On the performance of oxidation catalysts and SCR catalysts in the presence of alkali compounds representative of biofuel contaminants : from the commercial catalysts to the active phase
Sur la performance de catalyseurs d'oxydation et des catalyseurs SCR en présence d'alcali composés représentatifs de polluants de biocarburant : des catalyseurs commerciaux à la phase active
Résumé
Due to global lean exhaust gas and new emission regulations, exhaust after-treatment systems of diesel engines are getting more and more sophisticated and comprise a series of catalytic units. In the present work, two of these catalytic systems were studied, Diesel Oxidation Catalysts (DOC) and Selective Catalytic Reduction (SCR) catalysts. Particular attention is paid to their performance in the presence of alkali compounds when bio-diesel is utilized as the alternative fuel.Firstly, this thesis focuses on the catalytic behavior of the Diesel Oxidation Catalyst using different aging characteristics of road mileage in order to improve the efficiency of an ammonia SCR system on an after-treatment line composed by a DOC + DPF + SCR. The studied catalyst is a commercial diesel oxidation catalyst (Pt/Pd/Al2O3) provided by Continental. Hydrothermal aging under different conditions on carrots of monolith were performed. Also studied in the monolith form over the commercial DOC, the influence of the addition of different alkali metal species (K and Na) on the commercial DOC through catalytic tests performed on this structured catalyst under multicomponent (C3H6 / CO / NO / NO2) co-feeding conditions was explored. Aiming at investigating the effects of the presence of different alkali metal species on the DOC at the level of active phase, homemade bimetallic DOC is prepared and then different alkali metal species incorporated. Finally, encouraged by the evident influence of alkali compounds on DOCs, their impacts on the downstream SCR catalysts are also studied in this thesis. The studied SCR catalyst is a commercial V2O5-based catalyst provided by UMICORE company.
En raison des de l’augmentation de la pollution à l’échelle mondial du notamment aux gaz d'échappement des automobiles, de nouvelles réglementations d'émissions ont été mises en place depuis les années 1990. Ces règlementations ont conduit à une évolution des carburants traditionnels vers les biocarburants et à des systèmes de post-traitement des gaz d'échappement, notamment pour les moteurs diesel, de plus en plus sophistiqués. Ils comprennent à ce jour une série d'unités catalytiques, contenant un filtre à particules, un catalyseur d’oxydation pour traiter le monoxyde de carbone et les hydrocarbures et enfin un catalyseur pour réduire les oxydes d’azote. Dans ce travail de thèse, deux de ces systèmes catalytiques industriels ont été étudiés, les catalyseurs à l'oxydation diesel (DOC) et les catalyseurs de réduction catalytique sélective (SCR). Une attention particulière est accordée à leur performance en présence de composés métaux alcalins. En effet, les alcalins sont présent dans les biocarburants et lorsque le biodiesel est utilisé comme carburant de remplacement, ils vont donc être présents dans les gaz d’échappement et à priori dans les systèmes de post-traitement.
Domaines
Génie chimique
Origine : Version validée par le jury (STAR)