BRPI0820803B1 - método de tratamento de uma corrente de escapamento proveniente de um motor a diesel - Google Patents

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Abstract

sistema de tratamento de emissão para tratamento de uma corrente de escapamento proveniente de um motor, e, métodos de tratamento de uma corrente de escapamento proveniente de um motor a diesel e de tratamento de uma corrente de gás de escapamento proveniente de um motor a diesel são descritos um sistema de tratamento de emissão e um método para remediar os óxidos de nitrogênio (nox), a matéria particulada e hidrocarbonetos gasosos presentes em correntes de escapamento de motor a diesel. o sistema de tratamento de emissão tem um catalisador para oxidação a montante de uma corrente de filtro para fuligem a montante de um catalisador para redução de nox.

Description

“MÉTODO DE TRATAMENTO DE UMA CORRENTE DE
ESCAPAMENTO PROVENIENTE DE UM MOTOR A DIESEL”
FUNDAMENTOS
Este pedido de patente reivindica o privilégio de prioridade sob 35 U.S. C. § 119{e) para o Pedido de Patente U.S. N°. 61/012.947, depositado em 12 de dezembro de 2007, que é aqui incorporado como referência em sua totalidade.
A presente invenção refere-se a um sistema de tratamento de emissão que tem um Catalisador para Oxidação de Diesel (DOC) posicionado a montante de um Filtro Catalisado para Fuligem (CSF), que está posicionado a montante de um catalisador para Redução Catalítica Seletiva (SCR). Em uma ou mais modalidades, o sistema fornece um método eficaz de remediar simultaneamente os óxidos de nitrogênio (NOX), matéria particulada, CO e hidrocarbonetos gasosos em correntes de canos de escapamento de motores a diesel.
Escapamento de um motor a diesel é uma mistura heterogênea que contém não apenas emissões gasosas tais como monóxido de carbono (“CO”), hidrocarbonetos não queimados (“HC”) e óxidos de nitrogênio (“NOX”), mas também materiais de fase condensada (líquidos e sólidos) que constituem os chamados particulados ou matéria particulada. Frequentemente, as composições de catalisadores e os substratos sobre os quais estão dispostas as composições são fornecidos em sistemas de escapamento de motores a diesel para converter alguns ou todos estes componentes de escapamento a componentes inócuos. Por exemplo, sistemas de escapamento de diesel podem conter um ou mais de um catalisador de oxidação de diesel, um filtro
Petição 870180130513, de 14/09/2018, pág. 10/46 para fuligem e um catalisador para a redução de NOX.
Sabe-se que os catalisadores para oxidação que contêm metais do grupo da platina, metais base e combinações dos mesmos facilitam o tratamento de escapamento de motor a diesel pela promoção da conversão de ambos os poluentes gasosos HC e CO e alguma proporção da matéria particulada pela oxidação destes poluentes a dióxido de carbono e água. Tais catalisadores geralmente estão contidos em unidades denominadas catalisadores para oxidação de diesel (DOCs), que estão colocadas no escapamento de motores a diesel para tratar o escapamento antes de este ser liberado para a atmosfera. Além das conversões de HC, CO gasosos e de matéria particulada, os catalisadores para oxidação que contêm metais do grupo da platina (que estão tipicamente dispersos sobre um suporte de óxido refratário) também promovem a oxidação de óxido nítrico (NO) a NO2.
As emissões de matéria particulada total de escapamento de diesel são consistem em três componentes principais. Um componente é a fração carbonácea sólida, seca ou fração de fuligem. Esta matéria carbonácea seca contribui para as emissões de fuligem visível comumente associadas ao escapamento de diesel. Um segundo componente da matéria particulada é a fração orgânica solúvel (“SOF”). A fração orgânica solúvel é às vezes denominada fração orgânica volátil (“VOF”), cuja terminologia será usada neste caso. A VOF pode existir em escapamento de diesel como um vapor ou como um aerossol (finas gotículas de líquido condensado) dependendo da temperatura do escapamento de diesel. Geralmente esta está presente como líquidos condensados à temperatura de coleta de particulado padronizada de 52° C em escapamento diluído, como prescrito por um teste de medida padronizado, tal como o Procedimento Teste Federal Transiente de Serviço Pesado dos EEUU. Estes líquidos provêm de duas fontes: (1) do óleo lubrificante arrastado das paredes do cilindro do motor cada vez que os pistões sobem e descem e (2) do combustível não queimado ou parcialmente queimado.
O terceiro componente da matéria particulada é a chamada fração de sulfato. A fração de sulfato é formada de pequenas quantidades de componentes de enxofre presentes no combustível diesel e no óleo. Pequenas proporções de SO3 são formadas durante a combustão do diesel, que por sua vez se combina rapidamente com água no escapamento para formar ácido sulfurico. O ácido sulfurico é coletado como uma fase condensada com os particulados como um aerossol ou é adsorvido sobre os outros componentes particulados e assim é adicionado à massa de TPM.
Uma tecnologia fundamental de pós-tratamento em uso para a alta redução de matéria particulada é o filtro particulado para diesel. Há muitas estruturas de filtro conhecidas que são eficazes para remover a matéria particulada do escapamento de diesel, tal como filtros com fluxo através da parede de favo, filtros de fibra enrolada ou compactada, espumas de célula aberta, filtros de metal sinterizado etc. No entanto, os filtros de fluxo por uma parede de cerâmica recebem a maior atenção. Estes filtros são capazes de remover acima de 90 % do material particulado do escapamento de diesel. O filtro é uma estrutura física para remover partículas do escapamento e as partículas que se acumulam irá aumentar a pressão contrária do filtro sobre o motor. Assim, as partículas que se acumulam precisam ser continuamente ou periodicamente eliminadas por combustão do filtro para manter a pressão contrária aceitável. Infelizmente, as partículas de fuligem de carbono requerem temperaturas mais altas do que 500° C para queimar sob condições de exaustão ricas (pobres) em oxigênio. Esta temperatura é mais alta do que a que está tipicamente presente no escapamento de diesel.
Geralmente são introduzidas provisões para diminuir a temperatura de combustão da fuligem para fornecer regeneração passiva do filtro. A presença de um catalisador promove a combustão da fuligem, desse modo regenerando os filtros a temperaturas acessíveis dentro dos ciclos realísticos de serviço de escapamento dos motores a diesel. Desta maneira um filtro com catalisador para fuligem (CSF) ou um filtro com catalisador particulado para filtro (CDPF) é eficaz para fornecer for > 80 % de redução de matéria particulada juntamente com combustão passiva da fuligem que se acumula e assim promover a regeneração do filtro.
Os futuros padrões de emissões adotados em todo o mundo também irá controlar as reduções de NOX proveniente do escapamento de diesel. Uma tecnologia de redução de NOX aprovada aplicada às fontes estacionárias com condições de escapamento pobre é a Redução Catalítica Seletiva (SCR). Neste processo, o NOX é reduzido com amônia (NH3) a nitrogênio (N2) sobre um catalisador tipicamente composto de metais base. A tecnologia é capaz de redução de NOX maior do que 90 % e assim isto representa uma das melhores abordagens para se conseguir fortes objetivos de redução de NOX. A SCR está sob desenvolvimento para aplicações móveis, com uréia (tipicamente presente em uma solução aquosa) como a fonte de amônia. A SCR fornece conversões eficientes de NOX desde que a temperatura do escapamento esteja dentro da faixa de temperatura do catalisador, a janela de operação.
Novos regulamentos sobre a emissão para motores a diesel ao redor do mundo estão forçando o uso de sistemas de controle de emissão mais adiantados. Estes sistemas irão precisar reduzir tanto a matéria particulada total como NOx em tomo de 90 por cento. Os fabricantes de motores têm múltiplas opções para o sistema de emissão para satisfazer os novos regulamentos, porém uma opção é a combinação de um sistema de filtro ativo para redução de particulados e um sistema de redução catalítica seletiva.
Uma configuração do sistema que foi proposta na literatura envolve um catalisador para oxidação de diesel (DOC) posicionado a jusante do motor, um filtro com catalisador para fuligem (CSF) posicionado a jusante do DOC, um sistema de injeção de redutor posicionado a jusante do CSF, um catalisador para sistema de redução catalítica seletiva (SCR) posicionado a jusante do sistema de injeção de redutor e um catalisador para oxidação de amônia opcional (AMOX) posicionado a jusante do catalisador SCR. O sistema também tipicamente inclui um sistema de injeção de hidrocarboneto localizado a jusante do motor e a montante do DOC.
Esta configuração de sistema oferece diversas vantagens para a funcionalidade total do sistema. O fato de ter o DOC na primeira posição permite que este seja colocado tão próximo quanto possível ao motor garantindo rápido aquecimento para emissões de HC e de CO para partida a frio e a temperatura máxima de entrada de DOC para regeneração de filtro ativo. O CSF estando na frente do SCR irá evitar que particulado, cinza oleosa e outros materiais indesejáveis sejam depositados sobre o catalisador SCR melhorando desse modo a sua durabilidade e o seu desempenho. O fato de ter catalisadores de oxidação na frente do SCR permite um aumento na proporção de NO2 para NO (ou de NO2 para NOx que entra no SCR que se sabe aumenta a velocidade da reação da redução de NOx que ocorre no SCR de controlada apropriadamente. Um exemplo de um tal sistema está descrito na Publicação do Pedido de Patente dos Estados Unidos Número 2005/0069476.
Há uma necessidade existente de se investigar e fornecer estratégias de sistema alternativo para melhorar o tratamento de correntes de gás de escapamento que contenha NOx e matéria particulada.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Os Requerentes determinaram que em sistemas tais como o tipo em que um DOC está localizado a montante de um CSF, que está localizado a montante de um catalisador SCR, o controle ótimo da proporção de NO para NO2 que entra no filtro pode ser um caso com o grande volume de catalisador de oxidação que esteja presente no DOC e no CSF na frente do SCR. De acordo com uma ou mais modalidades da invenção, é fornecido um melhor controle da proporção de NO para NO2 do gás de escapamento que escoa para o SCR é fornecido pelo uso de uma nova combinação de um DOC e um CSF. Desse modo, as modalidades da invenção estão dirigidas a sistemas de tratamento de emissão para o tratamento de uma corrente de escapamento proveniente de um motor, a corrente de escapamento compreendendo NOX e matéria particulada. O sistema de tratamento de emissão compreende um catalisador para oxidação de diesel localizado a jusante do motor. O NOX consiste em pelo menos NO e NO?. O DOC é colocado dentro do percurso da corrente de gás de escapamento. O catalisador para oxidação de diesel é eficaz para não produzir substancialmente NO2 adicional algum na corrente de gás de escapamento depois de passar através do catalisador para oxidação de diesel. O DOC opera desta maneira acima de aproximadamente 90 % da faixa de operação do catalisador para oxidação de diesel. Um filtro catalisado para fuligem está localizado a jusante do catalisador para oxidação de diesel. O CSF tem um pluralidade de passagens que se estendem longitudinalmente ligados por paredes que se estendem longitudinalmente. As passagens compreendem passagens de entrada que têm uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada e as passagens de saída tendo uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada e as passagens de saída tendo uma extremidade de entrada fechada e uma extremidade de saída aberta. O filtro de fuligem catalisado compreende uma composição de catalisador de oxidação sobre as paredes, o filtro de fuligem catalisado é eficaz para otimizar a proporção de NO para NO2 que sai do filtro. Um catalisador redutor de NOX está localizado a jusante do filtro de fuligem catalisado.
O sistema de tratamento de emissão, de acordo com outras modalidades, tem um catalisador seletivo de redução catalítica como o catalisador redutor de NOX.
Outras modalidades de um sistema de tratamento de emissão também incluem um sistema redutor de injeção. O sistema redutor de injeção está localizado entre o filtro para fuligem catalisado e o catalisador redutor de NOX. Em algumas modalidades que incluem um sistema redutor de injeção um catalisador de oxidação de amônia está disposto a jusante do catalisador redutor de NOX.
As modalidades detalhadas do sistema de tratamento de emissão exibem uma corrente de escapamento de gás que sai do filtro para fuligem catalisado com uma proporção de NO/NO? entre aproximadamente 0,6 e aproximadamente 1,4. Em modalidades mais detalhadas, a proporção de NO/NO2 é de desde aproximadamente 0,7 até aproximadamente 1,3. As modalidades mais detalhadas ainda têm a proporção de NO/NO2 que sai do filtro para fuligem catalisado direcionada para em tomo de 1:1. Será entendido, evidentemente, que a invenção não está limitada a uma proporção de NO/NO2 em particular e mais altas e mais baixas proporções são possíveis.
Outras modalidades da invenção estão dirigidas a métodos de tratamento de um vapor d’água de escapamento de um motor a diesel, em que a corrente de escapamento compreende NOX e matéria particulada. Os métodos compreendem dispor um catalisador para oxidação de diesel dentro da corrente de escapamento. O catalisador para oxidação de diesel produz pouco ou nenhum NO2 adicional na corrente de escapamento. Um filtro para fuligem catalisado está disposto a jusante do catalisador para oxidação de diesel. O filtro para fuligem catalisado tem um pluralidade de passagens que se estendem longitudinalmente ligadas por paredes que se estendem longitudinalmente. As passagens compreendem passagens de entrada que possuem uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada e passagens de saída que têm uma extremidade de entrada fechada e uma extremidade de saída aberta, o filtro para fuligem catalisado compreendendo uma composição de catalisador sobre as paredes. O filtro para fuligem catalisado é eficaz para otimizar a proporção de NO para NO2 que sai do filtro. Um catalisador seletivo para redução catalítico está disposto a jusante do filtro para fuligem catalisado. Os métodos ainda compreendem passar a corrente de escapamento do motor a diesel através do DOC, do CSF e do SCR.
Outras modalidades compreendem dispor um sistema de injeção de redutor entre o filtro para fuligem catalisado e o catalisador seletivo para redução catalítica. O sistema de injeção de redutor adiciona periodicamente ou mede, um redutor à corrente de escapamento que sai do filtro para fuligem catalisado. Algumas modalidades desta variedade também possuem um catalisador para oxidação de amônia localizado a jusante do catalisador SCR.
Modalidades adicionais são para métodos de tratamento de uma corrente de gás de escapamento proveniente de um motor a diesel, em que a corrente de gás de escapamento compreende NOX e matéria particulada. Estes métodos compreendem a supressão da produção de NO2 do gás de escapamento que passa através de um catalisador para oxidação de diesel e o controle da proporção de N0/N02 através de um filtro para fuligem catalisado a jusante. Isto melhora o controle de um catalisador seletivo para redução catalítica a jusante.
Outras modalidades incluem a medição de um redutor que entra na corrente de escapamento. O redutor pode ser adicionado antes do catalisador seletivo para redução catalítica. Algumas modalidades desta espécie também incluem a oxidação de qualquer redutor residual depois do catalisador seletivo para redução catalítica.
As modalidades detalhadas dos métodos têm a proporção de NO/NO2 controlada de desde aproximadamente 0,6 até aproximadamente 1,4. Em modalidades detalhadas adicionais, a proporção de NO/NO2 é controlada de desde aproximadamente 0,7 até aproximadamente 1.3 ou de desde aproximadamente 0,8 até aproximadamente 1,2.
BREVE DESCRIÇÃO DAS ILUSTRAÇÕES
A Figura 1 é uma representação esquemática de uma modalidade de um sistema de tratamento de emissão de acordo com uma
A Figura 2 apresenta uma vista em perspectiva de um substrato de filtro com escoamento na parede;
A Figura 3 apresenta uma vista em corte de uma seção de um substrato de filtro com escoamento na parede;
A Figura 4 apresenta uma modalidade de uma modalidade de um sistema de tratamento de emissão da invenção que inclui um reservatório e um injetor de uréia;
A Figura 5 apresenta um gráfico da percentagem de NO2 no NOX como uma função da temperatura;
A Figura 6 apresenta um gráfico da percentagem de NO2 no NOX como uma função da temperatura;
A Figura 7 apresenta um gráfico do desempenho da SCR em relação à proporção de NO2/NOX;
A Figura 8 apresenta um gráfico da contribuição de DOC ao NO2 de saída;
A Figura 9 apresenta um gráfico da % de NO2/NOX na saída do DOC;
A Figura 10 apresenta um gráfico das emissões de FTIR como uma função do tempo durante um teste de carregamento de fuligem de 3 horas e
A Figura 11 apresenta um gráfico da conversão de NO2 através do DOC a 275 °C.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Antes da descrição de diversos exemplos de modalidades da invenção, precisa ser entendido que a invenção não está limitada aos detalhes de construção das etapas do processo apresentado na descrição a seguir. A invenção é capaz de outras modalidades e de ser realizada de várias maneiras.
“Alumina ativada” tem o seu significado usual de uma alumina com grande área da superfície BET, que compreende uma ou mais de aluminas gama-, teta- e delta.
“Área da superfície BET” tem o seu significado usual de se referir ao método de Brunauer, Emmett e Teller para determinar a área da superfície por absorção de N2. A não ser se for especificamente declarado de outra maneira, todas as referências neste caso à área da superfície dos componentes de suporte do catalisador ou dos outros componentes do catalisador significam a área da superfície BET.
“Forma a granel,” quando usado para descrever a forma física de um material (por exemplo, céria), significa que o material está presente como partículas distintas que podem ser tão pequenas quanto de 1 a 15 mícrons de diâmetro ou menores, em oposição a terem sido dispersas em solução sobre um outro material tal como alumina gama. Por meio de exemplo, em algumas modalidades da invenção, as partículas de céria são misturadas com partículas de alumina gama de modo que céria está presente na forma a granel, em oposição, por exemplo, à impregnação de partículas de alumina com soluções aquosas de precursores de céria que por calcinação são convertidas em céria disposta sobre as partículas de alumina.
Quando presente em um catalisador, “componente cério” significa um ou mais óxidos de cério (por exemplo, CeO2).
“A jusante” e “a montante,” quando usados para descrever um artigo, substrato ou zona de catalisador, referem-se às posições relativas no sistema de escapamento como sentido na direção do fluxo de uma corrente de gás de escapamento. Quando um catalisador ou uma zona de catalisador estiver “a jusante” ou “a montante” de um outro catalisador ou zona, este pode estar sobre um substrato ou tijolo diferente ou sobre uma região diferente do mesmo substrato ou tijolo.
“Suporte com grande área da superfície” significa materiais de suporte com a área da superfície BET que é aproximadamente maior do que 10 mVg, por exemplo, maior do que 150 rn/g.-“Componente metal do grupo da platina” ou “PGM” refere-se aos metais do grupo da platina ou óxidos dos mesmos. Os componentes de metal do grupo da platina adequados são os componentes platina, paládio, ródio, irídio e combinações dos mesmos.
“Catalisador para oxidação de diesel” ou “DOC” refere-se a um catalisador que promove os processos de oxidação no escapamento de diesel, para reduzir as emissões da fração orgânica de particulados de diesel, hidrocarbonetos em fase gasosa e/ou monóxido de carbono.
“Regeneração ativa” refere-se à introdução de um material combustível (por exemplo, combustível diesel) no escapamento e combustão do mesmo através de um catalisador para oxidação para gerar uma exoterma que fornece calor (por exemplo, em tomo de 500-700 °C) necessário para queimar matéria particulada tal como a fuligem proveniente do filtro.
Um catalisador para destruição de amônia ou AMOX refere-se a um catalisador que promove a oxidação de NH3.
“Filtro para particulado” ou “filtro para fuligem” é um filtro designado para remover a matéria particulada de uma corrente de gás de escapamento tal como fuligem e os filtros particulados incluem, porém não estão limitados a filtros do tipo favo de metal para escoamento pela parede, filtro para filtração parcial, um filtro de malha de arame, filtros de fibra enrolada, filtros de metal sinterizado e filtros de espuma,
Como usado neste caso, “a janela de operação” refere-se aos valores de temperatura e de velocidade espacial encontrados pelo componente catalítico durante a operação do motor. A temperatura da janela de operação pode variar entre 0 °C e 800 °C e a velocidade espacial pode variar entre 0 e
1.000.000/hora.
Para satisfazer os futuros regulamentos de emissão para Serviço Pesado ao redor do mundo será necessário utilizar redução de particulado e sistema de controle de emissão com redução de NOX. Uma abordagem é a utilização de um sistema de filtro particulado ativo mais um sistema de Redução Catalítica Seletiva. Este sistema pode ser configurado de numerosas maneiras porém uma configuração na seguinte ordem - Catalisador para oxidação de diesel (DOC) - Filtro para fuligem catalisado (CSF) Injeção de Uréia - Catalisador Seletivo para redução catalítica (SCR) - com ou sem um Catalisador para oxidação de amônia (AMOX) parece oferecer benefícios de projeto atraentes.
As modalidades desta invenção utilizam um DOC que é especificamente projetado para queimar combustível para regeneração ativa do filtro por injeção de combustível sem no cilindro no motor ou por pósinjeção no escapamento com mínima ou nenhuma produção de NO2 por meio do DOC tal que o DOC para NO2 apresente um efeito negligenciável ou nenhum sobre a oxidação do particulado no filtro. O CSF é especifícamente projetado para otimizar a proporção de NO/NO? do filtro para facilitar uma redução ótima de NOX pelo sistema de SCR.
As modalidades da invenção referem-se a um sistema de tratamento de emissão que forneça eficazmente tratamento simultâneo da matéria particulada, do NOX e de outros componentes gasosos do escapamento de motor a diesel. Devido à escolha de composições catalíticas implementadas no sistema, é fornecida uma redução eficaz de poluente para correntes de escapamento de temperaturas variáveis. Este aspecto é vantajoso para operar veículos a diesel sob cargas variáveis e velocidades de veículo que provoquem signifícativamente impacto sobre as temperaturas do escapamento emitida pelos motores de tais veículos.
Uma modalidade do sistema de tratamento de emissão da invenção está representada esquematicamente na Figura 1. Como pode ser observado na Figura 1, o escapamento contém poluentes gasosos (inclusive hidrocarbonetos não queimados, monóxido de carbono e NOX) e a matéria particulada é transportada do motor 10 para um catalisador para oxidação 11. No catalisador para oxidação 11, os hidrocarbonetos gasosos não queimados e não voláteis (isto é, os VOFs) e o monóxido de carbono são queimados amplamente para formar dióxido de carbono e água. A remoção de proporções substanciais do VOF usando o catalisador para oxidação, em particular, ajuda a prevenir uma deposição demasiadamente grande de matéria particulada sobre o filtro para fuligem 12 (isto é, entupimento), que está posicionado a jusante no sistema. Além disso, substancialmente nenhuma quantidade de NO2 é gerada no catalisador para oxidação. Por exemplo, a quantidade de NO2 que entra no catalisador para oxidação é substancialmente a mesma ou menor do que a quantidade que sai do catalisador para oxidação. .
A corrente de escapamento é transportada para o filtro para fuligem 12. Durante a passagem através do filtro para fuligem, a matéria particulada é filtrada e o gás contém proporções aproximadamente iguais de NO para NO2.
A matéria particulada que inclui a fração de fuligem e o VOF também são amplamente removidas (mais do que 80 %) pelo filtro para fuligem. A matéria particulada depositada sobre o filtro para fuligem é queimada através da regeneração do filtro, a temperatura na qual a fração de fuligem da matéria particulada entra em combustão é diminuída pela presença da composição catalisadora disposta no filtro para fuligem.
Na modalidade apresentada na Figura 1, um redutor, neste caso, amônia, é injetado como um spray por meio de um bocal (que não aparece na figura) para a corrente de escapamento a jusante do filtro para fuligem. A uréia aquosa apresentada na linha 18 pode servir como o precursor de amônia que pode ser misturado com ar sobre uma outra linha 19 em uma
estação para misturação 16. A valvula 15 pode ser usada para medir quantidades precisas de uréia aquosa que são convertidas na corrente de escapamento a amônia.
______________A jusante do filtro para fuligem 12 encontra-se-um catalisador seletivo para redução catalítica (SCR). O gás de escapamento que contém NO e NO2 é reduzido a N2 no SCR.
O sistema de tratamento de emissão pode estar equipado com catalisador para oxidação por desprendimento 14 a jusante do catalisador 13 do SCR. O catalisador para oxidação por desprendimento pode estar revestido, por exemplo, com uma composição que contém metal base e menos do que 0,5 % em peso de platina. Esta provisão pode ser usada para oxidar algum excesso de NH3 antes de ser liberada para a atmosfera.
As composições de catalisador para adequadas para SCR para uso no sistema são capazes de catalisar eficazmente a redução do componente NOX, de modo que níveis adequados de NOX possam ser tratados mesmos sob condições de baixa carga que tipicamente estiverem associadas com mais baixas temperaturas de escapamento. Em uma ou mais modalidades, o artigo catalisador é capaz de converter pelo menos 50 % do componente NOX a N2, dependendo da quantidade de redutor adicionado ao sistema. Além disso, as composições de catalisador para o SCR para uso no sistema também são teoricamente capazes de ajudar na regeneração do filtro pela diminuição da temperatura à qual entra em combustão a fração de fuligem da matéria particulada. Um outro atributo desejável para a composição é que esta possui a capacidade de catalisar a reação de O2 com algum excesso de NH3 a N2 e H2O, de modo que o NH3 não seja liberado para a atmosfera.
As composições de catalisador úteis para o SCR usadas no sistema também têm resistência térmica às temperaturas mais altas do que 650 °C. Tais altas temperaturas são frequentemente encontradas durante a regeneração de filtros para fuligem. Adicionalmente, as composições de catalisador para SCR deviam resistir à degradação pela exposição a componentes de enxofre, que estão frequentemente presentes nas composições do gás de escapamento de diesel.
--As composições de catalisadores adequadas para SCR estão descritas, por exemplo, nas Patentes U.S. N°s. 4.961.917 (a patente ‘917) e 5.516.497, que são ambas aqui incorporadas como referência em sua totalidade. As composições divulgadas na patente ‘917 incluem um ou ambos de um promotor de ferro e de cobre presentes em uma zeólita de desde aproximadamente 0,1 até 30 por cento em peso, um exemplo específico sendo de desde aproximadamente 1 até 5 por cento em peso, do peso total do promotor mais zeólita. Além de sua capacidade de catalisar a redução de NOX com NH3 a N2, as composições divulgadas também podem promover a oxidação de excesso de NH3 com O2, especialmente para aquelas composições que tenham mais altas concentrações de promotor.
As zeólitas usadas em tais composições são resistente a envenenamento com enxofre, mantêm um alto nível de atividade para o processo SCR e são capazes de oxidar o excesso de amônia com oxigênio. Exemplos não limitativos específicos de tais zeólitas incluem USY, Beta e ZSM-20. Exemplos adicionais de catalisadores adequados para SCR incluem zeólita que tenha a estrutura CHA, por exemplo SSZ-13 e peneiras moleculares não zeolíticas que tenham a estrutura CHA, por exemplo silicoaluminofosfatos tais como SAPO-34, SAPO-18, SAPO-44. Exemplos não limitativos em particular, são materiais que tenham a estrutura CHA que seja promovida com Cu e/ou Fe, por exemplo Cu/SSZ-13 e Cu/SAPO-34, Cu/SAPO-18 e CuSAPO-44.
Os substratos para escoamento na parede úteis para suportar as composições catalisador para SCR têm um pluralidade de passagens de fluxo de gás finas, substancialmente paralelas que se estendem ao longo do eixo longitudinal do substrato. Tipicamente, cada passagem é bloqueada na extremidade do corpo do substrato, com passagens alternadas bloqueadas nas faces terminais opostas. Tais veículos monolíticos podem conter até aproximadamente 109 ou mais passagens de fluxo (ou “células”) por centímetro quadrado de seção transversal, embora muito menos possam ser usadas. Por exemplo, o veículo pode ter desde aproximadamente 1 até 94, mais usualmente desde aproximadamente 15 até 62, células por centímetro quadrado. As células podem ter seções transversais que sejam retangulares, quadradas, circulares, ovais, triangulares, hexagonais ou são de outros formatos poligonais. Os substratos com escoamento pela parede tipicamente têm uma espessura da parede de entre 0,005 e 0,25 cm. Um exemplo de um substrato adequado com escoamento pela parede tem uma espessura da parede de entre 0,005 e 0,038 cm.
As Figuras 2 e 3 ilustram um substrato 30 com escoamento pela parede que tem um pluralidade de passagens 52. As passagens são encerradas tubularmente pelas paredes internas 53 do substrato do filtro. O substrato tem uma extremidade de entrada 54 e uma extremidade de saída 56. As passagens alternadas estão bloqueadas na extremidade de entrada com blocos na entrada 58 e na extremidade de saída com blocos na saída 60 para formar padrões opostos como tabuleiros de xadrez na entrada 54 e na saída 56. Uma comente gasosa 62 entra através da entrada do canal 64 não bloqueada, é interrompida pelo bloco de saída 60 e se difunde através das paredes do canal 53 (que são porosas) para o lado da saída 66. O gás não pode passar de volta para o lada da entrada das paredes por causa dos blocos de entrada 58.
Os substratos de filtro adequados para escoamento pela parede são compostos de materiais semelhantes à cerâmica tais como cordierita, aalumina, carbureto de silício, nitreto de silício, zircônia, mulita, espodumênio, alumina-sílica-magnésia, titanato de alumínio ou silicato de zircônio ou de qualquer outro metal poroso, refratário, adequado. Os substratos para escoamento pela parede também podem ser formados de materiais compósitos de fibra de cerâmica. Os substratos adequados para escoamento pela parede são formados de cordierita e carbureto de silício. Tais materiais resistem ao ambiente altas temperaturas, encontradasno tratamento de correntes de escapamento.
Os substratos adequados para escoamento pela parede para uso no sistema da invenção incluem favos de mel de paredes porosas finas (monolitos) através dos quais a corrente de fluido passa sem provocar um aumento demasiadamente grande na pressão contrária ou na pressão através do artigo. Normalmente, a presença de um artigo para escoamento pela parede irá criar uma pressão contrária de uma coluna de água com 2,5 cm até 69 kPa. Os substratos para escoamento pela parede de cerâmica usados no sistema podem ser formados de um material que tenha uma porosidade de pelo menos 50 % (por exemplo, de 50 a 75 %) que tem um tamanho médio do poro de pelo menos 5 mícrons (por exemplo, de 5 a 30 mícrons). Quando os substratos com estas porosidades e estes tamanhos médios de poro forem revestidos com as técnicas descritas a seguir, níveis adequados de Composições de catalisadores para SCR podem ser carregadas sobre os substratos para se conseguir uma excelente eficiência de conversão de NOx. Estes substratos ainda são capazes de manter as características adequadas de escoamento de escapamento, isto é, pressões contrárias adequadas, apesar do carregamento do catalisador para SCR. A Patente U.S. N°. 4.329.162 é aqui incorporada como referência em relação à divulgação de substratos adequado para escoamento pela parede.
Os filtros adequados para escoamento pela parede podem ser formados com menores porosidades na parede, por exemplo, desde aproximadamente 35 % até 50 %, do que os filtros para escoamento pela parede utilizados na invenção. Em geral, a distribuição do tamanho do oro de um filtro comercial adequado para escoamento pela parede é muito ampla com um tamanho médio do poro menor do que 17 mícrons.
O filtro para escoamento pela parede usado de acordo com as modalidades desta invenção é catalisado pelo fato de que a parede do dito tem um ou mais materiais catalíticos.
Os materiais catalíticos podem estar presentes no lado da entrada do elemento parede sozinho, no lado da saída sozinho, em ambos os lados da entrada e da saída ou a própria parede pode consistir em todo ou em parte do material catalítico. Esta invenção inclui o uso de uma ou mais camadas de materiais catalíticos e combinações de uma ou mais camadas de materiais catalíticos nas paredes de entrada e/ou de saída do elemento.
Para revestir os substratos de escoamento pela parede com uma composição de catalisador, os substratos são imersos verticalmente em uma parte da suspensão de catalisador tal que o topo do substrato esteja localizado um pouco acima da superfície da suspensão. Desta maneira, a suspensão entra em contato com a face da entrada de cada parede do favo de mel, porém é impedida de entrar em contato com a face de saída de cada parede. A amostra é deixada na suspensão durante aproximadamente 30 segundos. O substrato é removido da suspensão e o excesso de suspensão é removido do substrato de escoamento pela parede primeiro deixando drená-lo dos canais, então por insuflação com ar comprimido (contra a direção da penetração da suspensão) e então fazendo um vácuo na direção da penetração da suspensão. Pelo uso desta técnica, a suspensão do catalisador tipicamente permeia as paredes do substrato, ainda os poros não estão fechados até a extensão de que uma pressão contrária indevida irá se formar no substrato acabado. Como usado neste caso, o termo “permeado” quando usado para descrever a dispersão da suspensão de catalisador sobre o substrato, significa que a composição de catalisador está dispersa na parede do substrato.
Os substratos revestido são secos tipicamente em tomo de 100° C e calcinados a uma temperatura mais alta (por exemplo, 300 a 450 °C). Após a calcinação, o carregamento do catalisador pode ser determinado pelo cálculo direto dos pesos revestidos e não revestidos do substrato. Como estará evidente para os peritos na técnica, o carregamento do catalisador pode ser modificado alterando o teor de sólidos da suspensão de revestimento. Altemativamente, podem ser conduzidas imersões repetidas do substrato na suspensão do revestimento, seguidas pela remoção da suspensão em excesso como descrito acima.
Um sistema de dosagem de redutor é fornecido a jusante do filtro para fuligem e a montante do catalisador SCR para injetar um redutor de NOX na corrente de escapamento. Como divulgado na Patente U.S. N°. 4.963.332, NOX a montante e a jusante do conversor catalítico pode haver sensor e uma válvula de dosagem pulsada pode ser controlada pelos sinais a montante e a jusante. Em configurações alternativas, os sistemas divulgados na Patente U.S. N°. 5.522.218, onde a largura do pulso do injetor de redutor é controlada por mapas de temperatura do gás de escapamento e condições de operação do motor tais como rpm do motor, engrenagem de transmissão e velocidade do motor. Também é feita referência à discussão de sistemas de medição de pulso do redutor na Patente U.S. N°. 6.415.602, cuja discussão é aqui incorporada como referência.
Na modalidade da Figura 4, um reservatório de uréia aquosa 22 armazena uma solução de uréia/água dentro do veículo que é bombeado através de uma bomba 21 que inclui um filtro e um regulador de pressão para um injetor de uréia 16. O injetor de uréia 16 é uma câmara de misturação que recebe o ar com pressão regulada na linha 19 que é pulsado por uma válvula de controle para o injetor de uréia 16. Resulta uma solução atomizada de uréia/água/ar que é injetada por um pulso através de um bocal 23 para dentro do tubo de escapamento 24 a montante do catalisador de SCR 13.
Esta invenção não está limitada ao arranjo para medição de uréia aquosa apresentado na Figura 4 . E considerado que pode ser utilizado um reagente gasoso à base de nitrogênio. Por exemplo, um injetor de pepita com uréia ou ácido cianúrico pode medir as pelotas sólidas de uréia apara uma câmara aquecida pelo gás de escapamento para gaseificar o redutor sólido (faixa de temperatura de sublimação em tomo de 300 a 400 °C). O ácido cianúrico vai se gaseificar a ácido isociânico (HNCO) e a uréia vai se gaseificar a amônia e HNCO. Com qualquer redutor, pode ser fornecido na câmara um catalisador para hidrólise e uma corrente para desprendimento do gás de escapamento medido e introduzido na câmara (o gás de escapamento contém suficiente vapor d’água) para ser hidrolisado (temperaturas de desde aproximadamente 150 até 350° C) HNCO para produzir amônia.
Além da uréia e do ácido cianúrico, outros reagentes para redução ou redutores à base de nitrogênio especialmente adequados para uso no sistema de controle da presente invenção incluem amelide, ameline, cianato de amônio, biureto, ácido cianúrico, carbamato de amônio, melamina, tricianouréia e mistura de qualquer número dos mesmos. No entanto, a invenção em um sentido mais amplo não está limitada a redutores à base de nitrogênio porém pode incluir qualquer redutor que contenha hidrocarbonetos tais como combustíveis destilados inclusive álcoois, éteres, compostos organo-nitro e similares (por exemplo, metanol, etanol, dietil éter etc.) e várias aminas e seus sais (especialmente seus carbonatos), inclusive guanidina, carbonato de metil amina, hexametilamina etc.
A montante do sistema de dosagem de redutor encontra-se um catalisador para oxidação (ou DOC). O catalisador para oxidação pode ser formado de qualquer composição que forneça combustão eficaz de hidrocarbonetos gasosos e não voláteis que não sofreram combustão (isto é, os VOF) e monóxido de carbono. Além disso, o catalisador para oxidação devia ser eficaz para evitar a conversão de uma proporção substancial do componente NO do NOX a NO2 tal que não haja substancialmente NO2 adicional no gás de escapamento que saia do catalisador para oxidação comparado a uma quantidade de NO2 no gás de escapamento antes de entrar no catalisador para oxidação. A composição catalisadora exata e o carregamento fornecido que regula uma quantidade de NO2 que sai do catalisador para oxidação vai depender da aplicação em particular e dos fatores tal como se o motor é um motor a diesel para serviço pesado, um motor a diesel para serviço leve, da temperatura de operação, da velocidade espacial e de outros fatores. Os catalisadores adequados para a oxidação incluem composições de metal do grupo da platina e à base de metal base. As composições de catalisador podem ser aplicadas como revestimento sobre substratos monolíticos de escoamento através de favo de mel formados de materiais metálicos ou de cerâmica refratários (por exemplo, cordierita). Altemativamente, os catalisadores para oxidação podem ser formados sobre substratos metálicos ou de espuma de cerâmica que são bem conhecidos na técnica. Estes catalisadores para oxidação, em virtude do substrato sobre o qual eles são aplicados (por exemplo, espuma de cerâmica com célula aberta) e/ou em virtude de sua atividade intrínseca de oxidação catalítica fornecem algum nível de remoção de particulado. O catalisador para oxidação pode remover parte da matéria particulada da corrente de escapamento a montante do filtro de escoamento pela parede, pois a redução na massa de particulado sobre o filtro estende potencialmente o tempo antes das regenerações forçadas.
Uma composição adequada de catalisador para oxidação que pode ser usada no sistema de tratamento de emissão contém um componente do grupo da platina (PGM) (por exemplo, componentes platina, paládio ou ródio) dispersos sobre uma área de grande superfície, suporte de óxido refratário (por exemplo, γ-alumina) que está combinado com um componente zeólita (por exemplo, a beta zeólita).
As composições à base de metal do grupo da platina adequadas para uso na formação do catalisador para oxidação também são descritas na Patente U.S. N°. 5.100.632 (patente ‘632) aqui incorporada como referência. A patente ‘632 descreve composições que possuem uma mistura de platina, paládio, ródio e rutênio e um óxido de metal alcalino-terroso tais como óxido de magnésio, óxido de cálcio, óxido de estrôncio ou óxido de bário.
As composições de catalisador adequadas para o catalisador para oxidação também podem ser formadas usando-se metais base como agentes catalíticos. Por exemplo, a Patente U.S. N°. 5.491.120 (cuja divulgação é aqui incorporada como referência) divulga composições de catalisadores para oxidação que incluem um material catalítico que tem uma área da superfície BET de pelo menos aproximadamente 10 m~ /g e consistem essencialmente de um segundo óxido de metal a granel que pode ser um ou mais entre titânia, zircônia, céria- zircônia, sílica, alumina- sílica e a-alumina.
Como observado acima, a configuração apresentada na Figura 1 oferece diversas vantagens para a funcionalidade global do sistema. Em primeiro lugar, o fato de ter o DOC na primeira posição permite que este seja colocado tão próximo quanto possível ao motor garantido um rápido aquecimento para as emissões de HC e CO na partida a frio e a temperatura máxima de entrada no DOC para regeneração do filtro ativo.
Em segundo lugar, o CSF estando na frente do SCR irá evitar que o particulado, a cinza do óleo e outros materiais indesejados sejam depositados sobre o catalisador SCR melhorando desse modo a sua durabilidade e o seu desempenho.
Em terceiro lugar, o fato de ter catalisadores para oxidação na frente do SCR permite um aumento na proporção de NO2 para NO que entra no SCR que se sabe aumentam a taxa da reação da redução de NOX que ocorre no SCR se controlado apropriadamente.
No entanto, o controle ótimo da proporção de NO para NO2 que entra no filtro pode ser uma consequência do grande volume de catalisador para oxidação que está presente no DOC e no CSF em frente do SCR. De acordo com uma ou mais modalidades, o projeto apropriado do sistema é responsável pelo controle da proporção de NO para NO2 que entra no SCR usando uma nova combinação de DOC e de catalisadores no filtro para diesel.
Os dados demonstram que a percentagem de NO2 de NOX que sai do motor pode variar dependendo do projeto do motor, da temperatura de escapamento e da carga. Ver a Figura 5. A proporção ótima de NO para NO2 para melhorar a taxa de reação de redução catalítica seletiva é de 1:1 (50 % de concentração), pode ser observado nos dados na Figura 6 que até mesmo o NO2 que sai do motor pode estar acima da proporção ótima. Na eventualidade de o DOC ser demasiadamente ativo e conter uma quantidade significativa de platina necessária para a queima de combustível para regeneração ativa e de um CSF com platina, a concentração de NO2 frequentemente excede a proporção ótima de NO para NO2 (ou de NO2 para NOX). Ver a Figura 6. Isto pode ser uma consequência porque se a concentração de NO2 se tomar demasiadamente alta, a reação de redução de NOX se toma inibida. Ver a Figura 7, em que as menores conversões de NOX apresentadas como as barras mais curtas no gráfico são produzidas quando o NO? para o NOX total for de 80 %. No entanto, sob condições similares, quando a proporção de NO? para NOX total for de 56 %, a conversão de NOX é maior.
Adicionalmente, os dados demonstraram que a maior parte do NO? disponível na entrada do catalisador SCR é produzida no CSF. Ver a Figura 8. Além de se ter apenas um pequeno efeito sobre a quantidade total de NO? que entra no catalisador SCR o NO? que sai do DOC pode ser afetado pelo menos CO que sai do motor e pelas concentrações de HC. Ver a Figura 9.
Como o NO? produzido no DOC precisa passar através do CSF e como o CSF forma uma camada de fuligem nas paredes do canal de entrada, o NO2 gerado pelo DOC vai reagir com a fuligem para ser revertido a NO. A extensão desta reação será dependente da espessura da camada de fuligem que será variável. Portanto, a quantidade de NO2 gerado pelo DOC que realmente se adiciona ao SCR é variável e não confiável. No entanto, a geração de NO2 sobre o CSF é muito mais controlável porque o DOC terá oxidado quase todo o HC e o CO que provém do motor e o carregamento de CSF PGM irá conduzir o NO a NO2 para equilíbrio para as dadas condições sem levar em conta a quantidade de fuligem no filtro. Ver a Figura 10.
As modalidades da invenção são capazes de utilizar um DOC que obtém pouco ou nenhum NO2 em comparação ao motor em combinação com um CSF otimizado projetado para fornecer a proporção apropriada de NO para NO2 para operação ótima de SCR. Ver a Figura 11.
Um DOC projetado de modo apropriado pode ser configurado para conter um catalisador que seja eficaz para produzir pouco ou nenhum NO2 em comparação com as emissões que saem do motor. Ver a Tabela 1 e a Figura 11.
Tabela 1.
Ponto no Estado Estacionário SV Temp Temp Saída do Motor (ppm) Saída do DOC
xOO h’1 °C NOX no2/nox HC CO no2/nox % de conv. de HC % de conv. de CO
1 87 510 412 0.073 59 413 0.095 69.9 97.6
2 64 530 336 0.08 50 472 0.065 72.1 99.1
3 38 430 217 0.158 152 1054 0.2 90.1 99.8
4 29 384 214 0.179 240 994 0.302 92.9 99.8
5 20 270 231 0.252 274 1229 0.398 94.5 99.9
6 20 260 122 0.384 410 1721 0.275 94.6 99.9
7 19.3 195±5 278 0.111 217 235 0.075 77 99.8
A otimização do DOC de acordo com uma ou mais modalidades inclui a utilização de metais do grupo da platina tais como platina e paládio em proporções, carregamentos e distribuição apropriados sobre o substrato para otimizar a conversão de HC e CO e regeneração ativa do filtro enquanto se obtém pouco ou nenhum NO2. Esta otimização irá permitir a remoção de platina (o catalisador principal para obter NO2) do DOC reduzindo desse modo o custo global do DOC. Isto permite que mais platina seja utilizada sobre o CSF onde irá fornecer a maior vantagem para gerar o NO2 para o SCR.
Este projeto oferece muitas vantagens, inclusive a oportunidade de diminuir o carregamento de Pt sobre o DOC, reduzindo o custo. A oportunidade de aumentar o uso de Pd sobre o DOC, aumentando a proporção de Pd para Pt, melhorando a durabilidade térmica de DOC. Permitir uma proporção mais estável de NO para NO? no filtro. Permitir melhor utilização do sistema de PGM pela colocação de mais PGM e de mais Pt sobre o filtro. Permitir a otimização do filtro para a produção de NO2 para o SCR que cria um sistema que seja mais capaz de fornecer uma proporção ótima de NO para NO? para a operação de SCR apropriada..
Consequentemente, uma ou mais modalidades da invenção são dirigidas aos sistemas de tratamento de emissão para tratamento de uma corrente de escapamento de um motor, a corrente de escapamento que compreende NOX e matéria particulada. O sistema de tratamento de emissão compreende um catalisador para oxidação de diesel localizado a jusante do motor. O NOX consiste de pelo menos NO e NO?. O DOC é colocado dentro do percurso de uma is corrente de gás de escapamento. O catalisador para oxidação de diesel não produz substancialmente NO2 adicional alguma na corrente de gás de escapamento depois da passagem através do catalisador para oxidação de diesel. Em uma ou mais modalidades, o DOC opera desta maneira em aproximadamente 90 % da janela de operação do catalisador para oxidação de diesel. Opcionalmente, de acordo com uma modalidade da invenção o catalisador para oxidação de diesel também compreende uma primeira zona de metal do grupo da platina (PGM) seguida por uma segunda zona de PGM, a segunda zona contém diferente carregamento de metal precioso, tipos de PGM e/ou misturas de PGM do que a primeira zona.
Um filtro para fuligem catalisado está localizado a jusante do catalisador para oxidação de diesel. De acordo com uma modalidade, o CSF é um filtro com escoamento pela parede que tem um pluralidade de passagens que se estendem longitudinalmente ligadas pelas paredes que se estendem longitudinalmente. As passagens compreendem passagens de entrada que têm uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada e passagens de saída que têm uma extremidade de entrada fechada e uma extremidade de entrada saída fechada. O filtro para fuligem catalisado compreende uma composição de catalisador para oxidação sobre as paredes e o filtro para fuligem catalisado é eficaz para otimizar a proporção de NO para NO2 que sai do filtro.
Um catalisador redutor de NOX está localizado a jusante do filtro para fuligem catalisado. O sistema de tratamento de emissão de acordo com uma ou mais modalidades tem um catalisador seletivo para redução catalítica como o catalisador redutor de NOX. Em outras modalidades, podem ser usados outros tipos de catalisadores redutores de NOX tal como o coletor pobre de NOX.
Outras modalidades do sistema de tratamento de emissão também incluem um sistema redutor de injeção. O sistema redutor de injeção está localizado entre o filtro para fuligem catalisado e o catalisador redutor de NOX. Em algumas modalidades desta espécie, um catalisador para oxidação de amônia está disposto a jusante do catalisador redutor de NOX.
Referência em todo este relatório descritivo a “uma modalidade,” “certas modalidades,” “uma ou mais modalidades” ou “uma modalidade” significa que um aspecto, estrutura, material em articular ou característica descrita em associação com a modalidade é incluído em pelo menos uma modalidade da invenção. Desse modo, a aparência das expressões tais como “em uma ou mais modalidades,” “em certas modalidades,” “em uma modalidade” ou “em uma modalidade” em vários locais em todo este relatório descritivo não estão necessariamente se referindo à mesma modalidade da invenção. Além disso, os aspectos, as estruturas, os materiais ou características em particular podem ser combinados de qualquer maneira adequada em uma ou mais modalidades.
Embora o que se viu antes esteja dirigido às modalidades da presente invenção, outras e outras modalidades da invenção podem ser 5 planejadas sem sair do âmbito básico dos mesmos e o âmbito dos mesmos é determinado pelas reivindicações a seguir.

Claims (5)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método de tratamento de uma corrente de escapamento proveniente de um motor a diesel, a corrente de escapamento compreendendo
    NOX e matéria particulada, caracterizado pelo fato de que compreende:
    5 dispor dentro da corrente de escapamento que contém NO2 um catalisador para oxidação de diesel (DOC), em que o DOC compreende platina e paládio dispersos em um óxido metálico refratário que é misturado com um componente zeólito, o catalisador para oxidação de diesel produzindo nenhum NO2 na corrente de escapamento que sai do catalisador para oxidação 10 de diesel por meio do aumento da proporção de Pd:Pt;
    dispor um filtro para fuligem catalisado (CSF) compreendendo metais do grupo de platina a jusante do catalisador para oxidação de diesel, o filtro para fuligem catalisado tendo um pluralidade de passagens que se estendem longitudinalmente ligadas por paredes que se estendem 15 longitudinalmente, as passagens compreendendo passagens de entrada que têm uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada e as passagens de saída tendo uma extremidade de entrada fechada e uma extremidade de saída aberta, o filtro para fuligem catalisado compreendendo uma composição de catalisador sobre as paredes, o filtro para fuligem 20 catalisado eficaz para otimizar a proporção de NO para NO2 que sai do filtro;
    dispor um catalisador seletivo para redução catalítica a jusante do filtro para fuligem catalisado; e passar a corrente de escapamento proveniente do motor a diesel através do catalisador para oxidação de diesel, o filtro para fuligem 25 catalisado e o catalisador seletivo para redução catalítica, em que a proporção NO/NO2 que sai do filtro para fuligem catalisado está entre 0.6 e 1.4, e que o controle da proporção de NO para NO2 dos gases de escapamento que fluem para o SCR é proporcionado pelo uso combinado de DOC e CSF.
    Petição 870180130513, de 14/09/2018, pág. 11/46
  2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente dispõe um sistema de injeção de redutor entre o filtro para fuligem catalisado e o catalisador seletivo para redução catalítica, o sistema de injeção de redutor adicionando periodicamente um redutor à
    5 corrente de escapamento que sai do filtro para fuligem catalisado.
  3. 3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que adicionalmente dispõe um catalisador para oxidação de amônia subsequente ao catalisador seletivo para redução catalítica.
  4. 4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo 10 fato de que adicionalmente compreende dosar um redutor na corrente de escapamento antes do catalisador seletivo para redução catalítica.
  5. 5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um redutor de oxidação residual subsequente ao catalisador seletivo para redução catalítica.
    15 6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a proporção de NO/NO2 é controlada até dentro de 0,7 até 1,3.
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