ES2205403T3 - Procedimiento y conjunto de eliminacion deoxidos de nitrogeno presentes en los gases de escape. - Google Patents
Procedimiento y conjunto de eliminacion deoxidos de nitrogeno presentes en los gases de escape.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO Y UN EQUIPO DE ELIMINACION DE LOS OXIDOS DE NITROGENO (NO X ) PRESENTES EN LOS GASES DE ESCAPE PROCEDENTES DE UN MOTOR DIESEL O DE EXPLOSION QUE FUNCIONE CON UNA MEZCLA POBRE. DICHO EQUIPO FORMA PARTE DE LA LINEA DE ESCAPE QUE SALE DEL MOTOR Y COMPRENDE: - AL MENOS UN CATALIZADOR DE CONVERSION (3) DE LOS OXIDOS DE NITROGENO SITUADO EN LA LINEA PRINCIPAL DE ESCAPE (2); DICHO CATALIZADOR O CATALIZADORES PRESENTAN CAMPOS DE TEMPERATURA NO UNIDOS PARA LOS CUALES LA CONVERSION DE LOS NO X ES INFERIOR A UN CIERTO TIPO DE CONVERSION (C MIN ); - AL MENOS UN MEDIO (4) SITUADO ANTES DEL CATALIZADOR O CATALIZADORES DE CONVERSION (3) DESTINADO A CAPTURAR Y DESPUES LIBERAR LOS OXIDOS DE NITROGENO. EL EQUIPO DE LA INVENCION INCLUYE ADEMAS: - AL MENOS UNA LINEA DE DERIVACION (5) DE LA LINEA PRINCIPAL DE ESCAPE (2) EN CUYO INTERIOR VA COLOCADO UNO DE LOS MEDIOS DE CAPTURA DE LOS NO X (4); - AL MENOS UNA VALVULA (6) PARA MODULAR EL CAUDAL DE GAS ENTRE DICHA LINEA DE DERIVACION (5) Y LA LINEA PRINCIPAL DE ESCAPE (2), PARA QUE EL MEDIO DE CAPTURA (4) PUEDA CAPTURAR LOS OXIDOS DE NITROGENO, EN PARTICULAR CUANDO EL CATALIZADOR O CATALIZADORES DE CONVERSION (3) PRESENTAN UN TIPO DE CONVERSION INFERIOR A UN VALOR PREDETERMINADO (C MIN ) Y DE FORMA QUE DICHO MEDIO PUEDA LIBERAR LOS OXIDOS DE NITROGENO SIMULTANEAMENTE A UNA CONVERSION.
Description
Procedimiento y conjunto de eliminación de óxidos
de nitrógeno presentes en los gases de escape.
La presente invención se refiere al campo del
tratamiento de gases emitidos del escape de los motores diesel y de
los motores de encendido controlado que funcionan en mezcla
pobre.
Tales motores emiten un cierto número de
contaminantes, lo que es necesario eliminar y tanto más eficazmente
a medida que las normas en la materia se hacen cada vez más
estrictas.
Entre los contaminantes más numerosos y los más
perjudiciales para el medio ambiente, se pueden citar los óxidos de
nitrógeno.
Es conocido eliminar este tipo de contaminantes
haciendo pasar los gases de escape a través de catalizadores
(llamados DéNO_{x}) destinados a convertir los óxidos de
nitrógeno. Puesto que los catalizadores conocidos estaban activos en
un intervalo de temperatura dado, pueden utilizarse en el colector
catalítico varios catalizadores que tienen formulaciones diferentes,
es decir, intervalos de actividad diferentes. Se agranda por tanto
el campo de acción de los elementos catalíticos. Sin embargo, en
este contexto, se plantea un problema puesto que el gas de escape no
está, a nivel del o de los catalizadores, en un intervalo de
temperatura para el que es suficiente la conversión de los óxidos de
nitrógeno.
De manera más precisa, se plantea el problema
cuando se utiliza, por ejemplo, un primer catalizador activo sobre
un primer intervalo de temperatura y un segundo catalizador activo
sobre un segundo intervalo de temperatura, y de modo que estos
intervalos son tales que existe una gama de temperaturas situada
entre y más allá de los intervalos predefinidos, intervalo para el
cual será débil la conversión de los óxidos de nitrógeno.
Por otro lado, a las temperaturas más bajas, es
decir, antes de que el gas alcance una temperatura donde son
susceptibles de ser convertidos por uno de los catalizadores, hay
también ausencia de conversión de los óxidos de nitrógeno.
A título ilustrativo, las formulaciones
utilizadas para las bajas temperaturas son del tipo Platino/Alúmina
o Platino/Zeolita. Las temperaturas para las que estos catalizadores
son los más activos son de 200ºC a 250ºC.
Los catalizadores llamados de "Altas
temperaturas" son activos, en general, entre 300ºC y 500ºC. Éstos
son por ejemplo los catalizadores del tipo de Cobre/Zeolita.
Es evidente que entre estos dos intervalos, es
decir, entre 250ºC y 300ºC, ninguna conversión de los óxidos de
nitrógeno puede ser realizada de forma eficaz. Por debajo de los
200ºC y más allá de los 500ºC, existe el mismo problema.
Por otro lado, existen catalizadores sobre los
que los óxidos de nitrógeno son absorbidos en forma de nitratos
cuando la temperatura del gas que los atraviesa está situada en un
cierto intervalo. Estos catalizadores son llamados normalmente
"trampas de NO_{x}". Los nitratos así absorbidos pueden ser
eliminados a continuación o bien térmicamente o bien por una
combustión momentánea a una riqueza superior a la unidad. Esta
última acción está bien adaptada para las líneas de escape de
motores de encendido controlado que funcionan con mezcla pobre.
La solicitud de patente
EP-Al-0540280 describe un sistema
que comprende un atrapamiento de NO_{x}, provisto de un sistema de
recalentamiento de gases, seguido de un catalizador de reducción de
los óxidos de nitrógeno. Los dos catalizadores están montados en
derivación de la línea de escape principal. Según este documento, un
sistema de válvula permite disminuir, durante las fases de
eliminación del atrapamiento, la VVH (relación entre el caudal de
gas y el volumen del catalizador que traduce el tiempo de contacto
de los gases con el catalizador). Así pues, se mejora el nivel de
conversión de los NO_{x} sobre el catalizador de reducción de los
óxidos de nitrógeno. Sin embargo, con esta configuración, la parte
del flujo gaseoso que pasa por el conducto principal no atraviesa el
catalizador de reducción de los NO_{x}. Además, pueden existir
niveles de temperatura donde la trampa de NO_{x} y el catalizador
de reducción de los NO_{x} están activos, en cuyo caso, se
almacenarán los NO_{x} en el atrapamiento, cuando se hubiera
podido reducirlos. Según esta técnica anterior, la regulación del
caudal no está destinada a optimizar la cantidad de gas a recalentar
para la eliminación térmica de los NO_{x} previamente almacenados,
sino que está destinada en gran parte a mejorar la conversión de los
óxidos de nitrógeno sobre el catalizador de reducción de los óxidos
de nitrógeno.
Se conoce igualmente por el documento
EP-A-754841 un dispositivo de
depuración de gases de escape de un motor, que comprende dos
catalizadores de conversión de los contaminantes dispuestos en la
línea de escape y que presentan intervalos de temperatura no
contiguos, para los que la conversión es inferior a un cierto nivel
de conversión, estando dispuesto un absorbente colocado aguas arriba
de los catalizadores y destinado a atrapar, después a liberar los
contaminantes sobre una línea colocada en derivación de la línea de
escape y una multiplicidad de válvulas dispuestas sobre la línea de
derivación y sobre la línea de escape.
Así pues, en el arranque del motor, el absorbente
atrapa los contaminantes de los gases de escape por el cierre de la
válvula de la línea de escape y la apertura de las válvulas de la
línea de derivación hasta que el primer catalizador, que posee el
intervalo más bajo, había alcanzado su temperatura de
funcionamiento. Una vez alcanzada esta temperatura, se forma la
línea de derivación y la línea de escape se abre para que el gas de
escape atraviese los dos catalizadores. Después de que el otro
catalizador que tiene un intervalo de temperatura superior al primer
catalizador, ha alcanzado su temperatura de funcionamiento, la línea
de escape está de nuevo cerrada y la línea de derivación está
abierta de modo que el absorbente puede ser desorbido por
calentamiento gracias a los gases de escape. Después de la operación
de desorción, la línea de derivación se cierra y la línea de escape
se abre y los gases de escape atraviesan los catalizadores.
Con este dispositivo, por un lado, existen
igualmente intervalos de temperatura donde no hay conversión y, por
otro lado, tendrá lugar sistemáticamente la eliminación del
absorbente, cuando puede no revelarse necesario.
El problema evocado anteriormente en relación con
la mala conversión en ciertos intervalos, así como otros, puede ser
resueltos según la invención.
Por tanto, la presente invención tiene por objeto
un conjunto de eliminación de los óxidos de nitrógeno (NO_{x})
presentes en los gases de escape emitidos por un motor diesel o un
encendido controlado que funcionan en mezcla pobre, formando parte
dicho conjunto de la línea de escape que sale del motor y que
comprende:
- una pluralidad de catalizadores de conversión
de óxidos de nitrógeno, dispuestos en una línea principal de escape,
presentando dichos catalizadores intervalos de temperatura de
conversión no contiguos, para los que la conversión de los NO_{x}
es superior a un cierto nivel de conversión,
- al menos un medio colocado aguas arriba de los
catalizadores de conversión y destinado a atrapar, después a liberar
los óxidos de nitrógeno
- al menos una línea colocada en derivación de la
línea principal de escape, en el interior de la cual está dispuesto
al menos uno de dichos medios de atrapamiento de los NO_{x},
- al menos una válvula destinada a modular el
caudal de gas entre dicha línea de derivación y la línea principal
de escape.
Conforme a la invención, el conjunto comprende,
además, un medio tal como un ordenador destinado controlar al menos
dicha válvula con el fin de que el medio de atrapamiento pueda
atrapar dichos óxidos de nitrógeno principalmente cuando el o los
catalizadores de conversión presentan un nivel de conversión
inferior a dicho valor predeterminado, y de tal manera que dicho
medio de atrapamiento de los NO_{x} pueda eliminar dichos óxidos
de nitrógeno de forma simultánea a una conversión.
Por otro lado, el conjunto según la invención
comprende, además, un medio de calentamiento asociado al menos a un
medio de atrapamiento de los NO_{x}.
De manera ventajosa, el conjunto comprende,
además, al menos un primer sensor de temperatura dispuesto aguas
arriba de los catalizadores, estando unido dicho primer sensor a
dicho medio de control que transmite los valores de temperatura.
Por otro lado, el conjunto comprende al menos un
segundo sensor de temperatura dispuesto aguas arriba del medio de
atrapamiento de los óxidos de nitrógeno, estando unido dicho sensor
a dicho medio de control al que se envían los valores de
temperatura.
Sin abandonar el campo de la invención, dicho
ordenador está conectado, además, a dicho medio de calentamiento con
el fin de funcionar principalmente en función de los valores de
temperatura que recibe.
El estado de saturación del atrapamiento de
NO_{x}, puede ser tenido en cuenta paralelamente por el
ordenador.
De modo particular, dicho ordenador reacciona en
función de las temperaturas que reciba y en función de los valores
predeterminados memorizados, y acciona en consecuencia la válvula de
división del caudal.
El conjunto según la invención puede comprender,
por otro lado, un medio destinado a inyectar los hidrocarburos en la
línea de escape aguas arriba de los catalizadores de conversión,
controlado por dicho ordenador.
La invención tiene también por objeto un
procedimiento de eliminación de los óxidos de nitrógeno presentes en
los gases de escape emitidos desde un motor de combustión interna
Diesel o de encendido controlado que funcionan en mezcla pobre, que
consiste en:
- -
- convertir los óxidos de nitrógeno sobre al menos dos intervalos de temperatura de conversión no contiguos, para los que la conversión es superior a un cierto nivel de conversión, gracias a varios catalizadores de conversión,
- -
- absorber dichos óxidos de nitrógeno sobre al menos un medio de atrapamiento específico con una temperatura de adsorción inferior a la temperatura mínima del primer intervalo de temperatura de conversión.
Conforme al procedimiento según la invención, la
adsorción de los óxidos de nitrógeno se lleva a cabo para al menos
un intervalo de temperatura de los gases de escape, en el que el
nivel de conversión catalítico es inferior a dicho valor
predeterminado (C_{min}) y la desorción de los óxidos de nitrógeno
puede llevarse a cabo de forma simultánea a la conversión de dichos
óxidos.
Según un modo de realización de la invención, los
óxidos de nitrógeno (NO_{x}) desorbidos son desorbidos
calentándolos y/o haciendo pasar los gases de escape a través de
dichos medios de atrapamiento específicos.
Según otra forma de realización de la invención,
los NO_{x} absorbidos son sometidos a desorción calentándolos por
un medio específico de calentamiento asociado con dicho medio de
atrapamiento de los óxidos de nitrógeno. La apertura de la válvula
define entonces la cantidad óptima del flujo gaseoso a recalentar,
lo que permite principalmente limitar la energía consumida por el
medio de calentamiento.
El procedimiento según la invención prevé
adicionalmente la adsorción/desorción realizada en un conducto en
derivación de la línea de escape principal y la modulación del
caudal entre el conducto de derivación y la línea principal, en
función de al menos un parámetro unido a la temperatura de los gases
en la línea de escape y/o en el estado de saturación de la trampa de
NO_{x}.
Se mide, según la invención, la temperatura de
los gases en al menos un punto de la línea de escape.
Preferentemente, se mide la temperatura aguas
arriba de la conversión catalítica.
Adicionalmente, puede medirse la temperatura
aguas arriba de la adsorción de los óxidos de nitrógeno.
Preferentemente, se utiliza un ordenador, que
recibe las temperaturas medidas en al menos un punto de la línea de
escape.
Particularmente, dicho ordenador recibe las
temperaturas medidas aguas arriba de la conversión catalítica y de
la adsorción de los óxidos de nitrógeno, y dicho ordenador controla
en consecuencia, un elemento de modulación del flujo entre línea de
escape principal y el conducto de derivación.
De manera ventajosa, dicho ordenador controla el
medio de calentamiento de los gases de escape asociado por medio del
atrapamiento de los óxidos de nitrógeno. De otro modo, se inyectan
los hidrocarburos cuando la relación HC/NO_{x} contenida en los
gases de escape aguas arriba del o de los catalizadores
DéNO_{x} no está comprendida en un intervalo
predeterminada.
Otras características, detalles, ventajas de la
invención aparecerán mejor con la lectura de la descripción que
sigue, hecha a título ilustrativo y no limitativo, con referencia a
las figuras anexas, en las que:
La figura 1 es un esquema que muestra los
principales elementos de la invención; y
La figura 2 muestra las curvas que dan el nivel
de conversión de los catalizadores DéNO_{x} en función de
la temperatura de los gases de escape.
La figura 1 ilustra los principales elementos
estructurales que forman el conjunto de eliminación de los óxidos de
nitrógeno según la invención.
Un motor 1 está representado esquemáticamente con
su línea principal de escape 2, en la que se realiza la
invención.
La invención se refiere, por ejemplo, a los
motores del tipo Diesel o de encendido controlado que funcionan con
mezcla pobre, para los que es difícil la reducción de NO_{x}.
De un modo conocido, uno o varios catalizadores
DéNO_{x} 3 están colocados sobre la línea de escape 2.
Según su formulación, cada catalizador actúa para un intervalo de
temperatura específico de los gases de escape.
Por otro lado, un medio 4 de atrapamiento de los
óxidos de nitrógeno puede ser añadido a la línea de escape 2.
Según la invención, está prevista al menos una
línea 5 colocada en derivación de la línea principal de escape 2, en
el interior de la línea 5 está dispuesto al menos un medio 4 de
atrapamiento de los óxidos de nitrógeno (absorbente de
NO_{x}).
La derivación 5 desemboca en el conducto
principal 2 aguas arriba de los catalizadores DéNO_{x}
3.
Además, está previsto un medio de válvula 6,
colocado en la intersección de la línea principal 2 y de la
derivación 5, en lado superior. La válvula 6 está destinada a
modular el caudal de gas entre la línea principal 2 que desemboca
sobre el o los convertidores catalíticos 3 y la derivación (o
by-pass) 5 equipada con el medio 4 de atrapamiento
de los NO_{x}.
Así pues, el medio 4 puede atrapar, por ejemplo,
los óxidos de nitrógeno cuando los catalizadores de conversión no
están suficientemente activos, por debajo de un cierto umbral de
conversión C_{min}, como se va a explicar más detalladamente a
continuación.
Adicionalmente, puede estar previsto un medio de
calentamiento 7 asociado con el medio 4 de atrapamiento de los
óxidos de nitrógeno.
Además, puede montarse al menos un primer sensor
de temperatura 8 sobre la línea de escape principal 2.
Preferentemente, dicho sensor 8 está colocado
aguas arriba del (o de los) catalizador(es) de conversión 3,
en proximidad a la salida de la derivación 5.
El sensor 8 está conectado a un medio de control
y/o de cálculo, tal como un microprocesador 9.
El medio de cálculo 9 puede recibir, por otro
lado, la temperatura del gas de escape en la entrada del medio 4 de
escape de los NO_{x}, gracias a un segundo sensor de temperatura
10 colocado en este lugar de la derivación 5.
Gracias a las informaciones que recibe, así como
a los valores memorizados, el ordenador 9 actúa sobre varios
elementos: las líneas con flechas en tramos planos sobre la figura 1
simbolizan las informaciones recibidas por el ordenador 9. Hay que
señalar, por tanto, que dicho ordenador 9 utiliza las informaciones
medidas o calculadas (régimen, temperaturas, cartografías de los
contaminantes, estado de saturación de la trampa de NO_{x})
relativas al funcionamiento del motor, y representadas globalmente
por la línea 12 de la
\hbox{figura 1.}
Las líneas de puntos sobre la figura 1
representan las acciones de control del ordenador 9 sobre ciertos
elementos: así como el ordenador 9 actúa sobre la válvula 6 de
regulación del caudal entre la línea principal 2 y la derivación
5.
Por otro lado, en función de las informaciones
que recibe, el ordenador puede poner en funcionamiento el medio de
calentamiento 7.
Sin abandonar el campo de la presente invención,
el ordenador puede controlar un medio 11 destinado a inyectar una
cierta cantidad de hidrocarburos en la línea principal 2.
El funcionamiento del conjunto que acabamos de
describir se va a explicar a continuación con relación a la figura
2.
Sobre el gráfico de la figura 2, el nivel de
conversión (C) de los NO_{x} por el o los catalizadores tales como
3 es dado en función de la temperatura (T) de los gases dispuestos
aguas arriba de dichos catalizadores 3.
Según este ejemplo, se utilizan dos catalizadores
de formulación diferente son utilizados: uno da la curva A, es
decir, que es suficientemente activo entre T_{1} y T_{2}. Éste
es un catalizador, cuya formulación puede permitir actuar a bajas
temperaturas.
El segundo catalizador actúa según la curva B, es
decir, para los gases cuyas temperaturas están comprendidas entre
T_{3} y T_{4}, siendo T_{3} superior a T_{2}.
Los valores de T_{1}, T_{2}, T_{3} y
T_{4} corresponden a un nivel de conversión predeterminado
C_{min}, mínimo aceptable.
En el gráfico de la figura 2, T_{st1}, y
T_{st2} designan, respectivamente, los límites del intervalo de
temperatura sobre el que el intervalo de NO_{x} es susceptible de
absorber los óxidos de nitrógeno. T_{dest} designa la temperatura
a partir de la cual los NO_{x} pueden ser desorbidos
térmicamente.
Para los niveles de conversión inferiores a un
umbral dado, tal como C_{min} en la figura 2, se plantea
habitualmente un problema. La presente invención permite
resolverlo.
Cuando la temperatura de los gases de escape se
sitúa en un intervalo o el nivel de conversión del catalizador
DéNO_{x} es inferior al umbral C_{min} y donde el absorbente de
NO_{x} 4 está activo, todos los gases de escape son desviados
sobre el conducto 5 que contiene el absorbedor de NO_{x} 4: esto
se produce, según la figura 2 entre T_{st1} y T_{1}; entre
T_{2} y T_{3} y entre T_{4} y
T_{st2}.
T_{st2}.
En función de ciertos parámetros como el caudal
de gases que atraviesan la trampa 4, el contenido en NO_{x} de
estos gases, la eficacia de adsorción de la trampa, se puede estimar
la cantidad de NO_{x} absorbido sobre la trampa 4 y determinar si
está saturado. Sería posible igualmente la desviación de una sonda
en NO_{x} determinar directamente si la trampa está saturada.
La desorción de los NO_{x} atrapados sobre el
absorbente de NO_{x} 4 se hace térmicamente. La energía térmica
necesaria para esta desorción es aportada o bien por los gases de
escape propiamente dichos, o bien si la energía térmica de los gases
de escape no es suficiente, por un sistema de calentamiento
suplementario tal como el medio 7.
Cuando se decide eliminar los NO_{x} acumulados
sobre la trampa 4, puesto que ésta está saturada o porque las
condiciones de eliminación son óptimas y de modo que los gases de
escape atraviesan el catalizador DéNO_{x} 3 están a una
temperatura que asegura un nivel de conversión de los NO_{x}
suficiente, una parte o la totalidad del caudal de los gases de
escape pasa por el by-pass. Si la temperatura de los
gases de escape al nivel de la trampa de NO_{x} 4 no es suficiente
para asegurar las eliminaciones de los NO_{x}, el medio de
calentamiento permite entonces alcanzar un nivel de temperatura
suficiente para la eliminación. La válvula 6 regula entonces el
caudal que pasa por el by-pass 5 con el fin de que
una parte solamente del gas sea recalentada. Permite por tanto
limitar la energía necesaria por medio del calentamiento 7,
asegurando una eliminación de los NO_{x} atrapados en el medio
4.
La reducción de los NO_{x} sobre el catalizador
DéNO_{x} 3 depende de ciertos parámetros como la temperatura, la
VVH (relación entre el caudal de volumen de gas que atraviesa el
catalizador y el volumen de este catalizador), la relación
HC/NO_{x}. Si la cantidad de los hidrocarburos (HC) no quemados
procedentes de la combustión del motor no es suficiente, puede
llevarse a cabo una inyección suplementaria de los hidrocarburos de
tal manera que se encuentre en las condiciones óptimas de reducción
de los NO_{x}.
En un motor de combustión interna, pueden
concebirse varias zonas de inyección:
- -
- aguas arriba de la válvula de admisión de tal manera que la totalidad o una parte de estos hidrocarburos inyectados se recuperen del escape en forma de hidrocarburos no quemados.
- -
- En una cámara de combustión, antes o después de la inyección principal, de tal manera que la totalidad o una parte de estos hidrocarburos se recuperen en forma de hidrocarburos no quemados en el escape.
- -
- En la línea de escape aguas arriba del catalizador DéNO_{x} 3.
Durante las fases de reducción de los NO_{x}
sobre el catalizador DéNO_{x} 3, la totalidad o una parte del gas
que pasa al conducto principal 2 antes de atravesar el catalizador
DéNO_{x} 3.
La fase de reducción de los NO_{x} es un
tratamiento complementario, necesario en la eliminación de los
NO_{x} emitidos directamente del motor y/o emitidos de la trampa
de NO_{x}4.
Una gestión simplificada del sistema descrito
anteriormente se va a exponer a continuación.
El ordenador 9 determina en función de los
valores medidos o calculados si el nivel de conversión C del
catalizador DéNO_{x} 3 es superior o no a C_{min}.
Si el nivel de conversión es superior a
C_{min}, la relación de HC/NO_{x} es ajustada (si es necesario),
a través de una inyección suplementaria de hidrocarburos con el fin
de mejorar el nivel de conversión C de los óxidos de nitrógeno.
Simultáneamente, en función principalmente del estado de saturación
de la trampa, se decide o no eliminar los NO_{x} que han sido
producidos, previamente, sobre la trampa de NO_{x} 4.
En el marco de una eliminación, el ordenador 9
maneja la abertura de la válvula 6 así como el medio de
recalentamiento 7 con el fin de obtener una temperatura T_{10}
aguas arriba de la trampa, superior a T_{dest} así como una
temperatura de mezcla T_{8} situada en el intervalo de actividad
del o de los catalizadores DéNO_{x}.
Si el nivel de conversión C es inferior al nivel
de C_{min}, y la temperatura (estimada o medida) de los gases a
nivel de la trampa de NO_{x} está comprendida entre T_{st1} y
T_{st2}, cualquier caudal de los gases de escape pasa a la
derivación 5, sobre la trampa de NO_{x}. De un modo diferente, si
esta temperatura es superior a T_{St2} el nivel de conversión C es
inferior a C_{min}, cualquier caudal de los gases de escape pasa
por el conducto principal 2.
Claims (19)
1. Conjunto de eliminación de los óxidos de
nitrógeno (NO_{x}) presentes en los gases de escape emitidos por
un motor diesel o de encendido controlado que funciona en mezcla
pobre, formando parte dicho conjunto de la línea de escape del motor
y que comprende:
- una pluralidad de catalizadores (3) de
conversión de óxidos de nitrógeno, dispuestos en una línea principal
de escape (2), presentando dichos catalizadores intervalos de
temperatura de conversión (T1, T2; T3, T4) no contiguos, para los
que la conversión de los NO_{x} es superior a un cierto nivel de
conversión (C_{min}),
- al menos un medio (4) colocado aguas arriba de
los catalizadores de conversión (3) y destinado a atrapar, después a
liberar los óxidos de nitrógeno,
- al menos una línea (5) colocada en derivación
de la línea principal de escape (2), en el interior de la cual está
dispuesto al menos uno de dichos medios de atrapamiento de los
NO_{x} (4),
- al menos una válvula (6) destinada a modular el
caudal de gases entre dicha línea de derivación (5) y la línea
principal de escape (2),
caracterizado porque comprende,
además,
- un medio tal como un ordenador (9) destinado a
controlar al menos dicha válvula (6) con el fin de que el medio de
atrapamiento (4) pueda atrapar dichos óxidos de nitrógeno
principalmente cuando el o los catalizadores de conversión (3)
presentan un nivel de conversión inferior a dicho valor
predeterminado (C_{min}), y de tal manera que dicho medio de
atrapamiento de los NO_{x} puede eliminar dichos óxidos de
nitrógeno de forma simultánea a una conversión.
2. Conjunto según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende, además, un medio de
calentamiento (7) asociado con al menos un medio de atrapamiento de
los NO_{x}(4).
3. Conjunto según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende, además, al menos un primer
sensor de temperatura (8) dispuesto aguas arriba de los
catalizadores (3), estando unido dicho primer sensor (8) a dicho
medio de control (9) al cual transmite valores de temperatura.
4. Conjunto según la reivindicación 3,
caracterizado porque comprende, además, al menos un segundo
sensor de temperatura (10) dispuesto aguas arriba del medio de
atrapamiento de dichos óxidos de nitrógeno (4), estando unido dicho
sensor (10) a dicho medio de control (9) al cual envía valores de
temperatura.
5. Conjunto según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dicho ordenador
(9) está conectado, además, a un medio de calentamiento (7) con el
fin de accionarlo en función principalmente de los valores de
temperatura que recibe y/o el estado de saturación de la trampa de
NO_{x}.
6. Conjunto según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dicho ordenador
(9) reacciona en función de las temperaturas que recibe y en función
de los valores predeterminados memorizados y acciona en consecuencia
la válvula de división del caudal (6).
7. Conjunto según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque comprende,
además, un medio (11) destinado a inyectar los hidrocarburos en la
línea de escape (2), aguas arriba de los catalizadores de conversión
(3), controlado por dicho ordenador (9).
8. Procedimiento de eliminación de los óxidos de
nitrógeno presentes en los gases de escape emitidos desde un motor
de combustión interna diesel o de encendido controlado de
funcionamiento en mezcla pobre, consistiendo dicho procedimiento
de:
- -
- convertir los óxidos de nitrógeno sobre al menos dos intervalos de temperatura de conversión (T1, T2; T3, T4) no contiguos, por los que la conversión es superior a un cierto nivel de conversión (C_{min}), gracias a varios catalizadores de conversión (3),
- -
- adsorber dichos óxidos de nitrógeno sobre al menos un medio de atrapamiento específico (4) con una temperatura de adsorción inferior a la temperatura mínima del primer intervalo de temperatura de conversión (T1, T2),
caracterizado porque la adsorción de los
óxidos de nitrógeno se lleva a cabo por al menos un intervalo de
temperatura de los gases de escape, en el que el nivel de conversión
catalítico es inferior a dicho valor predeterminado (C_{min}) y
porque la desorción de los óxidos de nitrógeno pude llevarse a cabo
de modo simultáneo a la conversión de dichos óxidos de
nitrógeno.
9. Procedimiento de eliminación según la
reivindicación 8, caracterizado porque consiste en adsorber
dichos óxidos de nitrógeno sobre el medio de atrapamiento en un
intervalo de temperatura de adsorción (T4, Tst2) superior a la
temperatura máxima de conversión del último intervalo de temperatura
de conversión (T3, T4).
10. Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9,
caracterizado porque los óxidos de nitrógeno son sometidos a
desorción calentándolos y/o haciendo pasar los gases de escape a
través de dicho medio de atrapamiento específico (4).
11. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque los NO_{x}
absorbidos son sometidos a desorción calentándolos por un medio
específico de calentamiento asociado con dicho medio (4) de
atrapamiento de los óxidos de nitrógeno.
12. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque la
adsorción/desorción se realiza en un conducto (5) de derivación de
la línea de escape principal (2) y porque se modula el caudal de
gases de escape entre el conducto de derivación (5) y la línea
principal (2) en función de al menos un parámetro unido a la
temperatura de los gases en la línea de escape y/o en el estado de
saturación del atrapamiento NO_{x}.
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque se mide la temperatura de los gases en
al menos un punto (8; 10) de la línea de escape.
14. Procedimiento según la reivindicación 13,
caracterizado porque se mide la temperatura antes de la
conversión catalítica.
15. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque se mide la
temperatura aguas arriba de la adsorción de los óxidos de
nitrógeno.
16. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 15, caracterizado porque se utiliza un
ordenador (9) que recibe las temperaturas medidas al menos en un
punto de la línea de escape.
17. Procedimiento según la reivindicación 16,
caracterizado porque dicho ordenador (9) recibe las
temperaturas medidas aguas arriba de la conversión catalítica y
aguas arriba de la adsorción de los óxidos de nitrógeno y porque
dicho ordenador (9) controla en consecuencia un elemento (6) de
modulación del flujo entre la línea de escape principal (2) y el
conducto de derivación (5).
18. Procedimiento según la reivindicación 16 ó
17, caracterizado porque dicho ordenador (9) controla el
medio (7) de calentamiento de los gases de escape asociado al medio
(4) de atrapamiento de los óxidos de nitrógeno.
19. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 18, caracterizado porque se inyectan,
además, los hidrocarburos cuando la relación HC/NO_{x} contenida
en el gas de escape aguas arriba de la conversión catalítica (3) no
está comprendida en un intervalo determinado.
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