BR0303413B1

BR0303413B1 - método para dessulfatar um catalisador de armazenamento de óxido de nitrogênio.

Info

Publication number: BR0303413B1
Application number: BRPI0303413-5A
Authority: BR
Inventors: Michael Hoffmann; Harald Klein; Klaus-Ingo Prieger; Thomas Kreuzer
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2012-11-27
Also published as: DE50305883D1; CA2437069A1; US20040112042A1; DE10238771A1; BR0303413A; JP4171681B2; KR100959839B1; EP1391600A1; KR20040018228A; DE10238771B4; CA2437069C; EP1391600B1; JP2004084665A; US6973775B2

Description

"MÉTODO PARA DESSULFATAR UM CATALISADOR DE ARMAZENAMENTO DE OXIDO DE NITROGÊNIO"

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se à purificação do gás de exaustão de motores de queima pobre. Em particular, a in- venção refere-se a um método para dessulfatar um catalisador de armazenamento de óxido de nitrogênio que é um componente de um sistema de purificação de gás de exaustão de um motor de queima pobre.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Motores de queima pobre são operados primariamente com uma mistura pobre de ar/combustível; isto é, a mistura ar/combustível contém mais oxigênio do que é necessário para a completa combustão do combustível. A composição da mistura ar/combustível é descrita freqüentemente pela relação ar/combustível λ normalizada para as condições estequiomé- tricas; daqui por diante também referida como o coeficiente de excesso de ar. A relação ar/combustível para as condições estequiométricas tem um valor de 14,7 para os combustíveis de motores convencionais. 0 coeficiente de excesso de ar nesse caso é 1,0; no caso de deficiência de ar; isto é, em uma mistura rica de ar/combustível, λ é menor que 1,0; no caso de excesso de ar; isto é, em uma mistura pobre de ar/combustível, λ é maior que 1,0. Na ausência de absorção seletiva no motor dos componentes específicos dos gases de combustão, o gás de exaustão que deixa o motor possui o mes- mo coeficiente de excesso de ar como a mistura ar/combustível fornecida para o motor. Motores de queima pobre são diferenciados pelo me- nor consumo de combustível como comparado aos motores con- vencionais, que são operados primariamente com uma mistura estequiométrica de ar/combustível. Os motores de queima po- bre incluem os motores a gasolina desenvolvidos para opera- ção de queima pobre e motores diesel.

Devido ao alto teor de oxigênio da exaustão do mo- tor de queima pobre, é difícil reduzir os óxidos de nitrogê- nio (NOx) emitidos pelo motor de queima pobre até nitrogênio para torná-los inofensivos. Para remover os óxidos de nitro- gênio do gás de exaustão pobre dos motores de combustão in- terna, assim chamados catalisadores de armazenamento de óxi- dos de nitrogênio - daqui por diante referidos como catali- sador de armazenamento para curto período - foram desenvol- vidos. Os catalisadores de armazenamento adsorvem os óxidos de nitrogênio no gás de exaustão pobre na forma de nitratos e os libera novamente em gás de exaustão rico.

0 modo de operação e a composição dos catalisado- res de armazenamento de óxidos de nitrogênio são descritos, por exemplo, na Patente Européia EP 0 560 991 BI. 0 material de armazenamento usado nesses catalisadores contém pelo me- nos um componente selecionado a partir do grupo consistindo dos metais alcalinos (potássio, sódio, lítio, césio), dos metais alcalino-terrosos (bário, cálcio), ou dos metais de terras-raras (lantânio, ítrio). Os catalisadores de armaze- namento contêm platina como o elemento cataliticamente ati- vo. Sob as condições de oxidação do gás de exaustão; isto é, em operação da queima pobre, os materiais de armazenamento podem armazenar os óxidos de nitrogênio contidos no gás de exaustão na forma de nitratos. Isso requer, todavia, que os óxidos de nitrogênio; os quais dependendo do tipo de motor e de seu modo de operação consistem de aproximadamente 60% a .95% de monóxido de nitrogênio, sejam primeiramente oxidados até dióxido de nitrogênio. Isso ocorre sobre o componente platina do catalisador de armazenamento.

Uma vez que a capacidade do catalisador de armaze- namento é limitada, o catalisador precisa ser regenerado de tempos em tempos. Para esse propósito, o coeficiente de ex- cesso de ar da mistura ar/combustível fornecida ao motor, e desse modo também o coeficiente de excesso de ar do gás de exaustão que deixa o motor, precisam ser rebaixados rapida- mente até valores de menos que 1. Isso é referido como o en- riquecimento da mistura ar/combustível do gás de exaustão. Desse modo, durante essa rápida fase de operação, condições redutoras estão presentes no gás de exaustão antes do gás de exaustão adentrar no catalisador de armazenamento.

Sob as condições redutoras presentes durante a fa- se de enriquecimento, os óxidos de nitrogênio armazenados na forma de nitratos são liberados novamente (dessorvidos) e são reduzidos até nitrogênio sobre o catalisador de armaze- namento com simultânea oxidação do monóxido de carbono, hi- drocarbonetos e hidrogênio, como nos convencionais catalisa- dores de três vias. Esse processo é daqui por diante referi- do como regeneração de NOx.

A fase de armazenamento dura tipicamente 60 segun- dos, embora a regeneração requeira cerca de 5 a 20 segundos. O processo descrito foi desenvolvido para motores a gasolina operados sob condições de queima pobre, assim chamados motores de queima pobre. Até uns poucos anos atrás, esse processo poderia ser usado apenas até um nível limitado em motores diesel porque ele envolvia uma perda de conforto nas propriedades de curso do motor diesel durante a fase ri- ca (Publicação Alemã "Laid Open" DE 196 36 790 Al) . Entre- mentes, todavia, sistemas de controle de motores (por ex. , a Especificação de Patente Alemã DE 197 50 226 Cl correspon- dente a US 6.082.325) que permitem a rápida operação de com- bustão rica de um motor diesel sem qualquer perda notável de conforto foram desenvolvidos. Como um resultado, esse pro- cesso pode agora ser usado em motores diesel.

A despeito de seus grandes potenciais quanto à re- moção de óxidos de nitrogênio a partir do gás de exaustão dos motores diesel, os catalisadores de armazenamento de ó- xido de nitrogênio não são amplamente utilizados atualmente. Um problema significativo encontrado no uso dos catalisado- res de armazenamento de óxido de nitrogênio é o teor de en- xofre dos combustíveis, particularmente dos combustíveis di- esel . Vários compostos de enxofre são criados durante a com- bustão - óxidos de enxofre (SOx) em operação de queima po- bre. Os óxidos de enxofre envenenam os componentes de arma- zenamento do catalisador de armazenamento. Esse envenenamen- to ocorre essencialmente do mesmo modo como o armazenamento dos óxidos de nitrogênio. 0 dióxido de enxofre emitido pelo motor diesel é oxidado até trióxido de enxofre sobre o metal nobre cataliticamente ativo do catalisador de armazenamento. O trióxido de enxofre reage com os materiais de armazenamen- to do catalisador de armazenamento em presença do vapor d'água contido no gás de exaustão para formar os sulfatos correspondentes. Uma desvantagem particular é que a absorção do trióxido de enxofre é preferido comparado â absorção dos óxidos de nitrogênio, e os sulfatos formados são muito está- veis termicamente. Desse modo, a formação dos sulfatos com- pete com o armazenamento dos óxidos de nitrogênio (NOx), e a capacidade de armazenamento de oxido de nitrogênio do cata- lisador é claramente reduzida devido ao envenenamento com os óxidos de enxofre. Conseqüentemente, os óxidos de enxofre armazenados precisam ser, portanto, removidos do catalisador de armazenamento de tempos em tempo para restaurar a comple- ta capacidade de armazenamento de oxido de nitrogênio.

A remoção dos óxidos de enxofre requer condições especiais que são distintas das condições para regeneração de NOx; em outras palavras, durante a regeneração de NOx não existe remoção de componentes enxofre do catalisador de ar- mazenamento, um processo daqui por diante referido como des- sulfatação. Para a dessulfatação, o catalisador de armazena- mento precisa ser operado sob condições redutoras; isto é, com exaustão rica. Adicionalmente, altas temperaturas do gás de exaustão são requeridas para aquecer o catalisador. A temperatura do catalisador requerida para a dessulfatação depende do tipo do material usado para armazenamento. Tipi- camente, as temperaturas requeridas para a dessulfatação es- tão acima de 650 °C. Esse é um parâmetro crítico, uma vez que em temperatura baixa a dessulfatação se processa muito lentamente, e em temperaturas excessivamente altas o catali- sador de armazenamento pode ser danificado permanentemente pela ação do calor.

A Publicação Alemã "Laid Open" DE 198 27 195 Al descreve um método para a dessulfatação de um catalisador de armazenamento de NOx disposto na região de exaustão de um motor de combustão interna de queima pobre. Para dessulfatar esse catalisador de armazenamento de NOx, o motor de combus- tão interna é operado em vários ciclos rico/pobre após uma pré-definida temperatura de dessulfatação ter sido atingida. Na fase rica desses ciclos, o valor de lambda é reduzido até preferivelmente 0,95. Isso acelera significativamente a e- missão do enxofre depositado como dióxido de enxofre, ao mesmo tempo em que ocorre uma indesejável formação de sulfe- to de hidrogênio apenas com um lapso de tempo. A duração da fase rica é selecionada em um modo tal que não existe emis- são notada de sulfeto de hidrogênio. Os períodos rico e po- bre dos ciclos são preferivelmente de 2 a 10 segundos e de 2 a 6 segundos, respectivamente.

O Pedido Alemão "Laid Open" DE 198 49 082 Al des- creve um método adicional para a dessulfatação de um catali- sador de armazenamento de NOx disposto na região de exaustão de um motor de combustão interna de queima pobre. Após que uma pré-definida baixa temperatura de dessulfatação de cerca de 600 0C tenha sido atingida, o valor de lambda do gás de exaustão é inicialmente reduzido até um valor constante de cerca de 0,98 durante um período específico de tempo. Em se- guida, o motor de combustão interna é operado com um valor de lambda oscilante, onde o valor médio é reduzido de 0,98 até um valor de 0,93 a 0,95 como uma função do tempo. A fre- qüência de oscilação está entre 0,1 e 0,2 Hz. Para aumentar a taxa de dessulfatação, a temperatura média do catalisador é aumentada até aproximadamente 700 0C a 72 0 °C.

Nem DE 198 27 195 Al, nem DE 198 49 082 Al, dão qualquer indicação com relação aos meios usados para aumen- tar a temperatura do catalisador de armazenamento de NOx até a temperatura de dessulf atação bem como de que forma a tem- peratura é medida. É factível, por exemplo, instalar um sen- sor de temperatura no corpo do catalisador de armazenamento de NOx. Tecnicamente, todavia, isso faz pouco sentido porque as rachaduras que se iniciam a partir desse local de insta- lação e se propagam dentro do corpo do catalisador de arma- zenamento de NOx devido às tensões causadas pela alternância térmica durante a operação podem eventualmente destruir o catalisador de armazenamento de NOx.

A Publicação "Laid Open" DE 100 2 6 762 Al descreve um método adicional para a dessulfatação de um catalisador de armazenamento de NOx. A montante e a jusante do catalisa- dor de armazenamento de NOx um termopar para a medição da temperatura e um sensor de λ/ΝΟχ são respectivamente dispos- tos na região de exaustão. 0 sistema verifica se a regenera- ção de SOx é requerida mediante o uso de um adequado modelo matemático, uma comparação dos sinais de lambda de um sensor de banda larga após o catalisador de armazenamento de NOx durante a performance, uma comparação do sinal de lambda an- tes e após o catalisador durante a regeneração de NOx, ou o sinal de um sensor de NOx durante a fase pobre. Se for de- terminado que a regeneração de SOx é requerida, a temperatu- ra de exaustão é primeiramente aumentada até a temperatura de dessulfatação de entre 500 0C e 800 °C. A regeneração de SOx é efetuada mediante a alternância de operação ri- ca/pobre. Os intervalos de alternância de operação ri- ca/pobre são opcionalmente controlados através de períodos constantes de tempo ou através de sensores de temperatura em um modo tal que a temperatura de exaustão é mantida dentro de uma faixa de temperatura ótima para o processo de dessul- fatação; isto é, entre 500 0C e 800 °C.

Para o aumento da temperatura durante a regenera- ção de SOx; isto é, dessulfatação, DE 100 26 762 propõe in- jeção adicional de combustível (com e sem componente de tor- que), combustão retardada, combustão em multiestágio ou mei- os externos de aquecimento. De acordo com DE 100 26 762 Al, a temperatura durante a dessulfatação é monitorada ou atra- vés de um adequado modelo matemático ou através de sensores de temperatura dispostos a montante e a jusante do catalisa- dor de armazenamento. 0 uso de um modelo matemático para controlar a temperatura de exaustão aparenta ser muito ar- riscado porque ele não monitora a temperatura real de exaus- tão, de modo que os danos ao catalisador; como um resultado das temperaturas excessivamente altas do gás de exaustão, não podem ser excluídos. Nem tampouco a medição da tempera- tura a montante do catalisador proporciona qualquer informa- ção acerca de temperatura real dentro do catalisador. A me- dição da temperatura de exaustão a jusante do catalisador é também um risco porque uma temperatura de exaustão excessi- vamente alta é detectada apenas após o catalisador já ter sido danificado.

A presente invenção se direciona a essas deficiên- cias da arte já existente mediante o provimento de um método para a dessulfatação de um catalisador de armazenamento que pode ser realizado com pouco controle, complexidade e que previne de modo amplo os danos ao catalisador de armazena- mento devido às temperaturas excessivamente altas durante a dessulfatação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção proporciona um método para dessulfatar um catalisador de armazenamento de oxido de ni- trogênio que contém óxidos de nitrogênio e óxidos de enxofre armazenados e que é um componente de um sistema de purifica- ção do gás de exaustão de um motor de queima pobre. A fim de iniciar a dessulfatação, a temperatura do catalisador é au- mentada sob condições de exaustão pobre até o ponto no qual a dessorção térmica dos óxidos de nitrogênio armazenados no catalisador começa. 0 início da dessorção térmica dos óxidos de nitrogênio é usado como o sinal para enriquecer a mistura ar/combustível para realizar a dessulfatação.

O método pode ser usado para todos os catalisado- res de armazenamento convencionais. Adequados componentes de armazenamento são compostos oxídicos de pelo menos um compo- nente do grupo consistindo de metais alcalinos (potássio, sódio, lítio, césio), de metais alcalino-terrosos (magnésio, bário, cálcio, estrôncio) e metais de terras-raras (cério, lantânio, ítrio). O elemento cataliticamente ativo contido no catalisador de armazenamento é preferivelmente a platina. Esses materiais são capazes de adsorver os óxidos de nitro- gênio no gás de exaustão do motor de queima pobre. Dependen- do do material selecionado, essa adsorção ocorre em uma fai- xa de temperatura de entre 300 0C e 500 °C.

De acordo com uma modalidade, a presente invenção proporciona um método para a dessulfatação de um catalisador de armazenamento de óxido de nitrogênio, onde o referido ca- talisador de armazenamento de óxido de nitrogênio contém ó- xidos de nitrogênio e óxidos de enxofre armazenados e é um componente de um sistema de purificação de gás de exaustão de um motor de queima pobre, o referido método compreenden- do: aumentar a temperatura de um de um catalisador sob con- dições de exaustão pobre até uma temperatura na qual a des- sorção térmica dos óxidos de nitrogênio começa; e enriquecer a mistura ar/combustível, onde o referido enriquecimento é iniciado no começo da referida dessorção térmica, e a refe- rida dessorção térmica serve como um sinal para começar o referido enriquecimento dessulfatando desse modo o catalisa- dor de armazenamento de óxido de nitrogênio.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A presente invenção será agora descrita em conjun- to com as modalidades preferidas. Essas modalidades são a- presentadas para ajudar em uma compreensão da presente in- venção e não são pretendidas, e não deverão ser considera- das, a limitar a invenção de nenhum modo. Todas as alterna- tivas, modificações e equivalentes que possam se tornar evi- dentes para aqueles com usual experiência na arte quando da leitura dessa revelação estão incluídas no espírito e escopo da presente invenção.

Essa revelação não é uma iniciação acerca de cata- lisadores. Os conceitos básicos conhecidos por aqueles com experiência na arte não são apresentados em detalhes.

A presente invenção está direcionada a um método para dessulfatação de catalisadores de armazenamento de óxi- dos de nitrogênio. 0 método inicia com a regeneração de NOx. A regeneração de NOx dentro do escopo dessa invenção é defi- nida como a liberação dos óxidos de nitrogênio adsorvidos usando condições redutoras. As condições redutoras são ajus- tadas através do enriquecimento da mistura ar/combustível aos coeficientes de excesso de ar de entre 0,9 e 0,99. os óxidos de nitrogênio são em seguida dessorvidos sem requerer qualquer aumento significativo de temperatura no catalisador de armazenamento. Desse modo, a regeneração de NOx ocorre essencialmente no mesmo intervalo de temperatura no qual a adsorção ocorre sob condições de exaustão pobre. A experiên- cia tem mostrado que a regeneração de NOx do catalisador de armazenamento é necessária aproximadamente a cada 1 a 2 mi- nutos .

Todavia, os óxidos de nitrogênio podem ser também liberados sob condições de exaustão pobre mediante um cor- respondente aumento na temperatura. Dentro do escopo da in- venção isso é referido como dessorção térmica dos óxidos de nitrogênio. As temperaturas requeridas para a dessorção tér- mica são tipicamente de cerca de 50 0C a 300 0C acima da faixa de temperatura onde ocorre a adsorção.

Em seguida da regeneração de NOxj existe a dessul- fatação. A ligação dos óxidos de enxofre aos componentes de armazenamento é mais forte que a ligação dos óxidos de ni- trogênio aos componentes de armazenamento. Como um resulta- do, a dessulfatação; isto é a dessorção dos óxidos de enxo- fre sob as condições redutoras do gás de exaustão, requer temperaturas mais altas do catalisador de armazenamento que de regeneração de NOx, o que é induzido através de uma e- xaustão rica. Normalmente, a faixa de temperatura para a dessulfatação se sobrepõe com a faixa de temperatura para a dessorção térmica dos óxidos de nitrogênio. De acordo com a invenção, o início da dessorção térmica dos óxidos de nitro- gênio é, portanto, usada como o indicador de que a tempera- tura do catalisador de armazenamento é suficiente para a subseqüente dessulfatação. Após a dessorção dos óxidos de nitrogênio ter sido detectada, o sistema de controle do mo- tor é portanto instruído para comutar a operação do motor de queima pobre até uma mistura rica ar/combustível.

Especificamente, o método envolve as etapas se- guintes. Um processo de decisão, que não faz parte do escopo da invenção, é usado para determinar se a dessulfatação é necessária para restaurar a capacidade de armazenamento de oxido de nitrogênio do catalisador de armazenamento. Essa decisão pode ser feita de diferentes modos como descrito, por exemplo, em DE 100 26 762 Al. A concentração de óxidos de enxofre na exaustão de um motor diesel é substancialmente mais baixa que a concentração de óxidos de nitrogênio. A dessulfatação do catalisador de armazenamento é desse modo requerida menos freqüentemente que a regeneração de NOx do catalisador. No caso mais simples, a dessulfatação pode ser realizada, por exemplo, em fixados intervalos de distância, após um número predefinido de regenerações de NOx ou após o consumo de uma quantidade predeterminada de combustível.

Após a decisão de realizar a dessulfatação ter si- do tomada, a temperatura do catalisador é aumentada durante uma fase quando o motor de queima pobre é operado com uma mistura ar/combustível pobre; isto é, durante uma fase quan- do óxidos de nitrogênio são armazenados sobre o catalisador de armazenamento, até que a dessorção térmica dos óxidos de nitrogênio inicie. Uma vez que a exaustão nesse momento seja pobre - diferentemente que na regeneração normal de NOx - os óxidos de nitrogênio dessorvidos deixam o catalisador de ar- mazenamento sem redução e podem ser detectados usando, por exemplo, um sensor de óxido de nitrogênio; o qual é disposto a jusante do catalisador, no sistema de purificação do gás de exaustão. 0 início da dessorção térmica dos óxidos de ni- trogênio é usado como o sinal de que a temperatura do cata- lisador de armazenamento atingiu um nível suficiente para a dessulfatação e que a dessulfatação pode, ser iniciada atra- vés do enriquecimento do gás de exaustão.

A dessulfatação propriamente pode ser realizada usando um método convencional conhecido na arte, preferível- mente usando a alternância de operação pobre/rica com ampli- tudes e freqüências adequadas. Para assegurar uma detecção confiável e reprodutí- vel dos óxidos de nitrogênio liberados durante o aumento da temperatura do catalisador de armazenamento sob condições de exaustão pobre, as medidas requeridas para aumentar a tempe- ratura são preferivelmente introduzidas apenas direcionadas ao final de uma fase de armazenamento para os óxidos de nitro- gênio, de modo a assegurar um estado definido de carregamen- to com óxidos de nitrogênio do catalisador de armazenamento.

O aumento da temperatura do catalisador de armaze- namento requerido para a dessulfatação pode ser conseguido através de meios externos de aquecimento, ou mediante o a- quecimento do gás de exaustão usando medidas relativas ao motor. Para o aquecimento externo do catalisador, o aqueci- mento elétrico do catalisador de armazenamento pode ser usa- do. Medidas adequadas relativas ao motor para aquecer o gás de exaustão nos motores diesel modernos incluem a injeção adicional de combustível, combustão retardada ou combustão em multiestágio.

A duração da dessulfatação está limitada a 1 a 20 segundos, preferivelmente de 1 a 15 segundos, particularmen- te pref erivelmente de 2 a 10 segundos. A dessulf atação é, portanto, pulsada. A duração ótima do pulso de dessulfatação depende das considerações seguintes. Diferentemente da rege- neração de NOx, não é desejável na dessulfatação reduzir os óxidos de enxofre dessorvidos. Ao contrário, o enxofre arma- zenado sobre o catalisador deverá ser liberado para dentro do ambiente o mais completamente possível na forma de dióxi- do de enxofre. A redução dos óxidos de enxofre induz o sul- feto de hidrogênio a se formar, o qual é significativamente mais tóxico que o dióxido de enxofre. A formação de sulfeto de hidrogênio é largamente suprimida pelo oxigênio armazena- do no sistema de purificação de gás de exaustão durante a operação de queima pobre do motor diesel. Uma vez o oxigênio armazenado tenha sido consumido, os óxidos de enxofre des- sorvidos são reduzidos até sulfeto de hidrogênio sobre o ca- talisador de armazenamento. A dessulfatação precisa ser, portanto, interrompida a tempo para prevenir a excessiva e- missão de sulfeto de hidrogênio. Essa abordagem requer des- sulfatação relativamente freqüente para minimizar a concen- tração média de sulfato sobre o catalisador de armazenamen- to. Os ciclos de dessulfatação após aproximadamente 1000 a10000 ciclos de regeneração de NOx têm se provado ser ade- quados. O número ótimo de ciclos de regeneração de NOx entre dois ciclos de dessulfatação depende da composição do cata- lisador de armazenamento e do teor de enxofre do combustível.

Para obter uma dessulfatação mais forte que aquela que é possível na dessulfatação pulsada acima descrita, o coeficiente de excesso de ar da mistura ar/combustível for- necida ao motor diesel pode ser modulada durante a dessulfa- tação entre um valor de menos de 1 e um valor de mais de 1, preferivelmente a uma freqüência entre 1 e 5 Hz. A freqüên- cia de modulação dessa dessulfatação oscilante é selecionada em um modo tal que o oxigênio armazenado no sistema de puri- ficação do gás de exaustão durante as fases ricas é usado. Durante as fases pobres, o oxigênio é novamente armazenado no sistema de purificação do gás de exaustão. Isso requer uma duração das fases pobres entre as fases ricas de 2 a 15 segundos no máximo. Na operação oscilante rica-pobre, as fa- ses pobres podem não ser muito curtas pelo fato das capaci- dades de armazenamento de oxigênio no sistema de purificação do gás de exaustão não estarem suficientemente preenchidas. lsso aumenta o risco de emissão de enxofre na forma de sul- feto de hidrogênio e sulfeto de carbonila (COS). A duração ótima das fases pobres depende da quantidade dos componentes de armazenamento de oxigênio contidos no sistema de purifi- cação do gás de exaustão, do tipo de material, da temperatu- ra do catalisador de armazenamento, e da extensão das fases ricas subseqüentes. A experiência tem mostrado que fases po- bres acima de 15 segundos induzem a temperatura do catalisa- dor a cair de modo que o catalisador precisa ser re- aquecido.

Como pode ser notado a partir das explanações aci- ma, os parâmetros ótimos para as duas estratégias de dessul- fatação descritas dependem da capacidade de armazenamento de oxigênio no sistema de purificação do gás de exaustão. Como um resultado, eles podem ser influenciados at dos componen- tes de armazenamento de oxigênio com os quais o catalisador de armazenamento está equipado. Preferivelmente, componentes de armazenamento à base de oxido de cério são acrescentados ao catalisador de armazenamento.

A dessulfatação aumenta o consumo de combustível devido às altas temperaturas de catalisador requeridas e do necessário enriquecimento da mistura ar/combustível. Esse consumo adicional de combustível pode ser mantido baixo se a dessulfatação é realizada apenas durante as fases quando o motor diesel opera a uma alta carga e em temperaturas de e- xaustão correspondentemente altas. Nesse caso, apenas um li- geiro aumento de temperatura, ou até mesmo nenhum aumento adicional de temperatura, é requerido para a dessulfatação.

O começo da dessorção térmica dos óxidos de nitro- gênio durante o aquecimento do catalisador de armazenamento - que é importante para o método - é preferivelmente deter- minado com a ajuda de um sensor de óxido de nitrogênio inse- rido no sistema de purificação do gás de exaustão a jusante do catalisador de armazenamento. Um sensor de óxido de ni- trogênio também avalia as repentinas variações de oxigênio e pode, portanto, ser usado para controlar a mistura ar/combustível. Opcionalmente, um sensor de oxigênio pode ser também disposto no sistema de purificação do gás de e- xaustão a montante do catalisador de armazenamento.

Claims

1. Método para dessulfatar um catalisador de arma- zenamento de oxido de nitrogênio, onde o referido catalisa- dor de armazenamento de nitrogênio contém óxidos de nitrogê- nio e óxido de enxofre armazenados e é um componente de um sistema de purificação de gás de exaustão de um motor de queima pobre, o referido método sendo CARACTERIZADO pelo fa- to de que compreende: (i) aumentar a temperatura do catalisador sob as condições de exaustão pobre até uma temperatura na qual a dessorção térmica dos óxidos de nitrogênio começa; e (ii) enriquecer a mistura ar/combustível, onde o referido enriquecimento é começado no início da referida dessorção térmica, e a referida dessorção térmica serve como um sinal para começar o referido enriquecimento, induzindo desse modo a dessulfatação do catalisador de armazenamento de óxido de nitrogênio.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido aumento de tempe- ratura ocorre através de meios externos de aquecimento ou mediante o uso de medidas relativas ao motor para aquecer o gás de exaustão.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as medidas relativas ao motor para aquecer o gás de exaustão são selecionadas a partir do grupo consistindo de injeção adicional de combustível, com- bustão retardada e combustão em multiestágio.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a relação ar/combustível nor- malizada para as condições estequiométricas é rebaixada até um valor de entre 0,8 e 0,99 durante a dessulfatação.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a duração da dessulfatação está limitada de 2 a 10 segundos.

6. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que durante a dessulfatação, a relação ar/combustível normalizada até condições estequiomé- tricas está modulada entre um valor de menos de 1 e um valor de mais de 1 a uma freqüência de entre 1 e 5 Hz.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o início da dessorção térmica dos óxidos de nitrogênio durante o aquecimento do catalisa- dor de armazenamento é determinado com a ajuda de um sensor de nitrogênio que é inserido dentro do sistema de purifica- ção do gás de exaustão a jusante do catalisador de armazena- mento de oxido de nitrogênio.