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Title:
MINIMISATION OF PAH EMISSIONS DURING THE REGENERATION OF PARTICLE FILTERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/113953
Kind Code:
A1
Abstract:
According to the invention, the emission of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) from the exhaust-gas system of diesel motors with particle filters can be minimised or prevented. During the regeneration of the particle filter, the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) are first fixed in adsorption layers and are cracked there at high temperatures. The cracking products are then preferably eliminated in an oxidation step.

Inventors:
BAICAN ROMAN (DE)
MOENNIG RONNY (DE)
ZIMA PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/005284
Publication Date:
December 01, 2005
Filing Date:
May 13, 2005
Export Citation:
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Assignee:
GM GLOBAL TECH OPERATIONS INC (US)
BAICAN ROMAN (DE)
MOENNIG RONNY (DE)
ZIMA PETER (DE)
International Classes:
B01D46/00; B01D46/24; F01N3/023; F01N3/035; F01N3/08; (IPC1-7): F01N3/023; F01N3/035; F01N3/08
Domestic Patent References:
WO1996024755A11996-08-15
Foreign References:
US20030115859A12003-06-26
US20020053202A12002-05-09
US20010021364A12001-09-13
DE19636747A11998-03-12
DE10218232A12003-11-06
EP0703352A21996-03-27
US20030115859A12003-06-26
DE10218232A12003-11-06
EP0703352B12002-12-11
Other References:
See also references of EP 1751409A1
Attorney, Agent or Firm:
Strauss, Peter (Patent-und Markenrecht A0-02, Rüsselsheim, DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Reduzierung der Emissionen dieselgetriebener Motoren mit Partikelfiltern (Ia; Ib; Ic) , dadurch gekenn¬ zeichnet, dass bei der Regeneration des Partikelfilters (Ia; Ib; Ic) die polycylischen aromatischen Kohlenwasser¬ stoffe (PAK) zunächst in Adsorptionsschichten (4; 4'; 4'') gebunden und dort bei höheren Temperaturen gecrackt wer¬ den.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorption an Adsorptionsschichten (4; 4'; 4'') aus mineralischen Katalysatoren, vorzugsweise aus modifizier¬ ten Tonmineralen, besonders bevorzugt aus modifizierten Tonmineralen aus der Smectitgruppe, durchgeführt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Adsorption an Adsorptionsschichten (4; 4'; 4' ') aus aciden Zeolithkatalysatoren (Festkörper¬ säuren) durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die gecrackte HCFraktion in einer wei¬ teren Stufe über eine oxidierende Beschichtung (5; 5' ; 5'') geführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stufen an einem Katalysator, wie Mehrbrick systeme oder Zonenbeschichtung, dargestellt werden.
6. Dieselpartikelfilter (DPF) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er Adsorptionsschichten (4; 4'; 4' ') aus Zeolithen und/oder mesoporösen und/oder gepillarten Tonmineralen aufweist.
7. Dieselpartikelfilter nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Katalysatordesign mit einem hochzelligen Substrat, wo¬ bei die Beschichtungen für die Adsorption und das nachfol¬ gende Cracken in einer bestimmten Anordnung entlang oder quer des Trägers aufgebracht sind.
8. Dieselpartikelfilter nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Katalysatordesign in Zonentechnik, wobei am Katalysa¬ toreintritt im Bereich des einströmenden Abgases (2) mehr adsorbierende und crackende Beschichtung (4; 4'; 4'') und zum Katalysatoraustritt im Bereich des abströmenden Abga¬ ses (3) hin lokal mehr oxidierende Beschichtung (5; 5 ' ; 5'') aufgebracht ist.
Description:
Minimierung von PAK-Emissionen bei der Regeneration von Par¬ tikelfiltern

B e s c h r e i b u n g

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mi- nimierung oder Vermeidung möglicher PAK-Emissionen (PAK=Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe) aus Parti¬ kelfiltern während ihrer Regeneration oder den hierzu erfor¬ derlichen Anfettungsmaßnahmen sowie Katalysatoranordnungen, welche zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet sind.

Als Beitrag zur Cθ2-Reduktion ist der verbrauchsarme Dieselmotor als Fahrzeugantrieb heute unentbehrlich und wird wohl in Zukunft bedeutenden Marktanteil in Europa erlangen (>60%) . Nachteilig sind jedoch seine prinzipbedingt hohen Stickoxid- und Rußpartikelemissionen, denen man abgesehen von motorischen Maßnahmen nur durch aufwendige Abgasnachbehand¬ lungen begegnen kann. Hier wurden in den letzten Jahren De- NOx-Systeme und Partikelfiltersysteme entwickelt und partiell schon in die Serie gebracht. Diese Systeme sind kostspielig und dürfen weiterhin das Risiko von Sekundäremissionen des Fahrzeugs keinesfalls erhöhen.

Die Vorteile moderner Dieselmotoren mit Abgasturboaufla¬ dung und Direkteinspritzung sind niedriger Kraftstoff- verbrauch und hohes Drehmoment schon im unteren Drehzahlbe¬ reich. Diese vom Endkunden geschätzten Vorzüge führten in den letzten Jahren zu einem deutlichen Anstieg des Marktanteils in Europa. In einigen Ländern wurde die 50-%-Marke bereits überschritten. In 2005 wird ein Marktanteil in Europa von durchschnittlich 50 % erwartet. Trotz aller noch zur Verfügung stehenden motorischen Op¬ timierungspotentiale wie zum Beispiel der zweistufigen Aufla¬ dung, verbesserten Gemischaufbereitung und noch exakteren Steuerung der Verbrennung, sowie insbesondere die Optimierung der dynamischen Betriebsweise ist nicht zu erwarten, dass Dieselfahrzeuge innerhalb der kommenden Jahre ganz auf eine komplexe Abgasnachbehandlung verzichten werden.

Bei der Verbrennung von Dieselkraftstoff entstehen neben Ruß auch die an diesen angelagerten polycyclischen aromati¬ schen Kohlenwasserstoffe (sogenannte PAK's) sowie Sulfate, Wasser und Metalloxide aus Motorverschleiß und Öladditiven. Im Einsatz befindliche Oxidationskatalysatoren konvertieren neben den brennbaren gasförmigen Komponenten (CO und CH) einen Großteil der angelagerten Kohlenwasserstoffe (sogenannte SOF' s) und tragen somit zu einer geringfügigen Verringerung der Partikelemissionen (< 30 Ma.-%) bei. Die konventionelle Katalysatortechnologie ist heute nicht in der Lage, den che¬ misch sehr komplexen Partikel komplett zu beseitigen. Die derzeit einzig zuverlässige Methode zur Zurückhaltung der Partikel (Rußkerne) besteht in der Filterung mittels geeigne¬ ter Filterelemente und in ihrer anschließenden Verbrennung (Regeneration) .

Zum Filtern von Rußpartikeln und an ihnen angelagerten Beimengungen wurden verschiedene Filtertechnologien entwi¬ ckelt. Man unterscheidet dabei folgende typische Bauformen: Wabenfilter (Keramische Zellenfilter) ( "honeycomb" ) wer¬ den im Extrusionsverfahren aus Cordierit, Siliziumcarbid (RSiC) , Mullit oder anderen keramischen Werkstoffen herge¬ stellt. Bei diesen Filtern wird der Abgasstrom durch die Fil¬ terwand gezwungen, wodurch die Rußpartikel herausgefiltert werden können und sich eine Rußschicht bildet, die im Laufe der Zeit einen festgelegten Abgasgegendruck hervorruft.

Kerzenfilter werden aus keramischen Fasern hergestellt, welche zu einer Filterkerze aufgewickelt werden. Die Fasern bestehen aus Siliziumoxid oder Aluminiumoxid und werden zur Verbesserung der Filtration speziell bearbeitet. Bei der Durchströmung der Filterkerze werden die Partikel zwischen den Fasern durch Adhäsionskräfte und Impaktierung abgelagert, wobei sich in der Regel keine Rußschicht bildet (sog. Tiefen¬ filter) .

Für Sintermetall-Filter werden metallische Fasern zu Filterplatten zusammengesintert. Die Rußpartikel werden beim Durchströmen der Filterplatte auf deren Oberfläche abgeschie¬ den (Oberflächenfilter) .

Für Schaumfilter werden aus Aluminiumoxid oder Silizium¬ carbid (SiC) Schaumkörper hergestellt, die vom Abgas durch¬ strömt werden, wobei die Rußpartikel in der Struktur eingela¬ gert werden. Der Filterwirkungsgrad lässt sich über die Po¬ rengröße steuern, ist jedoch für die Anforderungen im Automo¬ bilbereich zumeist ungenügend.

Unabhängig vom Filterdesign muss der eingelagerte Ruß kontinuierlich oder periodisch entfernt werden. Hierzu werden zumeist die Filtertemperaturen kurzzeitig auf Werte erhöht, die eine sichere und schnelle Verbrennung der zurückgehalte¬ nen Kohlenstoffpartikel ermöglichen. Zur effizienten Verbrennung eines Rußpartikels bedarf es Temperaturen oberhalb von 620 0C, die im Dieselabgas selbst bei Volllastbetrieb (z.B. während Bergauffahrten mit Anhän¬ gerlast) nur schwierig zu erreichen sind. Es muss daher zu¬ sätzliche Energie zugeführt werden, um die Regenerationsbe¬ dingungen einzustellen, wobei zumeist ein diskontinuierlicher Beladungs- und Regenerationsprozess eingehalten wird. Zur Be¬ reitstellung der erforderlichen Energie gibt es verschiedene Möglichkeiten wie die Nacheinspritzung von Kraftstoff und nachfolgende exotherme Reaktionen im Oxikat, den Einsatz von elektrischen Heizern oder anderen Zündhilfen, den Einsatz von (Kraftstoff-)Brennern sowie das Non Thermal Plasma (NTP) Ver¬ fahren, bei dem der Ruß vornehmlich durch die Oxidation mit O-Radikalen regeneriert wird.

Entsprechende Verfahren und Vorrichtungen sind im Stand der Technik beschrieben. So offenbart die WO96/24755 Al eine Vorrichtung zur Minderung der Menge der austretenden Rußpar¬ tikel bei Diesel-Verbrennungskraftmaschinen, die aus einem Behälter mit einem Gasein- und Gasaustrittsstutzen und einem Hohlkörper, der teilweise mit einem Gestrick aus Filtermate¬ rial gefüllt ist bestehen, wobei dem Kraftstoff vor der Verbrennungskraftmaschine ein katalytisches Additiv zugeführt wird und das Filtermaterial eine Mehrzahl von gestrickten Ke¬ ramik-Paketen aufweist, wobei die Keramik-Pakete von einem Ende her aufgerollte gestrickte Schläuche aus hochfeinen Ke¬ ramikfäden sind, die von einem warmfesten Draht durchzogen sind, wobei die grobe Maschenweite des Schlauches ein be¬ stimmtes Maß aufweist und der warmfeste Draht jede einzelne Masche des Gestricks durchläuft.

Die europäische Patentschrift EP-B-O 703 352 offenbart ein Abgasemissionskontrollsystem mit einem Partikelsammelfil- ter, wobei der Filter wenigstens je einen Katalysator in sei¬ nem im Strom eines regenerativen Gases stromaufwärts gelege¬ nen Teil und in seinem stromabwärts gelegenen Teil aufweist und der durch die Verwendung dieses regenerativen Gases rege¬ neriert wird, das Brennstoff enthält, wobei das Kontrollsys¬ tem Bestimmungsmittel zur Bestimmung umfasst, wann der Filter regeneriert werden muss . Das Kontrollsystem umfasst bei die¬ sem Filter ein Teilverbrennungskontrollmittel zur Verursa¬ chung von Partikelverbrennung in nur dem im Strom des regene¬ rativen Gases stromabwärts gelegenen Teil des Filters durch das Kontrollieren der Temperaturen, so dass ein Verbrennen des Brennstoffs im regenerativen Gas nur im stromabwärts ge¬ legenen Teil des Filters verursacht wird, wenn der Filter re¬ generiert werden muss; und einem Verbrennungsausbreitungskon- trollmittel zum Verursachen, dass sich die Partikelverbren¬ nung im stromabwärts gelegenen Teil des Filters zu dem im Strom des regenerativen Gases stromaufwärts gelegenen Teil des Filters ausbreitet, indem der Brennstoff im regenerativen Gas an dem Katalysator im stromaufwärts gelegenen Teil des Filters verbrannt wird.

Die Gesundheitsgefährdung, die vom Dieselruß ausgeht, ist anerkanntermaßen auf die oben genannten Anlagerungen zu¬ rückzuführen, wobei insbesondere polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und unter diesen die PAK aus der Gruppe Naphthalin, Acenaphthylen, Acenaphthen, Fluoren, Phe- nanthren, Anthracen, Fluoranthren, Pyren, Benz (a) anthracen, Chrysen, Benzo (b) fluoranthen, Benzo (k) fluoranthen, Benz (a)pyren, Dibenz (ah) anthracen, Benzo (ghi)perylen und In- denopyren neben den Nitro-PAK's als besonders gefährdend ein¬ gestuft werden. Während der Regeneration des Partikelfilters muss die Temperatur, wie vorstehend dargelegt, auf Temperaturen ober¬ halb von 6200C erhöht werden. Aufgrund der hohen Wärmekapazi¬ tät des Motors sowie der gesamten Abgasanlage wird diese Tem¬ peratur erst mit erheblicher Zeitverzögerung im gesamten Fil¬ ter erreicht, was sich folgerichtig in einem langsamen Auf¬ heizen des Filters äußert.

Hierbei besteht die Gefahr, dass neben anderen Beimengun¬ gen (z.B. SOF' s) vornehmlich die PAKs von den Rußpartikeln vorzeitig desorbiert werden und mit dem Abgasstrom aus der Abgasanlage ausgetragen werden, da die Verbrennungstemperatur der PAK nicht von Anfang an erreicht werden kann. Die Filter¬ wirkung wäre dann im Hinblick auf die effektive Filterung ge¬ sundheitsgefährdender Substanzen konterkariert.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrun¬ de, einen Katalysator sowie ein Verfahren bereitzustellen, das den Austritt von PAK aus der Abgasanlage minimiert bzw. verhindert.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung dieser Aufgabe durch ein Verfahren zur Reduzierung der Emissionen dieselgetriebe¬ ner Motoren mit Partikelfiltern, bei dem bei der Regeneration des Partikelfilters die polycylischen aromatischen Kohlenwas¬ serstoffe (PAK) zunächst in Adsorptionsschichten gebunden und in diesem Absorbermaterial bei höheren Temperaturen (zeitver¬ zögert) gecrackt werden. Die so entstandenen Crackprodukte der PAK' s können leicht mit Oxidationskatalysatoren bekannter Bauart abgebaut werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einer deutlichen Senkung der möglichen PAK-Emissionen und damit zur Verringe¬ rung etwaiger Gesundheitsrisiken bei der Regeneration von Dieselpartikelfiltern und schon im vorgelagerten Prozess der motorischen Anfettung zur gewollten Anhebung der Abgastempe- raturen. Zudem zeichnet sich das Verfahren durch eine hohe Flexibilität aus, die seine Adaption an alle gängigen Filter¬ systeme ermöglicht. Dabei ist weiterhin von Vorteil, dass das erfindungsgemäße Verfahren eine hohe Schwefel- Unempfindlichkeit aufweist, so dass ein Einsatz auch in Län¬ dern mit minderwertigerem Kraftstoff unbedenklich ist.

Erfindungsgemäß werden die PAK's nach ihrer Desorption von den Rußpartikeln im Filtermaterial oder auf gesonderten Bricks dahinter in geeigneten Adsorptionsschichten gebunden, ohne dass sie die Möglichkeit haben, mit dem Abgasstrom in die Umgebung zu gelangen. Mit dem zeitverzögerten Ansteigen der Temperatur im Filter werden die PAK's in niedermolekulare und leicht zerstörbare Verbindungen umgewandelt (hauptsäch¬ lich gecrackt) .

Als Adsorptionsschichten, die im erfindungsgemäßen Ver¬ fahren eingesetzt werden können, kommen beispielsweise solche auf natürlicher Basis (d.h. in der Natur abbaubare) in Frage. Bevorzugte Adsorptionsschichten sind dabei modifizierte Ton¬ minerale, insbesondere modifizierte Tonminerale aus der Smec- titgruppe. Unter diesen Mineralen ist der Montmorillonit, der Hauptbestandteil des Bentonits, der bedeutendste Vertreter. Es kommen aber auch die kostspieligeren synthetischen Vertre¬ ter mesoporöser Molekularsiebe, wie M41S, oder hydrophobe, temperaturunempfindlichere Zeolithe für diese Anwendung in Frage.

In erfindungsgemäß bevorzugten Verfahren wird die Ad¬ sorption an Adsorptionsschichten aus mineralischen Adsorben- zien und Katalysatoren, vorzugsweise aus modifizierten Tonmi¬ neralen, besonders bevorzugt aus modifizierten Tonmineralen aus der Smectitgruppe, oder M41S verwandten Silicaten durch¬ geführt.

Als Bentonite bezeichnet man tonhaltige Gesteine, die durch die Verwitterung vulkanischer Asche entstanden sind. Die Eigenschaften der Bentonite werden durch das Tonmineral Montmorillonit bestimmt. Besonders kennzeichnend und vortei¬ lig nutzbar ist ihre hervorragende Fähigkeit des pillarings, d.h. der gezielten Aufweitung der silicatischen Schichtstruk¬ tur. Montmorillonit ist ein Aluminiumhydrosilikat (Schichtsi- licat) , das zur Gruppe der Phyllosilikate gehört. Montmoril¬ lonit ist der Hauptvertreter in der Gruppe der (dioktaedri- schen) Schichtsilikate, die auch als Smectite bezeichnet wer¬ den. In der Praxis werden Bentonit, Smectit und Montmorillo¬ nit daher als Synonyme für quellfähige Mehrschichtsilikate gebraucht. Bentonit kann des Weiteren Begleitmineralien wie Quarz, Feldspat, Glimmer enthalten.

Ein Montmorillonitkristall ist aus etwa 15 bis 20 Ele¬ mentarschichten aufgebaut. Zwischen diesen Schichten befinden sich neben dem Kristallwasser austauschfähige Kationen, die die negativen Überschussladungen des Gitters (tetravalentes Aluminium) kompensieren. Diese sind lose an das Gitter gebun¬ den und können durch andere Kationen oder aber auch durch po¬ sitiv geladene organische Moleküle (z.B. Alkylammoniumsalze) ersetzt werden. Bentonite bzw. Montmorillonite haben eine ausgeprägte Fähigkeit zum Ionenaustausch und zur Einlagerung von organischen, zumeist stark polaren Teilchen. Die spezifi¬ sche Oberfläche von Montmorillonit kann im gepillarten Zu¬ stand bis zu 800 m2/g betragen. In der Praxis werden oft nur 300-400 m2/g erhalten, was in der Hauptsache durch Struktur¬ baufehler bedingt ist.

Man unterscheidet zwischen folgenden Bentoniten: Calci- umbentonit, bei dem die Smectit-Gruppe fast ausschließlich mit Ca2+ oder Mg2+ -Ionen in den Zwischenschichten belegt ist; Natriumbentonit (natürlicher Bentonit) , bei dem die Smectit- Gruppe überwiegend mit Na2+ -Ionen in den Zwischenschichten belegt ist, es können aber auch zusätzlich Ca2+ oder Mg2+, NH4+ -Ionen in verschiedenen Mengen vorhanden sein; Aktivben- tonit, der ursprünglich ein Calciumbentonit ist, bei dem die originale Kationenbelegung der Zwischenschichten mittels al- kalischer Aktivierung durch Nationen ausgetauscht werden; säureaktivierter Bentonit, bei dem die Smectitgruppe in einem speziellen Verfahren in Verbindung mit Säuren teilweise auf¬ gelöst wird, wobei große Oberflächen geschaffen werden; Orga¬ nobentonit, bei denen die Kationen der Zwischenschichten ge¬ gen polare, organische Moleküle (wie quaternäre Ammoniumver¬ bindungen) ausgetauscht werden. Durch diese Hydrophobisierung kann der Bentonit auch in polaren Flüssigkeiten quellen.

Die genannten modifizierten Tonminerale, insbesondere die modifizierten Tonminerale aus der Smectitgruppe und aus diesen der Montmorillonit, eignen sich erwiesenermaßen, sehr gut zur Adsorption/Einlagerung von aus dem Ruß desorbierbaren PAK' s. Andererseits sind sie in der Lage, bei ansteigenden Temperaturen die zurückgehaltenen PAK's effizient zu cracken. Hierbei wird das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise so geführt, dass< niedermolekulare und somit leicht abbaubare (O- xycat) Verbindungen Produkte des Crackvorganges sind. Im Rah¬ men der vorliegenden Erfindung sind Verfahren bevorzugt, bei denen das katalytische Cracken durch selektive Bildung einer HC (O) -Fraktion (Kettenlänge) mit 2-6 Kohlenstoffatomen ge¬ kennzeichnet ist.

Alternativ zu den vorstehend genannten modifizierten Tonmineralen oder in Ergänzung zu ihnen können auch acide Ze- olithe und andere Tectosilicate (Festkörpersäuren) , wie M41S, als Adsorbenz für die PAK's eingesetzt werden.

Die aktivierten hydrophoben Zeolithe besitzen eine MFI- Struktur, wobei ZSM-Zeolithe wie ZSM-5 besonders bevorzugt werden. Diese weisen die allgemeine Summenformel [Nan(H2O)I6] [AlnSi96-nOi92] -MFI, n < 27 auf. Die die Aktivität erhöhende Modifizierung kann einerseits darin bestehen, die Natriumionen ganz oder teilweise gegen H+ auszutauschen, um auf diese Weise acide Zeolithe zu erhalten, andererseits kön- nen die Zeolithe auch durch Metallbeladung modifiziert wer¬ den. Unter den Zeolithen, die als Adsorptionsschicht verwen¬ det werden können, sind besonders acide, metall-modifizierte (Cu, Fe) und somit oxydationsaktive Zeolithe bevorzugt, wobei auf die Verwendung teurer und (durch Austrag) toxischer Edel¬ metalle verzichtet werden kann.

Bevorzugt als Adsorptionsschichten sind auch mesoporöse, amorphe, silikatische und alumosilikatische MCM-41- Materialien. Die hexagonale MCM-41-Phase, die zur Familie der M41S-Materialien gehört, verfügt über Mesoporen mit Durchmes¬ sern im Bereich von 2 ran bis 10 nm und über eine spezifische Oberfläche oberhalb von 1000 m2/g.

In erfindungsgemäß besonders bevorzugten Verfahren wird die durch den Crackvorgang gebildete H(O)C-Fraktion nicht mit dem Abgasstrom in die Umgebung geleitet, sondern zu Wasser und Kohlendioxid oxidiert. Erfindungsgemäße Verfahren, bei denen die gecrackte HC-Fraktion in einer weiteren Stufe über eine oxidierende Beschichtung geführt wird, sind erfindungs¬ gemäß bevorzugt.

Bevorzugte erfindungsgemäße Verfahren sind dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die beiden Stufen (Adsorption mit nachfol¬ gendem Cracken sowie Oxidation der Produkte) an einem Kataly¬ sator durchgeführt werden. Hierzu werden die PAK zunächst ad¬ sorbiert und nachfolgend gecrackt und die Crackprodukte da¬ nach über einen Oxidationskatalysator geleitet. In bevorzug¬ ten erfindungsgemäßen Verfahren werden die beiden Stufen an einem Katalysator, wie Mehrbricksysteme oder Zonenbeschich- tung, dargestellt.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Dieselpartikelfilter (DPF) zur Durchführung des erfin¬ dungsgemäßen Abgasreinigungsverfahrens. Ein solcher DPF weist mindestens eine Komponente auf, welche in der Lage ist, PAK effektiv zurückzuhalten und bei nachfolgender Temperaturerhö¬ hung in geeigneter Weise chemisch umzuwandeln. Zweckmäßiger¬ weise werden hierzu sowohl das katalytische Cracken als auch eine optionale nachfolgende Oxidation innerhalb eines Bau¬ teils durchgeführt.

Ein erfindungsgemäßer Dieselpartikelfilter (DPF) zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch ge¬ kennzeichnet, dass er mindestens Adsorptionsschichten aus Zeolithen und/oder mesoporösen und/oder gepillarten Tonmine¬ ralen aufweist.

Das Adsorber- und Crackmaterial kann dabei direkt inner¬ halb des Partikelfilters angeordnet werden (beispielsweise durch Beschichtung der Gasauslasskanäle) . Es kann aber auch in einem separat angeordneten weiteren Katalysatorbrick ent¬ halten sein, wenn es die (mangelnde) Temperaturfestigkeit des ausgewählten Materials nicht zulässt.

Es kann auch ein Filter-/Katalysatordesign mit einem hochzelligen Substrat Verwendung finden, wobei die Beschich- tungsarten für die Adsorption und das nachfolgende Cracken in einer bestimmten Anordnung entlang des Trägers aufgebracht sind. Besonders geeignet ist ein Katalysatordesign in Zonen¬ technik, bei dem am Katalysatoreintritt mehr adsorbierende und crackende Beschichtung und zum Katalysatoraustritt hin lokal mehr oxidierende Beschichtung aufgebracht ist. Zur Ka¬ talysatorverteilung auf dem Träger werden prinzipiell aber keine Einschränkungen gemacht (getrennte Zonen, Mehrbrick- system oder Zonenverlauf) . Werden die katalytisch aktiven Verbindungen zum Cracken der Kohlenwasserstoffe, insbesondere die mineralischen Träger, vorzugsweise modifizierte Tonmine¬ ralien, besonders bevorzugt modifizierte Tonmineralien aus der Smectitgruppe, als Basis für den Katalysator benutzt, kann ein solcher Zonenverlauf dadurch realisiert werden, dass lediglich eine Beschichtung für die Oxidation der entstehen¬ den Kohlenwasserstoffe auf den Träger aufgebracht wird. Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachfolgend mit der Beschreibung dreier konkreter Ausfüh¬ rungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher darge¬ stellt. Es zeigt:

Fig.l eine schematische Darstellung eines Dieselpar¬ tikelfilters in einer ersten Ausführungsform,

Fig.2 eine schematische Darstellung eines Dieselpar¬ tikelfilters in einer zweiten Ausführungsform, und

Fig.3 eine schematische Darstellung eines Dieselpar¬ tikelfilters in einer dritten Ausführungsform.

Gemäß Figur 1 weist ein Dieselpartikelfilter Ia zur Durchfüh¬ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf der Seite eines einströmenden Abgases 2 eine Adsorptionsschicht 4 auf, woge¬ gen auf der Seite des den Dieselpartikelfilter Ia abströmen¬ den Abgases 3 eine oxidierende Beschichtung 5 vorgesehen ist. Somit durchläuft das gesamte Abgas zunächst die Adsorptions¬ schicht 4 und nachfolgend die oxidierende Beschichtung 5 des Dieselpartikelfilters Ia.

Nach Figur 2 ist ein Dieselpartikelfilter Ib mit einer zwi¬ schen einströmendem Abgas 2 und abströmendem Abgas 3 angeord¬ neten Kompositbeschichtung ausgerüstet, welche die Adsorpti¬ onsschicht 4' die oxidierende Beschichtung 5' in sich ver¬ eint.

Gemäß Figur 3 sind an einen Dieselpartikelfilter Ic erfin¬ dungsgemäße Beschichtungen in einer bestimmten Anordnung ent¬ lang der Längserstreckung des Dieselpartikelfilters Ic aufge¬ bracht, derart, dass am Katalysatoreintritt seitens des ein¬ strömenden Abgases 2 die Adsorptionsschicht 4'' vorgesehen ist und am Katalysatoraustritt seitens des abströmenden Abga¬ ses 3 die oxidierende Beschichtung 5'' aufgebracht ist.