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Experimentelle Untersuchung und Modellbildung von NO - Speicherkatalysatoren

Ute Tuttlies

ISBN 978-3-8325-1288-0
150 pages, year of publication: 2006
price: 40.50 €
NOx-Speicherkatalysatoren werden zur NOx-Abreinigung aus sauerstoffreichen Motorabgasen verwendet. Unter sauerstoffreichen Bedingungen kann der Katalysator, der Bariumcarbonat enthält, Stickoxide in Form von Nitraten speichern. Unter kurzzeitig reduzierenden Bedingungen wird der Katalysator wieder regeneriert. Es besteht ein signifikanter Unterschied der Zeitskalen zwischen der langsamen Speicherung und der sehr schnellen Regeneration, der nicht einfach durch unterschiedliche Kinetiken zu erklären ist.

Nach Gleichgewichtsbetrachtungen und Versuchen zur Herleitung des relevanten Reaktionssystems, wobei hier vor allem der Einfluss der Trägergaskomponenten H2O und CO2 von Bedeutung ist, werden zwei unterschiedlich detaillierte Modelle hergeleitet. Beiden liegt die Modellvorstellung zugrunde, dass die Speicherpartikel bei der Bildung des voluminösen Nitrats "zuquellen", wodurch sich ein erheblicher Diffusionswiderstand für die weitere Einspeicherung ergibt, während sich bei der Regeneration Risse und Poren bilden, die das Speichermaterial zugänglich machen. Im ersten Modell werden die Diffusion des Gases im Speichermaterial und die Gas-Feststoff-Reaktionen durch ein örtlich eindimensionales Difusions-Reaktions-Modell beschrieben. Man sieht die Frontbildung an Nitraten während der Speicherung und die Regeneration über der gesamten Korntiefe. Die Erkenntnisse dieses Modells werden im zweiten Modell zur Modellreduktion herangezogen und es wird ein örtlich eindimensionales Mehrphasenmodell für den gesamten Monolithkanal hergeleitet. Die Ergebnisse zeigen die Komplexität der Vorgänge über der Länge des Kanals bei vollständiger und unvollständiger Regeneration.

Keywords:
  • NOx-Speicherkatalysator
  • NOx storage catalyst
  • Katalyse
  • catalysis
  • Kinetik
  • kinetics
  • Modellbildung
  • modelling
  • Simulation
  • simulation

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