Contribution à la réduction des émissions de NOx des moteurs Diesel : formulation du carburant et post-traitement catalytique - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2013

Contribution to the reduction of NOx emissions of Diesel engines: formulation of fuel and catalytic aftertreatement

Contribution à la réduction des émissions de NOx des moteurs Diesel : formulation du carburant et post-traitement catalytique

Résumé

This document describes my contribution to improving the state of knowledge in providing solutions for reducing NOx emissions from internal combustion engines. The main route taken is that of catalytic after-treatment; a secondary path is that of the fuel formulation. Work related to the effects of fuel formulation on NOx emissions, for diesel engines, have identified the most influent physico-chemical properties of diesel fuel, the effect of the use of products issued from various refinery processes and the impact of water emulsions in diesel fuel. From the viewpoint of catalytic processing of NOx, several technologies have been investigated: the NOx trap, and the SCR by hydrocarbons, by ethanol and by urea. The contribution to improving the performance of NOx traps has focused on the phenomena of desulfation: new management methods have been proposed for controlling the composition of emissions. Work on the application to engine of HC-SCR helped to highlight the negative effects of discontinuous injection of reductants, which induces a large variability of HC/NOx molar ratio. Our study of SCR of NOx by ethanol allowed the quantification of chemical species that are reactive intermediates or issued from side reactions, such as CH3CHO, HCHO and HCN. On the SCR of NOx by urea, our contribution focused on the development of visualization tools based on tracer LIF and Mie scattering techniques to qualify the decomposition of urea and its distribution when entering the catalyst.
Ce document décrit ma contribution à l'amélioration de l'état des connaissances en matière de solutions de réduction des émissions de NOx des moteurs à combustion interne. La principale voie empruntée est celle du post-traitement catalytique ; une voie secondaire est celle de la formulation du carburant. Les travaux ayant trait aux effets de la formulation du carburant sur les émissions de NOx, pour les moteurs Diesel, ont permis d’identifier les paramètres physico-chimiques les plus influents des gazoles, l’effet de produits issus de divers procédés de raffinage et l'impact émulsions d'eau dans le gazole. Du point de vue du traitement catalytique des NOx, plusieurs technologies ont fait l’objet de recherches : le piège à NOx, et la SCR par les hydrocarbures, par l’éthanol et par l’urée. La contribution à l'amélioration des performances des pièges à NOx a principalement porté sur les phénomènes de désulfatation : de nouveaux modes de gestion ont été proposés destinés à maîtriser la composition des émissions. Les travaux relatifs à l'application sur moteur de la HC-SCR ont permis de mettre en lumière les effets néfastes de l’injection discontinue des réducteurs, qui induit une grande variabilité du rapport molaire HC/NOx. Notre étude des réactions de SCR des NOx par l'éthanol a permis la quantification d'espèces chimiques intermédiaires de réactions ou issues de réactions parasites, telles que CH3CHO, HCN et HCHO. Concernant la SCR des NOx par l'urée, notre contribution a porté sur la mise au point d'outils de visualisation basés sur les techniques de LIF traceur et de diffusion de Mie permettant de qualifier la décomposition de l'urée et sa distribution en entrée du catalyseur.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

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tel-03021089 , version 1 (24-11-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03021089 , version 1

Citer

Stéphane Raux. Contribution à la réduction des émissions de NOx des moteurs Diesel : formulation du carburant et post-traitement catalytique. Milieux fluides et réactifs. Ecole doctorale Génie des Procédés et Technologies Avancées (ED390), 2013. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03021089⟩

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