Verfahrenstechnik rund ums Auto
Chemie Ingenieur Technik 2006, 78, No. 9
V5.04
Modellierung und Simulation der NOx-Minderung an Speicherkatalysatoren in sauerstoffreichen Abgasen Dipl.-Ing. J. Koop1) (E-Mail:
[email protected]), Prof. O. Deutschmann1), Dipl.-Ing. V. Schmeißer2), Dr.-Ing. U. Tuttlies2), Prof. G. Eigenberger2), Prof. U. Nieken2) 1) 2)
Institut fr Technische Chemie, Universitt Karlsruhe (TH), Kaiserstraße 12, D-76131 Karlsruhe Institut fr Chemische Verfahrenstechnik, Universitt Stuttgart, Bblinger Straße 72, D-70199 Stuttgart.
10.1002/cite.200650229
NOx-Speicherkatalysatoren stellen ein aussichtsreiches Konzept fr die NOx-Entfernung aus dem Abgas mager betriebener Verbrennungsmotoren dar. Sie kombinieren die Eigenschaften von 3-Wege-Katalysatoren mit der NOx-Einspeicherung bei mageren und der schnellen NOxReduktion zu Stickstoff bei kurzzeitig fetten Bedingungen. Zur Optimierung dieses komplexen Katalysatorsystems und der Betriebsstrategien bedarf es der Kenntnis der Wechselwirkung der verschiedenen katalytischen Reaktionsschritte in den einzelnen Arbeitsphasen sowie der Transportprozesse. Grundlage fr die experimentellen Untersuchungen sind wohldefinierte monolithische Modellkatalysatoren zunehmender Komplexitt. Als Edelmetallkomponenten werden sowohl Platin als auch Rhodium eingesetzt. Die Washcoatstruktur besteht aus Al2O3 und zustzlich aus Ce- und Ba-haltigen Komponenten zur Aufnahme von O2 und NOx. Die Kinetik wird unter isothermen Bedingungen in einem Flachbettreaktor mit einer praxisnahen Modellabgaszusammensetzung untersucht. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines prdiktionsfhigen Modells eines NOx-Speicherkatalysators. Hierzu werden fr die Modellierung zwei unterschiedliche Anstze verfolgt: (1) Ein rechenzeitintensives mikrokinetisches Modell, gekoppelt mit der zweidimensionalen numerischen Simulation des Massentransports durch Strmung und Diffusion, fhrt zu einem detaillierten Verstndnis und gestattet damit die Optimierung von Katalysatorzusammensetzung und Morphologie. (2) Ein schnelles (CPU) makro-
kinetisches Modell dient als Basis fr die Auslegung von Autoabgassystemen und Motorsteuerungskonzepten.
2006 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
www.cit-journal.de
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