ES2597804A2 - Dispositivo fotocatalítico para tubo de escape de vehículos a motor - Google Patents

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Abstract

Dispositivo fotocatalítico para tubo de escape de vehículos a motor. La presente invención se refiere a un dispositivo fotocatalítico para tubo de escape de vehículos a motor que elimina los contaminantes que contienen los gases de escape, entre otros NOx, COVs y partículas carbonosas, producidos en la combustión en el motor y que comprende un soporte preferiblemente helicoidal diseñado para minimizar la pérdida de carga, en cuya superficie se dispone el fotocatalizador, por ejemplo en base TiO2, presentando la máxima superficie al paso de los gases de escape, donde en su interior lleva incorporada una lámpara LED cuyo pico de emisión de longitud de onda está ajustado para el máximo rendimiento del fotocatalizador.

Description

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DISPOSITIVO FOTOCATALITICO PARA TUBO DE ESCAPE DE VEHICULOS A
MOTOR
DESCRIPCION
OBJETO DE LA INVENCION
La presente invencion se refiere a un dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape de vedculos a motor que elimina los contaminantes que contienen los gases de escape, entre otros NOx, COVs y particulas carbonosas, producidos en la combustion en el motor.
El objeto de la invencion es un dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape de vedculos a motor que comprende un soporte preferiblemente helicoidal disenado para minimizar la perdida de carga, en cuya superficie se dispone el fotocatalizador, por ejemplo en base TiO2, presentando la maxima superficie al paso de los gases de escape, donde en su interior lleva incorporada una lampara cuyo pico de emision de longitud de onda esta ajustado para el maximo rendimiento del fotocatalizador.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Uno de los mayores problemas medioambientales con que se enfrentan las administraciones locales, y espedficamente las grandes aglomeraciones urbanas, es el de las emisiones contaminantes.
Por ejemplo, de entre los diferentes contaminantes contemplados por la actual normativa vigente (RD 102/2011), el NO2 es el contaminante que presenta valores mas desfavorables en Madrid capital, y es el responsable de la "boina" de contamination que vemos en nuestro horizonte muchos dias. Asi, en la actualidad, se esta estudiando mucho la incorporation de aditivos fotocatalrticos en la composition de los materiales para pavimentacion y, de esta manera, reducir el impacto medioambiental de los contaminantes presentes en la atmosfera, por su capacidad de elimination de NOx y otros contaminantes, principalmente COVs (compuestos organicos volatiles). Sin embargo, es mucho mas limpio y eficiente el incorporar el fotocatalizador en el foco de emision, el escape de los vedculos a motor.
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Los dispositivos fotocatalrticos que llevan a cabo un control y/o elimination de las emisiones evaporativas de vehteulos a motor normalmente van asociados al canister para llevar a cabo una reduction por fotocatalisis de las emisiones evaporativas provenientes del sangrado del carbon activo que forma dicho canister.
Se conocen ademas dispositivos catalrticos basados en productos qwmicos como la urea que persiguen cumplir las normativas vigentes sobre emisiones. Para ello, los vehiculos deben disponer de un sistema que ayude a reducir al maximo posible las emisiones. El SCR (Reduccion Catalrtica Selectiva) es uno de ellos. La urea se inyecta en el SCR y desencadena una reaction quimica en el catalizador que convierte el NOx en una mezcla de nitrogeno y vapor de agua. Sin embargo este dispositivo catalrtico basado en la urea genera CO2 durante la transformation del NOx, ademas de necesitar una reposition de la urea periodicamente para que el dispositivo siga funcionando.
El dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape de vehiculos a motor de la presente invention no genera mas CO2 durante la transformacion del NOx y no necesita un aporte continuo de productos quimicos para su funcionamiento, solventando todos los inconvenientes anteriores.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
La presente invencion se refiere a un dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape de vehiculos a motor que elimina los contaminantes que contienen los gases de escape, entre otros NOx, COVs y particulas carbonosas, producidos en la combustion en el motor.
El dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape de vehiculos a motor comprende un soporte preferiblemente helicoidal disenado para minimizar la perdida de carga, en cuya superficie exterior se encuentra dispuesto un fotocatalizador, lo que hace que el soporte helicoidal presente la maxima superficie al paso de los gases de escape.
El dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape de vehiculos a motor comprende ademas un dispositivo de iluminacion dispuesto en el interior del soporte, cuya longitud de onda esta ajustada para el maximo rendimiento del fotocatalizador.
5 De esta manera, el soporte preferiblemente helicoidal donde se encuentra dispuesto el focatalizador, debido a la forma de su superficie, presenta la maxima superficie al paso de los gases de escape aumentando en consecuencia la eficiencia del fotocatalizador.
El dispositivo fotocatalizador para tubo de escape de vehiculos a motor de la presente 10 invencion esta disenado de forma que no se desactive, para lo cual comprende un dispositivo suministrador de agua aplicable sobre el fotocatalizador dispuesto sobre el soporte para lavar y eliminar los nitratos depositados sobre el fotocatalizador que lo desactivarian con el paso del tiempo. Opcionalmente el dispositivo de iluminacion se enciende con el arranque del motor del vehiculo y se apaga al quitar el contacto.
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Opcionalmente, el dispositivo de iluminacion dispuesto en el interior del soporte comprende un cristal fotocatalrtico que hace que el dispositivo de iluminacion tenga propiedades autolimpiantes y que no pierda eficacia por ensuciamiento con los gases de escape.
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El soporte puede ser de un material ceramico, metalico o de vidrio.
Por tanto, respecto al estado de la tecnica, el dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape de vehiculos a motor de la presente invencion presenta caracteristicas 25 singulares por su forma, tratamiento de la lampara y posibilidad de limpieza para regeneracion del fotocatalizador.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
30 La Figura 1 muestra una vista en esquema del dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape de vehiculos a motor de la presente invencion.
REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION
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A continuation se procedera a describir de manera detallada el dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape de vehiculos a motor de la presente invention.
El dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape (8) de vehiculos a motor comprende un soporte preferiblemente helicoidal (1), preferentemente de material ceramico, metalico o de vidrio, u otro material resistente a las elevadas temperaturas a las que salen los gases por el tubo de escape, en cuya superficie exterior se encuentra dispuesto un fotocatalizador (2), por ejemplo en base TiO2, y un dispositivo de iluminacion (3) dispuesto en el interior del soporte preferiblemente helicoidal (1), donde el dispositivo de iluminacion (3) es preferentemente una lampara LED cuya longitud de onda esta ajustada para el maximo rendimiento del fotocatalizador (2).
El dispositivo fotocatalizador para tubo de escape (8) de vehiculos a motor comprende ademas un dispositivo suministrador de agua aplicable sobre el fotocatalizador (2), que preferentemente es un conducto de agua (4) con unas boquillas de salida (5) para la aplicacion de agua sobre el soporte preferiblemente helicoidal (1) y de esta manera lavar y eliminar los nitratos depositados sobre el fotocatalizador (2). El conducto de agua (4) puede ser una derivation del conducto de limpieza del limpiaparabrisas del vehiculo, lo que permite aplicar agua sobre el fotocatalizador a la vez que se aplica agua sobre el parabrisas del vehiculo.
El dispositivo de iluminacion (3) dispuesto en el interior del soporte preferiblemente helicoidal (1) comprende un cristal fotocatalrtico (6) que hace que el dispositivo de iluminacion tenga propiedades autolimpiantes y que no pierda eficacia por ensuciamiento con los gases de escape.
El dispositivo fotocatalizador comprende un tubo (7) en cuyo interior se alojan los elementos descritos anteriormente, donde dicho tubo esta recubierto interiormente con un material reflectante para que no queden zonas oscuras en que no actuaria el fotocatalizador (3).
EJEMPLO
Se propone el uso de un soporte helicoidal (1) basado en una espiral de vidrio recubierta con una pasta en base TiO2 como fotocatalizador (2), con una lampara de
potencia 4 W como dispositivo de iluminacion (3), que arroja una intensidad de luz de 20 W/m2, sin material reflectante, con un reactor de volumen =0.5 l, a un caudal de 0.5 l/min y concentration de NOx de 500 ppb, temperatura de 25°C y humedad relativa (HR) del 40%.
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Con este dispositivo fotocatalizador asi configurado, el porcentaje de elimination de NO fue del 77%.

Claims (8)

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    REIVINDICACIONES
    1. - Dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape (8) de vehteulos a motor que comprende un soporte (1) en cuya superficie exterior se encuentra dispuesto un fotocatalizador (2), y un dispositivo de iluminacion (3) dispuesto en el interior del soporte (1) caracterizado por que comprende ademas un dispositivo suministrador de agua (4, 5) aplicable sobre el fotocatalizador (2) para eliminar los nitratos depositados sobre el dicho fotocatalizador (2).
  2. 2. - Dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape (8) de vehiculos a motor segun reivindicacion 1 caracterizado por que el dispositivo suministrador de agua (4, 5) es un conducto de agua (4) con unas boquillas de salida (5).
  3. 3. - Dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape (8) de vehiculos a motor segun reivindicacion 2 caracterizado por que el conducto de agua (4) es una derivacion del conducto de limpieza del limpiaparabrisas del vehiculo.
  4. 4. - Dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape (8) de vehiculos a motor segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el dispositivo de iluminacion (3) dispuesto en el interior del soporte (1) comprende un cristal fotocatalrtico (6).
  5. 5. - Dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape (8) de vehiculos a motor segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que comprende un tubo (7) en cuyo interior se alojan el resto de elementos, donde dicho tubo esta recubierto interiormente con un material reflectante.
  6. 6. - Dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape (8) de vehiculos a motor segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el soporte (1) es helicoidal.
  7. 7. - Dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape (8) de vehiculos a motor segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el soporte (1) es de material ceramico, metalico o de vidrio.
  8. 8.- Dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape (8) de vehiculos a motor segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el fotocatalizador (2) es un fotocatalizador en base TiO2.
    5 9.- Dispositivo fotocatalrtico para tubo de escape (8) de vehiculos a motor segun
    cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el dispositivo de iluminacion (3) es una lampara LED.
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