Procedimiento para el tratamiento de los contaminantes contenidos en los gases de escape de un motor de combustión interna.

Procedimiento para el tratamiento de los contaminantes contenidos en los gases de escape de un motor decombustión interna que comprende un tubo (10) de escape con un catalizador (12) de oxidación seguido de un catalizador (16) de reducción catalítica selectiva y que comprende un cuerpo poroso químicamente activo con unpaso (42) químicamente inerte para los gases de escape que lo atraviesan,

así como unos medios (44) deobturación que controlan el acceso de este paso a dichos gases, y unos medios (54) de inyección de un agentereductor en dicho tubo aguas arriba de dicho catalizador de reducción catalítica selectiva, caracterizado por queconsiste, para una temperatura elevada de los gases de escape, en permitir la circulación de los gases de escapepor dicho paso para un funcionamiento estequiométrico o rico del motor, y, para un funcionamiento pobre del motor,en inyectar el agente reductor en el tubo de escape y en impedir la circulación de los gases de escape por dichopaso.

Procedimiento para el tratamiento de los contaminantes contenidos en los gases de escape de un motor de combustión interna La presente invención se refiere a una instalación para el tratamiento de los contaminantes contenidos en los gases de escape de un motor de combustión interna.

Se dirige en concreto, pero no exclusivamente, a un motor de encendido por chispa, en particular de tipo Gasolina o 10 Gas.

Esta invención se refiere también a un procedimiento que permite utilizar esta instalación de tratamiento de contaminantes.

Los contaminantes contenidos en los gases de escape de un motor resultantes de la combustión de una mezcla de carburos, son principalmente los hidrocarburos sin quemar (HC) , el monóxido de carbono (CO) y los óxidos de nitrógeno (NO y NO2) , más comúnmente denominados NOx.

A fin de respetar las normas medioambientales y de responder al endurecimiento de dichas normas, tales como las normas denominadas EURO V o EURO VI, es necesario tratar estos contaminantes antes de liberar los gases de escape en la atmósfera.

Tal y como se conoce de manera general, se colocan dispositivos de post-tratamiento de estos contaminantes en el tubo de escape de los vehículos. De este modo, el tratamiento de los HC y del CO se efectúa por el paso de estos gases de escape a través de un catalizador de oxidación de triple efecto, denominado catalizador de tres vías, gracias al cual los HC y el CO se oxidan. Además, los NOx se reducen en condiciones particulares de funcionamiento del motor, como el funcionamiento con una mezcla estequiométrica de carburos, mediante el paso a través de dicho catalizador.

Para poder tratar los NOx, en el caso en el que los gases son globalmente oxidantes, estos gases también atraviesan otro catalizador, denominado catalizador RCS (por Reducción Catalítica Selectiva) , que permite reducir selectivamente el nitrógeno de los NOx gracias a la acción de un agente reductor. Este agente puede ser amoníaco o un compuesto generador de amoníaco por descomposición, como la urea, que generalmente se inyecta aguas arriba del catalizador RCS. Este amoníaco se mezcla con los gases de escape, y además reacciona con los NOx de los gases de escape sobre el catalizador RCS, de acuerdo con varias reacciones químicas posibles.

Este agente también puede ser un hidrocarburo, hidrógeno, monóxido de carbono, …

Tal y como se describe de forma más particular en el documento EP 0 758 714, una instalación de este tipo comprende el tubo de escape del motor de combustión interna sobre el que se colocan, un catalizador de oxidación de tres vías, unos medios para inyectar un agente reductor y un catalizador de reducción catalítica selectiva.

El problema planteado con dicha instalación consiste en el hecho de que el catalizador de tres vías sólo funciona cuando alcanza su temperatura de arranque (o temperatura de “light off”) próxima a los 200ºC con una riqueza de la 45 mezcla de carburo del motor, que es estequiométrica, y el catalizador RCS es operativo con una mezcla pobre en carburos, del motor, con una temperatura de funcionamiento comprendida entre 180ºC y 550ºC.

Es por esta razón que se prevén, tal Y como se ilustra en el documento anteriormente mencionado, dos vías de circulación de los gases de escape, una vía que incluye el catalizador de tres vías y el catalizador RCS, y otra vía de 50 circulación que desemboca directamente a la entrada del catalizador de tres vías.

En el documento EP 1 602 403, el catalizador RCS comprende dos cuerpos activos, el uno a continuación del otro, con un paso de circulación de gases previsto en el cuerpo, aguas arriba.

Estas instalaciones, además del hecho de que son de una elaboración complicada y voluminosa con dos vías de circulación o un paso adicional de circulación de gases, requieren medios de válvula asociados a estrategias de accionamiento para controlar la circulación de los gases de escape por una u otra vía (o paso) .

Además, cuando los gases de escape recorren el catalizador RCS, estos gases muy calientes le ocasionan un 60 choque térmico. Dicho choque térmico puede dañarlo, en concreto cuando este choque es repetitivo y más particularmente cuando el catalizador RCS se encuentra a temperatura ambiente.

La presente invención se propone remediar los inconvenientes anteriormente mencionados, gracias a una instalación para el tratamiento de los gases de escape que tiene un diseño simple y un coste reducido.

A tal efecto, la presente invención se refiere a un procedimiento para el tratamiento de los contaminantes contenidos en los gases de escape de un motor de combustión interna que comprende: un tubo de escape con un catalizador de oxidación, seguido de un catalizador de reducción catalítica selectiva, que comprende un cuerpo poroso químicamente activo, con un paso químicamente inerte para los gases de escape que lo atraviesan, así como unos medios de obturación que controlan el acceso de este paso a dichos gases, y unos medios de inyección de un agente reductor en dicho tubo aguas arriba de dicho catalizador de reducción catalítica selectiva, caracterizado por que consiste, para una temperatura elevada de los gases de escape, en permitir la circulación de los gases de escape por dicho paso para un funcionamiento estequiométrico o rico del motor y, para un funcionamiento pobre del motor, en inyectar el agente reductor en el tubo de escape e impedir la circulación de los gases de escape por dicho paso.

El procedimiento también puede consistir en impedir la circulación de los gases de escape por dicho paso para un funcionamiento rico del motor y una temperatura baja de los gases de escape.

El procedimiento puede consistir en situar el paso en la región central del cuerpo del catalizador de reducción catalítica selectiva.

De este modo, gracias a la invención, y sea cual sea la configuración escogida, siempre se puede mantener un flujo de gases calientes a través del catalizador RCS para mantener su temperatura.

Además, el catalizador de tres vías, que está situado aguas arriba del catalizador RCS, permite realizar una oxidación de los NO a NO2, a la vez que permite aumentar la eficacia de este catalizador RCS.

Además, durante las fases de funcionamiento del motor a la temperatura elevada de los gases, todo o parte de estos gases pueden saltarse el catalizador RCS, a fin de mantener dicho catalizador a una temperatura inferior a su temperatura límite.

Del mismo modo y durante las fases de ralentí o de bajas cargas del motor, la posibilidad de controlar la travesía del flujo de los gases de escape a través del catalizador RCS, permite limitar la velocidad de enfriamiento de este catalizador.

El resto de características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto a continuación tras la lectura de la siguiente descripción, que se proporciona a título ilustrativo y en absoluto limitativo, refiriéndose a los dibujos adjuntos en los que:

- la figura 1 muestra esquemáticamente una instalación para el tratamiento de los gases de escape, de acuerdo con la invención en una primera configuración de funcionamiento; -la figura 2 muestra la instalación de la figura 1 en una segunda configuración de funcionamiento; y -la figura 3 muestra esta instalación en otra configuración de funcionamiento.

En la figura 1, la instalación de tratamiento comprende un tubo 10 de escape que permite evacuar los gases de escape (flecha A) procedentes de la combustión de una mezcla de carburos y contenida en un colector de escape (no representado) .

Este tubo incluye un catalizador 12 de oxidación de tres vías, situado lo más cerca posible de la entrada 14 de los gases de escape, seguido de un catalizador 16 RCS.

Como es bien sabido, el catalizador 12 de tres vías comprende un cajetín 18, preferentemente tubular, con una entrada 20 para los gases de escape y una salida 22 de estos gases. Este cajetín aloja, entre su entrada y su salida, un elemento 24 catalítico poroso, atravesado por los gases de escape (flecha B) , permitiendo de este modo descontaminarlos. Para ello, este elemento comprende un sustrato (o soporte) , por lo general de cordierita o metálico, en el que se depositan unas fases catalíticas a base de metales preciosos, como el paladio, el platino y/o el rodio.

Este catalizador de tres vías tiene la misión de oxidar los HC y el CO y de reducir los NOx durante los funcionamientos del motor con una mezcla estequiométrica de carburos.

El catalizador RCS también comprende una envoltura 26 tubular con una caja 28 de entrada de los gases procedentes de la salida del catalizador de tres vías y... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el tratamiento de los contaminantes contenidos en los gases de escape de un motor de combustión interna que comprende un tubo (10) de escape con un catalizador (12) de oxidación seguido de un 5 catalizador (16) de reducción catalítica selectiva y que comprende un cuerpo poroso químicamente activo con un paso (42) químicamente inerte para los gases de escape que lo atraviesan, así como unos medios (44) de obturación que controlan el acceso de este paso a dichos gases, y unos medios (54) de inyección de un agente reductor en dicho tubo aguas arriba de dicho catalizador de reducción catalítica selectiva, caracterizado por que consiste, para una temperatura elevada de los gases de escape, en permitir la circulación de los gases de escape por dicho paso para un funcionamiento estequiométrico o rico del motor, y, para un funcionamiento pobre del motor, en inyectar el agente reductor en el tubo de escape y en impedir la circulación de los gases de escape por dicho paso.

2. Procedimiento para el tratamiento de los contaminantes contenidos en los gases de escape de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que consiste en impedir la circulación de los gases de escape por dicho paso para un funcionamiento rico del motor y una baja temperatura de los gases de escape.

3. Procedimiento para el tratamiento de los contaminantes contenidos en los gases de escape de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que consiste en situar el paso (42) en la región central del cuerpo (36) del 20 catalizador (16) de reducción catalítica selectiva.