Caracterización experimental de un catalizador de tres vías para su aplicación en motores GLP

Abstract

[ES] Desde hace años se ha producido un incremento de la presión por parte de los organismos reguladores para limitar las emisiones contaminantes por parte de los motores térmicos empleados como sistemas propulsivos en medios de transporte. Esto se ha traducido en la entrada en vigor de normativas con pruebas de homologación más estrictas, menores umbrales para las emisiones permitidas y un aumento de las especies reguladas. En este contexto, los sistemas de post-tratamiento se han vuelto una solución tecnológica para la reducción de emisiones de uso imprescindible para el cumplimiento de estas normativas. El sistema de post-tratamiento empleado en los motores de encendido provocado para la reducción de las emisiones contaminantes gaseosas es el catalizador de tres vías (TWC por sus siglas en ingles). El catalizador de tres vías es un sistema que permite la eliminación simultanea de HC, CO y NOx en motores en los que se producen combustiones con dosados próximos al estequiométrico, lo que lo hace adecuado tanto para motores de gasolina como de gas natural. En el presente trabajo se busca definir una metodología para la caracterización experimental de un catalizador de tres vías, empleado en un motor GLP, en un banco de gases sintéticos, instalación que permite un control preciso de la composición y temperatura de la mezcla de gases que se introducirá al catalizador. Esta metodología se definirá para obtener información de la eficiencia y selectividad del catalizador cuando trabaja frente a diferentes composiciones representativas de la composición del gas de escape real del motor funcionando con diferentes combustibles. Estos ensayos se realizarán empleando diferentes temperaturas y caudales de gas. Los resultados obtenidos se procesarán y analizarán para comprender la operación del sistema y la influencia que tienen aspectos tales como la composición de los hidrocarburos y la presencia de hidrogeno en el sistema.

[EN] For years there has been increased pressure from regulatory bodies to limit polluting emissions from thermal engines used as propulsive systems in means of transport. This has resulted in the entry into force of regulations with stricter approval tests, lower thresholds for permitted emissions and an increase in regulated species. In this context, post-treatment systems have become a technological solution for the reduction of emissions essential for compliance with these regulations. The post-treatment system used in ignition engines to reduce gaseous pollutant emissions is the three-way catalyst (TWC).The three-way catalyst is a system that allows the simultaneous removal of HC, CO and NOx in engines where combustion occurs with dosages close to the stoichiometric, which makes it suitable for both gasoline and natural gas engines. This paper seeks to define a methodology for the experimental characterization of a three-way catalyst, used in an LPG engine, in a synthetic gas bench, installation allowing precise control of the composition and temperature of the gas mixture introduced into the catalyst. This methodology shall be defined to obtain information on the efficiency and selectivity of the catalyst when working with different compositions representative of the actual exhaust gas composition of the running engine.These tests shall be performed using different temperatures and gas flows. The results obtained will be processed and analyzed to understand the operation of the system and the influence of aspects such as the composition of hydrocarbons and the presence of hydrogen in the system.