ADITIVOS EN EL COMBUSTIBLE

CATALIZADOR DEPOSITADO EN LAS PAREDES DEL FILTRO

Regeneración catalítica

Óxidos de Co, Co,V. K como aditivo.

Filtros CRT (Continuously Regenerating Trap)

C

CO + CO2

O2 Catalizador

O O

Catalizador

NO NO2

Regeneración asistida por plasma(generación de radicales)

HC

Eliminación de NOx

Tecnologías emergentes

RCS de NOx con hidrocarburos

Trampas catalíticas de NOx

CmHm + (2m + 0.5 n) NO (m + 0.25 n) N2 + m CO2 + 0.5 n H2OCmHm + (m + 0.25 n) m CO2 + 0.5 n H2O

Eliminación de NOx en mezclas pobres.RCS de NOx con hidrocarburos

Catalizadores para la RCS de NOx

Mecanismo de la SCR de NOx con HC

CxHy + zO2

Adsorción

CxHyO2zSI SIIInteracción

DesorciónN2 , CO2 , H2O

NOAdsorción + O2

NO2

Catalizador bifuncional(Ej. Co,Pt - Zeolita)

Trampas catalíticas

oxidación de NO a NO2

Ba(NO3)2 + HC + O2 → BaO + N2 + CO2 + H2O

regeneración del óxido en atmósfera reductora.

adsorción en forma de nitratoNO2 + ½ O2 + BaO → Ba(NO3)2

Trampas catalíticas

En motores ciclo Otto que en un futuro operen con mezclas pobres la atmósfera reductora se obtiene mediante modificaciones periódicas de la relación aire - combustible.

En motores Diesel :

Funcionamiento

Ventana de operación de la trampa catalítica

100 200 300 400

He

K(7.5)/La2O3NO+O2

K(7.5)/La2O3 NO

La2O3 NO+O2

La2O3 NO

100 200 300 4001,00

1,05

1,10

1,15

1,20

1,25Comparación de adsorción de NO y NO+O2

NOx

Mas

a re

lativ

a

Temperatura (°C)

150 300

NO+O2NO+O2

200 400

150 300

H2 H2H2

200 4000,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

M

asa

rela

tiva

200 400

Ciclos adsorción - regeneración

Temperatura (°C)

Co,K-La2O3

250 300 350 400 450 500

H2

m14

m28

m30In

tens

ity (a

.u.)

Temperature (°C)250 300 350 400 450 500

m28

He

m30

m46

Temperature (°C)

Inte

nsity

(a.u

.)Análisis de la fase gas durante la regeneración

soot particlesand NO

CATALYTIC FILTERNitrates

SIMULTANEOUS SOOT AND NOX TRAP

2NO + O2 = 2NO2

3NO2 + La2O3 + 4.5O2 = 2La(NO3)3

C(soot) + La(NO3)3 = CO2 , N2

0.90

0.92

0.94

0.96

0.98

1.00

1.02

1.04

Rel

ativ

e m

ass

a

b

O2(He)He

100 200 300 400

100 200 300 400

Deriv

ativ

es (a

.u.)

Temperature (°C)

Reacción hollín + nitratos

Study of the reaction between soot and adsorbed NOx in the absence of oxygen. Catalyst pre-treated with NO(4%) + O2(18%) up to 370°C and then mixed with soot (20/1) (continues line). Catalyst mixed with soot (dash line).

Combustibles alternativos

Gas natural; menor emisión de HC, PM, CO.No hay emisiones evaporativas.Mayor emisión de NOx

Hidrógeno: usado en celdas de combustible, emisiones nulas.

Biodiesel: emisiones similares. Menor acumulaciónde CO2 en la atmósfera (menor efecto invernadero)

Autos eléctricos: si toman energía de la red, solo semodifica el sitio de la emisión.

BIODIESEL

Triglicérido + metanol metilester + glicerolNaOH

Triglicéridos: aceites vegetales (soja), grasas animales.

Metiléster: combustible con propiedades similaresal gasoil.

BIODIESEL VS DIESEL

Baja toxicidad. Diesel/Biodiesel : 300

Biodegradable : igual que el azúcar.

No hay emisión de compuestos de azufre.

Menor emisión de partículas, CO e HC.

Mayor emisión de óxidos de nitrógeno.

Menor valor energético por kg.

Similar emisión de CO2 por kg.

Menor impacto en efecto invernadero.

Logros de las tecnologLogros de las tecnologíías de tratamiento as de tratamiento de las emisiones de vehde las emisiones de vehíículosculos

1. Los automóviles actuales han logrado unas reducciones en la emisiones de 98% en HCs, 96% en CO y 95% en NOx comparado con las emisiones de los años 70.

2. En los años 70 y 80 muchos expertos predecían precios inabordables en los coches que alcanzaran las reducciones de emisiones, mayor consumo, menores prestaciones y poca elección. La realidad actual es la contraria con una gran oferta de vehículos poco contaminantes, de bajo consumo y a precios asequibles.

3. Debido a que los catalizadores de escape se envenenan con Pb, este aditivo ha sido sustituido en las gasolinas por otros no contaminantes.

4. Cerca de 500 millones de coches han sido vendidos en el mundo con sistemas avanzados de control de emisiones.

5. En el años 2000 el 100% de los coches vendidos en UE, USA y Japón estaban equipados con convertidor catalítico y el 85% de los vendidos en todo el mundo.