ES2277223T3

ES2277223T3 - Procedimiento y dispositivo para la desulfuracion de un catalizador que acumula oxidos nitricos y la regeneracion de un filtro de particulas.

Info

Publication number: ES2277223T3
Application number: ES04292701T
Authority: ES
Inventors: Remi Noirot; Michel Castagne; Jean-Baptiste Dementhon
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN; Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN; PSA Automobiles SA
Priority date: 2003-11-24
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2007-07-01
Anticipated expiration: 2024-11-12
Also published as: ATE347026T1; US7918082B2; DE602004003456D1; FR2862708A1; JP2005155629A; EP1533490A1; FR2862708B1; DE602004003456T2; US20050109021A1; JP4531533B2; EP1533490B1

Abstract

Procedimiento de desulfatación de una trampa de óxidos nítricos (22) y de regeneración de un filtro de partículas (24) dispuestos en una línea de escape (20) para el tratamiento de los gases de escape de un motor de combustión interna (10), especialmente de un motor Diésel, caracterizado por: - evaluar la razón de saturación de la trampa y la razón de colmatación del filtro y - cuando una de las razones alcanza un valor umbral, realizar un aumento de la riqueza de los gases de escape sin que alcance la riqueza 1 para cebar la regeneración del filtro de partículas (24) y realizar después la desulfatación de la trampa (22) aumentando dicha riqueza a un valor superior a 1.

Description

Procedimiento y dispositivo para la desulfuración de un catalizador que acumula óxidos nítricos y la regeneración de un filtro de partículas.

La presente invención se relaciona con un procedimiento para la desulfatación de un catalizador en el que se acumulan óxidos nítricos, llamado trampa de NOx, asociado a un filtro de partículas regenerable.

La trampa de NOx es generalmente utilizada en una línea de escape de un motor de combustión interna, en particular de un motor Diésel.

La desulfatación de tal trampa es una acción indispensable para mantener su actividad de conversión de los NOx de forma duradera, debido esencialmente a su envenenamiento progresivo por el azufre contenido en el carburante y vehiculizado por los gases de escape que lo atraviesan. Este fenómeno tiene lugar sea cual sea el contenido en azufre del carburante, incluso para contenidos en azufre inferiores a 10 ppm.

Para realizar las operaciones de desulfatación, es necesario calentar la trampa a una temperatura superior a una temperatura predeterminada (generalmente superior a 600ºC) durante aproximadamente 10 minutos, generalmente gracias a un aumento de la temperatura de los gases de escape, y tener una composición globalmente reductora de estos gases para permitir la conversión del azufre acumulado en la trampa y así restablecer su actividad de conversión.

Esta línea de escape puede también llevar un filtro de partículas cuyo papel consiste en retener las partículas presentes en los gases de escape y evitar que sean eliminados a la atmósfera.

Este filtro debe ser igualmente regenerado periódicamente con el fin de que conserve todas sus capacidades de filtración. Las operaciones de regeneración consisten en aumentar la temperatura del filtro a la proximidad de 450ºC, generalmente aumentando la riqueza de los gases de escape que lo atraviesan sin que alcance la riqueza 1, y en obtener una composición oxidante de estos mismos gases para realizar la combustión de las partículas retenidas en este filtro.

Se conoce ya, por el documento FR 2.825.412, un procedimiento para la desulfatación de una trampa de NOx y la regeneración de un filtro de partículas.

En este documento, un motor de combustión interna comprende un sistema de depuración de gases de escape con una trampa de NOx dispuesta corriente arriba de un filtro de partículas. Mediante el procedimiento descrito, se vigila constantemente el estado de ensuciamiento del filtro de partículas, o razón de colmatación, y se inician las operaciones de regeneración de este filtro de partículas desde que su razón de colmatación ha sobrepasado un cierto umbral. Durante estas operaciones de regeneración, se examina el estado de saturación de azufre de la trampa, o razón de saturación, y, si esta razón ha alcanzado un valor predeterminado, se inician las operaciones de desulfatación de la trampa de NOx al final de las operaciones de regeneración. En el caso contrario, sólo se efectúan las operaciones de regeneración del filtro y la trampa continúa acumulando el azufre contenido en los gases de escape.

Estas operaciones de desulfatación y de regeneración conllevan, no obstante, inconvenientes no desdeñables.

Especialmente, la eficacia del filtro de partículas puede degradarse local y duraderamente debido a una temperatura excesiva durante al regeneración, que conlleva una degradación de los materiales del filtro, fenómeno que se produce sobre todo en la parte central de este último. A la inversa, la parte externa del filtro puede sufrir una subida de temperatura insuficiente, debido a su proximidad a las paredes y al carácter no homogéneo del chorro gaseoso que atraviesa el filtro, y no ser totalmente purgada de las partículas acumuladas en la regeneración.

Además, se ha podido constatar que la trampa de NOx pierde su eficacia al cabo de un cierto número de operaciones de desulfatación. En efecto, la parte interna de los granos de los materiales de almacenamiento constitutivos de la trampa es difícilmente accesible a los gases de escape en las operaciones de desulfatación y se forman sulfatos de estructura cristalina muy estable a alta temperatura, del orden de 900ºC, y condenan definitivamente la actividad de conversión de estos granos. Para mantener una eficacia mínima de conversión requerida y respetar los objetivos de resistencia del sistema de descontaminación impuestos por las reglamentaciones, es necesario aumentar la frecuencia de las operaciones de desulfatación a medida que el vehículo recorre kilómetros. Esta frecuencia aumenta aún más si el modo de comportamiento del vehículo es frecuentemente de fuerte carga. Tal modo de comportamiento se acompaña de un alto consumo de carburante, que genera un incremento de la acumulación de azufre en la trampa. Este incremento conlleva un aumento de la frecuencia de las operaciones de desulfatación, lo que implica un aumento de consumo de carburante no desdeñable teniendo en cuenta el hecho de que estas operaciones necesitan una riqueza de los gases de escape superior a 1, del orden de 1,1, y una temperatura de estos gases superior a 600ºC. Además, el paso a esta riqueza y esta alta temperatura conllevan una fuerte degradación de la combustión en el motor por el hecho de ser necesario evacuar el aire en la admisión y aumentar la cantidad de carburante inyectado en la cámara de combustión del motor.

Otro inconveniente de la desulfatación es la emisión de compuestos azufrados, especialmente H_{2}S, durante toda la duración de las operaciones de desulfatación. Esta emisión de H_{2}S es maloliente y, a alta concentración, puede ser peligrosa para la salud humana.

También se ha podido constatar que un inconveniente importante del procedimiento descrito en el documento antes citado es que la trampa de NOx puede saturarse mucho antes de que se organicen las operaciones de regeneración del filtro de partículas. Por ello, la trampa no puede ya cumplir su función y los compuestos azufrados contenidos en los gases de escape serán evacuados al aire libre sin ser tratados.

La presente invención se propone remediar los inconvenientes antes citados gracias a un procedimiento de desulfatación de trampa de NOx y de regeneración de filtro de partículas que no penaliza el consumo de carburante y que permite mantener la eficacia de la trampa de NOx a un nivel muy elevado a lo largo de toda la vida del vehículo.

A este efecto, la invención se relaciona con un procedimiento de desulfatación de una trampa de óxidos nítricos y de regeneración de un filtro de partículas dispuestos en una línea de escape para el tratamiento de gases de escape de un motor de combustión interna, especialmente de un motor Diésel, caracterizado por:

- evaluar la razón de saturación de la trampa y la razón de colmatación del filtro y

- cuando una de las razones alcanza un valor umbral, realizar un aumento de la riqueza de los gases de escape sin que alcance la riqueza 1 para cebar la regeneración del filtro de partículas y realizar después la desulfatación de la trampa aumentando dicha riqueza a un valor superior a 1.

Ventajosamente, se puede realizar la regeneración del filtro de partículas al final de la desulfatación de la trampa.

Se puede realizar, durante la desulfatación de la trampa, una alternancia de períodos de mezcla pobre y de mezcla rica de los gases de escape.

Se puede realizar un aumento de la temperatura y una disminución de la concentración de oxígeno de los gases de escape por travesía de dichos gases en un elemento catalítico.

Se puede realizar, previamente a la desulfatación, un aumento de la riqueza de los gases de escape sin que alcance la riqueza 1.

Se puede realizar un calentamiento de los gases de escape por un elemento eléctrico dispuesto en la línea de escape.

Se puede regular la temperatura de regeneración del filtro de partículas controlando el contenido en oxígeno de los gases de escape.

Se puede controlar el contenido en oxígeno por alternancia de períodos de riqueza inferior a 1 y de riqueza superior a 1 de los gases de escape.

La invención se relaciona igualmente con un dispositivo de desulfatación de una trampa de óxidos nítricos y de regeneración de un filtro de partículas alojados en una línea de escape de un motor de combustión interna, especialmente de un motor Diésel, que incluye una unidad de control que evalúa la razón de saturación de la trampa y la razón de colmatación del filtro, caracterizado por incluir medios de mando para asociar cada desulfatación de la trampa a cada regeneración del filtro cuando una de las razones ha alcanzado su valor umbral y para realizar un aumento de la riqueza de los gases de escape sin que alcance la riqueza 1 para cebar la regeneración del filtro previamente a un aumento de la riqueza más allá de 1 para asegurar la desulfatación de la trampa.

Los medios de mando pueden incluir medios de control de la combustión para realizar una mezcla rica o una mezcla pobre de los gases de escape.

Puede incluir un elemento catalítico dispuesto corriente arriba de la trampa para realizar un aumento de la temperatura y una disminución de la concentración de oxígeno de los gases de escape.

Puede incluir un elemento eléctrico para calentar los gases de escape.

Puede incluir medios de regulación de la temperatura del filtro de partículas.

Los medios de regulación pueden incluir medios de variación de la riqueza de los gases de escape alrededor de una riqueza igual a 1.

Las otras características y ventajas de la invención aparecerán mejor a la lectura de la descripción que sigue, dada únicamente a título ilustrativo y en absoluto limitativo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- la figura 1 muestra esquemáticamente un motor de combustión interna con un sistema de tratamiento de los gases de escape;

- la figura 2 es un gráfico que muestra la evolución de la riqueza de los gases de escape (R) en función del tiempo (t) durante las secuencias de regeneración/desulfatación durante un primer modo operativo, y

- la figura 3 es otro gráfico que muestra la evolución de la riqueza de los gases de escape (R) en función del tiempo (t) durante las secuencias de regeneración/desulfatación durante un segundo modo operativo.

Haciendo referencia a la figura 1, el dispositivo comprende un motor de combustión interna 10, especialmente un motor de tipo Diésel, con al menos un cilindro 12 que tiene una cámara de combustión 14, un medio de alimentación de carburante 16 para las cámaras de combustión, medios de admisión de aire (no representados) y medios de escape de los gases quemados 18. Los medios de escape de este motor están unidos a una línea de escape 20 que incluye, en serie a partir de los medios de escape, un catalizador 22 sobre el cual se acumulan óxidos nítricos, llamado trampa de NOx, dispuesto corriente arriba de un filtro de partículas 24. Ventajosamente, puede haber un dispositivo de sobrealimentación 26, tal como un turbocompresor, dispuesto entre los medios de escape del motor y la trampa de NOx. Así mismo, puede estar previsto disponer de un catalizador de oxidación 28 corriente arriba de la trampa NOx y corriente abajo del turbocompresor 26.

La línea de escape 20 comprende ventajosamente un captor de temperatura de los gases de escape 30, llamado captor corriente arriba, dispuesto entre la trampa de NOx 22 y el filtro de partículas 24, y ventajosamente otro captor de temperatura de los gases de escape, llamado captor corriente abajo 32, situado a la salida del filtro de partículas. Se prevé ventajosamente una sonda de riqueza proporcional 34 corriente arriba de la trampa de NOx que sirve para medir el valor de la riqueza de los gases de escape a la entrada de la trampa de NOx. Un captor de presión 36 de los gases de escape está dispuesto corriente arriba del filtro de partículas y corriente abajo de la trampa de NOx, o corriente arriba de la trampa de NOx (representada por la referencia 36' en punteado en la figura), y otro captor de presión de los gases 38 está dispuesto corriente abajo del filtro de partículas. Estos captores de presión sirven para medir la diferencia de presión de los gases de escape entre la entrada y la salida del filtro de partículas 24 o entre la entrada de la trampa de NOx y la salida del filtro de partículas 24. Hay que hacer notar que estos captores de presión pueden ser reemplazados por un captor único que mida la diferencia de presión entre la parte corriente arriba y la parte corriente abajo del filtro.

Los diferentes captores y la sonda están unidos por líneas 40 a una unidad de control 42. Esta unidad está igualmente unida al motor por una línea bifuncional 44 para conocer en todo instante las informaciones ligadas al funcionamiento del motor, por ejemplo como el régimen motor. La unidad 42 transmite también por la línea 44, tras el tratamiento de las señales recibidas de los captores y de la sonda, órdenes a los diferentes órganos del motor que permiten influir en la marcha del motor, como la inyección de carburante 16 y/o la admisión de aire en los cilindros 12.

Esta unidad de control comprende modelos que le permiten evaluar, en todo momento, la razón de saturación de la trampa de NOx en función de ciertos parámetros, tales como la composición del carburante y la duración del funcionamiento del motor, y la razón de colmatación del filtro en función de la pérdida de carga en presión en este filtro. Además, la unidad incluye tablas de datos que contienen valores umbral de la razón de colmatación y de la razón de saturación a partir de los cuales se deben acometer las operaciones de desulfatación y de regeneración.

Alternativamente al modelo que evalúa la razón de saturación, se puede prever una sonda de NOx 46 (representada en punteado) dispuesta corriente abajo de la trampa 22 y que estará igualmente unida por una línea 40 a la unidad de control 42. Esta sonda permitirá conocer en todo momento la razón de NOx presentes en los gases de escape que salen de esta trampa. Así mismo, se puede prever evaluar la razón de colmatación del filtro gracias a un captor de partículas (no representado) dispuesto corriente arriba o corriente abajo de este filtro y que también estará unido por una línea 40 a la unidad 42.

Durante el funcionamiento del motor, la unidad 42 calcula la pérdida de carga en presión de los gases de escape entre la parte corriente arriba de la trampa y la parte corriente abajo del filtro de partículas 24 gracias a los captores corriente arriba 36 y corriente abajo 38, o entre la parte corriente arriba de la trampa de NOx 22 y la parte corriente abajo del filtro de partículas 24 gracias a los captores corriente arriba 36' y corriente abajo 38 para evaluar el estado de la carga en partículas presentes en el filtro de partículas 24. A partir de esta información, se evalúa la razón de colmatación del filtro por medio del modelo memorizado en la unidad 42. Simultáneamente, esta unidad evalúa la razón de saturación de la trampa de NOx ya sea gracias al modelo que contiene, ya sea por la sonda de NOx 46.

Tan pronto como una al menos de las razones, es decir, la razón de colmatación del filtro o la razón de saturación de la trampa, ha alcanzado un valor umbral contenido en las tablas de datos de la unidad, se realizan operaciones de desulfatación de la trampa en asociación a operaciones de regeneración del filtro y ello incluso si la otra de las razones no ha alcanzado su valor umbral.

A modo de ejemplo, si se ha alcanzado la razón de saturación de la trampa de NOx, las operaciones de desulfatación de esta trampa son realizadas en asociación con las operaciones de regeneración del filtro de partículas, y ello incluso si la razón de colmatación del filtro no ha alcanzado su valor umbral. Gracias a ello, no sólo se desulfata la trampa, sino que también se regenera el filtro antes de que haya alcanzado su razón de colmatación. Esto permite descalzar en el tiempo el próximo período de regeneración y minimizar la pérdida de carga de los gases de escape que atraviesan el filtro, pérdida de carga que es nefasta para el buen funcionamiento del motor. Por el contrario, en caso de la razón de colmatación del filtro alcance el valor umbral, esta asociación de operaciones de desulfatación y de regeneración es realizada incluso si la trampa de NOx no ha alcanzado su razón de saturación. En este caso, la pérdida externa de los granos de material de almacenamiento de NOx es regenerada antes de que el NOx se difunda al interior de los granos, lo que permite prolongar más las periodicidades de desulfatación y mantener duradera la función de catálisis de esta trampa sin pérdida progresiva de actividad.

Así, sea cual sea la naturaleza de la razón que alcanza su valor umbral (razón de colmatación o razón de saturación), se realizan operaciones de desulfatación de la trampa de NOx conjuntamente con operaciones de regeneración del filtro de partículas.

En un primer modo de realización, como se ilustra en la figura 2 a modo de ejemplo, la mezcla de los gases de escape, es decir, la riqueza, es pobre (por ejemplo, del orden de 0,3) antes del instante t1 y corresponde al funcionamiento normal del motor. En el instante t1, momento en el que el filtro y/o la trampa han alcanzado una razón de colmatación y/o de saturación correspondiente a su valor umbral, la riqueza de los gases es aumentada, aun permaneciendo inferior a 1, generalmente del orden de 0,8 a 0,9, para elevar la temperatura de estos gases de escape hasta aproximadamente 450ºC, y ello hasta el instante t2. Este aumento de riqueza se completa, en el instante t2, por un segundo aumento de la riqueza de forma que se obtenga una mezcla rica, habitualmente una riqueza de aproximadamente 1,1, para obtener gases de escape a una temperatura de aproximadamente 600ºC con una composición reductora. Esta riqueza se mantiene a este nivel hasta el instante t3 para asegurar la desulfatación completa de la trampa de NOx. En el instante t3, que corresponde sensiblemente a la finalización de las operaciones de desulfatación, la riqueza de los gases disminuye para obtener una riqueza pobre a un valor equivalente sensiblemente al que tenía antes del instante t1.

Las diferentes riquezas y temperaturas de los gases son permanentemente controladas por la unidad 42 gracias a los captores de temperatura 30 y 32, así como a la sonda 34. Si es necesario, esta unidad puede enviar instrucciones de mando por la línea 44 a los diferentes órganos del motor para ajustar los valores de las riquezas y temperaturas a los requeridos.

Para realizar la primera variación de riqueza en el instante t1, la unidad 42 envía instrucciones a ciertos órganos del motor 10 para aumentar esta riqueza sin que alcance la riqueza 1 (del orden de 0,8 a 0,9) para permitir a los gases de escape tener una composición oxidante.

A modo de ejemplo, se puede prever realizar una post-inyección del carburante en las cámaras de combustión de los cilindros 14 por medio de los medios de alimentación de carburante 16.

Este aumento de riqueza permite aumentar la temperatura de los gases de escape para que alcancen una temperatura próxima a 450ºC con el fin de cebar la regeneración del filtro de partículas. Después de varias decenas de segundos, en el instante t2, la riqueza de los gases aumenta aún, por ejemplo, por otra post-inyección en las cámaras de combustión 14, para sobrepasar el valor 1 hasta aproximadamente 1,1. Este segundo aumento de riqueza permite aumentar la temperatura de los gases de escape hasta aproximadamente 600ºC. Esta riqueza se mantiene durante varios minutos, generalmente entre 10 y 15 minutos, para acabar en el instante t3. En este instante t3, se realiza la desulfatación de la trampa 22 y la temperatura de los gases de escape que salen de esta trampa es suficiente para finalizar las operaciones de regeneración del filtro por combustión de las partículas de hollín presentes en este filtro. Además, debido a los gases de escape a altas temperaturas generados por la desulfatación y que han atravesado el filtro, estas partículas se desembarazan en gran parte de sus impurezas, llamadas SOF, como el agua o los hidrocarburos absorbidos, y el conjunto del filtro, incluyendo en él los elementos próximos a las paredes, ha alcanzado una temperatura propicia para la regeneración. Esto acelera más la regeneración del filtro con respecto a una regeneración habitual y permite garantizar que se efectúa de manera completa sobre el filtro íntegro.

Gracias a ello, las subidas brutales de temperatura regidas por el control motor para asegurar una desulfatación específica quedan suprimidas y disminuye el sobreconsumo de carburante. Además, la formación de sulfatos con estructura cristalina estable queda minimizada, puesto que la desulfatación de la trampa tiene lugar incluso si la cantidad de azufre es mínima y la eficacia de la trampa de NOx permanece en un valor sensiblemente constante. Igualmente, ello permite limitar el nivel de concentración de las emisiones de H_{2}S en el escape, ya que la acumulación total del azufre en esta trampa es generalmente inferior a 2 g/litro de trampa.

De manera ventajosa, y haciendo referencia a la figura 1, puede preverse la utilización del catalizador de oxidación 28 para disminuir la concentración de oxígeno nefasta para las operaciones de desulfatación de la trampa 22 y contribuir al aumento de temperatura de los gases de escape.

En efecto cuando se realiza la primera post-inyección de carburante para asegurar el cebado de la regeneración del filtro 24, se emiten grandes cantidades de hidrocarburos no quemados (HC) y de óxido de carbono (CO) al escape. La conversión catalítica de estos HC y CO sobre el catalizador 28 contribuye a consumir parcialmente el oxígeno contenido en los gases de escape procedentes de las cámaras de combustión del motor. Así, la disminución de la concentración de oxígeno se efectúa más fácilmente sin tener que aumentar la riqueza de la mezcla y, por consiguiente, el consumo de carburante y su impacto sobre la variación del par del motor se hace menos perceptible para el conductor del vehículo.

Bien entendido, y ello sin salirse del marco de la invención, se puede prever realizar el calentamiento de los gases de escape por todos los medios conocidos. Especialmente, se puede situar un elemento eléctrico que caliente los gases de escape corriente arriba de la trampa de NOx.

Durante las operaciones de regeneración, el filtro de partículas puede alcanzar temperaturas muy elevadas (del orden de 750ºC) y puede resultar gravemente dañado, incluso destruido.

Un control de la térmica interna del filtro de partículas en su regeneración es, pues, necesario para que mantenga su integridad funcional.

Para hacerlo, se regula la temperatura del filtro de partículas por debajo de un valor límite gracias a un control de la combustión de los hollines presentes en el filtro. En la práctica, esto se realiza controlando el contenido en oxígeno de los gases de escape que atraviesan este filtro. En efecto, la reducción del contenido en oxígeno de los gases de escape durante varios segundos permite detener la reacción de oxidación de los hollines antes de que la temperatura del filtro sobrepase el valor límite de temperatura. Esta reducción del contenido en oxígeno se realiza teniendo una riqueza de los gases de escape superior a 1 durante los períodos t4-t5 y t6-t7. El paso a riqueza pobre, con una riqueza inferior a 1, durante los períodos t5-t6 de duración sensiblemente igual a la de los períodos de riqueza superior a 1, permite alimentar de nuevo en oxígeno la combustión de los hollines presentes en el filtro y regenerar el filtro con un nivel de temperatura suficiente sin que sobrepase el valor umbral.

Así, cuando funciona el motor y más particularmente al final de las operaciones de desulfatación y durante las operaciones de regeneración del filtro de partículas 24, el captor de temperatura 32, dispuesto corriente abajo de este filtro, envía una señal representativa de la temperatura de los gases de escape a la unidad de control 42. Cuando esta temperatura está próxima o alcanza un valor límite, esta unidad envía señales de mando por la línea 44 a los diferentes órganos del motor que permiten influir en la marcha de este motor, como la inyección de carburante 16 o la admisión de aire, de forma que se modifica el contenido en oxígeno de los gases de escape. A modo de ejemplo, como se representa en la figura 2, esta modificación consiste, a partir del instante t3, en pulsar la riqueza de los gases de escape alrededor de 1, durante los períodos t3-t4, t4-t5, t5-t6 y t6-t7, con el fin de regular el contenido en oxígeno de los gases de escape que penetran en el filtro. Esta alternancia de riqueza pobre (en las proximidades de 0,3) y de riqueza rica (del orden de 1,1) puede realizarse gracias al envío de instrucciones de mando por la unidad 42 al medio de alimentación de carburante 16 para efectuar una post-inyección de carburante en las cámaras de combustión 14 en un instante deseado y/o a los medios de admisión para limitar la cantidad de aire introducida en estas cámaras de combustión.

Se hace ahora referencia a la figura 3, que muestra otro modo de realización de la invención.

Este modo no difiere del descrito en relación a la figura 2, más que por una alternancia de operaciones de desulfatación y de regeneración entre los instantes t2 y t3, por ejemplo cada 15 segundos aproximadamente.

Esta alternancia tendría como consecuencia prolongar la duración de las operaciones de desulfatación, pero se prevé reducir esta duración haciendo que, a partir de la última alternancia (en el instante t2_{n}, anterior al instante t3'), la riqueza se mantenga en las proximidades de 1,1 hasta un instante t3' de tal forma que la totalidad del azufre contenido en la trampa se elimine.

Esto permite mantener, en el intervalo de tiempo necesario para la desulfatación, el cebado de la regeneración del filtro que se realiza entre los instantes t1 y t2. Gracias a ello, las combustión de las partículas del filtro se desarrolla de manera progresiva durante el período t2-t2_{n}, lo que evita tener una exotermia demasiado elevada en el desarrollo de la regeneración del filtro en el momento t3' y permite acortar el tiempo necesario para la regeneración de este filtro. Además, esta alternancia permite limitar el nivel de emisión de H_{2}S en las operaciones de desulfatación de forma que no pase de aproximadamente 300 ppm.

Para realizar esta alternancia, en el instante t2 la riqueza aumenta, como se ha descrito anteriormente en relación a la figura 2, hasta aproximadamente 1,1. Esta riqueza se mantiene hasta el instante t2_{1}, luego disminuye hasta un valor de aproximadamente 0,8 a 0,9 mantenido hasta el instante t2_{2} y después aumenta hasta un valor de 1,1 en el instante t2_{3}. Esta alternancia se reproduce hasta el instante t2_{n}, que es función de las características y de los rendimientos de la trampa. Durante el período t2-t2_{1}, los gases de escape tienen una temperatura y una composición tales que se realizan las operaciones de desulfatación de la trampa. Entre los instantes t2_{1} y t2_{2}, los gases de escape contienen una cantidad mínima de oxígeno, pero suficiente para continuar quemando una parte de las partículas contenidas en el filtro y estos gases son suficientemente reductores para continuar las operaciones de desulfatación. Estas alternancias de operaciones desulfatación y de regeneración prosiguen hasta el instante t2_{n}. A partir de este instante, la riqueza aumenta hasta aproximadamente 1,1 y se mantiene hasta el instante t3', que corresponde al momento en que se elimina la totalidad del azufre contenido en la trampa. En el instante t3', la riqueza disminuye para llegar a las proximidades de 0,3 y finalizar las operaciones de regeneración del filtro, como se ha descrito antes en relación a la figura 2.

Bien entendido, como se ha descrito ya en relación a esta figura, se puede prever regular la exotermia del filtro 24 pulsando la riqueza de los gases de escape alrededor de 1 (representado en punteado en la figura), en el instante t3', con el fin de controlar el contenido en oxígeno de los gases de escape que atraviesan el filtro.

La presente invención no se limita a los ejemplos descritos, sino que engloba todos los equivalentes y variantes.

Claims

1. Procedimiento de desulfatación de una trampa de óxidos nítricos (22) y de regeneración de un filtro de partículas (24) dispuestos en una línea de escape (20) para el tratamiento de los gases de escape de un motor de combustión interna (10), especialmente de un motor Diésel, caracterizado por:

- cuando una de las razones alcanza un valor umbral, realizar un aumento de la riqueza de los gases de escape sin que alcance la riqueza 1 para cebar la regeneración del filtro de partículas (24) y realizar después la desulfatación de la trampa (22) aumentando dicha riqueza a un valor superior a 1.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por finalizar la regeneración del filtro de partículas al final de la desulfatación de la trampa.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por realizar, durante la desulfatación de la trampa, una alternancia de períodos de mezcla pobre y de mezcla rica de los gases de escape.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por realizar un aumento de la temperatura y una disminución del contenido en oxígeno de los gases de escape por travesía de dichos gases en un elemento catalítico (28).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por realizar un calentamiento de los gases de escape por un elemento eléctrico dispuesto en la línea de escape.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por regular la temperatura de regeneración del filtro de partículas controlando el contenido en oxígeno de los gases de escape.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por controlar el contenido en oxígeno por alternancia de períodos de riqueza inferior a 1 y de riqueza superior a 1 de los gases de escape.

8. Dispositivo de desulfatación de una trampa de óxidos nítricos (22) y de regeneración de un filtro de partículas (24) alojados en una línea de escape (20) de un motor de combustión interna (10), especialmente de un motor Diésel, que incluye una unidad de control (42) que evalúa la razón de saturación de la trampa y la razón de colmatación del filtro, caracterizado por incluir medios de mando (42, 16) para asociar cada desulfatación de la trampa a cada regeneración del filtro desde que una de las razones ha alcanzado su valor umbral y para realizar un aumento de la riqueza de los gases de escape sin que alcance la riqueza 1 para cebar la regeneración del filtro previamente a un aumento de la riqueza más allá de 1 para asegurar la desulfatación de la trampa.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que los medios de mando incluyen medios de control de la combustión (16) para realizar una mezcla rica o un mezcla pobre de los gases de escape.

10. Dispositivo según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado por incluir un elemento catalítico (28) dispuesto corriente arriba de la trampa (22) para realizar un aumento de la temperatura y una disminución del contenido en oxígeno de los gases de escape.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por incluir un elemento eléctrico para calentar los gases de escape.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado por incluir medios (16, 28) de regulación de la temperatura del filtro de partículas (24).

13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que los medios de regulación incluyen medios de variación (16, 28) de la riqueza de los gases de escape alrededor de una riqueza igual a 1.