FR2957630A1 - Device for injecting gas in exhaust line for selective reduction of nitrogen oxides produced by internal combustion engine i.e. diesel engine, of vehicle, has tanks mounted on inlet pipe in serial manner - Google Patents

Device for injecting gas in exhaust line for selective reduction of nitrogen oxides produced by internal combustion engine i.e. diesel engine, of vehicle, has tanks mounted on inlet pipe in serial manner Download PDF

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Abstract

The device has a small tank (8) reloaded with gas by a large tank (9), where the two tanks are connected to an inlet pipe (7). Controlling units are provided with a valve (11) and a gas flow controlling unit (12), and control flow of injected gas. The controlling units are equipped in the exhaust line in an upstream of selective catalytic reduction (SCR) catalyst (3). The two tanks are mounted on the inlet pipe in a serial manner. Another valve (10) or a non-return valve is placed between the two tanks.

Description

DISPOSITIF D'INJECTION DANS UNE LIGNE D'ECHAPPEMENT D'UN AGENT REDUCTEUR GAZEUX [0001] La présente invention concerne l'injection dans une ligne d'échappement d'un agent réducteur injecté sous forme gazeuse. [0002] L'utilisation de combustible fossile comme le pétrole ou le charbon dans un système de combustion, en particulier le carburant dans un moteur, entraine la production en quantité non négligeable de polluants qui peuvent être déchargés par l'échappement dans l'environnement et y causer des dégâts. Parmi ces polluants, les oxydes d'azote (appelés NOx) posent un problème particulier puisque ces gaz sont soupçonnés d'être un des facteurs qui contribuent à la formation des pluies acides et à la déforestation. En outre, les NOx sont liés à des problèmes de santé pour les humains et sont un élément clé de la formation de « smog » (nuage de pollution) dans les villes. La législation impose des niveaux de rigueur croissante pour leur réduction et/ou leur élimination de sources fixes ou mobiles. [0003] Parmi les polluants que les législations tendent à réglementer de façon de plus en plus stricte figurent également les suies ou autres matériaux particulaires résultant essentiellement d'une combustion incomplète du carburant, plus particulièrement lorsque le moteur est opéré en mélange dit pauvre, c'est-à-dire avec un excédent d'oxygène (d'air) par rapport à la stoechiométrie de la réaction de combustion. Les mélanges pauvres sont de règle pour les moteurs dits diesel, dont l'allumage est obtenu par compression. [0004] Pour limiter les émissions de NOx, la principale voie mise en oeuvre sur les véhicules actuels a été celle de la réduction des émissions à la source, autrement dit, en opérant le moteur dans des conditions telles que les taux de NOx produits soient inférieurs aux taux limites. Ces conditions sont réunies notamment en pilotant de manière très fine les différents paramètres du moteur, à commencer par les paramètres d'injection de carburant et de réinjection à l'admission d'une partie des gaz d'échappement, ceci afin de réduire la concentration en oxygène favorable à la formation des oxydes d'azote. [0005] Les niveaux d'émission tolérés tendant à se sévériser, une autre solution consiste à utiliser des solutions de post-traitement, en introduisant un agent réducteur dans la ligne d'échappement. Ainsi, une solution de post-traitement ayant fait la preuve de son efficacité est l'utilisation d'une source d'ammoniac (NH3).L'ammoniac réagit avec les NO, sur un catalyseur pour former de l'azote N2 inerte et de l'eau H2O. Cette solution est essentiellement connue sous le nom de son acronyme anglais SCR pour « Selective Catalytic Reduction ». [0006] L'ammoniac étant lui-même un gaz dont les émanations sont nuisibles à la santé et posant de ce fait des problèmes de manutention et un risque de fuite si le véhicule est impliqué dans un choc, il est connu de le stocker dans un réservoir sous la forme d'urée en solution aqueuse, hydrolysé en ammoniac au contact des gaz 1 o d'échappement. [0007] Apportée le réducteur sous forme liquide présente toutefois un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, la limite de solubilité de l'urée est relativement élevée, de sorte que les solutions commercialisées pour les véhicules équipés d'un tel système catalytique sont typiquement constituées par une solution aqueuse à 15 30%, donc dont seulement un tiers du volume est réellement actif. Pour les poids lourds pour lesquels ces systèmes ont été tout d'abord développés, il est relativement facile d'embarquer un réservoir de quelques dizaines de litres. Par contre, pour les véhicules légers, l'encombrement d'un tel réservoir devient rapidement critique, et peut compromettre en particulier une partie du volume dédié à la roue de secours ou 20 aux bagages. [0008] Par ailleurs, le réducteur n'est effectif qu'après une phase d'hydrolyse ce qui impose une distance minimale entre le point d'injection et le catalyseur de réduction sélective, distance qu'il n'est pas toujours facile de respecter en particulier avec les véhicules légers dédiés à un usage urbain. 25 [0009] C'est pourquoi il a également été proposé de stocké le réducteur sous une forme solide et de le transformer en une espèce solide avant son injection dans la ligne d'échappement. Référence est faite par exemple à US 5,809,875 qui dans un contexte de moteurs industriels, propose de stocker de l'urée sous forme solide et de la transformer en ammoniac par chauffage dans un réacteur, où l'ammoniac est 30 stocké à température élevée avant son injection dans la ligne d'échappement. [0010 Il est également connu, par exemple de US 6,387,336 que certains sels, comme le chlorure de strontium, ont la capacité de stocker de l'ammoniac et de le relâcher après chauffage. WO 2006/081824 enseigne de plus comment réaliser des pastilles compactes d'un sel complexe capable de libérer de l'ammoniac après chauffage. [0011] Même si le stockage de l'ammoniac sous forme solide permet à iso-volume de stocker une plus grande quantité de réducteur que le stockage en solution aqueuse, pour obtenir une bonne autonomie, un réservoir d'une capacité d'au moins 20 litres est souhaitable ce qui implique une capacité à fournir une quantité d'énergie relativement importante et un temps de préchauffage non négligeable. Or, pour minimiser les émissions polluantes, il est indispensable que les moyens de 1 o dépollution soient actifs le plus tôt possible après le démarrage du moteur. C'est pourquoi il a été proposé d'ajouter au système un réservoir de beaucoup plus petite taille, par exemple de l'ordre de 0,5 litres. Une telle configuration est connue notamment des demandes de brevet DE 102006061370 et DE102007022858. Les deux réservoirs sont montés en parallèle, avec le réservoir le plus petit - ou réservoir 15 actif, rechargé en ammoniac par la cartouche principale lors des phases de roulage. [0012] Les auteurs de la présente invention ont observé que cette configuration n'était pas toujours optimale, le rechargement du réservoir actif étant souvent difficile. [0013] C'est pourquoi, il est proposé selon la présente invention une nouvelle architecture du système simplifiant le rechargement du réservoir actif. 20 [0014] Ce problème est résolu selon l'invention par un dispositif d'injection dans une ligne d'échappement d'un gaz pour la réduction sélective d'oxydes d'azote NOx produits par un moteur à combustion interne, ledit gaz étant stocké dans deux réservoirs de taille différente, le réservoir de plus petite taille étant rechargé en gaz par le réservoir de plus grande taille, les deux réservoirs étant reliés à une conduite 25 d'amenée comportant des moyens de contrôle du débit injecté et débouchant dans la ligne d'échappement en amont d'un catalyseur de réduction sélective, caractérisé en ce que les deux réservoirs sont montés en série sur la conduite d'amenée. [0015] Selon l'invention, le réservoir de plus petite taille est ainsi disposé en série par rapport au réservoir de plus grande taille, donc entre ce grand réservoir et le 30 boitier d'injection regroupant les moyens de contrôle du débit. Avantageusement on prévoir une vanne, ou à défaut un clapet anti-retour, entre les deux réservoirs. [0016] Dans une variante, le gaz est stocké adsorbé sous forme solide et réservoirs (8 ; 9) sont munis de moyens de chauffage pour libérer le gaz et permettre son injection. [0017] Dans une variante, le gaz est de l'ammoniac. [0018] Dans une variante, la taille du réservoir de petite taille est telle qu'il peut stocker une quantité de gaz réducteur suffisante pour la réduction sélective des NOx produits par la combustion d'un plein de réservoir de carburant du moteur à combustion interne. [0019] Dans une variante, la taille du réservoir de grande taille est telle qu'il peut 1 o stocker une quantité de gaz réducteur suffisante pour la réduction sélective des NOx produits par le moteur dans l'intervalle de maintenance recommandé par le constructeur du moteur pour remplacer I"huile de lubrification du moteur. [0020] Dans une variante, les moyens de contrôle du débit injecté sont constitués par une vanne et des moyens limitateurs de débit disposés en aval de la vanne. Ces 15 moyens limitateurs de débit sont avantageusement constitués par un col sonique. De préférence, un capteur de pression est disposé en amont de la vanne. De préférence encore, on prévoit des moyens pour estimer la température à l'entrée des moyens limitateurs de débit. [0021] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture 20 de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention, donnée à titre d'exemple uniquement et en références aux figures annexées qui montrent : • Figure 1 : un système SCR avec une alimentation en gaz réducteur à partir de deux réservoirs montés en parallèle, conformément à l'art antérieur ; • Figure 2 : un système SCR avec une alimentation en gaz réducteur à partir de 25 deux réservoirs montés en série, conformément à l'invention ; • Figure 3 : un schéma illustrant la vitesse de rechargement en ammoniac du petit réservoir selon différentes configurations. [0022] La figure 1 montre une ligne d'échappement munie d'un dispositif de traitement des NOx par réduction catalytique sélective à partir d'un réactif ajouté sous 30 forme gazeuse, avec deux réservoirs montés en parallèle sur la conduite d'amenée du gaz réducteur vers la ligne d'échappement, dans une architecture conforme à l'art antérieur, avec des moyens d'injection conformes à l'enseignement de la demande de brevet 0956771 du 29 septembre 2009, au nom de la demanderesse [0023] La ligne d'échappement 1, typiquement reliée à un moteur à combustion interne de type Diesel, ou tout autre moteur fonctionnant sur de larges plages en mélange pauvre, c'est-à-dire avec un excès d'air par rapport au ratio oxygène carburant demandé par la réaction de combustion du carburant, comporte notamment un catalyseur d'oxydation 2, disposé en général en début de ligne pour recevoir des gaz le plus chaud possible, donc le principal rôle est de convertir le monoxyde de carbone produit par le moteur en dioxyde de carbone. Ce catalyseur convertit 1 o également les hydrocarbures gazeux en dioxyde de carbone. [0024] En aval de ce catalyseur d'oxydation, on a disposé un catalyseur de réduction sélective 3, dit SCR, constitué par exemple par une couche d'oxyde de vanadium ou une zéolithe déposée sur un support en céramique, par exemple du type cordiérite. [0025] Sur cette ligne, on a également représenté des moyens 4 pour estimer la 15 température en aval du catalyseur d'oxydation 2 et des moyens 5 pour estimer la quantité de NOx en aval du catalyseur SCR, afin de s'assurer du fonctionnement du système de réduction, notamment de ce que l'injection de réducteur est bien effective. [0026] Même s'ils ne sont pas représentés sur la figure 1, la ligne d'échappement 20 peut également comporter d'autres organes de dépollution, comme par exemple un filtre à particules, disposé en amont ou de préférence en aval du catalyseur SCR. [0027] Le catalyseur SCR sert à favoriser la réduction des NOx par un réducteur. Ainsi, lorsque de l'ammoniac est utilisé, les NOx sont réduits en diazote et en vapeur d'eau essentiellement selon les 3 réactions suivantes: 25 4NH3 + 4NO + 02 - 4N2 + 6H2O 2NH3 + NO + NO2 - 2N2 + 3H2O 8NH3 + 6NO2 - 7N2 + 12H2O [0028] Le réactif réducteur, qui en substitution de l'ammoniac NH3 peut également être par exemple de l'hydrogène (H2) ou des hydrocarbures (HC) est injecté 30 directement sous forme gazeuse dans la ligne d'échappement. Ainsi, le réactif est immédiatement disponible, ce qui permet de simplifier l'architecture de la ligne. En outre, ceci permet de limiter volume et masse du réservoir par rapport à l'utilisation d'urée, constituée à 70% d'eau. Le gaz réducteur est injecté dans la ligne d'échappement, en un point 6 en amont du catalyseur SCR 3, au moyen d'une conduite d'amenée 7 par exemple soudée en T sur la ligne d'échappement 1, dans un montage affleurant ou avec une conduite d'amenée 7 pénétrant légèrement dans la ligne 1. [0029] L'ammoniac (ou tout autre agent réactif) est stocké dans deux réservoirs, tous deux reliés à une conduite d'amenée, un moyen de régulation étant interposé sur cette conduite pour contrôler précisément la quantité de réactif injectée. Le plus petit réservoir constitue le réservoir actif 8, dans lequel le réactif est stocké sous 1 o forme gazeuse ou du moins capable de libérer le réactif sous forme gazeuse. Le volume de ce réservoir actif est de préférence compris entre 300 et 700m1, et avantageusement de l'ordre de 400m1, soit de l'ordre de grandeur de la quantité d'ammoniac nécessaire pour traiter les NOx émis par la combustion d'une quantité de carburant correspondant à deux pleins de réservoir carburant. 15 [0030] Le second réservoir, qui sera par la suite également qualifié de réserve 9, a pour sa part un volume beaucoup plus important que celui du réservoir actif, et sera typiquement conçu d'une manière telle qu'il suffise pour fournir tout l'ammoniac nécessaire pour traiter tous les NOx émis par le véhicule sur une période relativement longue, couvrant par exemple l'intervalle entre deux maintenances recommandées 20 (soit par exemple tous les 30000km). [0031] Dans la variante illustrée à la figure 1, les deux réservoirs sont montés en parallèle. [0032] Par contre dans la variante illustrée à la figure 2, conforme à la présente invention, les deux réservoirs sont montés en série sur la conduite d'amenée 7. Pour 25 le reste on vérifie aisément que les deux architectures sont essentiellement identiques, aussi les éléments communs ne seront-ils pas repris par souci de clarté. [0033] Une vanne 10 est disposée entre le réservoir de grande taille 9 et le réservoir actif 8. On peut également substituer à cette vanne un clapet anti-retour. A noter que cette vanne correspond au clapet anti-retour illustré en 10 à la figure 1, qui de même 30 que dans le cas de l'invention, a bien pour fonction d'éviter une décharge du réservoir actif 8 vers le réservoir de grande taille. [0034] Les deux réservoirs ou réserves sont munis de moyens pour créer une dépression et/ou pour apporter des calories afin de libérer le gaz stocké. Avantageusement, ces moyens sont constitués par une résistance chauffante. [0035] Plutôt que de stocker le gaz dans une enceinte pressurisée, il est tout particulièrement avantageux de le stocker sous une forme solide, par exemple dans le cas de l'ammoniac sous la forme d'un sel complexe de formule M(NH3)mX2, où M est choisi parmi Li, Mg, Ca, Sr, V, Cr, Mn, Fe, CO, Ni, Cu et Zn et où est m est compris entre 2 et 12 et X est F, Cl, Br, I, SO4, MoO4 ou PO4 obtenu après absorption de NH3 par un sel de type MX2. Un exemple d'un tel sel complexe est le Mg(NH3)6C12, comportant 51.7% d'ammoniac, compacté. La demande de brevet WO2007/095955 enseigne un procédé de compactage pouvant être mis en oeuvre pour l'invention. [0036] Le gaz est alors libéré des réservoirs par apport thermique ou par une baisse de pression. Ainsi, chaque réservoir peut être équipé de moyens de chauffage 15 et 16, pilotés au fur et à mesure des besoins comme il sera détaillé plus loin. [0037] Les moyens de régulation de l'injection sont essentiellement constitués par une vanne d'obturation 11, par exemple une électrovanne de type on/off, c'est-à-dire capable d'être placée entre une première position où la conduite est totalement obturée, de sorte qu'aucun gaz n'est introduit dans la ligne, à la position inverse. [0038] En aval de cette vanne sont prévus des moyens limitateurs de débit 12. Dans le cas ici représenté, ces moyens sont constitués par un simple col sonique, c'est-à-dire par un rétrécissement dont l'étroitesse est telle que le débit d'écoulement du gaz dans ce col est constant. [0039] En amont de la vanne sont disposés des moyens 13 sensibles à la pression. The present invention relates to the injection into an exhaust line of a reducing agent injected in gaseous form. BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the injection into an exhaust line of a reducing agent injected in gaseous form. The use of fossil fuel such as oil or coal in a combustion system, in particular the fuel in an engine, leads to the production of significant amounts of pollutants that can be discharged by the exhaust in the environment. and cause damage. Among these pollutants, nitrogen oxides (called NOx) pose a particular problem since these gases are suspected to be one of the factors contributing to the formation of acid rain and deforestation. In addition, NOx is linked to health problems for humans and is a key element in the formation of "smog" (pollution cloud) in cities. The legislation imposes increasing levels of rigor for their reduction and / or elimination from stationary or mobile sources. [0003] Among the pollutants that laws tend to regulate in an increasingly strict manner also include soot or other particulate materials resulting essentially from an incomplete combustion of the fuel, more particularly when the engine is operated in a so-called poor mixture, c that is to say with an excess of oxygen (of air) with respect to the stoichiometry of the combustion reaction. Poor mixtures are the rule for so-called diesel engines, whose ignition is obtained by compression. To limit NOx emissions, the main route used on current vehicles was that of reducing emissions at the source, in other words, by operating the engine under conditions such that the NOx levels produced are below the limit rates. These conditions are met in particular by controlling very finely the various parameters of the engine, starting with the parameters of fuel injection and reinjection at the intake of a portion of the exhaust gases, in order to reduce the concentration in oxygen favorable to the formation of oxides of nitrogen. Tolerated emission levels tending to become stiff, another solution is to use post-treatment solutions, introducing a reducing agent in the exhaust line. Thus, a proven post-treatment solution is the use of a source of ammonia (NH3). The ammonia reacts with NO, on a catalyst to form inert nitrogen N2 and H2O water. This solution is essentially known by the acronym SCR for Selective Catalytic Reduction. Ammonia is itself a gas whose fumes are harmful to health and posing therefore handling problems and a risk of leakage if the vehicle is involved in a shock, it is known to store it in a tank in the form of urea in aqueous solution, hydrolyzed to ammonia in contact with the exhaust gases. Brought the reducer in liquid form, however, has a number of disadvantages. Firstly, the solubility limit of urea is relatively high, so that the solutions marketed for vehicles equipped with such a catalytic system are typically constituted by a 30% aqueous solution, so only about one third volume is really active. For heavy trucks for which these systems were first developed, it is relatively easy to ship a tank of a few tens of liters. By cons, for light vehicles, the size of such a tank quickly becomes critical, and may compromise in particular part of the volume dedicated to the spare wheel or baggage. Furthermore, the reducer is effective after a hydrolysis phase which imposes a minimum distance between the injection point and the selective reduction catalyst, distance that is not always easy to respect in particular with light vehicles dedicated to urban use. This is why it has also been proposed to store the reductant in a solid form and transform it into a solid species before its injection into the exhaust line. Reference is made, for example, to US Pat. No. 5,809,875 which, in the context of industrial motors, proposes to store urea in solid form and to convert it into ammonia by heating in a reactor, where the ammonia is stored at elevated temperature before it is heated. injection in the exhaust line. It is also known, for example from US Pat. No. 6,387,336, that certain salts, such as strontium chloride, have the capacity to store ammonia and to release it after heating. WO 2006/081824 teaches more how to make compact pellets of a complex salt capable of releasing ammonia after heating. Even if the storage of ammonia in solid form allows iso-volume to store a larger amount of reducing agent than storage in aqueous solution, to obtain a good autonomy, a reservoir with a capacity of at least 20 liters is desirable which implies a capacity to provide a relatively large amount of energy and a significant preheating time. However, to minimize pollutant emissions, it is essential that the pollution abatement means be active as soon as possible after starting the engine. This is why it has been proposed to add to the system a tank of much smaller size, for example of the order of 0.5 liters. Such a configuration is known in particular from patent applications DE 102006061370 and DE102007022858. The two tanks are mounted in parallel, with the smaller tank - or active tank - recharged with ammonia by the main cartridge during the taxiing phases. The authors of the present invention have observed that this configuration was not always optimal, the reloading of the active reservoir is often difficult. Therefore, it is proposed according to the present invention a new architecture of the system simplifying the reloading of the active reservoir. This problem is solved according to the invention by an injection device in a gas exhaust line for the selective reduction of NOx oxides produced by an internal combustion engine, said gas being stored in two tanks of different size, the smaller tank being recharged with gas by the larger tank, the two tanks being connected to a supply line 25 having injected flow control means and opening into the exhaust line upstream of a selective reduction catalyst, characterized in that the two tanks are connected in series to the supply line. According to the invention, the smaller tank is thus arranged in series with respect to the larger tank, and therefore between this large tank and the injection box comprising the flow control means. Advantageously provide a valve, or a non-return valve, between the two tanks. In a variant, the gas is stored adsorbed in solid form and tanks (8; 9) are provided with heating means to release the gas and allow its injection. In a variant, the gas is ammonia. In a variant, the size of the small-sized tank is such that it can store a quantity of reducing gas sufficient for the selective reduction of NOx produced by the combustion of a full fuel tank of the internal combustion engine. . In a variant, the size of the large tank is such that it can store a quantity of reducing gas sufficient for the selective reduction of NOx produced by the engine in the maintenance interval recommended by the manufacturer of the In a variant, the injected flow control means are constituted by a valve and flow limiting means arranged downstream of the valve. advantageously constituted by a sonic neck, a pressure sensor is preferably arranged upstream of the valve, and preferably, means for estimating the temperature at the inlet of the flow restricting means are provided. The features and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description of an embodiment of the invention, given by way of example only, and n references to the accompanying figures which show: • Figure 1: an SCR system with a supply of reducing gas from two tanks connected in parallel, according to the prior art; Figure 2: an SCR system with a reducing gas supply from two tanks in series according to the invention; • Figure 3: a diagram illustrating the rate of ammonia reloading of the small tank in different configurations. [0022] FIG. 1 shows an exhaust line provided with a NOx treatment device by selective catalytic reduction from a reactant added in gaseous form, with two tanks mounted in parallel on the feed pipe of the reducing gas to the exhaust line, in an architecture according to the prior art, with injection means in accordance with the teaching of the patent application 0956771 of September 29, 2009, in the name of the applicant [0023] La exhaust line 1, typically connected to a diesel-type internal combustion engine, or any other engine operating over wide ranges of lean mixture, that is to say with an excess of air relative to the oxygen ratio fuel requested by the fuel combustion reaction, in particular comprises an oxidation catalyst 2, generally arranged at the beginning of the line to receive gases as hot as possible, so the main role is to convert the carbon monoxide e produced by the engine in carbon dioxide. This catalyst also converts the gaseous hydrocarbons to carbon dioxide. Downstream of this oxidation catalyst, there is arranged a selective reduction catalyst 3, SCR said, consisting for example of a vanadium oxide layer or a zeolite deposited on a ceramic support, for example of the type cordierite. On this line, means 4 are also shown for estimating the temperature downstream of the oxidation catalyst 2 and means 5 for estimating the amount of NOx downstream of the SCR catalyst, in order to make sure of the operation. reduction system, especially that the gearbox injection is effective. Although they are not shown in Figure 1, the exhaust line 20 may also include other pollution control members, such as a particulate filter, disposed upstream or preferably downstream of the catalyst SCR. The SCR catalyst serves to promote the reduction of NOx by a reducing agent. Thus, when ammonia is used, the NOx are reduced to nitrogen and water vapor essentially according to the following 3 reactions: 4NH 3 + 4NO + O 2 - 4N 2 + 6H 2 O 2 NH 3 + NO + NO 2 - 2N 2 + 3H 2 O 8NH 3 + 6NO2 - 7N2 + 12H2O [0028] The reducing reagent, which in substitution for ammonia NH3 can also be for example hydrogen (H2) or hydrocarbons (HC), is injected directly into gaseous form in the line of exhaust. Thus, the reagent is immediately available, which simplifies the architecture of the line. In addition, this makes it possible to limit the volume and mass of the tank relative to the use of urea, which is 70% water. The reducing gas is injected into the exhaust line, at a point 6 upstream of the catalyst SCR 3, by means of a supply line 7, for example T-welded on the exhaust line 1, in a flush mounting or with a supply line 7 penetrating slightly in line 1. Ammonia (or any other reactive agent) is stored in two tanks, both connected to a supply line, a regulating means being interposed on this pipe to precisely control the amount of reagent injected. The smaller reservoir constitutes the active reservoir 8, in which the reagent is stored in gaseous form or at least capable of releasing the reagent in gaseous form. The volume of this active reservoir is preferably between 300 and 700m1, and advantageously of the order of 400m1, ie of the order of magnitude of the amount of ammonia necessary to treat the NOx emitted by the combustion of a quantity of fuel corresponding to two full of fuel tank. The second tank, which will subsequently also be called reserve 9, for its part has a much larger volume than the active tank, and will typically be designed in such a way that it suffices to provide everything. the ammonia necessary to treat all the NOx emitted by the vehicle over a relatively long period, for example covering the interval between two recommended maintenances 20 (ie for example every 30000km). In the variant illustrated in Figure 1, the two tanks are connected in parallel. However, in the variant illustrated in FIG. 2, in accordance with the present invention, the two reservoirs are mounted in series on the supply line 7. For the remainder, it is easy to check that the two architectures are essentially identical. also the common elements will not be taken again for the sake of clarity. A valve 10 is disposed between the large reservoir 9 and the active reservoir 8. It can also substitute for this valve a non-return valve. Note that this valve corresponds to the non-return valve illustrated in 10 in Figure 1, which likewise in the case of the invention, has the function of avoiding a discharge of the active reservoir 8 to the tank of large cut. Both tanks or reserves are provided with means for creating a vacuum and / or to provide calories to release the stored gas. Advantageously, these means consist of a heating resistor. Rather than storing the gas in a pressurized chamber, it is particularly advantageous to store it in a solid form, for example in the case of ammonia in the form of a complex salt of formula M (NH 3) mX2, wherein M is selected from Li, Mg, Ca, Sr, V, Cr, Mn, Fe, CO, Ni, Cu and Zn and where m is 2 to 12 and X is F, Cl, Br, I , SO4, MoO4 or PO4 obtained after absorption of NH3 with a salt of the MX2 type. An example of such a complex salt is Mg (NH 3) 6 Cl 2, comprising 51.7% ammonia, compacted. The patent application WO2007 / 095955 teaches a compaction process that can be implemented for the invention. The gas is then released from the tanks by thermal input or by a pressure drop. Thus, each tank may be equipped with heating means 15 and 16, driven as and when required as will be detailed below. The injection control means essentially consist of a shut-off valve 11, for example an on / off solenoid valve, that is to say capable of being placed between a first position where the pipe is completely closed, so that no gas is introduced into the line, in the opposite position. Downstream of this valve are provided flow limiting means 12. In the case represented here, these means consist of a simple sonic neck, that is to say by a narrowing whose narrowness is such that the flow rate of the gas in this neck is constant. Upstream of the valve are arranged means 13 sensitive to pressure.

Il doit être noté que la vanne est de préférence disposée le plus près possible de l'entrée du col sonique. [0040] Le simple pilotage de la vanne suffit pour maitriser précisément la quantité de réactif gazeux injectée. En pratique, l'ensemble des moyens de régulation est regroupé dans un boitier 14, reliés à une unité de contrôle moteur et recevant et émettant des signaux de et vers ce contrôle moteur. A noter par ailleurs que la figure 1 n'est en aucun cas une représentation à l'échelle, la conduite d'amenée 7 pouvant avoir par exemple une longueur totale allant jusqu'à 4 mètres, alors que le boitier 14 est d'une longueur par exemple inférieure à 10 cm. [0041] A l'arrêt du moteur, l'électrovanne est en position fermée. Au démarrage du moteur, on commence à chauffer le réservoir actif. De ce fait, l'ammoniac est libéré et la pression dans la conduite d'amenée, en amont de la vanne va croitre rapidement pour atteindre par exemple 3 bars. Simultanément, les gaz d'échappement qui s'écoulent dans la ligne 1 échauffent le catalyseur SCR qui ne devient réellement efficace qu'une fois à plus de 150°C. En pratique, le temps de préchauffage du catalyseur est plus long que le temps nécessaire pour atteindre la pression d'entrée souhaitée. [0042] Dans une première variante de l'invention, cette pression peut être contrôlée au moyen d'un manocontact. Les manocontacts, tels que ceux divulgués dans le document FR-A-2 725 245, permettent de convertir une pression en un signal électrique délivré au calculateur. Les mouvements d'une membrane dans une chambre en fonction de la pression régnant dans la chambre permettre d'ouvrir ou de fermer un contact électrique ce qui délivre ou non un signal électrique. Il s'agit d'un signal binaire : tant que le manocontact est ouvert, la pression est trop faible, et on peut par exemple augmenter la chaleur fournie aux moyens de stockage. Si le manocontact est fermé, la pression est au-delà du seuil de pression et on peut alors arrêter les moyens de chauffage. Comme le volume du réservoir actif est petit, l'inertie du système est faible de sorte qu'en pilotant simplement le chauffage dans le réservoir actif, on peut en fait contrôler la pression en entrée de col. Eventuellement, on peut également prévoir d'utiliser deux manocontacts, le second étant taré à une pression légèrement supérieure à la pression utilisée pour le tarage du premier manocontact. L'utilisation d'un second manocontact peut également servir pour déclencher une alerte si la pression en amont de la vanne devait excéder une valeur critique donnée. [0043] Alternativement, on peut également utiliser un capteur de pression capable de fournir un signal analogique. Avec un tel capteur de pression, la pression mesurée peut être utilisée pour calculer la valeur de débit et le temps d'ouverture de la vanne correspondant, ce calcul pouvant être effectué par un calculateur embarqué ou utilisant des cartographies pré-chargées. [0044] Dans la formule de calcul du débit, la température en entrée de col est également un paramètre clef, même si on calcule aisément qu'une augmentation de température de 60°C ne conduit qu'à une variation de débit de l'ordre de -10%. Comme le col est le point le plus étroit de la conduite d'amenée, et que par conséquent, le débit en aval du col est dicté par le débit dans le col, il est possible que le col soit placé en un point relativement éloigné de la ligne d'échappement, par exemple jusqu'à 4 mètres de distance, de sorte que la température en entrée de col soit en fait essentiellement égale à la température ambiante extérieure. Cette température étant déjà utilisée par l'unité de calcul moteur, son acquisition ne 1 o demande pas de capteur supplémentaire. Si un écart de température est constaté lors d'essais, il est également possible de prévoir un estimateur pour corriger cette valeur, par exemple pour tenir compte de la chaleur fournie pour libérer l'ammoniac. Alternativement, un capteur de température peut être prévu en entrée de col. [0045] Dans une variante, le dispositif comprend en outre des organes de détection 15 de la pression en aval du dispositif limitateur de pression, l'organe de détection de pression en aval par exemple un capteur de pression ou un manocontact. A noter que comme indiqué précédemment, si on choisit de n'opérer l'injection qu'à la condition que la pression en amont du col soit au-delà d'une pression seuil, il n'est plus besoin de disposer d'un capteur en aval du col. 20 [0046] Lorsque le réservoir actif commence à se vider (ce qui peut être estimé de manière simple en fonction du temps d'ouverture de la vanne), on va commander le chauffage du réservoir principal, de sorte que la pression en amont du clapet antiretour provoque l'ouverture de ce dernier. Lors des temps d'ouverture de l'électrovanne, une partie de l'ammoniac libérée par le réservoir principal va être 25 injectée dans la ligne, une autre partie servant à remplir le réservoir actif. Pendant les temps de fermeture, seule l'opération de remplissage du réservoir se poursuit. De toute façon, en contrôlant les moyens de chauffe dans les deux réservoirs, on continue à réguler la pression en entrée du col sonique. [0047] Il doit être souligné que les moyens d'injection sont de fait constitués par une 30 électrovanne unique, montée juste en amont du col sonique. Aucun dispositif d'injection n'est nécessaire en aval du col sonique, le seul point critique étant qu'aucun rétrécissement plus étroit que le col sonique ne doit être prévu en aval de celui-ci - ce qui compte tenu de l'étroitesse du col laisse une grande liberté y compris au niveau de la jonction avec la ligne d'échappement. Par ailleurs, la longueur de la conduite d'amenée, entre le col et la ligne d'échappement peut être choisie entre 0,5 et 4m par exemple. Autrement dit, il n'y a de fait aucune contrainte fonctionnelle pour l'implantation dans le véhicule des réservoirs et de l'ensemble constitué par les moyens sensibles à la pression, l'électrovanne et le col sonique. [0048] Le pilotage de l'électrovanne et des moyens de chauffage des réservoirs est effectué par exemple directement par un module dédié du contrôle moteur, ce dernier comportant par ailleurs un module apte à calculer la quantité de NOx produite à tout instant, et la quantité d'agent réducteur nécessaire pour traiter celle-ci. 1 o Alternativement, ce module peut être monté dans un calculateur dédié aux moyens de post-traitement des NOx. Notons par ailleurs, que le réseau CAN du véhicule peut être utilisé pour piloter le système de chauffage des réservoirs à partir du module de calcul de l'injection des NOx. [0049] De ce qui précède, il ressort que les stratégies de fonctionnement du 15 dispositif de dépollution ne sont pas impactées par la modification de l'architecture du circuit proposée selon l'invention. [0050] Par contre, cette modification conduit à une réduction des coûts de par la suppression d'un conduit 3 voies (ou d'un boitier d'injection muni de deux entrées). [0051] Par ailleurs, et il s'agit là de l'avantage principal de l'invention, la disposition 20 en série permet une amélioration sensible de la vitesse de rechargement comme illustré à la figure 3. Sur cette figure, on a en effet représenté en fonction du temps, la masse d'ammoniac (en grammes) stockée dans un réservoir de 400m1 initialement vide dans l'hypothèse d'un flux gazeux en sortie du réservoir de grande taille à 7 bars. 25 [0052] Dans les deux premiers cas (courbes A et B), le réservoir est monté en parallèle, comme illustré sur la figure 1. La courbe A illustre l'hypothèse où l'ammoniac est à température ambiante, la courbe B celle où il circule à une température de 0°C. On note qu'à l'ambiante, après une heure de rechargement, la masse d'ammoniac stockée dans le réservoir actif est un peu inférieure à 50g. Si 30 l'opération est effectuée à 0 °C, pendant la même période, on arrive à recharger environ 70g. [0053] Avec la configuration en série selon l'invention, en opérant toujours à cette même température de 0°C, on arrive après une heure à une masse rechargée proche de 100g (courbe C). De plus, il est à noter que la vitesse de rechargement est très supérieure en début de processus, ainsi après seulement 5 minutes, la masse rechargée est déjà d'environ 40g, alors qu'une telle masse n'est atteinte qu'après environ 30 minutes dans le cas d'une configuration selon l'art antérieur. D'autre part, après 20 minutes, on obtient déjà une masse équivalente à la masse obtenue après 60 minutes. [0054] Dans ces conditions, on note qu'il est possible de fortement limiter le temps 1 o d'activation des moyens de chauffage. It should be noted that the valve is preferably disposed as close as possible to the entrance of the sonic neck. The simple control of the valve is sufficient to precisely control the amount of gaseous reactant injected. In practice, the set of control means is grouped in a box 14, connected to a motor control unit and receiving and transmitting signals from and to this engine control. Note also that Figure 1 is in no way a representation to scale, the supply line 7 may have for example a total length of up to 4 meters, while the housing 14 is a length for example less than 10 cm. When the motor stops, the solenoid valve is in the closed position. When the engine starts, the active tank is heated. As a result, the ammonia is released and the pressure in the supply line upstream of the valve will increase rapidly to reach for example 3 bars. At the same time, the exhaust gases flowing in line 1 heat up the SCR catalyst which only becomes effective once at more than 150 ° C. In practice, the catalyst preheating time is longer than the time required to reach the desired inlet pressure. In a first variant of the invention, this pressure can be controlled by means of a pressure switch. The pressure switches, such as those disclosed in document FR-A-2 725 245, make it possible to convert a pressure into an electrical signal delivered to the computer. The movements of a membrane in a chamber depending on the pressure in the chamber allow to open or close an electrical contact which delivers or not an electrical signal. This is a binary signal: as long as the pressure switch is open, the pressure is too low, and one can for example increase the heat supplied to the storage means. If the pressure switch is closed, the pressure is above the pressure threshold and the heating means can then be stopped. As the volume of the active reservoir is small, the inertia of the system is low so that by simply controlling the heating in the active reservoir, it is actually possible to control the pressure at the neck inlet. Optionally, it is also possible to use two pressure switches, the second being calibrated at a pressure slightly greater than the pressure used for setting the first pressure switch. The use of a second pressure switch can also be used to trigger an alert if the pressure upstream of the valve should exceed a given critical value. Alternatively, one can also use a pressure sensor capable of providing an analog signal. With such a pressure sensor, the measured pressure can be used to calculate the flow rate value and the opening time of the corresponding valve, this calculation can be performed by an on-board computer or using pre-loaded maps. In the formula for calculating the flow rate, the temperature at the neck inlet is also a key parameter, even if it is easily calculated that a temperature increase of 60 ° C. only leads to a variation in the flow rate of the flow rate. order of -10%. As the neck is the narrowest point of the supply line, and therefore the flow downstream of the neck is dictated by the flow in the neck, it is possible that the neck is placed at a point relatively distant from the neck. the exhaust line, for example up to 4 meters away, so that the neck inlet temperature is in fact substantially equal to the external ambient temperature. Since this temperature is already used by the engine calculation unit, its acquisition does not require an additional sensor. If a temperature difference is found during tests, it is also possible to provide an estimator to correct this value, for example to take into account the heat supplied to release the ammonia. Alternatively, a temperature sensor may be provided at the neck entrance. In a variant, the device further comprises pressure detecting means 15 downstream of the pressure limiting device, the downstream pressure detecting device, for example a pressure sensor or a pressure switch. It should be noted that, as indicated above, if it is chosen to operate the injection only if the pressure upstream of the neck is above a threshold pressure, it is no longer necessary to have a sensor downstream of the collar. When the active reservoir begins to empty (which can be estimated in a simple manner as a function of the opening time of the valve), the heating of the main reservoir will be controlled, so that the pressure upstream of the check valve causes the opening of the latter. During the opening times of the solenoid valve, part of the ammonia released by the main tank will be injected into the line, another part serving to fill the active reservoir. During the closing times, only the filling operation of the tank continues. In any case, by controlling the heating means in the two tanks, it continues to regulate the pressure at the entrance of the sonic neck. It should be emphasized that the injection means are in fact constituted by a single solenoid valve mounted just upstream of the sonic neck. No injection device is required downstream of the sonic neck, the only critical point being that no narrower narrowing than the sonic neck should be provided downstream of it - which, given the narrowness of the neck leaves a great freedom including at the junction with the exhaust line. Furthermore, the length of the supply line between the neck and the exhaust line can be chosen between 0.5 and 4m for example. In other words, there is in fact no functional constraint for the implantation in the vehicle of the tanks and the assembly constituted by the pressure-sensitive means, the solenoid valve and the sonic neck. The control of the solenoid valve and reservoir heating means is performed for example directly by a dedicated engine control module, the latter further comprising a module capable of calculating the amount of NOx produced at any time, and the amount of reducing agent needed to treat it. Alternatively, this module can be mounted in a computer dedicated to NOx post-processing means. Note also that the CAN network of the vehicle can be used to control the tank heating system from the calculation module of the NOx injection. From the foregoing, it appears that the operating strategies of the depollution device 15 are not affected by the modification of the architecture of the proposed circuit according to the invention. By cons, this change leads to a reduction in costs by the removal of a 3-way conduit (or an injection box with two inputs). Moreover, and this is the main advantage of the invention, the arrangement 20 in series allows a significant improvement in the reloading speed as shown in Figure 3. In this figure, there is in effect represented as a function of time, the mass of ammonia (in grams) stored in a 400m1 tank initially empty in the event of a gas flow at the outlet of the large tank at 7 bars. In the first two cases (curves A and B), the reservoir is mounted in parallel, as shown in FIG. 1. Curve A illustrates the hypothesis that ammonia is at ambient temperature, curve B that where it circulates at a temperature of 0 ° C. It should be noted that at ambient temperature, after one hour of recharging, the mass of ammonia stored in the active reservoir is a little less than 50 g. If the operation is performed at 0 ° C, during the same period, one can reload about 70g. With the series configuration according to the invention, always operating at the same temperature of 0 ° C, we arrive after one hour to a mass recharged close to 100g (curve C). In addition, it should be noted that the speed of reloading is much higher at the beginning of the process, so after only 5 minutes, the mass recharged is already about 40g, whereas such a mass is only reached after about 30 minutes in the case of a configuration according to the prior art. On the other hand, after 20 minutes, a weight equivalent to the mass obtained after 60 minutes is already obtained. Under these conditions, it is noted that it is possible to strongly limit the time 1 o activation of the heating means.

Claims (10)

REVENDICATIONS1. Dispositif d'injection dans une ligne d'échappement (1) d'un gaz pour la réduction sélective d'oxydes d'azote NOx produits par un moteur à combustion interne, ledit gaz étant stocké dans deux réservoirs de taille différente, le réservoir de plus petite taille (8) étant rechargé en gaz par le réservoir de plus grande taille(9), les deux réservoirs (8 ; 9) étant reliés à une conduite d'amenée (7) comportant des moyens (11, 12) de contrôle du débit injecté et débouchant dans la ligne d'échappement en amont d'un catalyseur de réduction sélective (3), caractérisé en ce que les deux réservoirs (8 ; 9) sont montés en série sur la conduite d'amenée (7). REVENDICATIONS1. Device for injecting into an exhaust line (1) a gas for the selective reduction of NOx oxides produced by an internal combustion engine, said gas being stored in two tanks of different size, the reservoir of smaller size (8) being recharged with gas by the larger tank (9), the two tanks (8; 9) being connected to a supply line (7) comprising control means (11, 12) injected flow and opening in the exhaust line upstream of a selective reduction catalyst (3), characterized in that the two reservoirs (8; 9) are connected in series on the supply line (7). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par la disposition d'une vanne (10) ou d'un clapet anti-retour entre les deux réservoirs. 2. Device according to claim 1, characterized by the provision of a valve (10) or a non-return valve between the two tanks. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le gaz est stocké adsorbé sous forme solide et en ce que les réservoirs (8 ; 9) sont munis de moyens de chauffage (15 ; 16). 3. Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the gas is stored adsorbed in solid form and in that the tanks (8; 9) are provided with heating means (15; 16). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz est de l'ammoniac. 4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the gas is ammonia. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, le moteur à combustion interne étant alimenté en carburant par un réservoir de carburant, caractérisé en ce que la taille du réservoir de petite taille (8) est telle qu'il peut stocker une quantité de gaz réducteur suffisante pour la réduction sélective des NOx produits par la combustion d'un plein de réservoir de carburant. 5. Device according to any one of the preceding claims, the internal combustion engine being supplied with fuel by a fuel tank, characterized in that the size of the small tank (8) is such that it can store a quantity sufficient reducing gas for the selective reduction of NOx produced by the combustion of a full tank of fuel. 6. Dispositif selon la revendication 4, le moteur à combustion étant lubrifié par une huile devant être remplacée selon un intervalle de maintenance recommandé, caractérisé en ce que la taille du réservoir de grande taille (9) est telle qu'il peut stocker une quantité de gaz réducteur suffisante pour la réduction sélective des NOx produits par le moteur dans l'intervalle de maintenance. 6. Device according to claim 4, the combustion engine being lubricated by an oil to be replaced at a recommended maintenance interval, characterized in that the size of the large tank (9) is such that it can store a quantity reducing gas sufficient for the selective reduction of NOx produced by the engine in the maintenance interval. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de contrôle du débit injecté sont constitués par une vanne (11) et des moyens limitateurs de débit (12) disposés en aval de la vanne (11). 7. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the injection rate control means are constituted by a valve (11) and flow restricting means (12) disposed downstream of the valve (11). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens limitateurs de débit (12) sont constitués par un col sonique. 8. Device according to claim 7, characterized in that said flow restricting means (12) are constituted by a sonic neck. 9. Dispositif selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un capteur de pression (13) disposé en en amont de la vanne 5 (11). 9. Device according to claim 7 or claim 8, characterized in that it further comprises a pressure sensor (13) disposed upstream of the valve 5 (11). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte de plus des moyens pour estimer la température à l'entrée des moyens limitateurs de débit. 10. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises means for estimating the temperature at the input of the flow limiting means.
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