FR2812342A1 - Dispositif de reduction de composants nocifs dans le gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne,notamment d'un moteur diesel - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) qui est destin e à la r eduction de composants nocifs dans le gaz d' echappement d'un moteur à combustion interne (3), notamment d'un moteur diesel, et qui comporte une conduite de gaz d' echappement (2) dans laquelle sont mont es les uns derrière les autres dans le sens de l' ecoulement du gaz d' echappement un convertisseur catalytique à oxydation (5), un convertisseur catalytique (6) produisant du NO2 et un filtre à particules (7). Pour eviter ou au moins r eduire dans le convertisseur catalytique à NO2 une r eaction en retour de NO2 en NO, le convertisseur catalytique à oxydation (5) est un convertisseur catalytique r eduisant des hydrocarbures et/ ou du monoxyde de carbone.

Description

L'invention se rapporte à un dispositif qui est destiné à la réduction de
composants nocifs du gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, notamment d'un moteur diesel, et qui comporte une conduite de gaz d'échappement dans laquelle sont montés les uns derrière les autres dans la direction de l'écoulement du gaz d'échappement un convertisseur catalytique à oxydation, un convertisseur catalytique produisant du NO2 et un filtre à particules. Pour éliminer des particules dans le gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, notamment d'un moteur diesel, on utilise de préférence un filtre à particules qui
est installé dans la conduite de gaz d'échappement.
Cependant, le filtre à particules se bouche avec le temps de sorte qu'une régénération est nécessaire, ce qui peut s'effectuer par exemple en brûlant les particules sur le filtre. Il faut toutefois à cet effet une température de combustion de 550 C environ qui ne peut pas être atteinte
dans des conditions de fonctionnement normales.
Il est donc souhaitable d'avoir une régénération continue du filtre à particules par combustion. Dans un dispositif du type mentionné en introduction, il a déjà été proposé à cet effet de brancher en amont du filtre à particules dans la conduite de gaz d'échappement un convertisseur catalytique à oxydation, cf. par exemple le document EP 0 341 832 B1, qui peut oxyder encore du NO contenu dans le gaz d'échappement en NO2 avec lequel les particules stockées dans le filtre à particules peuvent être oxydées globalement en continu. On peut ainsi diminuer la température de transformation pour les particules à une plage de température au-dessus de 200 C environ. On connaît un tel système sous le nom de système CRT. Un inconvénient de ce système est qu'il faut pour la régénération du filtre à particules de relativement grandes quantités d'oxyde d'azote qui est lui-même un produit nocif et qui est soumis à des limitations légales. Par ailleurs, le convertisseur catalytique produisant du NO2 tend, notamment en présence d'hydrocarbures ou CO dans sa zone de fonctionnement, à laisser se produire une réaction en
retour du NO2 au NO.
L'invention a pour objet de proposer un dispositif du type mentionné en introduction dans lequel une réaction en
retour du NO2 au NO est évitée ou réduite.
Ce problème est résolu par un dispositif du type mentionné en introduction et tel que le convertisseur catalytique à oxydation réduit les hydrocarbures et/ou le
monoxyde de carbone contenus dans le gaz d'échappement.
Dans le dispositif selon l'invention, un convertisseur catalytique à oxydation est branché en amont du convertisseur catalytique produisant du NO2 (convertisseur catalytique à NO2) de telle sorte que le gaz d'échappement arrive d'abord au convertisseur catalytique à oxydation et ensuite au convertisseur catalytique à NO2, le convertisseur catalytique à oxydation étant un convertisseur catalytique qui réduit les hydrocarbures et/ou le monoxyde de carbone, c'est-à-dire qui oxyde les hydrocarbures et le monoxyde de carbone se trouvant dans le courant de gaz d'échappement en dioxyde de carbone et en eau. Comme la réaction en retour de NO2 en NO est favorisée dans le convertisseur catalytique à NO2 suivant par les hydrocarbures et le monoxyde de carbone qui sont évités ou réduits par le convertisseur catalytique à oxydation branché en amont, cette réaction en retour est maintenant au moins réduite et l'efficacité du convertisseur
catalytique à NO2 est nettement augmentée.
On utilise en particulier de la zéolite et du platine
comme matériaux de revêtement.
Selon une variante, le convertisseur catalytique à oxydation comporte un monolithe catalyseur avec une concentration de platine d'au moins 50 g/ft3 (lft3 = 0,028 m3) et une dispersion de 30 % (à l'état frais). Les hydrocarbures et/ou le monoxyde de carbone sont ainsi largement éliminés ou au moins réduits de telle sorte que l'efficacité du
convertisseur catalytique à NO2 est nettement augmentée.
On décrira ci-après plus en détail l'invention et d'autres avantages qu'elle permet d'atteindre à l'aide de conceptions avantageuses d'un exemple de réalisation et en
référence au dessin annexe.
Le dessin est une représentation schématique d'un dispositif selon l'invention. Le dispositif désigné globalement par 1 comporte une conduite de gaz d'échappement 2 qui s'étend à partir d'un moteur à combustion interne 3, notamment un moteur diesel, et qui est parcourue, lorsque le moteur à combustion interne 3 fonctionne, par du gaz d'échappement dans le sens d'écoulement indiqué par la flèche 4. Dans la conduite de gaz d'échappement 2 sont montés les uns derrière les autres dans le sens d'écoulement 4 un convertisseur catalytique à oxydation 5, un convertisseur catalytique produisant du NO2 6 (convertisseur catalytique à NO2) et un filtre à particules 7. Le convertisseur catalytique à NO2 peut être
un deuxième convertisseur catalytique à oxydation habituel.
Le convertisseur catalytique à oxydation 5 adsorbe les hydrocarbures et/ou le monoxyde de carbone. Il comporte à cet effet un revêtement. Comme matériau de revêtement, il convient d'utiliser par exemple de la zéolite ou du platine. Le revêtement du premier convertisseur catalytique à oxydation 5 est conçu de telle sorte que la concentration en platine dans le monolithe catalyseur vaut au moins g/ft3 pour une dispersion d'au moins 30 % (à l'état frais). En outre, pour un nombre spatial de 15.000 h- 1 avec un gaz d'échappement qui contient 50 ppm massique (par rapport au propane) d'hydrocarbures et 400 ppm massique de monoxyde de carbone, le convertisseur catalytique à oxydation 5 a une température de démarrage HC de /150/140 C au maximum et une température de démarrage CO de 150/140/130 C au maximum (température de démarrage =
% de conversion).
Lorsque le dispositif 1 fonctionne, le gaz d'échappement s'écoule du moteur à combustion interne à travers la conduite de gaz d'échappement 2. Ce faisant, le convertisseur catalytique à oxydation 5 convertit des hydrocarbures et du monoxyde de carbone. On empêche ou au moins on réduit ainsi une réaction en retour de NO2 en NO dans le convertisseur catalytique à NO2 6. La réaction en retour est en effet favorisée par les hydrocarbures et le monoxyde de carbone. Ceux-ci sont largement éliminés par le convertisseur catalytique à oxydation 5 de telle sorte que l'efficacité du convertisseur catalytique à NO2 6 est augmentée. Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées
sans sortir de l'esprit ni du domaine de l'invention.
LISTE DES REFERENCES
1 Dispositif 2 Conduite de gaz d'échappement 3 Moteur à combustion interne 4 Sens d'écoulement Convertisseur catalytique à oxydation 6 Convertisseur catalytique 7 Filtre à particules

Claims (6)

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1) qui est destiné à la réduction de composants nocifs dans le gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, notamment d'un moteur diesel, et qui comporte une conduite de gaz d'échappement (2) dans laquelle sont montés les uns derrière les autres dans la direction de l'écoulement du gaz d'échappement un convertisseur catalytique à oxydation (5), un convertisseur catalytique (6) produisant du NO2 et un filtre à particules (7), caractérisé en ce que le convertisseur catalytique à oxydation (5) réduit des hydrocarbures et/ou du monoxyde de
carbone contenus dans le gaz d'échappement.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le convertisseur catalytique à oxydation (5) comporte un revêtement adsorbant des hydrocarbures et/ou du
monoxyde de carbone.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le convertisseur catalytique à oxydation (5) a un
revêtement en zéolite.
4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le convertisseur catalytique à oxydation (5) a dans le monolithe catalyseur une concentration de platine d'au moins 50 g/ft3 (lft3 = 0,2028 m3) et
une dispersion de 30 % (à l'état frais).
5. Dispositif selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que le
convertisseur catalytique à oxydation (5) avec un gaz d'échappement qui contient 50 ppm massique (par rapport au propane) de HC et 400 ppm massique de CO a une température de démarrage HC de 160 C au maximum et une température de démarrage CO de 150 C environ au maximum, le nombre spatial du convertisseur catalytique à oxydation (5) étant
de 15 000 h-1.
6. Dispositif selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que le
convertisseur catalytique à NO2 (6) est un convertisseur
catalytique à oxydation.
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