催化器净化方法 【技术领域】
本发明涉及一种具有权利要求 1 特征的、 用于净化催化器的方法。背景技术 各种不同的国家标准或地区标准规定汽油的最低要求。例如 EN228( 欧洲标准 ) 描述引入欧洲的无铅汽油 (Euro-Super)。另外在国家版 DIN EN 228 中还描述无铅的标准 燃料和 Superplus 燃料 ( 超标号汽油 )。在美国， 在 ASTMD 439( 美国试验与材料协会 ) 中 详细说明汽油。汽油由碳氢化合物、 含氧的有机成分的附加物以及用于改善汽油特性的添 加剂构成。另外区分为标准燃料和超级燃料。超级燃料具有用于运行较高压缩的内燃机的 较高防爆能力。此外对于夏天和冬天以及不同地区适用不同的挥发性。
如上所述， 不同国家适用汽油的极其不同的标准。 这不利地意味着， 在不同国家中 汽油也可能包含不同的附加物或污物。 “污物” 例如理解成锰、 铝、 磷、 硅、 锆、 镁、 锌和钙等。 这仅是示例性地列举的， 因为在汽油中显然还会存在更多的元素。
这些元素尤其是锰可以不利地察觉为在内燃机的排气设备中的催化器的迎流端 面上的沉积物。 这会继续进行， 直到超过 90％的催化器端面被沉积物封闭， 以至形成不再允 许内燃机运行的排气背压， 即内燃机缺乏功率和转矩。通常这种污染的催化器在车间维修 中被更换， 这对于消费者来说是非常昂贵和费时的。
发明内容 因此本发明的目的在于， 提供一种怎样能避免更换这样污染的催化器的措施。
上述目的通过在权利要求 1 的特征部分中的方法步骤解决。
通过按本发明的净化方法， 排气背压实际上又达到像新催化器一样的程度。同样 催化器启动、 熄灯温度 ( 该温度是催化器具有其全部转化特性的 50％时的温度 ) 的到达又 达到正常老化的催化器的状态。 对于有害物质例如碳氢化合物 (HC)、 一氧化碳 (CO) 和氮氧 化合物 (NOx) 的转化特性实际上又达到正常老化的催化器的特性。
按权利要求 2 至 4 的方法步骤是三种特别优选的方案， 以用于开放被沉积物污染 的催化器的端面。
按权利要求 5 在试验中干冰 (CO2) 或胡桃粒料证实为尤其有利的， 所述干冰或胡 桃粒料较少研磨地作用， 例如作为喷砂或喷玻璃珠 (Glasperlenstrahlen)。最好的结果通 过干冰得到， 因为在此附加地产生热震的效果， 所述热震基本上使沉积物脱离载体材料。
按权利要求 6 的压力范围同样在试验中已经证实为特别适合的。
附图说明
下面借助于五个附图详细解释本发明。 图 1 显示污染的催化器的端面的照片 ； 图 2 显示按本发明净化的催化器的端面的照片 ；图 3 显示在催化器之前存在的排气背压的曲线图， 各排气背压针对污染的催化 器、 新的催化器、 按本发明净化的催化器 ；
图 4 在两个曲线图中显示污染的催化器、 新的催化器、 净化的催化器的催化器启 动性能 ；
图 5 在三个曲线图中显示污染的催化器、 新的催化器、 净化的催化器的碳氢化合 物 (HC)、 一氧化碳 (CO)、 氮氧化合物 (NOx) 的转化。 具体实施方式
下面在图 1 至 5 中相同的附图标记对于相同的构件适用。
图 1 显示被沉积物 2 污染的催化器 1 的端面的照片， 该催化器设置在催化器壳体 3 中。分析已经显示， 沉积物 2 尤其包括锰， 所述沉积物在内燃机运行过程中封闭在排气设 备中的催化器 1 的被内燃机的废气流入的端面。
为了降低因此产生的、 提高的、 导致减小的功率和转矩的排气背压， 按本发明建 议， 开放催化器 1 的端面 ； 向所述端面施加掺有粒料的压缩空气， 直到基本上去除沉积物 ； 并且紧接着重新封闭催化器的端面的开放性。 催化器的端面的开放和重新封闭可以通过三种不同的方法实现 ：
1. 催化器连同其催化器壳体从排气设备拆卸， 并且通过催化器连同其催化器壳体 重新安装到排气设备中而封闭开放性。
2. 通过沿废气的流动方向在污染的端面之前机械地打开催化器壳体实现开放， 并 且通过机械地封闭开放性而实现开放性的封闭。在此例如可以涉及钻孔、 铣削、 锯切、 折曲 等， 紧接着重新焊补开放性。
3. 通过沿废气的流动方向在污染的端面之前从催化器壳体去除 λ 探针而实现开 放， 并且通过将 λ 探针重新安装到催化器壳体中而实现开放性的封闭。
尤其优选地干冰 (CO2) 或胡桃粒料用作为这样的粒料。 在试验中已经证实， 优选这 两种方法即喷砂或喷玻璃珠， 因为催化器蜂窝在这种方法中由于较小的研磨不被毁坏。另 外干冰还具有如下有利的特性， 即通过在催化器蜂窝与干冰之间的温度差引起， 产生强烈 的温度突变， 该温度突变导致所谓的热震， 该热震尤其有效地使沉积物脱离。 另外压缩空气 尤其优选具有 1 ～ 15 巴之间的超压， 因为在这个压力范围内净化作用是最大的。
图 2 显示按本发明净化的催化器 1 在其催化器壳体 3 中的照片， 它实际上不再有 沉积物 2。
在下面的附图 3 至 5 中现在解释按本发明的净化方法的积极作用。
图 3 在曲线图中对于新的催化器 1( 倒立的三角 )， 对于在 51000km 行驶里程之后 的、 被沉积物 2 堵塞了约 90％的催化器 1( 十字 ) 以及对于按本发明净化的催化器 1( 点 )， 显示在催化器 1 上在其流入面上的排气背压。在 Y 轴上记录在催化器 1 的流入面上的在 0 ～ 850 毫巴范围的排气背压。X 轴描述在 75 ～ 285kg/h( 千克 / 小时 ) 范围中的废气通 过量。
第一次测量在 2490 转 / 分时执行， 第二次测量在 5000 转 / 分时执行。新的催化 器 1 在 2490 转 / 分时具有大约 50 毫巴的排气背压， 在 5000 转 / 分时具有大约 148 毫巴。 被沉积物 2 堵塞了约 90％的催化器 1 在 2490 转 / 分时具有将近 500 毫巴的排气背压。在
5000 转 / 分时内燃机在满载时、 在催化器前的排气背压大于 1.8 巴时提供最大 30Nm( 牛 . 米 )。 在按本发明净化催化器 1 的气体流入面之后， 排气背压按有利的方式下降到几乎是新 催化器 1 具有的值。这通过箭头表示。
图 4 在两个曲线图中显示催化器启动性能， 即借助于 HC 转化和 CO 转化达到转化 温度 ( 熄灯温度 ) 的温度特性。通过 Y 轴记录 0 ～ 100％的 HC 转化率和 CO 转化率。通过 X 轴描述在催化器 1 之前 220 ～ 540℃的废气温度。
每个曲线图显示四个字符， 即第一个字符用于新的催化器 1( 倒立的三角 )， 第二 个字符用于具有 62000km 行驶里程的但没有污染的催化器 1( 正立的三角 )， 第三个字符用 于具有 51000km 行驶里程的、 其端面被沉积物 2 堵塞了约 90％的催化器 1( 十字 )， 并且第 四个字符用于按本发明净化的催化器 1( 点 )。
不管对于 HC 转化还是对于 CO 转化显而易见的是， 用于新的催化器 1 的启动温度 大约为 290℃。用于具有约 62000km 行驶里程的但没有沉积物 2 的催化器 1 的温度相应约 为 340℃。对于具有约 51000km 的行驶里程的并且被沉积物 2 堵塞了约 90％的催化器 1， 这 个值对于 HC 转化恶化到约 450℃并且对于 CO 转化恶化到约 430℃。在净化之后这个值不 管对于 HC 转化还是对于 CO 转化相应改善到约 330℃并且从而与具有 62000km 行驶里程的 没有沉积物 2 的催化器 1 是可比较的。这种改善又通过箭头示意表示。
图 5 在三个曲线图中显示在催化器 1 上的 HC 转化、 CO 转化和 NOx 转化。Y 轴相应 记录以％为单位的转化率。X 轴表示 0.99 ～ 1.005 的 λ 值。
如在图 4 中测量新的催化器 1( 倒立的三角 )、 没有沉积物 2 的具有 62000km 行驶 里程的催化器 ( 正立的三角 )、 具有 51000km 行驶里程的并且由于沉积物 2 而堵塞约 90％ 的催化器 1( 十字 ) 和具有约 51000km 行驶里程的按本发明净化的催化器 1( 点 )。清晰可 见， 对于具有沉积物 2 的催化器， 转化率即不管是对于 HC 转化、 CO 转化还是 NOx 转化又都下 降， 以及在按本发明净化之后极其明显地改善催化器转化率。
因此催化器 1 通过按本发明的净化不必再更换并且在净化之后基本上回到其正 常的转换特性。
在 上 述 试 验 中 净 化 用 干 冰 (CO2) 执 行， 其 中 采 用 Cold Jet 公 司 的 装 置 “Microclean” 。
附图标记列表
1 催化器
2 沉积物
3 催化器壳体