WO1993016787A1 - Systemes catalytiques reducteurs pour traitement de gaz et pot d'echappement a catalyse generateur d'oxygene - Google Patents

Systemes catalytiques reducteurs pour traitement de gaz et pot d'echappement a catalyse generateur d'oxygene Download PDF

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Nadir Abdechakour
Omar Chouchou
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Mohamed Boubehira
Alain Bourgin
Nadir Abdechakour
Omar Chouchou
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Definitions

  • the present invention relates to a catalytic system having reducing properties.
  • the present invention relates to a catalytic system having reducing properties.
  • catalytic systems possessing such properties are based on a well known system which in most cases contains platinum and rhodium.
  • the platinum and rhodium catalysts are arranged in a layer or film on a honeycomb type substrate to have the most interesting developed surface.
  • the substrate is in most cases an alumina-based ceramic.
  • Our invention relates to a reducing catalytic system whose properties have made it possible to obtain a reduction in CO2 and an oxygen production.
  • the reducing catalytic systems according to the invention are active from 250 ⁇ C, in the presence of sensitive gases.
  • the present invention relates to a catalytic system whose reducing properties are ensured by an active catlytic material consisting of metals, pure and / or in combinations, to the exclusion of any metal oxide.
  • Each bed contains as active material at least one metal chosen from copper, iron, cobalt, cadni m, chromium.
  • the active ingredient can also result from the combination of at least two among said metals, and such combinations comprise at least 10%, by mass, of one or the other of the elements which compose them.
  • the present invention relates to a catalytic material, the material of which can be shaped by partial sintering according to usual techniques and in the absence of any oxidizing atmosphere.
  • the active ingredients are obtained by sintering powder having particles less than 60 ⁇ m, and in particular between 0.1 and 10 ⁇ m.
  • the catalytic material according to the invention therefore has, according to the preceding description, the consistency or texture of a solid powder, that is to say of a pulverulent material both on the surface and in the mass, the different grains or particles are partially melted or welded to each other, thus ensuring rigidity or mechanical resistance to the assembly.
  • this material would have no rigidity or consistency, but this partial sintering does not substantially modify the morphology or structure of the starting powder, in the sense that we find in the partially sintered material, practically (at 20 % near for example) the same number of catalytically active sites as those pre-existing in the starting powder.
  • This partial sintering is obtained according to the usual technique, in the absence of any oxidizing atmosphere, and in particular under an inert or reducing atmosphere, but by controlling the temperature and pressure conditions, so as not to modify the physical properties such as the morphology or internal structure of the catalytic material.
  • the sintering is partial in the sense that the temperature will be limited to 300 ⁇ C, and the pressure to 20 bars.
  • the partially sintered powders according to the invention can comprise, in addition to the catalytically active material, various other elements or products, inert or not with respect to the catalyzed chemical treatment, provided that said elements or products are capable of being sintered with the catalytically active material; this is how we can mix silica with sintering powder.
  • the active ingredient is therefore initially a pure or mixed powder of metals to which the partial sintering confers a form in which the grains are punctually bonded and in which the density of catalytically active sites is preserved to promote the desired reaction mechanisms.
  • the reducing catalytic material according to the invention therefore has a conversion or transformation yield which will depend on the nature and the composition of the active material, on the conditions of partial sintering.
  • Optimizing the conversion efficiency also involves taking into account the nature of the gases to be treated.
  • the nature of the active material and the following catalyst bed arrangements are preferable.
  • the active material of the catalytic beds comprises at least two metals and it is formed into at least two layers, respectively constituted by at minus one of the metals in the pure state, and by a mixture of the two metals.
  • Our invention therefore relates to a catalytic treatment cell (or reactor) containing our reducing catalytic material according to the invention, which must be configured with a composition and an order of catalytic its capable of treating a given gas mixture.
  • the active material of the second bed is preferably constituted by at least three layers respectively of copper in the pure state, nickel in the pure state, and a mixture copper and nickel.
  • the mixtures of metals contained in the active material of the third bed comprise at least copper or iron.
  • the mixtures of metals contained in the active material of the fourth bed comprise at least iron or nickel.
  • Our reducing catalytic system included an arrangement of three beds, all with compositions rich in nickel, to treat a gas flow charged with NOx (Unit for the production of nitric acid) , with a reduction of 75% (average) in the concentration of this gas, and an arrangement of five beds, with a first bed made up of copper, to treat the emissions of a combustion engine.
  • the object of the present invention is a catalyzed exhaust pipe through which the arrangement of the catalytic beds, according to the invention, gives a configuration of a reactor capable of effectively treating gaseous pollutants well. known, and especially to reduce by its reducing properties carbon dioxide, while producing oxygen.
  • the present invention relates to a catalyzed exhaust or silencer intended for the treatment of exhaust gases from an internal combustion engine, that is to say to chemical conversion, in the presence of suitable catalytic materials.
  • said gases comprising various pollutants and in particular sulfur dioxide, nitrogen oxides, unburnt hydrocarbons, monoxide and carbon dioxide.
  • a reactor has been proposed for treating a gaseous mixture and in particular exhaust gases from an internal combustion engine, comprising a treatment container, located downstream of the collector of said gases, in which is arranged a filtering and catalytic mass.
  • the latter consists of a succession of treatment beds permeable to the passage of the gas mixture, between which gas circulation conduits are formed.
  • Said filtering and catalytic mass can be shaped by sintering, and comprises, as active catalytic material, metals chosen in particular from chromium, molybdenum, nickel, manganese, platinum, rhodium, vanadium and pa ladium.
  • known reactors such as that described above, make it possible to improve the depolution of said gases and therefore to limit the discharge into the atmosphere of toxic substances.
  • a problem not resolved by such reactors is that of the rejection of carbon dioxide resulting from the combustion of hydrocarbons, in the combustion engine and possibly the catalytic converter for post-combustion or depollution.
  • CO2 accumulates in the atmosphere in higher concentration, it is the agent responsible for the greenhouse effect which today constitutes the main cause of the risks of climatic disturbances and in particular global warming.
  • the object of the present invention is an exhaust that can supplement, or even replace, the known catalytic converters, while acting on the CO2 contained in the exhaust gases.
  • This exhaust consists of a body, in particular cylindrical, and of two upstream and downstream closing plates, respectively comprising the inlet and the outlet of the pot, a filtering material being disposed in the first compartment, and a treatment container containing a mass of catalytic material being disposed in the second compartment.
  • the reducing catalytic material has the following essential technical characteristics, taken in combination:
  • the catalytic material in solid form consists of an active catalytic material consisting of metals, to the exclusion of any metal oxide, and which can be shaped by partial sintering;
  • the mass of the catalytic material is arranged in a succession of at least two catalytic beds, each of the beds comprising as active material at least one metal chosen from copper, iron, nickel, cobalt, cadmium and chromium;
  • the first of said beds in the direction of passage of the gas mixture from the inlet to the outlet, comprises, as active material, only copper.
  • an exhaust having such characteristics makes it possible to treat, at least partially, unburnt hydrocarbons and carbon monoxide, even in the absence of oxygen, and the oxides nitrogen, and decrease the release of carbon dioxide.
  • This reduction in the CO2 jet is also accompanied by an increase in the oxygen content of the gases ultimately discharged into the atmosphere.
  • the nature of the active material and the following catalyst bed arrangements are preferable.
  • the active material of the catalytic beds comprises at least two metals and it is formed into at least two layers, respectively constituted by at minus one of the metals in the pure state, and by a mixture of the two metals.
  • the metals constituting the active material of the first layer of the second bed are chosen from copper, nickel, iron and cadmium, and the mixtures of metals of the second layer of the second comprise at least copper and iron.
  • the active material of the second bed is preferably constituted by at least three layers respectively of copper in the pure state, nickel in the pure state, and a mixture of copper and nickel.
  • the mixtures of metals contained in the active material of the third bed comprise at least copper or iron.
  • the mixtures of metals contained in the active material of the fourth bed comprise at least iron or nickel.
  • the mass of the catalytic material is arranged in six beds, the active material of the second bed being constituted, in the direction of gas flow, by a layer of pure copper and a layer of a copper-nickel mixture, that of the third bed consisting of a layer of pure iron, a layer of a copper-nickel mixture, and a layer of a mixture of iron- nickel, that of the fourth bed being constituted by a layer of pure iron, a layer of an iron-nickel mixture and a layer of a mixture of fei-cadmium, that of the fifth bed being constituted by a layer of pure nickel, a layer of a mixture of fei-cadmium and a layer of a mixture of fei-cobalt, and that of the sixth bed being, constituted by a layer of cadmium in a pure state, a layer of pure cobalt, a layer of a nickel-cadmium mixture and a layer of a nickel-
  • the active material of the catalytic beds can also comprise at least one noble metal chosen from platinum, palladium and rhodium.
  • the mass of catalytic material deposited in the treatment container is obtained by partial sintering of the active material, including the different layers between them, leaving open passages or pores in the latter for the internal circulation of the gas mixture to be treated. in contact with the surface of the active ingredient.
  • the catalytic material is advantageously in the form of particles, such as grains, granules or pellets. This morphology makes it possible to multiply the active catalysis sites and therefore to improve the efficiency of the catalytic active material.
  • the different catalytic beds are separated from each other and can be separated by screens or any other partitioning means, and their arrangement to constitute the mass of catalytic material is carried out according to a stack of beds or any other juxtaposition of said beds.
  • the wall of the reactor and / or that of the treatment vessel are made according to a plastic sandwich comprising, from the outside to the inside, an outer skin in shock-resistant laminate, a core in fire-resistant plastic foam, and an inner skin in corrosion resistant laminate, especially at high temperatures.
  • a sandwich or composite structure makes it possible to provide good thermal isolatiron, but also good thermal inertia, placing together the catalytic material in a relatively higher temperature zone, of the order of 300 to 400 ° C., favorable for optimum efficiency. chemical conversion reactions.
  • thermal isolatiron but also good thermal inertia, placing together the catalytic material in a relatively higher temperature zone, of the order of 300 to 400 ° C., favorable for optimum efficiency. chemical conversion reactions.
  • such a structure allows the almost immediate activation of the catalytic material, under the effect of the sensible heat of the exhaust gases.
  • the exhaust according to the inventiron can advantageously be implemented according to the following methods:
  • the treatment container constitutes a consumable and interchangeable cartridge, according to or depending on the inactivatiron rate of the catalytic material contained by said cartridge;
  • the catalytic converter is arranged to have access to said cartridge, and to replace a used cartridge with a new cartridge, with closure of the pot.
  • the exhaust pipe can be placed after a catalytic converter known from the state of the art, in the direction of gas flow.
  • FIG. 2 schematically shows a motor vehicle equipped with an exhaust pipe according to the invention
  • FIG. 3 shows in cross section, the wall of an exhaust pipe according to the present invention
  • FIG. 4 shows, in axial section, an exhaust pipe, according to the invention, with flow parallel to the tax of said pot.
  • the catalytic material according to the invention is in solid form, but divided, for example in the form of particles or seed (1).
  • Each grain or particle (1) consists essentially, and in the mass, of the cataly ically active material.
  • This material in its pure state or as a mixture, is at least one product chosen from the group comprising iron, nickel, copper, cobalt, chromium, and cadmium.
  • the catalytically active materials retained according to the present invention can be shaped by sintering, and each grain (1) of the catalytic material is obtained by partial sintering of the active material, leaving open passages or pores (1a) in the latter, subsequently allowing internal circulation of the gas mixture to be treated, in contact with the internal surface of the active material constituting the grains (1).
  • the entire substrate of the grains (1) which is constituted by the catalytic active material, and by only the internal developed surface of the grains (1).
  • the grains (1) are obtained by sintering powder having particles smaller than 60 ⁇ m, and in particular between 0.1 and 10 ⁇ m.
  • the catalytic material according to the invention therefore has, according to the preceding description, the consistency or texture of a solid powder, that is to say of a pulverulent material both on the surface and in the mass, the different grains or particles are partially melted or welded to each other, thus ensuring rigidity or mechanical resistance to the assembly; without partial sintering, this material would have no rigidity or consistency.
  • this partial sintering does not substantially modify the morphology or structure of the starting powder, in the sense that it is found in the partially sintered material, practically (to within 20% for example) the same number of catalytically active sites, as those pre- existing in the starting powder.
  • This partial sintering is obtained according to the usual technique, in the absence of any oxidizing atmosphere, and in particular under an inert or reducing atmosphere, but by controlling the temperature and pressure conditions, so as not to modify the physical properties such as the morphology or internal structure of the catalytic material.
  • sintering is partial in the sense that the temperature will be limited to 300 ° C, and the pressure to 20 bars.
  • the partially sintered powders according to Inventin can comprise, in addition to the catalytically active material, various other elements or products, inert or not with respect to the catalyzed chemical treatment, provided that said elements or products are capable of being sintered with the catalytically active material; This is how you can mix silica with sintering powder.
  • the exhaust gases are collected at the outlet of the engine (3) in a manifold (4), sent by a pipe (5) to the inlet (2a) of the exhaust pipe (2 ) of Tinventiron, and evacuated after chemical treatment at the outlet (2b) of the pot (2), by the pipe (30).
  • the exhaust pipe (2) is delimited by a wall composed of a cylindrical body (6), and two upstream (7) and downstream (8) closing plates, comprising respectively the inlet (2a) and the outlet ( 2b).
  • the plates (7) and (8) are arranged, for example by means of suitable screws and threads, thus access to the interior of the latter.
  • the wall formed by the body (6) and the plates (7) and (8), can be made of composite materials as shown in Figure 3. It is a plastic sandwich comprising from the outside towards the interior:
  • an outer skin (9) having anti-shock properties consisting of a laminate of an appropriate resin, into which are incorporated reinforcing fibers; preferably, the impact resistance of the laminate obtained is at least equal to 50 kJ / m 2 ;
  • a core (10) in fire-resistant plastic foam for example in modified phenolic foam, having good vibration damping properties
  • - an inner skin (11) of laminate for example of epoxyvinyl ester, reinforced with internal fibers having good resistance to corrosion brought by exhaust gases, including at high temperature
  • an additional internal coating (12), providing or strengthening protection against corrosion such as si1i suitss, or a fluoropolymer.
  • the reinforcing fibers can be of all types, as long as they are inert with respect to the resin which they reinforce. It can be long or short fibers, threads, fabrics, or mats, in particular glass fibers.
  • a particularly lightweight exhaust body is thus obtained, for example having a specific mass of less than 1.9 g / cm 3 , and having very good insulation and thermal inertia properties, favorable to the developing chemical reactions.
  • the interior of the pot (2) consists of two successive compartments (13) and (14), from the inlet (2a) to the outlet (2b).
  • the first compartment (13) is limited, on one side by a shoulder (6a) belonging to the cylindrical body (6), on which a grid (15) rests, and on the other side by the closing plate (7).
  • a filter material (16) Inside this compartment is placed a filter material (16), in the form of a felt, for example glass wool, formed of consecutive and adjacent folds.
  • the material (16) is used not only to filter and retain particles in suspension in the exhaust gases, but also to slow them down, while dampening the noise linked to the exhaust of the engine (3).
  • the second compartment (14) includes a replaceable cartridge (17), or catalytic treatment enclosure itself.
  • This cartridge is detachably held, from the closure plate (7), by means of screws (18) and (19), the rod of which passes through suitable holes in the plate (7) and in the shoulder (6a), to cooperate with threads (20) and (21) provided on the cartridge (17). Consequently, by unscrewing the screws (18) and (19), by manipulation with a tool of their heads (18a) and (19a), and by opening the closure plate (8), it is possible to access the cartridge (17), and extract it from the body (6).
  • the cartridge (17) proper is made from composite plastic materials, as described above with reference to Figure 3, by assembly and bonding of a cylindrical body (22), and two perforated circular plates, entry (23) and outlet (24).
  • the mass of catalytic material is arranged in several beds (251 to 257) of particles of the material according to Figure 1, separated between them by gr llages (261 to 266).
  • the different beds (251 to 257) of the cartridge (17) can be replaced by a stack of wafers, separated as before by grids (261 to 266).
  • the mass of the catalytic material is arranged in six beds (251 to 256), the active materials of which consist respectively of:
  • the mixture of garlic and petrol is carried out in accordance with a recognized stochiometry giving 1 g of petrol per 14 g of air (according to current technology), with an air whose average composition is:
  • the mixture of burnt gases has the average composition:
  • composition corresponds to an engine running at idle (750 rpm) and adjusted according to Tart rules (minimum pollution).
  • the nitrogen introduced is generally preserved with the exception of the quantity which contributes to the formation of the nitrogen oxides so much feared.
  • Tables 1 and 2 below show the performance of our reducing catalytic system and of the pot according to the invention, exhaust pipe incorporating the reactor described in FIG. 4. These measurement balances correspond to a total of average rejections of the order 15% on a vehicle fitted with the original exhaust pipe, whereas this total reaches 17% with our device.
  • Tables 1 and 2 correspond to reactors respecting the previous configuration but less loaded with catalytic active materials (40% less). .
  • Table 1 corresponds to a test where the vehicle is loaded with speeds as indicated.
  • Table 3 shows the results obtained with a renault 21 TL motor vehicle fitted with an exhaust pipe incorporating a cartridge, the mass of the catalytic material of which is arranged in six catalytic beds as follows:

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Abstract

L'invention concerne un système catalytique réducteur dont les propriétés conduisent à une réduction de dioxyde de carbone et à une production d'oxygène lorsque le mélange gazeux à traiter s'y prête, formé avec un matériau catalytique sous forme solide étant constitué de matières actives consistant en des métaux et étant obtenu par frittage partiel, et incorporé au sein d'un réacteur permettant l'entrée et la sortie des gaz. L'invention concerne aussi un pot d'échappement (2) pour véhicule automobile destiné au traitement chimique d'un mélange gazeux, au contact d'un matériau catalytique, constitué par un corps (6) avec une entrée (2a) et une sortie pour la circulation dudit mélange, l'intérieur du corps (6) étant constitué de deux compartiments successifs, un matériau filtrant (16) étant disposé dans le second compartiment (14), une masse du matériau catalytique, perméable au passage du mélange gazeux, étant disposée dans le récipient, le matériau catalytique sous forme solide étant constitué par une matière active consistant en des métaux, et étant obtenu par frittage partiel, et la masse du matériau catalytique étant arrangée en une succession d'au moins deux lits catalytiques (251-257), dans le sens de circulation du mélange gazeux, le premier lit (251) étant constitué, à titre de matière active, au moins un métal choisi parmi le cuivre, le fer, le nickel, le cobalt, le cadmium, et le chrome.

Description

SYSTEMES CATALYTIQUES REDUCTEURS POUR TRAITEMENT DE GAZ ET POT D'ECHAPPEMENT A CATALYSE GENERATEUR D'OXYGENE La présente invention concerne un système catalytique possédant des propriétés réductrices.
Les systèmes catalytiques possédant de telles propriétés ont pour base, un système bien connu contenant dans la plupart des cas du platine et du rhodium.
De tels systèmes sont mis en évidence dans une application-type, le pot d'échappement catalytique destiné au traitement des rejets gazeux polluants (dont NOx et CO) dus à la mauvaive combustion interne des moteurs qui équipent les véhicules, .
Les catalyseurs platine et rhodium sont disposés en couche ou en film sur un substrat type nid d'abeille pour avoir un surface développée la plus intéresseante. Le substrat est dans la plus part des cas une céramique à base d'alumine.
La réduction des polluants gazeux tels CO, NOx et autres notés HC (hydrocarbures imbrûlés) est remarquable et cette application délicate (le pot catalytique dit "3 voies") ne fait que confirmer l'exceptionnel pouvoir catalytique des systèmes (Pt-Rh-Pd).
Cette application est délicate car la catalyse hétérogène mise en jeu s'accomode mal, en tant que phénomène de surface, des variations de débits gazeux inérant aux régime des moteurs.
Pour les cheminées industrielles, des rendements de réduction de plus de 95 % sont atteints alors que ceux d'un pot catalytique atteignent à peine 90 %.
Les systèmes catalytiques et tout partieulerement ceux possédant des propriétés réductrices tels ceux à base de platine et/ou de rhodium, intéressent le secteur industriel à plus d'un titre :
en prenant part à des étapes intermédiaires de process de fabrication (secteur de la chimie fine par exemple), en étant intégrés dans des ensembles prévus pour traiter les effluents gazeux polluants. Le secteur industriel est quand même responsable à hauteur de 40 %, de la pollution constatée à ce jour.
Par contre, et en particulier dans le cas du traitement de la pollution atmosphérique, ces systèmes catalytiques réducteurs à base de platine et/ou de rhodium sont reconnus pour n'avoir aucun effet sur le dioxyde de carbone (CO2 ) produit lors de combustions par exemple.
C'est là un problème de pollution atmosphérique non résolu dont la conséquence principal est l'effet de serre.
Notre invention concerne un système catalytique réducteur dont les propriétés ont permis d'obtenir une réduction de CO2 et une production d'oxygène. De plus, les systèmes catalytiques réducteurs selon l'invention, sont actifs dès 250 βC, en présence de gaz sensibles.
Dans la plus part des cas, les systèmes classiques (Pt-Rh) vont nécessiter des températures plus . élevées pour produire leur effet réductrices (au moins 600 °C).
Cette dernière remarque explique et justifie la position qu'occupe tout pot catalytique développant des systèmes à base de Pt et Rh (juste après le collecteur de la ligne d'échappement). La présente invention concerne un système catalytique dont les propriétés réductrices sont assurées par une matière catlytique active consistant en des métaux, purs et/ou en combinaisons, à l'exclusion de tout oxyde métallique. Chaque lit contient à titre de matière active au moins un métal choisi parmi le cuivre, le fer, le cobalt, le cadni m, le chrome.
La matière active peut également résulter de la combinaison d'au moins deux parmi lesdits métaux, et de telles combinaisons comportent au moins 10%, en masse, de l'un ou de l'autre des éléments qui les composent.
Pour des combinaisons contenant un élément à moins de 10% en masse, il est raisonnable de penser que cet élément ne participe pas à l'effet catalytique recherché. La présente invention concerne un matériau catalytique dont la matière est façonnable par frittage partiel selon des techniques usuelles et en l'absence de toute atmosphère oxydante. Préférentiel!ement, les matières actives sont obtenus par frittage de poudre ayant des particules inférieures à 60ym, et comprises en particulier entre 0,1 et 10um.
Le matériau catalytique selon l'invention a donc, d'après la description précédente, la consistance ou texture d'une poudre solide, c'est-à-dire d'un matériau pulvérulent tant en surface que dans la masse, dont les différents grains ou particules sont fondus ou soudés pour partie les uns aux autres, en assurant ainsi une rigidité ou résistance mécanique à l'ensemble.
Sans le frittage partiel, ce matériau n'aurait aucune rigidité ou consistance, mais ce frittage partiel ne modifie pas substantiellement la morphologie ou structure de la poudre de départ, au sens où l'on retrouve dans le matériau partiellement fritte, pratiquement (à 20% près par exemple) le même nombre de sites catalytiquement actifs, que ceux pré-existant dans la poudre de départ.
Ce frittage partiel est obtenu selon la technique usuelle, en l'absence de toute atmosphère oxydante, et notamment sous atmosphère inerte ou réductrice, mais en contrôlant les conditions de température et pression, de manière à ne pas modifier les propriétés physiques telles que la morphologie ou structure interne de la matière catalytique. Par exemple, le frittage est partiel au sens où la température sera limitée à 300βC, et la pression à 20 bars.
Les poudres frittées partiellement selon l'inventiron peuvent comprendre, outre la matière active au plan catalytique, différents autres éléments ou produits, inerte ou non vis-à-vis du traitement chimique catalysé, dès lors que lesdits éléments ou produits sont aptes à être frittes avec la matière catalytiquement active ; c'est ainsi que l'on peut mélanger de la silice à la poudre à fritter. La matière active est donc initialement une poudre pure ou mélangée de métaux à laquelle le frittage partiel confère une forme où les grains sont liés ponctuellement et où la densité de sites catalytiquement actifs est conservée pour favoriser les mécanismes réactionnels recherchés.
Le matériau catalytique réducteur selon l'invention a donc un rendement de conversion ou de transformation qui sera fonction de la nature et de la composition de la matière active, des conditions de frittage partiel.
Avec au moins deux lits catalytiques, il est possible de traiter efficacement les différents constituants d'un mélange gazeux.
L'optimisation du rendement de conversion passe aussi par la prise en compte de la nature des gaz à traiter.
Pour atteindre les meilleurs rendements de conversion possibles, la nature de la matière active et les arrangements de lits catalytiques suivants sont préférables. A partir du second lit catalytique y compris, dans le sens de passage du mélange gazeux de l'entrée vers la sortie, la matière active des lits catalytiques comprend au moins deux métaux et elle est conformée en au moins deux couches, respectivement constituées par au moins un des métaux à l'état pur, et par un mélange des deux métaux.
Notre invention concerne donc une cellule de traitement (ou réacteur) catalytique renfermant notre matériau catalytique réducteur selon l'invention, qui doit être configurée avec une composition et un ordre de its catalytiques aptes à traiter un mélange gazeu donné.
Quand la masse du matériau catalytique est arrangée en deux l ts catalytiques, la matière active du second lit est préférentiellement constituée par au moins trois couches respectivement de cuivre à l'état pur, de nickel à l'état pur, et d'un mélange de cuivre et nickel.
Quand la masse de matériau catalytique est arrangée en au moins trois lits catalytiques, les mélanges de métaux contenus dans la matière active du troisième lit comprennent au moins du cuivre ou du fer. Quand la masse de matériau catalytique est arrangée en au moins quatre lits catalytiques, les mélanges de métaux contenus dans la matière active du quatrième lit comprennent au moins du fer ou du nickel. La composition et l'ordre des lits catalytiques selon l'invention ne seront pas les mêmes pour traiter les gaz provenant par exemple : d'une cimenterie, de l'industrie chimique, - d'une chaudière,
- d'un moteur à explosion, Notre système catalytique réducteur, selon l'invention, comportait un arrangement de trois lits, tous avec des compositions riches en nickel, pour traiter un flux gazeux chargé en NOx (Unité de production d'acide nitrique), avec une réduction de 75% (moyenne) de la concentration de ce gaz, et un arrangement de cinq lits, avec un premier lit constitué à base de cuivre, pour traiter les rejets d'un moteur à combustion. A titre d'exemple, l'objet de la présente invention est un pot d'échappement à catalyse à travers lequel l'arrangement des lits catalytiques, selon l'invention, donne un configura ion de réacteur propre à traiter efficacement les polluants gazeux bien connus, et surtout à réduire par ses propriétés réductrices le dioxyde de carbone, tout en produisant de l'oxygène.
Cette application, comme cela a été dit précédement, est extrême car il s'agit d'une catalyse hétérogène où les débits gazeux à traiter ne sont pas stables contrairement à ce qui se passe pour les gaz émis par les activités industrielles citées.
La présente invention concerne un pot d'échappement ou silencieux, à catalyse, destiné au traitement des gaz d'échappement d'un moteur thermique à combustion interne, c'est-à-dire à la conversion chimique, en présence de matériaux catalytiques appropriés, desdits gaz comprenant divers polluants et notamment du dioxyde de soufre, des oxydes d'azote, des hydrocarbures imbrûlés, du monoxyde et du dioxyde de carbone. Conformément au document US-A-5 009 857, on a proposé un réacteur pour traiter un mélange gazeux et en particulier des gaz d'échappement de moteur à combustion interne, comprenant un récipient de traitement, situé en aval du collecteur desdits gaz, dans lequel est disposé une masse filtrante et catalytique. Cette dernière consiste en une succession de lits de traitement perméables au passage du mélange gazeux, entre lesquels sont ménagés des conduits de circulation des gaz. Ladite masse filtrante et catalytique est façonnable par frittage, et comprend à titre de matière catalytique active des métaux choisis notamment parmi le chrome, le molybdène, le nickel, le manganèse, le platine, le rhodium, le vanadium et le pa ladium. Avec au moins deux lits de traitement agissant sur différents constituants polluants des gaz de combustion, les réacteurs connus tels que celui décrit ci-dessus, permettent d'améliorer la dépoliution desdits gaz et donc de limiter le rejet dans l'atmosphère des substances toxiques. Un problème non résolu par de tels réacteurs est celui du rejet du gaz carbonique résultatn de la combustion des hydrocarbures, dans le moteur à combustion et éventuellement le pot catalytique de post-combustion ou dépollution. Chaque année, le CO2 s'accumule dans l'atmosphère en concentration plus élevée, il est l'agent responsable de l'effet de serre qui constitué aujourd'hui la cause principale des risques de perturbations climatiques et notamment réchauffement de la terre.
L'objet de la présente invention est un pot d'échappement qui peut compléter,, voire remplacer, les pots catalytiques connus, tout en agissant sur le CO2 contenu dans les gaz d'échappement.
Ce pot d'échappement est constitué par un corps, notamment cylindrique, et de deux plaques de fermeture amont et aval, comportant respectivement l'entrée et la sortie du pot, un matériau filtrant étant disposé dans le premier compartiment, et récipient de traitement contenant une masse d'un matériau catalytique étant disposé dans le second compartiment. Le matériau catalytique réducteur comporte les caractéristiques techniques essentielles suivantes, prises en combinaison :
- le matériau catalytique sous forme solide est constitué par une matière catalytique active consistant en des métaux, à l'exclusion de tout oxyde métallique, et façonnable par frittage partiel ;
- la masse du matériau catalytique est arrangée en une succession d'au moins deux lits catalytiques, chacun des lits comprenant à titre de matière active, au moins un métal choisi parmi le cuivre, le fer, le nickel, le cobalt, le cadmium et le chrome ;
- le premier desdits lits, dans le sens de passage du mélange gazeux de l'entrée vers la sortie, ne comprend à titre de matière active, que du cuivre.
De façon surprenante, on a observé qu'un pot d'échappement présentant de telles caractéristiques permet à la fois de traiter, au moins partiellement, les hydrocarbures imbrûlés et le monoxyde de carbone, même en l'absence d'oxygène, et les oxydes d'azote, et de diminuer les dégagements de dioxyde de carbone. Cette diminution du jet de CO2 s'accompagne en outre d'une augmentation de la teneur en oxygène des gaz finalement rejetés dans l'atmosphère. Pour atteindre les meilleurs rendements de conversion possibles, la nature de la matière active et les arrangements de lits catalytiques suivants sont préférables.
A partir du second lit catalytique y compris, dans le sens de passage du mélange gazeux de l'entrée vers la sortie, la matière active des lits catalytiques comprend au moins deux métaux et elle est conformée en au moins deux couches, respectivement constituées par au moins un des métaux à l'état pur, et par un mélange des deux métaux.
Avantageusement, les métaux constituant la matière active de la première couche du second lit sont choisis parmi le cuivre, le nickel, le fer et le cadmium, et les mélanges de métaux de la deuxième couche du second comprennent au moins du cuivre et du fer. Quand la masse du matériau catalytique est arrangée en deux lits catalytiques, la matière active du second lit est préférentiellement constituée par au moins trois couches respectivement de cuivre à l'état pur, de nickel à l'état pur, et d'un mélange de cuivre et nickel.
Quand la masse de matériau catalytique est arrangée en au moins trois lits catalytiques, les mélanges de métaux contenus dans la matière active du troisième lit comprennent au moins du cuivre ou du fer. Quand la masse de matériau catalytique est arrangée en au moins quatre lits catalytiques, les mélanges de métaux contenus dans la matière active du quatrième lit comprennent au moins du fer ou du nickel.
Selon un pot d'échappement préféré de l'invention, la masse du matériau catalytique est arrangée en six lits, la matière active du second lit étant constituée, dans le sens de circulation des gaz, par une couche de cuivre à l'état pur et une couche d'un mélange de cuivre-nickel, celle du troisième lit étant constituée par une couche de fer à l'état pur, une couche d'un mélange de cuivre- nickel, et une couche d'un mélange de fer-nickel, celle du quatrième lit étant constituée par une couche de fer à l'état pur, une couche d'un mélange de fer-nickel et une couche d'un mélange de fei—cadmium, celle du cinquième lit étant constituée par une couche de nickel à l'état pur, une couche d'un mélange de fei—cadmium et une couche d'un mélange de fei—cobalt, et celle du sixième lit étant, constituée par une couche de cadmium à l'état pur, une couche de cobalt à l'état pur, une couche d'un mélange de nickel-cadmium et une couche d'un mélange nickel-cobalt.
Pour améliorer les rendements de conversion des hydrocarbures imbrûlés, du monoxyde de carbone et des oxydes d'azote, la matière active des lits catalytiques peut en outre comprendre, au moins un métal noble choisi parmi le platine, le palladium et le rhodium.
La masse de matériau catalytique déposée dans le récipient de traitement est obtenue par un frittage partiel de la matière active, y compris des différentes couches entre elles, laissant subsister dans cette dernière des passages ou pores ouverts, pour la circulatiron interne du mélange gazeux à traiter au contact de la surface de la matière active.
Le matériau catalytique se présente avantageusement sous forme de particules, telles que grains, granules ou pastilles. Cette morphologie permet de multiplier les sites actifs de catalyse et donc d'améliorer l'efficacité de la matière active catalytique.
Les différents lits catalytiques sont séparés les uns des autres et peuvent l'être par des grillages ou tout autre moyen de cloisonnement, et leur arrangement pour constituer la masse de matériau catalytique est effectuée selon un empilement des lits ou bien tout autre juxtaposition desdits lits.
La paroi du réacteur et/ou celle du récipient de traitement sont faites selon un sandwich plastique comprenant, de l'extérieur vers l'intérieur, une peau externe en stratifié antichoc, une âme en mousse plastique anti-feu, et une peau interne en stratifié résistant à la corrosion, notamment à température élevée. Une telle structure sandwich ou composite permet d'apporter une bonne isolatiron thermique, mais aussi une bonne inertie thermique, plaçant ensemble le matériau catalytique dans une zone de température relativement plus élevée, de Tordre de 300 à 400°C, favorable à un rendement optimum des réactions chimiques de conversion. Pour les mêmes raisons, une telle structure autorise Vactivation quasi-immédiate de la matière catalytique, sous l'effet de la chaleur sensible des gaz d'échappement. Le pot d'échappement selon l'inventiron peut être avantageusement mis en oeuvre selon les modalités suivantes:
- le récipient de traitement constitue une cartouche consommable et interchangeable, selon ou en fonctiron du taux d'inactivatiron du matériau catalytique contenu par ladite cartouche ; - le pot catalytique est agencé pour avo r accès à ladite cartouche, et remplacer une cartouche usagée par une cartouche neuve, avec fermeture du pot.
Pour une dépoliutiron complète du mélange gazeux à traiter, le pot d'échappement peut être placé après un pot catalytique connu de l'état de la technique, dans le sens de l'écoulement des gaz.
La présente invention est maintenant décrite par référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la Figure 1 représente à échelle agrandie un grain d'un matériau catalytique conforme à l'invention, avec arrachement partiel montrant la structure interne dudit matériau ;
- la Figure 2 représente de manière schématique, un véhicule automobile équipé d'un pot d'échappement selon l'invention ;
- la Figure 3 représente en coupe transversale, la paroi d'un pot d'échappement selon la présente invention;
- la Figure 4 représente, en coupe axiale, un pot d'échappement, selon l'invention, à écoulement parallèle à Taxe dudit pot.
Conformément à la Figure 1, le matériau catalytique selon l'invention se présente sous forme solide, mais divisée, par exemple sous forme de particules ou graine (1). Chaque grain ou particule (1) est constitué pour l'essentiel, et dans la masse, par la matière active cataly iquement. Cette matière, à l'état pur ou en mélange, est au moins un produit choisi dans le groupe comprenant le fer, le nickel, le cuivre, le cobalt, le chrome, et le cadmium. Les matières actives catalytiquement, retenues selon la présente invention, sont façonnables par frittage, et chaque grain (1) du matériau catalytique est obtenu par un frittage partiel de la matière active, laissant subsister dans cette dernière des passages ou pores (1a) ouverts, permettant ultérieurement une circulation interne du mélange gazeux à traiter, au contact de la surface interne de la matière active constitutive des grains (1). Par conséquent, selon l'invention, c'est tout le substrat des grains (1) qui est constitué par la matière active catalytique, et par seulement la surface interne développée des grains (1). Préférentiellement, les grains (1) sont obtenus par frittage de poudre ayant des particules inférieures à 60j..ιm, et comprises en particulier entre 0,1 et 10um.
Le matériau catalytique selon l'invention a donc, d'après la description précédente, la consistance ou texture d'une poudre solide, c'est-à-dire d'un matériau pulvérulent tant en surface que dans la masse, dont les différents grains ou particules sont fondus ou soudés pour partie les uns aux autres, en assurant ainsi une rigidité ou résistance mécanique à l'ensemble ; sans le frittage partiel, ce matériau n'aurait aucune rigidité ou consistance. Mais ce frittage partiel ne modifie pas substantiellement la morphologie ou structure de la poudre de départ, au sens où Ton retrouve dans le matériau partiellement fritte, pratiquement (à 20% près par exemple) le même nombre de sites catalytiquement actifs, que ceux pré-existant dans la poudre de départ.
Ce frittage partiel est obtenu selon la technique usuelle, en l'absence de toute atmosphère oxydante, et notamment sous atmosphère inerte ou réductrice, mais en contrôlant les conditions de température et pression, de manière à ne pas modifier les propriétés physiques telles que la morphologie ou structure interne de la matière catalytique. Par exemple, le frittage est partiel au sens où la température sera limitée à 300°C, et la pression à 20 bars.
Les poudres frittées partiellement selon Tinventiron peuvent comprendre, outre la matière active au plan catalytique, différents autres éléments ou produits, inerte ou non vis-à-vis du traitement chimique catalysé, dès lors que lesdits éléments ou produits sont aptes à être frittes avec la matière catalytiquement active ; c'est ainsi que Ton peut mélanger de la silice à la poudre à fritter. Conformément à la Figure 2, les gaz d'échappement sont collectés à la sortie du moteur (3) dans un collecteur (4), envoyés par une canalisatiron (5) ) à l'entrée (2a)du pot d'échappement (2) de Tinventiron, et évacués après traitement chimique à la sortie (2b) du pot (2), par le tuyau (30). Eventuellement, et comme représenté en pointillés selon la référence (50), il peut exister un pot catalytique traditionnel entre le collecteur (4) et le pot d'échappement (2) selon Tinvention. Le pot d'échappement (2) est délimité par une paroi composée d'un corps cylindrique (6), et deux plaques de fermeture amont (7) et aval (8), comportant respectivement l'entrée (2a) et la sortie (2b). Les plaques (7) et (8) sont agencées, par l'exemple au moyen de vis et de filetages appropriés, ainsi l'accès à l'intérieur de ce dernier.
La paroi constituée par le corps (6) et les plaques (7) et (8), peut être réaliséer en matériaux composites tels que représentés à la Figure 3. Il s'agit d'un sandwich plastique comprenant de l'extérieur vers l'intérieur :
- une peau externe (9) ayant des propriétés anti- chocs, constituée par un stratifié d'une résine appropriée, à laquelle sont incorporées des fibres de renfort ; préférentiel!ement, la résistance aux chocs du stratifié obtenu est au moins égale à 50 kJ/m2 ;
- une âme (10) en mousse plastique anti-feu, par exemple en mousse phénolique modifiée, ayant de bonnes propriétés d'amortissement des vibrations ; - une peau interne (11) en stratifié, par exemple en époxyvinylester, renforcée par des fibres internes ayant une bonne résistance à la corrosion apportée par les gaz d'échappement, y compris à haute température ;
- éventuellement, un revêtement interne (12) supplémentaire, assurant ou renforçant la protection contre la corrosion, tels que des si1icônes, ou un polymère fluoré.
Les fibres de renfort peuvent être de tous types, dès lors qu'elles sont inertes par rapport à la résine qu'elles renforcent. Il peut s'agir de fibres longues ou courtes, de fils, de tissus, ou de mats, en particulier de fibres de verre. On obtient ainsi un corps de pot d'échappement particulièrement léger en ayant par exemple une masse spécifique inférieure à 1,9 g/cm3, et présentant de très bonnes propriétés d'isolation et d'inertie thermique, favorables aux réactions chimiques se développant dans le pot (2). L'intérieur du pot (2) est constitué de deux compartiments successifs (13) et (14), de l'entrée (2a) à la sortie (2b).
Conformément à la Figure 4, le premier compartiment (13) est limité, d'un côté par un épaulement (6a) appartenant au corps cylindrique (6), sur lequel repose une grille (15), et de l'autre côté par la plaque de fermeture (7). A l'intérieur de ce compartiment est disposé un matériau filtrant (16), sous forme d'un feutre, par exemple de laine de verre, formé de plis consécutifs et adjacents. Le matériau (16) sert, non seulement à filtrer et retenir les particules en suspension dans les gaz d'échappement, mais aussi à ralentir ces derniers, tout en amortissant le bruit lié à l'échappement du moteur (3).
Le deuxième compartiment (14) comporte une cartouche remplaçable (17), ou enceinte de traitement catalytique proprement dit. Cette cartouche est maintenue de manière amovible, à partir de la plaque de fermeture (7), grâce à des vis (18) et (19) dont la tige traverse des trous appropriés dans la plaque (7) et dans Tépaulement (6a), pour coopérer avec des filetages (20) et (21) prévus sur la cartouche (17). Par conséquent, en dévissant les vis (18) et (19), par manipulation avec un outil de leurs têtes (18a) et (19a), et par ouverture de la plaque de fermeture (8), il est possible d'accéder à la cartouche (17), et de l'extraire du corps (6).
La cartouche (17) proprement dite est constituée à partir de matériaux plastiques composites, tels que décrits précédemment par référence à la Figure 3, par assemblage et collage d'un corps cylindrique (22), et de deux plaques circulaires perforées, d'entrée (23) et de sortie (24). Au sein de la cartouche, la masse de matériau catalytique est arrangée en plusieurs lits (251 à 257) de particules du matériau selon la Figure 1, séparés entré eux par des gr llages (261 à 266). A titre de variante, les différents lits (251 à 257) de la cartouche (17) peuvent être remplacés par un empilement de galettes, séparées comme précédemment par des grilles (261 à 266).
Conformément à la Figure 4, la masse du matériau catalytique est arrangée en six lits (251 à 256) dont les matières actives sont respectivement constituées par :
- lit 251 : (Cu)
- lit 252 : (Cu) + mélange (Cu-Ni )
- lit 253 : (Fe) + mélanges (Cu-Ni ), (Fe-Ni)
- lit 254 : (Fe) + mélanges (Fe-Ni), (Fe-Cd)
- lit 255 : (Ni) + mélanges (Fe-Cd), (Fe-Co)
- lit 256 : (Cd), (Co) + mélanges (Ni-Cd), (Ni-Co)
A l'admission d'un moteur, le mélange ail—essence se fait en respectant une stochiométrie reconnue donnant 1 g d'essence pour 14 g d'air (selon. la technologie actuelle), avec un air dont la composition moyenne est :
- azote : environ 79%
- oxygène : environ 20%
- divers : environ 1% (dont H2O et CO2 ) total : 100%
En post-combustion, le mélange de gaz brûlés a pour composition moyenne :
- azote: 79% C02 13%
CO 2%
02 1%
HC et NOx 700 ppm
- divers 5% (dont H2O et autres composés carbonés) Cette composition correspond à un moteur tournant au ralenti (750 T/mn) et réglé selon les règles de Tart (pollution minimum).
Dans le bilan matières ainsi décrit et reconnu par tous, Tazote introduit est globalement conservé à l'exception de la quantité qui contribue à la formation des oxyde d'azote tant redoutés.
Nous avons suivi l'évolution de la composition des gaz rejetés au cours de nos essais en réalisant des bilans matières qui ne font pas apparaitre Tazote. Les tableaux 1 et 2 ci-après mettent en évidence le performances de notre système catalytique réducteur et du pot selon l'invention, pot d'échappement incorporant le réacteur décrit en Figure 4. Ces bilans de mesures correspondent un total de rejets moyen de Tordre de 15% sur un véhicule équipé du pot d'échappement d'origine, alors que ce total atteint 17% avec notre dispositif.
Cette différence s'explique par la baisse moyenne enregistrée sur les composés divers qui passent de 5 à 3% en concentrations.
Ces essais ont été effectués avec un véhicule automobile Renault 19 GTS. Les résultats en % expriment la concentration en volume des différents constituants des gaz de combustion, à la sortie des pots d'échappements testés.
Les tableaux 1 et 2 correspondent à des réacteurs respectant la configuration précédente mais moins chargés en matières actives catalytiques (40 % en moins). . Le tableau 1 correspond à un test où le véhicule est en charge avec des vitesses telles qu'indiquées.
Le tableau 3 ci-après montre les résultats obtenus avec un véhicule automobile renault 21 TL équipé d'un pot d'échappement incorporant une cartouche dont la masse du matériau catalytique est arrangée en six lits catalytiques comme suit :
- 1er lit : (Cu) + mélanges (Cu-Ni), (Fe, Ni)
- 2nd lit : (Fe) + mélanges (Cu-Ni), (Fe-Ni), (Fe-Co)
- 3e lit : (Cu) - 4e lit : (Fe) + mélanges (Fe-Ni), (Fe-Cd)
- 5e lit : (Ni) + mélanges (Fe-Cd), (Fe-Co)
- 6e lit : (Cd), (Co) + mélanges (Ni-Cd), (Ni-Co) Ces résultats démontrent qu'avec un pot d'échappement comprenant une cartouche dont le matériau catalytique est arrangé différemment de celui de l'invention, la teneur en CO2 des gaz d'échappement à la sortie du pot est sensiblement la même qu'à leur entrée. TABLEAU 1
Figure imgf000018_0001
FEUILLE DE REMPLACEMENT TABLEAU 2
Figure imgf000019_0001
FEUILLE DE REMPLACEMENT TABLEAU 3
Figure imgf000020_0001
FEUILLE DE REMPLACEMENT

Claims

REVENDICATIONS 1/ Système catalytique réducteur destiné au traitement chimique d'un mélange gazeu dont les propriétés permettent une production d'oxygène et une réduction de dioxyde de carbone lorsque le mélange gazeux traité s'y prête.
2/ Système catalytique réducteur, selon la revendication 1, constitué par un matériau catalytique sous forme solide étant composé d'une matière active consistant en des métaux, à l'exclusion de tout oxyde métallique, et étant obtenu par frittage partiel,
3/ Matériau catalytique réducteur, selon revendications 1 et 2, composé d'une matière active contenant un métal pur ou une combinaison d'au moins deux métaux choisi parmi le cuivre, le fer, le nickel, le cobalt, le cadmium, et le chrome, chaque combinaison renfermant au moins 10% en masse de l'un ou de Tautre des éléments qui la composent.
4/ Système catalytique réducteur, selon rendications 1, 2 et 3, pour lequel la masse du matériau catalytique est arrangée en une succession d'au moins deux lits catalytiques, dans le sens de circulation du mélange gazeux, chacun des lits comprenant à titre de matière active, au moins un métal choisi parmi le cuivre, le fer, le nickel, le cobalt, le cadmium, et le chrome.
5/ Réacteur catalytique renfermant notre matériau catalytique, selon revendications 1 à 4, pourvu d'une entrée et d'une sortie pour la circulation du mélange gazeu à traiter et respectant l'arrangement de la masse du matériau catalytique en lits successifs.
6/ Pot d'échappement (2) pour véhicule automobile destiné au traitement chimique des gaz de combustion, contenant un matériau catalytique réducteur, selon revendications 1, à 4, et un réacteur de traitement des gaz, selon revendication 5, produisant de l'oxygène et réduisant le dioxyde de carbone. 7/ Pot d'échappement (2), selon revendication 6, constitué par un corps (6) avec une entrée (2a) et une sortie pour la circulation dudit mélange, caractérisé en ce que l'intérieur du corps (6) est constitué de deux compartiments successifs, de l'entrée vers la sortie du pot, un matériau filtrant (16) étant disposé dans le premier compartiment (13), et un récipient de traitement (17) pourvu d'une entrée (23) pour le mélange gazeux et d'une sortie (24) pour le mélange traité étant disposé dans le récipient, le matériau catalytique sous forme solide étant constitué par une matière active consistant en des métaux, à l'exclusion de tout oxyde métallique, et étant obtenu par frittage partiel, et la masse du matériau catalytique étant arrangée en une succession d'au moins deux lits catalytiques (251-257), dans le sens de circulation du mélange gazeux, le premier lit (251) étant constitué, à titre de matière active de cuivre, et chacun des autres lits comprenant à titre de matière active, au moins un métal choisi parmi le cuivre, le fer, le nickel, le cobalt, le cadmium, et le chrome.
8/ Pot selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'à partir du second lit catalytique y compris, dans le sens de circulation du mélange gazeux, les lits catalytiques comprennent à titre de matière active, au moins deux métaux, ladite matière active étant conformée en au moins deux couches, respectivement constituées par au moins un des métaux à l'état pur et par un mélange des deux métaux.
9/ Pot selon la revendication 8, caractérisé en ce que le métal constituant à l'état pur la matière active de la première couche du second lit est choisi parmi le cuivre, le nickel, le fer et le cadmium, et la matière active de la deuxième couche du second lit est choisie parmi les mélanges comprenant au moins du cuivre ou du fer.
10/ Pot selon la revendication 9, caractérisé en ce que la masse du matériau catalytique est arrangée en deux lits catalytiques, la matière active du second lit étant constituée par des couches respectivement de cuivre à l'état pur, de nickel à l'état pur, et d'un mélange de cuivre et de nickel.
11/ Pot selon la revendication 8, caractérisé en ce que la masse du matériau catalytique est arrangée en au moins trois lits catalytiques, et les mélanges des métaux contenus dans la matière active du troisième lit comprennent du cuivre ou du fer.
12/ Pot selon la revendication 11, caractérisé en ce que la masse du matériau catalytique est arrangée en au moins quatre lits catalytiques, et les mélanges des métaux contenus dans la matière active du quatrième lit comprennent du fer ou du nickel.
13/ Pot selon la revendication 12, caractérisé en ce que la masse du matériau catalytique est arrangée en six lits catalytiques, la matière active du second lit étant constituée par du cuivre à l'état pur et un mélange de cuivre-nickel, celle du troisième lit étant constituée par du fer à l'état pur, un mélange de cuivre-nickel et un mélange de fei—nickel, celle du quatrième lit étant constituée par du fer à l'état pur, un mélange de fer- nickel et un mélange de fei—cadmium, celle du cinquième lit étant constituée par du cadmium à l'état pur, du cobalt à l'état pur, un mélange nickel-cadmium et un mélange nickel-cobalt.
14/ Pot selon Tune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau catalytique se présente sous forme de particules (1), telles que grains, granules ou pastilles.
15/ Pot selon Tune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les différents lits catalytiques constituant la masse de matériau catalytique sont séparés les uns des autres par des grillages (261- 266).
16/ Pot selon Tune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masse du matériau catalytique est arrangée selon un empilement des lits catalytiques ou tout autre juxtaposition desdits lits. 17/ Pot selon Tune quelconque des revendications d'ensemble qui délimite une enceinte, au sein de laquelle est disposé le récipient de traitement (17) et qui est un sandwich plastique comprenant de l'extérieur vers l'intérieur, une peau externe (9) en stratifié anti-choc, une âme (10) en mousse plastique anti-feu et une peau interne (11) en stratifié, résistant à la corrosion, température relativement élevée.
18/ Pot selon Tune quelconque des revendications 7 à 17, caractérisé en ce que les lits catalytiques comprenant en outre, à titre de matière active, au moins un métal noble choisi parmi le platine, palladium et rhod um.
19/ Pot selon Tune quelconque des revendications 7 à 18, caractérisé en ce que d'une part le récipient de traitement constitue une cartouche consommable et interchangeable, selon le taux d'inactivatiôn du matériau catalytique contenu par ladite cartouche, et d'autre part, le pot d'échappement est agencé pour avoir accès à ladite cartouche, et remplacé une cartouche usagée par une cartouche neuve, avec fermeture du pot.
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