ES2233882T3 - Pprocedimiento y dispositivo para la obtencion de amoniaco. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la producción de amoníaco (NH3) y su inmediata introducción como agente reductor en una corriente de gas de escape resultante del proceso de combustión de un motor, una turbina de gas o quemador, para la reducción catalítica selectiva de los óxidos de nitrógeno en ella contenidos, caracterizado porque la urea seca procedente de un recipiente de almacenamiento 7 se lleve en cantidad regulada a un reactor 8 dispuesto fuera de la corriente de gas de escape, y en éste, por termólisis relámpago se disocia en amoníaco (NH3) y ácido iso-ciánico (HNCO), y la mezcla de gases así formada se trata cata-líticamente inmediatamente después en presencia de agua (H2O), de modo que el ácido isociánico (HNCO) resultante de la termo-lisis relámpago se transforma también por hidrólisis cuanti-tativa en amoníaco (NH3) y dióxido de carbono (CO2).

Description

Procedimiento y dispositivo para la obtención de amoníaco.

Conforme al preámbulo de la reivindicación 1 el invento se refiere a un procedimiento y, conforme al preámbulo de la reivindicación 9, a un dispositivo para la obtención de amoníaco (NH_{3}) y de su subsiguiente introducción como agente reductor en una corriente de gas de escape de un proceso de combustión de un motor, de una turbina de gas o de un quemador, para la reducción catalítica selectiva de los óxidos de nitrógeno en ella contenidos.

En los casos de aplicación contemplados, el amoníaco (NH_{3}) sirve como agente reductor, que delante de un catalizador especial SCR o delante de un grupo de módulos catalíticos SCR con circulación en paralelo, integrados en un silenciador, se introduce en el conducto de los gases de escape de motores de combustión, turbinas de gas o quemadores, y en el sistema catalítico SCR provoca la reducción de los óxidos de nitrógeno contenidos en los gases de escape. SCR significa Selective Catalytic Reduction (reducción selectiva catalítica).

Para la producción de amoníaco (NH_{3}) se han dado a conocer hasta ahora distintos métodos, sobre los que se trata a continuación.

En el documento EP 0487886 A2 se propone un método para una descomposición cuantitativa por hidrólisis de una solución acuosa de urea, para dar amoníaco (NH_{3}) y dióxido de carbono (CO_{2}) en un intervalo de temperaturas de 160ºC a 550ºC, el cual da como resultado que se evitan productos de reacción no deseados tales como ácido isociánico (HNCO) y monóxido de carbono (CO). En el caso de este método conocido, la solución de urea se pulveriza primero por medio de una boquilla sobre un evaporador/catalizador que se encuentra en el gas de escape. Los productos gaseosos que allí se forman se tratan posteriormente en un catalizador de hidrólisis conectado a continuación, antes de que lleguen a un catalizador SCR para la reducción de los óxidos de nitrógeno.

Del documento EP 0555746 A2 se conoce un procedimiento que completa el del documento EP 0487886 A2. Esto último, de manera que el evaporador, en virtud de su conformación, distribuye la solución de urea homogéneamente y, de tal modo, que queda asegurado el contacto de las gotitas con las paredes del canal. Por una distribución homogénea se evitan deposiciones sobre el catalizador y pérdidas de urea. La dosificación de urea debería ser activada únicamente a partir de temperaturas del gas de escape de 160ºC, puesto que al descender por debajo de dicha temperatura se forman productos secundarios no deseados.

Un inconveniente de la solución acuosa de urea es que su preparación, en virtud de la necesidad de agua desionizada, es relativamente cara. El agua desionizada es necesaria para proteger de forma duradera las superficies del catalizador frente a deposiciones de cal. Por la alta proporción de agua de la solución de urea (solución al 32,5%) en comparación con urea seca o con una mezcla de urea con una cantidad de agua menor, hay que hacerse cargo de un peso claramente más elevado y de un volumen mayor de la instalación.

Otro inconveniente de la solución acuosa de urea se refiere a su idoneidad para el invierno. El punto de congelación de una solución de urea al 32,5% se encuentra a -11ºC. A temperaturas muy bajas hay que aportar calefacción al recipiente de almacenamiento y al sistema de dosificación. Además de esto, al evaporar la solución de urea, sólo para la evaporación del agua hay que aportar el 80% de la energía necesaria. Esto conduce a una disminución de la temperatura del gas de escape y, con ello, a temperaturas bajas, en ocasiones a una menor transformación del óxido de nitrógeno.

El documento EP 0615777 B1 en lugar de la solución acuosa de urea propone como agente reductor en la tecnología SCR urea seca en forma de gránulos de hasta 5 mm de diámetro o microgránulos con un diámetro entre 10 y 1000 \mum. Los microgránulos se inyectan por boquilla en la conducción de gas de escape con ayuda de aire a presión por medio de un dispositivo de dosificación. En el caso de utilizar urea seca existe el peligro de que los microgránulos se agreguen o, respectivamente, se peguen entre sí. Para no perjudicar la dosificación hay que conservar la capacidad de fluencia de los microgránulos. Para ello se propone el empaquetamiento estanco al aire de los microgránulos o el empolvado de los microgránulos con compuestos orgánicos nitrogenados.

En el documento EP 0878608 A2 se utiliza el producto de fusión de urea pura como agente reductor para la reducción selectiva catalítica o no catalítica de óxidos de nitrógeno. La urea seca se encuentra primero como polvo o en forma cristalina en un recipiente de almacenamiento. Según la carga o el número de revoluciones del motor se aporta al transmisor de calor una determinada cantidad de urea por medio de un sinfín. El transmisor de calor por el que fluye una corriente parcial de gas de escape aprovecha el calor del gas de escape para fluidificar la urea sólida. Este proceso transcurre a temperaturas entre 133ºC (temperatura de fusión de la urea) y 250ºC. Desde luego, sólo se pretenden temperaturas de hasta 160ºC para evitar productos secundarios no deseados, tales como ácido cianúrico. El producto de fusión resultante contiene el agente reductor propiamente dicho amoníaco (NH_{3}) y eventualmente ácido isociánico (HNCO). El producto de fusión originado se introduce por boquillas en el gas de escape, por medio de una bomba de inyección de alta presión, a través de una o de varias boquillas de inyección. El lugar de la introducción por boquillas en el caso del procedimiento SCR es inmediatamente antes del catalizador y, en el caso del procedimiento no catalítico, el recinto de combustión.

En el documento US 5809775 A una sustancia sólida adecuada para la reducción de NO_{x} se transforma en un gas que contiene amoníaco por calentamiento en un generador de gas. En este caso, la urea, agente de reducción preferido de NO_{x}, se debe calentar para la pirolisis a, como mínimo 300ºC, mientras que por el contrario, otros agentes de reducción, como por ejemplo carbamato amónico, se tienen que calentar sólo a 40ºC. A continuación, el gas que contiene amoníaco se lleva al gas de escape a través de una boquilla de inyección. La mezcla de gas/gas de escape se lleva luego a un catalizador SCR. El documento US 5809775 A da a conocer un sistema conjunto, que consiste en las posibilidades de almacenamiento previo del agente reductor sólido en un recipiente con una salida, además posibilidades de calentar el agente reductor en un recipiente y producir el gas que contiene amoníaco y, por último, llevar el gas al gas de escape y conducir la mezcla gas/gas de escape al catalizador SCR. En un ejemplo de ejecución los recipientes para el almacenamiento previo y para la pirolisis se encuentran bajo presión.

El documento US 5968464 A describe un procedimiento y un dispositivo para la reducción de NO_{x}, en el cual se inyecta una solución acuosa de urea sobre una superficie calentada de una cámara para la pirolisis, que posee una abertura de salida para los productos gaseosos de la pirolisis de la urea y de la evaporación del agua. En este caso, la solución permanece en contacto con la superficie calentada de la cámara para la pirolisis el tiempo necesario hasta que la urea esté completamente pirolizada y el agua se haya evaporado. Los productos gaseosos de la reacción se introducen en el sistema de gas de escape a una temperatura adecuada para la reducción catalítica.

En el documento WO 98/42623 se describe un procedimiento y un dispositivo para la reducción de óxidos de nitrógeno. En una versión preferida se inyecta en este caso una solución acuosa de urea, con una concentración de aproximadamente 10% a 50% de masa de urea, en una cámara para hidrólisis. Este reactor tiene su temperatura de trabajo típica entre 125ºC y 180ºC y una presión de trabajo de gas de aproximadamente 20 psig a 200 psig. El tiempo de permanencia en el reactor del líquido reaccionante se elige de modo, que el producto de reacción gaseoso constituido por amoníaco, dióxido de carbono y vapor de agua es extraído de la cámara a presión y caudal de masa controlados y mantenido en este caso a 60ºC como mínimo. Considerado en conjunto, se pueden utilizar concentraciones de urea de 1% a 77%, a temperaturas de aproximadamente 110ºC a 300ºC y presiones de gas de trabajo de 30 psig a 500 psig. La temperatura y presión del gas se regulan por medio de aporte de calor en el reactor.

En el documento JP 63198713 A se describe un método con el cual se eliminan los óxidos de nitrógeno de los gases de escape de los motores Diesel. En este caso, al gas de escape se añade por mezcladura amoníaco (NH_{3}), que se forma en la reacción de urea y agua. El gas de escape se pone en contacto con un catalizador de TiO_{2}.

En el documento DE 19903439 A1 se describe un procedimiento para la dosificación de agente reductor, en el cual la cantidad básica de agente reductor dosificada se determina por la magnitud de la carga y, al menos, por otra magnitud característica de trabajo, por ejemplo el número de revoluciones. Además de esto, se puede corregir la cantidad a dosificar con ayuda de al menos una magnitud de trabajo más, por ejemplo la temperatura del gas de escape.

Para aprovechar la capacidad de almacenamiento de agente reductor de un catalizador SCR, en el documento DE 19901915 A1 se propone una estrategia de dosificación en la cual el agente reductor se dosifica por encima de la estequiometría hasta alcanzar un valor límite. Después de esto se termina la dosificación o se continúa por debajo de la estequiometría. La ventaja consiste en una elevada conversión media de los óxidos de nitrógeno, especialmente en el caso de condiciones de trabajo cambiantes.

El documento DE 19855385 A1 da a conocer una instalación de dosificación de agente reductor y de evaporación en la cual se introduce el agente reductor a través de una boquilla (de calefacción) que se encuentra en el tubo de escape de gases. Calentando la boquilla a 300ºC hasta 360ºC se evapora ampliamente el agente reductor.

Para favorecer la transformación de la urea en amoníaco, en el documento DE 19913462 A1 se describe un reactor, que está asentado en una corriente parcial del chorro de gases de escape. Allí reinan velocidades de corriente más bajas que en la corriente total de los gases de escape, por lo cual el tiempo de permanencia en el reactor de la urea aportada es mayor y se dispone de más tiempo para la reacción química.

El documento DE 19922959 A1 describe una instalación de purificación de gas de escape, en la cual el agente reductor se introduce en forma de vapor delante de un catalizador de reducción de óxidos de nitrógeno. El evaporador posee como fuente de calor una superficie de choque calentable, sobre la cual se aporta bajo presión el agente reductor líquido. Para transformar la urea en amoníaco la superficie de choque se puede recubrir de catalizador. La introducción dosificada del agente reductor puede tener lugar en la corriente principal de gas de escape o en una corriente parcial sustraída.

En el documento DE 19949296 A1 se describe una instalación de calefacción para un cuerpo prensado de agente reductor, la cual está conectada a un recinto de acumulación de gas. El agente reductor gaseoso formado es conducido a través de una válvula de dosificación a una cámara de reacción, que se encuentra en la corriente parcial de gas de escape, para la transformación térmica. La cámara de reacción desemboca en el conducto de gas de escape.

En el documento EP 1096116 A2 se describe un procedimiento y un dispositivo para la reducción catalítica combinada de NO_{x} y la amortiguación sónica del gas de escape en el chorro de gas de escape de una máquina motriz de combustión. En este caso, en el chorro de gas de escape está montado un catalizador de descomposición de urea, que funciona como vaporizador, mezclador de flujo, catalizador de hidrólisis y de reducción de NO_{x}, y delante del cual se puede inyectar en el chorro de gas de escape urea en forma sólida o disuelta. La transformación de la urea en amoníaco y otros productos residuales gaseosos depende en este caso de la temperatura del gas de escape y del contenido en oxígeno residual del gas de escape.

También en el documento EP 1054139 A1 se muestra un chorro de gas de escape de un motor de combustión, en el cual delante de un catalizador SCR está montado un evaporador. En el chorro de gas de escape, delante del evaporador, por medio de un dispositivo dosificador, se puede introducir urea sólida o líquida, la cual se puede transformar en amoníaco en el evaporador. Como fuente de calor el evaporador contiene una superficie de choque con calefacción o un generador de microondas.

En el documento DE 19913462 A1 se muestra un procedimiento para la hidrólisis térmica y la dosificación de urea que transcurren en un reactor que está montado en una ramificación de un chorro de gas de escape que parte de una máquina motriz de combustión. En el reactor por el cual circula el gas de escape se puede introducir mediante boquillas urea en forma sólida o líquida. A continuación, el amoníaco (NH_{3}) formado en el reactor es conducido con el gas de escape a un catalizador SCR para la reducción, allí, del NO_{x}.

El presente invento tiene como misión proporcionar un procedimiento y un dispositivo, con el cual a partir de urea sólida se pueda obtener de forma ventajosa amoníaco (NH_{3}), el cual se pueda emplear a continuación para otra utilización procesal, sin que en este caso se presenten productos secundarios perniciosos.

Esta misión se resuelve conforme al invento por medio de un procedimiento del tipo indicado en la reivindicación 1 y un dispositivo del tipo indicado en la reivindicación 9.

Detalles del procedimiento conforme al invento, así como detalles y configuraciones del dispositivo conforme al invento están caracterizadas en las respectivas reivindicaciones subordinadas.

En la generación del invento se plantearon algunas consideraciones previas, sobre las que a continuación se entrará en más detalle. Como referencia básica para este caso se aceptó un sistema móvil tal como un vehículo automóvil, cuyo gas de escape procedente de la combustión de su motor tendrá que ser sometido a un tratamiento catalítico posterior con objeto de satisfacer futuros valores límite para el gas de escape, legalmente prescritos. En un vehículo automóvil tienen que estar resueltos determinados objetivos conflictivos, aún cuando las características de utilización, potencia y emisiones tienen en parte objetivos de tendencias opuestas. Por los esfuerzos para continuar mejorando el comportamiento en el consumo de combustible de los motores, se hacen cada vez más difíciles las condiciones para las medidas de tratamiento posterior de los gases de escape, puesto que el nivel de temperatura del gas de escape disminuye. Por el contrario, se incrementan las emisiones de NO_{x} del motor, puesto que la temperatura punta de combustión crece. Bajo las pobres condiciones típicas del gas de escape para los motores Diesel o para los motores Otto accionados pobremente, para la reducción del NO_{x} se necesita un agente reductor, siendo favorable la urea como agente reductor formador de amoníaco para su aplicación en los vehículos automóviles al emplear la tecnología del catalizador SCR.

El amoníaco necesario para la reducción catalítica se forma en la descomposición térmica de la urea. Para esto son relevantes las siguientes reacciones:

La termólisis de la urea conduce a amoníaco (NH_{3}) y a ácido isociánico (HNCO).

(NH_{2})_{2}CO \ \rightarrow \ NH_{3} \ + \ HNCO

El ácido isociánico (HNCO) en presencia de agua (H_{2}O) se hidroliza a amoníaco (NH_{3}) y dióxido de carbono (CO_{2}).

HNCO \ + \ H_{2}O \ \rightarrow \ NH_{3} \ + \ CO_{2}

En el caso de las aplicaciones conocidas de los sistemas de catalizador SCR de urea en relación con vehículos automóviles, se utiliza por regla general el gas de escape aprovechando su contenido calorífico para la descomposición térmica de la urea. En principio, la termólisis puede transcurrir ya antes del catalizador, mientras que la hidrólisis en la fase gaseosa sólo transcurre a velocidad digna de mención sobre el catalizador SCR o sobre un catalizador para la hidrólisis, conduciendo en especial la hidrólisis a una liberación retardada de amoníaco. Esto significa que sin reacción de hidrólisis a la entrada en el catalizador SCR está disponible como máximo el 50% de la cantidad de NH_{3} almacenada en la urea. A esto se añade que, en virtud de las condiciones de espacio, el punto de dosificación del agente reductor por regla general se tenía que prever inmediatamente delante del catalizador SCR, por lo que el intervalo de tiempo disponible para la descomposición es muy pequeño. Este estado de cosas da lugar a problemas, en especial para altas velocidades espaciales en el gas de escape, puesto que aquí una gran parte del agente reductor sólo se prepara en el catalizador y abandona éste, en parte en forma de fugas.

La problemática de la preparación del agente reductor, por ejemplo en el caso de la aplicación en un automóvil, se agudiza aún más por la circunstancia de que un motor Diesel para automóvil funciona predominantemente en la zona de carga parcial y, por lo tanto, el nivel de temperatura del gas de escape es comparativamente bajo. Por un lado, a temperaturas bajas de gas de escape no se puede partir de una descomposición espontánea y total de la urea, es decir en esta zona la cinética de la descomposición es una magnitud limitadora de la transformación. Por otro lado, el calor que se sustrae del gas de escape para la descomposición térmica de la urea conduce a otro descenso del nivel de temperaturas, ya de por sí bajo, es decir en estas condiciones se puede reducir la actividad del catalizador. Este inconveniente se aprecia de manera especialmente clara al utilizar una solución acuosa de urea con, por ejemplo, 32,5% en peso de urea, puesto que aquí para la evaporación del agua se necesita una elevada cantidad de calor.

Por los motivos mencionados, un sistema de tratamiento posterior del gas de escape, en el cual el agente reductor amoníaco, como en el caso del invento, se introduce en forma de gas en la corriente de gas de escape, ofrece enormes ventajas. También es claramente menor el no deseado riesgo de fuga de amoníaco que en el caso de la aportación de una solución acuosa de urea.

Puesto que el almacenamiento de gas amoníaco por lo regular es muy problemático y, en especial en un vehículo automóvil es indiscutible bajo los aspectos de seguridad, conforme al invento se propone por lo tanto un procedimiento, en el cual el proceso de descomposición de la urea - desconectado del sistema de gas de escape - se lleva a cabo en un dispositivo de descomposición especial. En este caso, básicamente hubiese existido la posibilidad de aportar a éste la urea bien en forma sólida, seca, o bien en forma de una solución de urea en agua. Para poder evaluar estas dos posibilidades en cuanto a su viabilidad en serie se llevaron a cabo cálculos termodinámicos para estimar las cantidades de calor que son necesarias para la descomposición térmica de mezclas de urea-agua y, respectivamente, de la urea seca. De esta manera se ha puesto de manifiesto que para la termólisis pura de una mezcla de urea-agua se necesita una mayor cantidad de calor que para la termohidrólisis (termólisis + hidrólisis). Esto está relacionado con que en la termólisis se trata de una reacción endotérmica y, en la hidrólisis, de una reacción exotérmica.

Otro factor de influencia importante es la proporción de agua en la mezcla, puesto que para el calentamiento y la evaporación del agua es necesaria una considerable cantidad de calor. En este sentido se puede destacar una mezcla con una proporción en masa de urea del 76,9% porque ésta sólo contiene la cantidad de agua que se necesita para la termohidrólisis, es decir no hay que calentar agua alguna en exceso. Aunque en el caso de la termohidrólisis de esta mezcla haya que aportar el calor de evaporación de este agua, la cantidad de calor necesaria es menor que en la termólisis de la urea seca. No obstante, las mezclas de agua-urea con una proporción de urea superior al 60% muestran una baja estabilidad de larga duración y, por lo tanto, no son adecuadas para la utilización como agente reductor. Por último, se encontró que energéticamente el caso más favorable es aquél en el cual se descompone térmicamente urea seca, y para la subsiguiente hidrólisis se utiliza el agua contenida, por ejemplo, en una corriente parcial de gas de escape, puesto que aquí se excluye la cantidad de calor que sería necesaria para la evaporación del agua de la solución de urea en agua. Junto a esto, la urea seca todavía ofrece la ventaja de su ilimitada disponibilidad en invierno y de la mayor masa de amoníaco almacenada referida a la masa de agente reductor.

En el procedimiento conforme al invento la temperatura de descomposición elegida es un parámetro de importancia central, puesto que en determinados intervalos de temperatura se forman productos de reacción no deseados.

Sobre la base de investigaciones termogravimétricas se determinó que en la termólisis de urea seca, a partir de una temperatura superior a 400ºC se forman exclusivamente productos de reacción gaseosos. Investigaciones de mayor alcance han demostrado, que utilizando un catalizador de hidrólisis también se puede catalizar la reacción de termólisis, por lo cual se puede disminuir la temperatura de descomposición para la urea hasta un valor de 200ºC.

En base a estos resultados y conocimientos, la temperatura de descomposición para la urea se elige en el intervalo de temperaturas mencionado, de modo que, considerando aspectos energéticos, se alcance un resultado de termohidrólisis óptimo, es decir en la reacción de descomposición de la urea prácticamente sólo se forme amoníaco (NH_{3}) y dióxido de carbono (CO_{2}).

Otro punto de vista importante, que tiene una influencia decisiva en el balance energético, es la corriente de masa de agua a introducir en el reactor para la hidrólisis local. Lo más favorable es introducir ésta en el reactor a través de una corriente parcial desviada de la corriente principal de gas de escape como parte componente de ella. En este caso, hay que tener en cuenta lo siguiente. Cuando la temperatura del gas de escape se encuentre por debajo de la temperatura de descomposición ajustada para la urea, la corriente parcial de gas de escape se realiza en un orden de magnitud para que al reactor llegue únicamente la cantidad de agua que resulta de la estequiometría de la reacción de hidrólisis, porque en este caso es necesario un consumo de calefacción eléctrica para calentar la corriente parcial de gas de escape. Por el contrario, si la temperatura del gas de escape se encuentra por encima de la temperatura de descomposición ajustada, se pueden introducir en el reactor mayores corrientes parciales de gas de escape, puesto que entonces a través del gas de escape se introduce una corriente de calor, que produce una disminución de consumo de calefacción eléctrica para la termólisis relámpago de la urea. En este caso, el límite superior viene dado por la cinética de la reacción de la descomposición de la urea y, con ello, por el tiempo de permanencia o, respectivamente, la velocidad espacial en el reactor. La hidrólisis catalizada se favorece por relaciones estequiométricas, es decir, la cantidad de agua necesaria para la hidrólisis del ácido isociánico y, con ello, la corriente parcial de gas de escape, se pueden limitar hacia arriba.

En función de la necesidad actual de agente reductor del sistema de tratamiento posterior del gas de escape, el proceso de descomposición descrito se lleva a cabo por medio de un aporte continuo o, respectivamente, discontinuo de urea al reactor. La producción y el aporte discontinuos del agente reductor amoníaco (NH_{3}) para disminuir los óxidos de nitrógeno en el gas de escape de los motores de combustión es posible, porque los catalizadores SCR muestran un comportamiento de almacenamiento respecto al amoníaco producido por la descomposición de la urea, que depende de la temperatura del gas de escape.

El agente reductor amoníaco producido con el procedimiento conforme al invento y con el dispositivo conforme al invento, se introduce en el sistema de gas de escape del motor, de la turbina de gas o del quemador, en el lugar adecuado, ciertamente corriente arriba de un catalizador SCR, o de varios catalizadores SCR con circulación en paralelo, montados en un silenciador, el cual o, respectivamente, los cuales provocan la reducción de los óxidos de nitrógeno contenidos en el gas de escape. Puesto que en el caso de la aplicación en combinación con motores de combustión, exclusivamente se introduce en el gas de escape amoníaco obtenido inmediatamente antes, en el caso del motor de combustión frío y de su etapa de calentamiento, la actividad del sistema catalítico SCR se mejoran decisivamente en comparación con los métodos en los cuales se prepararía urea ligada en solución acuosa o como polvo en la corriente de gas de escape, puesto que el nivel de la cantidad de amoníaco almacenada en el sistema catalítico SCR se puede llevar, ya inmediatamente después de arrancar el motor de combustión frío, a un nivel favorable para una rápida puesta en marcha de la reducción de los óxidos de nitrógeno.

En el caso del procedimiento conforme al invento, utilizando el dispositivo conforme al invento se genera en el reactor el agente reductor deseado, amoníaco (NH_{3}), aportando energía eléctrica por una descomposición térmica espontánea (termólisis relámpago) de la urea sólida ((NH_{2})_{2})CO) en presencia de agua (H_{2}O). En una primera etapa de la reacción, la termólisis, la urea se descompone en amoníaco (NH_{3}) y ácido isociánico (HNCO). En la hidrólisis subsiguiente reacciona el ácido isociánico con agua, la cual, por ejemplo, proviene del proceso de combustión de un motor y es llevada al reactor para dar amoníaco (NH_{3}) y dióxido de carbono (CO_{2}). Puesto que esta hidrólisis transcurre en la fase gaseosa sin apoyo catalítico, a una velocidad demasiado lenta, se emplea un catalizador con un recubrimiento catalítico adecuado (por ejemplo óxido de aluminio Al_{2}O_{3} o dióxido de titanio TiO_{2}). El producto gaseoso así obtenido, que en el caso ideal sólo contiene amoníaco (NH_{3}) y dióxido de carbono (CO_{2}), se introduce como agente reductor en el gas de escape a purificar de un motor de combustión, de una turbina de gas o de un quemador. Allí reacciona en el sistema catalítico SCR con los óxidos de nitrógeno contenidos en el gas de escape para dar predominantemente nitrógeno molecular y agua.

En el procedimiento conforme al invento la hidrólisis es una etapa de reacción decisiva en dos sentidos. Por una parte el ácido isociánico (HNCO), muy reactivo, tiende a la condensación y a la formación de productos de polimerización (por ejemplo biuret, triuret, ácido cianúrico), que se depositarían en forma de incrustaciones sólidas en el dispositivo conforme al invento, por lo cual la seguridad de trabajo del sistema ya no estaría garantizada. Por otra parte, en la hidrólisis se trata de una reacción exotérmica, puesto que proporciona una contribución a la reducción del consumo de calefacción.

El procedimiento conforme al invento se puede aplicar en instalaciones móviles o estacionarias, que presenten un motor de combustión tal como un motor Diesel o un motor Otto trabajando en marcha pobre, o una turbina de gas o un quemador. El quemador puede formar parte de una instalación de calefacción para la producción de calor. El motor de combustión puede ser el agregado motriz de todos los tipos de vehículos terrestres, inclusive vehículos sobre raíles, vehículos aéreos y vehículos acuáticos.

A continuación se entrará en más detalle en el procedimiento conforme al invento y en el dispositivo conforme al invento, con la ayuda de un ejemplo de aplicación representado en el dibujo. En el dibujo muestran:

Fig. 1 esquemáticamente una máquina de combustión, por ejemplo de un automóvil, con chorro de gas de escape, y un dispositivo conforme al invento subordinado a él, y

Fig. 2 un ejemplo para un catalizador de hidrólisis calenfado, de la razón social EMITEC.

En la Fig. 1, como ejemplo de un agregado cuyos gases de escape por él generados deben ser sometidos a un subsiguiente tratamiento posterior del gas de escape, se muestra una máquina motriz de combustión 1, que constituye la fuente de accionamiento, por ejemplo en un vehículo o en una instalación espacio-Maria. El gas de escape de la máquina motriz de combustión 1, a través de los canales de escape y del codo de escape subís-jinete, llega a un colector de gases de escape 2, que está conectado a la turbina 3 de un turbocompresor de gas de escape no representado en detalle. A la salida de la turbina 3 se conecta un conducto de salida de gases 4 en el cual están dispuestos, cerca de la turbina, un precatalizador 5 y, corriente abajo de él, un catalizador SCR 6 o varios catalizadores SCR 6 montados, por ejemplo, en un silenciador, con circulación en paralelo. En el caso del precatalizador 5 se trata de un oxi-catalizador, que junto a la oxidación del carbono (CO) y de los hidrocarburos (HC) en el sistema de gas de escape, tiene la misión de elevar significativamente la proporción de NO_{2} en el gas de escape. A este fin, el precatalizador 5 está posicionado en el chorro de gas de escape, en cuanto a su volumen y su ventana de temperatura, de modo que pueda generar la proporción exigida, respectivamente necesaria, de NO_{2} en el intervalo de temperaturas óptima para el catalizador SCR 6. En el catalizador SCR 6 se provoca la reducción de los óxidos de nitrógeno contenidos en el gas de escape.

A una instalación de generación de gas de escape tal como la descrita anteriormente se le ha asignado un dispositivo conforme al invento para producción de amoníaco (NH_{3}), el cual se puede aportar inmediatamente después, como agente reductor, a la corriente de gas de escape que resulta del proceso de combustión de la máquina motriz de combustión 1 (o de una turbina de gas o de un quemador) para la reducción selectiva catalítica de los óxidos de nitrógeno allí contenidos.

El dispositivo conforme al invento se compone en detalle de:

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Un recipiente de almacenamiento 7, en el cual se almacena urea seca en forma de polvo, granulado o microgranulado, y

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un reactor 8 para la producción de amoníaco con una cámara de reacción 9 calentada, que se subdivide en una zona de termólisis y una zona de hidrólisis, y

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un dispositivo con el cual se puede introducir urea en cantidades reguladas desde el recipiente de almacenamiento 7 a la cámara de reacción 9 del rector 8, y

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un elemento de calefacción eléctrico 10 en la zona de termólisis de la cámara de reacción 9 del reactor 8, y

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un dispositivo para regular la temperatura del elemento de calefacción eléctrico 10, de manera que la urea introducida en la cámara de reacción 9 se pueda disociar espontáneamente, por termólisis relámpago, en amoníaco (NH_{3}) y ácido isociánico (HNCO), y

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un dispositivo para la introducción de agua, o de un gas que contenga agua, en la cámara de reacción 9 del reactor 8, que en este caso se puede tratar de una corriente parcial de gas de escape de los gases de escape de la combustión de la máquina motriz de combustión 1 o, respectivamente, de una turbina de gas o de un quemador, y

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un catalizador para la hidrólisis 11 en la zona de hidrólisis de la cámara de reacción 9 del reactor 8, con el cual el ácido isociánico (HNCO) procedente junto con amoníaco (NH_{3}) de la termólisis relámpago de la urea, se puede transformar en presencia de agua (H_{2}O) en amoníaco (NH_{3}) y dióxido de carbono (CO_{2}).

El catalizador para la hidrólisis 11 está dimensionado en este caso de modo que sea posible una transformación cuantitativa del ácido isociánico (HNCO) en amoníaco (NH_{3}) y dióxido de carbono (CO_{2}).

El recipiente de almacenamiento 7 está aislado de las influencias de la humedad del aire y de las altas temperaturas. Con ello se evita que la urea de reserva ni se funda, ni se pegue entre sí a causa de sus propiedades higroscópicas.

En el recipiente de almacenamiento 7 está integrado un sensor de estado de llenado, que capta el estado de llenado de la urea, el cual se indica visualmente por medio de un dispositivo 27 en su valor actual o gráficamente y, eventualmente - cuando se alcanza un valor mínimo - también acústicamente en forma de una señal de alarma. Cuando se presente esta señal, hay que completar la reserva de urea en el recipiente de almacenamiento 7.

Al recipiente de almacenamiento 7 se ha asignado un dispositivo de dosificación 13, con el cual la urea se puede introducir de forma dosificada en la cámara de reacción 9 del reactor 8 con ayuda de una corriente de transporte de aire, a través de un conducto de transporte 14. El mecanismo de dosificación 13 está distanciado en tal medida y, con ello, desacoplado térmicamente del reactor 8, con su cámara de reacción 9 calentada a una temperatura entre 200ºC y 400ºC, que se impide una fusión de la urea en el mecanismo de dosificación 13 y un taponamiento o adherencia asociado a ello. Este desacoplamiento térmico del mecanismo de dosificación 13, se puede reforzar por la corriente de transporte de aire frío que transporta la urea a través del conducto de transporte 14. Esta corriente se puede producir, por ejemplo, por una bomba 15 accionada eléctricamente o se puede extraer de una fuente de aire a presión existente, y se puede conducir al mecanismo de dosificación 13 por una tubería de alimentación 16.

En relación con la sensibilidad del sistema de almacenamiento y de dosificación frente a las influencias de la humedad, que resulta de la propiedad higroscópica de la urea, es conveniente prever una válvula de cierre 17 en el conducto de transporte 14, entre el mecanismo de dosificación 13 y el reactor 8, la cual se accione preferentemente de forma electromagnética y con la cual se pueda cerrar el conducto de transporte 14 en determinados estados de funcionamiento, especialmente cuando no se necesita o desea una producción de amoníaco, y se pueda impedir así una penetración de agua o humedad en el mecanismo de dosificación desde la cámara de reacción 9 del reactor 8.

En el ejemplo presente, junto a la urea, como gas que contiene agua, se introduce en la cámara de reacción 9 del reactor 8 una corriente parcial de gas de escape, y ciertamente a través de un conducto de alimentación 18 que se deriva lo más cerca posible del motor, bien sea del colector de gases de escape 2 antes de la turbina de gases de escape 3, o bien después de ésta, desde la conducción de gas de escape 4 antes, respecto a la corriente, del precatalizador 5 (como se indica con líneas de puntos en la Fig. 1). Por regla general, la caída de presión antes del precatalizador 5 es suficiente para poner a disposición una corriente parcial de gas de escape en cantidad suficiente. Pero el agua necesaria para la hidrólisis del ácido isociánico (HCNO) también se podría poner a disposición a través de otros medios, por ejemplo a partir de una fuente suministradora, y ser introducida en la cámara de reacción 9 a través de una tubería de alimentación. En la tubería de alimentación 18 está montado un órgano de cierre 19, preferentemente de mando eléctrico, como válvula de cierre o compuerta de cierre, que entre las posiciones de abierta y cerrada preferiblemente tenga también posiciones intermedias que regulen la cantidad de paso.

Con 20 se designa un mecanismo de control electrónico, que presenta un microprocesador central, un archivo de datos y programas, y un periférico de entrada y salida, los cuales están unidos entre sí a través de un sistema bus de datos. El mecanismo de control electrónico 20, en base a los datos introducidos y/o las características o, respectivamente, los márgenes de características, así como por los datos de funcionamiento que le llegan por emisión de las órdenes correspondientes, regula y dirige por programa el funcionamiento y/o el ajuste de todos los componentes que participan en el dispositivo de producción del amoníaco, a saber

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conexión y desconexión, eventualmente también regulación, de la potencia de la bomba 15, por el circuito de mando 21,

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el funcionamiento del mecanismo de dosificación 13, por el circuito de mando 22,

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el ajuste de la válvula de cierre 17, por el circuito de mando 23,

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el ajuste del órgano de cierre 19, por el circuito de mando 24,

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la potencia calorífica del elemento calefactor 10, por el circuito de mando 25,

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la indicación o, respectivamente, señalización del estado de llenado en el recipiente de almacenamiento 7, por el circuito de mando 26, por medio del dispositivo de indicación y/o de señal 27.

Para lo cual, el mecanismo electrónico de control 20 recibe un gran número de valores actuales recogidos por los sensores, tales como

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temperatura, eventualmente también presión, de los gases de escape en el conducto de salida de gases 4, delante del precatalizador 5, por el circuito de medición 28,

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contenido en NO_{x} en el colector de gas de escape 2, por el circuito de medición 29,

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número de revoluciones, momento de giro, eventualmente también caudal de masa de gas de escape del motor de combustión 1, por el circuito de medición 30,

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temperatura de la corriente parcial de gas de escape en el conducto de alimentación 18, por el circuito de medición 31,

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estado de llenado en el recipiente de almacenamiento desde el sensor 12, por el circuito de medición 32,

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temperatura en la zona de termólisis de la cámara de reacción 9, por el circuito de medición 33,

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temperatura de los gases de escape en el conducto de salida de gases 4 a la entrada del catalizador SCR 6, por el circuito de medición 34.

En el ejemplo representado, el reactor 8 está colocado próximo a la máquina motriz de combustión y desplazado, lo más cerca posible, hacia el lugar para el cual la tubería de alimentación 18 sea muy corta y, así, sea poca la pérdida de calor de la corriente parcial de gas de escape derivada hasta la entrada en la cámara de reacción 9 y, de este modo, sea posible aprovechar prácticamente todo el potencial que resulta del aporte de calor o, respectivamente, del aporte calefactor de la corriente parcial de gas de escape para reducir la demanda de calefacción del elemento calefactor 10.

El elemento calefactor eléctrico 10 se puede realizar de distintas formas y colocar también en diversas zonas de la cámara de reacción 8. Así, puede estar formado, por ejemplo, por un calefactor, enrollado en forma de espiral o en forma de placa o en forma de aletas. La superficie calentada eléctricamente del elemento calefactor 10 se puede posicionar directamente delante de la superficie frontal del catalizador para hidrólisis 11 (como se representa en la Fig. 1) o - como muestra la Fig. 2 - estar integrada espacialmente en el catalizador para hidrólisis 11. La temperatura de la superficie metálica calentada del elemento calefactor 10 se ajusta por medio de la correspondiente regulación de temperatura desde el mecanismo de control 20 en un intervalo comprendido entre 200ºC y 450ºC a una altura tan elevada, como para que en la gasificación espontánea de la urea introducida en la cámara de reacción 9 no queden de ésta residuos sólidos algunos. Además, la superficie metálica del elemento calefactor 10 calentada eléctricamente puede tener un recubrimiento catalítico que disminuya la temperatura de descomposición de la urea. La superficie de calefacción del elemento calefactor 10 posee básicamente tanta capacidad calorífica como para que la sustracción de calor demandada por la gasificación espontánea de la máxima cantidad de urea no pueda hacer descender su temperatura por debajo de un nivel, que tendría como consecuencia sólo una gasificación incompleta con residuos sólidos. De la zona de salida 35 del reactor 8, en la cual se reúnen los productos de la reacción amoníaco (NH_{3}) y dióxido de carbono (CO_{2}), parte una tubería de alimentación 36, que conduce al conducto de salida de gas de escape 4 y que en su parte final está conformada en forma de boquilla o está provista de una boquilla 37. A través de la tubería de alimentación 36 y de la boquilla 37 se introduce la mezcla gaseosa de amoníaco (NH_{3})/dióxido de carbono (CO_{2}) producida en el reactor 8, inmediatamente después de su producción, en el conducto de salida de gas de escape 4, corriente abajo del precatalizador 5 y cerca de éste, de forma que se pueda utilizar la totalidad de la distancia restante entre el punto de inyección por la boquilla y la entrada al catalizador SCR 6 para la homogeneización del agente reductor amoníaco (NH_{3}) en la corriente de gas de escape.

El mecanismo de control 20, en base a los valores de estado actual que le señalizan, determina o, respectivamente, calcula en qué momentos se debe producir la cantidad de agente reductor amoníaco (NH_{3}), exactamente definida por su valor, que es necesaria para una reducción optimada de óxidos de nitrógeno por medio del catalizador SCR 6, y cómo correspondientemente deben ser accionados o, respectivamente, ajustados para ello los órganos de control 10, 13, 15, 17, 19 del dispositivo conforme al invento, a controlar por él. En este caso, en función también del tipo del mecanismo de dosificación 13, para el aporte de urea al reactor 8 se puede elegir un modo de dosificación continuo o discontinuo.

Por consiguiente, con el dispositivo conforme al invento el procedimiento para la producción de amoníaco (NH_{3}) conforme al invento se debe llevar a cabo de tal modo que la urea seca procedente de un recipiente de almacenamiento 7 se lleve en cantidad regulada a un reactor 8, y en éste, por termólisis relámpago, es decir reacción espontánea, se disocie en amoníaco (NH_{3}) y ácido isociánico (HNCO) y, a continuación, la mezcla de gases así formada se trate catalíticamente inmediatamente después, en presencia de agua (H_{2}O), de modo que el ácido isociánico (HNCO) resultante de la termólisis relámpago se transforme también por hidrólisis cuantitativa en amoníaco (NH_{3}) y dióxido de carbono (CO_{2}). Inmediatamente después, el amoníaco (NH_{3}) obtenido se introduce como agente reductor en una corriente de gas de escape resultante de un proceso de combustión de un motor, de una turbina de gas o de un quemador, para la reducción selectiva catalítica de los gases de combustión en ella contenidos. La urea en forma de granulado, de polvo o de gránulos almacenada en un recipiente de almacenamiento 7, canalizada por medio de un mecanismo de dosificación 13, se introduce con ayuda de una corriente de aire de transporte en el reactor 8. En cuya cámara de reacción 9 tiene lugar la termólisis relámpago de la urea por gasificación espontánea en una placa metálica calentada eléctricamente, por lo que la superficie metálica calentada del elemento calefactor 10 puede tener un revestimiento catalítico, que disminuya la temperatura de descomposición de la urea. La temperatura de la placa metálica 10 calentada eléctricamente se ajusta a una temperatura comprendida entre 200ºC y 450ºC, a un valor para que en la termólisis relámpago la urea se gasifique totalmente, es decir sin dejar residuos sólidos. El agua necesaria para la hidrólisis catalítica del ácido isociánico (HNCO) en el reactor 8 se puede poner a disposición por medio de una corriente de gas de escape que se aporta al reactor. La cantidad de esta corriente de gas de escape se ajusta de forma regulada en función de la temperatura del gas de escape, de tal modo que, para una temperatura de gas de escape que se encuentre por encima de la temperatura de descomposición de la urea, para disminuir el consumo eléctrico de calefacción se introduce en el reactor 8 una cantidad mayor de corriente de gas de escape que para temperaturas de gas de escape por debajo de la temperatura de descomposición de la urea.

Cuando se aplica el dispositivo conforme al invento y el procedimiento conforme al invento en proximidad espacial de un motor de combustión, de una turbina de gas o de un quemador de una instalación estacionaria, como una central de calefacción en bloques de viviendas o como un agregado de corriente de emergencia o de una instalación móvil tal como un vehículo automóvil, un vehículo industrial, una locomotora, un barco o, respectivamente, un bote o un aeroplano, se desvía una corriente parcial de gas de escape de la corriente principal de gas de escape resultante del proceso de combustión, y se introduce en el reactor 8 en cantidad ajustada o regulada, cuya porción de agua se aprovecha para la hidrólisis catalítica del ácido isociánico (HNCO), resultante junto con amoníaco (NH_{3}) de la termólisis relámpago precedente, en amoníaco (NH_{3}) y dióxido de carbono (CO_{2}). La mezcla de gases que se obtiene después de esto se evacúa inmediatamente del reactor 8 y se introduce por boquilla en el conducto de gas de escape 4 que conduce la corriente principal de gas de escape, delante respecto a la corriente, de un catalizador SCR 6 o, respectivamente, delante de varios módulos catalíticos SCR 6 con circulación en paralelo, montados por ejemplo en un silenciador, fomentando el amoníaco (NH_{3}) como agente reductor la reducción de óxidos de nitrógeno en el sistema catalítico SCR.

Claims (24)

1. Procedimiento para la producción de amoníaco (NH_{3}) y su inmediata introducción como agente reductor en una corriente de gas de escape resultante del proceso de combustión de un motor, una turbina de gas o quemador, para la reducción catalítica selectiva de los óxidos de nitrógeno en ella contenidos, caracterizado porque la urea seca procedente de un recipiente de almacenamiento 7 se lleve en cantidad regulada a un reactor 8 dispuesto fuera de la corriente de gas de escape, y en éste, por termólisis relámpago se disocia en amoníaco (NH_{3}) y ácido isociánico (HNCO), y la mezcla de gases así formada se trata catalíticamente inmediatamente después en presencia de agua (H_{2}O), de modo que el ácido isociánico (HNCO) resultante de la termolisis relámpago se transforma también por hidrólisis cuantitativa en amoníaco (NH_{3}) y dióxido de carbono (CO_{2}).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la urea en forma de granulado, polvo o gránulos almacenada en un recipiente de almacenamiento (7) se introduce en el reactor (8) con ayuda de un mecanismo de dosificación (13) a través de una corriente de aire que sirve como medio de transporte.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la termólisis relámpago de la urea introducida en el reactor (8) tiene lugar en el reactor (8) por gasificación espontánea en una superficie metálica calentada eléctricamente (10).

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la termólisis relámpago de la urea introducida en el reactor (8) tiene lugar bajo gasificación espontánea sobre una superficie metálica calentada (10), provista de un recubrimiento catalítico, disminuyendo el recubrimiento catalítico de la superficie metálica la temperatura de descomposición de la urea.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 3 y 4, caracterizado porque la temperatura de la superficie metálica (10) calentada eléctricamente entre 200ºC y 450ºC se ajusta a un valor tal que la urea en la termólisis relámpago se gasifica totalmente, es decir, sin que queden residuos sólidos.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la cantidad de agua (H_{2}O) necesaria para la hidrólisis catalítica del ácido isociánico (HNCO) se pone a disposición con una corriente de gas de escape, la cual igualmente que la urea se introduce en el reactor (8).

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque la cantidad de corriente de gas de escape que se introduce en el reactor (8) se ajusta de forma regulada en función de la temperatura del gas de escape, de tal modo que para una temperatura del gas de escape que se encuentre por encima de la temperatura de descomposición de la urea, para disminuir el consumo eléctrico de calefacción se introduce en el reactor (8) una cantidad mayor de corriente de gas de escape que para temperaturas de gas de escape por debajo de la temperatura de descomposición de la urea.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por su aplicación en proximidad espacial de un motor de combustión (1), de una turbina de gas o de un quemador según el cual del gas de escape que resulta del proceso de combustión al que se hace referencia se desvía una corriente parcial de gas de escape (18) y se introduce en el reactor (8) en cantidad ajustada, cuya porción de agua se aprovecha para la hidrólisis catalítica del ácido isociánico (HNCO), resultante junto con amoníaco (NH_{3}) de la termólisis relámpago precedente, en amoníaco (NH_{3}) y dióxido de carbono (CO_{2}), evacuándose del reactor (8) la mezcla de gases obtenida de esta manera e introduciéndose por boquilla en el conducto de gas de escape (4) que conduce la corriente de gas de escape, delante de un catalizador SCR (8), en donde, a continuación, en este último el amoniaco (NH_{3}) fomenta la reducción de NOx.

9. Dispositivo para la producción de amoníaco (NH_{3}), y su introducción subsiguiente como agente reductor en una corriente de gas de escape que resulta de un proceso de combustión de un motor (1), de una turbina de gas o de un quemador para la reducción selectiva catalítica de los óxidos de nitrógeno allí contenidos, caracterizado por los siguientes rasgos:

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un recipiente de almacenamiento (7), en el cual se almacena urea seca en forma de polvo, granulado o microgranulado,

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un reactor (8) dispuesto fuera de la corriente de gas de escape para la producción de amoníaco con una cámara de reacción (9) calentable, la cual se subdivide en una zona de termólisis y una zona de hidrólisis,

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un dispositivo (13, 14, 15, 16, 17), con el cual se puede introducir urea en cantidad regulada en el reactor (8) desde el recipiente de almacenamiento (7),

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un elemento de calefacción eléctrico (10) en la zona de termólisis de la cámara de reacción (9) del reactor (8),

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un dispositivo (20) para regular la temperatura del elemento de calefacción (10), de manera que la urea introducida en la cámara de reacción (9) se pueda disociar espontáneamente, por termólisis relámpago, en amoníaco (NH_{3}) y ácido isociánico (HNCO),

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un dispositivo (18, 19) para la introducción de agua o de un gas que contenga agua en la cámara de reacción (9) del reactor (8),

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un catalizador para la hidrólisis (11) en la zona de hidrólisis de la cámara de reacción (9) del reactor (8), con el cual el ácido isociánico (HNCO) procedente junto con amoníaco (NH_{3}) de la termólisis relámpago de la urea, se puede transformar en presencia de agua (H_{2}O), en amoníaco (NH_{3}) y dióxido de carbono (CO_{2}).

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el catalizador de hidrólisis (11) montado en la cámara de reacción (9) está dimensionado de tal modo que pueda tener lugar una reacción cuantitativa del ácido isociánico (HNCO) a amoníaco (NH_{3}) y dióxido de carbono (CO_{2}).

11. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el recipiente de almacenamiento (7) que sirve para almacenar urea está aislado frente a las influencias de la humedad y las altas temperaturas, de manera que la urea en el recipiente de almacenamiento (7) ni se funde ni se pega entre sí en virtud de sus propiedades higroscópicas.

12. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque próximo al recipiente de almacenamiento (7) se ha previsto un dispositivo de dosificación (13), con el cual la urea se puede introducir en la cámara de reacción (9) del reactor (8) a través de un conducto de transporte (14).

13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque el mecanismo de dosificación (13) está distanciado y, con ello, desacoplado térmicamente del reactor 8, con su cámara de reacción 9, en tal medida que se impide una fusión de la urea en el mecanismo de dosificación 13 y un taponamiento o adherencia asociado a ello.

14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado porque el desacoplamiento térmico del mecanismo de dosificación (13), se puede reforzar por una corriente de transporte de aire que se puede producir, por ejemplo, por una bomba (15) accionada de preferencia eléctricamente o se puede extraer de otra fuente de aire a presión, y se puede conducir al mecanismo de dosificación (13) y que sirve primeramente como medio de transporte para la urea que se ha de introducir en la cámara de reacción (9).

15. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque en el conducto de transporte (14) está montada una válvula de cierre (17) accionada preferentemente de forma electromagnética, y con la cual se pueda cerrar el conducto de transporte (14) en determinados estados de funcionamiento, y se pueda impedir así una penetración de agua en el mecanismo de dosificación (13) desde el reactor (8).

16. Dispositivo según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque la potencia de transporte del mecanismo de dosificación (13) y el funcionamiento de la bomba (15),así como la conexión de la válvula de cierre (17) se puede dirigir a través de un dispositivo de mando (20).

17. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el dispositivo para la introducción de agua o de un gas que contiene agua, especialmente gas de escape de combustión, en la cámara de reacción (9) del reactor (8) presenta una tubería de alimentación (18) que se deriva de una fuente de alimentación, especialmente del conducto de escape de gas (2, 4), y un órgano de cierre (19) de mando eléctrico, montado en esta tubería de alimentación como válvula de cierre o compuerta de cierre, que entre las posiciones de abierta y cerrada preferentemente tenga también posiciones intermedias que regulen la cantidad de paso y cuyo ajuste se pueda dirigir por un mecanismo de mando electrónico (20).

18. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el elemento calefactor (10) dispuesto en la zona de termólisis de la cámara de reacción (9) del reactor (8) está formado por un calefactor enrollado en forma de espiral o en forma de placa o en forma de aletas.

19. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 y 18, caracterizado porque la temperatura que reina en la cámara de reacción (9) o la temperatura del elemento calefactor (10) se capta mediante un sensor de temperatura y se transmite a un mecanismo de mando electrónico (20), y porque desde este mecanismo de mando (20) la temperatura de la superficie de calefacción del elemento calefactor (10), calentada electrónicamente, se ajusta en la cámara de reacción (9) en una zona comprendida entre 200ºC y 450ºC, a un valor tan alto que en la gasificación espontánea de la urea no queden de ésta residuos sólidos algunos.

20. Dispositivo según una de las reivindicaciones 18 y 19, caracterizado porque la superficie metálica del elemento calefactor (10), calentada eléctricamente, puede tener un recubrimiento catalítico que disminuya la temperatura de descomposición de la urea y, básicamente, posea tanta capacidad calorífica como para que la sustracción de calor demandada por la gasificación espontánea de la máxima cantidad de urea no pueda hacer descender su temperatura por debajo de una temperatura, que no permitiera una gasificación de la urea exenta de residuos.

21. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque la superficie calentable eléctricamente del elemento calefactor (10) en la cámara de reacción (9) del reactor (8) está posicionada directamente delante de la superficie frontal del catalizador para hidrólisis (11).

22. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque la superficie calentable eléctricamente del elemento calefactor (10) en la cámara de reacción (9) del reactor (8) está integrada espacialmente en el catalizador para hidrólisis (11), allí dispuesto.

23. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 22, caracterizado porque en el caso de su aplicación para la producción de amoníaco (NH_{3}), el cual como agente reductor se puede introducir en la corriente de gas de escape procedente de un motor, de una turbina de gas o de un quemador de una instalación estacionaria tal como una central de calefacción en bloques de viviendas o como agregado de corriente de emergencia o de una instalación móvil tal como un vehículo automóvil, un vehículo industrial, una locomotora, un barco o, respectivamente, un bote o un aeroplano, para la reducción selectiva catalítica de los óxidos de nitrógeno en ella contenidos, el reactor (8) se dispone próximo al motor (1), de la turbina de gas o del quemador o del conducto de escape de gas (2, 4) que parte de este agregado, en cuyo conducto de escape de gas (2, 4) un precatalizador (oxi-catalizador) (5), el cual junto a la oxidación de CO y de HC cuida de elevar significativamente la proporción de NO_{2} en el gas de escape, y corriente abajo del precatalizador (5) está montado un catalizador SCR (6) o un silenciador con varios módulos de catalizadores SCR incorporados, con circulación paralela, y porque el amoníaco (NH_{3}) producido en el reactor (8) se evacúa de éste a través de un tubería (36) y se puede introducir por boquilla corriente abajo del precatalizador (5) y cerca de éste inyectable en el conducto de escape de gas (4), de forma que se pueda utilizar la totalidad de la distancia restante entre el punto de inyección por la boquilla y la entrada al catalizador SCR (6) o, respectivamente, a los módulos de catalizadores SCR, para la homogeneización del amoníaco (NH_{3}) en la corriente de gas de escape.

24. Dispositivo según la reivindicación 23, caracterizado porque se ha previsto un único mecanismo de control electrónico (20), el cual es responsable de la regulación y el mando de todos los componentes del sistema que participan en el proceso de producción de amoníaco, en relación con la cantidad exacta de amoníaco (NH_{3}) necesaria para ser introducida por boquilla en el conducto de salida de gas (4).