IT7352616A1 - Procedimento e catalizzatore per la riduzione degli ossidi di azoto contenuti in gas d scarico di automobili - Google Patents

Description

[0001] 100 0081 52616A/73 File 14537 It DESCRIZIONE a corredo di una domanda di brevetto per invenzione avente per titolo: "Procedimento e catalizzatore per la riduzione de gli ossidi di azoto vontenuti in gas di scarico di automobili" AELVHOdHOOMI SLNEWNHLSNI SVXEL :OMOU Inventore: TEUVO JUHANI SANTALA La presente invenzione si riferisce a per fezionati catalizzatori metallici particolarmente idonei ad essere usati in convertitori, catalitici a doppio strato per convertire gli agenti inquinanti a base di ossidi di azoto contenuti nei gas di sca_ rico di automobili per ottenere gas non nocivi, i quali catalizzatori comprendono leghe metalliche che combinano i costituenti di lega di rame e nichelio con additivi di certi catalizzatori metallici, quali il vanadio, i perfezionati materiali catalizzatori essendo disposti in modo tale che i gas di scarico di automobili vengano fatti passare sui catalizzato ri in condizioni riducenti a temperature relativa_ mente basse, in modo che i catalizzatori siano capa ci di ridurre gli ossidi di azoto contenuti nello scarico pur riducendo al minimo la formazione di am moniaca provocata dai cataiizzatori stessi anche a basse temperature ed anche nel caso in cui i gas di scarico abbiano concentrazionjai ossigeno libero motto basse ed in modo che i materiali catalizzatori suppor_ tati su strati di sostegno metallici, presentino del_ le durate utili notevolmente migliorate: E' ben noto che certi agenti di inquinamento ambientale come gli ossidi di azoto, il monossido di carbonio e diversi idrocarburi non bruciati posseno essere eliminati dai gas di scarico di automobili col_ locando un convertitore catalitico a doppio strato vicino al collettore di scarico di un motore di auto_ mobile in modo che i gas di scarico dal motore venga_ no fati passare attraverso il convertitore cataliti_ co mentre i gas di scarico sono ancora molto caldi, il primo strato di catalizzatore nel convertitore ca talitico essendo formato con una lega di nichelio- rame per ridurre gli ossidi di azoto contenuti nelle scarico mentre il seuondo strato di catalizzatore formato di una rete di platino o simile per ossidare il monossido di carbonie ed i costituenti idrocarburi_ ci dello scarico: Quando venga impiegato questo con_ vertitore a doppio strato gia noto, l'abituale misce_ la di combustibile-aria leggermente ricca viene ali_ mentata al motore in modo tale che lo scarico del mo_ tore fornisca condizioni riducenti nel primo str*to di .catalizzatore a base di nichelio-rame del conver titore e cosi eviti una tale estesa ossidazione del catalizzatore di nichelio-rame come quella che tende_ rebbe a disattivare rapidamente il catalizzatore.

[0002] I gas di scarico che vengono fatti passare attraverso il primo strato di questo noto convertitote vengono quindi miscelati con aria per produrre condizioni os_ sidanti quando lo scarico viene fatto passare nel se_ condo strato di catalizzatore di platino del conver_ titore: In questo uso precedentemente noto del con_ vertitore catalitico a doppio strato, stato consta tato che il catalizzatore di nichelio-rame non tende ad essere "avvelenato" dallo zolfo ed altri costituenti dei gas di scarico.

[0003] Tuttavia, stato constato che i gas di scarico debbono essere molto caldi quando i gas vengono fatti passare sul catalizzatore di niche lio-rame se il convertitore deve..raggiungere un con_ veniente grado di efficienza nell'eliminazione degli osidi di azoto dallo scarico.

[0004] In altre parole, quando i gas di scarico vengono fatti passare sul noto ca_ talizzatore di nichelio-rame a temperature relativa_ mente basse, particolarmente nel caso in cui lo sca_ rico presenti una concentrazione di ossigeno libero.

[0005] bassa, stato constato che una sostanziale proporzione dogli ossidi di azoto ridotti dal catalizzsatore di nichelio-rame viene convertitia in ammoyiaca gasso_ sa.

[0006] Questa ammoniaca gassosa viene quindi riconverti ta in ossido di azoto quando lo scarico viene fatto passare attraverso il secondo strato di catalizza_ tore ossidaste del noto convertitore, con il risul_ tato che lo scarico presenta ancora un contenuto di ossidi di azoto molto significativo quando viene scaricato dal convertitore: Soltanto nel caso in cui i gas di scarico siano molto caldi nel passaggiousul catalizzatore di nichelio-rame il noto catalizzato_ re sufficientemente efficace oltre che capace di produrre una proporzione di ammoniaca sufficiente_ mente bassa perché lo scarico definitivamente emes_ so dal convertitore a doppio strato presenti con_ venientemente un basso contenuto di ossidi di azoto: afortunatamente, nel caso in cui il ca_ talizzatore noto di nichelio-rame venga esposto a tali gas di scarico molto caldi, stato constato che il materiale catalizzatore presentau una durata uti_ le molto breve.

[0007] In altre parole, nelccaso in cui il catalizzatore di nichelio-rame venga usato nella for_ ma di elementi metallici non supportati aggruppati in_ sieme con una densita predeterminata nel primo stra to di catalizzatore del noto convertitore, le elevate temperature a cui gli elementi sono esposti provoca no che gli elementi metallici formino degli agglome rati per provocare delle contropressioni nel conver_ titore ostruendo il flusso dei gas di scarico attra_ verso il convertitore.

[0008] D'altre parte, quando il ca_ talizzatore di nichelio-rame supportato su strati di supporto di metalli scelti per la loro resisten za a tali elevate temperature, la diffusione che si verifica tra il catalizzatore di nichelio-rame e il materiale dello strato di supporto a tali elevate tem_ perature provoca anche un rapido deterioramato del sistema di materiale compasito incorporante il ca talizzatore noto: Uno scopo della presente invenzione consi_ ste nel realizzare nuovi e perfezionati catalizza_ tori metallici per eliminare ossidi di azoto da gas di scarico di automobili, realizzare catalizaatori di questo genere che siano specialmente convenienti per l'uso come catalizzatori riducenti su un conver titore catalitico a doppio strato; fornire tali ca_ talizzatori perfezionati che possano essere utilizza_ ti con rendimenti o efficiensa eomplessive elev ti con temperature dei gas di scarico relativamente bas_ se; fornire procedimenti per usare tali perfezionati catalizzatori con temperature relativamente basse dei gas di scarico; fornire tali perfezionati catalizzatori che presentino durate utili notevolmente migliorate e realizzare tali perfezionati catalizzatori che siano di costruzione semplice ed econohica.

[0009] Con breve descrizione, il nuovo e perfezio_ nato catalizzatore metallico che viene realizzato con la presente invenzione per convertire agenti inqui_ nanti contešenti ossidi di azoto in gas di scarico di automobili in modo da ottenere gas non nocivi comprende una lega metallica che specificamente com_ bina costituenti di lega di rame e nichelio con addi_ tivi di certi catalizzatori metallici,e per esempio vanadio, scelti dai metalli dei gruppi III-B, IV-B, V-B, VI-B e VII-B del sistema periodico, il costi_ tuente di nichelio di questo perfezionato catalizza tore essendo usato per assicurare una riduzione so_ stanzialmente completa degli ossidi di azoto nei gas di scarico quando i gas di scarico vengono fatti passare sul perfezionato catalizzatore in condizioni riducenti: Ing questo perfezionato catalizzatore, il vanadio oppure altro additivo catalitico serve per ridurre al minimo la formazione di ammoniaca nello gssad t4gej ouo8uea ootaaos tp se8 opuenb ooeos re sul perfezionato catalizzatore.

[0010] Come risultato, i gas di scarico che sono stati fatti pasaare sul per_ fezionato catalizzatore sono quindi resi idonei ad essere fatti passare attraverso uno strato di cata_ lizzatore di platino, con funzionalita ossidante, o simili, in un convertitore catalitico aa doppio stra_ to senza alcun significativo grado di riconversione dei costituenti di scarico per riformare ossidi di azoto nello scarico, per migliorare cosi significa tivamente la efficienpa oomplessiva del catalizzato re della presente invenzione nella eliminazione de_ gli ossidi di azoto dai gas di scarico.

[0011] Nel procedi_ mento della presente invenzione, il perfezionato ca_ talizzatore come sopra descritto disposto in modo da ricevere gas di scarico da un motore di automo_ bile a temperature relativamente basse dell ordine di 1300°F (pari a 704-C) o meno, cosi che il per_ fezionato catalizzatore presenta una durata utile che e migliorata di molte volte nei confronti delle durate utili dei catalizzatori riducenti di ossidi di azoto precedentemente noti.

[0012] Altri scopi, vantaggi e dettagli dei nuovi e perfezionati catalizzatori e procedimenti della pre_ sente invenzior appariranno nelia seguente dettaglia_ ta descrizione delle preferite forme di realizzazione dell'invenzione, la descrizione dettagliata essendo compilata con riferimento ai disegni, in cui: la figura 1 rappresenta una vista in vertica_ le laterale di un materiale laminato metallico com posito incorporante strati superficiali del perfe_ zionato catalizzatore della presente invenzione; la figura 2 rappresenta una vista in pianta parziale di un organo a rete metallica espansa che incorpora il perfezionato materiale.catalizzatore del_ la presente invenzione; la figura 3 rappresenta una vista schema_ tica che illustra l'uso del perfezionato materiale catalizzatore della presente invenzione nel perfe_ zionato procedimento della presente invenzione; e la figura 4 rappresenta una grafico che il lustra le proprieta vantaggiose dei perfezionati ca_ talizzatori della presente invenzione.

[0013] Come precedentemente notato, il nuovo e per fezionato catalizzatore metallico della presente in_ venzione comprende una lega metaliica che specifica_ mente combina costituenti di lega.

[0014] di nichelio e rame con un aditivo di un..catalizzatore metallico, per esem_ pio vanadio, scelto dai metalli dei gruppi III-B (inl cluse le terre rare), IV-B, V-B, VI-B e VII-B del sistema periodico, l'additivo catalitico metallico essendo scelto per ridurre la formazione di ammonia_ ca provocata dal perfezionato catalizzatore quando gas di scarico di automobili vengono fatti passare sul perfezionato catalizzatore in condizioni riducenti a temperature relativamente basse, ancheml caso in cui i gas di scarico abbiano concentrazioni di ossi geno libero relativamente basse: Preferibilmente, la perfezionata lega catalizzatrice incorpora tra circa 25 e circa.75 percento in peso di nichelio: Sotto que_ -to sto aspetto, e stato constata/che il nichelio.

[0015] ef ficace per la riduzione sostanzialmente di tutti gli ossidi di azoto contenuti nei gas di scarico di auto_ mobili sotto una varieta di condizioni, comprendenti variazioni di temperatura fra 800-F e 1800-F (pari a 427 e 982-c) e comprendenti variazioni di concentra_ zioni di ossigeno libero nei gas di scarico fra O per cento di ossigeno libero e 1,4 percento di ossigeno libero, su base volumetrica.

[0016] La perfezionata lega ca_ talizzatrice preferibilmente incorpora almeno circa il 25 percento di nichelio poiche la efficacia del ca_t talizzatore nella riduzione degli ossidi di azoto sembra diminuire con minori proporzioni di nichelio, particolarmente quando i gas di scarico vengono.

[0017] fatti passare sul catalizzatore ad elevate velocita: D'al_ .tra parte, quando la efficacia della perfezionata le_ ga catalizzatrice nella riduzione degli ossidi di azo_ to non sembra aumentare in alcun grado significativo con makm.contenuti di.nichelio superiori a circa 75% della lega catalizzatrice, non si raccomanda l'uso di maggiori contenuti di nichelio.

[0018] In conformita con l'invenzione, la per fezionata lega catalizzatrice metallica preferibil mente incorpora almeno circa lo.0,5 percento dello additivoe catalitico metallico precedentemente spe_ cificato e pu incorporare anche il 20 percento in peso di detto additivo, la parte restante della per_ fezionata lega di catalizzatori essendo quindi co_ stituita da rame e da impurita.

[0019] Preferibilmente, una proporzione relativamente piccola dell'ordine di circa 1,5 perrcento in peso dell'additivo catalizza_ tore viene usata nella perfezionata lega catalitica e particolarmente nel caso in cui l'additivo cata_ litico viene usato in.tale piccola proporzione, l'ad ditivo catalitico viene scelto in modo tale che il metallo additivo resista all'ossidazione a tempera ture molto superiori.a 1300°F (par i a 704°C), per assicurare cosi che l'additivo catalitico nen venga disattivato dall'ossidazione se condizioni xk a di ossidazione dovessero..temporaneamente stabilirsi nei gas di scarico di automobili: Percid; come sopra descritto, il perfeziona_ to catalizzatrre metallico della presente invenziene, preferibilmente comprende una lega metallica avente 11 la composizione, sulla base del peso, comprendente da circa 50 a 75% di nichelio, da circa 0,5 a_20% di un metallo come vanadio, lantanio, e didimio (un miscu_ glio di neodimio e praseodimio), oppure scelto dai metalli del gruppo III-B (incluse le terre rare), IV-B V-B, VI-B e VII-B del sistema periodi per sopprimere la formazione di ammoniaca, la parte restante essendo costituita da rame e da impurita: Tipicamente, per esempio, questo perfezionato catalizzatore ia viene formato mediante l'aggiunta di vanadio ad una base di metallo Monel, cosi che il tipico materiale ca_ talizzatore fornito dalla presente invenzione presen ta una composizione, sula base del peso, compren_ dente circa il 64,3 percento di nichelio, il 31,4 percento di rame, l'1,48 percento di vanadion l'1,22 percento di ferro, l'1,22 percento di manganese e la parte restante carbonio, silicio ed altre impurita.

[0020] In conformita con la presente invenzione, questo perfezionato materiale catalizzatore prefe_ ribilmente rivestito su ambedue i lati di un foglio di metallo di sostegno o di supporto scelto in modo da essere resistente alle temperature elevate dell'or_ tp oqoue axnddo (DoZ86 B yred) HoO08l eooo tp autP piu, ed il risultante materiale laminato metallico composito viene espanso in qualsiasi maniera con_ - 12 - venzionale per formare una lamiera metaliica espansa: Tipicamente, per esempio, come rappresentato nella figura 1, fogli 12 della perfezionata lega catalizza trice sono legati a pressione su ambedue i lati di uno strato 14 di materiale metallico di supporto a_ vente una composizione che comprende, sulla base del peso, circa 80 percento di nichelio e la parte restan te cromo, il fissaggio a pressione essendo effettuato con una qualsiasi convenzionale tecnica di fissaggio per rullatura o tecnica simile, per il fissaggio metal_ lurgico della lega catalizzatrice al materiale di sup_ porto sostanzialmente in ogni punto delle interfac_ ce 16 per formare il materiale laminato composito 10.

[0021] Preferibilmente, per esempion la compesizione 10 fornita di uno spessore composito totale compreso cir_ ca fra 0,003 e 0,006 pollici (pari a 0,076_e 0,t52 mm) maxxi ed ognuno dei due strati del materiale cataliz zatore presenta uno spessore compreso circa fra 0,0005 e 0,0015 pollici (pari a 0,0127 mm e 0,0381 mm).

[0022] Questo materiale in foglio metallico composito 10 viene quindi espanso in qualsiasi maniera convenzio_ nale per formare un organo a rete metallica espansa, come indicato in 18 nella figura 1, la rete prefe_ ribilmente avendo elementi a maglia della larghez_ za di circa 0,020 pollici (pari a 0,0508 mm) ed aventi 13 - circa 50-200 aperture di maglia per ogni pollice qua_ drato (pari a 6,45 centimetri quadrati): Come si com_ prendera, gli strati di lega catalizzatrice 12 sono anche fissati ad uno o ambedue i lati di altri ma_ teriali metallici di supporto,per esempio uno qual siasi degli acciai inossidabili della serie 300 o simili, rimanendo nell'ambito della presente inven_ zione.

[0023] In conformita con la presente invenzione, il perfezionato materiale catalizzatore 12 preferibil mente attivato prima dell'uso nell'eliminazione degli ossidi di azoto per gas di scarico di automobili: Pre_ feribilmente, per esempio, il materiale con struttu_ ra reticolata sopra descritto viene riscaldata ad una temperatura compresa nell'intervallo circa fra 1600oF e 1900oF (pari a 871e 1038oc) per un periodo compre_ so circa fra 1 e 3 ore in aria con un contenuto.di vapore di acqua dell ordine circa dal.10 al..12% in peso, questo trattamento preliminare essendo eseguito per migliorare la porosita superficiale degli strati catalizzatori 12 allo scopo di aumentare l'area super ficiale efficace del materiale catalizzatore: Se de_ siderato, questo materiale trattato viene quindi ri_ dotto mediante riscaldamento ad una temperatura di cir ca 1500-F (pari a 816-C) per un'ora in atmosfera ri_ ducente: Naturalmente, altri noti trattamenti preli_ 14 minati per migliorare le aree superficiali dei mate_ riali catalizzatori sono anche usati rimanendo nello ambito della presente invenzione.

[0024] In conformita con il procedimento della pre_ sente invenzione, una pluralita di organi reticolati metallici espansi 18 sono disposti in un conveniente convertitore catalitico come indicato.

[0025] in 20 nella figura 3, e il convertitore e sistemato in modo ta_ le che i gas di scarico da un motore di automobile vengano diretti sugli strati di lega catalizzatrice della rete come indicato dalla freccia 22 nella fi_ gura 3, questi gas di scarico preferibilmente essendo diretti sui perfezionati materiali catalizzatori a temperature relativamente basse nell'intervallo fra circa 1000oF e 1300or (pari a 538 e 704°c) e prefe_ ribilmente con concentrazioni di ossigeno libero re_ lativamente basse al di sotto di circa 1,4 percento in volume per stabilire condizioni riducenti nei gas di scarico passanti sull'organo reticolato 18.

[0026] Alter- nativamente, naturalmente, il materiale a rete di- sposto in una.configurazione di foglio con avvolgi_ mento a spirale o rotolo di gelatina disposto con il suo asse longitudinale parallelo alla direzione in dicata dalla freccia 22 nel convertitore 20: Come si comprendera, il materiale a rete 18 .

[0027] idoneo ad esse_ re sistemato in un convartitore catalitico 20 come sopra descritto, in cui il convertitore alloggia an_ che gli organi catalizzatori a rete di platino ossi danti 24 ed idoneo a ricevere aria come indica_ to in 26 sulla figura 3.

[0028] In questa disposizione, co_ me nel convenzionale convertitore catalitico a dop_ pio strato, il conveartitore e idoneo ad.eliminare gli ossidi di azoto dai gas di scarico quando lo sca rico viene fatto passare sul perfezionato cataliz_ xtore 18 ed atto ad eliminare il monossido di car_ bonio e gli idrocarburi incombusti dai gas di scari_ ns 0oessed y44eJ ouo2ue4 ooaeos TP se% T opuenb oo gli organi a rete 24.

[0029] Dato che il convertitore ca_ talitico a doppio strato cosi descritto ben noto, .esso non viene ulteriormente descritto e si compren_ dera che, quando i gas di scarico di automobili ven_ gono fatti passare sul perfezionato catalizzatore del_ la presente invenzione come sopra descritto, i gas di scarico sono atti ad essere fatti passare attraverso eventuali convenzionali strati catalizzatori ossidan ti su un convertitore a doppio strato senza rischio di riformazione di ossidi di asoto nello scarico: Nel caso in cui i perfezionati materiali catalizzatori della presente invenzione siane usati nella maniera sopra descritta per convertire gli os_ - 16 sidi di azoto in gas di scarico di automobili in modo da ottenere gas non nocivi, si a constato che i ma teriali catalizzatori sono sostanzialmente esenti, da "avvelenamento" provocato da zolfo oppure altri costituenti del genere contenuti nello scarico di automobili.

[0030] I materiali catalizzatori hanno dimostra to anche di essere efficaci per la riduzione di ossi di di azoto contenuti nei gas di scarico in una va_ rieta di condizioni di temperatura.

[0031] I perfezionati ma teriali catalizzatori sono anche efficaci nella ridu_ zione degli ossidi di azoto contenuti nei gas di sca_ rico quando la concentrazione di ossigeno libero con tenuto nei gas di scarico varia da 0 fino a circa 1,4 percento, su base volumetrica.

[0032] Cid che piu im portante, si constato che i perfezionati catalizza tori sono in grado di ridurre il 50 percento o piu degli ossidi di aaoto contenuti nei gas di scarico a temperature basse fino anche a 1000-F (pari a 538-C) Tt9ep 04ueoed S8:Tlop nyd axnpTa Tp tosdeo ouos a ossidi di azoto contenuti negli scarichi a temperatu_ re basse fino a 1200oF (pari a 649-C), assicurando nello stesso tempo che questi ossidi di azoto ridotti non vengano convartiti in misura significativa in am_ un contenuto dello O percento di oxsigeno libero.

[0033] 17 Inoltre, quando utilizzati a queste basse temperatu re, i perfezionati materiali catalizzatori presenta no durate utili notevolmente migliorate usando i per fezionati catalizzatori supportati su strati metal_ lici di supporto.

[0034] Per esempio, la diffusione tra il materiale catalizzatore ed il materiale di uno stra_ to di supporto che sostiene il catalizzatore anche cento volte inferiore a quella che sarebbe se il ca_ talizzatore fosse fatto funzionare ad una temperatu_ ra dell'ordine di 1500oF (pari a 816-C) come nel ca_ so dei catalizzatori della tecnica precedente.

[0035] Esempio_I Per esempio, gli organi a rete 18, come sopra descritti, aventi gli strati catalizzatori 12 formati con una lega avente una composizione che com_ prende, sulla base del peso, il 64,3 percento di nichelio, il 31,4 percento di rame, l'1,48 percento di vanadio, l'1,22 percento di ferro, l'1,22 percento di mangansse e la parte restante carbonio, silicio ed altre impurita sono stati rivestiti su ambedue i lati di uno strato di supporto metallico avente una.

[0036] composizione, comprendente, sulla base del peso, l 80 percento di nichelio, ed il 20 percento di cromo, gli strati di lega di catalizzatore avendo ognuno uno spes_ sore di circa 0,0015 pollici (pari a 0,0381 mm) ed il 18 materiale composito avendo uno spessore composito totale di circa 0,006 pollici (pari a 0,152 mm) que_ sto materiale reticolato e stato formato mediante ri vestimento del sopra indicato materiale a strato di supporto con metallo Monel, mediante deposizione in forma di vapore di circa 2 mm di vanadio per polli_ ce quadrato (pari a.6,45 centimetri quadrati) sul metallo Monel e mediante ricottura per diffusione del risultante materiale ad una temperatura ompresa fra 1700-p e 1800oF (pari a 927 e 982-C) per 3 ore, in condizioni di vueto, il risultante materiale essendo quindi espanso per formare la rete desiderata: Il materiale a rete stato quindi attivato mediante ri_ scaldamento della rete ad una temperatura di 1800-F (pari a 982-C) per 3 ore, con un contenuto di vapore di acqua circa del 10 percento in peso.

[0037] Questi perfezionati organi catalizzatori sono stati quindi sistemati in modo tale che gas pa_ ragonabili ai gas di scarico di automobili fossero fatti passare sugli organi catalizzatori con una por_ tata.gassosa di 50.000 volumi per volume per ora mentre la temperatura dei gas veniva fatta variare e mentre .venivano.fatte variare anche le concentrazioni di os_ sigeno libero contenute nei gas: In altre parole, i gas fatti passare sui perfezionati materiali cataliz zatori della presente invenzione erano.costituiti co_ me segue: Idrocarburo..(n-butano) .

[0038] 500 ppm ossido di aeoto (NO) -1700 ppm idrogeno (H,) - 0,5% (peso) monossido di carbonio 1,5% (peso) biossido di carbonio - 11,0% (peso) vapore d'acqua (H,O) - 11,0% (peso) ossigeno (0,) - 0,0; 0,4; 0,8; 1,2% (peso) azoto - parte restante La efficienza complessiva di questo per_ fezionato catalizzatore stata quindi determinata a varie temperature da circa 900-F fino a 1500-F (paf ri a 482 e 816°C), la efficienza complessiva essen_ do calcolata come quantita di ossido di azoto di ingresso diminuita della quantita di ossido di azoto e di ammoniaca di euscita divisa per la quantita di ossido di azoto di ingresso e moltiplicata per cento: I risultati di queste prove sono illustrati nel grafico della figura 4: Percid, come rappresentato sulla figura 4, il perfezionato catalizzatore della presente invenzione dispone di una efficienza comples siva del 50% ad una temperatura di circa 1000°F (pari a 538-c) anche nelle peggiori condizioni di concen_ trazioni di ossigeno, come rappresentato nella fi_ - 20 gura 4, il raggingimento di questo livello di effi cienza ad una tale bassa temperatura essendo parti_ colarmente importante per iniziare la eliminazione degli ossidi di azoto dai gas di scarico immediata_ mente dopo l'avviamento di un motore di automobile: Questo livello del 50 percento di efficienza viene raggiunto cm il perfezionato catalizaatore della pre_ sente invenzione ad una temperatura di circa 200'F inferiori (pari a 112-C) rispetto alla temperatura dei catalizzatori di nichelio-rame precedentemente noti impiegati in simili condizioni di prova% Ci che piu importante, il perfezionato catalizzatore della presente invenzione raggiunge l'85 percento di effi_ cienza complessiva di eliminazione degli ossidi di azoto dai gas di scarico a temperature bass fino a circa 1175oF (pari a 635oc) anche nelle peggiori con_ dizioni di concentrazione dell'ossigeno, come rappre_ sentato nella figura 4, questo livello di efficien_ za dell'85 percento essendo di circa 125°F (pari a 67°C) inferiore alla temperatura alla quale si ottiene ujm livello di efficienza dello stesso ordine di grandez za in simili condizioni di prova usando il materiale catalizzatore di nichelio-irame precedentemente noto.

[0039] Cid che piu importante, nel caso in cui il perfezionato catalizzatore della presente invenzio_ ne venga sottoposto alle prove sopra specificate per 140 ore a 1500-F (pari a 816-c) e quindi per 80 ore di funzionamento ciclico fra 1500-F e 900-F (pari a 816-C e 482-C) a intervalli di 200-F (pari a 112-C) per un'ora ad ogni intervallo con concentrazioni di ossigeno libero di 0,0 percento e 0,8 percento, il perfezionato catalizzatore della presente invenzione ha dimostrato di avere efficienza complessive migliora te per quanto riguarda la eliminazione degli ossidi di azoto dai gas di scarico.

[0040] Inoltre, i perfeziona ti materiali catalizzatori hanno dimostrato di mante_ nere circa il 75 percento della loro resistenza alla trazione ed hanno dimostrato di presentare anche il 7 percento di allungamento dopo la sperimentazione.

[0041] Il catalizzatore di nichelio-rame precedentemente no to ha dimostrato di essere troppo fragile per una ta_ le prova di allungamento dopo soltanto venti ore di una prova di confronto nelle stesse condizioni: Esempio II Nel caso in cui simili materiali cataliz.

[0042] zatori sono stati preparati mediante aggiunta di si_ mili proporzioni di lantanio ad una base di metallo Monel e sono stati attivati mediante un procedimento di trattamento preliminare come descritto nell'esem_ pio precedente, questi perfezionati materiali cata_ 22 lizzatrori hanno dimostrato anche di presentare ef ficienze complessive migliorate con le temperature relativanente basse sopra specificate.

[0043] Esempio III Inoltre, quando siaili materiali cataliz_ zatori sono stati preparati aggiungendo simili pro_ porzioni di didimio (un miscuglio di neodimio e praseo_ dimio) ad una base di metallo Monel e sono stati at_ tivati mediante un procedimento di trattamento pre_ liminare, come sopra descritto, questi perfezionati materiali catalizzatori hanno anche dimostrato di ave re perfezionate efficienze complessive alle tempera_ ture relativamente basse sopra specificate.

[0044] Si dovrebbe comprendere che, anche se le preferite forme di realizzazione dei perfezionati catalizzatori e procedimenti della presente inven_ zione sono state sopra descritte a titolo di illu_ strazione della presente invenzione, l'invenzione comprende tutte le modificazioni e le equivalenti so_ luzioni delle descritte forme di realizzazione che rientrano nell ambito delle allegate rivendicazioni: .

Claims (1)

1. 1.

Perfezionato catalizzatore per ridurre gli ossidi di azoto in gas di scarico di autgomobili, detto catalizzatore comprendendo una lega metallica 23 avente costituenti di lega di rame e nichelio ed aven te un materiale catalizzatore metallico supplementa_ re scelto dai metalli dei gruppi III-B (incluse le terre rare) IV-B, V-B, VI-B e VII-B del sistema pe_ riodico per ridurre al minimo la formazione di am_ moniava nei gas di scarico che vengono fatti passa re su detto catalizzatore.

2.

Perfezinnato catalizzatore per ridurre gli ossidi di azoto contenuti nei gas di scarico di automobili, detto catalizzatore comprendendo una le_ ga di nichelio-rame avente un'aggiunta di vanadio per ridurre al minimo la formazione di ammoniaca nei gas di scarico che vengono fatti passare su detto catalizzatore.

3.

Perfezionato catalizzatore per ridurre gli ossidi di azoto contenuti nei gas di scarico di automobili, detto catalizzatore comprendendo una le_ ga metallica avente uaa composizione comprendente, sulla base del peso, circa da 25 al 75 percento di nichelio, circa dallo 0,5 al 20 percento di un ca_ talizzatore metallico scelto dal gruppo compren_ dente vanadio, lantanio, e didimio, e la parte re_ stante rame ed impurita.

4.

Perfezionato catalizzatore per ridurre gli ossidi di azoto contenuti in gas di scarico di 24 automobili, detto .catalizzatore comprendendo una le ga specificata avente una composizione comprendente, sulla base del peso, circa il 64,3 percento di niche lio, il 31,4 percento di rame, l'1,48 percento di va nadio, l'1,2 percento dik ferro, l'1,22 percento di manganese e la parte restante carbonio, silicio ed altre impurita; 5: Perfezionato organo catalizzatore per ridurre gli ossidi di azoto presenti nei gas di sca_ rico di automobili, detto organo catalizzatore com_ prendendo almeno uno strato superficiale di una le_ ga metallica eatalizzatrice metallurgicamente lega_ ta ad uno strato di materiale metallico di supporto per formare un laminato metallico composito, detto catalizzatore in forma di lega metallica comprendendo una lega metallica avente costituenti di lega di ra_ me.e nichelio ed avendo un materiale catalizzatore metallico supplementare scelto dai metalli dei grup_ pi III-B (incluse le terre rare), IV-B, V-B, VI-B e VII-B del sistema periodico per ridurre al minimo la formazione di ammoniaca nei gas di scarico che ven_ gono fatti passare su detta lega di catalizzatore.

6.

Organo catalizzatore perfezionato secondo la rivendicazione 5, in cui detto laminato metallico composito..viene formato in una rete metallica espansa.

7: Perfezionato organo catalizzatore secondo la rivendicazione 6, in cui detto supplementa re materiale catalizzatore metallico contenuto in detta lega catalizzatrice viene scelta dal gruppo di metalli comprendente vanadio, lantanio e didimio.

8.

Perfezionato organo catalizzatore se_ condo la rivendicazione 6, in cui detta lega cata_ lizzatrice comprende una lega metallica avente una composizione comprendente, sulla base del peso, cir_ ca il 64,3 percento di nichelio, il 31,4 percento di rame, l'1,48 percento di vanadio, l'1,22 percento di ferro, l'1,22 percento di manganese e la parte restan te carbonio, silicio, ed altre impurita.

9.

Perfezionato organo catalizzatore secondo la rivendicazione 8, in cui detto strato di materia_ le metallico di supporto comprende una lega metallica avente una composizione contenente, sulla base del peso, circa l'80 percento di nichelio e la parte re_ stante .cromo.

10.

Procedimento per eliminare ossidi di .azoto da gas di scarico di automobili comprendente le operazioni di fornire un catalizzatore metallico com_ prendente una lega metallica avente costituenti di lega di nichelio e rame, ed avente un materiale ca_ talizzatre mertallico supplementare incorporato scelto 26 dai metalli del gruppi III-B (incluse le terre rare) IV-B, V-B, VI-B e VII-B del sistema periodico per ri.

durre al minimo la formazione di ammoniaca nei gas di scarico che vengono fatti passare sopra detta le_ ga catalizzatrice, e far passare i gas di scarico di automobili su detto catalizzatore in forma di lega metallica in condizioni riducenti ad una temperatu ra compresa nell'intervallo circa fra 1000e 1300-F (para a 538 e 704-C) per ridurre gli ossidi di azoto contenuti in detti gas di scarico di automabili.

11: Procedimento per eliminare ossidi di azoto da gas di scarico di automobili, secondo la ri_ vendicazione 1O, in cui detta lega catalizzatrice metallica viene montata su uno strato di supporto me_ tallico formante un laminato metallico composito e detti gas di scarico vengono fatti passare su detta lega catalizzatrice come montata su detto strato di supporto: 12.

Procedimento per eliminare ossidi di azoto da gas di scarico di automobili secondo la ri_ vendicazione 11, in cui detto laminato metallico com poatto viene formato in una rete metallica espansa e detti gas di scarico vengono fatti passagre su detta lega catalizzatrice come incorporata in detta rete: 13.

Procedimento per eliminare ossidi di - 27 asoto da gas di scarico di automobili secondo la ri_ vendicazione 12, in cui detto materiale catalizzato_ re metallico supplementare su detta lega catalizza_ trice viene scelto dal gruppo dimtalli compreddente vanadio, lantanio e didimie.

14.

Procedimento secondo la rivendicazione 13, in cui dettalega catalizzatrice ha una composi_ zione comprendente, sulla base del peso, circa il 64,3 percento di nichelio, il 31,4 percento di rame, 1'1,48 percento di vanadio, l:1,22 percento di ferro, l'1,22 percento di manganese e la parte restante car bonio, silicio ed altre impurita.

15: Procedimento secondo la rivendicazione 14, in cui detto strato di materiale di supporto com prende una lega metallica avente una composizione con_ tenente, sulla base del peso, circa l'80 percento di nichelio e la parte restante cromo: 16.

Procedimento secondo la rivendicazione 15, in cui detti gas di scarico hanno una concentra zione di ossigeno libero nell'intervallo fra 0,0 e 1,4 percento in volume: 18 S ET.1E73 Roma, P.: TEXAS INSTRUMENTE XINCORPORAAED P.: ING.

BARZANO' ZANARDO TA/mg.97015 .