DE10226439A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen eines Katalysators - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen eines KatalysatorsInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überprüfen eines Katalysators (4), der zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in Rauchgasen (10) mittels Ammoniak genutzt wird. Solche Katalysatoren (1) sind aus einer Vielzahl von Waben (3) zusammengefügt, die alle aus einem elektrisch nicht leitenden Material (1M) gefertigt sind. Durch die An- oder Einlagerung von Halbleitern, Salzen und Metallen in dieses Material (1M) wird dessen elektrische Leitfähigkeit so weit vergrößert, dass sie gemessen werden kann. Um den Wirkungsgrad des Katalysators (1) zu bestimmen, wird der elektrische Gleichstromwiderstand und/oder der elektrische Wechselstromwiderstand dieses Materials (1M) kontinuierlich oder in definierten Zeitabständen ermittelt. Für die Messungen wird ein Sensor (1) verwendet, der an den konstruktiven Aufbau des Katalysators (4) angepasst und an definierten Stellen mit Messelementen (6) bestückt ist. Der Sensor (1) wird so in den Katalysator (4) integriert, dass er ebenfalls vom Rauchgas (10) durchströmt werden kann.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines Katalysators sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 5.
- Verfahren und Vorrichtungen dieser Art kommen bei Katalysatoren zur Anwendung, die zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in Rauchgasentstickungsanlagen integriert sind. In diesen Rauchgasentstickungsanlagen werden die in Rauchgasen enthaltenen Stickoxide mittels Ammoniak in Stickstoff und Wasser umgesetzt. Solche Anlagen werden beispielsweise in Kraftwerken genutzt, die zur Gewinnung von Strom und/oder Wärme mit fossilen Brennstoffen in Form von Kohle, Erdgas- und Erdöl betrieben werden. Rauchgasentstickungsanlagen werden aber auch in Müll- und Klärschlammverbrennungsanlagen, Prozessdampfanlagen oder fossil beheizten Kesseln in Raffinerien genutzt. Die in solche Rauchgasentstickungsanlagen integrierten Katalysatoren werden aus einer Titandioxid/Vanadiumpentoxid/Wolframoxid-Mischung so hergestellt, dass sie eine innere Porosität aufweisen. Jeder Katalysator ist aus einer Vielzahl von Waben zusammengesetzt. Jede dieser Waben hat einen rechteckigen Querschnitt, und wird mittig von einem Kanal durchsetzt, der nach außen offen ist. Der Katalysator wird so in eine Rauchgasentstickungsanlage eingebaut, dass die Kanäle von den Rauchgasen durchströmt werden. Die Katalysatoren dieser Rauchgasentstickungsanlagen sind sehr großen Beanspruchungen ausgesetzt, die ihre Lebensdauer stark begrenzen. So gehen beispielsweise die Mikrooberflächen der Katalysatoren verloren, weil die Poren der Katalysatoren durch den Einfluss sehr hoher Temperaturen zerstört werden. Zudem werden Arsen oder Alkalimetalle, die in den Rauchgasen mitgeführt werden, irreversibel an die katalytisch aktiven Flächen gebunden. Die engen Poren der Katalysatoren werden durch Ammoniumsulfat verstopft, das durch Oxidation von SO2 zu SO3 und dann durch Reaktion mit NH3 zu NH4HSO4 entsteht. Die durch chemische Einflüsse verursachte Desaktivierung eines Katalysators kann nicht rückgängig gemacht werden. Nimmt der Wirkungsgrad des Katalysators ab, muß mehr Ammoniak in den Katalysator eingedüst werden. Das ist aber nur bis zu einem bestimmten stöchiometrischen Verhältnis von NH3 zu NOx, möglich, da ansonsten Ammoniak freigesetzt wird, der dann unkontrolliert in die Umgebung gelangt, was auf Grund von gesetzlichen Bestimmungen nicht erlaubt ist. Wird zu wenig Ammoniak zugeführt, so wird Stickoxid freigesetzt. Rauchgasentstickungsanlagen werden deshalb geregelt, um die gewünschte Entstickung bei gleichzeitig minimalem Ammoniakschlupf, geringer Umweltbelastung und niedrigen Kosten zu erreichen. Es ist bis jetzt jedoch nicht möglich, den Grad der Desaktivierung eines solchen Katalysators so zu erfassen, dass er unmittelbar für die Regelung einer Rauchgasentstickungsanlage genutzt werden kann.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem der Wirkungsgrad eines Katalysators der eingangs genannten Art während des Betriebs einer Rauchgasentstickungsanlage ermittelt und für deren Regelung genutzt werden kann. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann.
- Die Aufgabe wird, das Verfahren betreffend, durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Die Aufgabe wird, die Vorrichtung betreffend, durch die Merkmale des Patentanspruchs 5 gelöst.
- Bei der Durchführung des Verfahren wird die Tatsache genutzt, dass die elektrische Leitfähigkeit eines für die selektive katalytische Reduktion genutzten, neuen Katalysators relativ gering ist, wenn dieser eine Desaktivierung α = 1 bei einer Betriebstemperatur von 250°C bis 350°C aufweist. Mit zunehmenden Alter, wenn die Desaktivierung α einen Wert zwischen 0 und 1 aufweist, liegt die elektrische Leitfähigkeit in einem messbaren Bereich. Der Anstieg der elektrischen Leitfähigkeit wird durch die An- und Einlagerung von Fremdstoffen in Form von Halbleitermetallen und/oder Metallen in das Material des Katalysators bewirkt. Das geschieht nicht nur im Bereich der Oberflächen, sondern auch in tieferen Schichten des Katalysators. Arsen, das in Rauchgasen enthalten ist, hat als Halbmetall eine deutlich höhere elektrische Leitfähigkeit als ein Katalysator, der beispielsweise aus einem Gemisch aus Titandioxid/Vanadiumpentoxid/Wolframoxid gefertigt ist. Bei der Durchführung des Verfahrens wird die elektrisch Leitfähigkeit in verschiedenen Tiefen der Begrenzungsflächen des Katalysators gemessen. Damit kann eine Aussage getroffen werden, wie weit die Desaktivierung des Katalysators fortgeschritten ist, die beispielsweise durch eine An- und Einlagerung von Arsen verursacht wird. Die Messungen können senkrecht und/oder parallel zu den Oberflächen der Begrenzungsflächen durchgeführt werden. Mit dem Verfahren kann sowohl der Gleichstromwiderstand als auch der Wechselstromwiderstand ermittelt werden. Wechselstromwiderstandsmessungen, die bei Frequenzen im kHz- oder MHz- Bereich durchgeführt werden, bieten die Möglichkeit, kapazitive Effekte von den Leitungseffekten zu trennen. Das ist insbesondere dann von Interesse, wenn sich in den zu untersuchenden Begrenzungsflächen Doppelschichten gebildet haben, die einen Gleichstrom blockieren, was je nach Zusammensetzung des Rauchgases nicht auszuschließen ist. Die mit dem Verfahren ermittelten Messwerte über die elektrische Leitfähigkeit des Katalysators sind direkt proportional zu der Größe der Desaktivierung des Katalysators. Mit diesen Messwerten kann die Menge an Ammoniak unmittelbar gesteuert werden, die der Rauchgasentstickungsanlage für die Umsetzung von Stickoxiden in Stickstoff zuzuführen ist.
- Für die Durchführung des Verfahrens wird ein Sensor verwendet, der entsprechend einer Wabe des Katalysators aufgebaut ist. Er ist mit einem rechteckigen Querschnitt versehen, dessen Größe etwa dem Querschnitt von vier Waben entspricht. Er ist mittig von einem Kanal mit rechteckigem Querschnitt durchsetzt, dessen Längsachse parallel zu der Längsachse des Sensors verläuft. Die Begrenzungsflächen des Sensors sind etwa so dick wie der halbe Innendurchmesser einer Wabe. Der Katalysator ist mit einer entsprechend Ausnehmung versehen, in die der Sensor so eingesetzt werden kann, dass dessen Längsachse parallel zu den Längsachsen der Waben ausgerichtet ist, und der Kanal ebenso wie die Waben vom Rauchgas durchströmt wird. Die Länge des Sensors ist an die Länge der Waben angepasst. Auf den Innenflächen des Sensors und innerhalb seiner Begrenzungsflächen sind die Elektroden von Messelementen für die Messung von Gleichstrom- und Wechselstromwiderständen angeordnet. Die elektrisch Leitfähigkeit wird ortsaufgelöst bestimmt. Entlang der Strömungsrichtung des Rauchgases können Messelemente an verschiedenen Stellen angeordnet werden. Damit können Informationen über die Verschmutzungen des Katalysators erfasst werden, und zwar nicht nur von den gesamten Innenflächen einer Wabe, sondern auch von der gesamten Eindringtiefe des Schmutzes in die Begrenzungsflächen einer Wabe.
- Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Wirkungsgrad eines jeden Katalysators während des Betriebs der Rauchgasentstickungsanlage kontinuierlich erfasst werden kann, ist es möglich, die maximale Lebensdauer eines jeden Katalysators optimal zu nutzen. Ein vorzeitiger Austausch des Katalysator entfällt, mit dem die Zufuhr einer zu großen Menge an Ammoniak in die Rauchgasentstickungsanlage vorgebeugt werden soll. Ein Austausch erfolgt erst dann, wenn seine Funktionsfähigkeit nicht mehr gegeben ist. Hierdurch werden die Kosten für den Betrieb einer Rauchgasentstickungsanlage wesentlich reduziert und das Risiko einer Belastung der Umwelt durch das Freisetzen von überschüssigem Ammoniak minimiert.
- Weitere erfinderische Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet. Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
- Es zeigen:
- Fig. 1 einen Sensor zur Überwachung eines Katalysators,
- Fig. 2 eine Begrenzungsfläche des Sensors gemäß Fig. 1 im Schnitt,
- Fig. 3 ein Messelement des Sensors,
- Fig. 4 ein Katalysator für eine selektive katalytische Reduktion,
- Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Sensors.
- Der in Fig. 1 dargestellte Sensor 1 ist als quaderförmigen Körper ausgebildet. Er ist im Inneren von einem durchgehenden, nach außen zu an beiden Enden offenen Kanal 2 durchsetzt. Der Kanal 2 hat einen rechteckigen Querschnitt. Die Längsachse des Kanals 2 verläuft in der Längsachse des Sensors 1. Der Sensor 1 ist im wesentlichen baugleich mit den Waben 3 eines Katalysators 4, der in Fig. 4 dargestellt ist. Der Katalysator 4 ist für eine Reduktion von Stickoxiden vorgesehen, die in Rauchgasen von Verbrennungsanlagen (hier nicht dargestellt) enthalten sind. Er weist eine Vielzahl von Waben 3 auf. Jede dieser Waben 3 hat einen rechteckigen, vorzugsweise quadratischen Querschnitt und ist an beiden Enden offen. Sie ist durch Begrenzungsflächen 3B von den unmittelbar angrenzenden Waben 3 abgetrennt. Der gesamte Katalysator 4 wird durch Sintern aus einem Material 1M, wie in Figur dargestellt, in Form von Metalloxiden beispielsweise Titandioxid/Vanadiumpentoxid/Wolframoxid gefertigt. Das Material 1M hat nur eine sehr geringe elektrisch Leitfähigkeit. Diese wird erst durch die An- oder Einlagerung von Halbleitern oder Metallen so weit vergrößert, dass sie gemessen werden kann. Der Sensor 1 wird in der gleichen Weise und aus dem gleichen Material 1M wie der Katalysator hergestellt. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Katalysator 4 mit einer Ausnehmung 5 versehen, deren Abmessungen an die äußeren Abmessungen des Sensors 1 angepasst sind. Der Sensor 1 ist so in den Katalysator 4 eingesetzt, dass sein Kanal 2 parallel zu den Längsachsen der Waben 3 ausgerichtet ist. Damit wird erreicht, dass Rauchgas 10 durch die Waben 3 und den Kanal 2 des Sensors 1 strömen kann. Wie den Fig. 1 und 4 zu entnehmen ist, sind bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Begrenzungsflächen 1B des Sensors 1 etwa 10 mal dicker ausgebildet als die Begrenzungsflächen 3B der Waben 4. Fall es die Gegebenheiten erfordern, können die Begrenzungsflächen 1B des Sensors 1 auch dünner ausgebildet werden. Wie Fig. 2 zeigt, ist eine Begrenzungsfläche 1B des Sensors 1 mit Messelementen 6 versehen. Diese sind mit ihren ersten Enden so in die Begrenzungsfläche 1B eingebettet, dass ihrer Längsachsen in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Kanals 2 angeordnet sind. Das Integrieren der Messelemente 6 in die Begrenzungsfläche 1B erfolgt bereits bei der Herstellung des Sensors 1. Die ersten Enden 6A der Messelemente 6 haben unterschiedlich groß Abstände zur Innenfläche des Kanals 2. Der Abstand des ersten Messelements 6 beträgt 0,1 mm, während die Abstände der nachfolgenden Messelement 6 immer um 0,1 mm größer werden. Vorzugsweise sind in jeweils einer Ebene bis zu 20 Messelemente 6 (hier nicht dargestellt) in die Begrenzungsfläche 1B eingebettet, wobei jeweils unmittelbar benachbarte Messelemente 6 gleiche Abstände voneinander haben. Bei Bedarf können in Strömungsrichtung des Rauchgases 10 gesehen, in mehreren solchen, im Abstand hintereinander angeordneten Ebenen (hier nicht dargestellt) Messelemente 6 in dieser Form angeordnet werden. Damit kann über die gesamte Länge des Kanals 2 festgestellt werden, wie tief Schadstoffe (hier nicht dargestellt) in die Begrenzungsflächen 1B des Kanals 2 eingedrungen sind.
- In Fig. 3 ist ein Messelement 6 vergrößert dargestellt. Es ist an seinem ersten Ende 6A mit zwei im Abstand von etwa 2 mm angeordneten, kugelförmigen Elektroden 7 versehen. Die beiden Elektroden 7 sind außen, am ersten Ende eines Führungselements 8 installiert, das hier als Keramikrohr ausgebildet ist. Jede der beiden Elektroden 7 ist dabei vollständig von dem Material 1M umgeben, aus dem der Sensor 1 gefertigt ist. Jede Elektrode 7 ist mit jeweils einem elektrischen Leiter 9 verbunden. Die beiden Leiter 9 sind gegeneinander isoliert in das nicht leitfähige Führungselement 8 eingebettet. Am zweiten Ende des Führungselements 8 sind die Leiter 9 aus diesem heraus nach außen geführt. Die beiden Leiter 9 sind außerhalb des Sensors 1 an eine Messvorrichtung (hier nicht dargestellt) angeschlossen, mit welcher der Gleichstrom- und/oder der Wechselstromwiderstand des Materials 1M, das sich zwischen den beiden Elektroden 7 befindet, ermittelt werden kann. Die elektrische Leitfähigkeit des Materials 1M ist bei einem neuen Katalysator 4 sehr gering. Während des Betriebs des Katalysators 4, wenn Rauchgase 10 zur selektiven katalytischen Reduktion der Stickoxide durch den Katalysator 4 geleitet werden, kommt es zur Einlagerung von Schadstoffen 10S in Form von Arsen, Salzen und/oder Metallen in das Material 1M. Damit nimmt der elektrische Widerstand des Katalysators 4 so weit ab, dass eine elektrische Leitfähigkeit gemessen werden kann. Mit der Abnahme des elektrischen Widerstands verliert der Katalysator 4 auch seine Funktionsfähigkeit. Die Zunahme der elektrischen Leitfähigkeit des Katalysators 4 ist direkt proportional zur Abnahme seines Wirkungsgrads. Das ermittelte Messsignal kann für die Regelung einer Rauchgasentstickungsanlage (hier nicht dargestellt) unmittelbar verwendet werden. Hiermit kann insbesondere die Zufuhr der Menge an Ammoniak geregelt werden, die dem Katalysator in Abhängigkeit von seinem Wirkungsgrad zuzuführen ist.
- Fig. 5 zeigt einen Sensor 1, bei dem der elektrische Widerstand zwischen einem Messelement 11 und einem Messelement 12 ermittelt wird. Das Messelement 11 ist mit einer flächigen, gelochten Elektrode 11E versehen, die auf einer Innenfläche des Kanals 2 installiert ist. Sie ist mit einem elektrisch Leiter 9 des Messelements 11 verbunden ist, der durch ein Führungselement 8, beispielsweise ein Keramikrohr, aus dem Sensor 1 nach außen geführt ist. Im Inneren der Begrenzungsfläche 1B ist in einem Abstand von 0,2 mm unterhalb der Elektrode 11E die flächige Elektrode 12E des Messelements 12 angeordnet. Die flächige Elektrode 12E ist außen auf dem ersten Ende eines Führungselements 8 angeordnet, das zu dem Messelement 12 gehört. Die Elektrode 12E steht mit einem elektrischen Leiter 9 in Verbindung, der durch das als Keramikrohr ausgebildete Führungselement 8 hindurch nach außen geführt ist. Um den elektrisch Widerstand der Begrenzungsfläche 1B zwischen den beiden Elektroden 11E und 12E messen zu können, werden die beiden elektrischen Leiter 9 an eine hierfür geeignete Messvorrichtung 13 angeschlossen.
- Mit dem Sensor 1, wie er in den Fig. 1 und 5 dargestellt ist, kann sowohl der Gleichstromwiderstand als auch der Wechselstromwiderstand des Materials 1M, ermittelt werden. Die Messung des Wechselstromwiderstands bei Frequenzen im kHz- oder MHz-Bereich, bietet die Möglichkeit, die kapazitiven Eigenschaften des Materials 1M von Eigenschaften der elektrischen Leitfähigkeit zu trennen. Das ist von Vorteil, wenn sich die Messung des Gleichstromwiderstands wegen blockierender Doppelschichten (hier nicht dargestellt), die sich zwischen den Elektroden 11E und 12E gebildet haben, nicht durchführen lässt, was je nach Zusammensetzung des Rauchgases (hier nicht dargestellt) der Fall sein kann. In diesem Fall ist es sinnvoll, die Messungen mit einer Vorrichtung 13 durchzuführen, die alle Frequenzen von Gleichstrom bis in den MHz-Bereich misst. Hierfür ist beispielsweise ein Solartron Frequency Response Analyser geeignet. Diese Messvorrichtung gehört bereits zum Stand der Technik und wird deshalb hier nicht näher erläutert.
Claims (10)
1. Verfahren zum Überprüfen eines Katalysators mit wenigstens einer Wabe
(3) aus einem elektrisch nicht leitenden Material (1M), die von Rauchgasen (10) zur
selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden durchströmt wird, dadurch
gekennzeichnet, dass der elektrische Gleichstromwiderstand und/oder der elektrische
Wechselstromwiderstand des Materials (1M) kontinuierlich oder in definierten
Zeitabständen ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Messen
des elektrischen Gleichstromwiderstands und/oder des elektrischen
Wechselstromwiderstands des Materials (1M) wenigstens ein vom Rauchgas (10) durchströmbarer
Sensor (1) in den Katalysator (4) integriert wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der elektrische Gleichstromwiderstand und/oder der elektrische
Wechselstromwiderstand des Materials (1M) innerhalb wenigstens einer Begrenzungsfläche (1B)
des Sensors (1) ermittelt und diese Messungen innerhalb der Begrenzungsfläche (1B)
in definierten Abständen zwischen der Einlass- und Auslassöffnung des Sensors (1)
durchgeführt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der elektrische Gleichstromwiderstand und/oder der elektrische
Wechselstromwiderstand des Materials (1M) zwischen der Innenfläche des Sensors (1) und einer
Messstelle innerhalb der Begrenzungsfläche (1B) des Sensors (1) ermittelt und diese
Messungen in definierten Abständen zwischen der Einlass- und Auslassöffnung des
Sensors (1) durchgeführt werden.
5. Sensor zum Überprüfen eines Katalysators (4), mit wenigstens einer Wabe
(3), die aus einem elektrisch nicht leitenden Material (1M) gefertigt und zur selektiven
katalytischen Reduktion von Stickoxiden in Rauchgasen (10) von diesen durchströmt
wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass der Sensor (1) an den konstruktiven Aufbau der Waben (3) des
Katalysators (4) angepasst und an definierten Stellen mit Messelementen (6) bestückt
ist, und dass der Sensor (1) vom Rauchgas (10) durchströmbar in den Katalysator (4)
integriert ist.
6. Sensor nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen quaderförmigen
Körper, der im Inneren einen durchgehenden, nach außen zu an beiden Enden offenen
Kanal (2) aufweist, dessen Begrenzungsflächen (1B) aus einem katalytisch aktiven
oder einem katalytisch nicht aktiven Material (1M) gefertigt und mindestens halb so
breit sind wie der Innendurchmesser des Kanals (2).
7. Sensor nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass
innerhalb mindestens einer Begrenzungsfläche (1B) des Kanals (2) an definierten
Stellen eine definierte Anzahl von Messelementen (6) in einer Ebene senkrecht zur
Längsachse des Kanals (2) angeordnet sind, dass jeweils zwei unmittelbar
benachbarte Messelemente (6) in dieser Ebene einen definierten Abstand voneinander
aufweisen, und jedes dieser Messelemente (6) einen definierten Abstand zur Innenfläche
des Kanals (2) aufweist, und dass zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende
des Kanals (2) mehrere solcher Ebenen mit Messelementen (6) angeordnet sind.
8. Sensor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
jedes Messelement zwei Elektroden (7) aufweist, die in einem definierten Abstand
voneinander angeordnet und mit jeweils einem elektrischen Leiter (9) verbunden sind,
und dass die Elektroden (7) außen am ersten Ende eines Führungselements (8)
installiert und die beiden Leiter (9) gegeneinander isoliert durch das Führungselement
(8) hindurch nach außen geführt sind.
9. Sensor nach Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der
Innenfläche des Kanals (2) ein erstes Messelement (11) und in einem Abstand darunter,
innerhalb der angrenzenden Begrenzungsfläche (1B) ein zweites Messelement (12)
installiert ist, das eine flächige Elektrode (12E) aufweist, die außen auf dem ersten
Ende eines Führungselements (8) installiert und mit einem elektrischen Leiter (9)
verbunden ist, der durch das Führungselement (8) hindurch nach außen geführt ist, dass
das erste Messelement (11) eine flächige, gelochte Elektrode (7L) aufweist, die mit
einem elektrischen Leiter (9) verbunden ist, der ebenfalls durch ein Führungselement (8)
hindurch nach außen geführt ist.
10. Sensor nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
der Katalysator (4) mit einer Ausnehmung (5) für die Aufnahme des Sensors (1)
versehen ist, und dass der Kanal (2) des Sensors (1) parallel zu den Längsachsen der
Waben (3) des Katalysators (4) ausgerichtet ist.
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DE (1) | DE10226439A1 (de) |
WO (1) | WO2003105999A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007034111A2 (fr) * | 2005-09-23 | 2007-03-29 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Procedes de controle et de fabrication de dispositifs de filtration de particules |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19805928A1 (de) * | 1998-02-13 | 1999-09-02 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Bestimmung des Füllgrads oder der Güte eines Gase speichernden Katalysators |
DE19916677C1 (de) * | 1999-04-14 | 2001-01-25 | Daimler Chrysler Ag | Beladungssensor für einen Stickoxidadsorber |
DE19944009A1 (de) * | 1999-09-14 | 2001-03-22 | Siemens Ag | Verfahren zum Betrieb eines SCR-Katalysators |
DE10013893A1 (de) * | 2000-03-21 | 2001-09-27 | Dmc2 Degussa Metals Catalysts | Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Abgasreinigungskatalysators |
DE10064499A1 (de) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Zustandserkennung eines NO¶x¶-Speicherkatalysators |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63165744A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-09 | Babcock Hitachi Kk | 触媒劣化診断用センサ |
DE19635977A1 (de) * | 1996-09-05 | 1998-03-12 | Bosch Gmbh Robert | Sensor zur Überwachung eines NOx-Katalysators |
DE19931007C2 (de) * | 1999-07-06 | 2001-10-18 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Speicherzustands eines ammoniakspeichernden SCR-Katalysators |
-
2002
- 2002-06-13 DE DE10226439A patent/DE10226439A1/de not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-06-13 AU AU2003246429A patent/AU2003246429A1/en not_active Abandoned
- 2003-06-13 WO PCT/EP2003/006255 patent/WO2003105999A1/de not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19805928A1 (de) * | 1998-02-13 | 1999-09-02 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Bestimmung des Füllgrads oder der Güte eines Gase speichernden Katalysators |
DE19916677C1 (de) * | 1999-04-14 | 2001-01-25 | Daimler Chrysler Ag | Beladungssensor für einen Stickoxidadsorber |
DE19944009A1 (de) * | 1999-09-14 | 2001-03-22 | Siemens Ag | Verfahren zum Betrieb eines SCR-Katalysators |
DE10013893A1 (de) * | 2000-03-21 | 2001-09-27 | Dmc2 Degussa Metals Catalysts | Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Abgasreinigungskatalysators |
DE10064499A1 (de) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Zustandserkennung eines NO¶x¶-Speicherkatalysators |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007034111A2 (fr) * | 2005-09-23 | 2007-03-29 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Procedes de controle et de fabrication de dispositifs de filtration de particules |
FR2891363A1 (fr) * | 2005-09-23 | 2007-03-30 | Saint Gobain Ct Recherches | Procedes de controle et de fabrication de dispositifs de filtration de particules |
WO2007034111A3 (fr) * | 2005-09-23 | 2008-03-27 | Saint Gobain Ct Recherches | Procedes de controle et de fabrication de dispositifs de filtration de particules |
EA011875B1 (ru) * | 2005-09-23 | 2009-06-30 | Сэн-Гобэн Сантр Де Решерш Э Д'Этюд Эропеен | Способ контроля и изготовления устройства для фильтрации частиц |
US7900508B2 (en) | 2005-09-23 | 2011-03-08 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Methods for controlling and making particle filtering devices |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2003105999A1 (de) | 2003-12-24 |
AU2003246429A1 (en) | 2003-12-31 |
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