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DE4141580A1 - Partikelfilter - Google Patents

Partikelfilter

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Publication number
DE4141580A1
DE4141580A1 DE4141580A DE4141580A DE4141580A1 DE 4141580 A1 DE4141580 A1 DE 4141580A1 DE 4141580 A DE4141580 A DE 4141580A DE 4141580 A DE4141580 A DE 4141580A DE 4141580 A1 DE4141580 A1 DE 4141580A1
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DE
Germany
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filter
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clean gas
ceramic
porosity
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Withdrawn
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DE4141580A
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English (en)
Inventor
Dietmar Dr Thalheim
Horst Dr Kalfa
Thilo Jenrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Didier Werke AG
Original Assignee
Didier Werke AG
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Publication date
Application filed by Didier Werke AG filed Critical Didier Werke AG
Priority to DE4141580A priority Critical patent/DE4141580A1/de
Publication of DE4141580A1 publication Critical patent/DE4141580A1/de
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Description

Die Erfindung betrifft ein Partikelfilter zur Reinigung von Abgasen, insbesondere zur Reinigung von Dieselabgasen, mit keramischem Filtermaterial zwischen der Rohgasseite und der Reingasseite.
Für die Rußpartikelfiltration werden verschiedene Typen von Filtermaterialien verwendet. Dabei ist jedoch zwischen der Rohgasseite und der Reingasseite eines jeweiligen Partikelfilters nach dem Stand der Technik nur das gleiche Filtermaterial eingesetzt.
Es ist bekannt, als Filtermaterial Cordierit als Monolith zu verwenden. Dabei steht für die Ablagerung der Rußpartikel eine grobe innere Oberfläche zur Verfügung. Die durchgängige Porosität ist gering. Sie liegt unter 5%. Der mittlere Durchmesser der durchgängigen Poren ist kleiner als 50 µm. Der Abscheidegrad ist hoch und liegt bei etwa 97%. Der Druckverlustgradient ist klein. Das Filter braucht nur alle vier bis fünf Stunden regeneriert zu werden. Das Filtermaterial ist allerdings empfindlich gegen thermische Spannungen, die vor allem beim Regenerieren des Filters auftreten. Reibt das Filtermaterial, dann sinkt der Abscheidegrad schnell unter 60% ab.
Weiterhin wird nach dem Stand der Technik ein Filtermaterial aus keramischen Fasern verwendet. Ein solches Filtermaterial hat eine sehr grobe durchgängige Porosität und eine grobe innere Oberfläche. Große Partikel werden sicher ausgefiltert. Kleinere Partikel dagegen können auf die Reingasseite gelangen. Es werden hier Abscheidegrade von etwa 70% erreicht. Ein solches Filtermaterial arbeitet als Tiefenfilter.
Außerdem werden Filter aus Poröskeramik in Betracht gezogen. Diese können wie Tiefenfilter wirken, wenn der Durchmesser der durchgängigen Poren ausreichend grob eingestellt wird. Bei mittleren Porendurchmessern unter 100 µm bildet der Ruf auf der Oberfläche des Filtermaterials, speziell an der Rohgasseite, Brücken aus Rußpartikeln. Diese unterstützen die Filterwirkung. Mit solchen Oberflächenfiltern sind Abscheidegrade von nahezu 100% zu erreichen. Allerdings führt die rohgasseitige Brückenbildung zu einer Verstopfung der Poreneingänge. Infolge der sich aufbauenden Rußschicht steigt der Druckverlust im Filtermaterial schnell an, so daß die Intervalle, nach denen das Filtermaterial regeneriert werden muß, kurz sind.
In der Patentanmeldung P 40 32 086.3 ist ein Rußpartikelfilter aus Poröskeramik beschrieben.
In der DE 35 37 976 C1 ist ein Rußpartikelfilter beschrieben, bei dem keramische Platten, vorzugsweise aus keramischen Fasern, verwendet sind.
In der EP 03 20 458 A1 ist ein Rußpartikelfilter aus Cordierit-Schaumkeramik angegeben.
In der Firmenschrift "Auto und Umwelt", Daimler-Benz AG, Mai 1985, Seiten 24 bis 28 sind monolithische, keramische Filter und Wickelfilter aus Keramikgarn dargestellt. Letzteres ist in der DE 30 07 642 näher beschrieben.
Neben den keramischen Filtern sind auch metallische Filter bekannt. Solche sind in der DE-OS 19 53 304, der AT-PS 2 23 436, in der EP 03 31 885 B1 und in der EP 04 10 200 A1 beschrieben. Bei solchen Filtern lädt sich die Wirkung eines Oberflächenfilters nicht erreichen. Es handelt um Tiefenfilter.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Partikelfilter der eingangs genannten Art einen hohen Abscheidegrad der Partikel bei geringem Druckverlustanstieg im Filter zu erreichen.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Partikelfilter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zwischen der Rohgasseite und der Reingasseite wenigstens zwei Filterschichten aus unterschiedlichen keramischen Filtermaterialien angeordnet sind und daß das der Rohgasseite jeweils nähere erste Filtermaterial eine größere durchlässige Porosität aufweist als das der Reingasseite nähere andere Filtermaterial.
Das der Rohgasseite nahe Filtermaterial nimmt als Tiefenfilter einen groben Teil der Partikel, insbesondere die größeren Partikel auf. Das andere Filtermaterial nimmt als Oberflächenfilter die kleineren Partikel auf. Durch das Tiefenfilter ist die auf das Oberflächenfilter wirkende Rußmenge erheblich verkleinert. Dadurch führt die Rußablagerung auf dem Oberflächenfilter nur noch zu einem kleinen Druckverlustanstieg. Es ergibt sich daraus, daß der Filter insgesamt nur einen Druckverlustgradienten aufweist, der in der Größenordnung eines Filters liegt, der insgesamt aus Fasermaterial als Tiefenfilter aufgebaut ist. Durch die Erfindung ist also erreicht, daß einerseits grobe und kleine Partikel abgeschieden werden und daß andererseits im Filtersystem ein geringerer Druckverlustanstieg entsteht, als beim reinen Oberflächenfilter.
Die als Oberflächenfilter wirkende Filterschicht, die insbesondere aus Poröskeramik besteht, filtert noch feinste Rußpartikel dadurch, daß der auf ihrer Oberfläche abgeschiedene Ruß selbst filternd wirkt. Im Zuge der Beladung mit Ruß nähert sich der Ruß-Abscheidegrad schnell 100%.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt einer Keramik-Filterkerze und
Fig. 2 einen Querschnitt eines Keramikfilters mit mehreren Filterkerzen.
Die Keramik-Filterkerze nach Fig. 1 besteht aus drei zylindrischen Filterschichten 1, 2, 3, die hintereinander zwischen der Rohgasseite 4 und der Reingasseite 5 angeordnet sind.
Die rohgasseitige Filterschicht 3 und die an sie innen anschließende Filterschicht 2 bestehen aus einem keramischen Fasermaterial.
Als keramisches Fasermaterial nach der vorliegenden Erfindung sind zu verstehen, beispielsweise Fasern mit mehr als 95% Al2O3 wie "Saffil" der Fa. ICI, sogenannte Fasern "1260" bzw. "1400" mit 47 bis 60% Al2O3 und 40 bis 53% SiO2 wie z. B. "Fibrefrax" der Fa. Carborundum, aber auch sogenannte Alumoborosilikatglas-Fasern, wie "Nextel" der Fa. 3M, oder temperaturbeständige glasige- oder Glasfasern und Fasern auf Basis "Silica" mit 99% SiO2.
Sie weisen eine hohe durchgängige, offene Porosität von 70% bis 98% mit grober innerer Oberfläche von beispielsweise 50000 m2/m3 auf. Die Filterschichten 2, 3 bestehen aus Matten, Blankets oder gewickelten Schnüren. Das die Filterschichten 2, 3 bildende Fasermaterial kann auch durch Spritzen oder mittels Vacuumsaugen auf die Filterschicht 1 aufgebracht sein.
Die durchgängige Porosität der der Rohgasseite 4 entfernteren Filterschicht 2 ist kleiner gewählt als die Porosität der rohgasseitigen Filterschicht 3. Dadurch scheiden sich an der Filterschicht 2 solche, mittelgroßen Partikel ab, die durch die Filterschicht 3 hindurchgehen.
Die reingasseitige Filterschicht 1 besteht aus einem Formkörper aus Poröskeramik. Solche Poröskeramik ist unter dem Handelsnamen Pantel der Anmelderin marktbekannt. Die Filterschicht 1 weist eine offene Porosität von etwa 35% bis 45% auf. Der mittlere Porendurchmesser der Filterschicht 1 ist wesentlich kleiner als der mittlere "Porendurchmesser" der angrenzenden Filterschicht 2. Der mittlere Porendurchmesser der Filterschicht 1 beträgt weniger als 10% des mittleren "Porendurchmessers" der Filterschicht 2. Die Filterschicht (1) wirkt im Gegensatz zu den Filterschichten 2, 3 als Oberflächenfilter.
Die Bezeichnung "Porendurchmesser" im Zusammenhang mit Faserwerkstoffen ist zumindest unpräzise, da das aus den Einzelfasern aufgebaute Gerüst keine Poren in herkömmlichem Sinne ausbildet.
Die Funktionsweise der Filterkerze nach Fig. 1 ist etwa folgende:
Mit Rußpartikeln beladene Dieselabgase gelangen zunächst in die sehr durchlässige Faser-Filterschicht 3, wobei sich in dieser die größeren Filterpartikel ablagern und dann in die zwar weniger, jedoch ebenfalls noch sehr durchlässige Faser-Filterschicht 2, in der sich weitere größere bzw. Mittelgröße Filterpartikel ablagern. Größere und mittlere Rußpartikel gelangen damit kaum auf die Oberfläche 6 der Filterschicht 1, so daß sie diese auch nicht verstopfen können. Die Filterschichten 2, 3 arbeiten also als Tiefenfilter und bilden nur einen geringen Strömungswiderstand, so daß sie auch im partikelbeladenen Zustand zu einem geringen Druckverlustanstieg führen.
An den Poren der Oberfläche 6 der Filterschicht 1 lagern sich nur noch kleinere Rußpartikel an. Diese verengen die Poreneingänge an der Filterschicht 1, was an sich die Filterwirkung unterstützt, so daß auch noch feinste Rußpartikel abgeschieden werden. Die Filterschicht 1 wirkt also als Oberflächenfilter. Somit wird im Endergebnis eine praktisch hundertprozentige Rußabscheidung erreicht. Da die Oberfläche 6 nicht schon durch größere Rußpartikel verstopft wird, steigt auch der auf der Filterschicht 1 beruhende Druckverlust im Laufe des Filterbetriebs nur gering an, so daß sich die Intervalle der Abreinigung der Filterschichten wesentlich verlängern. Es hat sich gezeigt, daß die Abreinigungsintervalle nicht größer sind, als bei einem Faserfilter bzw. Tiefenfilter ohne Oberflächenfilter.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist in einem Gehäuse 7 eine Vielzahl von Filterkerzen 8 verteilt angeordnet. Die Filterkerzen 8 sind aus einer Poröskeramik, wie die anhand von Fig. 1 beschriebene Filterschicht 1.
Der gesamte Raum außerhalb der Filterkerzen 8 und innerhalb des Gehäuses 7 ist mit einer Filterschicht 9 gefüllt. Diese besteht, wie bei den Filterschichten 2, 3 nach Fig. 1 beschrieben, aus einem keramischen Fasermaterial.
Die Funktionsweise des Filters nach Fig. 2 entspricht im wesentlichen der anhand von Fig. 1 beschriebenen Funktionsweise.
Die Filterschicht 9 wirkt als Tiefenfilter mit grober durchlässiger Porosität und grober innerer Oberfläche, so daß sie vor allem größere Rußpartikel von den Oberflächen 6 der Filterkerzen 8 fernhält und kaum zu einem Druckverlust führt. An den als Oberflächenfilter wirkenden Filterkerzen 8 lagern sich dann nur noch kleinere Rußpartikel an, wobei kleinste Rußpartikel in den Filterkerzen 8 zurückgehalten werden.
Bei dem beschrieben Partikelfilter ist auch günstig, daß sich die Filterschichten 1, 2, 3 bzw. 8, 9 gegenseitig stützen. Dadurch wird die mechanische Stabilität und auch die Temperaturwechselbeständigkeit verbessert.

Claims (13)

1. Partikelfilter zur Reinigung von Abgasen, insbesondere zur Reinigung von Dieselabgasen, mit keramischem Filtermaterial zwischen der Rohgasseite und der Reingasseite, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Rohgasseite (4) und der Reingasseite (5) wenigstens zwei Filterschichten (1, 2, 3; 8, 9) aus unterschiedlichen keramischen Filtermaterialien angeordnet sind und daß das der Rohgasseite (4) jeweils nähere erste Filtermaterial (2, 3; 9) eine größere durchlässige Porosität aufweist als das der Reingasseite (5) nähere, andere keramische Filtermaterial (1, 8).
2. Partikelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial (2, 3; 9) eine größere innere Oberfläche aufweist als das der Reingasseite (5) nahe Filtermaterial (1; 8).
3. Partikelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial (2, 3; 9) eine offene Porosität von 70% bis 98% und das Filtermaterial (1; 8) eine offene Porosität von 35% bis 45% aufweist.
4. Partikelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial (2, 3; 9) einen größeren mittleren Porendurchmesser aufweist als das andere, der Reingasseite (5) nahe Filtermaterial (1; 8).
5. Partikelfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Porendurchmesser des der Reingasseite (5) nahen Filtermaterials (1, 8) weniger als 10% des mittleren Porendurchmessers des Filtermaterials (2, 3; 9) beträgt.
6. Partikelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Filtermaterial (2, 3; 9) von keramischem Fasermaterial gebildet ist.
7. Partikelfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Fasermaterial (2, 3) in Form einer Matte auf die der Reingasseite (5) nahe Filterschicht (1) aufgebracht ist.
8. Partikelfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Fasermaterial (2, 3) in Form einer Schnur auf die der Reingasseite (5) nahe Filterschicht (1) aufgewickelt ist.
9. Partikelfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das die Filterschichten (2, 3) bildende keramische Fasermaterial auf die der Reingasseite (5) nahe Filterschicht (1) aufgespritzt ist.
10. Partikelfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung das keramische Fasermaterial auf die der Reingasseite (5) nahe Filterschicht (1) aufgesaugt ist.
11. Partikelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die der Reingasseite (5) nahe Filterschicht (1, 8) bildende Filtermaterial ein formstabiler, insbesondere hohlzylinderförmiger, Körper aus Poröskeramik ist.
12. Partikelfilter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der formstabile, hohlzylinderische, eine Filterschicht (1) bildende Körper aus Poröskeramik mit wenigstens zwei Filterschichten (2, 3) aus keramischem Fasermaterial belegt ist, wobei die an ihm anliegende Filterschicht (2) eine kleinere offene Porosität aufweist als die an die Reingasseite (5) angrenzende Filterschicht (3).
13. Partikelfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in ein Gehäuse (7) mehrere, die reingasseitige Filterschicht bildende Filterkerzen (8) aus poröskeramischem Filtermaterial angeordnet sind und daß die rohgasseitigen Zwischenräume zwischen dem Gehäuse (7) und den Filterkerzen (8) mit dem keramischen Fasermaterial (9) grober Porosität gefüllt sind.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0679425A1 (de) * 1994-04-25 1995-11-02 INDUSTRIAL FILTER & PUMP MFG.CO. Filterelement und Verfahren zur Herstellung
DE19522312A1 (de) * 1994-06-21 1996-01-04 Ngk Insulators Ltd Abgasfilter und Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen
WO1996041672A1 (en) * 1995-06-09 1996-12-27 Du Pont Lanxide Composites L.P. Ceramic hot-gas filter and process for manufacturing it
DE19611150A1 (de) * 1996-03-21 1997-05-28 Mtu Friedrichshafen Gmbh Partikelfilter für eine Brennkraftmaschine
WO1998002231A1 (en) * 1996-07-17 1998-01-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Filter material
US5849375A (en) * 1996-07-17 1998-12-15 Minnesota Mining & Manufacturing Company Candle filter
WO1999033567A1 (en) * 1997-12-24 1999-07-08 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Multiple layer monolithic structure and use thereof
EP0900922A3 (de) * 1995-05-30 2000-06-28 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Partikelfalle für einen Dieselmotor
EP0957241A3 (de) * 1998-05-14 2003-07-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Partikelfalle für einen Dieselmotor
WO2003103800A3 (en) * 2002-06-05 2004-05-27 Pall Corp Filter cartridge and process for the production thereof
WO2004104386A3 (en) * 2003-05-23 2005-01-06 Bekaert Sa Nv Diesel soot particulate filter medium
WO2006072606A3 (de) * 2005-01-07 2006-08-31 Emitec Emissionstechnologie Verfahren zum entfernen von partikeln aus abgasen sowie faserlage und partikelfilter dazu
WO2007079829A1 (en) * 2006-01-09 2007-07-19 Nv Bekaert Sa A diesel soot particulate filter medium
CN101384799B (zh) * 2006-02-20 2012-06-20 淡水河谷英可公司 用于分离内燃机废气中所含颗粒的装置

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5500029A (en) * 1994-04-25 1996-03-19 Industrial Filter & Pump Mfg. Co. Filter element and method of manufacture
EP0679425A1 (de) * 1994-04-25 1995-11-02 INDUSTRIAL FILTER & PUMP MFG.CO. Filterelement und Verfahren zur Herstellung
DE19522312A1 (de) * 1994-06-21 1996-01-04 Ngk Insulators Ltd Abgasfilter und Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen
DE19522312C2 (de) * 1994-06-21 1998-07-09 Ngk Insulators Ltd Abgasfilter und Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen
EP0900922A3 (de) * 1995-05-30 2000-06-28 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Partikelfalle für einen Dieselmotor
WO1996041672A1 (en) * 1995-06-09 1996-12-27 Du Pont Lanxide Composites L.P. Ceramic hot-gas filter and process for manufacturing it
DE19611150A1 (de) * 1996-03-21 1997-05-28 Mtu Friedrichshafen Gmbh Partikelfilter für eine Brennkraftmaschine
WO1998002231A1 (en) * 1996-07-17 1998-01-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Filter material
US5849375A (en) * 1996-07-17 1998-12-15 Minnesota Mining & Manufacturing Company Candle filter
US5780126A (en) * 1996-07-17 1998-07-14 Minnesota Mining & Manufacturing Filter material
WO1999033567A1 (en) * 1997-12-24 1999-07-08 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Multiple layer monolithic structure and use thereof
EP0957241A3 (de) * 1998-05-14 2003-07-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Partikelfalle für einen Dieselmotor
WO2003103800A3 (en) * 2002-06-05 2004-05-27 Pall Corp Filter cartridge and process for the production thereof
WO2005040572A1 (en) * 2003-05-23 2005-05-06 N.V. Bekaert S.A. Diesel soot particulate filter medium
WO2004104386A3 (en) * 2003-05-23 2005-01-06 Bekaert Sa Nv Diesel soot particulate filter medium
CN100478548C (zh) * 2003-05-23 2009-04-15 贝卡尔特股份有限公司 柴油机炭烟颗粒过滤介质
US7846230B2 (en) 2003-05-23 2010-12-07 Nv Bekaert Sa Diesel soot particulate filter medium
WO2006072606A3 (de) * 2005-01-07 2006-08-31 Emitec Emissionstechnologie Verfahren zum entfernen von partikeln aus abgasen sowie faserlage und partikelfilter dazu
US8012244B2 (en) 2005-01-07 2011-09-06 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Method of removing particulates from exhaust gases, and corresponding fiber layer, particulate filter, exhaust system and vehicle
WO2007079829A1 (en) * 2006-01-09 2007-07-19 Nv Bekaert Sa A diesel soot particulate filter medium
CN101384799B (zh) * 2006-02-20 2012-06-20 淡水河谷英可公司 用于分离内燃机废气中所含颗粒的装置
US8444734B2 (en) 2006-02-20 2013-05-21 Alantum Corporation Apparatus for the separation of particles contained in exhaust gases of internal combustion engines

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