BR112019008306B1 - Filtro de monólito de fluxo de parede catalítico, sistema de tratamento de emissão, e, métodos para fabricação de um filtro de monólito de fluxo de parede catalítico e para tratamento de um fluxo de um gás de escape de combustão - Google Patents
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Abstract
Um filtro de monólito de fluxo de parede catalítico para uso em um sistema de tratamento de emissão compreende um substrato de fluxo de parede tendo uma primeira face, uma segunda face, e primeira e segunda 5 pluralidades de canais, em que a primeira pluralidade de canais é aberta na primeira face e fechada na segunda face, e a segunda pluralidade de canais é aberta na segunda face e fechada na primeira face. O filtro de monólito compreende um substrato poroso tendo uma primeira zona que se estende da primeira face em direção à segunda face e uma segunda zona que se estende da segunda face em direção à primeira face, onde cada uma das zonas tem menos que o comprimento do filtro. Um primeiro 0 material catalítico é distribuído ao longo da primeira zona do substrato poroso, e um segundo material catalítico cobre pelo menos uma porção das superfícies na segunda zona do substrato poroso.
Description
[001] A presente invenção se refere a um monólito de fluxo de parede catalítico adequado para uso em um sistema de tratamento de emissão, tal como em sistemas móveis e estacionários tendo sistema de escape de combustão interna. O monólito provê um método efetivo para remediar correntes de escape de motor.
[002] Emissões de motores de combustão interna, incluindo motores diesel, são reguladas por legislação posta em prática por governos em todo o mundo. A quantidade de um único material, tal como monóxido de carbono (CO), ou uma mistura de materiais relacionados, tal como matéria particulada (PM) ou NOx, presente no gás que deixa o sistema de escape de um motor é limitada por exigências legisladas por vários governos. Os fabricantes estão procurando atender essas exigências legisladas por uma combinação de projeto de motor e pós tratamento de gás de escape. Os sistemas de escape usados para realizar pós tratamento de gás de escape normalmente compreendem uma série de catalisadores e/ou filtros que são projetados para realizar certas reações que reduzem a quantidade de espécies de gás de escape limitadas por tal legislação.
[003] Uma corrente de escape de motor diesel é um mistura heterogênea que contém não apenas emissões gasosas, tais como monóxido de carbono (“CO”), hidrocarbonetos não queimados (“HC”) e óxidos de nitrogênio (“NOx”), mas também materiais de fase condensada (líquidos e sólidos) que constituem os assim chamados particulados ou matéria particulada. Frequentemente, composições de catalisador e substratos nos quais as composições são dispostas são providas em sistemas de escape de motor diesel para converter certos ou todos esses componentes de escape a componentes inócuos, tais como água e nitrogênio. Por exemplo, sistemas de escape diesel podem conter um ou mais de um catalisador de oxidação diesel, um filtro de fuligem e um catalisador para a redução de NOx.
[004] As emissões de matéria particulada diesel total de correntes de escape diesel incluem uma fração carbonácea seca sólida, uma assim chamada fração de fuligem. Esta matéria carbonácea seca contribui para emissões de fuligem visíveis normalmente associada com escapes diesel.
[005] Uma tecnologia pós-tratamento chave em uso para alta redução de matéria particulada é o filtro de particulado diesel. Existem diversas estruturas de filtro conhecidas que são efetivas na remoção de matéria particulada de correntes de escape diesel, tais como filtros de fluxo de parede alverolares, filtros de fibra enrolados ou empacotados, espumas de célula aberta, filtros de metal sinterizados, etc. Entretanto, filtros de fluxo de parede cerâmicos, descritos a seguir, são o tipo mais popular. Esses filtros são capazes de remover mais de 90% do material particulado de correntes de escape diesel. O filtro é uma estrutura física para remover partículas de correntes de escape. Acúmulo de partículas no filtro aumentará a contrapressão do filtro no motor. Dessa forma, as partículas que se acumulam têm que ser continuamente, ou periodicamente, eliminadas do filtro por queima para manter uma contrapressão aceitável. Infelizmente, as partículas de fuligem de carbono podem algumas vezes precisar de temperaturas superiores a 500 °C para queimar em condições de escape ricas (pobres) em oxigênio. Esta temperatura é maior que aquelas tipicamente presentes (200 - 400 °C) em correntes de escape diesel.
[006] Os dois principais métodos para regenerar um filtro pela remoção de fuligem do filtro usam regeneração passiva ou ativa passiva. Regeneração passiva queima a fuligem do filtro pelo aumento da concentração de NO2 sobre o catalisador no filtro. Regeneração ativa remove fuligem de um filtro de fuligem pelo aumento da temperatura de fuligem aprisionada no filtro para cerca de 500 - 550 °C para queimar a fuligem e regenerar o filtro. Uma maneira de aumentar a temperatura do filtro é introduzir intermitentemente combustível de hidrocarbonetos adicional no gás de escape antes do filtro de fuligem e queimar este hidrocarboneto adicional para aumentar a temperatura do filtro. A combustão do combustível de hidrocarbonetos adicional pode ser feita no próprio filtro pelo revestimento do filtro com um catalisador promotor de combustão adequado. Um filtro adequadamente catalisado é frequentemente referido como um filtro de fuligem catalisado, ou CSF.
[007] Durante regeneração ativa o CSF pode precisar atingir temperaturas de aproximadamente 500 - 550° C para permitir que a matéria particulada seja removida (queimada) a uma taxa suficiente. Entretanto, se, durante um evento de regeneração ativa, um período de baixo fluxo de gás de escape ocorrer, por exemplo, quando o motor/veículo é levado a trabalhar sem carga, o reduzido fluxo de gás impede que calor seja removido do CSF. Isto pode fazer com que partes do filtro atinjam temperaturas superiores a 1.000° C. Tais altas temperaturas podem causar dois problemas principais. Primeiramente, o catalisador pode sinterizar, reduzindo sua área de superfície e, em decorrência disso, a atividade do catalisador se perde. Em segundo lugar, altos gradientes térmicos podem ocorrer no substrato, levando a tensão mecânica causada por diferenças na expansão térmica. Em condições extremas, os gradientes e tensões térmicas podem fazer com que os substratos trinquem, por meio disso resultando em uma falha da integridade do CSF.
[008] Portanto, o desafio é em controlar a regeneração ativa do CSF de forma que ele possa atingir temperaturas suficientemente altas para remover matéria particulada, mas não tão altas a ponto de causar dano no catalisador e/ou no substrato de filtro.
[009] Como aqui notado, as correntes de escape diesel também contêm NOx. Uma tecnologia de redução de NOx comprovada útil com condições de escape pobres é Redução Catalítica Seletiva (SCR). Neste processo, NOx é reduzido com amônia (NH3) a nitrogênio (N2) em um catalisador tipicamente composto de metais bases. Esta tecnologia é capaz de redução NOx maior que 90%, e dessa forma representa uma das melhores abordagens para atingir metas de redução de NOx agressivas. SCR provê conversões eficientes de NOx desde que a temperatura de escape esteja dentro da faixa de temperatura ativa do catalisador.
[0010] Substratos separados, cada qual contendo catalisadores para abordar componentes discretos do escape, podem ser providos em um sistema de escape. Entretanto, o uso de menos substratos é desejável para reduzir o tamanho geral do sistema, para facilitar a montagem do sistema, e reduzir o custo geral do sistema. Uma abordagem para atingir esta meta é revestir o filtro de fuligem com uma composição de catalisador efetiva para a conversão de NOx a componentes inócuos. Com esta abordagem, o filtro de fuligem catalisado assume duas funções de catalisador: remoção do componente particulado da corrente de escape e conversão do componente NOx da corrente de escape a nitrogênio.
[0011] Filtros de fuligem revestidos que podem atingir metas de redução de NOx exigem que um carregamento suficiente de um catalisador SCR no filtro de fuligem tenha sítios ativos suficientes para permitir as taxas desejadas de redução de NOx. A perda gradual da efetividade catalítica das composições que ocorre com o tempo através de exposição a certos componentes deletérios da corrente de escape aumenta a necessidade de maiores carregamentos de catalisador da composição de catalisador SCR. Entretanto, a preparação de filtros de fuligem revestidos com maiores carregamentos de catalisador pode levar a contrapressão inaceitavelmente alta no sistema de escape. Técnicas de revestimento que permitem maiores carregamentos de catalisador no filtro de fluxo de parede, e ainda assim permitem que o filtro mantenha características de fluxo que atingem contrapressões aceitáveis, são portanto desejáveis.
[0012] Um aspecto adicional para consideração no revestimento do filtro de fluxo de parede é a seleção da composição de catalisador SCR apropriada. Primeiro, a composição de catalisador tem que ser durável de maneira que ela mantenha sua atividade catalítica de SCR mesmo após prolongada exposição a maiores temperaturas que são características de regeneração de filtro. Por exemplo, combustão da fração de fuligem da matéria particulada frequentemente leva a temperatura geral dos filtros na faixa de 500 - 600 °C, com temperaturas localizadas acima de 700 °C. Tais temperaturas tornam muitas composições de catalisador de SCR normalmente usados tais como óxidos mistos de vanádio e titânio cataliticamente menos efetivas. Segundo, as composições de catalisador de SCR preferivelmente têm uma faixa de temperatura operacional ampla o bastante para que elas possam acomodar as faixas de temperaturas variáveis nas quais o veículo opera. Temperaturas abaixo de 300 °C são tipicamente encontradas, por exemplo, em condições de baixa carga, ou na partida. As composições de catalisador de SCR são preferivelmente capazes de catalisar a redução do componente NOx do escape para atingir metas de redução de NOx, mesmo a menos temperaturas de escape.
[0013] US8617476 descreve um filtro alveolar caracterizado pela quantidade de zeólita suportada nas paredes de canal e a condutividade térmica das paredes.
[0014] US8398925 descreve um substrato de filtro de particulado para um motor de combustão interna. O substrato de filtro é revestido com um revestimento reativo tendo regiões de diferentes densidades.
[0015] WO2005016497 descreve um sistema de tratamento de escape para remediar simultaneamente óxidos de nitrogênio (NOx), matéria particulada, e hidrocarbonetos gasosos presentes em correntes de escape de motor diesel. O sistema de tratamento de emissão tem um catalisador de oxidação a montante de um filtro de fuligem revestido com um material efetivo na Redução Catalítica Seletiva (SCR) de NOx por um agente redutor, por exemplo, amônia. Um método para dispor uma composição de catalisador SCR em um monólito de fluxo de parede que provê carregamento de catalisador adequado, mas que não resulta em contrapressões inadequadas no escape, é também descrito.
[0016] US2012/0247092 descreve um filtro multicomponentes para controle de emissão. Um artigo catalítico compreendendo um filtro de fluxo de parede tendo paredes permeáveis a gás, um catalisador de hidrólise, um catalisador de oxidação de fuligem opcional, um catalisador de Redução Catalítica Seletiva que permeia as paredes, um catalisador de oxidação de amônia e um catalisador de oxidação para oxidar CO e hidrocarbonetos é descrito. Métodos para tratar correntes de gás de escape compreendendo fuligem, um precursor de amônia tais como ureia, amônia, NOx, CO e hidrocarbonetos são também providos.
[0017] US2014/0140899 descreve um filtro de particulado catalisado, catalisado em seu lado de entrada com um catalisador tendo atividade na remoção de hidrocarbonetos e monóxido de carbono residuais e catalisação em condições operacionais do motor de queima rica a reação de óxidos de nitrogênio com hidrogênio e/ou monóxido de carbono a amônia e catalisado em seu lado de saída com um catalisador tendo atividade na redução seletiva de NOx pela reação com amônia que é formada no lado de entrada.
[0018] Dessa maneira, é desejável prover um monólito de fluxo de parede melhorado que provê uma melhoria na regeneração do filtro.
[0019] Em um primeiro aspecto da invenção, um filtro de monólito de fluxo de parede catalítico para uso em um sistema de tratamento de emissão compreende uma primeira face, uma segunda face, um comprimento do filtro definido pela distância da primeira face em direção à segunda face, uma direção longitudinal entre a primeira face e a segunda face, e primeira e segunda pluralidades de canais que se estendem na direção longitudinal, em que a primeira pluralidade de canais é aberta na primeira face e fechada na segunda face, e a segunda pluralidade de canais é aberta na segunda face e fechada na primeira face, em que o monólito compreende um substrato poroso tendo superfícies que definem os canais e tendo uma primeira zona que se estende na direção longitudinal da primeira face em direção à segunda face por uma distância menor que o comprimento do filtro e uma segunda zona que se estende na direção longitudinal da segunda face em direção à primeira face e que se estende na direção longitudinal por uma distância menor que o comprimento do filtro, em que um primeiro material catalítico é distribuído ao longo da primeira zona do substrato poroso, e um segundo material catalítico cobre as superfícies na segunda zona do substrato poroso e não é distribuído ao longo do substrato poroso.
[0020] Um segundo aspecto da invenção se refere a um sistema de tratamento de emissão para tratar um fluxo de um gás de escape de combustão onde o sistema compreende o filtro de monólito de fluxo de parede catalítico de acordo com o primeiro aspecto da invenção, em que a primeira face fica a jusante da segunda face, ou em que a segunda face fica a jusante da primeira face.
[0021] Um terceiro aspecto da invenção se refere ao método para a fabricação de um filtro de monólito de fluxo de parede catalítico, compreendendo: prover um substrato poroso tendo uma primeira face e uma segunda face que definem uma direção longitudinal entre as mesmas e primeira e segunda pluralidades de canais que se estendem na direção longitudinal, em que a primeira pluralidade de canais é aberta na primeira face e fechada na segunda face, e em que a segunda pluralidade de canais é aberta na segunda face e fechada na primeira face; infiltrar seletivamente o substrato poroso com um revestimento reativo contendo um primeiro material catalítico para formar uma primeira zona que inclui o primeiro material catalítico e uma segunda zona que é isenta do primeiro material catalítico, em que a primeira zona se estende na direção longitudinal da primeira face em direção à segunda face e a segunda zona se estende na direção longitudinal da segunda face e se estende até a primeira zona; e formar um revestimento de um segundo material catalítico, na segunda zona, cobrindo a superfície da segunda pluralidade de canais.
[0022] A invenção será agora descrita em relação às figuras não limitantes seguintes, em que: a Figura 1 é uma vista em perspectiva que mostra esquematicamente um filtro de monólito de fluxo de parede 1 em uma primeira orientação de acordo com a presente invenção.
[0023] A Figura 2 é uma vista seccional transversal do filtro de monólito de fluxo de parede 1 mostrado no plano A-A na Figura 1.
[0024] A Figura 3 é uma vista em perspectiva que mostra esquematicamente um filtro de monólito de fluxo de parede 1 em uma segunda orientação de acordo com a presente invenção.
[0025] A Figura 4 é uma vista seccional transversal do filtro de monólito de fluxo de parede 1 mostrado no plano A-A na Figura 3.
[0026] A Figura 5 é uma representação gráfica de um exemplo da quantidade de material catalítico (em peso) na primeira e segunda zonas do monólito.
[0027] A Figura 6 é uma representação gráfica de um outro exemplo da quantidade de material catalítico (em peso) na primeira e segunda zonas do monólito.
[0028] A Figura 7 é uma representação gráfica de um exemplo adicional da quantidade de material catalítico (em peso) na primeira e segunda zonas do monólito.
[0029] A Figura 8 é um diagrama esquemático de um sistema de tratamento de gás de escape para um motor diesel.
[0030] A presente invenção será agora adicionalmente descrita. Nas passagens seguintes, diferentes aspectos da invenção são definidos em mais detalhe. Cada aspecto assim definido pode ser combinado com qualquer outro aspecto ou aspectos, a menos que claramente indicado ao contrário. Em particular, qualquer recurso indicado como sendo preferido ou vantajoso pode ser combinado com qualquer outro recurso ou recursos indicados como sendo preferidos ou vantajosos.
[0031] A presente invenção se refere a um filtro de monólito de fluxo de parede catalítico para uso em um sistema de tratamento de emissão. Monólitos de fluxo de parede são bem conhecidos na técnica para uso em filtros de particulado diesel. Eles funcionam forçando um fluxo de gases de escape (incluindo matéria particulada) a passar através de paredes formadas de um material poroso.
[0032] O monólito de fluxo de parede tem uma primeira face e uma segunda face que definem uma direção longitudinal entre as mesmas. Em uso, uma da primeira face e da segunda face será a face de entrada para gases de escape e a outra será a face de saída para os gases de escape tratados. Como explicado a seguir, os inventores observaram certas vantagens associadas com cada uma das orientações da primeira e segunda faces em relação à direção de fluxo.
[0033] Um filtro de monólito de fluxo de parede compreende muitos canais paralelos separados por paredes finas que se estendem axialmente através do monólito e são revestidas com um ou mais catalisadores. O termo “paredes” significa a estrutura física do substrato que forma os canais. O termo “canal” significa um espaço formado por paredes no substrato. A seção transversal dos canais pode ser redonda, oval ou poligonal (triangular, quadrada, retangular, hexagonal ou trapezoidal). A estrutura é reminiscente de uma colmeia.
[0034] Um monólito de fluxo de parede tem primeira e segunda pluralidades de canais que se estendem na direção longitudinal. A primeira pluralidade de canais é aberta na primeira face e fechada na segunda face. A segunda pluralidade de canais é aberta na segunda face e fechada na primeira face. Os canais são preferivelmente paralelos entre si e provêm uma espessura de parede relativamente constante entre os canais. Em decorrência disso, gases que entram em um da pluralidade de canais não podem deixar o monólito sem difundir através das paredes de canal para a outra pluralidade de canais. Os canais são fechados com a introdução de um material vedador na extremidade aberta de um canal. Preferivelmente, o número de canais na primeira pluralidade é igual ao número de canais na segunda pluralidade, e cada pluralidade é uniformemente distribuída no monólito.
[0035] O monólito de fluxo de parede compreende inúmeras células. O termo “célula” significa um canal circundado por uma ou mais paredes. O número de células por área seccional transversal unitária é a densidade de células”. Preferivelmente, a largura seccional transversal média da primeira e segunda pluralidades de canais, em combinação com as paredes porosas, resulta em uma densidade de célula de 100 a 600, preferivelmente 200 a 400 células por polegada quadrada (cpsi) (15a5 a 93 células por centímetro quadrado (cpscm), preferivelmente 31 a 64 cpscm). Os canais podem ser de uma largura constante e cada pluralidade de canais pode ter uma largura de canal uniforme. Preferivelmente, entretanto, a pluralidade de canais que serve como a entrada em uso tem uma maior largura seccional transversal média do que a pluralidade de canais que serve como a saída. Preferivelmente, a diferença é pelo menos 10%. Isto proporciona uma maior capacidade de armazenamento de cinza no filtro, significando que uma menor frequência de regeneração pode ser usada. Filtros assimétricos são descritos em WO 2005/030365, que está aqui incorporada pela referência.
[0036] Preferivelmente, a mínima espessura média do substrato entre canais adjacentes (isto é, espessura de parede) é de 8 a 20 mil, inclusive (onde um “mil” é 1/1.000 polegada) (0,02 a 0,05 cm). Uma vez que os canais são preferivelmente paralelos e preferivelmente têm uma largura constante, a mínima espessura de parede entre canais adjacentes é preferivelmente constante. Como pode-se perceber, é necessário medir a mínima distância média para assegurar uma medição reprodutível. Por exemplo, se os canais tiverem uma seção transversal circular e forem densamente empacotados, então existe pelo menos um ponto onde a parede é mais fina entre dois canais adjacentes. A espessura de parede é preferivelmente associada com a porosidade da parede e/ou tamanho de poro médio. Por exemplo, a espessura de parede pode ser entre 10 e 50 vezes o tamanho de poro médio.
[0037] A fim de facilitar a passagem de gases a ser tratados através das paredes de canal, o monólito é formado de um substrato poroso. O substrato pode também atuar como um suporte para conter material catalítico. Materiais adequados para formar o substrato poroso incluem materiais tipo cerâmica tais como cordierita, α-alumina, carboneto de silício, nitreto de silício, zircônia, mulita, espodumene, alumina-sílica-magnésia ou silicato de zircônio, ou metal refratário poroso. Substratos de fluxo de parede podem também ser formados de materiais compósitos de fibra cerâmica. Substratos de fluxo de parede preferidos são formados de cordierita e carboneto de silício. Tais materiais são capazes de suportar o ambiente, particularmente as altas temperaturas, encontrado no tratamento de correntes de escape e podem ser feitos suficientemente porosos. Tais materiais e seus usos na fabricação de substratos de monólito porosos são bem conhecidos na técnica.
[0038] Preferivelmente, o filtro de monólito é poroso e pode ter uma porosidade de 40 a 75%. Técnicas adequadas para determinar porosidade são conhecidas na técnica e incluem porosimetria de mercúrio e tomografia de raios-X. Preferivelmente, o substrato poroso revestido tem uma porosidade de cerca de 25 a 50% e o revestimento de superfície do catalisador tem uma porosidade de 25 a 75%. A porosidade do revestimento do catalisador pode ser maior que a porosidade do substrato poroso revestido ou o substrato poroso revestido pode ter uma maior porosidade em relação à porosidade do revestimento do catalisador.
[0039] O filtro de monólito de fluxo de parede compreende um ou mais catalisadores. O termo “catalisador” significa um material que é responsável pelo aumento da velocidade de uma reação usada na conversão de um ou mais de amônia (NH3), NOx, N2O, monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos (HC). Um catalisador é em geral aplicado a um filtro de monólito de fluxo de parede como um material catalítico. O termo “material catalítico” significa uma combinação de um catalisador com um ou mais materiais não catalíticos, tais como suportes, aglutinantes, modificadores de reologia, promotores, estabilizantes, etc.
[0040] O filtro de monólito de fluxo de parede da presente invenção foi tratado com um ou mais materiais catalíticos de maneira a ter uma primeira zona que se estende na direção longitudinal a partir da primeira face e uma segunda zona que se estende na direção longitudinal a partir da segunda face e que se estende até a primeira zona. Em outras palavras, uma extremidade do monólito (em relação ao fluxo de gases de escape) forma a primeira zona e o restante do monólito na outra extremidade forma a segunda zona. A primeira e segunda zonas podem preferivelmente se encontrar em uma borda que é preferivelmente em um plano aproximadamente paralelo à primeira e segunda faces. Isto facilita o processo de aplicação de revestimento reativo. Entretanto, é também possível ter uma borda que varia através da seção transversal do monólito, tal como uma borda em formato de cone. Isto pode vantajosamente ser usado para aumentar o volume da segunda zona no monólito, uma vez que uma área central do monólito pode passar por elevadas temperaturas.
[0041] Em algumas configurações, o filtro de monólito de fluxo de parede pode compreender adicionalmente um interstício entre pelo menos uma porção da primeira zona e da segunda zona. Preferivelmente, não existe interstício entre pelo menos uma porção da primeira zona e da segunda zona.
[0042] Um filtro de monólito de fluxo de parede catalítico descrito aqui pode ter uma porção do segundo material catalítico sobrepondo uma porção da primeira zona do filtro até 10%, preferivelmente até 5%, do comprimento do substrato de monólito.
[0043] Um filtro de monólito de fluxo de parede catalítico descrito aqui pode ter uma porção do segundo material catalítico sobrepondo uma porção da primeira zona do filtro e o segundo material catalítico pode estar presente até 100%, até 90%, até 85%, até 80%, até 75%, até 70%, até 65%, até 60%. até 55%, até 50%, até 45%, até 40%, até 35%, até 30%, até 25%, até 20%, até 25%, até 20%, até 15%, até 10% ou até 5% do comprimento do substrato de monólito.
[0044] A fim de prover um monólito de fluxo de parede catalítico da presente invenção, material catalítico tem que ser aplicado ao substrato poroso, tipicamente na forma de um revestimento reativo. A aplicação pode ser caracterizada como aplicação “sobre a parede” ou aplicação “internamente na parede”. “Sobre a parede” significa que o material de catalisador está presente como um revestimento do catalisador nas paredes dos canais. A expressão “revestimento do catalisador” significa um material catalítico que está presente nas paredes de um filtro de monólito em uma espessura de cerca de 0,1 a 15% da espessura da parede sobre a qual o revestimento é disposto. “Internamente na parede” significa que o material catalítico está presente nos poros no material poroso. Parte do material catalítico em uma aplicação sobre a parede pode estar presente internamente na parede.
[0045] As técnicas para aplicação “internamente na parede” ou “sobre a parede” podem depender da viscosidade do material aplicado, da técnica de aplicação (pulverização ou imersão, por exemplo) e da presença de diferentes solventes. Tais técnicas de aplicação são conhecidas na técnica. A viscosidade do revestimento reativo é influenciada, por exemplo, por seu teor de sólidos. Ela é também influenciada pela distribuição de tamanho de partícula do revestimento reativo - uma distribuição relativamente plana dará uma viscosidade diferente de um revestimento reativo finamente moído com um pico acentuado em sua distribuição de tamanho de partícula- e modificadores de reologia tais como gomas guar e outras gomas. Métodos de revestimento adequados são descritos em WO2011/080525, WO1999/047260 e WO2014/195685, que são incorporadas aqui pela referência.
[0046] É possível usando técnicas convencionais prover diferentes zonas no substrato tendo diferentes distribuições de material catalítico. Por exemplo, onde aplicação “sobre a parede” a uma zona específica do substrato é desejada, um revestimento polimérico protetor (tal como poli(acetato de vinila)) pode ser aplicado à zona restante de forma que o revestimento do catalisador não se forme aí. Uma vez que revestimento reativo residual tenha sido removido, por exemplo, sob vácuo, o revestimento polimérico protetor pode ser removido por queima.
[0047] A primeira zona inclui material catalítico distribuído ao longo do substrato poroso. Exemplos de material catalítico são discutidos a seguir. Este material é incluído nos poros do substrato, tal como por infiltração com um método de aplicação de revestimento reativo. Este reveste os poros e mantém o material catalítico nos mesmos, ainda mantendo porosidade suficiente para os gases penetrarem nas paredes de canal. O material catalítico é provido no substrato poroso na primeira zona.
[0048] A primeira zona preferivelmente inclui material catalítico substancialmente no substrato poroso de maneira tal que a maior parte dos poros contém o material catalítico. “Distribuído ao longo do substrato poroso” significa que o material é encontrado no substrato poroso, ou seja, entre as paredes do substrato.
[0049] Isto pode ser visualmente observado, por exemplo, usando microscopia. A segunda zona não inclui material catalítico substancialmente no substrato poroso. Isto pode também ser observado, por exemplo, usando microscopia, pela ausência de revestimento reativo nas paredes do substrato. Na segunda zona, a maior parte dos poros é vazia do material catalítico. Ou seja, na primeira zona, o catalisador está substancialmente dentro das paredes e não na superfície e, na segunda zona, o catalisador está substancialmente sobre as paredes e não dentro das paredes. A expressão “substancialmente dentro das paredes e não sobre a superfície” significa que a maior parte do material está localizada dentro das paredes e que menos que a maior parte do material é localizada sobre a superfície de substrato poroso. A expressão “substancialmente sobre as paredes e não internamente nas paredes” significa que a maior parte, preferivelmente pelo menos 75%, 80%, 85%, 90%, ou 95% do material estão presentes sobre as paredes do monólito na segunda zona. Isto pode ser determinado, por exemplo, por microscopia eletrônica de varredura (SEM). Quando o catalisador compreende um metal, tal como cobre, (análise de microssonda eletrônica) EPMA pode ser usada para determinar a distribuição do metal internamente e sobre as paredes.
[0050] Na primeira zona, preferivelmente o material catalítico não cobre as paredes da primeira ou segunda pluralidades de canais. A expressão “não cobre uma superfície” significa que não existe material catalítico presente nas paredes, não existe material catalítico detectado sobre as paredes do canal, ou nenhum material catalítico detectado sobre as paredes do canal está presente a uma concentração que não tem um impacto na atividade catalítica geral do filtro de monólito.
[0051] Na segunda zona, material catalítico presente como um revestimento cobre as paredes da segunda pluralidade de canais. O revestimento do catalisador pode ter uma espessura média de cerca de 0,1 a 15% da espessura da parede sobre a qual o revestimento é disposto. Esta espessura não inclui nenhuma profundidade associada com penetração nos poros. Um revestimento pode também conter cerca de 5-40% do material catalítico com base no peso total do material catalítico carregado no filtro como um todo.
[0052] O revestimento pode ser no lado de entrada ou de saída da parede porosa. O revestimento pode cobrir 10-90% do comprimento do filtro, medido a partir da segunda face. Por exemplo, o revestimento pode cobrir 1025%, 25-50%, 50-75%, 35-75%, ou 75-90% do comprimento do filtro. Preferivelmente, o revestimento cobre 10-25%, 25-50%, mais preferivelmente 10-25%, do comprimento do filtro. O revestimento pode também compreender um gradiente de concentração de catalisador com a alta concentração de catalisador sendo em direção à extremidade de entrada do filtro.
[0053] O filtro de monólito de fluxo de parede catalítico pode ter uma razão de um comprimento da segunda zona para um comprimento da primeira zona na direção longitudinal de 1:20 a 1:3, preferivelmente 1:10 a 1:4, mais preferivelmente 1:7 a 1:4.
[0054] O tamanho das partículas do material de catalisador pode ser escolhido para limitar seu movimento para dentro do substrato. Versados na técnica perceberão que este tamanho é dependente dos tamanhos de poros do filtro de monólito antes do tratamento.
[0055] O revestimento pode compreender um ou mais de um catalisador SCR, uma armadilha de NOx, um catalisador de oxidação de fuligem, um catalisador de hidrólise, um adsorvente para metais tais como V, Pt, Pd, Rh, Ru, Na, Cu, Fe, Co, Nu e Cr, ou um adsorvente para outros venenos tais como cinza e/ou óxidos de enxofre. Exemplos de materiais catalíticos e/ou adsorventes incluem zeólitas carregadas com metal, tais como zeólitas de forma Cu/CHA, Cu/AEI, Fe/CHA, Pd/CHA, H, metais suportados pelo grupo paládio, etc.
[0056] O revestimento pode ser aplicado como um revestimento reativo do catalisador que contém o catalisador e opcionalmente um ou mais outros constituintes tais como aglutinantes (por exemplo, partículas de óxido de metal), fibras (por exemplo, fibras não tecidas de vidro ou cerâmica), agentes de mascaramento, modificadores de reologia, e formadores de poro.
[0057] O material de catalisador pode ser depositado como uma camada nas paredes dos canais. Isto pode ser feito por uma abordagem de pulverização ou imersão. O material catalítico pode ser substancialmente impedido de infiltrar no substrato poroso por uma das diversas técnicas, tal como usando uma solução de revestimento espessa e viscosa como aqui descrito.
[0058] Na segunda zona, o material catalítico cobre as paredes de canal da segunda pluralidade de canais a partir da segunda face como um revestimento sobre a parede tendo uma espessura de 10 μm a 80 μm, preferivelmente de 15 a 60 μm, mais preferivelmente 15 a 50 μm, inclusive.
[0059] O material catalítico na segunda zona pode se estender ao interior dos poros próximo à superfície do substrato na segunda zona e estar presente em uma porção do substrato próxima ao revestimento. Isto pode ser necessário para o revestimento aderir ao substrato. Entretanto, o material catalítico provido na segunda zona não é distribuído ao longo do substrato poroso. A expressão “não distribuído ao longo do substrato poroso” significa que o material está tanto presente penas nas paredes do substrato quanto o material está presente com a maior parte do material nas paredes do substrato poroso e o restante do material localizado em uma porção do substrato poroso associada com a segunda zona, mas não em todo ele.
[0060] Preferivelmente, o material catalítico que reveste os canais da segunda zona penetra em um ou mais de < 25%, < 20%, < 15%, < 10%, e < 5% da espessura da parede do do canal.
[0061] Preferivelmente, na segunda zona, a primeira pluralidade de canais é livre de material catalítico na superfície do mesmo. A expressão “livre de material catalítico na superfície” significa que não existe aparência visual de material catalítico, não existe material catalítico detectado nas paredes do canal, ou qualquer material catalítico detectado nas paredes do canal está presente a uma concentração que não tem um impacto na atividade catalítica geral do filtro de monólito.
[0062] O uso da primeira e segunda zonas referidas pode reduzir a quantidade de catalisador exigida e portanto reduzir os custos associados com a fabricação do produto, sem comprometer o desempenho catalítico. Uma vez que a segunda zona de substrato não tem uma quantidade significante (menor que 0,75 g/in3, preferivelmente menor que 0,5 g/in3, mais preferivelmente menor que 0,25 g/in3) de material catalítico nos poros, contrapressões podem ser reduzidas, dessa forma melhorando o desempenho e confiabilidade do motor bem como economia de combustível. Esta redução na contrapressão considera que a contrapressão pelo revestimento sobre a parede é menor que a contrapressão pelo material catalítico internamente na parede. O revestimento sobre a parede provê melhor acesso à corrente de escape para o catalisador. Onde o monólito de fluxo de parede inclui um catalisador SCR, um catalisador de amônia não reagida ou um catalisador de oxidação, isto permite melhor conversão de NOx, NH3 ou hidrocarboneto (HC)/monóxido de carbono (CO), respectivamente.
[0063] A segunda zona pode ter uma maior permeabilidade a gases de escape e/ou fuligem do que a primeira zona. Alternativamente, a segunda zona pode ter uma menor permeabilidade a gases de escape e/ou fuligem do que a primeira zona.
[0064] Os presentes inventores observaram que, controlando as permeabilidades relativas da primeira e segunda zonas, é possível direcionar a localização da fuligem. Por exemplo, se a zona que está na entrada quando conectada ao sistema de escape tiver uma menor porosidade que a zona na saída, haverá maior contato de gás com o catalisador na extremidade de saída. Se um catalisador SCR estiver presente nesta zona, a eficiência de conversão de NOx pode ser melhorada. Entretanto, se a zona que está na saída quando conectada ao sistema de escape tiver uma menor porosidade do que a zona na entrada, a quantidade de fuligem que vai para trás do filtro é reduzida de forma que mais queima na frente. Isto pode reduzir as temperaturas atingidas na parte de trás do filtro durante regeneração, melhorando a durabilidade do filtro com relação a dano no filtro.
[0065] Catalisadores para uso no monólito de fluxo de parede incluem zeólitas, tais como ZSM-5, mordenita, zeólita gama e zeólita beta ou misturas de quaisquer duas ou mais das mesmas. A zeólita pode compreender um ou mais metais, preferivelmente Ce, Cu, Fe, Mn, Pt ou V ou quaisquer dois ou mais dos mesmos. O metal pode ser aplicado usando técnicas conhecidas tais como impregnação ou troca iônica. Preferivelmente, o monólito é um filtro redutor catalítico seletivo (SCR). Catalisadores adequados para redução NOx são conhecidos na técnica, e são descritos, por exemplo, em WO2009/001131, WO2010/043891 e WO2008/106519 que são incorporados aqui pela referência. Vantajosamente, um monólito SCR é capaz tanto de reduzir NOx em correntes de escape quanto de remover matéria particulada em uma única unidade.
[0066] O material catalítico distribuído ao longo da primeira zona do substrato poroso pode ser o mesmo que o material catalítico que cobre a superfície da segunda pluralidade de canais.
[0067] Alternativamente, o material catalítico distribuído ao longo da primeira zona do substrato poroso pode ser diferente do material catalítico que cobre a superfície da segunda pluralidade de canais.
[0068] Preferivelmente, o material catalítico distribuído ao longo da primeira zona de substrato poroso compreende uma zeólita de poro pequeno. Zeólitas de poro pequeno com aplicação particular para tratar NOx em gases de escape de motores de combustão de queima pobre incluem zeólitas selecionadas a partir das famílias estruturais AEI, AFT, AFX, CHA, DDR, EAB, ERI, GIS, GOO, KFI, LEV, LTA, MER, PAU, SFW, VNI e YUG. Exemplos adequados são descritos em WO2008/132452, que é incorporada aqui pela referência. Zeólitas de poro pequeno das famílias AEI e CHA são especialmente preferidas. A zeólita de poro pequeno preferivelmente compreende um ou mais de Cu, Fe e Mn. A zeólita de poro pequeno pode compreender um ou mais metais preciosos (ouro, prata e metais do grupo paládio), preferivelmente com metais do grupo platina, mais preferivelmente paládio ou platina, e acima de tudo preferivelmente paládio. O material catalítico pode compreender adicionalmente Ce.
[0069] Catalisadores presentes sobre a parede na extremidade de entrada (dianteira) do monólito de fluxo de parede podem preferivelmente compreender um catalisador com uma resposta transiente rápida, tal como um catalisador que não contém vanádio e não contém uma zeólita, ou uma zeólita ou um metal contendo zeólita, tal como Cu/beta.
[0070] Preferivelmente, o catalisador mais durável, tal como uma zeólita de poro pequeno contendo cobre, é localizado na porção a jusante do monólito de fluxo de parede.
[0071] Preferivelmente, quando dois catalisadores SCR são usados, o catalisador sobre a parede localizada na seção a jusante (traseira) do monólito de fluxo de parede tem a maior estabilidade térmica. Catalisadores contendo vanádio têm alta estabilidade térmica.
[0072] Preferivelmente, o material catalítico distribuído ao longo da primeira zona do substrato poroso e o material catalítico que cobre a superfície da segunda pluralidade de canais são independentemente selecionados de zeólitas contendo cobre, ferro ou manganês, tais como AEI, AFX, BEA, CHA e LTA.
[0073] Uma das dificuldades no tratamento de NOx em um gás de escape é que a quantidade de NOx presente no gás de escape é transiente, isto é, varia com condições de direção, tais como aceleração, desaceleração e cruzeiro a várias velocidades. A fim de superar este problema, catalisadores SCR podem absorver (ou armazenar) agente redutor nitrogenoso tal como amônia, dessa forma provendo um armazenamento temporário para o suprimento apropriado do agente redutor disponível. Catalisadores a base de peneira molecular tais como aqueles aqui descritos podem armazenar amônia, e a atividade do catalisador no início de exposição do catalisador a NH3 pode ser substancialmente menor que a atividade quando o catalisador tem uma exposição relativamente alta ou exposição saturada a NH3. Para aplicações de veículo práticas, isto significa que o catalisador precisa ser pré-carregado com um carregamento de NH3 apropriado para garantir boa atividade. Entretanto, esta exigência apresenta alguns problemas significantes. Em particular, para algumas condições operacionais, não é possível conseguir o carregamento de NH3 exigido; e este método de pré-carregamento tem limitações em virtude de não ser possível conhecer em que condições operacionais o motor estará subsequente ao pré-carregamento. Por exemplo, se o catalisador for pré- carregado com NH3 mas a carga do motor subsequente estiver inativa, NH3 pode ser, removida para a atmosfera. A taxa de aumento da atividade do catalisador SCR de zero exposição de amônia a exposição de amônia saturada é referida como “resposta transiente”. A este respeito, é preferível que o material catalítico que cobre a superfície da segunda pluralidade de canais seja uma zeólita de poro grande, preferivelmente, uma zeólita de cobre beta. Alternativamente, outros materiais catalíticos não zeólita podem ser usados tais como CeO2 impregnado com W, CeZrO2 impregnado com W, ou ZrO2 impregnado com Fe e W. Outros catalisadores adequados são descritos em WO2009/001131 e WO2011/064666, que são incorporados aqui pela referência. O uso de tais zeólitas de poro grande ou materiais não zeólita como um revestimento é vantajoso em virtude de esses materiais em geral proverem uma resposta SCR transiente mais rápida que as zeólitas de poro pequeno supradescritas, uma vez que elas exigem significativamente menos amônia pré-carregada para funcionar efetivamente. Em outras palavras, elas têm alta atividade a menos exposições de NH3 (baixa exposição em relação a capacidade de armazenamento saturada do catalisador) comparada às zeólitas de poro pequeno). Pode haver um relacionamento sinergístico entre as zeólitas de poro pequeno supradescritas e as zeólitas de poro grande e materiais não zeólita descritos atualmente.
[0074] Em um outro aspecto, é provido um sistema de tratamento de emissão para tratar um fluxo de um gás de escape de combustão, o sistema compreendendo o monólito de fluxo de parede catalítico como aqui descrito, em que o filtro catalítico está presente no sistema em uma das duas configurações.
[0075] Na primeira configuração, a primeira face fica a jusante da segunda face. Isto faz com que a segunda zona compreendendo o catalisador sobre a parede fique a montante da primeira zona contendo o catalisador internamente na parede. O carregamento do material de catalisador na segunda zona, que é adjacente à entrada do filtro, pode ser menor que aquele usado em configurações que não têm esta configuração. Este reduzido carregamento significa que a porção do monólito contendo a segunda zona na entrada do monólito pode aquecer mais rapidamente. Isto pode ser vantajoso em virtude de o catalisador presente na superfície poder atingir uma temperatura operacional mais rapidamente.
[0076] Na segunda configuração, a segunda face fica a jusante da primeira face. Isto faz com que a primeira zona compreendendo o catalisador internamente na parede fique a montante da segunda zona compreendendo o catalisador sobre a parede. Nesta configuração, existe menos material catalítico na segunda zona do filtro, que mais mais quente em uso. Isto significa que na regeneração ativa existe menos probabilidade de haver degeneração do catalisador na primeira zona. Quando os canais no substrato que estão nos canais de saída são mais estreitos que os canais de entrada, a contrapressão não diminui no filtro no mesmo valor que quando os canais de entrada e saída têm o mesmo tamanho.
[0077] Os filtros catalíticos de monólito de fluxo de parede descritos aqui são benéficos por inúmeros motivos.
[0078] O sistema pode prover um ou mais dentre: acúmulo de fuligem reduzido, contrapressão reduzida, menos temperatura de extinção, maior conversão de NH3, HC ou CO, comparado a um filtro de fluxo de parede tendo os mesmos componentes em uma configuração diferente.
[0079] Em particular, o revestimento sobre a parede na extremidade de entrada do filtro melhora a filtração de particulado permitindo que a fuligem mova para trás da extremidade de entrada. Isto pode resultar em um aumento no relacionamento entre contrapressão para carregamento de fuligem, tal como quando um gráfico é feito de contrapressão em função de carregamento e a inclinação (gradiente) da resposta aumenta. Uma vantagem desta ocorrência é que sensores do veículo monitoram a contrapressão através de um filtro e desencadeiam estratégias para regenerar (ou queimar) fuligem em excesso no filtro quando tal contrapressão excede um valor limiar. Tendo um gradiente de contrapressão carregado de fuligem mais acentuado, o sistema de monitoramento reconhece mais facilmente que o valor limiar de contrapressão foi atingido e assim o desencadeamento de eventos de regeneração é mais eficiente e previsível.
[0080] Além do mais, como descrito em WO2011/064666, a “resposta transiente” dos catalisadores SCR baseados em zeólitas de poro pequeno termicamente duráveis preferidos é relativamente fraca, comparada com outros catalisadores de zeólita tal como zeólita Beta. Isto se manifesta exigindo um nível mais alto de “enchimento” do catalisador com amônia antes de ela ficar mais reativa. Em um ambiente dinâmico tal como um gás de escape de motor de veículo, onde muitas variáveis tais como componentes de gás, vazão e temperatura de gás estão variando rapidamente, isto pode ser um problema. Onde o catalisador internamente na parede a jusante é o catalisador SCR a base de zeólita de poro pequeno preferido, o catalisador SCR sobre a parede no lado de entrada é preferivelmente um catalisador SCR tendo resposta transiente mais rápida.
[0081] É também possível revestir sobre a parede na extremidade de entrada um catalisador de combustão de fuligem, tal como um catalisador a base de cobre suportado em um óxido misto de céria-zircônia. Existe uma reação de combustão de fuligem em NO2 (NO2 + C ^ NO + CO) que é preferida em aplicações diesel de trabalho pesado (HDD) (em virtude de gás de escape HDD ser geralmente mais quente que de um veículo de passageiro e isto favorece termodinamicamente a oxidação de NO a NO2 em um catalisador adequado). Fuligem pode ser queimada em NO2 a temperaturas relativamente menores do que no ar. Certamente, se um catalisador SCR sobre a parede consumir óxidos de nitrogênio a montante da fuligem filtrada, existe menos disponível para converter em NO2 para promover a combustão de fuligem. Cu/CeO2-ZrO2 é um NO catalisador de oxidação e é menos provável de consumir (oxidar) NH3. Dessa forma, a provisão preferível de um catalisador a base de cobre em uma segunda zona revestida permite que o processo gere NO2 e não oxide NH3; dessa forma, ambas as espécies são disponíveis para realizar seu trabalho a jusante (NO2 para oxidar fuligem; NH3 para reduzir NOx).
[0082] Onde o revestimento sobre a parede é provido no lado de saída do filtro de fluxo de parede, a primeira zona é a montante da segunda zona, óxidos de nitrogênio ainda presentes no gás de escape que sai do filtro por meio dos canais de filtro de fluxo de parede a jusante podem fazer contato com um revestimento do catalisador SCR sobre a parede, se ele estiver presente no revestimento sobre a parede. Isto pode prover melhor contato/acessibilidade entre os reagentes e os sítios de componentes catalíticos ativos do que a configuração onde o revestimento sobre as paredes na segunda zona são a montante do material catalítico internamente na parede na primeira zona e o material que sai do revestimento sobre a parede tem reduzido contato com o material catalítico internamente na parede e, em grande parte, desviará do material catalítico na primeira zona. Esta configuração pode prover conversão de NOx em aplicações de vazão relativamente altas; ou permitir substratos menores/menor volume do que são mais baratos de fabricar, potencialmente mais leves (menos peso beneficia a economia de combustível e assim reduz emissões de CO2), menos problemáticos de empacotar (colocação em lata) e mais fácil de encontrar espaço no veículo. Onde o catalisador a ser internamente na parede, tal contato de gás/catalisador seria reduzido em virtude do fluxo laminar do gás que sai dos canais de filtro e da menor possibilidade de que o gás penetre na camada limite na superfície do filtro de fluxo de parede.
[0083] O revestimento sobre a parede na extremidade de saída do filtro muda a dinâmica de fluxo nos canais a montante por meio do que é menos provável que fuligem se acumule em direção à traseira dos canais de entrada. O fluxo de gás e fuligem carregada pelo gás seguirão o trajeto de mínima resistência. A maior parte do gás passará através das paredes próximo à extremidade de entrada, e então deslocará abaixo nos canais de filtro pelo fluxo laminar como aqui descrito.
[0084] Se as extremidades de saída do filtro forem revestidas sobre a parede com um revestimento reativo catalítico que aumenta a resistência ao fluxo através das paredes do filtro nessa área, filtração de fuligem pode ser espalhada ao longo das paredes do canal de entrada mais efetivamente. Isto provê a vantagem de que, quando um evento de regeneração de filtro é desencadeado, existe menos geração de calor localizada e assim gradientes e tensões térmicas no substrato são reduzidos e assim existe uma reduzida possibilidade de trina e falha do filtro do substrato.
[0085] Pelo espalhamento da área de filtração efetiva de forma a incluir a área a montante nos canais de entrada, filtração como um todo pode ser melhorada. A vida útil do filtro pode também ser melhorada em virtude de o acúmulo de cinza ser espalhado através do filtro de monólito mais efetivamente e não apenas coletado em direção à traseira dos canais de entrada. Cinza se acumula nos filtros de particulado diesel provenientes de inúmeras fontes. Por exemplo, aditivos de óleo lubrificante contribuem para a maior parte da cinza encontrada nos filtros de particulado diesel (DPFs). Outras fontes para produzir cinza incluem aditivos carregados no combustível que intensificam a regeneração do filtro (ao contrário de catalisação do filtro per se), metais traços nos combustíveis diesel, partículas de desgaste no motor e sistemas de escape e produtos de corrosão.
[0086] De acordo com um aspecto adicional, é provido um método para a fabricação de um monólito de fluxo de parede catalítico, compreendendo: prover um substrato poroso tendo uma primeira face e uma segunda face que definem uma direção longitudinal entre as mesmas e primeira e segunda pluralidades de canais que se estendem na direção longitudinal, em que a primeira pluralidade de canais é aberta na primeira face e fechada na segunda face, e em que a segunda pluralidade de canais é aberta na segunda face e fechada na primeira face; infiltrar seletivamente o substrato poroso com um revestimento reativo contendo um primeiro material catalítico para formar uma primeira zona que inclui o primeiro material catalítico e uma segunda zona que é isenta do primeiro material catalítico, em que a primeira zona se estende na direção longitudinal da primeira face e a segunda zona se estende na direção longitudinal da segunda face e se estende até a primeira zona; e formar um revestimento de um segundo material catalítico, na segunda zona, que cobre as paredes da segunda pluralidade de canais.
[0087] Infiltração seletiva do substrato pelo revestimento reativo pode ser feita mergulhando o substrato verticalmente em uma pasta fluida de catalisador de forma que o limite desejado entre a primeira e segunda zonas de substrato fique na superfície da pasta fluida. O substrato pode ser deixado na pasta fluida por um período de tempo suficiente para permitir que a quantidade desejada da pasta fluida mova para o substrato. O período de tempo deve ser menor que um minuto, preferivelmente cerca de 30 segundos. O substrato é removido da pasta fluida, e a pasta fluida em excesso é removida do substrato de fluxo de parede primeiro deixando que ele drene dos canais do substrato, em seguida soprando a pasta fluida no substrato com ar comprimido (contra a direção de penetração da pasta fluida), e então aplicando um vácuo na direção de penetração da pasta fluida. Usando esta técnica, a pasta fluida de catalisador permeia nas paredes da primeira zona do substrato, ainda os poros não são obstruídos até o ponto que a contrapressão aumente no substrato acabado a níveis inaceitáveis. Versados na técnica percebem que os níveis inaceitáveis para a contrapressão dependem de uma variedade de fatores incluindo o tamanho do motor ao qual o filtro é conectado, das condições nas quais o motor está funcionando e da frequência e método de regeneração do filtro.
[0088] Os substratos revestidos são secos tipicamente a cerca de 100 °C e calcinados a uma maior temperatura (por exemplo, 300 a 450 °C). Após calcinação, o carregamento de revestimento reativo pode ser determinado a partir dos pesos do substrato revestido e não revestido. O carregamento de catalisador pode ser determinado a partir do carregamento de revestimento com base na quantidade de catalisador no revestimento reativo. Como ficará aparente aos versados na técnica, o carregamento de revestimento reativo pode ser modificado pela alteração do teor de sólidos da pasta fluida de revestimento. Alternativamente, repetidas imersões do substrato na pasta fluida de revestimento podem ser conduzidas, seguidas pela remoção da pasta fluida em excesso, como aqui descrito.
[0089] O revestimento do segundo material catalítico pode ser formado como descrito aqui e em WO2011/080525, WO1999/047260 e WO2014/195685. Para impedir que o revestimento do segundo material catalítico se forme na primeira zona do substrato, a superfície na primeira zona pode ser pré-revestida com uma película polimérica protetora, tal como poli(acetato de vinila). Isto impede que o material catalítico adira na superfície do substrato na primeira zona. O revestimento polimérico pode então ser queimado.
[0090] Preferivelmente, o monólito de fluxo de parede catalítico fabricado de acordo com o método apresentado é o monólito descrito aqui. Ou seja, todos os recursos do primeiro aspecto da invenção podem ser livremente combinados com os aspectos adicionais descritos aqui.
[0091] De acordo com um aspecto adicional da invenção, é provido um método para tratar um fluxo de um gás de escape de combustão compreendendo NOx e matéria particulada, o método compreendendo passar a corrente de escape através do monólito do primeiro aspecto da invenção, em que a primeira face é a jusante da segunda face, ou em que a segunda face é a jusante da primeira face.
[0092] O método pode proporcionar um ou mais dentre: matéria particulada reduzida a jusante do monólito de fluxo de parede e conversão de NOx aumentada, comparado a um filtro de fluxo de parede tendo os mesmos componentes em uma configuração diferente.
[0093] As vantagens associadas com a orientação do monólito no sistema de tratamento de emissão são discutidas aqui.
[0094] Os sistemas de escape da presente invenção são para uso em motores de combustão interna e, em particular, a motores de combustão interna de queima pobre, especialmente motores diesel.
[0095] As Figuras 1 a 4 e 8 mostram vários recursos de aspectos da invenção. A seguir é um índice com o nome do recurso e o identificador correspondente nessas figuras. monólito de fluxo de parede 1 primeiro subconjunto de canais 5 segundo subconjunto de canais 10 primeira face de extremidade 15 material de vedação 20 segunda face de extremidade 25 parede dos canais 35 primeira zona 40 material catalítico 45b material catalítico 45c segunda zona 50 comprimento do monólito a comprimento da primeira zona b comprimento da segunda zona c plano seccional transversal A-A sistema de tratamento de gás de escape 100 agente redutor de amônia 105 fluxo de gás de escape 110 motor 115 sistema de dutos 120 sistema de escape 125 reservatório 130 controlador 135 bico de injeção 140
[0096] Um monólito de fluxo de parede 1 de acordo com a presente invenção é mostrado na Figura 1-4. O monólito compreende um grande número de canais arranjados em paralelo uns com os outros na direção longitudinal (mostrada por uma seta de dois lados “a” nas Figuras 1 e 3) do monólito 1. O grande número de canais tem um primeiro subconjunto de canais 5 e um segundo subconjunto de canais 10. O filtro de monólito é composto de um material poroso.
[0097] A Figura 1 mostra o filtro de monólito 1 com a primeira face de borda 15 para a frente. Nesta configuração, gás de escape entra no filtro de monólito 1 através de um primeiro subconjunto de canais 5 que são abertos na primeira face de extremidade 15 e vedados na segunda face de extremidade 25. O segundo subconjunto de canais 10 é vedado na primeira face de extremidade 15 com material de vedação 20 e tem extremidades abertas na segunda face de extremidade 25. O monólito de filtro compreende uma primeira zona 40 tendo um comprimento b e uma segunda zona 50 tendo um comprimento c. A Figura 1 também mostra um plano A-A passando pelo filtro de monólito.
[0098] Uma primeira zona 40 do monólito de fluxo de parede 1 se estende uma distância b da primeira face de extremidade 15 e é provida com um material catalítico nos poros das paredes dos canais 45b. Isto pode ser provido usando um método de aplicação de revestimento reativo, como é conhecido na técnica e é discutido em algum lugar na especificação.
[0099] Uma segunda zona 50 do monólito de fluxo de parede 1 se estende uma distância c da segunda face de extremidade 25 até a primeira face de extremidade e encontra a primeira zona 40. A segunda zona 50 não é provida com um material catalítico 45b nos poros das paredes dos canais 35. Um revestimento de superfície de um material catalítico 45c, tal como uma zeólita (não necessariamente, mas preferivelmente, o mesmo do material catalítico 45b), é aplicado à superfície das paredes de canal 35 na segunda zona 50. As paredes de canal fechadas 35 na segunda zona 50 não são revestidas na superfície.
[00100] A Figura 2 mostra um plano em seção transversal A-A do monólito de filtro. O primeiro subconjunto de canais 5 é aberto na primeira face de extremidade 15 do monólito de fluxo de parede 1 e é vedado com um material de vedação 20 na segunda face de extremidade 25. Um segundo subconjunto de canais 10 é aberto na segunda face de extremidade 25 do monólito de fluxo de parede 1 e é vedado com um material de vedação 20 na primeira face de extremidade 15. A primeira face de extremidade 15 recebe gás de escape G de um motor. O gás de escape G entra no filtro de monólito 1 na extremidade aberta do primeiro subconjunto de canais 5. Gás que passa abaixo no primeiro subconjunto de canais 5 não pode sair do canal na segunda face de extremidade 25 em virtude de a extremidade ser vedada 20. Gás G passa através das paredes de canal porosas 35 e move para o segundo subconjunto de canais 10 e então sai do filtro de monólito na segunda face de extremidade 25 que é conectada ao sistema de escape do motor. Quando o gás G passa através das paredes de canal porosas 35, fuligem fica aprisionada pelas paredes, ou nas mesmas.
[00101] O filtro de monólito compreende uma primeira zona 40 que contém material catalítico 45b nas paredes 35 do filtro de monólito e se estende da primeira face de extremidade 15 a uma distância b em direção à segunda face de extremidade 25. O filtro de monólito também compreende uma segunda zona 50 que contém material catalítico 45c nas paredes 35 do filtro de monólito. A segunda zona se estende da segunda face de extremidade 55 a uma distância c em direção à primeira face de extremidade 25.
[00102] As Figuras 3 e 4 são análogas às Figuras 1 e 2 exceto que o filtro de monólito é rotacionado 180 graus de forma que a segunda face de borda 25 fique onde a primeira face de borda 15 é nas Figuras 1 e 2.
[00103] A Figura 3 mostra o filtro de monólito 1 com a segunda face de borda 25 para a frente. Nesta configuração, gás de escape entra no filtro de monólito 1 através de um segundo subconjunto de canais 10 que são abertos na segunda face de extremidade 25 e vedados na primeira face de extremidade 15. O primeiro subconjunto de canais 5 é vedado na primeira face de extremidade 15 com material de vedação 20 e têm extremidades abertas na segunda face de extremidade 25. O monólito de filtro compreende uma primeira zona 40 tendo um comprimento b e uma segunda zona 50 tendo um comprimento c. A Figura 1 também mostra um plano A-A passando pelo filtro de monólito.
[00104] Uma segunda zona 50 do monólito de fluxo de parede 1 se estende a uma distância c da segunda face de extremidade 25 até a primeira face de extremidade e encontra a primeira zona 40. A segunda zona 50 não é provida com um material catalítico 45b nos poros das paredes dos canais 35. Um revestimento de superfície de um material catalítico 45c, tal como uma zeólita (não necessariamente, mas preferivelmente, o mesmo que o material catalítico 45b), é aplicado à superfície das paredes de canal 35 na segunda zona 50. As paredes de canal fechadas 35 na segunda zona 50 não são revestidas na superfície.
[00105] Uma primeira zona 40 do monólito de fluxo de parede 1 se estende a uma distância b da primeira face de extremidade 15 e é provida com um material catalítico nos poros das paredes dos canais 45b. Isto pode ser provido usando um método de aplicação de revestimento reativo, como é conhecido na técnica e é discutido em algum lugar na especificação.
[00106] A Figura 4 mostra um plano em seção transversal A-A do monólito de filtro. O segundo subconjunto de canais 10 é aberto na segunda face de extremidade 25 do monólito de fluxo de parede 1 e é vedado com um material de vedação 20 na primeira face de extremidade 15. Um primeiro subconjunto de canais 5 é aberto na primeira face de extremidade 15 do monólito de fluxo de parede 1 e é vedado com um material de vedação 20 na primeira face de extremidade 15. A segunda face de extremidade 25 recebe gás de escape G de um motor. O gás de escape G entra no filtro de monólito 1 na extremidade aberta do segundo subconjunto de canais 10. Gás que passa abaixo no segundo subconjunto de canais 10 não pode sair do canal na primeira face de extremidade 15 em virtude de a extremidade ser vedada 20. Gás G passa através das paredes porosas de canal 35 e move para o primeiro subconjunto de canais 5 e então sai do filtro de monólito na primeira face de extremidade 15 que é conectada ao sistema de escape do motor. Quando o gás G passa através das paredes de canal porosas 35, fuligem fica aprisionada pelas paredes, ou nas mesmas.
[00107] O filtro de monólito compreende uma primeira zona 40 que contém material catalítico 45b dentro das paredes 35 do filtro de monólito e se estende da primeira face de extremidade 15 a uma distância b em direção à segunda face de extremidade 25. O filtro de monólito também compreende uma segunda zona 50 que contém material catalítico 45c nas paredes 35 do filtro de monólito. A segunda zona se estende da segunda face de extremidade 55 a uma distância c em direção à primeira face de extremidade 25.
[00108] Nas Figuras 2 e 4, os canais são representados de maneira tal que o segundo subconjunto de canais 10 seja mais estreito do que o primeiro subconjunto de canais 5. A configuração da Figura 2 pode prover uma maior capacidade de armazenamento de cinza no filtro. Alternativamente, os canais podem ser do mesmo tamanho.
[00109] O material catalítico na primeira e segunda zonas pode compreender um ou mais catalisadores. Preferivelmente, pelo menos um dos catalisadores é um catalisador SCR. O catalisador SCR pode compreender uma peneira molecular, preferivelmente uma peneira molecular contendo metal de transição trocado, na parede do canal 35 do monólito 1. Esta peneira molecular, em combinação com um agente redutor tal como amônia, pode reduzir cataliticamente NOx a N2.
[00110] Quando o revestimento sobre a parede no monólito é localizado na entrada do fluxo de gás de escape no monólito, gás pode acessar mais facilmente o catalisador, considerando que o acesso de gás ao revestimento sobre a parede é mais fácil em virtude de o gás não precisar penetrar na parede porosa compreendendo material catalítico. Pode-se considerar que o catalisador na parede é “diluído” pela parede. A concentração do catalisador no revestimento sobre a parede é no geral presente a uma maior concentração que o catalisador na parede. Além do mais, alguns dos poros nas paredes não contêm passagens abertas na parede, mas, em vez disso, têm “extremidades mortas” para o fluxo de gás. A maximização da atividade catalítica nesta zona pode ser importante em virtude de catalisadores nesta localização: (a) serem exposto ao calor primeiro e portanto se extinguirem primeiro, (b) também se extinguirão primeiro em virtude de o catalisador ainda mais a jusante sobre ou internamente ao monólito terem atrasado a extinção por causa de um atraso térmico pelo aquecimento do filtro, e (c) esta localização alcança o mínimo envelhecimento térmico em virtude de as temperaturas de regeneração fuligem serem muito menores na frente (por exemplo, 700°C) do que na parte de trás (por exemplo, 1.100 °C na parte de trás).
[00111] Quando o revestimento sobre a parede no monólito é localizado na parte de trás do monólito (saída do fluxo de gás de escape do monólito), a zona de revestimento sobre a parede pode ser mais impermeável que a zona internamente na parede a montante. Esta configuração afetará o fluxo de gás através o monólito e pode ser usada para: a. reduzir a quantidade de fuligem localizada na parte de trás do monólito para reduzir temperaturas de pico na parte de trás do monólito durante uma regeneração de fuligem descontrolada e consequentemente impedir dano no filtro; b. direcionar a maior parte do gás de escape através da zona sobre a parede a montante, e então passar sobre a zona sobre a parede a jusante. Isto ajudará garantir que pelo menos a maioria, se não todo, o gás de escape fique exposto ao catalisador na zona a montante. Isto pode ser importante quando o catalisador sobre a parede é um catalisador diferente do catalisador a jusante. Por exemplo, se o catalisador sobre a parede for um catalisador de amônia não reagida (ASC) ou um catalisador de oxidação diesel (DOC), esses catalisadores podem remover todo, ou praticamente todo o NH3 ou HC/CO, respectivamente; c. gerar mais NOx, especialmente quando cinza da combustão de fuligem é localizada na parte de trás dos canais de entrada. Tendo um catalisador internamente à parede na parte de trás zona seria inefetivo em virtude de o catalisador poder ser mascarado em virtude do fluxo preferido através das paredes do monólito na zona a montante. Portanto, seria benéfico ter este catalisador sobre a parede no canal saída da parte de trás.
[00112] Em algumas configurações, dois catalisadores SCR são usados. Em outras configurações, um catalisador sobre a parede poderia ser um ASC, ou um catalisador de oxidação na parte de trás, especialmente se não houver DOC a montante no monólito de fluxo de parede.
[00113] Distribuições exemplares do catalisador na primeira e segunda zonas são mostradas nas Figuras 5-7. Em cada dessas figuras, para a zona 1, a massa (a) do catalisador é relativamente constante na parede, como mostrado pela linha horizontal. Em amostras reais, pode haver alguma variação com base nos processos usados para produzir a amostra. Entretanto, na segunda zona, o catalisador pode estar presente em duas áreas: o revestimento na parede e em uma porção da parede, mas não distribuído ao longo da parede.
[00114] A Figura 5 mostra um revestimento tendo uma espessura de cerca de 15% da espessura de parede do filtro não tratado com uma porção do catalisador penetrando na parede do catalisador a uma profundidade de cerca de 15% da espessura da parede. O revestimento tem uma massa (b) que é aproximadamente uniforme em sua espessura. A massa do catalisador na parede diminui de tendo a massa (b) do revestimento na superfície da parede até não tendo catalisador em uma espessura de parede de cerca de 15% da espessura de parede do filtro não tratado. A Figura 5 mostra a diminuição na massa do catalisador na parede sendo linear com a profundidade. A diminuição na massa do catalisador na parede com a profundidade pode ser não linear, como mostrado na Figura 6.
[00115] A Figura 7 mostra um revestimento tendo uma espessura de cerca de 5% da espessura de parede do filtro não tratado com uma porção do catalisador penetrando na parede do catalisador a uma profundidade de cerca de 5% da espessura da parede. O revestimento tem uma massa (b) que é aproximadamente uniforme em sua espessura. A massa dos catalisadores neste revestimento pode ser maior que a mostrada na Figura 5, como mostrado pela maior altura do revestimento. A massa do catalisador na parede diminui de tendo a massa (b) do revestimento na superfície da parede a não tendo catalisador a uma espessura de parede de cerca de 5% da espessura de parede do filtro não tratado. A Figura 7 mostra a diminuição na massa do catalisador na parede sendo não linear com a profundidade. A diminuição na massa do catalisador na parede pode ser linear com a profundidade, como mostrado na Figura 5 e 6.
[00116] Em um sistema de tratamento de gás de escape exemplar 100, mostrado na Figura 8, um agente redutor de amônia 105 é injetado no fluxo de gás de escape 110 a montante do monólito de fluxo de parede 1. O gás de escape 110 é passado do motor 115 através do sistema de dutos 120 para o sistema de escape 125. O agente redutor de amônia 105 é dispensado por um reservatório 130 da maneira exigida (determinada pelo controlador 135) através de um bico de injeção 140 e mistura com o gás de escape antes de atingir o monólito 1 que atua como um dispositivo SCR.
[00117] O monólito de fluxo de parede 1 é preferivelmente um único componente. Entretanto, o monólito pode ser formado aderindo entre si uma pluralidade de canais ou aderindo entre si uma pluralidade de monólitos menores como aqui descrito. Tais técnicas são bem conhecidas na técnica, como revestimentos e configurações adequadas do sistema de tratamento de emissão.
[00118] Todos ou qualquer combinação desses recursos em um revestimento pode melhorar a contrapressão carregado por fuligem (particularmente em combinação com eficiência do filtro), reduzir exotermas durante regeneração do filtro, melhorar a durabilidade térmica e mecânica do filtro (por exemplo, evitar trincamento, desprendimento, etc.), proteger catalisador sensível a temperatura contra alto pico de temperatura, melhora o desempenho geral do catalisador e, com base no peso, reduzir a formação de N2O, permitir melhor utilização de NH3, e capturar venenos tais como Pt, cinza, óxidos de enxofre, Na e Fe, e atenuar a perda potencial de metais por meio de volatilização.
[00119] Versados na técnica entenderão que variações na composição e configurações do filtro de monólito de fluxo de parede catalítico e sistemas compreendendo o filtro de monólito de fluxo de parede catalítico podem ser feitas nas mesmas sem fugir do escopo da invenção ou das reivindicações anexas.
Claims (19)
1. Filtro de monólito de fluxo de parede catalítico para uso em um sistema de tratamento de emissão, caracterizado pelo fato de que compreende uma primeira face (15), uma segunda face (25), um comprimento do filtro (a) definido pela distância da primeira face (15) em direção à segunda face (25), uma direção longitudinal entre a primeira face (15) e a segunda face (25), e primeira e segunda pluralidades de canais se estendendo na direção longitudinal, em que os canais são espaços formados por paredes (35) no substrato; em que a primeira pluralidade de canais é aberta na primeira face (15) e fechada na segunda face (25), e a segunda pluralidade de canais é aberta na segunda face (25) e fechada na primeira face (15); em que o filtro de monólito compreende um substrato poroso tendo superfícies que definem os canais e tendo uma primeira zona (40) que se estende na direção longitudinal da primeira face (15) em direção à segunda face (25) por uma distância menor que o comprimento do filtro e uma segunda zona (50) que se estende na direção longitudinal da segunda face (25) em direção à primeira face (15) e que se estende na direção longitudinal por uma distância menor que o comprimento do filtro; em que um primeiro material catalítico é distribuído ao longo da primeira zona (40) do substrato poroso; em que um segundo material catalítico cobre as superfícies na segunda zona (50) do substrato poroso e não é distribuído ao longo do substrato poroso; em que o primeiro material catalítico compreende zeólitas de poro pequeno selecionadas a partir das famílias estruturais AEI, AFT, CHA, DDR, EAB, ERI, GIS, GOO, KFI, LEV, MER, PAU, VNI e YUG; e, em que o segundo material catalítico compreende CeO2 impregnado com W, CeZrO2 impregnado com W, ou ZrO2 impregnado com Fe e W.
2. Filtro de monólito de fluxo de parede catalítico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na segunda zona (50), as superfícies são livres de material catalítico na primeira pluralidade de canais.
3. Filtro de monólito de fluxo de parede catalítico, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, na primeira zona (40), o material catalítico não cobre uma superfície da primeira ou segunda pluralidades de canais.
4. Filtro de monólito de fluxo de parede catalítico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o filtro tem uma densidade de célula de 100 cpsi a 600 cpsi (15,5 cpscm a 93 cpscm).
5. Filtro de monólito de fluxo de parede catalítico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mínima espessura média do substrato entre canais adjacentes é de 8 a 20 mil (0,02 a 0,05 cm).
6. Filtro de monólito de fluxo de parede catalítico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material catalítico na segunda zona (50) cobre as paredes da segunda pluralidade de canais como um revestimento tendo uma espessura entre 10 μm a 80 μm, inclusive.
7. Filtro de monólito de fluxo de parede catalítico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material catalítico distribuído ao longo da primeira zona (40) do substrato poroso é o mesmo que o material catalítico que cobre a superfície da segunda pluralidade de canais.
8. Filtro de monólito de fluxo de parede catalítico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material catalítico distribuído ao longo da primeira zona (40) do substrato poroso é diferente do material catalítico que cobre a superfície da segunda pluralidade de canais.
9. Filtro de monólito de fluxo de parede catalítico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão de um comprimento (c) da segunda zona (50) para um comprimento (b) da primeira zona (40) na direção longitudinal é de 1:20 a 1:5.
10. Filtro de monólito de fluxo de parede catalítico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma porção do segundo material catalítico sobrepõe uma porção da primeira zona (40) do filtro até 10% do comprimento do substrato de monólito (a).
11. Filtro de monólito de fluxo de parede catalítico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo material catalítico sobrepõe à primeira zona (40) do filtro e o segundo material catalítico está presente em até 90% do comprimento do substrato de monólito (a).
12. Filtro de monólito de fluxo de parede catalítico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um interstício entre pelo menos uma porção da primeira zona (40) e da segunda zona (50).
13. Filtro de monólito de fluxo de parede catalítico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que não existe interstício entre pelo menos uma porção da primeira zona (40) e da segunda zona (50).
14. Filtro de monólito de fluxo de parede catalítico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o monólito de fluxo de parede provê um ou mais dentre: acúmulo de fuligem reduzido, contrapressão reduzida, menor temperatura de extinção, maior conversão de NH3, HC ou CO, comparado a um filtro de fluxo de parede tendo os mesmos componentes em uma configuração diferente.
15. Sistema de tratamento de emissão (100) para tratar um fluxo de um gás de escape de combustão, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende o filtro de monólito de fluxo de parede catalítico como definido na reivindicação 1, em que a primeira face (15) é a jusante da segunda face (25), ou em que a segunda face (25) é a jusante da primeira face (15).
16. Sistema de tratamento de emissão (100) de acordo com com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o sistema (100) provê um ou mais dentre: acúmulo de fuligem reduzido, contrapressão reduzida, menor temperatura de extinção, maior conversão de NH3, HC ou CO, comparado a um filtro de fluxo de parede tendo os mesmos componentes em uma configuração diferente.
17. Método para fabricação de um filtro de monólito de fluxo de parede catalítico como definido em na reivindicação 1, o método caracterizado pelo fato de que compreende: prover um substrato poroso tendo uma primeira face (15) e uma segunda face (25) que definem uma direção longitudinal entre as mesmas e primeira e segunda pluralidades de canais que se estendem na direção longitudinal, em que a primeira pluralidade de canais é aberta na primeira face (15) e fechada na segunda face (25), e em que a segunda pluralidade de canais é aberta na segunda face (25) e fechada na primeira face (15); infiltrar seletivamente o substrato poroso com um revestimento reativo contendo um primeiro material catalítico para formar uma primeira zona (40) que inclui o primeiro material catalítico e uma segunda zona (50) que é isenta do primeiro material catalítico, em que a primeira zona (40) se estende na direção longitudinal da primeira face (15) em direção à segunda face (25) e a segunda zona (50) se estende na direção longitudinal da segunda face (25) e se estende até a primeira zona (40); e formar um revestimento de um segundo material catalítico, na segunda zona (50), cobrindo as paredes da segunda pluralidade de canais.
18. Método para tratamento de um fluxo de um gás de escape (110) de combustão compreendendo NOx e matéria particulada, o método caracterizado pelo fato de que compreende passar a corrente de escape através do monólito como definido na reivindicação 1, em que a primeira face (40) é a jusante da segunda face (50), ou em que a segunda face (50) é a jusante da primeira face (40).
19. Método de acordo com com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o método provê um ou mais dentre: matéria particulada reduzida a jusante do monólito de fluxo de parede e conversão de NOx aumentada, comparado a um filtro de fluxo de parede tendo os mesmos componentes em uma configuração diferente.
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