MÉTODO Y SISTEMA PARA LA REGENERACIÓN CATALIZADOR
antecedentes de la II mi v e ip c ? ó n La présenle invención se relaciona a un sisíema y a un mélodo para perfeccionar el funcionamienlo de un sislema después del lratam¡ent¡o de un gas de escape, y más particularmente a regenerar un catalizador para mejorar su eficiencia de conversión NOx. Las regulaciones actuales del control de emisión necesitan del uso de un batalizador en el sistema de escape de vehículos automolores para poder convertir el monóxido de carbono (CO), hidrocarburos (HC), y óxidos de nitrógeno (NOx) i producidos durante la operación del moíor en gases de escapes no dañinos. Los vehículos equipados con diesel o molores de i gasolina magra ofrece|n el beneficio de economía de combusíible aumentada! Esle lipo de vehículos están típicamente equipados c ibn sistemas después del traíamienlo de escape que emplean u|no ó más calalizadores para asistir en convertir químicamente, ¡ NOx, hidrocarburos, monóxido de carbono, y otros contaminantes en compuestos menos dañinos i antes de la descarga del ¡escape al medio ambiente. Sin embargo, en tales sislemas de catalizadores tradicionales, hollín, hidrocarburos, y otras especies indeseables pueden se p|ueden absorber en la superficie del catalizador, por lo tanto contaminando el catalizador y reduciendo su eficiencia de conversión. Calentando I periódicamenle los sistemas de catalizador a una temperatura I más alta que la del punto de ebullición de los hidrocarburos, o la temperalura de regeneración del hollín, por una cantidad de i tiempo predeterminado,' se puede regenerar el caíalizador removiendo los depósilos de maleriales no deseados. Los mélodos conjocidos de la regeneración pueden i comprender operaciones (complejas tales como cambiar muchas corrientes de escape y a'ctivar muchas válvulas. Tales sistemas emplean subsistemas complejos tales como ventiladores de enfriamiento, múltiples i lechos catalizadoras, y similares. I Además, estos sistemas también requieren de espacio valioso y de consumo de combustible. Por lo tanto, existe la necesidad de un sistema y un método mejorados para la regeneración de catalizadores. Breve Descripción de Ha 18 n v e n c 5 ó m* Brevemente, de acu'¡erdo a una modalidad de la presente I invención, se proporciono un sistema para la regeneración de un catalizador. El sistema incluye un motor que crea una I corriente de escape, un reactor que incluye un catalizador y que ¡ se encuentra en comunicajción fluida con el motor para recibir la i corriente de escape y uñ sensor que mide un parámeíro del sislema relacionado al motor o al reactor y que produce una señal que corresponde a ¡un parámetro del sistema. El sistema íambién incluye un conllrolador que recibe la señal y dirige la I corrienle de escape al catalizador si el parámeíro del sisíema es indicalivo del un valor de regeneración. De acuerdo a olra modalidad de la présenle invención, se proporciona un mélodo para la regeneración de un caíalizador.
El méíodo incluye perci bir una lemperatura del catalizador y una temperalura de un?? corriente de escape de un motor y pasar la corriente de escjape sobre el catalizador en respuesta a la percepción de la temperatura del catalizador y la temperatura de la corriente de escapa si la temperatura del catalizador y la i temperatura de la corriente de escape indican una condición de regeneración. El método también incluye controlar la temperatura del catalizador y la temperatura de la corriente de escape para regenerar el catalizador y monitorear la
un motor de la presente
La figura 2 es un diagrama esquemático de un sistema i ejemplar para la regeneración de un catalizador de sislema de
Iratamienío de escape de un molor de diesel de acuerdo a una modalidad de la técnica presente; La figura 3 es un d agrama esquemático del lecho de un reactor que contiene u h catalizador de acuerdo con una modalidad de la présenle lécnica; La figura 4 es uní diagrama esquemático de un sistema ejemplar para la regeneración de un catalizador en un sisíema de íralamienlo de escapje de molor de diesel de acuerdo a una I modalidad de la présenle lécnica; y La figura 5 es una gráfica de flujo que muestra un proceso I para la regeneración de un catalizador de acuerdo a una modalidad de la presente técnica. Descripción Detallada d e Ha Invención La figura 1 es un diagrama esquemático de una locomotora de ferrocarril que utiliza un sistema ejemplar para la regeneración de un cataljzador en un sistema de tratamiento de escape de motor diesel de acuerdo a una modalidad de la presente técnica. Un tren| 1 corre por una vía 2. Una locomotora 3 incluye un motor de diesel 4 para operar al tren 1. La locomotora 3 está equipada con un sistema de íraíamienlo de i escape 6 para íraíar la salida de escape del moíor 4. El sislema i de íratamiento de escapejß incluye un catalizador utilizado para uh tralamienlo de escape'. La locomolora 3 lambién incluye un sislema 10 para la regepjeración del catalizador en el sistema de tratamiento de escape 6. Aunque la figura 1 muestra una i locomotora, aquellos expertos en la técnica apreciarán la aplicabilidad de la técn'ica presente a otros sistemas que emplean catalizadores. Por ejemplo, la presente técnica puede ser empleada en otros ¡vehículos que tienen motores de combuslión, tal como ün vehículo de pasajeros, autobuses, I barcos o similares. ( De acuerdo a una modalidad ejemplar de la présenle lécnica, los vehículos equipados con diesel o con motores de gasolina magra ofrecen el beneficio de economía de combustible aumentada. ¡ Este tipo de vehículos típicamente producen gases contaminanles tales como monóxido de carbono
(CO), hidrocarburos (HC)¡, óxidos de nitrógeno (NOx) y similares i durante la operación dellmotor. Las regulaciones de control de emisión alientan al uso del catalizador en los sistemas de tralamiento de escape | para poder convertir estos gases contaminantes en gase ¡s de escape no dañinos. En una modalidad de la presente invención, estos motores por lo tanto, pueden estar equipados con sistemas de tratamiento de escape que incluyen aparatos después del tratamienlo íales como un calalizador de Reducción Catalítica Selectiva (SCR), en donde el NOx es continuamentej removido por desechos activos. Este tipo de desechos pueden! incluir compuestos de hidrocarburos. En otra modalidad de la presente invención, un sisíema de íralamienío de escape¡ lípico puede lambién incluir un calalizador de conversilón acoplado coneclado arriba del catalizador SCR para convertir los hidrocarburos y monóxido de carbono en mezclas de gals de escape. Típicamente, el hollín y los hidrocarburos no reducidos son absorbidos en la sluperficie del catalizador durante la operación del motor. Las superficies absorbidas aislan la superficie activa del catalizador de la corriente de escape, por i lo tanto se reduce la eficiencia del catalizador. Por lo tanlo, existe usualmente la necesidad de caleníar periódicamenle los sisíemas calalizadores a una íemperaíura arriba del punió de ebullición de los hidrocarburos o arriba de la lemperalura en la cual el hollín puede ser "expulsado" del calalizador, por una canlidad de tiempo predeterminada, para limpiar la superficie del catalizador. Este¡ proceso es conocido como la "regeneración" de un catalizador. Una técnica ejemplar de la regeneración incluye el uso de un catalizador para la oxidación de monóxido de nitrógeno (NO) contenido en los gasesj de escape en dióxido de nitrógeno
(NO2). Bajo ciertas condiciones, tales como donde un combustible de diesel de| poco azufre esta siendo usado como un combuslible en el molor, el NO2 íiene la propiedad de la caíalizar la combustión ' de paríícuias de hollín basadas en carbón empezando en ina lemperalura de aproximadamente
250° C. Una operación eficiente y deseable es frecuentemente i obtenida cuando los gasjes de escape o el reactor en que la i combuslión del hollín va a ocurrir, se encuentran a una temperalura que excede l'ps 300°C durante por lo menos el 30% del tiempo de operación] de un vehículo. Ya que mantener el catalizador en un rango deseable consume energía, el sistema de regeneración debería ser los más eficiente en gasolina como sea posible. Además, la regeneración de un caíalizador debe ocurrir en un liempoj en que el caíalizador no esie desempeñando su funcilón primaria, íal como, por ejemplo, producir un reduclor para ser ulilizado en la corrienle hacia descendenle de la remoición de coníaminación, o converíir el NOx a nilrógeno. La regeneración efectiva del catalizador puede ser hecha de acuerdo a los requerimientos descritos anteriormente í realizando la regeneracjón del catalizador mientras que un i motor es puesto en el n iyel de operación referido como "ranura
2" por aquellos expertos en la técnica. En un aspecto de la presente técnica, el escape del motor que opera en una ranura 2 es utilizado para el prolpósito de la regeneración. Aún en olra modalidad de la présenle invención, el liempo de la inyección del combustible en el mojtor es allerado con el propósiío de la regeneración. El sislema de regeneración de un calalizador 10 será descrito con más detalle más adelante. En este contexto, una i "temperalura de apagado" es típicamente definida como la temperatura en la cual el cincuenta por ciento (50%) de las emisiones de un motor están siendo convertidas cada vez que I s pasan a través del catalizador. El periodo de tiempo entre "arranque frío" y alcanzjar la "temperatura de apagado" es generalmente referida como "liempo de apagado". La Figura 2 es un diagrama esquemálico de un sistema ejemplar 10 para la regeneración del un catalizador en un sistema de tratamiento de escape de motor diesel 6 de acuerdo a los aspectos de la técnica présenle. Haciendo referencia a la Figura 2, un motor de diesel 12, suministrado con combustible de un tanque principal 14 a través de un sistema de suministro 42, produce gases de escape durante la operación. Eslos gases son recuperados utilizando un múltiple (no mostrado) en la salida del motor, y son ' descargados a través de la línea de descarga 34. El sistema jl 0 incluye un sensor de temperatura 22 colocado en la línea de descarga 34 para medir la temperatura dentro de la línea de descarga 34. La línea de descarga 34 proporciona la corriente de escape a un reactor 16 que contiene un catalizador 18. Un sensor de temperatura 24 también es colocado en el reactor 16 para percibir la temperatura del i catalizador 18. El sistema 10 lambién incluye un sensor de nivel i de ranura de motor 26 co'nectado y colocado cerca del motor 12
La línea de descarga 34 en el sistema de regeneración 10 se expande en dos líneasipara alcanzar el reactor 16. Una línea de calentamienlo de reactor 31 lleva un parte de la corriente de escape, pasa a través del reactor 16 y dirige la corriente de escape sobre el catalizador 18. La otra rama de la línea de descarga 34, el tubo de desviación de la línea de escape 33, los tubos evaden el reactor 16 y dirigen la parte restante de la i corriente de escape fueqa del motor. Una válvula de control de I flujo 28 es colocada en la línea de descarga 34 en la unión de la línea de calentamienlo del reactor 31 y el tubo de desviación de la línea de escape 33. La válvula de control de flujo 28 desvía selectivamenle piarle de la cor.rienle de escape en la línea de calenlamiento del reactor 31. Un controlador 19 esta conectado a una válvula de control de flujo 28 por la línea de comando 52. El contrblador 19 monitorea y controla la abertura y el cierre de la válvula 28. La válvula de control de
3 I flujo 28 es típicamente I una válvula solenoíde y las válvulas i solenoides de abertura y, de cierre llevan al flujo más o menos el volumen de flujo de la corriente de escape en la línea de calentamiento del reactor|31 y por lo tanto en el reactor 16. El reactor 16 como es mostrado en la Figura 2 es típicameníe hecho de una cubierla de acero inoxidable (no mosírado), un aislanle térmico (no moslrado) y un soporte (no mostrado) impregnados con el catalizador. El reactor 16 es I típicamenle fabricado recubriendo el soporle con un material de cerámica o de metal con un área de superficie alta, tal como las i partículas de óxido de metal. El maierial del caíalizador 18 es i colocado en el maierial de área de superficie alia del reaclor
16. En algunas modalidajdes, el catalizador 18 descrito en esta modalidad comprende uno ó más metales, tal como el platino u otro metal noble. En otra) modalidad de la présenle invención, el calalizador 18 es una zeolita de intercambio de metal de transición. Por ejemplo, el melal de transición puede ser cobre, y la zeolita puede ser ¡una zeolita ZSM5 de intercambio de cobre. Típicamente, elj catalizador es capaz de reducir selectivamente óxidos de nitrógeno con hidrocarburos con la presencia de oxígeno para que por lo menos aproximadamente un 30% de los óxidos ¡de nitrógeno sean convertidos. Más preferentemente, esta ¡cantidad es de por lo menos de aproximadamente 50% bajo las temperaturas de operación del motor 12. De nuevo ha|ciendo referencia a la Figura 2, en I modalidades parliculares, el monóxido de niírógeno (NO) coníenido en los gases de escape es converlído por el caíalizador 18 en dióxido|de nilrógeno (NO2). En una modalidad de la présenle invención, el reactor 16 y por lo tanto el catalizador 18 con calentados por contacto con los gases de escape de¡ temperatura alta del motor 12. Este calentamienlo, en conjunto con la naturaleza exotérmica de la reacción de oxidación que¡ ocurre en el catalizador 18, llevará al catalizador a una temperatura de apagado. Sin embargo, hasta que la temperatura de apagado sea alcanzada, el gas de escape
, i pasa a través del catalizador relativamente sin cambios.
Además, la composición del escape del motor a medida que el motor se callenta de la temperaíura de arranque fría, y el reaclor 16 esta diseñado! típicamenle para trabajar mejor con la composición de la corriente de escape producida en la temperatura de operación de motor elevado normal. De nuevo haciendo ¡referencia a I Figura 2, un controlador 19 controla y coordina lajs actividades de los sensores 22, 24 y 26 y la válvula de controlj de flujo 28 coordina el funcionamienío general del sistema 10.' Estrucluralmenle, el conírolador 19 puede comprender un micro-conlrolador o un iníerruptor de estado sólido configurad|o para comunicarse con los sensores 22, 24, 26 y la válvula de conírol de flujo 28. Esía comunicación puede lener lugar utilizando la línea de señal sensorial 54 del sensor de temperaíura j de corrienle de escape, la línea sensorial 56 del sensor d|e lemperalura del catalizador, la línea sensorial 58 de sensor de nivel de ranura de motor y la línea de comando 52 de la válvula del control de flujo respectivamente. En una modalidad de la presente invención, el controlador 19 comprende un convertidor de análogo a digital accesible a través de uno ó más p¡uertos de enlrada análoga. En oíra modalidad de la présenle invención, el conlrolador 19 puede incluir panlallas lectura, memoria solo de lecíura (no moslrada), memoria de acceso aleatorio (no mostrado), y un bus de datos convencionales (no mostrados). Como será reconocido por aquellos expertos en la técnica, el controlador 19 puede ser incorporado de varias maneras diferentes. En una modalidad de la présenle ¡nvención, el controlador 19 puede ¡ncluir un procesador lógico (no mostrado), un sistema de circuitos de deíección de umbral (no moslrado) y un sisíema d|e alerla (no mostrado). Típicamente, el procesador lógico es unja unidad de procesamiento que lleva acabo tareas de cómpülo. Puede ser una conslruccíón de soflware hecha utilizando los programas de aplicación de sofíware o recursos de s¡!stema de operalivo. En oíros ejemplos, puede ser simulado por uno ó más procesadores físicos que llevan a cabo la programación de íareas de procesamienío para más de un programa de ejecución que por lo lanío simula más de una unidad de procesamiento física. El controlador 19 ayuda al sistema de circuilo de detección de umbral en estimar un parámetro de emisión, Ital como la eficiencia del NO?, la eficiencia del HC o la eficiencia del CO basado en la fuerza del escape del molor 12. Esta información estimada puede ser reportada a una unidad de control remoto (no mostrada) o a un sistema de alarma (no mostrado) si el catalizador es regenerado completamenle. , En operación, el cóntrolador 19 monitorea y controla la temperatura del reactor JI6. En una modalidad de la presente invención, el controlad|or 19 determina e interpreta la temperaíura del lecho del reaclor 16 basado en las señales sensoriales de temperatura de los sensores de temperatura 24 I colocados el lecho del reactor 16. La determinación e i interpretación por el contrjolador 19 son hechas de acuerdo a un criterio predeterminado. Por ejemplo, en una modalidad de la presente invención, el criterio predeterminado puede incluir una comparación binaria de la temperatura del lecho del reactor 16 con un valor de referencia predeterminado de la temperatura. En otra modalidad dß| la presente invención, el criterio predeterminado puede comprender la comparación de la lemperatura del lecho del reactor 16 con un valor máximo predeterminado de la lenjiperatura. Aún en oíra modalidad de la présenle invención, el criterio predeterminado puede ¡ncluir la comparación de la lempe'raíura del lecho del reaclor 16 con un valor mínimo predeterminado de la temperatura. Sin importar el ?riterio para la comparación, si la temperatura percibida del lecho del reactor 16 se encuentra fuera del rango de referencia predeterminado, el controlador 19 puede delerminar que él estado del catalizador 18 no es i aceptable y el reactor 16 necesila de un calenlamienío adicional. En ese caso, el controlador 19 manda una señal de comando a la válvula de control de flujo 28 y regula la aberlura de la válvula del conírol de flujo 28 para que una caníidad adicional de la corrienle de escape sea desviada en la línea de calentamienlo del reaclor?31. En oíra modalidad de la présenle invención, si el conírolador 19 percibe que el reaclor 16 necesiía de un calentamiento adicional, manda una señal de i alarma al sistema de alerta y en respuesía el sistema de alerta I genera una alarma apropi da a un observador de proceso en un lugar remoto (no mostrado). Aún en otra modalidad de la presente invención, el estado de operación del catalizador 18 y cualquier necesidad de calentamiento adicional es determinado procesando lógicamente uno o más parámelros de emisiones íales como la eficiencia Ide conversión de NOx o HC o CO del sislema de regeneración ¡10. La Figura 3 es un diagrama esquemálico del reactor 16 implementado en un motor de diesel de acuerdo a los aspectos de la lécníca présenle. Aquellos componenles en el sistema 10 de la Figura 2 que son ccmponentes idénticos a los de la Figura 3 son identificados ulilizeindo los mismos números de referencia utilizados en la Figura '2. Además de los componeníes del sislema 10, el reactor 16 en la Figura 2 contiene un segundo catalizador 17. El segundo catalizador 17 típicamente, pero no necesariamente, comprehde un metal noble, tal como por ejemplo, paladio. El segundo catalizador puede comprender uno o más de un número de tipos de catalizadores, incluyendo, por ejemplo, un catalizador SCR, un catalizador para la reducción de especies de hidrocarburo, o un catalizador híbrido hecho de un numero de varios tipos de catalizadores. Un segundo sensor de temperatura de catali zador 25 es colocado también en el reactor 16, la función del sensor 25 es medir la temperalura en los alrededores del segundo catalizador 17. El controlador 19 es conectado a un sensor|25 por la línea de señal sensorial 57. En reactores caíalílícos de lecho doble lípicos, generalmente encontrados en la íécnica anlerior, un lecho se regenera mienlras que el olro acciona su función primaria. Esle lipo de sistemas emplean subsistemas complejos tales como ventiladores de enfriamiento y similares. Adicionalmeníe, eslos I sistemas también requieren de un espacio valioso y del consumo de combustible adicional. Además, estos sistemas de lecho dobles tradicionales con muy complejos y costosos para operarlos. En contraste en esta modalidad de la presente invención, el calalizador ¡18 y el segundo caíalizador 17 pueden I ser regenerados al mismjo tiempo utilizando la misma corriente I de gases de escape de ¡ motor diesel 12. Además, el sistema como fue ilustrado en esta modalidad de la présenle invención, i es simple, fácil de desplegar y económico en la uíilización de I combustible. En otra modalidad de la présenle invención, la línea de calenlamiento del reactor 31 puede además expandirse dentro del reactor 16 ¡en dos líneas (no mostradas) para suministrar flujos de vo|lumen diferentes de la corriente de escape a los dos catalizadores diferentes. En la operación de acuerdo a la modalidad de la presente invención, el catalizador 18 combustiona exolérmicamenle los hidrocarburos en el gas de escape de enlrada del motor, por lo tanlo proporcionando calor para calentar rápidamente el segundo catalizador 17. La temperalura del segundo catalizador 17 es continuapneníe monitoreada por el conirolador 19 ulilízando el sensor de lemperatura 25. El cohtrolador 19 controla también los parámelros de operación de moíor 12 para que la lemperaíura del segundo calalizador| 17 permanezca arriba del punto de regeneración. Varios métodos puejden ser uíilizados, donde se necesiten, para elevar la temperalura del segundo catalizador 17, tales como retardando la lemporización de la inyección, incrementando la recirculación del gas de escape (EGR) y regulando el flujo de admisión, o por cualquier otros medios conocidos por aquellos e'xpertos en la lécnica para incrementar i la temperalura del gas dé escape. Alternativamente, se pueden entregar hidrocarburos1 adicionales al catalizador 18 para calentar el segundo catalizador 17 por una inyección interior al i cilindro durante cualquier|a o ambas de la carrera de potencia o escape del motor 12. En otra modalidad alternativa de la presente invención (no mostrada), un sistema d¡e entrega de desecho (no mostrado) puede ser utilizado para incrementar la concentración de i hidrocarburo en la mezcla de gas de escape en la línea de calentamiento del reactoi] 31 que entra en el reactor 16 para i interacluar con el calaliza¡dor 18. I Alíernalivamenle, aun en otra modalidad de la presente I invención, la cantidad de¡ NOx en la mezcla de gas de escape que entra en el segundo catalizador 17 puede ser estimado basándose en la velocidad del motor, carga, íemperalura de gas de escape o cualquier ojtro parámetro conocido por aquellos expertos en la técnica para afectar la producción de NOx del motor. Un méíodo adejcuado puede ser adopíado en esía modalidad para suminisl ar un hidrocarburo adicional como fue descriío aníeriormenlel en caso de cualquier dicho requerimienío. De nuevo haciendo referencia a la Figura 3, aun en olra modalidad de la présenle invención, el calalizador 18 y I el segundo catalizador 17 descritos anteriormente pueden estar combinados física y funcionalmente en un calalizador híbrido. El material del catalizador híbrido, en algunas modalidades, puede ser una mezcla íntima del calalizador 18 y el segundo catalizador 17 o una combinación en capas de ellos. En otra modalidad) de la presente ¡nvención, la parte inferior del reactor 16 (Figura 3) puede contener una cámara de retención adicional para incrementar el tiempo de residencia en
I ' el reactor para los gasesi de escape. Esta extensión del tiempo de residencia de los gases de escape les permite calentar el i I catalizador 18 y un segunido calalizador 17. Un resultado es que e| segundo catalizadorj 17 pueda ser mantenido a una temperatura mucho más ajlta que la temperatura usual. , Como será apreciadjo por aquellos expertos en la técnica, I las modalidades de la presente técnica no están limitadas a la configuración del sistemajdescrita anteriormente. La figura 4 es un diagrama esquemáticjo de otro sistema ejemplar para la regeneración del catalizador en un sistema de íralamiento de escape de motor diesel. Aquellos componentes del sistema 20 que son idénticos a los componentes del sisíema 10 de la Figura 2 o la Figura 3 son idenlificados en la Figura 4 ulilizando los mismos números dé referencia uíilizados anleriormenle.
Además de los compone?les del sistema 10, el sistema incluye i una válvula de control |de inyección de combustible 32 para controlar la cantidad del combustible inyectado en la cámara de combustión del motor. La válvula de control 32 esta conectada al controlador 19 por la l|ínea de comando 48. El controlador 19 i monitorea y controla la aberíura de la válvula de conlrol 32. Además, el reaclor 16 en el sisíema 20 de la Figura 4 incluye un elemenlo de calentamiento 29. La estrucíura y función de esíe elemenlo de calenla'miento adicional será descrito con más detalle más adelante. En esta modalidad de la presente invención, el calentamiento rápido del catalizador y por lo tanto la eficiencia de la conversión de NOx ¡mejorada es alcanzada incrementando la concentración de hidrocarburo en la mezcla de gas de escape que entra al catalizador 18. El incremento en la concentración de hidrocarburo puede ser alcanzado ajustando las condiciones de operación del motor!, tal como la temporización de la inyección. Los hidrocarburos extras por lo tanto producidos en la corriente de escape en la línea de descarga 34 queman el catalizador 18. La teijnperalura en los alrededores del cáíalizador 18 es medida uíilizando el sensor 24 respecíivameníe. El conlrjolador 19 compara esíos valores con los valores de referencia correspondienles a una lemperaíura ópíima en la cual íiene lugar la regeneración del caíalizador 18. En la modalidad ilusírad'a en la Figura 4, si la íemperaíura no es suficieníe para iniciar la regeneración del caíalizador 18, el conírolador 19 conlrola lia canlidad de combuslible llevado al molor 12 para la combuslión a través de la línea de inyección de combustible 44. Eslá funcionalidad del conlrolador 19 es explicada adicionalmenle más adelante. El controlador 19, además, controla la cantidad de la corrienle de escape llevada a través de la línea de descarga 34 controlando la válvula de conírol de flujo 28 como 1¡ue explicado aníeriormeníe en relación con la descripción del sis|lema 10 en la Figura 2. De nuevo haciendo referencia a la Figura 4, en una modalidad de la présenle invención, un elemenio de calenlamiento adicional 29 es proporcionado al reactor 16 para acortar o evitar el íi mpo de apagado. El elemento de calenlamienlo adicional 29 puede comprender apáralos íales cpmo quemadores, resistores eléctricos o similares. En una modalidad de la preeente invención, el elemento de ! calentamiento es un elemento de calentamiento cilindrico calentado eléctricamente! Alternalivamenle, en olra modalidad I de la présenle invención: el elemenlo de calentamiento puede ser rectangular para incrementar su superficie de área de I contacto con el reactor 16 y el catalizador 18. El controlador 19 puede selectivamente facilitar o inhabilitar el cambio del elemenlo de calenlamiento 29 por la línea comando 59, dependiendo de varias condiciones de operación, tal como una velocidad del motor, carga, temperatura de gas de escape o similares. El controlador 19 ejsta conectado a la línea de suministro de combustible secundaria al motor 44 y controla la abertura de esta línea controlando la, abertura de la válvula de control de flujo 32. La válvula dé conírol de flujo 32 es controlada eléctricameníe por un c nlrolador 19 por la línea de comando i de conírol 48. La válvula' de control de flujo 32 es típicameníe una válvula solenoide y la aberíura y cierre de la válvula solenoide conduce a un flujo de volumen mayor o menor de combusíible diesel a la cámara de combusíión (no moslrada) del molor 12. La reserva secundaria 36 suminislra la cámara de inyección 38 con combustible diesel a través de la línea de suministro de combustible 46 a la cámara de inyección 38. La reserva secundaria 36 es por si misma suministrada de la reserva principal 14 a través de un sislema de tubería 35. La línea secundaria de suministro de combustible 44 conecta el motor 12 a la cámara de inyección 38. Las líneas 44 son abiertas utilizando las válvulas solenoides 28 y 32. El controlador 19 como es mjoslrado en la Figura 4 es mejorado en i su configuración explicada en relación a la Figura 2 ! incorporando la funcionalidad adicional de conlrolar la caníidad de combuslible diesel que entra al motor diesel 12. En una modalidad de la presente invención, el conírolador 19 conlrola la cantidad de combustible llevado al motor 12 para la combustión a través de la línea de inyección de combusíible 44 controlando la abertura y el cierre de la válvula de inyección de combuslible 32. El controlador 19 se comunica con la válvula de inyección de combustible 32 por la línea de comando 48 para i alcanzar el control de la jválvula de inyección de combustible 32 descrita anteriormente. I En otra modalidad de la presente ¡nvención el controlador 19 esta equipado con un cronómetro
(no mostrado) para mojnitorear y controlar la cantidad de combustible inyectado en¡ la cámara de combustión conlrolando indirectamente la duración de la inyección. Como fue explicado anteriormeníe, para que| la regeneración lome lugar con la eficiencia deseada, el liempo en que la lemperalura de los gases de escape ha excjedido los 300°C deberá ser más del
30% del tiempo de trapajo del vehículo. El controlador 19 descrito en estos ejempljos facilita una temperatura constante del gas de escape que excede los 300°C. En operación, si l^ temperatura medida del lecho del reactor 16 es menor o igual al valor de referencia, el I controlador 19 coordina Ija abertura de las válvulas de conírol de flujo 28 y 32. La abertura de la válvula del control de flujo 32 lleva a más combustible inyectado en el motor y la combustión extra toma lugar en la cámara de combustión (no mostrada) del moíor 12. Al mismo liempo, la aberlura de la válvula del control de flujo 28 lleva a más v¡olumen de flujo de corriente de escape de la línea de calentamiento del reactor 34. Por lo tanto, percibiendo los dos sensores de temperalura 22 y 24 y operando las válvulas dej conlrol de flujo 28 y 32 en tándem, el controlador 19 facilita la regeneración completa del catalizador 18 en el lecho del reactor 16. La Figura 5 es una gráfica de flujo de método ejemplar para la regeneración Id e I calalizador en un sistema de tratamiento de escape ¡de motor diesel de acuerdo a los aspectos de la técnica' presente. Una rutina ejemplar es mostrada para la regeneración de un catalizador como fue explicado en la Figura 5 de acuerdo a los aspectos de la técnica presente. Como será apreciado por aquellos experíos en la técnica, la rutina puede | represenlar uno ó más de cualquier número de esíralegias de procesamienío, íales como evenío dirigido, inlerrupción dirigida, mullilareas, mulíi-deslizamienlo y similares. Como lales, jvarios pasos y funciones ilustrados pueden ser ejecutados en la secuencia ¡lustrada, en paralelo, o en algunos casos omitidos. Como tales, el orden del procesamiento no es neéesariamente requerido para alcanzar los objetos, caracterísíicas y venlajas de la présenle invención, sino que es proporcionada para fácil itar la ilustración y la descripción. Aunque no es explícitamente ilustrado, aquel experto en la técnica ¡reconocerá que uno ó más pasos ilusírados o funciones pueden ser ejeculados repeíidameníe dependiendo de la eslralégia parlicular que se esla ulilizando. Un método para la regeneración de un catalizador empieza como un bloque funcional 72. El nivel de ranura de motor de operación es percibido como en el bloque funcional 74 y una vez que el nivel de ranura 2 es alcanzado, la corriente de de regeneración como de escape es pasada el bloque funcional 78. Los sensores de tempeijatura incrustados en el reactor y el catalizador perciben la temperatura del reactor y del catalizador como en el bloque funcional 82. La temperalura del reactor es monitoreada por el conlrolador 19 como en el bloque funcional i 84. Si es necesario, el reactor es calentado como en el bloque funcional 85. Al mismo tiempo, el rango del flujo de volumen de corriente de escape es nonitoreado y controlado como en el bloque funcional 86. En otra modalidad de la presente I invención, la temporizaron de inyección de combustible es i monítoreada y controlad^ como en el bloque funcional 87. La regeneración del catalizador es monitoreada y controlada como en el bloque funcional 88 y se verifica si el proceso de regeneración es aceptable o no como en el bloque funcional 92.
Si es aceptable, la regen eración del catalizador es conlinuada como en el bloque funcio nal 94. Por el conírario, sí el proceso de regeneración no es acleplable, se verifica si la regeneración se va a delener en su lotalidad como en el bloque funcional 96. Si no, eníonces el conírol regresa a los bloques funcionales 86 y 87, en donde el rango de flujo de volumen de corrieníe de escape y la lemporización de la inyección del combusíible son moniloreadas y conlroladas. Por el conlrario, si la regeneración es delenida, el mélodo 30 de la regeneración del caíalizador de acuerdo a una modalidad de la présenle invención llega a un final como en el bloque funcional 98. Por lo tanto, de acuerdo a los aspectos de la técnica presente, es posible perfeccionar la eficiencia de conversión de NOx de un calalizlador removiendo los contaminantes almacenados, tales como el hollín o los hidrocarburos, de sus lugares de almacenamiento. Esto puede ser alcanzado por un proceso de regeneración en donde la íemperalura del caíalizador es manle nida arriba de la lemperaíura predeíerminada para una caníidad suficieníe de íiempo para hervir los hidrocarburos absorbidos y remover los depósiíos de hollín. Los principios de la preseníe invención no eslán limilados a solo motores de locomotoras de ferrocarril. Un experto en la técnica reconocerá que otras modalidades de la presente invención son adecuadas para otros lipos de vehículos que uíilízan moíores de combusííón infernos. Por ejemplo, los molores de combusíión infiernos que son utilizados en vehículos que corren en carreíeras tales como los vehículos de íransporíe municipal o aulobuses de cuidad o vehículos de pasajeros o en barcos pueden ser instalados con esíe lipo de sislemas de regeneración. De hecho, los gases producidos por este tipo de vehículos están generalmente a una temperalura debajo de la necesaria para permitir la regeneración de catalizadores convencionales, lo cuall lleva a que se atasquen de estos catalizadores y por lo tanto a su deterioro rápido debido a reacciones de combustión vigorosas. Sin embargo, los sistemas existentes generalmente µlilizan aditivos órgano-metálicos para catalizar la combustión dje la partícula, lo cual lleva a un cosió de operación significante. El aparato de acuerdo a la presente invención, asociado con el método de regeneración, hace posible superar este problema de costos. Aunque solamente 'se han ilustrado y descrilo cierlas caracíerísíicas de la presiente ¡nvención, se les ocurrirán varias modificaciones y cambios a los experlos en la lécnica. Por lo lanto, deberá quedar ¡entendido que las reivindicaciones adjuntas tienen el propósito de cubrir tales modificaciones y cambios que se encuentran deníro del espírilu verdadero de la présenle invención.