BE1016015A5 - Installation d'epuration des gaz d'echappement pour moteurs a combustion et procede d'epuration des gaz d'echappement. - Google Patents

Installation d'epuration des gaz d'echappement pour moteurs a combustion et procede d'epuration des gaz d'echappement. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une installation d'épuration des gaz d'échappement pour l'épuration des gaz d'échappement de moteurs à combustion interne (1), l'installation comprenant un orifice d'admission des gaz pour la passage des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne et un catalyseur de NOx pour la transformation catalytique des gaz de NOx ainsi qu'un filtre à suie. Pour obtenir une épuration efficace des gaz d'échappement même dans le cas de températures très basses des gaz d'échappement du moteur, un filtre à suie sous la forme d'un électrofiltre (8) est monté en amont ou en aval du catalyseur de NOx (5). En particulier, on peut prévoir un catalyseur de NOx (5), un catalyseur d'oxydation (6), un échangeur thermique (7) et un électrofiltre (8) qui sont disposés les uns derrière les autres dans l'ordre cité dans le sens d'écoulement des gaz et sont reliés les uns aux autres en guidant les gaz d'échappement.

Description


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   INSTALLATION D'EPURATION DES GAZ D'ECHAPPEMENT POUR
MOTEURS A COMBUSTION ET PROCEDE D'EPURATION DES GAZ
D'ECHAPPEMENT 
La présente invention concerne une installation d'épuration des gaz d'échappement destinée à l'épuration de gaz d'échappement de moteurs à combustion interne, sachant que l'installation d'épuration des gaz d'échappement comprend un orifice d'admission des gaz d'échappement pour l'introduction des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne et un catalyseur de NOx destiné à la transformation catalytique de gaz NOx ainsi qu'un filtre à suie. L'invention concerne en outre une installation d'épuration des gaz d'échappement avec un filtre à suie en combinaison avec un moteur à combustion interne ainsi qu'un procédé d'épuration des gaz d'échappement. 



   On connaît une multitude d'installations d'épuration des gaz d'échappement de ce genre pour moteurs à combustion interne. A ce sujet, les moteurs à combustion interne expulsent le plus souvent des gaz d'échappement à une température, au niveau de l'orifice de sortie du moteur à combustion interne, inférieure ou égale à 400 C, donc à des températures comparativement faibles. De tels moteurs à combustion interne fonctionnent le plus souvent avec des combustibles organiques tels que des huiles végétales, desquelles font également partie les huiles alimentaires usagées. 



  De telles huiles alimentaires usagées sont produites lors de la fabrication de denrées alimentaires telle que lors de la friture, par exemple. 

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   On exige de plus en plus de la part de telles installations d'épuration des gaz d'échappement en ce qui concerne les teneurs en substances nocives, en particulier en ce qui concerne la teneur en poussière ou en particules des gaz d'échappement. Comme filtres à particules ou à suie, on utilise jusqu'à maintenant la plupart du temps des filtres à particules conventionnels avec des éléments de filtrage qui comportent une taille de pore suffisante pour la séparation de la suie, sachant qu'il se produit une régénération du filtre par un   brûlage libre   lors duquel la suie est chauffée à des températures si élevées qu'elle est transformée en monoxyde de carbone et/ou en dioxyde de carbone. L'action de tels filtres est toutefois limitée.

   Notamment, on ne peut pas faire fonctionner de tels filtres sans tenir compte de la température des gaz d'échappement du moteur à combustion interne, étant donné que, lors d'une température de gaz d'échappement trop basse, une régénération du filtre n'est plus possible ou ne l'est qu'au moyen d'un chauffage supplémentaire consommateur d'énergie. 



   La présente invention a par conséquent pour objectif de mettre à disposition une installation d'épuration des gaz d'échappement, destinée à l'épuration de gaz d'échappement de moteurs à combustion interne, qui permette de réduire considérablement les teneurs en particules ou en suie des gaz d'échappement, même pour des faibles températures de gaz d'échappement du moteur à combustion interne. La présente invention a en outre 

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 pour objectif de mettre à disposition un procédé correspondant d'épuration des gaz d'échappement de moteurs à combustion interne. 



   L'objectif est atteint selon l'invention par une installation d'épuration des gaz d'échappement dans laquelle un filtre à particules ou à suie, sous la forme d'un électrofiltre au moyen duquel il est possible d'éliminer les composants particulaires de manière partielle au moins ou le plus complètement possible, est placé en amont ou en aval d'un catalyseur de NOx. Un tel filtre électrique permet une réduction de la teneur en suie des gaz de combustion émis par rapport aux filtres à particules traditionnels avec des éléments de filtrage poreux, de plus le mode d'action de l'électrofiltre est essentiellement indépendant de la température des gaz d'échappement du moteur à combustion interne et ainsi de la température des gaz d'échappement au niveau de l'orifice d'admission du filtre à suie.

   De cette façon, indépendamment du mode de fonctionnement du moteur à combustion interne, une épuration très efficace des gaz d'échappement est possible du point de vue des particules entraînées, en particulier de la suie. Les conditions de fonctionnement du moteur peuvent ainsi être modulées sur de vastes plages par rapport aux installations d'épuration des gaz d'échappement traditionnelles comportant des filtres à pores, par exemple en ce qui concerne le rendement maximal du moteur, étant donné que, pour les filtres à pores, une température des gaz d'échappement la plus élevée possible est souhaitée, au moins pour le brûlage libre du filtre.

   En outre, sur la 

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 base de l'électrofiltre utilisé selon l'invention, il est possible d'employer avec flexibilité les autres dispositifs de l'installation d'épuration des gaz d'échappement, tels que d'autres catalyseurs ou échangeurs thermiques, indépendamment du filtre à suie et ainsi d'optimiser l'installation d'épuration des gaz d'échappement en ce qui concerne son rendement ou les conditions d'exploitation, comme par exemple la consommation d'énergie ou le besoin en maintenance de l'installation. En outre, seule une très faible contrepression de gaz d'échappement est produite grâce au filtre électrique, par rapport aux filtres à suie traditionnellement utilisés dans des systèmes correspondants, en particulier en relation avec les moteurs diesel.

   L'installation conforme à l'invention ou la combinaison du moteur à combustion interne avec filtre électrique présente ainsi également des avantages à des températures plus élevées, par exemple   >   400 C. 



   Si l'électrofiltre est placé en aval du catalyseur de NOx, un dimensionnement plus faible de l'installation d'épuration des gaz d'échappement est possible. Si l'électrofiltre est placé en amont du catalyseur de NOx, par exemple s'il est disposé directement derrière le moteur à combustion interne, c'est-à-dire placé en amont de toutes les autres composantes de l'installation d'épuration, les composantes suivantes, en particulier les catalyseurs, sont moins touchées par la poussière et la suie des gaz d'échappement. Les composantes, en particulier les catalyseurs, peuvent ainsi présenter une durée de vie 

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 ou d'utilisation beaucoup plus élevée. En outre, l'électrofiltre permet d'éliminer en même temps les inhibiteurs de catalyseur hors des gaz d'échappement. 



   Le carburant du moteur peut être n'importe quel combustible liquide ou gazeux. 



   Le catalyseur de NOx peut être directement placé en aval du moteur à combustion interne, il se produit notamment de préférence une injection d'un produit réactif pour la transformation des oxydes d'azote directement derrière le moteur à combustion interne, sachant qu'entre la buse du produit réactif et le catalyseur de NOx, de préférence au moins un mélangeur est prévu pour mélanger le produit réactif au gaz d'échappement à épurer. Le mélangeur peut être configuré en tant que mélangeur statique. En variante, le catalyseur de NOx peut être directement placé en aval de l'électrofiltre. 



   De préférence, on place un catalyseur d'oxydation entre le catalyseur de NOx et l'électrofiltre de telle sorte que les gaz d'échappement à épurer soient amenés vers l'électrofiltre à partir du moteur à combustion interne en passant par le catalyseur de NOx et le catalyseur d'oxydation. Il est entendu que, le cas échéant, d'autres dispositifs peuvent être disposés entre les différents dispositifs cités. De préférence, le catalyseur de NOx et le catalyseur d'oxydation sont montés directement l'un derrière l'autre, le cas échéant, ils peuvent également être disposés dans un boîtier commun. 



   En variante, il est possible de placer l'électrofiltre en aval du moteur à combustion interne, 

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 de le monter directement en aval de préférence, et de le placer en amont du catalyseur de NOx, sachant que le catalyseur d'oxydation est placé en aval du catalyseur de NOx, monté directement en aval de préférence. 



   Grâce au catalyseur d'oxydation, il est possible d'oxyder des composants oxydables du gaz d'échappement quittant le catalyseur de NOx. Il peut s'agir en particulier d'un produit réactif excédentaire ou d'une composante de celui-ci ou d'un produit intermédiaire de la réaction du produit réactif avec les dioxydes d'azote. Lors de l'utilisation d'ammoniaque ou d'urée en tant que produit réactif, il est ainsi possible d'éviter des émissions d'ammoniaque non transformé. 



  D'autres composantes des gaz d'échappement, telles que des hydrocarbures non entièrement brûlés, du monoxyde de carbone ou des matières similaires, peuvent en outre être oxydées. 



   De préférence, un échangeur thermique est placé entre le catalyseur de NOx et l'électrofiltre pour la réduction de la température des gaz d'échappement. De préférence, l'échangeur thermique est disposé entre le catalyseur d'oxydation et l'électrofiltre et relié à ces derniers par la technique des fluides. De manière particulièrement préférée, l'échangeur thermique est placé directement en amont de l'électrofiltre de telle sorte que les gaz d'échappement quittant l'échangeur thermique soient directement conduits à l'orifice d'admission de gaz de l'électrofiltre. Une exploitation de l'installation d'épuration des gaz d'échappement avec un apport d'énergie particulièrement faible et une 

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 épuration des gaz d'échappement particulièrement efficace est ainsi possible. 



   En variante, l'électrofiltre est placé en amont du catalyseur de NOx dans le sens d'écoulement et l'échangeur thermique, en aval du catalyseur de NOx. 



   De manière particulièrement préférée, l'électrofiltre, le catalyseur de NOx, le catalyseur d'oxydation et l'échangeur thermique sont montés les uns derrière les autres dans l'ordre cité, dans le sens d'écoulement du gaz d'échappement, disposés de préférence toujours directement les uns derrière les autres de telle sorte que le gaz d'échappement à épurer soit amené vers les dispositifs cités les uns après les autres directement. 



   Selon un mode de réalisation alternatif préféré, le catalyseur de NOx, le catalyseur d'oxydation, l'échangeur thermique et l'électrofiltre sont montés les uns derrière les autres dans l'ordre cité, dans le sens d'écoulement du gaz d'échappement, disposés de préférence toujours directement les uns derrière les autres de telle sorte que le gaz d'échappement à épurer soit amené vers les dispositifs cités les uns après les autres directement. 



   Une installation d'épuration des gaz d'échappement avec filtre électrique, également, apporte déjà des avantages particuliers, installation qui, en partant des modes de réalisation décrits, ne comprend aucun catalyseur de NOx et/ou catalyseur d'oxydation. 



  L'électrofiltre peut à ce sujet être placé en amont ou en aval d'un échangeur thermique dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement. Le cas échéant, 

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 pour chacune des variantes citées, il est possible de disposer un catalyseur d'oxydation en amont de l'échangeur thermique dans le sens d'écoulement. 



  L'électrofiltre peut être disposé ici aussi directement derrière le moteur à combustion interne. 



   Comme catalyseurs de NOx, on peut utiliser différents catalyseurs connus, par exemple des catalyseurs de NOx à accumulation dans lesquels, à partir des oxydes d'azote, par transformation catalytique avec un matériau d'accumulation, tel que par exemple de l'hydrogénocarbonate de baryum, les oxydes d'azote sont combinés par la transformation dans d'autres combinaisons telles que des nitrates, par exemple. D'autres substances absorbantes peuvent être par exemple des oxydes de calcium, magnésium, baryum ou zirconium. Le fluide accumulateur doit être régulièrement régénéré à des températures plus élevées, par exemple à plus de 650 C. On peut utiliser, comme composante catalytique, des métaux précieux tels que le platine ou le rhodium. 



   De préférence, le catalyseur de NOx est un catalyseur SCR dans lequel la transformation des oxydes d'azote en d'autres matières moins inquiétantes du point de vue écologique a lieu dans une réduction catalytique sélective. Les oxydes d'azote contenus dans le gaz d'échappement peuvent, par exemple, être transformés sur des catalyseurs adaptés par l'ajout d'ammoniaque en présence d'oxygène avec formation d'oxyde d'azote et d'eau. En tant que moyen de réduction, on peut notamment utiliser aussi de l'urée, en particulier sous la forme d'une solution urique 

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 aqueuse (par exemple avec une teneur en urée allant de 20 à 60% en poids ou de 30 à 50% en poids, en particulier environ 40% en poids) ou sous une forme solide également ou le cas échéant d'hydrocarbure également à la place ou en plus de l'ammoniaque.

   De tels hydrocarbures peuvent le cas échéant également être fournis par le combustible du moteur à combustion interne, par exemple le diesel ou une huile végétale. 



  Divers types de catalyseur peuvent être utilisés, par exemple des catalyseurs avec un substrat revêtu d'un matériau à effet catalytique. De préférence, on utilise des catalyseurs à contact complet SCR dans lesquels le catalyseur est entièrement constitué d'un matériau actif. Les composantes actives peuvent être, par exemple, du Ti02, W03, V2O5 ou d'autres matériaux qui contiennent par exemple du CuO ou du Mn02. Les matériaux sont alors transformés d'une manière connue en une matière à mouler extrudable à partir de laquelle l'élément de catalyseur est fabriqué. Le produit réactif pour la transformation des oxydes d'azote peut, lors d'une température de gaz d'échappement située entre 230 et 250 C environ ou plus élevée, être injecté dans les gaz d'échappement brûlants. 



   Lors de l'utilisation d'une solution urique aqueuse en tant que produit réactif, l'urée se décompose en ammoniaque et en dioxyde de carbone, en réagissant partiellement avec de la vapeur d'eau, avec formation de produits intermédiaires. Les produits intermédiaires, tels que l'acide cyanique ou l'ammoniaque produit, peuvent réagir avec le NOx en formant de l'azote et de la vapeur d'eau. La 

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 température de travail la plus favorable du catalyseur SCR se situe entre environ 375 C et environ 475 C. Le catalyseur SCR peut, par exemple, fonctionner dans une plage de température située entre environ 375 C et environ 425 C. 



   L'installation d'épuration des gaz d'échappement conforme à l'invention peut, en particulier avec l'utilisation de l'électrofiltre, être conçue de telle sorte que les gaz d'échappement soient épurés jusqu'à une teneur particulaire inférieure ou égale à 25 mg/Nm3 sec pour 5% en volume d'oxygène   (Nm3 .   mètre cube à l'état normal dans des conditions standard   (NTP)),   de préférence inférieure ou égale à 15 ou inférieure ou égale à 10   mg/Nm3sec.   



   L'installation d'épuration des gaz d'échappement conforme à l'invention peut être conçue en particulier pour une quantité de gaz d'échappement en exploitation en charge nominale allant de 500 à 50 000, par exemple allant de 1000 à 30 000   Bm3/hhumide     (Bm3 .   mètre cube de service) ou fonctionner avec une telle quantité de gaz d'échappement sans y être limitée. Notamment, l'installation d'épuration des gaz d'échappement peut être conçue pour une quantité de gaz d'échappement allant de 3000 à 10 000   Bm3/hhumide,   en particulier 10 000   Bm3/hhumide   environ, ou fonctionner avec celle-ci, ce qui se rapporte respectivement à l'exploitation en charge nominale moyenne.

   L'installation peut toutefois aussi être conçue pour des quantités de gaz d'échappement supérieures ou inférieures, le cas échéant. 

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   Il est entendu que les moteurs à combustion interne peuvent aussi être des moteurs automobiles ou d'autres moteurs diesel par exemple, en particulier des moteurs de bateau, y compris les moteurs se trouvant sur des bateaux. 



   Une telle installation d'épuration des gaz d'échappement s'est avérée particulièrement avantageuse en combinaison avec un moteur à combustion interne, par exemple avec un moteur diesel, lequel fonctionne avec une huile végétale, une graisse végétale et/ou une graisse animale, y compris des graisses ou huiles usagées respectivement. En même temps ou indépendamment de cela, le moteur peut également fonctionner au moyen d'un combustible liquide fossile. Il est entendu que le combustible respectif, en particulier de l'huile ou de la graisse, est conduit sous une forme liquide vers le moteur à combustion interne et peut aussi être entièrement ou partiellement solide à température ambiante ou à des températures inférieures. 



  L'installation d'épuration des gaz d'échappement conforme à l'invention a particulièrement fait ses preuves pour de tels combustibles. 



   Le moteur à combustion interne cité peut, avec l'utilisation d'une installation d'épuration des gaz d'échappement conforme à l'invention, fonctionner en particulier à une température de gaz d'échappement, au niveau de l'orifice de sortie du moteur à combustion interne, inférieure ou égale à 400 C, en particulier inférieure ou égale à 390 C ou 380 C, de manière spéciale aussi à une température de gaz d'échappement inférieure ou égale à 360 C, de préférence à une 

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 température supérieure à 360 C mais aussi à une température supérieure à 400 C.

   Du fait des températures de gaz d'échappement comparativement faibles, l'utilisation de filtres à suie traditionnels avec des éléments de filtrage poreux s'accompagne de grandes difficultés ou n'est pas possible étant donné que, notamment, une régénération des filtres par un brûlage libre est rendue difficile. 



   L'invention est décrite ci-après à titre d'exemple et expliquée au moyen de la figure à titre d'exemple. 



   Sur la figure, une installation d'épuration des gaz d'échappement conforme à l'invention est représentée en combinaison avec un moteur à combustion interne 1. L'installation d'épuration des gaz d'échappement 2 comprend un orifice d'admission des gaz d'échappement 3 relié à l'orifice de sortie des gaz d'échappement du moteur à combustion interne, sachant que les gaz d'échappement sont conduits via une conduite d'écoulement 4 vers un catalyseur de NOx 5 et un catalyseur d'oxydation 6 placé en aval de celui-ci dans le sens d'écoulement (flèches). Le catalyseur de NOx 5 et le catalyseur d'oxydation 6 sont directement disposés l'un derrière l'autre et peuvent être disposés dans le même boîtier ou dans des boîtiers différents. 



  En outre, dans le sens d'écoulement, après le catalyseur d'oxydation 6 est prévu un échangeur thermique 7, sachant que celui-ci est disposé, d'après l'exemple de réalisation, directement derrière le catalyseur d'oxydation. Les gaz d'échappement (flèche) refroidis quittant l'échangeur thermique 7 sont ensuite conduits vers un électrofiltre 8 qui peut notamment 

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 être disposé directement derrière l'échangeur thermique. 



  L'électrofiltre est actionné par une composante à haute tension 9. Ensuite, les gaz d'échappement sont évacués dans l'environnement par le biais d'un silencieux 10 et d'une cheminée 11. 



   Grâce à la disposition de l'électrofiltre, les gaz d'échappement du moteur à combustion interne sont très efficacement débarrassés des particules, en particulier de la suie, sachant que les conditions opératoires du moteur à carburant sont sélectionnées de manière pratiquement indépendante de l'électrofiltre et peuvent, par exemple, être exploitées en ce qui concerne le rendement du moteur. En outre, l'électrofiltre est placé en aval de l'échangeur thermique de telle sorte que des pertes de chaleur puissent être minimisées et que l'installation d'épuration puisse être exploitée avec un faible apport d'énergie. La température du gaz d'échappement conduit vers le filtre ne doit plus être adaptée comme c'est le cas pour les installations traditionnelles en ce qui concerne une régénération du filtre par le brûlage libre. 



   Conformément à l'exemple de réalisation, le catalyseur de NOx est un catalyseur SCR, sachant que l'on utilise une solution urique aqueuse (40 % en poids) en tant que produit réactif pour la transformation des oxydes d'azote. La solution urique est injectée dans le flux de gaz d'échappement au moyen d'une buse pour produit réactif 12 et d'un système de dosage 13. 



  L'injection du produit réactif peut être régulée par définition des réseaux de caractéristiques en fonction de la puissance existante du moteur à combustion 

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 interne et/ou de l'émission de NOx ou généralement en fonction de la composition des gaz d'échappement ou en fonction d'autres paramètres. Le système de dosage prélève le produit réactif à partir d'un réservoir de stockage du produit réactif 14 par le biais d'une pompe 15, sachant que le réservoir de stockage peut être alimenté en produit réactif par le biais d'un plus grand bac de stockage (non représenté). 



   Le produit réactif injecté est ensuite mélangé de manière homogène au gaz d'échappement par le biais d'un ou de plusieurs mélangeurs 16 qui peuvent être réalisés sous la forme de mélangeurs statiques. Les conduites transportant les gaz d'échappement du système d'épuration des gaz d'échappement, qui sont placées après la buse du produit réactif dans le sens d'écoulement, peuvent à ce sujet également servir de section de thermolyse dans laquelle le produit réactif, par exemple de l'urée, est partiellement ou entièrement thermolysé et, à cette occasion, la composante réactive est libérée pour la transformation des oxydes d'azote dans le catalyseur de NOx. Dans le cas de l'urée, cette composante réactive est de l'ammoniaque.

   Le mélange gazeux des gaz d'échappement avec le produit réactif pénètre ensuite dans le catalyseur de NOx dont la température de travail la plus favorable peut se situer entre 375 C et 475 C, également en dessous de 375 C, le cas échéant. La température maximale de fonctionnement continu du catalyseur peut s'élever à 500 C, des brèves températures de pointe supérieures à 500 C sont possibles. 

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   L'injection du produit réactif, tel que par exemple une solution urique, a lieu sous air comprimé, moyen par lequel le produit réactif est réparti en un aérosol, ce qui se produit de préférence au centre du flux brûlant de gaz d'échappement. L'air comprimé permet en outre de refroidir la conduite d'amenée du produit réactif, ce qui empêche une évaporation de la solution et ainsi une obstruction de la conduite. Un dosage plus précis, en particulier pour l'obtention de teneurs plus faibles en NOx ou également en SO2, est possible par une mesure en ligne des émissions de NOx après le catalyseur, par exemple dans la cheminée, et l'utilisation de la valeur mesurée en tant grandeur réglée dans un dispositif de commande associé. 



   Les composantes du gaz d'échappement oxydables, quittant le catalyseur de NOx, sont entièrement oxydées par le catalyseur d'oxydation 6. Cela concerne en particulier l'ammoniaque quittant le catalyseur de NOx en raison d'un surdosage du produit réactif, lequel peut être du gaz ammoniaque ou de l'urée. Il est ainsi possible d'exploiter l'installation avec un rapport feed élevé (rapport molaire du produit réactif affluant dans le catalyseur de NOx relativement au NOx) s'élevant à peu près à 1. Il est ainsi possible, par exemple, d'utiliser de l'ammoniaque en tant que produit réactif. Dans le cas de l'urée, le rapport feed s'élève généralement à 0,5. 



   L'injection du produit réactif (par exemple, d'une solution urique aqueuse) peut avoir lieu avec définition des réseaux de caractéristiques. L'injection peut se faire notamment lorsque la température des gaz 

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 d'échappement, derrière le catalyseur, est de 250 C ou supérieure. 



   Le gaz d'échappement est refroidi dans l'échangeur thermique placé en aval du catalyseur d'oxydation, par exemple, à une température de gaz d'échappement allant jusqu'à 200 C ou jusqu'à 150 C, de préférence jusqu'à 100 C ou toujours inférieure, par exemple jusqu'à 75 C sans y être limité. La chaleur produite dans l'échangeur thermique peut être utilisée d'une autre façon. 



   Les numéros de référence 8a, 9a indiquent un mode de réalisation alternatif, particulièrement préféré, dans lequel l'électrofiltre 8a avec la composante à haute tension 9a est disposé entre le moteur à combustion interne 1 et le catalyseur de NOx 5, au lieu de l'être derrière le catalyseur d'oxydation, comme c'est montré sur la figure. Ainsi, les catalyseurs seront beaucoup moins chargés en particules, suie et inhibiteurs de catalyseur. La disposition des composantes de l'installation d'épuration peut rester du reste inchangée ou être modifiée selon les diverses modifications décrites ici. L'électrofiltre peut en particulier être disposé directement derrière le moteur. 



   Du gaz d'échappement refroidi est ainsi conduit vers l'électrofiltre 8, sachant que les particules contenues dans le gaz d'échappement, telles que la suite, en particulier, sont éliminées. Comme électrofiltre, on peut utiliser n'importe quel électrofiltre conventionnel adapté. Le chargement électrostatique des particules contenues dans le gaz d'échappement peut se faire au moyen d'électrodes 

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 d'émission spéciales, lesquelles produisent une décharge en effet de couronne pour l'ionisation du gaz et pour le chargement électrostatique des particules de poussière.

   La séparation des particules à charge négative peut avoir lieu sur les électrodes de dépôt à polarisation positive et mises à la terre, sachant que les particules sont éliminées des électrodes à partir de la chambre de séparation traversée, au moyen de dispositifs adaptés tels que, par exemple, au moyen de petits marteaux et peuvent être éliminées du filtre par des dispositifs adaptés tels que des vis d'évacuation. 



  La teneur en particules ou en poussière dans le flux de gaz d'échappement, quittant l'électrofiltre, peut s'élever à environ 10 mg/Nm3 sec pour 5% en volume d'oxygène. 



   L'installation d'épuration des gaz d'échappement peut être conçue pour une quantité de gaz de combustion de 10 000   Bm3/hhumide   par exemple. 



   En particulier lors de la combustion d'huiles végétales, telles que des huiles usagées par exemple, pour leur utilisation, les gaz d'échappement peuvent être très efficacement débarrassés de particules telles que la suie au moyen de l'installation d'épuration des gaz conforme à l'invention mais aussi pour des graisses végétales ou animales ou des combustibles liquides fossiles ou des matières similaires. 

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   LISTE DES NUMEROS DE REFERENCE 1 Moteur à combustion interne 2 Installation d'épuration des gaz d'échappement 3 Orifice d'admission des gaz d'échappement 4 Conduite d'écoulement 5 Catalyseur de NOx 6 Catalyseur d'oxydation 7 Échangeur thermique 8 Filtre électrique 8a Filtre électrique (variante) 9 Composante à haute tension 9a Composante à haute tension (variante) 10 Silencieux 11 Cheminée 12 Buse du produit réactif 13 Système de dosage 14 Réservoir de stockage du produit réactif 15 Pompe 16 Mélangeur

Claims (18)

  1. INSTALLATION D'EPURATION DES GAZ D'ECHAPPEMENT POUR MOTEURS A COMBUSTION ET PROCEDE D'EPURATION DES GAZ D'ECHAPPEMENT REVENDICATIONS 1. Installation d'épuration des gaz d'échappement destinée à l'épuration des gaz d'échappement de moteurs à combustion interne, l'installation d'épuration des gaz d'échappement comprenant un orifice d'admission des gaz d'échappement destiné à faire passer les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne et un catalyseur de NOx destiné à la transformation catalytique des gaz de NOx ainsi qu'un filtre à suie, caractérisée en ce le catalyseur de NOx (5) est conçu comme un catalyseur SCR opérant la réduction catalytique sélective des dioxides d'azote ou comme un catalyseur d'absorption de NOx et qu'un filtre à suie sous la forme d'un électrofiltre (8) est monté en aval du catalyseur de NOx (5).
  2. 2. Installation d'épuration des gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un catalyseur d'oxydation (6) est disposé dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement à l'arrière du catalyseur de NOx (5), lequel catalyseur d'oxydation est monté en amont d'un électrofiltre disposé éventuellement en aval du catalyseur de NOx.
  3. 3. Installation d'épuration des gaz d'échappement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'un échangeur ther- <Desc/Clms Page number 20> mique (7) destiné à diminuer la température des gaz d'échappement est monté en aval du catalyseur de NOx (5) dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement, lequel échangeur est monté en amont d'un électrofiltre disposé éventuellement en aval du catalyseur de NOx.
  4. 4. Installation d'épuration des gaz d'échappement selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que l'électrofiltre (8) est monté en aval du catalyseur de NOx (5) dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement et en ce que le catalyseur d'oxydation (6) et/ou l'échangeur thermique (7) sont montés en amont de l'électrofiltre dans le sens d'écoulement.
  5. 5. Installation d'épuration des gaz d'échappement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un catalyseur de NOx (5), un catalyseur d'oxydation (6), un échangeur thermique (7) et un électrofiltre (8) sont disposés les uns derrière les autres dans l'ordre cité dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement et sont reliés les uns aux autres en guidant les gaz d'échappement.
  6. 6. Installation d'épuration des gaz d'échappement en combinaison avec un moteur à combustion interne, qui est relié en guidant les gaz d'échappement à l'installation d'épuration destinée à épurer les gaz d'échappement du moteur, l'installation d'épuration comprenant un filtre à suie, caractérisée en ce que le filtre à suie est conçu comme un électrofiltre (8) et qu'un catalyseur de NOx (5), placé en amont de l'électrofiltre, sous la forme d'un catalyseur SCR ou d'un catalyseur d'absorption de NOx est prevu, ou que le filtre à suie est conçu comme un électrofiltre (8) et monté directement en aval du moteur à combustion interne et qu'un catalyseur de NOx (5), monté en aval de l'électrofiltre, sous la forme d'un catalyseur SCR ou d'un catalyseur d'absorption de NOx est prevu. <Desc/Clms Page number 21>
  7. 7. Installation d'épuration des gaz d'échappement avec moteur à combustion interne selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'installation d'épuration des gaz d'échappement (2) est conçue selon l'une des revendications 1 à 5 et en ce que le moteur à combustion interne est relié en entraînant les gaz d'échappement au catalyseur de NOx (5) de l'installation d'épuration des gaz d'échappement, catalyseur à l'amont ou à l'aval duquel est monté un électrofiltre (8) dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement.
  8. 8. Installation d'épuration des gaz d'échappement en combination avec un moteur à combustion interne, selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'un électrofiltre (8), un catalyseur de NOx (5), un catalyseur d'oxydation (6) et un échangeur thermique (7) sont disposés les uns derrière les autres dans l'ordre cité dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement et sont reliés les uns aux autres en guidant les gaz d'échappement.
  9. 9. Installation d'épuration des gaz d'échappement avec moteur à combustion interne selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'installation d'épuration des gaz d'échappement (2) comprend un échangeur thermique (7) destiné à refroidir les gaz d'échappement du moteur à combustion interne, et en ce que l'électrofiltre (8) est monté en amont ou en aval de l'échangeur thermique dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement.
  10. 10. Installation d'épuration des gaz d'échappement avec moteur à combustion interne selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que le moteur à combustion interne (1) peut fonctionner avec une ou plusieurs matières faisant partie du groupe des huiles végétales, des graisses végétales, des graisses animales et/ou avec des combustibles liquides fossiles. <Desc/Clms Page number 22>
  11. 11. Installation d'épuration des gaz d'échappement avec moteur à combustion interne selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisée en ce que le moteur à combustion interne (1) peut fonctionner à une température des gaz d'échappement inférieure ou égale à 400 C.
  12. 12. Procédé d'épuration des gaz d'échappement de moteurs à combustion interne, les gaz d'échappement du moteur étant amenés à un orifice d'admission d'une installation d'épuration des gaz d'échappement et l'installation d'épuration des gaz d'échappement comprenant un filtre à suie destiné à l'épuration des gaz d'échappement, caractérisé en ce que le filtre à suie est conçu comme un électrofiltre (8) et que les gaz d'échappement sont amenés vers un catalyseur de NOx (5), placé en amont de l'électrofiltre , sous la forme d'un catalyseur SCR ou d'un catalyseur d'absorption de NOx, ou que le filtre à suie est conçu comme un électrofiltre (8) et est placé directement en aval du moteur de combustion interne et que les gaz d'échappement sont amenés vers un catalyseur de NOx (5), placé en aval de l'électrofiltre,
    sous la forme d'un catalyseur SCR ou d'un catalyseur d'absorption de NOx.
  13. 13. Procédé d'épuration des gaz d'échappement selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'une installation d'épuration des gaz d'échappement (2) selon l'une des revendications 1 à 6 est utilisée pour l'épuration des gaz d'échappement.
  14. 14. Procédé d'épuration des gaz d'échappement selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'une installation d'épuration des gaz d'échappement (2) est utilisée pour l'épuration des gaz d'échappement, laquelle installation comprend un échangeur thermique (7) destiné à refroidir les gaz d'échappement du moteur à combustion interne, dans laquelle un électrofiltre (8) est monté en amont ou en aval de l'échangeur <Desc/Clms Page number 23> thermique dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement.
  15. 15. Procédé d'épuration des gaz d'échappement selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le moteur à combustion interne (1) fonctionne avec une ou plusieurs matière(s) faisant partie du groupe de l'huile végétale, de la graisse végétale, de la graisse animale et/ou avec des combustibles liquides fossiles.
  16. 16. Procédé d'épuration des gaz d'échappement selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que le moteur (1) fonctionne avec une température de gaz d'échappement inférieure ou égale à 400 C.
  17. 17. Procédé d'épuration des gaz d'échappement selon l'une des revendications 12 à 16, caractérisé en ce que les gaz d'échappement sont épurés jusqu'à une teneur en particules inférieure ou égale à 25 mg/Nm3sec pour 5% en volume d'oxygène par rapport à un orifice d'échappement des gaz d'échappement de l'électrofiltre (8).
  18. 18. Procédé d'épuration des gaz d'échappement selon l'une des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que l'installation d'épuration des gaz d'échappement (2) fonctionne avec une quantité de gaz d'échappement allant, dans le cas d'une charge nominale, de 500 à 50000 Bm3/hhumide.
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