FR2952123A1 - Dispositif de traitement des gaz d'echappement d'un vehicule comportant un moteur thermique - Google Patents

Dispositif de traitement des gaz d'echappement d'un vehicule comportant un moteur thermique Download PDF

Info

Publication number
FR2952123A1
FR2952123A1 FR0957784A FR0957784A FR2952123A1 FR 2952123 A1 FR2952123 A1 FR 2952123A1 FR 0957784 A FR0957784 A FR 0957784A FR 0957784 A FR0957784 A FR 0957784A FR 2952123 A1 FR2952123 A1 FR 2952123A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
treatment device
catalyst
selective reduction
soot
aging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0957784A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2952123B1 (fr
Inventor
Gilbert Blanchard
Alain Sassi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Faurecia Systemes dEchappement SAS
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
Priority to FR0957784A priority Critical patent/FR2952123B1/fr
Priority to EP10785156A priority patent/EP2496801A1/fr
Priority to PCT/FR2010/052249 priority patent/WO2011055053A1/fr
Publication of FR2952123A1 publication Critical patent/FR2952123A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2952123B1 publication Critical patent/FR2952123B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/206—Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9463—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on one brick
    • B01D53/9472—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on one brick in different zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9477—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on separate bricks, e.g. exhaust systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61—Surface area
    • B01J35/613—10-100 m2/g
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0231—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using special exhaust apparatus upstream of the filter for producing nitrogen dioxide, e.g. for continuous filter regeneration systems [CRT]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0821—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with particulate filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2067—Urea
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2065—Cerium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20707—Titanium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20715—Zirconium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20738—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20776—Tungsten
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/30—Silica
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/50—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/903—Multi-zoned catalysts
    • B01D2255/9032—Two zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92—Dimensions
    • B01D2255/9207—Specific surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/30—Tungsten
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/65—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the ferrierite type, e.g. types ZSM-21, ZSM-35 or ZSM-38, as exemplified by patent documents US4046859, US4016245 and US4046859, respectively
    • B01J29/66—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the ferrierite type, e.g. types ZSM-21, ZSM-35 or ZSM-38, as exemplified by patent documents US4046859, US4016245 and US4046859, respectively containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/68—Iron group metals or copper
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
    • F01N2250/02—Combinations of different methods of purification filtering and catalytic conversion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de traitement des gaz d'échappement issus d'un moteur thermique, comportant un filtre à particules constitué d'un matériau poreux pour piéger et oxyder les suies et un catalyseur de réduction sélective des oxydes d'azote déposé sur les faces de sortie des parois du filtre à particules. L'invention consiste en ce que ledit catalyseur de réduction sélective est choisi parmi ceux du type présentant une surface spécifique d'au moins 65M /g après vieillissement à 800 °C.

Description

Dispositif de traitement des gaz d'échappement d'un véhicule comportant un moteur thermique. [0001] La présente invention concerne un dispositif de traitement des gaz d'échappement d'un véhicule comportant un moteur thermique, équipé d'un dispositif de dépollution des gaz d'échappement permettant de traiter les hydrocarbures imbrûlés, le monoxyde de carbone à la fois d'un système de traitement par réduction catalytique sélective des oxydes d'azote émis par le moteur et d'un système d'additivation du carburant utilisé par le moteur thermique. [0002] Les moteurs thermiques tels que ceux utilisés par les véhicules particuliers ou les véhicules de type poids lourd, émettent un certain nombre d'émissions qu'il convient de limiter pour minimiser la dissipation de polluants comme par exemple des oxydes d'azote, du monoxyde de carbone ou des particules constituées par exemple par des hydrocarbures imbrûlés. [0003] C'est pourquoi ces dernières années ont vu se multiplier les équipements de traitement des gaz d'échappement du moteur. Nombre de ces traitements supposent le recours à des additifs stockés dans des réservoirs spécifiques pour aider d'une part à la réduction de certains composés comme l'oxyde d'azote et d'autre part à l'oxydation d'autres composés comme des hydrocarbures imbrûlés ou des suies. [0004] La réduction sélective des oxydes d'azote est pratiquée couramment pour l'épuration des fumées d'usines stationnaires, en utilisant à titre d'agent sélectif de l'ammoniac stocké dans un réservoir approprié. Compte tenu du caractère toxique de l'ammoniac et du risque de fuite inhérent à l'industrie automobile, notamment en cas d'accident, pour les véhicules on utilise plutôt un précurseur d'ammoniac, tel que de l'urée pure ou en solution aqueuse. L'urée ou la solution d'urée est injectée dans la ligne d'échappement ; l'eau contenue dans la solution se vaporise puis l'urée (NH2)2CO est décomposée en ammoniac et en acide isocyanique, ledit acide étant lui-même hydrolysé par thermolyse. L'injection d'urée dans la ligne d'échappement doit être effectuée de manière soit continue soit pulsée et précisément dosée, afin d'une part de traiter l'ensemble des oxydes d'azote présents et d'autre part, d'éviter l'émission intempestive d'ammoniac. Parmi les dispositifs de réduction des oxydes d'azote, la réduction sélective en continu par l'ammoniac sur des catalyseurs à base de zéolithes échangées par soit du fer soit du cuivre est une des technologies bien connue de l'homme de l'art et elle est bien adaptée pour des applications sur véhicules DIESEL, mais présente une limitation à basse température, typiquement ce procédé n'est pas mis en oeuvre lorsque la température entrée catalyseur est inférieure à environ 170°C. [0005] Un autre dispositif de réduction des oxydes d'azote connu sous la dénomination NOx trap consiste à piéger les oxydes d'azote sous forme de nitrates à basse température puis à réduire ces nitrates en azote par des passages en milieu riche, c'est à dire lorsque les gaz d'échappement sont réducteurs. Ce dispositif est très intrusif au niveau des réglages moteur et il est peu efficace à haute température car la capacité de stockage des NOx sur les phases NOx trap baisse fortement à partir de 350°C. [0006] Par ailleurs, pour limiter les émissions de particules, en particulier avec des moteurs utilisant un carburant de type diesel, les lignes d'échappement sont également équipées de filtres, dits filtres à particules, qui piègent notamment les particules imbrûlées du fait d'une température des gaz d'échappement essentiellement trop faible. On sait effectivement que la combustion du gazole dans les moteurs de type diesel (ou les moteurs fonctionnant en mélange pauvre) tend à former des produits carbonés sous forme de particules, ces particules carbonées étant usuellement désignées sous le terme de « suies ». On cherche donc à diminuer au maximum l'émission de ces suies, ces suies étant susceptibles de soulever des problèmes de santé et des problèmes environnementaux. [0007] Typiquement, le filtre est de type à parois filtrantes, en céramique, par exemple en cordiérite, ou en carbure de silicium, ou en titane d'aluminium, à travers lequel circulent les gaz d'échappement. Il peut aussi s'agir de tamis en toile métallique, en mousse céramique ou en matériau fibreux. [0008] Ce filtre est capable d'arrêter une forte proportion des suies engendrées par la combustion des combustibles dans le moteur. Il devient cependant de moins en moins efficace au fur et à mesure que les suies s'y accumulent, car elles obturent progressivement le filtre, ce qui conduit à une perte de charge qui augmente dans le filtre, et ce qui finit par diminuer la performance du moteur. Il est donc nécessaire de brûler régulièrement les suies collectées par les filtres, par une opération appelée « régénération du filtre ». Aussi, périodiquement, ces filtres doivent être régénérés en augmentant temporairement la température des gaz d'échappement pour brûler les particules filtrées. [0009] Selon une technique de régénération, on a recours à un filtre à particules dit filtre catalysé, qui est composé d'un filtre et d'une phase catalytique déposée dans la porosité des parois filtrantes du filtre. Ces phases catalytiques peuvent être à base de métaux nobles comme le platine déposé sur des supports comme de l'alumine ou des oxydes de cérium-zirconium, ou à base d'oxydes mixtes comme des oxydes ternaire cérium-zirconium-praséodyme. Cette technique présente également des inconvénients: les métaux nobles sont complexes à mettre en forme sur des supports, et sont une matière première coûteuse. Et les oxydes ternaires présentent une efficacité modeste à basse température, ce qui impose des temps de régénération du filtre relativement longs, donc une surconsommation en carburant. [0010] Par ailleurs, dans le cadre de la protection de l'environnement, les législations soit Américaine Tier2 Bin 5 soit Européenne Euro 5 puis EURO 6 sont de plus en plus sévères sur les rejets de polluants de tous les moteurs et plus particulièrement sur les émissions d'oxydes d'azote. [0011] La mise en place des nouvelles normes prévues à des échéances aussi proches que 2014 pour EURO 6, va imposer aux constructeurs automobiles d'équiper les véhicules DIESEL ou Essence Lean-burn de dispositifs de réduction des oxydes d'azote. [0012] Il est donc souhaitable de pouvoir équiper un véhicule à la fois d'un système très performant pour la réduction des oxydes d'azote et d'un système très performant pour éliminer les particules, en combinant dans une ligne d'échappement des moyens de type SCR et des moyens de type filtre à particules éventuellement associés à des moyens pour enrichir le carburant en additifs. [0013] Il est donc ainsi connu de proposer des dispositifs de dépollution comportant à la fois un filtre à particules et un système SCR dans la ligne d'échappement d'un véhicule. Cependant, se pose alors un problème d'encombrement lié aux deux systèmes positionnés le long de la ligne d'échappement. [0014] On a alors proposé de déposer des phases actives de type SCR dans la porosité d'un filtre à particule de manière à obtenir un dispositif de dépollution plus compact. [0015] Ainsi, dans US 2008/0041040 est proposé un dispositif de traitement des gaz d'échappement constitué d'un filtre à particules disposé dans la ligne d'échappement, retenant les suies et particules et chargé sur sa face extérieure d'un matériau de catalyse SCR pour réduire les NOx, des moyens étant prévus pour amener de l'ammoniaque dans la ligne d'échappement en amont du filtre à particules. De manière à provoquer une oxydation des suies à l'entrée du FAP, on peut positionner en amont dudit dispositif, un convertisseur catalytique à oxydation permettant de convertir une partie des NOx contenus dans les gaz d'échappement en dioxyde d'azote (NO2). En conséquence, une oxydation continue des particules de carbone accumulées sur le FAP peut alors être effectuée ce qui permet de régénérer ce FAP à une température plus basse que celle utilisée par une régénération par mélange riche ou par addition d'hydrocarbures dans les gaz d'échappement. [0016] Bien qu'un tel dispositif de dépollution présente un encombrement plus limité que ceux prévoyant un FAP et un dispositif SCR séparés dans la ligne d'échappement, la présence du convertisseur catalytique à oxydation contenant du platine permettant d'oxyder le NO en NO2 présente également des inconvénients: les métaux nobles sont complexes à mettre en forme sur des supports, et sont une matière première coûteuse qui augmente le coût d'un tel système. [0017] La régénération peut également se faire de façon cyclique de manière connue en augmentant la teneur en hydrocarbures dans les gaz d'échappement. Toutefois, la réaction qui suit est hautement exothermique et risque d'endommager le matériau catalyseur SCR. En particulier, on a pu se rendre compte que les catalyseurs SCR proposés dans US 2008/0041040 ne sont pas suffisamment résistants aux contraintes thermiques et par conséquent perdent leur efficacité au fil du temps et de leur utilisation. [0018] De manière à pallier ces inconvénients, la présente invention a pour but de proposer un dispositif de traitement des gaz d'échappement issus d'un moteur thermique, comportant un filtre à particules constitué d'un matériau poreux pour piéger et oxyder les suies et un catalyseur de réduction sélective des oxydes d'azote déposé sur les faces de sortie des parois du filtre à particules, caractérisé en ce que ledit catalyseur de réduction sélective est choisi parmi ceux du type présentant une surface spécifique d'au moins 65M2/g après vieillissement à 800°C. [0019] Ainsi, le matériau catalyseur SCR est choisi pour résister de manière avantageuse aux contraintes thermiques rencontrées lors des régénérations du filtre à particules et être stable thermiquement de sorte que le dispositif de traitement selon l'invention présente toutes les qualités requises pour répondre aux normes de plus en plus sévères. [0020] La surface spécifique du catalyseur reste élevée même après vieillissement c'est à dire après avoir été soumise à des sollicitations hydrothermales à 800°C. [0021] De préférence, ledit catalyseur de réduction sélective est choisi parmi ceux du type présentant une surface spécifique d'au moins 65M2/g après vieillissement à 850 °C. De manière encore plus préférée, le catalyseur de réduction sélective est choisi parmi ceux du type présentant une surface spécifique d'au moins 65M2/g après vieillissement à 900°C. [0022] On entend par surface spécifique, la surface spécifique B.E.T. déterminée par adsorption d'azote conformément à la norme ASTM D 3663-78 établie à partir de la méthode BRUNAUER-EMMETT-TELLER décrite dans le périodique « The Journal of the American Chemical Society ,60,309 (1938). [0023] Ainsi, un matériau catalyseur SCR pour un dispositif selon l'invention peut être choisi parmi les oxydes acides tels que ceux décrits par la société RHODIA, la phase catalytique SCR commerciale à base de Zr-Ti-Si-W-Ce et tout autre matériau catalyseur présentant une surface spécifique d'au moins 65 M2/g après vieillissement à 800°C. [0024] De préférence, l'oxydation des suies dans le dispositif de traitement est favorisée par l'utilisation d'un additif Ce ou Ce-Fe ou Fe introduit dans le carburant qui permet d'abaisser la température de combustion des suies. [0025] Ainsi de manière avantageuse, on propose un dispositif de traitement des gaz d'échappement dans les canaux d'entrée duquel sont retenues les particules et sont ensuite oxydées les suies lors de régénération, les suies étant oxydées en CO2 et H2O, à une température abaissée à l'aide de l'additif provenant du carburant et déposé sur les suies tandis que sur la paroi du sortie s'effectue la réduction des NOx par l'ammoniaque sur le catalyseur SCR déposé sur ces parois filtrantes. [0026] De manière avantageuse, de l'urée ou de l'ammoniac peut être introduit en amont du dispositif de traitement selon l'invention. [0027] De préférence, on met en place en amont dudit dispositif de traitement dans la ligne d'échappement, un catalyseur d'oxydation du CO et des hydrocarbures. [0028] Ainsi, on introduit l'urée dans la ligne d'échappement en aval du catalyseur d'oxydation du CO et des hydrocarbures et en amont du dispositif de traitement selon l'invention. Selon une variante de l'invention, on prévoit de préférence un catalyseur de décomposition de l'urée en ammoniac déposé sur les canaux d'entrée du filtre à particules du dispositif de traitement selon l'invention. On décompose ainsi l'urée dans la paroi du filtre à particule ce qui permet d'éviter d'avoir recours à un mixeur en amont du dispositif Filtre /SCR. [0029] En variante, on peut injecter de l'ammoniac directement dans la ligne d'échappement. [0030] L'invention concerne également un véhicule automobile comportant un tel dispositif de traitement. [0031] On décrira maintenant l'invention plus en détails en référence aux exemples ci-après. [0032] Exemple 1 ù dispositif selon l'état de la technique [0033] Dans l'exemple 1, on fabrique un dispositif de traitement selon l'état antérieur décrit dans US 2008/004140, un catalyseur SCR selon ce document étant déposé sur la face de sortie d'un filtre à particules (FAP). [0034] Après calcination à 500°C, la composition du catalyseur SCR dans le filtre à particule en SiC de 400 cpsi est la suivante : sur les canaux d'entrée du FAP : dépôt de 98grs/l de FAP d'un oxyde de titane anatase, sur les canaux de sortie du FAP : dépôt de 101 grs/I de FAP d'un catalyseur SCR commercial à base de 2% poids de fer déposé sur une zéolithe ferriérite.
Exemple 2 û Dispositif selon l'invention [0035] Dans l'exemple 2 est réalisé un dispositif selon l'invention par dépôt d'une phase catalytique SCR commerciale à base de Zr-Ti-Si-W-Ce sur un filtre à particules en SiC de 400cpsi. Cette phase active est déposée sur la paroi de sortie des canaux du filtre à particule par une technique conventionnelle d'enduction par trempage, soufflage, séchage et calcination à 500°C. [0036] Après calcination à 500°C, la composition du catalyseur selon l'invention est la suivante : - sur les canaux d'entrée du FAP : pas de dépôt de catalyseur ou d'oxyde - sur les canaux de sortie du FAP : dépôt de 202grs/I de FAP d'un catalyseur SCR commercial à base d'un oxyde Zr-Ti-Si-W-Ce Exemple 3 Vieillissement des dispositifs des exemples 1 et 2 [0037] Préalablement à l'évaluation des performances en réduction des oxydes d'azote par l'ammoniac les dispositifs des exemples 1 et 2 sont vieillis sous flux d'air contenant 10% d'eau pendant 25heures à 850°C. [0038] Ce traitement hydrothermal est appliqué pour représenter les vieillissements hydrothermaux que les dispositifs FAP-catalyseurs subissent lors des régénérations des filtres à particules dans les conditions réelles sur véhicule. [0039] Après vieillissement les dispositifs et plus précisément la partie catalyseur du dispositif sont référencés Catalyseur A pour le catalyseur de l'exemple 1 Vieilli à 850°C Catalyseur B pour le catalyseur de l'invention décrit à l'exemple 2 Vieilli à 850°C [0040] Les surfaces spécifiques BET sont pour les catalyseurs A et B respectivement de 55M2/g et de 67M2/G. Exemple 4 Evaluation des performances des catalyseurs A et B décrits dans les exemples 1 , 2 et 3 [0041] Les catalyseurs A et B sont évalués sur banc de gaz synthétique dans les conditions suivantes : [0042] Composition du mélange réactionnel : . NO x: 400 ppm (50% NO + 50% NO2) .02: 8% .H2O: 10% . NH3/NOx : 1 . Complément à 100% par de l'azote Vitesse Volumétrique Horaire (VVH) sur la carotte de FAP 1 'X3'= : 30 000 h-1 Température : programmation de 180 à 500 °C avec une vitesse de montée en température de 5 °C par minute. La composition des gaz en sortie du réacteur catalytique est mesurée par û Chimiluminescence pour NO et NO2 Infrarouge pour le N20 Absorption spectroscopique pour NH3 [0043] Les performances en conversion des NOx des catalyseurs A et B sont reportées dans le tableau 1 CONVERSION 200 250 300 350 400 450 500 NOxàT°C Catalyseur A 71 85 81 87 90 88 80 Catalyseur B 83 96 97 98 97 96 93 Tableau 1 : Conversion des NOx en fonction de la température pour les catalyseurs A et B [0044] Les résultats reportés tableau 1 montrent que le catalyseur B selon l'invention est plus performant en réduction des NOx que le catalyseur A selon l'art antérieur.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de traitement des gaz d'échappement issus d'un moteur thermique, comportant un filtre à particules constitué d'un matériau poreux pour piéger et oxyder les suies et un catalyseur de réduction sélective des oxydes d'azote déposé sur les faces de sortie des parois du filtre à particules, caractérisé en ce que ledit catalyseur de réduction sélective est choisi parmi ceux du type présentant une surface spécifique d'au moins 65M2/g après vieillissement à 800°C.
  2. 2. Dispositif de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur de réduction sélective est choisi parmi ceux du type présentant une surface spécifique d'au moins 65M2/g après vieillissement à 850 °C.
  3. 3. Dispositif de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur de réduction sélective est choisi parmi ceux du type présentant une surface spécifique d'au moins 65M2/g après vieillissement à 900°C.
  4. 4. Dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce 15 que le matériau catalyseur SCR est une phase catalytique SCR commerciale à base de Zr-Ti-Si-W-Ce.
  5. 5. Dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'oxydation des suies est favorisée à l'aide d'un additif Ce ou Ce-Fe ou Fe introduit dans le carburant qui permet d'abaisser la température de combustion des 20 suies.
  6. 6. Dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un catalyseur d'oxydation du CO et des hydrocarbures est mis en place en amont dudit dispositif de traitement dans la ligne d'échappement.
  7. 7. Dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce 25 qu'on introduit de l'urée dans la ligne d'échappement en amont du dispositif de traitement, un catalyseur de décomposition de l'urée en ammoniac étant déposé sur les canaux d'entrée du filtre à particules dudit dispositif de traitement.
  8. 8. Dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on injecte de l'ammoniac directement dans la ligne d'échappement. 9
  9. 9. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de traitement des gaz d'échappement selon l'une des revendications 1 à 8.
FR0957784A 2009-11-04 2009-11-04 Dispositif de traitement des gaz d'echappement d'un vehicule comportant un moteur thermique Active FR2952123B1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0957784A FR2952123B1 (fr) 2009-11-04 2009-11-04 Dispositif de traitement des gaz d'echappement d'un vehicule comportant un moteur thermique
EP10785156A EP2496801A1 (fr) 2009-11-04 2010-10-21 Dispositif de traitement des gaz d'echappement d'un vehicule comportant un moteur thermique
PCT/FR2010/052249 WO2011055053A1 (fr) 2009-11-04 2010-10-21 Dispositif de traitement des gaz d'echappement d'un vehicule comportant un moteur thermique

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0957784A FR2952123B1 (fr) 2009-11-04 2009-11-04 Dispositif de traitement des gaz d'echappement d'un vehicule comportant un moteur thermique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2952123A1 true FR2952123A1 (fr) 2011-05-06
FR2952123B1 FR2952123B1 (fr) 2012-02-24

Family

ID=42289521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0957784A Active FR2952123B1 (fr) 2009-11-04 2009-11-04 Dispositif de traitement des gaz d'echappement d'un vehicule comportant un moteur thermique

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2496801A1 (fr)
FR (1) FR2952123B1 (fr)
WO (1) WO2011055053A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012135871A1 (fr) * 2011-03-29 2012-10-04 Basf Corporation Filtre multicomposant pour maîtrise des émissions
FR2992028A1 (fr) * 2012-06-19 2013-12-20 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede d'utilisation d'un filtre a particules pour moteurs thermiques

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007093593A1 (fr) * 2006-02-17 2007-08-23 Rhodia Operations Composition a base d'oxydes de zirconium, de cerium, d'yttrium, de lanthane et d'une autre terre rare, procede de preparation et utilisation en catalyse
US20080041040A1 (en) * 2006-08-16 2008-02-21 Doring Andreas Exhaust gas post treatment system
EP1967263A1 (fr) * 2007-02-15 2008-09-10 Mazda Motor Corporation Matériau catalytique et catalyseur pour purifier le composant de gaz d'échappement
WO2008150462A2 (fr) * 2007-05-31 2008-12-11 Corning Incorporated Catalyseur pour la réduction sélective d'oxydes d'azote, son procédé de fabrication et d'utilisation

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU28780A1 (fr) 1943-03-02
JP3643948B2 (ja) * 1999-03-15 2005-04-27 株式会社豊田中央研究所 チタニア−ジルコニア系粉末およびその製造方法
FR2793161B1 (fr) * 1999-05-07 2001-10-12 Renault Dispositif d'epuration des gaz d'echappement pour moteur a combustion interne
US7677994B2 (en) 2006-06-30 2010-03-16 Doskocil Manufacturing Company, Inc. Ball throwing and retrieving device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007093593A1 (fr) * 2006-02-17 2007-08-23 Rhodia Operations Composition a base d'oxydes de zirconium, de cerium, d'yttrium, de lanthane et d'une autre terre rare, procede de preparation et utilisation en catalyse
US20080041040A1 (en) * 2006-08-16 2008-02-21 Doring Andreas Exhaust gas post treatment system
EP1967263A1 (fr) * 2007-02-15 2008-09-10 Mazda Motor Corporation Matériau catalytique et catalyseur pour purifier le composant de gaz d'échappement
WO2008150462A2 (fr) * 2007-05-31 2008-12-11 Corning Incorporated Catalyseur pour la réduction sélective d'oxydes d'azote, son procédé de fabrication et d'utilisation

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012135871A1 (fr) * 2011-03-29 2012-10-04 Basf Corporation Filtre multicomposant pour maîtrise des émissions
US8722000B2 (en) 2011-03-29 2014-05-13 Basf Corporation Multi-component filters for emissions control
US9145809B2 (en) 2011-03-29 2015-09-29 Basf Corporation Multi-component filters for emissions control
FR2992028A1 (fr) * 2012-06-19 2013-12-20 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede d'utilisation d'un filtre a particules pour moteurs thermiques

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011055053A1 (fr) 2011-05-12
EP2496801A1 (fr) 2012-09-12
FR2952123B1 (fr) 2012-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2641814C2 (ru) Каталитический сажевый фильтр
Walker Controlling particulate emissions from diesel vehicles
RU2587086C2 (ru) Фильтр твердых частиц выхлопа дизельного двигателя
EP2917520B1 (fr) Système de réduction catalytique sélective proche du moteur
KR20170110168A (ko) 강화된 ｎｏ2 발생기용 구조적 디젤 산화 촉매
JP2004511691A (ja) ジーゼルエンジンからの窒素酸化物および粒状物の増強された減少のための排気システム
EP3639922B1 (fr) Système de purification de gaz d'échappement pour moteur essence
JP2004036609A (ja) 再生段階中に堆積スス粒子の焼却を加速する触媒活性コーティングを有する粒子フィルター
US11377993B2 (en) Exhaust gas purification system for a gasoline engine
US11649753B2 (en) Exhaust gas purification system for a gasoline engine
US20230340899A1 (en) Exhaust gas purification system for a gasoline engine
JP2010516948A (ja) リーンエンジンの排ガス装置内のすすフィルタを再生する方法及びこのための排ガス装置
US11547969B2 (en) Exhaust gas purification system for a gasoline engine
EP3639920B1 (fr) Système de purification de gaz d'échappement pour moteur essence
EP1916029B1 (fr) Procédé et appareil pour la purification de gaz d'échappement d'un moteur à allumage par compression
US20130302214A1 (en) Coated diesel particle filter
WO2020079141A1 (fr) Système de purification de gaz d'échappement pour moteur à essence
FR2952123A1 (fr) Dispositif de traitement des gaz d'echappement d'un vehicule comportant un moteur thermique
YASHNIK et al. Problems of the soot formation in exhausts of internal combustion engines. Soot abatement by oxidation on Cu-Containing ZSM-5 catalysts (Minireview)
FR2961407A1 (fr) Filtre a particules catalyse, systeme de traitement des gaz equipe d'un tel filtre et moteur
FR3011487A1 (fr) Dispositif de traitement des gaz d’echappement
FR3004660A1 (fr) Dispositif de reduction catalytique selective
RU2575236C2 (ru) Конструкционный катализатор окисления для отработавших газов дизельных двигателей для улучшенного генератора no2
Nawdali et al. Global Journal of Engineering Science and Research Management

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

CA Change of address

Effective date: 20180312

CD Change of name or company name

Owner name: PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA, FR

Effective date: 20180312

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 11

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 12

TP Transmission of property

Owner name: FAURECIA SYSTEMES D'ECHAPPEMENT, FR

Effective date: 20201112

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 13

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 14