[发明专利]用二氧化氮再生的带涂层的颗粒陷阱

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有至少一个可预先规定体积的基体结构的用于减少废气颗粒的装置。基体结构形成大量可流通的通道，其中通道至少局部具有用来使废气在通道内转向的结构。所述至少一个基体结构还至少局部配备一包含载体涂料的第一涂层。这种装置特别用来净化汽车内燃机的废气。因此本发明还涉及一种用于汽车内燃机的废气净化系统以及一种汽车。 

背景技术

已知过滤系统分为所谓的“开式”和“闭式”系统。闭式系统具有规则地交替封闭的通道，以便由此强制待净化废气穿过多孔的通道壁。但是这种封闭系统存在这样的危险，即形成带有大量积聚的炭黑颗粒的区域，所述颗粒最终会堵塞过滤器。这种过滤器可以通过燃烧炭黑颗粒而重新激活，这时必须采取提高过滤器内温度的措施(短时间电加热、直接喷入燃料、添加添加剂等等)。由于这个原因现在大多采用开式系统，因为它不会堵塞，因此不造成高的设备费用。 

在开式系统中不存在完全封闭的通道。但是至少部分通道配备这样的结构，所述结构影响流动以使废气或含在废气内的颗粒不直线形流过，而是向通道壁偏转。为此，例如采用突起、粒结、导流片、通道收窄等等。这种否则将为直线的通道流的改变使得特别是炭黑颗粒与通道壁接触，这样炭黑颗粒便积聚在通道壁表面上，并且可在此优选通过含在废气内的二氧化氮转化。 

因此，对于开式系统特别重要的是，提供足够量的二氧化碳(NO₂)，以保证产生的炭黑或产生的颗粒的特别高的转化率。这里作为一种可能性已知，在这种颗粒陷井的上游连接一所谓的氧化催化反应器，该反应器在第一阶段使包含在废气内的一氧化氮(NO)氧化，从而提高废气中的二氧化氮含量，现在富集二氧化氮的废气流出现在过滤器上。这种设置在上游的氧化催化反应器和颗粒分离器的组合常常称为CRT(“连续再生陷阱”)，它例如由EP 0341832可知。 

从EP 0341832出发进行了许多努力以进一步开发这种元件，从而使原则上在理论上一部分废气可以重新流出的开式系统变得更有效。这里特别感兴趣的是用来使废气流在通道内转向的结构。此外还注意到，不仅采用光滑壁形成通道，而且用纤维材料和/或不透气材料制造通道。作为一种已经非常有效的“开式”结构颗粒过滤器的示例，请参照德国实用新型DE20117873U1。 

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用来减少废气中的颗粒的装置，该装置转化颗粒方面更有效。此外，该装置应该结构简单并且易于批量制造。此外应该提供有效的废气净化系统和保护环境的汽车。 

这些目的通过具有本发明的特征的用于减少废气中的颗粒的装置实现。本装置还具有其它优良的结构以及特别优选的应用领域。应该指出，单独列出的特征可以用任何在工艺方面有价值的方式相互组合，并揭示本发明的另一些优良结构。其它实施形式可以从说明书的特征的描述得到。 

用来减少废气中的颗粒的具有至少一个规定体积的基体结构的装置具有大量可流通的通道。所述通道至少局部地具有用于使通道内的废气转向的结构。此外至少一个基体结构至少局部地具有包含载体涂料的第一涂层。本装置的特征是，基体结构的设有第一涂层的体积部分每升包括20克至40克的载体涂料，至少一个基体结构在流动方向上具有至少为120毫米的长度。 

“基体结构”特别是指一种具有大量通道的蜂窝体。这种基体结构例如安装在壳体或套管内，但是也可在一个壳体内设置多个这种基体结构。 基体结构具有预定的体积。该体积是指由通道构成的体积，通道壁和通道本身都算入其中。通道优选基本相互平行并沿流动方向延伸。通道密度例如为100-600cpsi(“每平方英寸单元数”，大致相当于每平方厘米15.9-93个通道)，优选为200-400cpsi(相当于约每平方厘米31-52个通道)。 

通道内还设有用来使废气转向的结构。这些结构例如可以包括伸入通道内的突起、粒结等以及导流片、孔、凹陷等等。这些结构使得流过通道的废气的至少一部分局部转向。这些结构优选具有使至少部分废气流能流入相邻通道的效果。为此，可形成从一个通道到相邻通道的单独的流动通道，但是例如也可以使这部分废气穿过可透气的通道壁。基体结构的通道的这种实施例特别优选是所谓的开式系统，如本文开头已经说明的那样。 

这里所述的装置是用来减少颗粒的带涂层的装置。所述第一涂层包括载体涂料、具有凹凸不平的表面的多孔氧化铝。这种载体涂料层例如用来容纳起催化作用的材料，其特征同样是对(炭黑)颗粒的高吸附能力。