WO2010116062A1 - Procede de diminution du protoxyde d'azote des gaz d'echappement de vehicule automobile - Google Patents

Procede de diminution du protoxyde d'azote des gaz d'echappement de vehicule automobile Download PDF

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WO2010116062A1
WO2010116062A1 PCT/FR2010/050388 FR2010050388W WO2010116062A1 WO 2010116062 A1 WO2010116062 A1 WO 2010116062A1 FR 2010050388 W FR2010050388 W FR 2010050388W WO 2010116062 A1 WO2010116062 A1 WO 2010116062A1
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nitrous oxide
treatment
motor vehicle
post
exhaust
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Karine Lombaert
Najat Moral-Mouaddib
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Renault S.A.S.
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Definitions

  • the invention relates to a powertrain for a motor vehicle comprising a device for reducing the exhaust emissions emitted by the exhaust gases of an internal combustion engine of a motor vehicle, including the particular reduction of the emission in the environment.
  • nitrous oxide (N 2 O) It also relates to a motor vehicle as such equipped with such a device for reducing polluting emissions. It also relates to a process for cleaning up the exhaust gases of a motor vehicle.
  • the combustion reaction of a hydrocarbon with air, a mixture of oxygen and nitrogen, in a combustion chamber of a motor vehicle internal combustion engine mainly generates the formation of oxides of nitrogen (NOx, mainly NO and NO2), carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC) and particulates. Under certain engine operating conditions, combustion also generates nitrous oxide (N 2 O).
  • NOx oxides of nitrogen
  • CO carbon monoxide
  • HC hydrocarbons
  • N 2 O nitrous oxide
  • the devices commonly used for gasoline and diesel engines are devices intended to reduce, among other things, the emissions in the environment of NOx nitrogen oxides resulting from the normal operation of the engine.
  • Nitrous oxide (N 2 O) is a major contributor to global warming because of its greenhouse gas properties. It is therefore interesting to also reduce its emissions by the exhaust gas of a motor vehicle internal combustion engine. However, there are few exhaust aftertreatment solutions that go in this direction.
  • the document AU200133688 describes such a solution which is based on an exhaust aftertreatment device which processes, in a combined manner, nitrous oxide and nitrogen oxides NOx via a first zone dealing with first nitrous oxide and then a second zone of reduction of nitrogen oxides, after injection of ammonia.
  • Such a solution has an insufficient efficiency and there is a need for an improved solution for reducing the nitrous oxide of the exhaust gases because it is possible to form nitrous oxide during the reduction phase of the oxides of nitrogen. nitrogen.
  • the general object of the invention is therefore to provide a high-performance solution for reducing nitrous oxide in the exhaust gases of a motor vehicle.
  • a second object of the invention is to provide a nitrous oxide reduction solution which does not increase the other pollutant components in the exhaust gas, that is to say a reduction or selective decomposition of the protoxide nitrogen (N 2 O) to nitrogen (N 2 ).
  • the invention is based on the introduction of a new catalyst downstream of the nitrogen oxidation after-treatment systems of a catalyst to reduce the amount of nitrous oxide downstream.
  • the invention is based on a powertrain of a motor vehicle comprising an internal combustion engine, a exhaust system, a device for the aftertreatment of nitrogen oxides (NOx) from the exhaust gas intended to reduce the quantity of nitrogen oxides discharged into the atmosphere, and a post-treatment device for the protoxide of exhaust gas nitrogen (N 2 O) for reducing the amount of nitrous oxide released into the atmosphere, characterized in that the nitrous oxide (N 2 O) aftertreatment device is disposed downstream the nitrogen oxides (NOx) post-treatment device on the exhaust path.
  • NOx nitrogen oxides
  • the nitrous oxide (N 2 O) post-treatment device can carry out the removal of nitrous oxide (N 2 O) by thermal decomposition.
  • the nitrous oxide (N 2 O) post-treatment device may comprise a catalyst based on zeolite-supported metals of mordenite structure, ZSM5 or faujasite.
  • the nitrous oxide (N 2 O) post-treatment device can implement a catalytic reduction of nitrous oxide (N 2 O) via the addition of a reducing agent such as ammonia (NH 3 ) and / or hydrocarbons (HC), and / or hydrogen (H 2 ) and / or carbon monoxide (CO).
  • a reducing agent such as ammonia (NH 3 ) and / or hydrocarbons (HC), and / or hydrogen (H 2 ) and / or carbon monoxide (CO).
  • the nitrous oxide (N 2 O) post-treatment device may comprise an iron or copper-based catalyst deposited on a zeolite or an alumina.
  • the nitrous oxide aftertreatment device may consist of an additional catalytic volume placed downstream of the nitrogen oxides aftertreatment device or may be implemented directly on one of the catalysts already present on the pathway. exhaust.
  • the powertrain may comprise several exhaust aftertreatment devices on the exhaust path, from upstream to downstream: an NOx treatment device, a particulate filter, a protoxide treatment device. nitrogen, or a device for treating nitrogen oxides, a nitrous oxide treatment device, a particulate filter.
  • the invention also relates to a motor vehicle characterized in that it comprises a powertrain as described above.
  • the invention also relates to a process for the depollution of the exhaust gases of a motor vehicle, characterized in that it comprises the following two stages of treatment of the exhaust gases on the exhaust pathway:
  • nitrous oxide N 2 O
  • the exhaust gas depollution process may comprise a step of increasing the temperature of the exhaust gases on the most penalizing operating points of the engine in term emission of nitrous oxide (N 2 O) to obtain in these phases a maximum conversion of nitrous oxide during the nitrous oxide (N 2 O) treatment step.
  • Figure 1 schematically shows a powertrain according to the invention.
  • FIG. 2 diagrammatically represents a power unit according to the invention.
  • nitrogen oxide trap or else called by its English name "NOx trap", composed for example of barium to absorb the oxides of nitrogen NOx.
  • NOx trap regeneration phases which consist in purging the NOx-Trap, that is to say in removing the NOx nitrogen oxides and SOx sulfur oxides that it has stored during the first operating mode.
  • nitrous oxide N 2 O is formed by reduction of nitrogen oxides NOx by HC hydrocarbons for example on platinum sites.
  • the regeneration mode is obtained by momentarily switching the operation of the engine from a lean injection to a rich mixture injection to produce at the combustion outlet reducers, such as HC and CO elements, for example.
  • a second device for reducing the nitrogen oxides consists of using a solution capable of converting them into ammonia NH 3, for example using a catalyst based on Fe / zeolite or mixed oxides or Cu / zeolite. such a device may also generate nitrous oxide in the presence of an excess of nitrogen oxides.
  • the ammonia may oxidize also forming nitrous oxide in the following two reactions:
  • the invention is based on the positioning of a new N 2 O nitrous oxide aftertreatment device disposed on the exhaust path of the powertrain downstream of the aftertreatment device. nitrogen oxides NOx.
  • Figure 1 schematically illustrates a powertrain according to a first embodiment of the invention.
  • This device comprises a diesel engine 1, supplied with air arriving through an intake pipe 2 and fuel by an injection system 6.
  • the exhaust gases are conducted through an exhaust pipe 3 and pass successively a NOx-Trap 4, a particulate filter 5, and a device for treating nitrous oxide 7.
  • the device further comprises an electronic control unit (ECU) 10, composed of hardware (hardware) and / or software (software) elements, which is generally in the form of an on-board computer.
  • This ECU unit receives data from different sensors, not shown, such as for example a temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas, an oxygen sensor which measures the amount of oxygen in the exhaust gas, a sensor of temperature arranged at the inlet of the particulate filter so as to measure the temperature of the exhaust gas at this filter, a differential pressure sensor mounted at the terminals of the particulate filter. From these data and / or memorized models, the ECU unit implements a powertrain management method and more specifically exhaust gas depollution, which will be detailed later.
  • this device can allow the elimination of nitrous oxide N 2 O by thermal decomposition, reaching a temperature above 900 ° C.
  • a catalyst for example based on metals supported on zeolite of mordenite structure, ZZSM5 or faujasite, this temperature is reduced to around 600 ° C.
  • a catalytic reduction of nitrous oxide via the addition of a reducing agent such as ammonia NH 3 , hydrocarbons, hydrogen H 2 or carbon monoxide CO is implemented .
  • the catalyst will most often be based on iron or copper deposited on zeolite or on an alumina. Depending on the nature of the hydrocarbon used and the nature of the catalyst, it is possible to obtain nitrous oxide conversion for temperatures above 300 ° C.
  • the aftertreatment device nitrous oxide 7 may consist of an additional catalytic volume disposed downstream of the aftertreatment device nitrogen oxides 4.
  • the nitrous oxide post-treatment device can be implemented directly on one of the catalysts already present on the exhaust path.
  • it will be possible to promote the deposition of this catalytic phase on the first slices of the filter 5 so as to protect it from excessive exotherms caused during the regeneration phases.
  • a catalytic phase based on zeolite will be advantageous, which in addition to the function of treatment of nitrous oxide N 2 O by decomposition, can also allow the storage of HC hydrocarbons emitted and not treated by the catalytic system upstream because of the thermal too low.
  • FIG. 2 illustrates an embodiment variant of the powertrain according to the invention in which, the same components are shown, which differs from the embodiment shown in FIG.
  • the nitrous oxide treatment device 7 ' will be placed downstream of a system for treating NOx with ammonia.
  • a particular thermal exhaust gas can be implemented to achieve the optimal operating temperature of this post-treatment device.
  • This particular thermal can be obtained by any means, such as for example by post-injection strategies, late injection of fuel, to increase the temperature of the exhaust gas on the engine operating points the most penalizing in term emission of nitrous oxide N 2 O in order to obtain in these phases a maximum conversion of nitrous oxide.
  • the invention also relates to the exhaust gas depollution process, which comprises the following two essential steps: -treatment of nitrogen oxides (NOx) so as to reduce the amount of nitrogen oxides released into the atmosphere by the exhaust gases; then

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Abstract

Groupe motopropulseur de véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne (1; 1 '), une voie d'échappement (3; 3'), un dispositif de post traitement des oxydes d'azote (NOx) (4; 4') des gaz d'échappement destiné à réduire la quantité d'oxydes d'azote rejetée dans l'atmosphère, et un dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) (7; 7') des gaz d'échappement destiné à réduire la quantité de protoxyde d'azote rejetée dans l'atmosphère, caractérisé en ce que le dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) (7; 7') est disposé en aval du dispositif de post traitement des oxydes d'azote (NOx) (4; 4') sur la voie d'échappement (3; 3').

Description

PROCEDE DE DIMINUTION DU PROTOXYDE D'AZOTE DES GAZ D'ECHAPPEMENT DE VEHICULE AUTOMOBILE
L'invention concerne un groupe motopropulseur pour véhicule automobile comprenant un dispositif de réduction des émissions polluantes émises par les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, incluant la réduction particulière de l'émission dans l'environnement du protoxyde d'azote (N2O). Elle concerne aussi un véhicule automobile en tant que tel équipé d'un tel dispositif de réduction des émissions polluantes. Elle concerne aussi un procédé de dépollution des gaz d'échappement d'un véhicule automobile.
La réaction de combustion d'un hydrocarbure avec de l'air, soit un mélange d'oxygène et d'azote, dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, génère principalement la formation d'oxydes d'azote (NOx, principalement NO et NO2), de monoxyde de carbone (CO), d'hydrocarbures (HC) et de particules. Dans certaines conditions de fonctionnement du moteur, la combustion génère aussi du protoxyde d'azote (N2O). Il est connu de l'état de la technique d'équiper la ligne d'échappement d'un véhicule automobile par un ou plusieurs dispositif(s) de post-traitement des gaz d'échappement destiné(s) à diminuer la quantité de composants polluants présents dans les gaz d'échappement et diminuer les émissions polluantes dans l'atmosphère. Les dispositifs couramment utilisé pour les motorisations essence et diesel sont des dispositifs destinés à réduire entre-autre les émissions dans l'environnement des oxydes d'azotes NOx résultant du fonctionnement normal du moteur.
Le protoxyde d'azote (N2O) participe fortement au réchauffement climatique par ses propriétés de gaz à effet de serre. Il est donc intéressant de réduire aussi ses émissions par les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Pourtant, il existe peu de solutions de post-traitement des gaz d'échappement qui vont dans ce sens.
Le document AU200133688 décrit une telle solution qui repose sur un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement qui traite de manière combinée le protoxyde d'azote et les oxydes d'azote NOx par l'intermédiaire d'une première zone traitant d'abord le protoxyde d'azote puis par une seconde zone de réduction des oxydes d'azote, après injection d'ammoniac. Une telle solution présente une efficacité insuffisante et il existe un besoin d'une solution améliorée de réduction du protoxyde d'azote des gaz d'échappement car il est possible de former du protoxyde d'azote lors de la phase de réduction des oxydes d'azote.
L'objet général de l'invention est donc de proposer une solution performante de réduction du protoxyde d'azote des gaz d'échappement d'un véhicule automobile.
Un second objet de l'invention est de proposer une solution de réduction du protoxyde d'azote qui n'augmente pas les autres composants polluants dans les gaz d'échappement, c'est-à-dire une réduction ou une décomposition sélective du protoxyde d'azote (N2O) en azote (N2).
A cet effet, l'invention repose sur l'introduction d'un nouveau catalyseur en aval des systèmes de post-traitement des oxydes d'azote d'un catalyseur permettant de réduire la quantité de protoxyde d'azote en aval.
Plus précisément, l'invention repose sur un groupe motopropulseur de véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne, une voie d'échappement, un dispositif de post traitement des oxydes d'azote (NOx) des gaz d'échappement destiné à réduire la quantité d'oxydes d'azote rejetée dans l'atmosphère, et un dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) des gaz d'échappement destiné à réduire la quantité de protoxyde d'azote rejetée dans l'atmosphère, caractérisé en ce que le dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) est disposé en aval du dispositif de post traitement des oxydes d'azote (NOx) sur la voie d'échappement.
Le dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) peut mettre en œuvre l'élimination du protoxyde d'azote (N2O) par décomposition thermique.
Le dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) peut comprendre un catalyseur, à base de métaux supportés sur zéolithe de structure mordenite, ZSM5 ou faujasite.
Le dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) peut mettre en œuvre la décomposition catalytique du protoxyde d'azote (N2O) sur au moins une structure spinelle de composition AB2O4 (A = Mg, Ca, Mn, Co, Ni, Cu, Cr, Fe, Zn et B = Cr, Fe, Co).
Le dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) peut mettre en œuvre une réduction catalytique du protoxyde d'azote (N2O) via l'ajout d'un agent réducteur, comme l'ammoniac (NH3), et/ou des hydrocarbures (HC), et/ou de l'hydrogène (H2) et/ou du monoxyde de carbone (CO).
Le dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) peut comprendre un catalyseur à base de fer ou de cuivre déposé sur une zéolithe ou sur une alumine. Le dispositif de post-traitement du protoxyde d'azote peut consister en un volume catalytique supplémentaire disposé en aval du dispositif de posttraitement des oxydes d'azote ou peut être mis en œuvre directement sur l'un des catalyseurs déjà présents sur la voie d'échappement.
Le groupe motopropulseur peut comprendre plusieurs dispositifs de posttraitement des gaz d'échappement sur la voie d'échappement, de l'amont vers l'aval : un dispositif de traitement des NOx, un filtre à particules, un dispositif de traitement du protoxyde d'azote, ou un dispositif de traitement des oxydes d'azote, un dispositif de traitement du protoxyde d'azote, un filtre à particules.
L'invention porte aussi sur un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un groupe motopropulseur tel que décrit précédemment.
L'invention porte aussi sur un procédé de dépollution des gaz d'échappement d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend les deux étapes suivantes de traitement des gaz d'échappement sur la voie d'échappement :
-traitement des oxydes d'azote (NOx) de sorte de réduire la quantité d'oxydes d'azote rejetée dans l'atmosphère par les gaz d'échappement ; puis
-traitement du protoxyde d'azote (N2O) de sorte de réduire la quantité de protoxyde d'azote rejetée dans l'atmosphère par les gaz d'échappement.
Le procédé de dépollution des gaz d'échappement peut comprendre une étape d'augmentation de la température des gaz d'échappements sur les points de fonctionnement du moteur les plus pénalisants en terme d'émission du protoxyde d'azote (N2O) afin d'obtenir dans ces phases une conversion maximale du protoxyde d'azote lors de l'étape de traitement du protoxyde d'azote (N2O).
Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode d'exécution particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
La figure 1 représente schématiquement un groupe motopropulseur selon l'invention.
La figure 2 représente schématiquement un groupe motopropulseur selon l'invention.
II existe sur une voie d'échappement d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile un premier dispositif classiquement appelé piège à oxydes d'azote, ou encore appelé par sa dénomination anglo-saxonne "NOx trap", composé par exemple de baryum destiné à absorber les oxydes d'azotes NOx. Dans les phases de régénération du NOx trap, qui consistent à purger le NOx-Trap, c'est-à-dire à éliminer les oxydes d'azote NOx et les oxydes de soufre SOx qu'il a stockés durant le premier mode de fonctionnement normal, il arrive que du protoxyde d'azote N2O soit formé par réduction des oxydes d'azote NOx par les hydrocarbures HC par exemple sur les sites platine. En effet, le mode de régénération est obtenu en basculant momentanément le fonctionnement du moteur d'une injection de mélange pauvre vers une injection d'un mélange riche pour produire en sortie de combustion des réducteurs, comme par exemple les éléments HC et CO, destinés ensuite à réduire les oxydes d'azote NOx de leur piège au sein du NOx-Trap lors de leur passage dans ce dispositif. Un second dispositif pour réduire les oxydes d'azote consiste à utiliser une solution capable de les transformer en ammoniac NH3, par exemple à l'aide d'un catalyseur à base de Fe/zéolithe ou oxydes mixtes ou Cu/zéolithe... Toutefois, un tel dispositif risque aussi de générer du protoxyde d'azote en présence d'un excès d'oxydes d'azote. De plus, à haute température, l'ammoniac risque de s'oxyder en formant également du protoxyde d'azote selon les deux réactions suivantes :
2 NO2 + 2 NH3 → N2O + N2 + 3 H2O ou
4 NH3 + 2 NO2 + 5/2O2 → 2 N2O + 6 H2O
Enfin, dans le cas de la réduction des oxydes d'azote par des hydrocarbures sur un catalyseur contenant du platine, comme il est parfois observé avec les catalyseurs d'oxydation ou un catalyseur 3 voies, il est possible d'obtenir du protoxyde d'azote au lieu de l'azote recherché selon les réactions suivantes :
NOads -> Nads +Oads
2 Nads -> N2
Nads + NOads ^N2O
Suite à l'analyse précédente, l'invention repose sur le positionnement d'un nouveau dispositif de post-traitement du protoxyde d'azote N2O disposé sur la voie d'échappement du groupe motopropulseur en aval du dispositif de post-traitement des oxydes d'azote NOx.
Ainsi, la figure 1 illustre schématiquement un groupe motopropulseur selon un premier mode d'exécution de l'invention. Ce dispositif comprend un moteur diesel 1 , alimenté en air arrivant par une conduite d'admission 2 et en carburant par un système d'injection 6. En sortie du moteur, les gaz d'échappement sont conduits par une conduite d'échappement 3 et traversent successivement un NOx-Trap 4, un filtre à particules 5, puis un dispositif de traitement du protoxyde d'azote 7.
Le dispositif comprend de plus une unité de commande électronique (ECU) 10, composée d'éléments matériel (hardware) et/ou logiciel (software), qui se présente généralement sous la forme d'un ordinateur de bord. Cette unité ECU reçoit des données de différents capteurs, non représentés, comme par exemple un capteur de température pour mesurer la température des gaz d'échappement, une sonde à oxygène qui mesure la quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement, un capteur de température disposé en entrée du filtre à particules de sorte de mesurer la température des gaz d'échappement au niveau de ce filtre, un capteur de pression différentielle monté aux bornes du filtre à particules. A partir de ces données et/ou de modèles mémorisés, l'unité ECU met en œuvre un procédé de gestion du groupe motopropulseur et plus précisément de dépollution des gaz d'échappement, qui sera détaillé par la suite.
Plusieurs variantes d'exécution du dispositif de post-traitement 7 du protoxyde d'azote N2O vont maintenant être décrites.
Selon une première exécution possible, ce dispositif peut permettre l'élimination du protoxyde d'azote N2O par décomposition thermique, en atteignant une température supérieure à 900 °C. Avec l'assistance d'un catalyseur, par exemple à base de métaux supportés sur zéolithe de structure mordenite, ZZSM5 ou faujasite, cette température est réduite aux environs de 600 °C.
Selon une seconde exécution possible, la décomposition catalytique du protoxyde d'azote N2O est également possible sur des structures spinelles de composition AB2O4 (A = Mg, Ca, Mn, Co, Ni, Cu, Cr, Fe, Zn et B = Cr, Fe, Co). Ces structures permettent d'abaisser la température de décomposition du protoxyde d'azote vers 400-500 °C, soit à des températures compatibles avec les températures rencontrées à l'échappement.
Selon une troisième exécution possible, une réduction catalytique du protoxyde d'azote via l'ajout d'un agent réducteur tel que l'ammoniac NH3, des hydrocarbures, de l'hydrogène H2 ou du monoxyde de carbone CO est mise en œuvre. Dans ce cas, le catalyseur sera le plus souvent à base de fer ou cuivre déposé sur zéolithe ou sur une alumine. Selon la nature de l'hydrocarbure utilisé et la nature du catalyseur, il est possible d'obtenir une conversion du protoxyde d'azote pour des températures supérieures à 300 °C.
Selon l'espace disponible sur la voie d'échappement, le dispositif de posttraitement du protoxyde d'azote 7 peut consister en un volume catalytique supplémentaire disposé en aval du dispositif de post-traitement des oxydes d'azote 4.
En variante, le dispositif de post-traitement du protoxyde d'azote peut être mis en œuvre directement sur l'un des catalyseurs déjà présents sur la voie d'échappement. Dans une telle variante, on pourra favoriser le dépôt de cette phase catalytique sur les premières tranches du filtre 5 de façon à la protéger des exothermes trop importants provoqués lors des phases de régénération. Une phase catalytique à base de zéolithe sera avantageuse, qui outre la fonction de traitement du protoxyde d'azote N2O par décomposition, peut également permettre le stockage des hydrocarbures HC émis et non traités par le système catalytique en amont à cause des thermiques trop faibles. La figure 2 illustre une variante de réalisation du groupe motopropulseur selon l'invention dans laquelle, les mêmes composants sont représentés, qui diffère de la réalisation représentée en figure 1 en ce que l'ordre des dispositifs de post-traitement des gaz d'échappement sur la voie d'échappement 3' est modifié, pour comprendre de l'amont vers l'aval : un catalyseur d'oxydation ou un catalyseur 3 voies, un dispositif de piège des NOx 4', un dispositif de traitement du protoxyde d'azote 7', suivi éventuellement d'un dispositif de traitement des fumées 5', qui peut consister en un filtre à particules et/ou tout autre dispositif de posttraitement des gaz d'échappement.
Dans une autre configuration, le dispositif de traitement du protoxyde d'azote 7' sera placé en aval d'un système de traitement des NOx par l'ammoniac.
Selon la nature du catalyseur utilisé dans le dispositif de post-traitement du protoxyde d'azote et son principe de fonctionnement (décomposition ou réduction du protoxyde d'azote N2O), une thermique particulière des gaz d'échappement pourra être mise en œuvre pour atteindre la température optimale de fonctionnement de ce dispositif de post-traitement. Cette thermique particulière pourra être obtenue par tous moyens, comme par exemple via des stratégies de post-injection, d'injection tardive de carburant, permettant d'augmenter la température des gaz d'échappements sur les points de fonctionnement moteur les plus pénalisants en terme d'émission du protoxyde d'azote N2O afin d'obtenir dans ces phases une conversion maximale du protoxyde d'azote.
L'invention porte aussi sur le procédé de dépollution des gaz d'échappement, qui comprend les deux étapes essentielles suivantes : -traitement des oxydes d'azote (NOx) de sorte de réduire la quantité d'oxydes d'azote rejeté dans l'atmosphère par les gaz d'échappement ; puis
-traitement du protoxyde d'azote N2O de sorte de réduire la quantité de protoxyde d'azote rejeté dans l'atmosphère par les gaz d'échappement.

Claims

Revendications
1. Groupe motopropulseur de véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne (1 ; 1 '), une voie d'échappement (3 ; 3'), un dispositif de post traitement des oxydes d'azote (NOx) (4 ; 4') des gaz d'échappement destiné à réduire la quantité d'oxydes d'azote rejetée dans l'atmosphère, et un dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) (7 ; 7') des gaz d'échappement destiné à réduire la quantité de protoxyde d'azote rejetée dans l'atmosphère, caractérisé en ce que le dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) (7 ; 7') est disposé en aval du dispositif de post traitement des oxydes d'azote (NOx) (4 ; 4') sur la voie d'échappement (3 ; 3').
2. Groupe motopropulseur de véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) (7 ; 7') met en œuvre l'élimination du protoxyde d'azote (N2O) par décomposition thermique.
3. Groupe motopropulseur de véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) (7 ; 7') comprend un catalyseur, à base de métaux supportés sur zéolithe de structure mordenite, ZSM5 ou faujasite.
4. Groupe motopropulseur de véhicule automobile selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) (7 ; 7') met en œuvre la décomposition catalytique du protoxyde d'azote (N2O) (7 ; 7') sur au moins une structure spinelle de composition AB2O4 (A = Mg, Ca, Mn, Co, Ni, Cu, Cr, Fe, Zn et B = Cr, Fe, Co).
5. Groupe motopropulseur de véhicule automobile selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) (7 ; 7') met en œuvre une réduction catalytique du protoxyde d'azote (N2O) via l'ajout d'un agent réducteur, comme l'ammoniac (NH3), et/ou des hydrocarbures (HC), et/ou de l'hydrogène (H2) et/ou du monoxyde de carbone (CO).
6. Groupe motopropulseur de véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de post traitement du protoxyde d'azote (N2O) (7 ; 7') comprend un catalyseur à base de fer ou de cuivre déposé sur une zéolithe ou sur une alumine.
7. Groupe motopropulseur de véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de post- traitement du protoxyde d'azote (7) consiste en un volume catalytique supplémentaire disposé en aval du dispositif de post-traitement des oxydes d'azote (4) ou en ce que le dispositif de post-traitement du protoxyde d'azote (7') est mis en œuvre directement sur l'un des catalyseurs (4') déjà présents sur la voie d'échappement.
8. Groupe motopropulseur de véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs dispositifs de post-traitement des gaz d'échappement sur la voie d'échappement (3 ; 3'), de l'amont vers l'aval : un dispositif de traitement des oxydes d'azote (4), un filtre à particules (5), un dispositif de traitement du protoxyde d'azote (7), ou un dispositif de traitement des NOx (4'), un dispositif de traitement du protoxyde d'azote (7'), un filtre à particules (5').
9. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un groupe motopropulseur selon l'une des revendications précédentes.
10. Procédé de dépollution des gaz d'échappement d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend les deux étapes suivantes de traitement des gaz d'échappement sur la voie d'échappement (3 ; 3') : -traitement des oxydes d'azote (NOx) de sorte de réduire la quantité d'oxydes d'azote rejetée dans l'atmosphère par les gaz d'échappement ; puis
-traitement du protoxyde d'azote (N2O) de sorte de réduire la quantité de protoxyde d'azote rejetée dans l'atmosphère par les gaz d'échappement.
11. Procédé de dépollution des gaz d'échappement d'un véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'augmentation de la température des gaz d'échappements sur les points de fonctionnement du moteur les plus pénalisants en terme d'émission du protoxyde d'azote (N2O) afin d'obtenir dans ces phases une conversion maximale du protoxyde d'azote lors de l'étape de traitement du protoxyde d'azote (N2O).
PCT/FR2010/050388 2009-04-10 2010-03-08 Procede de diminution du protoxyde d'azote des gaz d'echappement de vehicule automobile WO2010116062A1 (fr)

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