kohlenmonoxid (CO)-Abgasbestand­ teilen in herkömmlichen motornahen Katalysatoren, die eine mitt­ lere Temperaturerhöhung in der Größenordnung von 100°C gegenüber dem Katalysatoreintritt bewirkt. In kleinen, lokalen Katalysator- Bereichen ist die Temperaturerhöhung noch wesentlich größer, wes­ halb bei hoher Abgastemperatur und großer Wärmemenge des mitge­ führten Abgases diese zusätzliche Temperaturerhöhung entscheidend zur beschleunigten Alterung des motornahen Katalysators beiträgt.
Ein Nachteil von bekannten Katalysatoranlagen mit einer wahlwei­ sen Bypassierung des motornahen Startkatalysators zu dessen Schutz vor thermischer Überlastung im betriebswarmen Motorzustand ist die relativ komplizierte Bauweise und teure Herstellung der­ artiger Katalysatoranlagen nebst Bypaßleitungen und Steuerein­ richtungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Reinigung von Abgasen aus Verbrennungsmotoren möglichst ein­ fach und kostengünstig so auszubilden, daß bei gleichbleibend gu­ ter Reduzierung der Abgasschadstoffe eine wesentlich bessere Dau­ erhaltbarkeit der Katalysatoranlage erzielt wird.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk­ male des Patentanspruchs 1 gelöst.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß trotz der permanenten Abgasströmung durch den in Abgasströmungs­ richtung ersten Katalysator dieser während des gesamten Motorbe­ triebs höchstens mit einer Temperatur belastet wird, die gering­ fügig über der Abgastemperatur am Katalysator-Eintritt im be­ triebswarmen Motorzustand liegt, wodurch die thermische Belastung des in Abgasströmungsrichtung ersten Katalysators erheblich re­ duziert und damit dessen Dauerhaltbarkeit wesentlich verbessert wird. Die höhere Dauerhaltbarkeit wird vorteilhaft und erfin­ dungsgemäß dadurch erzielt, daß der erste Katalysator in unten näher beschriebener Weise nur in der Kaltstartphase bei über­ stöchiometrischer Abgaszusammensetzung katalytisch aktiv ist und bei λ-geregelter, stöchiometrischer Abgaszusammensetzung (ab Er­ reichen der Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors) weitgehend katalytisch inaktiv ist.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich bei einem als Oxidationskatalysator ausgebildeten ersten Kataly­ sator, der erfindungsgemäß bei λ-geregeltem Abgasstrom inakti­ viert ist, da dieser Katalysator auch die Dreiwege-Funktion eines nachgeschalteten Dreiwege-Katalysators sicherstellt, in dem der (inaktivierte) Oxidationskatalysator bei λ-geregeltem Abgasstrom HC und CO chemisch unverändert passieren läßt und so diese Ver­ bindungen als Hilfsreaktionspartner im Dreiwege-Katalysator zur Verfügung stehen.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß durch die Möglichkeit der Einsparung einer Bypas­ sierung für motornahe Startkatalysatoren eine bauliche Vereinfa­ chung erreichbar und eine wesentliche Reduzierung der Fertigungs­ kosten für die gesamte Katalysatoranlage erzielbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens nach Anspruch 2 wird durch die Verhinderung bzw. sehr starke Reduzierung der wechselweisen Adsorption und Desorption von Sauerstoff in dem in Abgasströmungsrichtung ersten Katalysa­ tor eine exotherme Umsetzung von HC- und CO-Abgasbestandteilen bei λ-geregelter stöchiometrischer Abgaszusammensetzung auch oberhalb dessen Anspringtemperatur verhindert bzw. sehr stark re­ duziert. Die Begründung für die Verhinderung der exothermen Um­ setzung von HC und CO liegt darin, daß nunmehr kein Ausgleich der durch die λ-Regelung des Motors hervorgerufenen pulsierenden Kon­ zentrationen der Abgaskomponenten (Mager- und Fettphasen des Ab­ gases in der engen Umgebung von λ = 1) durch Adsorption bzw. Desorption von Sauerstoff erfolgt, wie dies bei herkömmlichen Ka­ talysatoren notwendig ist, um dessen "Dreiweg-Wirkung" wie bei exakt λ = 1 zu erhalten. Auf die wechselweise Adsorption und Desorption von Sauerstoff im ersten Katalysator kann verzichtet werden, weil dieser in der Kaltstartphase ohne λ-Regelung und mit Luftüberschuß arbeitet und somit genügend Sauerstoff für die Oxi­ dation von HC und CO im Abgas selbst bereitgestellt ist. Zudem ist eine Reduktion von NOx während der Kaltstartphase wegen des­ sen vernachlässigbar geringer Menge im Abgas nicht notwendig.
Eine besonders vorteilhafte und für strenge Emissionsanforderun­ gen bevorzugt geeignete Bauausführung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 wird durch die drei seriell angeordneten Katalysatoren zum einen durch die oben beschriebene Reduzierung der Kaltstart-Emissionen durch den motornah angeordneten Startkatalysator (Dreiwege-Katalysator oder Oxidationskatalysator) erreicht, zum anderen erfolgt im be­ triebswarmen Motorzustand eine sehr effektive Umsetzung aller drei Abgaskomponenten NOx, CO und HC. Wie bereits oben erwähnt, stehen HC und CO bei betriebswarmem Motor durch die Inaktivierung des ersten Katalysators in genügender Menge als Hilfsreaktions­ partner für die katalytische Reduktion von NOx im nachgeschalte­ ten zweiten Katalysator, der ein auf die Reduktion von NOx opti­ mierter Dreiwege-Katalysator ist, zur Verfügung. Die nach dem zweiten Katalysator verbleibenden HC- und CO-Reste werden im stromab des zweiten Katalysators angeordneten Oxidationskatalysa­ tor umgesetzt.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den übrigen Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.
In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung des qualitativen Verlaufs der Abgas-Schadstoffmengen HC, CO und NOx während der Kaltstartphase eines Verbrennungsmotors im nicht λ-gere­ gelten Abgasstrom mit überstöchiometrischer Abgaszusam­ mensetzung in Durchströmungsrichtung einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die eine Katalysatoranlage mit drei Katalysatoren um­ faßt und
Fig. 2 eine graphische Darstellung analog Fig. 1 des qualita­ tiven Verlaufs der Abgas-Schadstoffmengen im betriebs­ warmen Motorzustand bei λ-geregeltem Abgasstrom mit stöchiometrischer Abgaszusammensetzung.
Die Fig. 1 und 2 zeigen in jeweils einer graphischen Darstellung den qualitativen Verlauf der Abgas-Schadstoffmengen HC, CO und NOx in Durchströmungsrichtung einer nicht näher dargestellten Katalysatoranlage mit drei Katalysatoren 1, 2 und 3 zur Reini­ gung von Abgasen aus einem nicht dargestellten Verbrennungsmo­ tor. Dabei ist der Katalysator 1 ein in Abgasströmungsrichtung erster Katalysator, der Katalysator 2 ist stromab des Katalysa­ tors 1 und der Katalysator 3 wiederum stromab des Katalysators 2 angeordnet.
Zur Vereinfachung der Darstellung sind die einzelnen Katalysato­ ren 1-3 nebeneinanderliegend angedeutet. Deren tatsächliche An­ ordnung ist prinzipiell bekannt und geht, soweit zur Beschrei­ bung der Erfindung notwendig, im genaueren aus der folgenden Be­ schreibung hervor.
Fig. 1 zeigt den qualitativen Verlauf der Schadstoffmengen für Kohlenmonoxid CO (Graph ak), Kohlenwasserstoffe HC (Graph bk) und Stickoxide NOx (Graph ck) im Abgas über die gesamte Kataly­ satoranlage während der Kaltstartphase und Fig. 2 zeigt in ana­ loger Weise den qualitativen Verlauf der Schadstoffmengen im be­ triebswarmen Motorzustand (Graphen aw, bw und cw für CO, HC und NOx).
Im unten näher beschriebenen Ausführungsbeispiel des erfindungs­ gemäßen Verfahrens und der Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens ist der in Abgasströmungsrichtung erste Katalysator 1 ein motornah angeordneter Startkatalysator 1′, der als Oxida­ tionskatalysator ausgebildet ist und der erfindungsgemäß bei λ- geregelter Abgaszusammensetzung katalytisch inaktiv ist. Der Ka­ talysator 2 ist ein motorfern angeordneter Unterboden-Katalysa­ tor 2′, der als NOx-optimierter Dreiwege-Katalysator ausgebildet ist und der Katalysator 3 ist in Abgasströmungsrichtung hinter dem Katalysator 2 angeordnet und als herkömmlicher Oxidations­ katalysator 3 ausgebildet.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das Ausführungs­ beispiel beschränkt. So ist der Katalysator 1 auch als motornah angeordneter Dreiwege-Katalysator oder, in einem Katalysatorge­ häuse mit mehreren Katalysatoren, als in Abgasströmungsrichtung erster Katalysator der Katalysatoranlage ausführbar, wobei das Katalysatorgehäuse selbst entweder motornah oder motorfern ange­ ordnet ist. Der Katalysator 2 ist beispielsweise auch als her­ kömmlicher Dreiwege-Katalysator ausführbar.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand des Aus­ führungsbeispiels beschrieben, betrachtet vom Warmlauf des Mo­ tors bis zum Erreichen des betriebswarmen Motorzustandes.
  • 1. Einige Sekunden nach dem Beginn der Warmlaufphase (Zündschlüsseldrehung) erreicht der motornahe Oxidationska­ talysator 1′ (bzw. der in Abgasströmungsrichtung erste Ka­ talysator) seine Anspringtemperatur. In einem ersten Ver­ fahrensschritt erfolgt keine λ-Regelung des Abgasstromes und die Abgaszusammensetzung ist überstöchiometrisch, wes­ halb nur eine Oxidation von HC und CO im motornahen Kataly­ sator in an sich bekannter Weise erfolgt. Die motorfern an­ geordneten Katalysatoren 2′ und 3′ haben ihre Anspringtem­ peratur noch nicht erreichte weshalb das gereinigte Abgas ohne weitere katalytisch unterstützte chemische Veränderung das Abgassystem verläßt (Graphen ak-ck in Fig. 1).
  • 2. Bei Erreichen des betriebswarmen Motorzustandes hat auch der motorferne Dreiwege-Katalysator seine Anspringtempera­ tur (ca. 300-350°C) erreicht. Nun setzt in einem zweiten Verfahrensschritt die an sich bekannte λ-Regelung des Abga­ ses ein, wodurch dessen stöchiometrische Zusammensetzung (λ = 1) erreicht wird. Bei stöchiometrischer Abgaszusammenset­ zung wird nun erfindungsgemäß der motornahe Katalysator 1 in unten näher beschriebener Weise weitgehend inaktiviert und die katalytische Umsetzung der HC, CO und NOx-Kompo­ nenten erfolgt im wesentlichen nur im motorfernen Dreiwege­ Katalysator 2′ (Graphen aw-cw in Fig. 2).
    Für sehr strenge Emissionsanforderungen können auch, wie in Fig. 2, zwei motorferne Katalysatoren 2′ und 3′ angeordnet sein, wobei der Katalysator 2′ auf die Reduktion von NOx optimiert ist und der in Strömungsrichtung hinter diesem angeordnete Katalysator 3′ die Oxidation der restlichen HC- und CO-Abgasschadstoffe übernimmt.
Zum besseren Verständnis wird die Erfindung anhand einer in der Kraftfahrzeugtechnik weit verbreiteten Katalysatorbauart für Oxidationskatalysatoren und Dreiwege-Katalysatoren näher erläu­ tert.
Bekannte Katalysatoren umfassen einen multizellularen, kerami­ schen Monolithen, auf den zur Vergrößerung der katalytisch reak­ tiven Oberfläche eine hochporöse Trägerschicht (Washcoat) aufge­ bracht ist. Diese Trägerschicht besteht aus Aluminium-Oxid in γ- Phase (γ-Al₂O₃) und einer Mischung aus Stabilisatoren und Promo­ toren.
Stabilisatoren, vorwiegend Seltenerdmetalle wie Cer Ce, Lanthan La, Barium Ba und deren Oxide, werden zur Verhinderung der Kri­ stallphasenumwandlung der hochporösen allotropen Modifikation γ- Al₂O₃ in die geringporöse und wenig temperaturbeständige al­ lotrope Modifikation α-Al₂O₃ und damit zur Erhaltung der großen reaktiven Oberfläche und der Temperaturbeständigkeit der Träger­ schicht zugegeben.
Promotoren (z. B. Ce, Nickel Ni) dienen zur Unterstützung der ka­ talytischen Umsetzung von HC und CO (Oxidationskatalysator) bzw. HC, CO und NOx (Dreiwege-Katalysator).
In der Trägerschicht sind katalytisch aktive Edelmetalle disper­ giert, wobei zur katalytischen Unterstützung der Oxidationsreak­ tion von HC und CO speziell Platin Pt und Palladium Pd und Pt/Pd-Verbindungen (Oxidationskatalysatoren) und zur katalyti­ schen Unterstützung der Reduktionsreaktion von NOx zusätzlich Rhodium Rh und Pt/Rh-Verbindungen (Dreiwege-Katalysatoren) in bekannter Weise verwendet werden. In der Trägerschicht sind wei­ tere Elemente enthalten, so zum Beispiel Zirkoniumoxid ZrO₂, das ein Zusammensintern der Katalysator-Edelmetalle bei hohen Tempe­ raturen verhindert.
Der mit dem Abgas in Berührung kommende Teil der Trägerschicht (Washcoat) mit den auf ihr dispergierten katalytisch aktiven Edelmetallen bildet die katalytisch aktive Schicht des Katalysa­ tors.
Oxidationskatalysatoren werden normalerweise für die Reinigung von Abgas mit überstöchiometrischer Zusammensetzung (Luftüberschuß, λ < 1) verwendet, wobei der für die Oxidation von HC und CO notwendige Sauerstoff O₂ direkt aus dem Abgas bezogen wird.
Dreiwege-Katalysatoren setzen bekanntermaßen die Schadstoffe HC, CO, NOx des Abgases simultan und genau dann optimal um, wenn das zu reinigende Abgas in stöchiometrischer Zusammensetzung (λ = 1) im Katalysator vorhanden ist.
Durch die von der λ-Regelung herrührenden pulsierenden Abgaskon­ zentrationen (Konzentrationswechsel zwischen geringfügig fettem Gemisch λ < 1 oder geringfügig magerem Gemisch λ < 1 mit einer Pulsationsfrequenz in der Größenordnung von 1 Hz) in enger Umge­ bung von exakt λ = 1 ist es für den λ-geregelten Dreiwege-Kataly­ sator funktionsnotwendig, daß er die Fähigkeit zur wechselweisen Adsorption und Desorption von Sauerstoff besitzt, und zwar in der Weise, daß bei geringfügig magerem Gemisch Sauerstoff adsor­ biert wird und bei geringfügig fettem Gemisch der vorher adsor­ bierte Sauerstoff desorbiert wird, so daß das Abgas trotz ge­ ringfügig unstöchiometrischer Zusammensetzung an der katalytisch reaktiven Schicht selbst möglichst exakt als stöchiometrisches Gemisch vorliegt.
Ein chemisches Element, das diese geforderte Eigenschaft der "Zwischenspeicherung" von Sauerstoff hat, ist beispielsweise Cer, das wie bereits erwähnt, als Stabilisator und Promotor in der katalytischen reaktiven Schicht verwendet wird. Wegen dieser vielseitigen Eigenschaften findet Cer in der Katalysator-Technik breite Anwendung, weshalb die meisten Katalysatoren, insbeson­ dere auch Oxidationskatalysatoren, eine gute Fähigkeit zur Zwi­ schenspeicherung von Sauerstoff besitzen.
Problematisch wird diese Sauerstoffspeicherfähigkeit besonders für motornah angeordnete Startkatalysatoren, da bei betriebswar­ mem Motorzustand die exotherme Umsetzung von HC und CO zusätz­ lich zur hohen Abgastemperatur im motornahen Bereich eine mitt­ lere Temperaturerhöhung des motornahen Katalysators in der Grö­ ßenordnung von 100°C gegenüber dem Katalysatoreintritt bewirkt. In kleinen, lokalen Bereichen des Katalysators ist die Tempera­ turerhöhung noch erheblich größer, so daß durch die Überhitzung des motornahen Katalysators während des gesamten Betriebs des Motors in warmgelaufenen Zustand der Alterungsprozeß des Start­ katalysators stark beschleunigt wird. Die Temperaturerhöhung durch exotherme Umsetzung von HC und CO findet in gleichem Maße auch bei motorfernen Unterboden-Katalysatoren statt, bei denen jedoch, wegen der geringeren im Abgas mitgeführten Wärmemenge, die thermische Grundbelastung geringer ist.
Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens liegt darin, daß die wechselweise Adsorption und Desorption von Sauerstoff spezi­ ell für motornahe Startkatalysatoren gezielt vermieden wird, da wegen der geringen NOx-Rohemission während der Warmlaufphase nur HC und CO oxidiert werden müssen, wobei der für diese Oxidation nötige Sauerstoff dem überstöchiometrisch zusammengesetzten Abgas selbst entnommen wird.
Die wechselweise Adsorption und Desorption von Sauerstoff wird dadurch vermieden, daß das in der katalytisch aktiven Schicht als Stabilisator und Promotor verwendete Cer durch andere Sel­ tenerdmetalle ersetzt wird, die zwar eine stabilisierende Wir­ kung für die allotrope Modifikation γ-Al₂O₃, aber keine oder nur eine sehr geringe Fähigkeit zur wechselweisen Adsorption und Desorption von Sauerstoff besitzen. Ein Beispiel eines Selten­ erdmetalls bzw. eines Seltenerdmetalloxids mit dieser gewünsch­ ten Eigenschaft ist Lanthan bzw. Lanthanoxid, das anstelle von Cer bzw. Ceroxid verwendet wird. Somit steht bei einer λ-geregel­ ten, stöchiometrischen Abgaszusammensetzung im motornahen Kata­ lysator keine nennenswerte Menge von freiem Sauerstoff für die Oxidation von HC und CO zur Verfügung, weshalb nunmehr keine oder nur eine sehr geringe Oxidation von HC und CO im Katalysa­ tor stattfindet. Der motornahe Startkatalysator ist inaktiviert.
Der in Abgasströmungsrichtung erste Katalysator ist vorzugsweise ein Oxidationskatalysator, kann jedoch prinzipiell auch als Dreiwege-Katalysator ausgebildet sein.
Der erste Katalysator, insbesondere in der Ausführung als Start­ katalysator, ist zur schnellen Erwärmung relativ kleinvolumig ausgelegt und besitzt, zur Erzielung einer möglichst niederen Anspringtemperatur, einen relativ hohen Pd-Anteil und/oder Pt- Anteil in der Katalysator-Edelmetall-Dispersion und der Stabili­ sator auf der Basis von z. B. Lanthan bzw. Lanthanoxid ersetzt bisher übliche Stabilisatoren auf-der Basis von Cer bzw. Ceroxid.
Die Temperaturerhöhung im Startkatalysator durch die exotherme Umsetzung von HC und CO während der Kaltstartphase ist hinsicht­ lich der thermischen Belastung unkritisch, da der Startkatalysa­ tor allenfalls gegen Ende der Kaltstartphase und nur für kurze Zeit geringfügig über die Temperatur des Abgases beim betriebs­ warmen Motor erwärmt wird, bevor der Startkatalysator durch die einsetzende λ-Regelung inaktiviert wird.

Claims (4)

1. Verfahren zur Reinigung von Abgasen aus Verbrennungsmotoren mit einer Katalysatoranlage, die einen in Abgasströmungsrichtung ersten Katalysator und mindestens einen stromab des ersten Kata­ lysators angeordneten zweiten Katalysator zur Umsetzung von HC-, CO- und NOx-Abgasbestandteilen umfaßt und beide Katalysatoren während der gesamten Betriebsdauer des Motors von Abgasen durch­ strömt werden, wobei der erste Katalysator mindestens zur kata­ lytischen Umsetzung von HC- und CO-Abgasbestandteilen geeignet ist und wobei in einem Verfahrens schritt zur Verminderung der HC- und CO-Emission der erste Katalysator während der Kaltstartphase überstöchiometrisch betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem weiteren Verfahrensschritt, bei Lambda-geregelter stöchiometrischer Abgaszusammensetzung, die katalytische Umset­ zung des Abgases im ersten Katalysator (1, 1′) mindestens weitge­ hend inaktiviert ist und im zweiten Katalysator (2, 2′) erfolgt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung eine Katalysatoranlage aufweist, die einen in Abgasströmungsrichtung ersten Katalysator und mindestens einen stromab des ersten Katalysators angeordneten zweiten Katalysator zur Umsetzung von HC-, CO- und NOx-Abgasbestandteilen umfaßt und beide Katalysatoren während der gesamten Betriebsdauer des Motors von Abgasen durchströmt werden, wobei der erste Katalysator min­ destens zur katalytischen Umsetzung von HC- und CO-Abgasbestand­ teilen geeignet ist und wobei der erste Katalysator eine kataly­ tisch reaktive Schicht umfaßt, die keine oder nur eine sehr ge­ ringe Fähigkeit zur wechselweisen Adsorption und Desorption von Sauerstoff besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatoranlage drei seriell angeordnete Katalysatoren (1′, 2′, 3′) umfaßt, wobei in Abgasströmungsrichtung betrachtet der erste Katalysator (1′) ein im betriebswarmen Motorzustand minde­ stens weitgehend inaktiver Oxidationskatalysator, der zweite Ka­ talysator (2′) ein auf die Reduktion von NOx optimierter Dreiwe­ ge-Katalysator und der dritte Katalysator (3′) ein herkömmlicher Oxidationskatalysator ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Katalysator (1′) ein motornaher Startkatalysator ist und der zweite Katalysator (2′) mit dem dritten Katalysator (3′) in einem gemeinsamen, motorfern angeordneten Katalysator­ gehäuse zusammengefaßt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Katalysatoren (1′, 2′, 3′) in einem motornah oder mo­ torfern angeordneten Katalysatorgehäuse zusammengefaßt sind.
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