EA014127B1 - Устройство для обработки выхлопных газов дизельного двигателя - Google Patents
Устройство для обработки выхлопных газов дизельного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- EA014127B1 EA014127B1 EA200870532A EA200870532A EA014127B1 EA 014127 B1 EA014127 B1 EA 014127B1 EA 200870532 A EA200870532 A EA 200870532A EA 200870532 A EA200870532 A EA 200870532A EA 014127 B1 EA014127 B1 EA 014127B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- sol
- coating
- oxidation catalyst
- filter
- dpf
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 117
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 106
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 102
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 64
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 52
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 41
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 21
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 65
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 54
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 27
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 25
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 24
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 23
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 21
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 21
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 17
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 16
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 15
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 14
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 14
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 11
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 11
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 4
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003570 air Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 3
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 3
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 3
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 101100203596 Caenorhabditis elegans sol-1 gene Proteins 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 229910000505 Al2TiO5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150071100 CBY2 gene Proteins 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010718 Oxidation Activity Effects 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N alumane;titanium Chemical compound [AlH3].[Ti] UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- RCFVMJKOEJFGTM-UHFFFAOYSA-N cerium zirconium Chemical compound [Zr].[Ce] RCFVMJKOEJFGTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001246 colloidal dispersion Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000010771 distillate fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012229 microporous material Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N propan-2-yl (e)-but-2-enoate Chemical compound C\C=C\C(=O)OC(C)C AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009064 short-term regulation Effects 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 150000003658 tungsten compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- -1 wire mesh Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/42—Platinum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/024—Multiple impregnation or coating
- B01J37/0242—Coating followed by impregnation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
- F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/066—Zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
- B01J35/23—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49345—Catalytic device making
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к устройству для обработки выхлопных газов дизельного двигателя, содержащему фильтр для улавливания твердых частиц выхлопа дизельного двигателя. Настоящее изобретение также относится к способу получения и использования указанного устройства. Фильтр для улавливания твердых частиц (ДФЧ) в соответствии с настоящим изобретением имеет покрытие, полученное из золя, средний размер частиц которого составляет менее 100 нм, предпочтительно менее 50 нм, и перед фильтром для улавливания твердых частиц относительно направления потока выхлопных газов присоединен катализатор окисления частиц (КОЧ), содержащий, по меньшей мере, частично открытые каналы для прохождения выхлопных газов.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству для обработки выхлопных газов дизельного двигателя, содержащему фильтр для улавливания твердых частиц выхлопа дизельного двигателя. Настоящее изобретение также относится к способу изготовления и использования указанного устройства.
Уровень техники
В течение 2005-2012 гг. стандарты на содержание выхлопных газов для дизельных автомобилей должны настолько ужесточиться, что для выполнения требований стандартов на содержание твердых частиц (ТЧ) в выхлопных газах станет необходимым использование фильтров для улавливания твердых частиц. В дизельных автомобилях наиболее трудно добиться соответствия требованиям стандартов на содержание в выхлопных газах твердых частиц и оксидов азота (ΝΟΧ), а выбросы оксида углерода и углеводородов (НС) могут эффективно удаляться с помощью катализаторов окисления. В отношении выбросов ΝΟΧ на первых этапах была выбрана стратегия, в соответствии с которой не требовалось использование технологий окончательной обработки, поскольку они увеличивали общее потребление топлива или требовали установки в автомобиле отдельных компонентов. Для снижения содержания ΝΟΧ могли использоваться технические решения в двигателе (температура сгорания, состояние цилиндра, рециркуляция выхлопных газов (ЕОВ)), действие которых, однако, увеличивает выбросы твердых частиц и углеводорода. Следовательно, для этих целей необходимо использование фильтров для улавливания твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (ДФЧ). В среднем диаметр твердых частиц, определенный на основании концентрации, полученный от современных дизельных двигателей, составляет менее 100 нм. Последнее время широко обсуждается вопрос о вредности выбросов твердых частиц, поскольку мелкие частицы попадают в легкие, и очень мелкие частицы могут оставаться в организме человека. Твердые частицы содержат тяжелые углеводороды, сажу (СНХ), которая классифицируется как канцерогенная, а также различные неорганические соединения.
Обычно проблема с фильтрами для улавливания твердых частиц состоит в том, что устройство требует сравнительно частой регенерации. С другой стороны, может изготавливаться устройство большего объема, но это приведет к повышению затрат, и фильтрующее устройство большего размера также потребует больше места для монтажа.
Дизельные фильтры для улавливания твердых частиц обычно изготавливают из кордиерита, карбида кремния или металлокерамики, и целью является создание ДФЧ-структур, в которых оптимизированы увеличение противодавления и способность накопления твердых частиц. Обычные коммерческие дизельные фильтры для улавливания твердых частиц имеют ячеистую структуру, в которой поток газа должен проникать в пористую стенку (ДФЧ с фильтрующей стенкой). Ячеистая система содержит открытые каналы (гидравлический диаметр приблизительно 1-2 мм), половина из которых закрыта на входном конце и половина на выходном конце для прохождения потока через пористую стенку. Обычно содержание пор в стенках составляет приблизительно 40-60% при среднем размере пор приблизительно 10-40 мкм, и в таком случае сохраняется низкое противодавление, но при такой структуре эффективность фильтрования достаточно мелких частиц может составлять более 90%. В некоторых случаях, в особенности в модифицированных объектах, используются также ДФЧ, работающие на принципе так называемой глубокой фильтрации, и из-за большего размера пор эффективность фильтрования этих фильтров ниже, чем ДФЧ ячеистого типа, поскольку твердые частицы частично диспергируют в материал фильтра. Такие ДФЧ изготавливаются, среди прочего, из керамического или металлического волокна, пеноматериалов и других пористых материалов.
Использование ДФЧ позволяет удалять углеводородсодержащие летучие фракции (летучие органические фракции или растворимые органические фракции) твердых частиц с помощью эффективного катализатора окисления. Удаление углеродсодержащей фракции требует термического или каталитического сжигания, для чего разрабатываются различные способы регенерации для поддержания достаточно низкого противодавления в фильтре и предотвращения его забивания твердыми частицами. Обычно сажа термически сжигается с помощью дополнительного тепла. Сгорание сажи начинается, когда температура в выхлопных газах, содержащих избыточный кислород, превышает 550-600°С. Дополнительное тепло генерируется, например, горелками, дополнительной подачей топлива, электрическими сопротивлениями или некоторыми другими способами подачи дополнительной энергии в ДФЧ или в выхлопные газы перед ДФЧ. Сажа может окисляться в процессе интенсивной реакции горения в кислороде при температуре выше 550°С или медленно при более низких температурах (250-350°С) в ΝΟ2. В обоих случаях можно использовать катализаторы. Каталитическое сжигание сажи в кислороде широко изучалось в течение нескольких десятилетий, и типичными катализаторами являются соединения, образующие так называемые расплавленные соли, содержащие, среди прочего, ванадий, медь, калий, церий и перовскитные соединения (Είηο 2003). При активной регенерации в ДФЧ подается дополнительное тепло, но целью пассивного фильтрования является непрерывное окисление частиц с помощью ΝΟ2. Разработанный способ непрерывной регенерации включает в себя платиносодержащий катализатор окисления, и, соответственно, ДФЧ без покрытия или с каталитическим покрытием (ЕР 341832). Если катализатор окисления является достаточно эффективным, ΝΟ2, образованная в катализаторе окисления, окисляет сажу при достаточно низких температурах (>250-300°С). Проблемы пассивного способа связаны с недостаточным обра
- 1 014127 зованием ΝΟ2. например при езде по перегруженным городским улицам, и способ требует использования топлива с очень низким содержанием серы (8<10 млн-1) для минимизации образования сульфата в эффективном и дорогом платиносодержащем катализаторе окисления. Забивание ДФЧ неприемлемо в любом случае. поскольку оно прерывает езду. Следовательно. самые современные системы включают активную регенерацию. принцип которой применяется уже в течение нескольких десятилетий. В 1979 г. У1гк апб Л1рег51еш представили систему. содержащую катализатор окисления и ДФЧ. в которой активная регенерация достигалась за счет подачи топлива. Использование современных приемов регулирования наряду с управлением двигателем обеспечивает достаточно точную активную регенерацию с помощью ДФЧ.
Покрытие ДФЧ используется более 25 лет. и в ДФЧ были добавлены. например. катализаторы для сжигания сажи или окисления (Егпек! 1980 и Епда 1981). С платиносодержащими ДФЧ были получены системы. в которых температура сгорания сажи понизилась приблизительно до 300°С (ЕР 0160482 и И8 4510265).
Обычно катализатор добавляется в ДФЧ в виде обычных суспензий. используемых в каталитическом покрытии (коллоидных суспензий) или из водных растворов. и самыми обычными покрытиями являются покрытия на основе оксида алюминия. двуокиси циркония или двуокиси кремния (ет^ет.Фе8е1пе! сот. Са1а1ухеб Фе5е1 йИегк. 15.03.2006). В суспензию добавляется каталитическое сырье из порошков в частицах со стандартным размером приблизительно 1-40 мкм. Также для ДФЧ разработаны платина/церий-циркониевые покрытия (СптУоп 2002). Адсорбция из водных растворов имеет несколько недостатков. таких как малое количество катализатора при каждом добавлении и трудность создания покрытий для большой площади поверхности. При использовании покрытий в ячеистых катализаторах покрытие обычно получают только на стенках канала. и меньше в порах. Во избежание избыточного повышения противодавления количество суспензионного покрытия должно оставаться малым. Если покрытие наносится только на стенки канала на входном конце. катализатор приближается к саже. но общее количество катализатора остается малым. Также при покрытии суспензиями катализатор образуется раздельно на обеих сторонах ДФЧ. Было предположено. что суспензии должны содержать частицы как можно меньшего размера. чтобы вынудить частицы стабилизатора проникать в поверхность поры. Размер пор ДФЧ составляет 10-20 мкм. Однако поры такого размера фильтруют почти все частицы суспензии на стенки канала. поскольку на практике минимальный размер частиц в суспензиях обычно составляет приблизительно 1 мкм. Степень фильтрования даже выше для частиц стабилизатора размером 100500 нм. так же как для твердых частиц в условиях практического применения в газовой фазе.
Большинство каталитических реакций в выхлопных газах являются кинетически ограниченными. и использование высокого содержания платины приводит к очень высокой плотности платины при малом количестве стабилизатора. и в этом случае дорогой драгоценный металл не может использоваться должным образом. Было предложено добавлять каталитически активные компоненты непосредственно в кордиерит. но каталитическая активность (окисление ΝΟ/НС/СО) не может протекать на том же уровне. как на поверхности стабилизатора с большой площадью поверхности. В отношении активности керамическая поверхность как таковая не является хорошим субстратом для адгезии драгоценных металлов. Площадь поверхности обычных стабилизаторов на основе оксида алюминия составляет более 200 м2/г. тогда как площадь поверхности термически обожженного материала ДФЧ составляет меньше 5 м2/г. обычно даже заметно меньше 1 м2/г. Также было предложено изготавливать на поверхности карбида кремния предварительный слой. к которому прикрепляется покрытие (ΝοΤοχ Согрогайоп 1997). Было предложено использовать в ДФЧ. на который наносится каталитическое покрытие. поры большего размера. позволяющие покрыть его катализатором.
Независимо от регенерации углерода в ДФЧ накапливается несгоревшая зола. и количество указанной золы должно приниматься в расчет в отношении мер. рекомендаций по смазке и возможного технического обслуживания.
Задача изобретения
Задачей настоящего изобретения является предложение устройства для обработки выхлопных газов дизельного двигателя. содержащего фильтр для улавливания твердых частиц. работающий в газах дизельного двигателя или соответствующих отходящих газах. улучшающего каталитическое восстановление компонентов выбросов. содержащихся в отработавших газах.
Решение поставленной задачи достигается с помощью устройства. охарактеризованного признаками в соответствии с независимыми пунктами формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Раскрытие изобретения
Устройство для обработки выхлопных газов дизельного двигателя в соответствии с настоящим изобретением содержит фильтр для улавливания твердых частиц (ДФЧ). содержащий покрытие. полученное из золя. средний размер частиц которого составляет менее 100 нм. предпочтительно менее 50 нм. причем катализатор окисления частиц (КОЧ). содержащий. по меньшей мере. частично открытые каналы для прохождения выхлопных газов. присоединен перед фильтром для улавливания твердых частиц относительно направления потока выхлопных газов.
- 2 014127
Под частично открытым каналом понимается каталитический канал, содержащий наклонно гофрированные листы, такие как тканые или сетчатые листы, и в котором газ может проходить напрямую или между листами/слоями.
Катализатор окисления, соединенный с дизельным фильтром для улавливания твердых частиц, эффективно уменьшает нагрузку на сам фильтр. Это в основном уменьшает необходимость регенерации фильтра. С другой стороны, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения фильтр для улавливания твердых частиц может изготавливаться более тонким, поскольку общая производительность устройства очень высока. Устройство/система позволяет получить маленькую потерю давления, что оказывает благоприятный эффект на общую эффективность и использование двигателя.
Фильтр для улавливания твердых частиц в соответствии с настоящим изобретением может, в зависимости от варианта осуществления изобретения, являться открытым, таким как сетка, или обычным закрытым фильтром. Фильтр для улавливания твердых частиц в соответствии с настоящим изобретением может, помимо прочего, являться керамическим или металлическим фильтром для улавливания твердых частиц. Фильтры могут работать на основе поверхностной фильтрации, глубокой фильтрации или частичной фильтрации. Фильтр может иметь круглую, многоугольную или овальную форму, или комбинацию этих форм. Несколько фильтров может быть установлено параллельно в одной канальной системе или в разных каналах, или они могут располагаться последовательно по два или по несколько, причем в этом случае первым устанавливается фильтр, работающий на основе частичной или глубокой фильтрации для удаления части частиц, и затем фильтр, работающий на основе поверхностной фильтрации, отфильтровывающий оставшиеся частицы. Фильтр может быть изготовлен из кордиерита, карбида кремния, нитрида кремния, титаната алюминия, металлокерамики, пенометалла, пенокерамики, проволочной сетки, гранул, зерен, бумаги, ткани или фильтрующих металлических структур.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения катализатор окисления частиц (КОЧ) и/или фильтр для улавливания твердых частиц (ДФЧ) содержит сетчатые металлические листы. Сетчатые металлические листы могут быть гладкими и/или гофрированными. Сетчатая структура увеличивает адгезию частиц к катализатору, таким образом, дополнительно улучшая емкость устройства. Сетчатая структура предпочтительна для обработки выхлопных газов дизельного двигателя, поскольку она не так легко забивается частицами, что упрощает работу устройства. Номер сетки сетчатого металлического листа может составлять, например, 50-500, предпочтительно 80-100. Плотность плетения сетки может предпочтительно варьироваться, так что передний край переплетен гуще, чем, например, задний край.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения катализатор окисления частиц (КОЧ) содержит каталитические гофрированные металлические листы, расположенные перекрестно относительно друг друга, где направление складок проходит под углом к среднему направлению потока выхлопных газов (О). В таком катализаторе окисления достигается очень хорошее внутреннее смешивание, благодаря чему активность катализатора усиливается также в этом отношении.
Номер сетки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения может быть, например, 50-500 сры, предпочтительно, 200-400 срщ, более предпочтительно 300-350 сры (срщ - количество ячеек на квадратный дюйм).
Катализатор окисления частиц в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно может быть изготовлен из металлических листов толщиной 75-150 мкм, например 100-120 мкм. Предпочтительно он может быть изготовлен из металлического листа толщиной 112 мкм. Толщина металлического листа может варьироваться в разных частях. Так, предпочтительно изготавливать катализатор окисления частиц, имеющий металлический лист, толщина которого в более напряженных частях относительно больше, чем в менее напряженных.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения устройство расположено рядом с двигателем в выхлопной системе, например, предпочтительно в положении С-С. Устройство в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно может выдерживать такие жесткие условия, поскольку оно является механически прочным, а также используемое покрытие выдерживает даже жесткие условия.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения катализатор окисления частиц имеет покрытие, содержащее золь, средний размер частиц которого составляет менее 100 нм, предпочтительно менее 50 нм.
Новая конфигурация и покрытие обеспечивают низкую потерю давления на количество покрытия. Известно, что каталитическая активность в каталитическом реакторе может быть увеличена путем увеличения количества активного компонента или покрытия. Окисление оксида углерода, углеводородов, оксида азота и твердых частиц было улучшено с помощью каталитического покрытия. Окисление твердых частиц может быть улучшено непосредственно или косвенно с помощью ΝΟ2.
Фильтр с каталитическим покрытием и/или катализатор окисления частиц изготавливается путем нанесения на поры в стенке тонкого покрытия, по существу, не изменяющего ни исходное распределение пор по размеру, ни потерю давления при циркуляции. Указанное покрытие получают в результате ис
- 3 014127 пользования на этапе изготовления покрывающей среды в виде золя, причем указанная покрывающая среда содержит смесь, включающую в себя два или более золей или компонентов, которые добавляют в фильтр одновременно или раздельно. Распределение по размеру частиц, содержащихся в золе, выбирается достаточно малым по отношению к размеру пор фильтра, и другие условия, такие как содержание и рН, выбираются подходящими для изготовления продукта в соответствии с настоящим изобретением. На этапе изготовления золь можно также превращать в гель перед сушкой и обжигом или в процессе их осуществления. Гелирование осуществляется термически и/или химически с помощью использования гелирующих золь растворов, газов или другого золя.
Гелирование может быть улучшено путем введения в фильтр на этапе отсасывания или на другом этапе сушки газа, содержащего, например, кислотные пары (азотной кислоты, уксусной кислоты) или других подходящих газов (аммиак), содержащих малые количества катионов и анионов. Газы могут использоваться для предотвращения растворения золя, которое может происходить при использовании растворов в процессе гелирования.
Настоящее изобретение может использоваться для обработки выхлопных газов, кислотных газов и отработавших газов в подвижных или неподвижных объектах. Обычно газовая смесь содержит избыточный кислород постоянно или в среднем. В процессе сгорания может использоваться любое газовое топливо (например, метан, пропан, биотопливо), жидкое топливо (легкая или тяжелая топливная нефть, дизельное топливо, газолин или биотопливо) или твердое топливо.
Под золем понимается коллоидный раствор или коллоидная дисперсия, содержащая крупные молекулы или мелкие частицы, размер которых составляет приблизительно 2-200 нм, или которая содержит 103-109 атомов (Ыуаде 1982). С такими мелкими частицами характеристики поверхности приобретают исключительно большое значение, и электронные заряды вокруг частицы влияют на стабильность золя. Золи теряют стабильность, поскольку частицы начинают осаждаться. В число факторов, влияющих на стабильность, входят катионы и рН, так же как и сама среда, из которой комплексы сольватируют на поверхность частиц. Ионы часто ослабляют заряд золя, и осаждение происходит легче. Обычно коллоиды смешиваются в воде, но также используются другие жидкие среды, например органические растворители. В золь также могут добавляться поверхностно-активные коллоиды, защищающие частицы, причем указанные коллоиды часто являются органическими. Большинство частиц представлены в золе в виде окисей и гидроокисей. Коллоидные оксиды имеют большую площадь поверхности, поэтому они пригодны для использования в катализаторах.
Золи могут включать в себя одну или несколько смесей. Смесь золей можно получать путем смешивания двух отдельных золей или смесей золей. Золь также может быть получен из раствора путем образования мелких частиц в золе.
Гель получают путем уменьшения количества среды в золе, при котором частицы образуют трехмерную матрицу, еще содержащую некоторое количество среды, заключенной внутри структуры (Ыуаде 1982). Из дисперсного золя можно получить очень однородный гель, связанный содержащейся в нем жидкостью. Из соединенных частиц золя получается структура, содержащая поры большего размера. При сушке золь может образовывать вместо золя осадок, флокулянт, в котором твердый материал не содержит жидкость.
При определенных условиях гелирование также легко осуществляется с помощью золей, но в этом случае использования, была сделана попытка избежать гелирования в начале процесса изготовления. Гелирование осуществляется контролируемым и естественным образом с помощью регулирования характеристик золя (температура, содержание сухого вещества, рН, воздействие других ионов). Покрытие позволяет получить повышенную эффективность ДФЧ, имеющего достаточный объем (обычно более чем в два раза превышающий объем двигателя), который может использоваться для катализа. С помощью покрытия в соответствии с настоящим изобретением способность накопления твердых частиц или золы незаметно не снижается, также как и не увеличивается потеря давления. По сравнению с обычным покрытием стабилизатором (суспензией стабилизатора, содержащей крупные частицы) потеря давления при использовании покрытия из золя меньше, поры остаются открытыми, как показывает анализ, проведенный с помощью ртутного порозиметра (фиг. 2).
Параметры процесса получения золя были оптимизированы на основе характеристик золя (размер частиц, рН, стабилизация). Такие же решения могут также применяться к отдельным золям или последовательно к смесям золей, при условии, что это улучшает эффективность получения или работы (например, 8ί, Τι и А1 комбинации золей).
В золи также могут добавляться некоторые растворы или соли, не вызывающие гелирования. Основной проблемой при добавлении солей является опасность гелирования до нанесения покрытия, вследствие чего сначала используют чистые золи или их смеси. В определенной степени гелирование может происходить всегда, и обычные анализы размера частиц для порошков с частицами большего размера не пригодны при получении золей с мелкими частицами.
Количество циклов нанесения покрытия равно 1-3, и в этом случае процесс является как технически, так и экономически выгодным. Было обнаружено, что при получении золей предпочтительное содержание сухого вещества в золе составляет 0,1-30 мас.%, предпочтительно 0,5-10 мас.%. При таком со
- 4 014127 держании сухого вещества каналы не забиваются, золь не гелируется, и не требуется слишком большого количества циклов нанесения покрытия. Нанесение покрытия на поры ДФЧ требует специальной техники, отличной от способа погружения, применяемого для покрытий катализаторов, поскольку стенки являются толстыми (200-800 мкм), и поскольку смачивание и очистка пор требует весьма значительных отсасывающих сил.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения поры ДФЧ сохраняются открытыми более эффективно с помощью отсасывания, чем с помощью обдувки. ДФЧ, покрытый золем, был предпочтительно высушен с помощью отсасывания настолько, что золь начал превращаться в гель. Эффективное отсасывание также важно для равномерного покрытия стенок, как в осевом, так и в радиальном направлении.
Было обнаружено, что вязкость золя значительно менялась, и должна быть очень низкой по сравнению с вязкостью суспензии в суспензионных покрытиях.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения вязкость золя составляет 1-20 сП, предпочтительно 5-10 сП для обеспечения возможности нанесения покрытия на структуры ДФЧ так, чтобы поры оставались открытыми, но оставалось необходимое количество покрытия для ДФЧ.
Относительно большое количество покрытия может добавляться в фильтры с крупными порами. Обычно количество покрытия в фильтрах составляет 5-120 г/л, предпочтительно 15-60 г/л. Количество каталитически активной смеси (например, драгоценного металла) в ячеистых фильтрах может варьироваться в диапазоне 0,5-400 г/кв.фут (0,02-14,1 г/л фильтра) в зависимости от предполагаемого использования, но обычно оно составляет 5-100 г/кв.фут. Количество каталитически активной смеси в окончательном покрытии может варьироваться в диапазоне 0,01-50 мас.%, предпочтительно 0,1-5 мас.%, где эти единицы измерения лучше подходят в качестве контрольного значения для неячеистых фильтров.
Выбранные золи и смеси золей, описанные в примерах, позволили получить оптимальные результаты в отношении покрывающей способности (вязкости), адгезии, активности, гидротермического сопротивления, химического сопротивления (устойчивость к сере) и стабильности золя. Количество оксида обычно составляло 0,5-10 мас.% в золях, которые не гелировались. Если золи использовали для получения суспензий, целью является частично превратить в гель более крупные частицы исходного материала.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения золь содержит оксиды алюминия, титана, церия, циркония и/или марганца.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения покрытие содержит алюминиево-титановый золь. Было обнаружено, что предпочтительное соотношение компонентов смеси составляет приблизительно А12О3:Т1О2 = 3:1-10:1, например 5:1-8:1. Что касается соотношения А12О3:8Ю2, оптимальный результат в отношении исключения адгезии и гелирования и в отношении сопротивления был получен при соотношении 1:1-4:1. В смеси золей, использованной в экспериментах, соотношение СеО2ХгО2 составило 1,8:1, но в соответствии с другим предполагаемым использованием соотношение может изменяться в диапазоне приблизительно 100:1-1:100, предпочтительно 20:1-1:1. Как правило, соотношение СеО2:Т1О2 было с высоким содержанием Се, в диапазоне 10:1-2:1. Как правило, соотношение СеО2:МпО2 составляет 10:1-1:1, предпочтительно 4:1-2:1. Другие соответствующие золи могут также добавляться по той же технологии в смесь золей и покрытия. Смеси, которые трудно контролировать, добавлялись из различных золей последовательно. Предпочтительно первой добавлялась в фильтр смесь, содержащая золь алюминия или церия.
С использованием золя можно также изготовить покрытие, содержащее ванадий, вольфрам, титан, кремний и цирконий или несколько из этих элементов, обычно в форме оксидов. Золь может также содержать цеолиты (Ζ8Μ-5, Ве1а, Бететйе, шоткепйе, Υ, Т8-1), используемые в получении цеолитов, причем указанные цеолиты наносятся, высушиваются и подвергаются окончательной обработке (например, обжигом) на фильтре для улавливания твердых частиц. В цеолит могут добавляться, например, известные активные компоненты для каталитического селективного восстановления НС или ΝΗ3 и/или компоненты, используемые в катализаторах окисления. Предпочтительно соотношение 81/А12 в цеолите составляет 10-1000. Цеолиты могут быть также представлены в покрытии вместе с другими соединениями в соответствии с настоящим изобретением.
Активные компоненты (оксиды платины (Р1), палладия (Рк), родия (РК), иридия (1г), серебра (Ад), рутения (Ки), недрагоценных металлов) могут добавляться в ДФЧ с покрытием, нанесенным с помощью золь/золь-гель способа путем адсорбции (сухой, мокрой или хемосорбции), смешанные с золем или в виде золя. Сделана попытка заполнения пор каталитического покрытия путем сухой и мокрой адсорбции, когда содержание находится на уровне, при котором после сушки в порах остается точно необходимое количество активного компонента. С помощью способа хемосорбции (ЕР 0643624) платина может добавляться в фильтр для улавливания твердых частиц точно в необходимом количестве. Активные компоненты могут приводиться в соответствие с частицами золя перед нанесением покрытия путем использования соответствующего рН и исходных материалов. Активные компоненты могут также добавляться в золь в виде золей или растворов путем использования воды, органических растворителей или их смесей в жидкой фазе. Использование органических растворителей (этанола, гликоля, пропанола, уксусной кисло
- 5 014127 ты и т.п.) позволяет защищать гидротермические изменения активных компонентов в процессе гелирования, сушки и окончательной обработки.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения количество активного компонента в покрытии составляет 0,01-50 мас.%, предпочтительно 0,1-5 мас.%. Предпочтительно содержание зависит от активного компонента, а также, например, от способа обработки и предполагаемого использования.
С помощью использования палладия, родия или иридия в фильтрах с покрытием, нанесенным с помощью золь-способа, может быть снижено образование ΝΟ2 и, например, могут быть добавлены свойства удаления ΝΟΧ (Кй, 1г), когда концентрации газовой смеси используются вплоть до обогащенной смеси. Уменьшение образования ΝΟ2 является целью в обьектах, где регенерация осуществляется полностью активно, например, путем впрыска топлива и регулирования подачи горючей смеси в двигатель, и, если имеется необходимость минимизировать выбросы ΝΟ2, палладий может использоваться, когда целью катализированного ДФЧ является исключительно улучшение каталитического сгорания, и температуры являются высокими при условиях применения или регенерации.
Фильтр с каталитическим покрытием в соответствии с настоящим изобретением на этапе получения может обрабатываться в статических или динамических условиях путем обычного окисления и/или восстановления газовых смесей, используемых при обработке катализаторов, причем указанные газовые смеси могут содержать воздух, кислород, водород, окись углерода, аммиак, выхлопные газы, углеводороды, воду или инертный газ. С помощью указанной обработки можно также формировать разные смешанные оксиды указанных компонентов путем использования соответствующих исходных материалов, размера частиц и условий окончательной обработки.
В фильтр с покрытием могут добавляться соединения, активные в отношении селективного каталитического восстановления, такие как соединения ванадия, железа, меди, марганца, кобальта или вольфрама, путем адсорбции, в виде золя или смешанные в золе. В этом случае фильтр может также использоваться как катализатор селективного восстановления (8СЯ), когда перед фильтром с каталитическим покрытием подается аммиак или соединения, образующие аммиак при разложении. Фильтр с покрытием может также составлять часть системы, содержащей один или несколько катализаторов окисления, фильтры в соответствии с настоящим изобретением и катализаторы, удаляющие ΝΟΧ (8СК, адсорберы ΝΟΧ, катализаторы НС-8СК, катализаторы разложения ΝΟΧ). Фильтр с покрытием в соответствии с настоящим изобретением может также использоваться совместно с фильтром без покрытия или фильтром, изготовленным каким-либо другим способом. В покрытие могут добавляться, например, с помощью адсорбции типичные соединения, адсорбирующие ΝΟΧ, при этом оксиды азота могут адсорбироваться в бедной смеси и восстанавливаться в богатой смеси.
Фильтр в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в абсолютно бедных условиях (избыточный кислород) или в условиях, когда время от времени осуществляется кратковременное регулирование соотношения компонентов в смеси, приближающее ее к стехиометрической смеси, или даже к богатой смеси. Регулирование соотношения компонентов в смеси и вызванное им повышение температуры осуществляются для полной или частичной регенерации катализированного фильтра, т.е. очистки его от частиц и накопившихся токсичных веществ.
Покрытие в соответствии с настоящим изобретением может наноситься либо на весь фильтр, либо на его часть, например, для регулирования распределения потока или характеристик фильтрования. Покрытие может добавляться, например, только до половины навстречу потоку циркуляции в ячейке. Покрытие в соответствии с настоящим изобретением может также составлять часть покрытия, в этом случае в ДФЧ используется очень малое количество покрытия, содержащего более крупные частицы. Фильтр для улавливания твердых частиц может сначала покрываться золем, содержащим более крупные частицы (50-100 нм), и затем золем, содержащим более мелкие частицы (<50 нм). С помощью указанного способа нанесения покрытия, при котором используются более крупные частицы, достигается непосредственный контакт с материалом фильтра, и поры остаются полностью открытыми. Покрытие на фильтр для улавливания твердых частиц может наноситься с использованием другой стратегии, т.е. на весь фильтр или на его часть сначала наносится золь, содержащий мелкие частицы, и затем золь в соответствии с настоящим изобретением, содержащий более крупные частицы (50-100 нм) или малое количество золя или суспензии, содержащей еще более крупные частицы (>100 нм). Таким образом, сначала весь фильтр покрывается мелкими частицами, затем на стенки канала наносится такое малое количество (например, 1-10 г/л) более крупных частиц, что они не увеличивают потерю давления.
С помощью покрытия золем также можно регулировать характеристики фильтрования фильтра для улавливания твердых частиц в соответствии с предполагаемым использованием. После получения ДФЧ имеет определенные характеристики, и изменить распределение пор по размеру или соответственные переменные значения в процессе получения не очень просто. Путем нанесения покрытия золем характеристики фильтрования и противодавления могут быть подогнаны к соответствующему диапазону значений. Эффективность фильтрования может быть улучшена в сложных условиях путем уменьшения размера пор. Количество золь-покрытия может определяться на основании распределения пор по размеру в
- 6 014127 фильтре без покрытия и наноситься соответственно, например, покрытие 0,01-10 мкм может покрываться покрытием в соответствии с настоящим изобретением для получения окончательного размера пор.
Осуществление изобретения
Ниже некоторые варианты осуществления настоящего изобретения описываются на следующих примерах 1-6.
В проведенных испытаниях использовались золи и их смеси, и размер частиц, рН или содержание указанных золей изменялись. Золи и смеси золей, использованные в примерах, перечислены в таблице. Таблица. Измерение потери давления в фипьтрах для улавливания твердых частиц с покрытием из смесей золей и стабилизаторов
| Покрытие | Состав % золя/суспензии | Покрытие, г/л | Размер частиц в смеси | Потеря давления, мбар (рост) | ДФЧ*, ορει/мкм |
| Золь 1 | 7%ΑΙ+1%Τι | 41 | 25-80 нм | 36,3—38,8 (+7%) | 200/23 |
| Золь 2 | 3,5%Ζγ+6,5%Οθ | 40 | 8 нм | 36,1—>39,5 (+9%) | 200/23 |
| Золь 3 | 7%ΑΙ+1%Τι—► 3,5%гг+6,5%Се | 38 | 8-60 нм | 37,3—39,5 (+6%) | 200/23 |
| Золь 4 | 10%ΑΙ+5%5ι—· 5%Т[+1,7%2г+3,2%Се | 42 | 20-80 нм—· 8-60 нм | 18,3-20,5 (+12%) | 200/23 |
| Золь 5 | 10%А1—> 5%Τι+1,7%ΖΓ+3,2%Οθ | 41 | 80-90 нм—» 8-60 нм | 16,9—20.6 (+22%) | 200/23 |
| Золь 6 | 10%А1—+ 5%Τι+1,7%ΖΓ+3,2%Οβ | 44 | 20-30 НМ—> 8-60 нм | 17,1—19,0 (+11%) | 200/23 |
| Золь 7 | 7%ΑΙ+1%Τι | 21 | 25-60 нм | 19,1 ->20.5 (+7%) | 300/24 |
| Золь 8 | 7%А1+1%Т| | 40 | 25-60 НМ | 37,8—>30,3 (-20%) | 90/37 |
| Суспензия 1 | 10% ООС | 44 | 25нм-30 мкм | 18,4-+51.1 (+177%) | 200/12 |
| Суспензия 2 | 4%ΖτΟβ(ρ)+0,5%Τι+ 3,1%Ζγ+5,8%0θ | 21 | Знм-ЗО мкм | 37,3—»51,4 (+38%) | 200/23 |
| Раствор 1 | 4% ΑΙ-нитрат | 42 | Раствор ΑΙнитрат | 18.5-+31,5 (+90%) | 200/23 |
А1: частицы золя А12О3; Τι: частицы золя Τί2Ο2; Се: частицы золя СеО2; ЭОС: обычная суспензия дизельного катализатора окисления, содержащая неочищенную окись алюминия, частицы 2гСе(р) и цеолита (1-30 мкм) 2тСе(р): порошок оксида ΖιΤχ
ДФЧ*: ячеек на квадратный дюйм (еры) и средний размер пор в стенке на основе анализа, проведенного с помощью ртутного порозиметра.
Пример 1.
На полноразмерные ДФЧ (двуокись кремния, 90-300 еры, Ό144, Ы47-180) наносились различные смеси золей или суспензии стабилизаторов. В случае с покрытием размер частиц, содержащихся в смесях золей, составлял менее 100 нм. Стабилизатор содержал частицы сырья (цеолита, оксида металла, оксида алюминия), размер которых в среднем заметно превышал 1 мкм, и даже после измельчения оставалось много частиц со средним диаметром более 10 мкм. Образцы в соответствии с настоящим изобретением покрывались смесями золей по всей ячейке с использованием эффективного отсасывания в процессе формирования, стабилизации и сушки слоя золя. После нанесения покрытия образцы обжигались в присутствии воздуха при линейном повышении температуры от 25-200°С до 550°С с последующим охлаждением до более низких температур. Контрольные образцы подвергались такой же обработке. Качество покрытия оценивалось с помощью измерения противодавления воздухом при комнатной температуре с расходом потока 6 м3/мин (таблица). Термином золь здесь обозначаются золи, содержащие только золи и их смеси и суспензии, а термин суспензия используется, когда они также содержат твердые частицы, добавленные из порошковидного сырья. Кроме того, в одном эксперименте ДФЧ покрывался раствором нитрата алюминия.
Качество покрытия оценивалось на основе увеличения потери давления. Чем меньше увеличение при одинаковом количестве покрытия, тем лучше результат. При использовании золь-покрытий сохранялась потеря давления менее 25%, но при использовании покрытий, содержащих суспензии, потеря давления увеличилась до 38 и 177%. В случае с покрытием раствором нитрата алюминия также было трудно сохранить маленькую потерю давления, когда количество добавляемого покрытия составило приблизительно 40 г/л. В случае ДФЧ с большими каналами, уменьшение потери давления составило даже 20%, что доказывает, что золь очищал или выравнивал каналы в стенке. Таким образом, обработка золем позволяет уменьшить потерю давления, что является существенным преимуществом при обработке покрытием. После получения ячеек ДФЧ из карбида кремния они могут содержать мелкие частицы, которые удаляются с помощью обработки золем. Кроме того, обработка золем позволяет исключить дополнительные этапы мойки (такой, как мойка водой при обработке ячейки), что обеспечивает хорошую экономию энергии и времени.
Золи добавлялись путем нанесения одной смеси золей или двух разных смесей золей последовательно. Используемые золи алюминия состояли из двух разных золей, в которых размер частиц составлял приблизительно 25 нм или приблизительно 90 нм. При использовании более грубого золя алюминия для первоначальной обработки ДФЧ без покрытия сохранялась маленькая потеря давления, после чего тот же ДФЧ покрывался смесью золей Τι и ΖιΤχ. В смесях золей при использовании золя А1 с размером
- 7 014127 частиц 25 нм увеличение потери давления оставалось низким. Смесь окисей А1, Τι, Ζγ и Се была получена путем смешивания золей с мелкими частицами (>100 нм) (золи 3, 5 и 6). При этом мог также использоваться 8ί (золь 4), который добавлялся вместе с золем А1. Указанные золи также могут иметь очень крупные частицы, до 800 нм, что означает, что при нанесении покрытия на ДФЧ использовались тщательно выбранные смеси золей с мелкими частицами. Соотношение компонентов в смеси выбиралось так, чтобы получить хорошую адгезию к поверхности карбида кремния (ДФЧ), термическое сопротивление и отсутствие гелирования в процессе нанесения покрытия, но, в то же время, количество циклов нанесения оставалось как можно меньшим. Использование указанных смесей золей позволило наносить приблизительно 20-25 г/л покрытия за один цикл нанесения покрытия. Однако в некоторых случаях предпочтительно добавлять очень малое количество покрытия за один цикл нанесения. Значения рН смесей золей составляло 1-5, при этом используемые в примерах смеси золей не превращались в гель. Чтобы предотвратить гелирование в процессе получения золя необходимо добавлять золь совсем другого типа, стабилизированный в другом диапазоне, в виде отдельного золя или смеси золей. Также в покрытии может использоваться чисто щелочной золь или смесь щелочных золей. При выборе композиций смеси вязкость регулировалась в диапазоне приблизительно 5-20 сП. Часто не было возможности изготовить многокомпонентные смеси, удовлетворяющие всем критериям, путем смешивания всех золей в одну смесь, но в указанных случаях обработка осуществлялась с помощью последовательного нанесения смесей золей. Следовательно, при выборе золя было необходимо использовать некоторые пороговые значения, позволяющие получать наилучшие покрытия, результаты и стабильность золей.
Влияние золя на распределение пор по размерам в ДФЧ оценивалось на основании анализа, проведенного с помощью ртутного порозиметра. Использование золь-покрытия позволило получить покрытие, не изменяющее значительно исходные свойства фильтра; фиг. 1. Влияние золь покрытия на распределение пор по размерам в ДФЧ является незначительным (золь 1, 40 г/л).
С помощью золь-покрытия на пористые стенки ДФЧ могли наноситься частицы с большой площадью поверхности, предпочтительно, например, оксиды А12О3, ΤίΟ2, 8ίΟ2, СеО2, ΖγΟ2; фиг. 2. Увеличение общей площади поверхности для каталитических целей достигается путем покрытия фильтра для улавливания твердых частиц (200 сры) золем/смесями (7% А1 - 1%Τί). Площади поверхности определяются на основании размеров ДФЧ (стенки) и измерений (пор ДФЧ с помощью ртутного порозиметра и измерений методом ΒΕΤ стабилизатора).
Площадь поверхности карбида кремния сама по себе очень мала (<1 м2/г), будучи ограниченной площадью пор, которая является сравнительно малой из-за высокотемпературной обработки ДФЧ в процессе получения, и карбид кремния не содержит значительной мезо- и микропористости, но основная часть площади поверхности создается поверхностью зерен карбида кремния. Путем использования соответствующих растворов было бы трудно получить большую заданную площадь поверхности, поскольку соли прекурсора обычно освобождают площадь поверхности при гидротермической обработке в процессе сушки и обжига. В каталитических реакциях, в особенности с газообразными компонентами, можно использовать макро-, мезо- и даже микропористые материалы. Большая площадь поверхности необходима для обеспечения равномерного распределения дорогого активного металла или оксида металла в этом созданном стабилизаторе. Например, когда содержание платины увеличивается до уровня 10-200 г/кв.дюйм (0,3-0,7 г/л ячейки), содержание платины в расчете на стабилизатор легко достигает 1-10 мас.%, и в таком случае известно, что требуется большая площадь, чтобы заставить платину диспергировать в частицы с размером в несколько десятков нанометров. Обычно очень малый (порядка ангстремов) размер частиц платины не является необходимым в ДФЧ, но необходимым является средний размер частиц, поскольку частицы несколько большего размера предпочтительны для образования ΝΟ2, и в любом случае ДФЧ с каталитическим покрытием подвергается термическому напряжению, в результате чего очень высокая дисперсия не может поддерживаться в условиях практического применения. Драгоценный металл, диспергированный в среднюю дисперсию в стабилизаторе с большой площадью поверхности, также имеет гораздо лучшее термическое сопротивление, чем драгоценный металл, меньше диспергированный в стабилизаторе с малой площадью поверхности. Известно, что с помощью использования зольи золь-гель-способа драгоценный металл может добавляться в оптимальный стабилизатор, что позволяет ему выдерживать условия практического использования. Если дисперсия платины в стабилизаторе является слишком бедной, или если платина помещается непосредственно на поверхность ДФЧ, термическое сопротивление является низким. Стабилизаторы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, стабилизируют платину, расположенную на поверхности ДФЧ, так что указанное взаимодействие между платиной и стабилизатором позволяет платине достаточно хорошо выдерживать обработку термическим старением. По сравнению с поверхностью пор карбида кремния (135 м2/л ячейки), в которую может диспергировать активный металл, площадь поверхности может увеличиваться даже приблизительно в 60 раз с тонким покрытием 40 г/л (200 м2/г).
Некоторые золи позволяют изготовить смесь золей без гелирования, но с некоторыми композициями требовалось осуществлять обработку разными золями последовательно.
Каталитическое действие оценивалось в отношении окисления СО/НС/ΝΟ/Ο на образцах, изготов
- 8 014127 ленных с помощью золь-способа, как свежих, так и подвергавшихся старению при температурах 700900°С. Путем использования одного золя или смесей золей было получено равномерное покрытие пор ДФЧ. ДФЧ из карбида кремния с малой площадью поверхности, обработанные при высоких температурах, требуют отдельного покрытия для создания условий для каталитической активности. В испытания были включены другие различные покрытия в соответствии с настоящим изобретением.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения при получении покрытия фильтра для улавливания твердых частиц использовался золь на основе жидкости или смесь золей, и средний размер частиц в используемых смесях составлял менее 100 нм в начале процесса, в покрытии или в сырье. Предпочтительно средний размер частиц, определенный на основании концентрации, составляет менее 50 нм. С помощью золей с мелкими частицами также могут быть равномерно покрыты поры стенки ДФЧ. По сравнению с растворами, в золях указанный материал диспергируется в виде очень мелких частиц, обычно в золе на основе воды, в который также могут быть включены стабилизаторы. Поскольку каждый золь особым образом стабилизируется как отдельный продукт, случайное смешивание золей может легко привести к гелированию уже до нанесения покрытия. Разные золи стабилизируются, например, относительно рН и стабилизаторов для различных условий. Лучшие практические результаты были получены при использовании в процессе нанесения покрытия смеси двух или более золей, которые добавлялись в фильтр одновременно или на разных этапах.
Было обнаружено, что в золь-покрытии лучшими возможностями функционирования и гидротермического сопротивления обладают разные смеси золей, в которых использовались оксиды смеси золей А1, Τι, 8ΐ, Се и 2тСе.
Отдельные частицы, присутствующие в золе, могут являться чистыми окислами или смесями окислов. Например, церий может присутствовать в частицах вместе с цирконием, титаном и марганцем. Частицы также могут присутствовать не в окисной, а в других формах (например, металлической, углеродной, нитратной или сульфатной). Покрытие оценивалось в отношении функциональных характеристик, покрывающей способности и потери давления. В лабораторных и моторных испытаниях работа оценивалась, помимо прочего, по уровню образования ΝΟ2 (примеры 2-6, фиг. 3-5 и 8).
Пример 2.
На малые фильтры для улавливания твердых частиц (длина 25 мм, диаметр 14 мм) в лаборатории наносилось покрытие для изучения каталитической активности. Образцы покрывали золем, медленно сушили отсасыванием и окончательно обжигали при температуре 550°С в течение 1 ч. Платина добавлялась в эти образцы обычным способом мокрой адсорбции из водного раствора. При мокрой адсорбции раствор содержит достаточное количество платины для получения необходимого количества платины в растворе, остающемся в ячейке. После адсорбции платины образцы снова высушивали и обжигали при температуре 550°С в течение 1 ч. С платиносодержащими (37-84 г/кв.фут Р1) покрытиями в соответствии с настоящим изобретением заметно увеличилось образование ΝΟ2 по сравнению с образцом, в котором большое количество платины адсорбировалось путем мокрой адсорбции непосредственно в ячейку из карбида кремния (код 173 Р1/контроль без стабилизатора) или в котором покрытие было получено из нитрата церия, фиг. 3. Максимальное образование ΝΟ2 в лабораторных испытаниях со свежими, покрытыми 200 ср§1 фильтрами для улавливания твердых частиц в соответствии с настоящим изобретением (Подача: 1000 млн-1 ΝΟ, 8% Н2О, 10% О2, остальное азот, обмен 40000 ч-1). Толщина покрытия приблизительно 40 г/л.
Пример 3.
В этом примере образцы были изготовлены так же, как образцы в примере 2. С помощью покрытий в соответствии с настоящим изобретением в лабораторных испытаниях был получен высокий уровень образования ΝΟ2 при содержании платины 59-74 г/кв.фут; фиг. 4. Максимальное образование ΝΟ2 в лабораторных испытаниях со свежими, покрытыми 200 ср81 фильтрами для улавливания твердых частиц в соответствии с настоящим изобретением (Подача: 1000 млн-1 ΝΟ, 8% Н2О, 10% О2, остальное азот, обмен 40000 ч-1). Толщина покрытия приблизительно 40 г/л.
В качестве контрольного образца использовался коммерческий керамический фильтр, содержащий платину и церий, работа которого, в отношении максимального уровня образования ΝΟ2, была хуже, чем образцов в соответствии с настоящим изобретением. Покрытие 9,6% 2тСе -10% Τί^ 10% А1 было изготовлено с использованием двух разных смесей золей. В образец 5,7% Τι - 5,7% 2тСе - 1,9% Мп марганец добавлялся в виде нитрата в смесь золей, причем гелирования смеси золей не происходило. Это доказало, что в некоторые смеси золей можно добавлять небольшое количество прекурсора в растворимом виде.
Пример 4.
Образцы в соответствии с настоящим изобретением были изготовлены способом по примеру 2, и указанные образцы хорошо выдержали гидротермическое старение и старение под воздействием серы, фиг. 5. Максимальное образование ΝΟ2 в лабораторных испытаниях со свежими и подвергавшимися старению фильтрами для улавливания твердых частиц 200 ср81 с покрытием в соответствии с настоящим изобретением (Подача: 1000 млн-1 ΝΟ, 8% Н2О, 10% О2, обмен 40000 ч-1). НТ700: гидротермическое старение при 700°С в течение 20 ч. Сульфирование: 400°С, 25 млн-1 8Ο2, 10% О2, 8% Н2О, 20 ч. Толщина покрытия приблизительно 40 г/л.
- 9 014127
Использованное в качестве контрольного образца покрытие из двуокиси кремния, изготовленное только из кремниевого золя, не выдержало операций старения. Двуокись кремния использовалась в качестве стабилизатора платины для получения высокого уровня образования ΝΟ2 и низкого связывания серы. Это испытание. однако, показало. что такое покрытие неконкурентоспособно в практических условиях.
Пример 5.
Работа полноразмерного фильтра для улавливания твердых частиц с покрытием 81С оценивалась на автомобиле Опель Астра 1,9 ί,ΌΤί при стандартном испытательном цикле (ЕЭС - европейский ездовой испытательный цикл). С фильтрами с покрытием характеристики фильтрования сажи, по меньшей мере, не ухудшались по сравнению с фильтрами без покрытия, и при стандартном способе взвешивания частиц результат легко попадал под стандарт на содержание вредных веществ в выхлопных газах Евро 5 (5 мг/км частиц). Работа оценивалась на основе выбросов частиц, СО, НС и ΝΟ2. Автомобиль имел активную регенерацию, что означает, что регенерация не основывалась на окислении углерода ΝΟ2. С помощью ΝΟ2 можно снизить частоту активной регенерации при соответствующих условиях езды и снизить температуру, необходимую для активной регенерации (обычно 500-650°С), при соответствующих условиях езды и с соответствующим катализатором.
Что касается выбросов твердых частиц, СО и НС, с фильтрами для улавливания твердых частиц с покрытиями в соответствии с настоящим изобретением были получены результаты, попадающие под будущие стандарты Евро 5, фиг 6. Выбросы твердых частиц, СО и углеводородов при ЕЭС с автомобилем Опель Астра СЭТт оснащенным фильтрами для улавливания твердых частиц с каталитическим покрытием ЭОС дизельный катализатор окисления 350 ορχί, 0,65 л, ЭОС стабилизатор приблизительно 40 г/м2. Содержание платины (г/кв фут) на чертежах перед Р1. Толщина покрытия приблизительно 40 г/л в фильтрах (ячеек на квадратных дюйм 200 οχρτ объем 2,5 л).
Выбросы оксида азота не изменились значительно при испытаниях, и требования стандартов Евро 5 выполнялись путем калибровки необработанных выбросов двигателя до менее 0,08 г/км, с помощью сочетания указанной калибровки в катализированном ДФЧ или сочетания катализатора окисления и ДФЧ в соответствии с настоящим изобретением требования стандартов Евро 5 были легко удовлетворены с помощью использования катализированного ДФЧ, и потеря давления была приблизительно такой же, как при использовании фильтра для улавливания твердых частиц без покрытия. С помощью использования малого катализатора окисления перед ДФЧ активность окисления может быть дополнительно улучшена, и содержание Р1 в ДФЧ может быть уменьшено до уровня 35 г/кв фут, в таком случае выбросы СО и НС могут быть значительно снижены. Температуры при испытании ЕЭС были очень низкими, что затрудняло реакцию окисления (фиг. 7).
Катализированный ДФЧ полезен при активной регенерации, поскольку температура в катализаторе окисления, расположенном впереди, в дизельных автомобилях для начала регенерации обычно должна поддерживаться достаточно низкой (500-600°С). В этом случае часть углеводородов на пике подачи топлива (даже тысячи млн-1 или процентов) легко проходит через катализатор окисления, и таким образом, можно окислять остаток НС до получения воды и двуокиси углерода в катализированном ДФЧ. В ДФЧ температура легко повышается на 100-200°С выше, чем в катализаторе окисления в результате сгорания сажи и углеводородов, и размер ДФЧ обычно в 4-5 раз больше, чем размер катализатора окисления, и в таком случае НС имеет достаточное время задержки и нагрев для реакции, даже если содержание драгоценного металла в ДФЧ очень низкое.
Пример 6.
ΝΟ2 образовывалась в автомобиле даже в течение ЕЭС хотя максимальная температура только слегка превышала 300°С, фиг. 7. Температуры и скорость езды при Европейском ездовом цикле. Поскольку температура в начала ЕЭС в течение 800 с является слишком низкой для образования ΝΟ2, образование ΝΟ2 оценивалось в процессе езды по трассе (ЕИОС) или в некоторые моменты с максимальной температурой (1080-1130 с, сП. фиг. 7). При использовании катализированного фильтра полученное образование ΝΟ2 в процессе ЕиЭС составило 32%, причем такое преобразование было даже выше, чем с катализатором окисления (таким, как в примере 5) и с ДФЧ без покрытия, являющимися обычной системой, используемой в автомобилях, фиг. 8. Образование ΝΟ2 в процессе БИОС с катализированным ДФЧ (70 г/кв.фут Р1).
Таким образом, при использовании таких катализированных систем, выбросы ΝΟ2 почти не образуются в пассажирских автомобилях при городской езде, но только при езде по трассе при скоростях более 80-100 км/ч. Максимальное образование ΝΟ2 в процессе БИОС было получено при комбинации ΟΟί.’ + катализированный ДФЧ (43% ΝΟ2 при ЕБЭС и 61% во временном диапазоне 1080-1130 с). Вероятность каталитического контакта с сажей ΝΟ2, образованной на поверхности ДФЧ, выше, чем ΝΟ2, образованной предварительно в катализаторе окисления, в особенности, когда должно использоваться каталитическое сжигание углерода с помощью ΝΟ2 или кислорода. ΝΟ2 является источником активного диссоциированного кислорода, и ее пробуют использовать для сжигания сажи в каталитическом покрытии в соответствии с настоящим изобретением. Покрытие в соответствии с настоящим изобретением улучшает сжигание сажи кислородом, по сравнению с термическим сжиганием или несколькими другими обычными катализаторами окисления. Таким образом, разработанное покрытие позволяет увеличить интерва- 10 014127 лы активной регенерации, поскольку сажа медленно сжигается кислородом или ΝΟ2 при определенных условиях езды, например при езде по трассе, или в процессе активной регенерации, уже при температурах несколько более низких, чем при термическом сжигании.
Хотя разработанные покрытия улучшают образование ΝΟ2, их основной целью является не пассивная регенерация ДФЧ с помощью ΝΟ2, а активная регенерация с помощью повышения температуры в соответствии со стратегией регулирования. Возможное благоприятное воздействие ΝΟ2 состоит в возможности увеличения интервала регенерации и, таким образом, снижения потребления топлива. Катализаторы, изготовленные в соответствии с золь-способом, также имеют каталитическое воздействие при сжигании сажи кислородом или ΝΟ2 (Ρΐ катализаторы). Катализированный ДФЧ может использоваться для замены обычного главного катализатора, необходимой во многих объектах, и, таким образом, можно получить экономию во всей системе.
Пример 7.
На фиг. 9 представлено поперечное сечение устройства в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, в котором катализатор окисления частиц (РОС) прикреплен к устройству для обработки выхлопных газов дизельного двигателя, содержащему дизельный фильтр для улавливания твердых частиц (ДФЧ).
Литература
Όοΐΐΐίημ 1.С. апй 8котоготезк1, К., Са1а1ухей й1езе1 ехйаиз! рагйеи1а1е П11сг. ΕΡ 0160482, 1984. Епде1кагй.
Епда В.Е. Ведепегайпд й1езе1 еииззюпз еоп!го1 йеу!СС5. ΕΡ 0070619, 1981.
Егпез! Μ.ν. апй ^екк ν.Α. 01езе1 ехйаиз! са!а1уз1, И8 Ра1. 4303552, 1980.
Ешо Ό. О|сзе1зоо1 са!а1уйс сотЬизйоп, Ρ11Ό 1йез1з, ищуегзйу о! Тскпо1оду ш Тогшо, 2003.
Наг1\\1д Μ.Μ., Р1а1шит/зйуег уапайа!е сапа1ухей й1езе1 ехйаиз!, И8 4510265, 1984, Епде1кагй.
Ыуагде 1. апй Еетег1е 1. Тгапзйюп те!а1 ох1йе де1з апй со11о1йз. Апп. Ксу. Ма1ег1. 8ск 12 (1982) 103. №Тох Согрогайоп, 1997. №Тох 8Шсоп СагЫйе О1С8С1 РаШси1а1е Vа11 Иоте ИЙегз, М1ш-тапиа1 о! йез1дп сопз1йега1юпз \νίΐ1ι Иге изе о! са!а1уйс асйуе соайпдз. 8ер1етЬег, 1997.
81ойе Т. Ме1йой !ог 1тргедпа1шд са!а1уз! зиррой тейй р1айпит, ЕР 0643624.
νίτίχ К. апй А1решз1аш М. КещуепаРоп о! ап ехйаиз! даз рай1си1а1е !й!ег. СВ 2064983, 1979.
Claims (8)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Устройство для обработки выхлопных газов дизельного двигателя, содержащее дизельный фильтр для улавливания твердых частиц (ДФЧ) и катализатор окисления (КОЧ), отличающееся тем, что дизельный фильтр для улавливания твердых частиц и катализатор окисления содержат сетчатые металлические листы, имеющие поры, где указанные сетчатые металлические листы катализатора окисления образуют, по меньшей мере, частично открытые каналы, через которые выхлопные газы могут проходить напрямую или между листами/слоями, и поверхности пор сетчатых металлических листов дизельного фильтра для улавливания твердых частиц и катализатора окисления имеют покрытие, содержащее золь, содержащий окиси алюминия, титана, кремния, церия, циркония и/или марганца в соотношениях Α12Ο3ΤίΟ2 = 3:1-10:1, Α12Ο3:8ίΟ2 = 1:14:1, СеО2:2Ю2 = 100:1-1:100, СеО2:ТЮ2 = 10:1-2:1 и/или СеО2:ΜηΟ2 = 10:1-1:1, причем средний размер частиц, содержащихся в золе, составляет менее 100 нм, и содержание сухого вещества в золе составляет 0,1-30 вес.%, при этом покрытие нанесено таким образом, чтобы поры оставались открытыми, и катализатор окисления присоединен перед фильтром для улавливания твердых частиц относительно направления потока выхлопных газов.
- 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катализатор окисления содержит гофрированные листы, расположенные крест на крест относительно друг друга, в которых дым выхлопа проходит под углом к среднему направлению потока выхлопных газов (С).
- 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что средний размер частиц золя составляет менее 50 нм.
- 4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что вязкость золя составляет 1-20 сП.
- 5. Применение устройства для обработки выхлопных или отработавших газов по любому из пп.1-4 для накопления и окисления частиц выхлопных газов с помощью ΝΟ2.
- 6. Применение по п.5, отличающееся тем, что указанное устройство расположено рядом с двигателем в выхлопной системе, например в положении С-С.
- 7. Способ изготовления устройства, оборудованного дизельным фильтром для улавливания твердых частиц (ДФЧ) и катализатором окисления (КОЧ), отличающийся тем, что изготавливают дизельный фильтр для улавливания твердых частиц (ДФЧ) и катализатор окисления (КОЧ), содержащие сетчатые металлические листы, имеющие поры, причем указанные сетчатые металлические листы катализатора окисления изготавливают таким образом, что они образуют, по меньшей мере, частично открытые каналы, через которые выхлопные газы- 11 014127 могут проходить напрямую или между листами/слоями, и покрывают поверхности пор сетчатых металлических листов дизельного фильтра для улавливания твердых частиц и катализатора окисления покрытием, содержащим золь, который содержит окиси алюминия, титана, кремния, церия, циркония и/или марганца в соотношениях А12О3:Т1О2 = 3:1-10:1, А12О3:8Ю2 = 1:1-4:1, СеО2:2тО2 = 100:1-1:100, СеО2:Т1О2 = 10:1-2:1 и/или СеО2:МпО2 = 10:1-1:1, где средний размер частиц, содержащихся в золе, составляет менее 100 нм, и содержание сухого вещества в золе составляет 0,1-30 вес.%, причем покрытие поверхностей пор осуществляют таким образом, чтобы поры оставались открытыми, и присоединяют катализатор окисления перед фильтром для улавливания твердых частиц относительно направления потока выхлопных газов.
- 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что фильтр для улавливания твердых частиц сушат с помощью всасывания.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/FI2006/000202 WO2007144446A1 (en) | 2006-06-15 | 2006-06-15 | Coating for particulate filters |
| PCT/FI2007/000003 WO2007144447A1 (en) | 2006-06-15 | 2007-01-02 | Apparatus for treating diesel exhaust gases |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200870532A1 EA200870532A1 (ru) | 2009-06-30 |
| EA014127B1 true EA014127B1 (ru) | 2010-10-29 |
Family
ID=38831438
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200870531A EA014126B1 (ru) | 2006-06-15 | 2006-06-15 | Покрытие для фильтра для улавливания частиц |
| EA200870532A EA014127B1 (ru) | 2006-06-15 | 2007-01-02 | Устройство для обработки выхлопных газов дизельного двигателя |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200870531A EA014126B1 (ru) | 2006-06-15 | 2006-06-15 | Покрытие для фильтра для улавливания частиц |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9765661B2 (ru) |
| EP (2) | EP2027371B1 (ru) |
| EA (2) | EA014126B1 (ru) |
| WO (2) | WO2007144446A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2640148C2 (ru) * | 2012-05-11 | 2017-12-26 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ВЫБРОСОВ NOx НА ВЫХОДЕ ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5275342B2 (ja) | 2007-05-11 | 2013-08-28 | エスディーシー マテリアルズ インコーポレイテッド | 粒子生産システム及び粒子生産方法 |
| US8575059B1 (en) | 2007-10-15 | 2013-11-05 | SDCmaterials, Inc. | Method and system for forming plug and play metal compound catalysts |
| US8173087B2 (en) | 2008-02-05 | 2012-05-08 | Basf Corporation | Gasoline engine emissions treatment systems having particulate traps |
| KR101784013B1 (ko) | 2008-12-15 | 2017-10-10 | 유니프랙스 아이 엘엘씨 | 세라믹 허니콤 구조체의 스킨 코팅 |
| US8741239B2 (en) * | 2009-02-25 | 2014-06-03 | General Electric Company | Method and apparatus for operation of CO/VOC oxidation catalyst to reduce NO2 formation for gas turbine |
| DE102009002182B4 (de) * | 2009-03-11 | 2023-09-21 | Evonik Operations Gmbh | Katalytischer Filter, insbesondere Dieselpartikelfilter, sowie Verfahren zur Herstellung einer katalytischen Zusammensetzung für einen solchen |
| NL2002986C2 (nl) * | 2009-06-09 | 2010-12-13 | Daf Trucks Nv | Inrichting voor het nabehandelen van uitlaatgas van een dieselverbrandingsmotor. |
| US20110017064A1 (en) * | 2009-07-27 | 2011-01-27 | Ford Global Technologies, Llc | Soot filter having oblique corrugated layers |
| US9039916B1 (en) | 2009-12-15 | 2015-05-26 | SDCmaterials, Inc. | In situ oxide removal, dispersal and drying for copper copper-oxide |
| US9149797B2 (en) | 2009-12-15 | 2015-10-06 | SDCmaterials, Inc. | Catalyst production method and system |
| US8652992B2 (en) | 2009-12-15 | 2014-02-18 | SDCmaterials, Inc. | Pinning and affixing nano-active material |
| US9126191B2 (en) | 2009-12-15 | 2015-09-08 | SDCmaterials, Inc. | Advanced catalysts for automotive applications |
| US8815189B2 (en) | 2010-04-19 | 2014-08-26 | Basf Corporation | Gasoline engine emissions treatment systems having particulate filters |
| US8669202B2 (en) | 2011-02-23 | 2014-03-11 | SDCmaterials, Inc. | Wet chemical and plasma methods of forming stable PtPd catalysts |
| KR20140071364A (ko) | 2011-08-19 | 2014-06-11 | 에스디씨머티리얼스, 인코포레이티드 | 촉매작용에 사용하기 위한 코팅 기판 및 촉매 변환기 및 기판을 워시코트 조성물로 코팅하는 방법 |
| CN102380377B (zh) * | 2011-09-07 | 2015-04-22 | 中国第一汽车股份有限公司 | 用于poc后处理器的泡沫金属结构单元 |
| US9511352B2 (en) | 2012-11-21 | 2016-12-06 | SDCmaterials, Inc. | Three-way catalytic converter using nanoparticles |
| US9156025B2 (en) | 2012-11-21 | 2015-10-13 | SDCmaterials, Inc. | Three-way catalytic converter using nanoparticles |
| WO2015013545A1 (en) | 2013-07-25 | 2015-01-29 | SDCmaterials, Inc. | Washcoats and coated substrates for catalytic converters |
| CN105848756A (zh) | 2013-10-22 | 2016-08-10 | Sdc材料公司 | 用于贫NOx捕捉的组合物 |
| MX2016004991A (es) | 2013-10-22 | 2016-08-01 | Sdcmaterials Inc | Diseño de catalizador para motores de combustion diesel de servicio pesado. |
| US9687811B2 (en) | 2014-03-21 | 2017-06-27 | SDCmaterials, Inc. | Compositions for passive NOx adsorption (PNA) systems and methods of making and using same |
| CL2015002478A1 (es) * | 2015-09-04 | 2016-04-01 | Hidrosym S A | Sistema de descontaminación a través de un biofiltro para retener y reciclar contaminantes de material particulado proveniente de humos de combustión; y su procedimiento. |
| SE541936C2 (en) * | 2017-02-03 | 2020-01-07 | Scania Cv Ab | Method of compacting ash deposited in a particulate filter by providing a low-temperature melting salt to said filter |
| CN109012647A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-12-18 | 厦门大学 | 一种柴油机尾气碳烟脱除金属复合氧化物催化剂及其制备方法 |
| RU2706652C1 (ru) * | 2018-11-01 | 2019-11-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ получения композитных наноструктурированных порошков на основе графена и оксидов Al, Ce и Zr |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6340379B1 (en) * | 1997-09-20 | 2002-01-22 | Creavis Gesellschaft Fuer Technologie Und Innovation Mbh | Gas filter, method for producing a gas filter and use of said gas filter |
| WO2004089508A1 (en) * | 2003-04-14 | 2004-10-21 | Sk Corporation | Catalytic filter for removing soot particulates from diesel engine exhaust and method of preparing the same |
| US20040235658A1 (en) * | 2001-06-26 | 2004-11-25 | Jurgen Dornseiffer | Diesel particulate filter comprising a finely dispersed diesel particulate catalyst |
| WO2005120687A1 (en) * | 2004-06-05 | 2005-12-22 | Umicore Ag & Co. Kg | Particle filter provided with a catalytic coating |
| US20060018806A1 (en) * | 2004-07-26 | 2006-01-26 | Ziebarth Robin P | Catalyzed soot filter |
Family Cites Families (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3785998A (en) * | 1971-06-30 | 1974-01-15 | Universal Oil Prod Co | Method of catalyst manufacture by impregnating honeycomb-type support |
| GB2064983B (en) | 1979-12-13 | 1984-01-04 | Texaco Development Corp | Rejuvenation of an exhaust gas particulate filter |
| US4303552A (en) | 1980-05-27 | 1981-12-01 | W. R. Grace & Co. | Diesel exhaust catalyst |
| EP0070619A3 (en) | 1981-07-16 | 1984-01-04 | Johnson Matthey, Inc., | Regenerating diesel emissions control devices |
| JPS60166037A (ja) * | 1984-02-07 | 1985-08-29 | Nitto Chem Ind Co Ltd | シリカ担持アンチモン含有酸化物触媒の製法 |
| DE3567385D1 (en) | 1984-04-23 | 1989-02-16 | Engelhard Corp | Catalyzed diesel exhaust particulate filter |
| US4510265A (en) | 1984-05-04 | 1985-04-09 | Engelhard Corporation | Platinum/silver vanadate catalyzed diesel exhaust particulate filter |
| US4902487A (en) | 1988-05-13 | 1990-02-20 | Johnson Matthey, Inc. | Treatment of diesel exhaust gases |
| DK249689A (da) * | 1988-05-24 | 1989-11-25 | Alcan Int Ltd | Sammensat membran og fremgangsmaade ved dens fremstilling |
| US5212131A (en) * | 1991-02-20 | 1993-05-18 | Innovative Research Enterprises | Low pressure drop filter |
| FI90502C (fi) | 1992-03-19 | 1994-02-25 | Kemira Oy | Platinaa säästävä katalyytti ja menetelmä sen valmistamiseksi |
| US6306348B1 (en) * | 1993-11-01 | 2001-10-23 | Nanogen, Inc. | Inorganic permeation layer for micro-electric device |
| US5422331A (en) * | 1994-02-25 | 1995-06-06 | Engelhard Corporation | Layered catalyst composition |
| CA2192548C (en) * | 1994-06-17 | 1999-11-02 | Mahlon Robert Derolf | Method for making spherical adsorbent particles |
| DE59508772D1 (de) * | 1994-06-23 | 2000-11-09 | Creavis Tech & Innovation Gmbh | Herstellung keramischer schichten und deren verwendung |
| US5945369A (en) * | 1994-12-09 | 1999-08-31 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Catalyst for purifying exhaust gases and process for producing the same |
| US6818254B1 (en) * | 1995-01-20 | 2004-11-16 | Engelhard Corporation | Stable slurries of catalytically active materials |
| JPH1071323A (ja) * | 1996-08-30 | 1998-03-17 | Aqueous Res:Kk | 空気浄化フィルタ及び自動車用空気浄化装置 |
| JP4053623B2 (ja) * | 1996-12-27 | 2008-02-27 | 阿南化成株式会社 | ジルコニウム−セリウム系複合酸化物及びその製造方法 |
| WO1999033549A1 (en) * | 1997-12-24 | 1999-07-08 | Engelhard Corporation | Catalytic converter system for internal combustion engine powere d vehicles |
| US6355594B1 (en) * | 1999-09-27 | 2002-03-12 | Phillips Petroleum Company | Organometal catalyst compositions |
| ES2278639T3 (es) * | 1999-10-15 | 2007-08-16 | Abb Lummus Global Inc. | Conversion de oxidos de nitrogeno en presencia de un catalizador soportado por una estructura de tipo malla. |
| US6826906B2 (en) | 2000-08-15 | 2004-12-07 | Engelhard Corporation | Exhaust system for enhanced reduction of nitrogen oxides and particulates from diesel engines |
| AU2002240514A1 (en) * | 2001-03-01 | 2002-09-19 | Phillips Plastics Corporation | Filtration media of porous inorganic particles |
| ITTO20010368A1 (it) * | 2001-04-13 | 2002-10-13 | Framatome Connectors Int | Unita' per l'aggraffatura di terminali elettrici su rispettive piste conduttive di un cavo piatto. |
| GB0115729D0 (en) * | 2001-06-28 | 2001-08-22 | Univ Surrey | Doped alumina catalysts |
| US20030039597A1 (en) * | 2001-08-24 | 2003-02-27 | Engelhard Corporation | Close coupled catalyst with a SOx trap and methods of making and using the same |
| JP3854134B2 (ja) * | 2001-12-04 | 2006-12-06 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関用排気ガス浄化装置 |
| JP3797313B2 (ja) * | 2002-10-28 | 2006-07-19 | トヨタ自動車株式会社 | 金属酸化物粒子の製造法及び排ガス浄化用触媒 |
| DE10254764A1 (de) | 2002-11-22 | 2004-06-03 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Abgasanlage |
| DE10257113A1 (de) * | 2002-12-05 | 2004-06-24 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Partikelfalle mit beschichteter Faserlage |
| US7220390B2 (en) * | 2003-05-16 | 2007-05-22 | Velocys, Inc. | Microchannel with internal fin support for catalyst or sorption medium |
| US7455709B2 (en) * | 2003-07-15 | 2008-11-25 | Ibiden Co., Ltd. | Honeycomb structural body |
| US7458154B2 (en) | 2003-10-08 | 2008-12-02 | Esw Technologies, Inc. | Method for producing a catalytic element |
| DE102004001974A1 (de) * | 2004-01-13 | 2005-08-04 | Basf Ag | Komposit-Membran |
| GB0413767D0 (en) * | 2004-06-21 | 2004-07-21 | Johnson Matthey Plc | Metal oxide sols |
| US7191592B2 (en) * | 2004-06-28 | 2007-03-20 | Corning Incorporated | Diesel engine exhaust system |
| JPWO2006004175A1 (ja) * | 2004-06-30 | 2008-04-24 | イビデン株式会社 | 排気浄化装置 |
| JP4679583B2 (ja) | 2004-10-14 | 2011-04-27 | 田中貴金属工業株式会社 | ディーゼル微粒子フィルター上の微粒子をろ過するための白金族金属非含有触媒 |
| US20060199730A1 (en) * | 2005-03-02 | 2006-09-07 | Seely Michael J | Composition and method for improving density and hardness of fluid bed catalysts |
| US7740827B2 (en) * | 2005-09-23 | 2010-06-22 | Mecs, Inc. | Ruthenium oxide catalysts for conversion of sulfur dioxide to sulfur trioxide |
| JP5068452B2 (ja) * | 2005-10-07 | 2012-11-07 | イビデン株式会社 | 保持シール材および排気ガス処理装置 |
| US7407922B2 (en) * | 2005-10-13 | 2008-08-05 | S.C. Johnson & Son, Inc. | Deodorizing compositions |
-
2006
- 2006-06-15 US US12/304,141 patent/US9765661B2/en active Active
- 2006-06-15 WO PCT/FI2006/000202 patent/WO2007144446A1/en active Application Filing
- 2006-06-15 EP EP06764428.6A patent/EP2027371B1/en active Active
- 2006-06-15 EA EA200870531A patent/EA014126B1/ru active IP Right Revival
-
2007
- 2007-01-02 WO PCT/FI2007/000003 patent/WO2007144447A1/en active Application Filing
- 2007-01-02 EA EA200870532A patent/EA014127B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-01-02 EP EP07700257A patent/EP2027375A4/en not_active Withdrawn
- 2007-01-02 US US12/304,847 patent/US20090320456A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6340379B1 (en) * | 1997-09-20 | 2002-01-22 | Creavis Gesellschaft Fuer Technologie Und Innovation Mbh | Gas filter, method for producing a gas filter and use of said gas filter |
| US20040235658A1 (en) * | 2001-06-26 | 2004-11-25 | Jurgen Dornseiffer | Diesel particulate filter comprising a finely dispersed diesel particulate catalyst |
| WO2004089508A1 (en) * | 2003-04-14 | 2004-10-21 | Sk Corporation | Catalytic filter for removing soot particulates from diesel engine exhaust and method of preparing the same |
| WO2005120687A1 (en) * | 2004-06-05 | 2005-12-22 | Umicore Ag & Co. Kg | Particle filter provided with a catalytic coating |
| US20060018806A1 (en) * | 2004-07-26 | 2006-01-26 | Ziebarth Robin P | Catalyzed soot filter |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2640148C2 (ru) * | 2012-05-11 | 2017-12-26 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ВЫБРОСОВ NOx НА ВЫХОДЕ ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2007144446A9 (en) | 2008-11-20 |
| WO2007144447A1 (en) | 2007-12-21 |
| EP2027375A4 (en) | 2011-07-06 |
| EP2027375A1 (en) | 2009-02-25 |
| EA014126B1 (ru) | 2010-10-29 |
| EP2027371B1 (en) | 2019-12-04 |
| US9765661B2 (en) | 2017-09-19 |
| EA200870532A1 (ru) | 2009-06-30 |
| WO2007144446A1 (en) | 2007-12-21 |
| US20090199539A1 (en) | 2009-08-13 |
| EP2027371A1 (en) | 2009-02-25 |
| US20090320456A1 (en) | 2009-12-31 |
| EP2027371A4 (en) | 2009-08-12 |
| EA200870531A1 (ru) | 2009-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA014127B1 (ru) | Устройство для обработки выхлопных газов дизельного двигателя | |
| JP5767770B2 (ja) | 極薄触媒酸化塗膜を有するディーゼル粉塵フィルター | |
| US9486791B2 (en) | NOx trap | |
| JP5230199B2 (ja) | 圧力平衡化された触媒付きすすフィルター | |
| US7351382B2 (en) | Particle filter having a catalytically active coating to accelerate burning off accumulated soot particles during a regeneration phase | |
| KR100946543B1 (ko) | 디젤 미립자 필터상의 미립자의 발화 온도를 낮추기 위한 백금족 금속 비함유 촉매 조성물 | |
| KR20030041133A (ko) | ＳＯｘ 내성 ＮＯｘ 촉매 및 그의 제조 및 이용 방법 | |
| JP2002153733A (ja) | 排気ガス浄化システム及び排気浄化方法 | |
| KR20050100650A (ko) | 질소 산화물 트랩 성능을 증진하기 위한 황산화물 트랩 및그 제조 방법 및 용도 | |
| WO2002026379A1 (en) | Catalytic soot filter and use thereof in treatment of lean exhaust gases | |
| KR20150018883A (ko) | 조합된 미립자 필터 및 탄화수소 트랩 | |
| JPH08229404A (ja) | 排ガス浄化触媒および排ガス浄化装置 | |
| CN113574253B (zh) | 可调节的NOx吸附剂 | |
| RU2575236C2 (ru) | Конструкционный катализатор окисления для отработавших газов дизельных двигателей для улучшенного генератора no2 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY RU |