Brevet FR2187404A1 — publié le 19740118

La présente invention concerne un procède d'oxydation catalytique pour l'épuration des gaz toxiques et notamment des gaz d'échappement des moteurs thermiques. De façon plus particulière l'invention concerne un catalyseur de traitement des gaz. Il est classique, dans les procédes d'oxydation catalytique des gaz, et en particulier de ltoxyde de carbone, d'utiliser des catalyseurs à base de cuivre, de chrome ou de manganèse sous forme d'oxydes, ou de bioxydes destinés à fixer l'oxygène sur un support poreux. En général, les nombreux procédés existants ne fonctionnent qu'à température élevée, vers 2500 C, ce qui est un inconvénient, notamment lorsque la température fes gaz à épurer ntat- teint pas le seuil nécessaire pour obtenir un bon rendement du catalyseur. Il est connu également qu'un grand nombre de catalyseurs susceptibles de travailler à plus basse température, I25 à 2500 C, ne peuvent fonctionner qu'en l'absence de molécules d'eau, et ne conviennent plus, par conséquent, à 11 épuration catalytique de gaz lavés qui entrainent alors une quantité importante d'eau. La présente invention concerne un catalyseur d'oxydation qui n'offre aucun des inconvénients précités, et permet en outre l'avantage d'épurer aussi bien en présence d'eau qu'à sec, et à basse température entre 10 et 900C, comme à temperature élevée, entre 250 et 60000. La présente invention a notamment pour but de fournir un procédé de traitement des gaz qui n1 est pas seulement réservé à l'oxyde de carbone, mais s'étend également au traitement de l'anhydride carbonique, des oxydes d'azote, de l'anhydride sulfureux, et d'autres gaz contenus dans l'échappement des moteurs thermiques notamment. Suivant une autre caractéristique du procédé, il a été constaté qu'il était intéressant d'utiliser pour la préparation des catalyseurs, non seulement des oxydes métalliques, mais particulièrement des composés d'addition choisis parmi les combinaisons d'un amide utilisé comme donneur électronique, et susceptible de produire une liaison entre un atome d'azote et un ion métallique autre que Fe, Cr, Zn ou Cu. Il a éte trouvé avantageux également d'utiliser des supports oxydants susceptibles d'absorber rapidement l'oxygène de l'air, même en présence d'eau, et particulièrement par introduction d'oxygène par la molécule d'eau elle-même. L'invention s'étend également aux produits obtenus à l'aide du procédé ci-dessus. Le produit de départ essentiel dans le procédé d'oxydation des gaz caractéristique de l'invention est la préparation des composes d'addition. L'exemple suivant illustre l'invention sans toutefois la limiter. On prépare un melange de 100 parties d'hydrate de manganèse Mn (OH)2 = 98,95 que lton sèche à 1200C sous azote, avec 53 parties de silice pure. Séparément on mélange 79,2 % en poids d'un chlorure metallique M CI2 avec un amide en excès, de l'uree notamment, à la tempe rature de 700 C. La liqueur obtenue est alors débarrassée du chlorure non dissous par filtration sur de la bourre d'amiante. On précipite le composé d'addition par adjonction dtisopentane, puis on le lave dans le tétrachlorure de carbone et on le sèche. On recueille alors le précipité qui est brassé énergiquement avec son même poids hydrate de manganèse mélangé de silice préparé antérieurement. Le produit final ainsi obtenu est un catalyseur d'oxydation dans lequel le composé d'addition joue le rôle de liant, la liaison se produisant entre un atome d'azote de chaque molécule d'urée et l'ion métallique du chlorure utilise. L'hydrate de manganèse, avec la silice pour support, jouant le rôle d'absor- beur rapide de l'oxygène de l'air, et se transformant en hydrate manganique brun en présence d'eau. Le catalyseur réalisé suivant la présente invention a été essayé pendant quatre mois sur un volume de gaz horaire de 3.500 litres. Les résultats ont éte les suivants Teneur résiduelle en % ou en ppm après passage sur le catalyseur Gaz épurés Teneur à l'entrée T des gaz 10 C 90 C 250 C 600 C CO 9 % 1,46 0,96 0,0098 CO2 7,6 % - 0,64 0,33 0,048 C6H14 0,5 % 250 ppm 170 ppm - SO2 0,03% 0,001 0,001 0,001 0,001 NO2 0,15% 280 ppm 260 ppm 180 ppm H2S 4 % 0,10 0,05% 0,05% - REVENDICATIONS IO) Procédé d'oxydation catalytique pour ltepuration de gaz toxiques, et notamment des gaz d'echappement de moteurs thermiques, procédé caractérisé en ce mulon traite les gaz indifféremment en présence d'eau ou à sec, ainsi qu'à basse ou haute température entre IO et 6000C. 20) Procédé selon la revendication I, carac grisée en ce qu'on prépare des composes d'addition choisis parmi les combinaisons d'un amide utilise comme donneur électronique et susceptible de produire une liaison entre un atome d'azote et un ion métallique autre que Fe, Cr, Zn ou Cu. 30) Procédé selon la revendication 2 en ce qu'on prépare un composé d'addition par précipitation à 700C d'un chlorure métallique avec un excès d'amide et qu'il est mélangé ensuite avec de l'hydrate de manganèse en présence de silice pure. 40) Catalyseurs obtenus par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications I à 4.