Brevet FR2731164A1 — publié le 19960906

L'invention concerne un procédé pour re-revê- tir, c'est-à-dire revêtir de nouveau un revêtement de ca- talyseur désactivé sur un catalyseur destiné à éliminer des constituants nocifs des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, en particulier dans un véhicule au- tomobile, par application de métaux précieux sur le cata- lyseur. L'invention concerne en outre un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Un procédé de ce type générique est divulgué dans le document DE-AS 11 00 600. Les catalyseurs ont une durée de vie limitée, de sorte qu'il peut arriver, au bout d'un temps relative- ment long, que l'on constate, lors d'un test des gaz d'échappement (test antipollution) dans un atelier, que les valeurs déterminées dans les gaz d'échappement d'un véhicule équipé d'un catalyseur sont trop élevées. Une raison possible de ces valeurs trop élevées peut être la désactivation du revêtement de catalyseur. A côté de la suppresion des causes véritables, telles que des détériorations ou des déréglages du système d'allu- mage, il faut ensuite remplacer également le catalyseur. Ce remplacement nécessite la mise en oeuvre d'importants moyens et est donc coûteux, surtout s'il s'agit de sys- tèmes dans lesquels le convertisseur du catalyseur est soudé aux tubes de raccordement. Il est à noter que le mot "catalyseur" ne dé- signe ci-après pas seulement les monolithes qui produisent le processus d'épuration proprement dit des gaz d'échap- pement, mais l'ensemble du système de catalyseur, y compris les tubes de raccordement, montés en partie fixes. Par le document DE-AS 11 00 600, déjà mentionné au début, on connaît un procédé pour activer des cataly- seurs formés de métaux du groupe du platine. Selon ce procédé, on applique sur la surface de corps catalyseurs, faits de métaux du groupe du platine, de faibles quantités de poussière de métaux du groupe du platine, qui ont déjà servi à des fins catalytiques. Le procédé divulgué dans le document cité a toutefois l'inconvénient qu'il nécessite le démontage de tout le catalyseur puisque celui-ci doit être débarrassé à l'aide d'un pinceau doux du noir de platine et qu'il faut faire tomber ensuite la matière détachée en appli- quant des coups au corps catalyseur. Apres cela, on ap- plique de la poussière activée de métaux du groupe du platine par saupoudrage, distribution à l'aide de pin- ceaux, dépôt par soufflage ou d'une autre manière adé- quate, de sorte que le procédé décrit demande de très im- portants moyens et est donc coûteux puisque, comme déjà mentionné, le catalyseur doit être démonté. Il s'ensuit que la présente invention a pour but d'apporter un procédé pour re-revêtir un revêtement désactivé d'un catalyseur, au moyen duquel cette opéra- tion puisse s'effectuer de manière simple et par consé- quent économique. L'invention vise en outre à apporter un dispo- sitif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Pour ce qui concerne le procédé, l'invention procure ce résultat, partant d'un procédé comme défini au début, par le fait que l'on projette un matériau de revê- tement de couverture et/ou des composés de métaux pré- cieux au moyen d'un aérosol dans le catalyseur, que l'on amène ensuite les composés de métaux précieux à leur état élémentaire par un milieu réducteur que l'on fait circu- ler à travers le catalyseur, et que l'on sèche le revête- ment de couverture appliqué par un traitement thermique. Par la projection ou l'insufflation dans le ca- talyseur d'un matériau de revêtement de couverture et/ou de composés de métaux précieux au moyen d'un aérosol, le démontage dispendieux, prenant beaucoup de temps et par conséquent onéreux du catalyseur ou du système de cataly- seur, peut être supprimé puisqu'il suffit de déposer (sortir du véhicule) l'ensemble du système de catalyseur, mais qu'il peut rester assemblé. Lorsque les composés de métaux précieux, intro- duits au moyen de l'aérosol dans le catalyseur, sont ré- duits ensuite par un milieu approprié et amenés par conséquent à leur état élémentaire, on dispose de métaux précieux purs, lesquels sont séchés par un traitement thermique ou une calcination adéquat, de sorte qu'un nou- veau revêtement approprié d'un catalyseur désactivé est dès lors réalisé. Les composés de métaux précieux peuvent être à base de platine, rhodium ou palladium. Selon l'invention, un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit est caracté- risé par une première canalisation pour un gaz porteur et une deuxième canalisation pour le matériau de revêtement de couverture et/ou les composés de métaux précieux, la première canalisation étant disposée au moins partielle- ment à l'intérieur de la deuxième canalisation dans une zone avant le catalyseur et pourvue à son extrémité diri- gée vers le catalyseur d'un dispositif de pulvérisation, et la deuxième canalisation débouchant dans le cataly- seur, avec prévision, derrière le catalyseur, d'une troi- sième canalisation qui débouche dans un dispositif de sé- paration d'o partent la première et la deuxième canali- sation, et avec prévision, dans au moins l'une des deuxième et première canalisations, de dispositifs pour générer des différences de pression. Le dispositif décrit permet de produire un aé- rosol de manière simple, ce qui s'effectue seulement dans une zone avant le catalyseur ou dans le tube de raccorde- ment à l'entrée du catalyseur. Peu après le catalyseur, est placé un dispositif de séparation à l'intérieur du- quel l'aérosol est séparé en ses constituants liquides et gazeux. I1 est ainsi garanti qu'un revêtement ou un nou- veau revêtement de métal précieux ne s'effectue pratiquement qu'à l'intérieur du catalyseur, tandis qu'un revêtement dans les canalisations d'amenée et d'évacuation est exclu puisque, dans ces canalisations, un gaz porteur, de l'air par exemple ou un gaz inerte ou réducteur, et un matériau de revêtement de couverture ou des composés de métaux précieux, sont transportés séparément ou parcourent ces canalisations séparément. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, montrant le principe de la mise en oeuvre de l'invention. Plus exactement, la figure représente schémati- quement un dispositif pour re-revêtir un revêtement cata- lyseur désactivé. Dans cet exemple, un catalyseur 1 com- prend une enveloppe 2 ainsi que deux monolithes 3 placés à l'intérieur de cette enveloppe. A l'entrée de l'enveloppe 2 du catalyseur, est fixé un premier tube de raccordement 4 à travers duquel, pendant le fonctionnement du catalyseur 1, les gaz d'échappement du moteur à combustion interne du véhicule automobile sont amenés aux monolithes 3. A la sortie de l'enveloppe 2, est monté un second tube de raccordement 5 à travers duquel, pendant la marche du véhicule, les gaz d'échappement, épurés dans les monolithes 3, sont amenés au système d'échappement du véhicule. Pour préciser le fonctionnement, la direction d'écoulement à travers le système de catalyseur ou à tra- vers le catalyseur 1, est indiqué par les flèches 6, les- quelles définissent également la direction d'écoulement dans le circuit décrit dans ce qui suit. L'extrémité éloignée de l'enveloppe 2 du pre- mier tube de raccordement 4, est reliée à une canalisa- tion désignée ci-après par deuxième canalisation 7. A travers cette deuxième canalisation 7, qui débouche directement dans le premier tube de raccordent 4, le matériau de revêtement de couverture et/ou les com- posés de métaux précieux sont introduits dans le premier tube de raccordement 4 et par suite aussi dans l'enve- loppe 2 du catalyseur. La deuxième canalisation 7 est pourvue à un en- droit d'une ouverture à travers de laquelle une première canalisation 8 est introduite dans la deuxième, de sorte que la première canalisation 8 s'étend au moins en partie à l'intérieur de la deuxième canalisation 7. La première canalisation 8 est parcourue par un gaz porteur, de l'air par exemple, et possède une longueur telle qu'elle puisse être introduite à travers le premier tube de raccordement 4 jusque dans une zone située avant l'enveloppe 2 du ca- talyseur. A son extrémité dirigée vers l'enveloppe 2 du catalyseur, la première canalisation 8 présente un dispo- sitif de pulvérisation réalisé dans cet exemple comme une sonde de pulvérisation 9. La sonde 9 diffuse le gaz porteur sortant de la première canalisation 8 et forme ainsi un aérosol avec le matériau de revêtement de couverture et/ou les composés de métaux précieux amenés à travers la deuxième canalisa- tion 7. La sonde de pulvérisation 9 est de préférence placée au milieu à l'intérieur ou sur le tube de raccor- dement 4 du catalyseur 1. Cet agencement peut s'effectuer par exemple à l'aide d'éléments élastiques d'espacement non représentés. Grâce à la disposition centrale de la sonde de pulvérisation 9, il est garanti qu'il se forme un aérosol brassé uniformément, c'est-à-dire un mélange homogène de gaz porteur et de matériau de revêtement de couverture et/ou de composés de métaux précieux, ce matériau et/ou ces composés pouvant se présenter sous la forme d'un li- quide. L'aérosol, produit de la manière qui vient d'être décrite, s'écoule ensuite à travers l'enveloppe 2 du catalyseur ou, plus exactement, est projeté dans cette enveloppe et traverse donc également les monolithes 3 qui, grâce à leur porosité, sont capables de bien adsor- ber les particules de liquide à la surface. Dans ce processus, il est possible par exemple d'appliquer ou de déposer d'abord le matériau de revête- ment de couverture dans une première opération et d'ap- pliquer ensuite les composés de métaux précieux dans une deuxième opération. Il est cependant possible aussi, bien entendu, d'appliquer les deux, c'est-à-dire le matériau de revête- ment de couverture et les composés de métaux précieux, dans une seule opération sur les monolithes 3. Les parties de l'aérosol ne se déposant pas sur les monolithes 3, quittent l'enveloppe 2 du catalyseur à travers le second tube de raccordement 5 et entrent à travers une troisième canalisation 10 dans un dispositif de séparation 11 qui sépare les fractions liquides et ga- zeuses de l'aérosol, ce qui veut dire qu'on obtient une séparation en gaz porteur d'un côté et composés de métaux précieux et/ou matériau de revêtement de couverture de l'autre, ces derniers étant à l'état liquide. Les substances séparées dans le dispositif de séparation 11 en un composant gazeux et un composant li- quide, sont ensuite amenées de nouveau à travers la pre- mière 8 et la deuxième canalisation 7 au catalyseur 1 de la manière décrite, de sorte qu'on obtient une circula- tion continue. Il est naturellement possible de prévoir, si cela paraît nécessaire, une introduction de matériau de revêtement de couverture et/ou de composés de métaux précieux et/ou de gaz porteur frais à des endroits appro- priés du circuit fermé. Dans la deuxième canalisation 7, par laquelle le matériau de revêtement de couverture et/ou les composés de métaux précieux sont acheminés dans le catalyseur 1, on a prévu, en tant que dispositif pour générer des différences de pression, une soufflante 12 qui maintient le recyclage continu par les différences de pression qu'elle crée. De même, on a prévu une pompe de dosage 13 en tant que dispositif pour générer des différences de pres- sion dans la première canalisation 8, pompe au moyen de laquelle on peut contrôler ou régler la quantité de gaz porteur entrant dans le catalyseur 1. La partie de la première canalisation 8 com- prise entre la pompe de dosage 13 et la sonde de pulvéri- sation 9, est de préférence flexible ou élastiquement dé- formable, tout au moins dans la zone o la première cana- lisation 8 s'étend à l'intérieur de la deuxième canalisa- tion 7, c'est-à-dire sous la forme d'un tuyau souple par exemple, de sorte que la sonde 9 peut également être avancée à travers des courbes dans le premier tube de raccordement 4 du catalyseur 1 jusqu'à une faible dis- tance devant le côté admission du monolithe 3 d'entrée, donc devant le monolithe 3 dirigé vers ce premier tube 4. Les éléments élastiques d'espacement, déjà men- tionnés et qui ne sont pas représentés, garantissent que la sonde de pulvérisation 9 vient se placer néanmoins au milieu dans le premier tube de raccordement 4. Après que, comme décrit, à la fois le matériau de revêtement de couverture et les composés de métaux précieux ont été introduits dans le catalyseur 1, on fait circuler à travers ce dernier un milieu réducteur, H2 par exemple, qui ramène les métaux précieux dissous à l'état élémentaire. Cette amenée de milieu réducteur, pouvant éga- lement circuler en circuit fermé à travers le dispositif décrit, peut être déclenché par exemple par le renverse- ment du dispositif sur un second circuit, non représenté. Après cela, on effectue un traitement thermique ou une calcination par lequel le revêtement de couverture qui vient d'être appliqué, de même que les métaux pré- cieux déposés sur lui, sont séchés et "céramisés". L'énergie calorifique nécessaire dans ce but peut être apportée soit par le milieu réducteur, précé- demment réchauffé, soit, ou en plus, à l'enveloppe 2 du catalyseur 1, ce qui veut dire que l'enveloppe est alors chauffée de l'extérieur. Le dispositif décrit permet de remettre en état, de manière simple et économique, un catalyseur existant, de sorte qu'on obtient un net avantage écono- mique en comparaison avec le remplacement par un nouveau système. On supprime en plus le problème pour se débar- rasser du système ancien et on réalise des économies de matières premières. REVENDICATIONS 1. Procédé pour re-revêtir, c'est-à-dire revê- tir de nouveau un revêtement de catalyseur désactivé sur un catalyseur destiné à éliminer des constituants nocifs des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, en particulier dans un véhicule automobile, par applica- tion de métaux précieux sur le catalyseur, caractérisé en ce que l'on projette un matériau de revêtement de couver- ture et/ou des composés de métaux précieux au moyen d'un aérosol dans le catalyseur (1), que l'on amène ensuite les composés de métaux précieux à leur état élémentaire par un milieu réducteur que l'on fait circuler à travers le catalyseur (1), et que l'on sèche le revêtement de couverture appliqué par un traitement thermique. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'on applique le revêtement de couverture et/ou les composés de métaux précieux en un circuit fermé, avec pulvérisation, avant le catalyseur (1), d'une solution liquide de matériau de revêtement de couverture et/ou de composés de métaux précieux et leur mélange avec un gaz porteur, et avec séparation du mélange, après le catalyseur (1), en un composant gazeux et un composant liquide. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par une pre- mière canalisation (8) pour un gaz porteur et une deuxième canalisation (7) pour le matériau de revêtement de couverture et/ou les composés de métaux précieux, la première canalisation (8) étant disposée au moins par- tiellement à l'intérieur de la deuxième canalisation (7) dans une zone avant le catalyseur (1) et pourvue à son extrémité dirigée vers le catalyseur (1) d'un dispositif de pulvérisation (9), et la deuxième canalisation (7) dé- bouchant dans le catalyseur (1), avec prévision, derrière le catalyseur (1), d'une troisième canalisation (19) qui débouche dans un dispositif de séparation (11) d'o partent la première (8) et la deuxième canalisation (7), et avec prévision, dans au moins l'une des deuxième et première canalisations (7, 8), de dispositifs (12, 13) pour générer des différences de pression. 4. Dispositif selon la revendication 3, carac- térisé en ce que le dispositif de pulvérisation est réa- lisé comme une sonde de pulvérisation (9) agencée au mi- lieu dans ou sur un tube de raccordement (4) du cataly- seur (1), de préférence au moyen d'éléments élastiques d'espacement.