KR20170040352A - 질소 산화물을 환원시키기 위한 촉매 시스템 - Google Patents

질소 산화물을 환원시키기 위한 촉매 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20170040352A
KR20170040352A KR1020177006771A KR20177006771A KR20170040352A KR 20170040352 A KR20170040352 A KR 20170040352A KR 1020177006771 A KR1020177006771 A KR 1020177006771A KR 20177006771 A KR20177006771 A KR 20177006771A KR 20170040352 A KR20170040352 A KR 20170040352A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
washcoat layer
catalyst
cerium oxide
oxide
layer
Prior art date
Application number
KR1020177006771A
Other languages
English (en)
Inventor
뤼디거 호이어
토마스 유츠쉬크
미하엘 쉬퍼
미하엘 자일러
프랑크-발터 쉐체
Original Assignee
우미코레 아게 운트 코 카게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 우미코레 아게 운트 코 카게 filed Critical 우미코레 아게 운트 코 카게
Publication of KR20170040352A publication Critical patent/KR20170040352A/ko

Links

Images

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
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • 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
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
    • 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
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9422—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by NOx storage or reduction by cyclic switching between lean and rich exhaust gases (LNT, NSC, NSR)
    • 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
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9477—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on separate bricks, e.g. exhaust systems
    • 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
    • B01J23/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
    • 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
    • B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
    • 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
    • B01J23/44—Palladium
    • 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
    • B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B01J23/464—Rhodium
    • 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
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
    • 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
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/76—Iron group metals or copper
    • B01J29/763—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
    • B01J35/0006—
    • B01J35/04—
    • 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
    • B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
    • 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
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • 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
    • B01J37/0244—Coatings comprising several layers
    • 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
    • B01J37/0246—Coatings comprising a zeolite
    • 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
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • 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
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1021—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1023—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/202—Alkali metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/204—Alkaline earth metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/204—Alkaline earth metals
    • B01D2255/2042—Barium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/204—Alkaline earth metals
    • B01D2255/2047—Magnesium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2065—Cerium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20738—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20746—Cobalt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20761—Copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/50—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/902—Multilayered catalyst
    • B01D2255/9022—Two layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/91—NOx-storage component incorporated in the catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • 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
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
    • 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
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
    • 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
    • F01N2510/00—Surface coverings
    • F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • F01N2510/063—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction zeolites
    • 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
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807—Metal other than sintered metal
    • F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • 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
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2825—Ceramics
    • F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

본 발명은 질소 산화물 저장 촉매 및 SCR 촉매를 포함하는, 질소 산화물을 환원시키기 위한 촉매 시스템에 관한 것으로, 상기 질소 산화물 저장 촉매는 지지체 상의 적어도 2개의 촉매 활성 워시코트 층들로 이루어지고, 하부 워시코트 층 A는 산화세륨, 알칼리 토금속 화합물 및/또는 알칼리 금속 화합물, 및 백금과 팔라듐을 함유하고, 상기 워시코트 층 A 위에 배치된 상부 워시코트 층 B는 산화세륨, 백금 및 팔라듐을 함유하고 알칼리 금속 화합물 및 알칼리 토금속 화합물을 함유하지 않는다. 본 발명은 또한 희박 방식으로 작동되는 엔진에 의해 작동되는 자동차의 배기 가스에서 NOx를 변환시키는 방법에 관한 것이다.

Description

질소 산화물을 환원시키기 위한 촉매 시스템 {CATALYST SYSTEM FOR REDUCING NITROGEN OXIDES}
본 발명은 희박(lean) 방식으로 작동되는 내연 기관의 배기 가스에 함유된 질소 산화물을 환원시키기 위한 촉매 시스템에 관한 것이다.
주로 희박-작동 내연 기관을 갖는 자동차로부터의 배기 가스는 입자 배출물을 함유할 뿐만 아니라, 특히, 1차 배출물인 일산화탄소 CO, 탄화수소 HC, 및 질소 산화물 NOx를 함유한다. 15용적% 이하의 비교적 높은 산소 함량으로 인해, 일산화탄소 및 탄화수소는 산화에 의해 용이하게 무해하게 될 수 있지만, 질소 산화물이 질소로 환원되는 것은 훨씬 더 어렵다.
배기 가스로부터의 질소 산화물은 산소의 존재하에 질소 산화물 저장 촉매에 의해 무해하게 될 수 있는 것으로 공지되어 있으며, 이를 위해 용어 "희박 NOx 트랩(lean NOx trap)" 또는 LNT가 또한 통상적이다. 이의 세정 작용은, 상기 엔진의 희박 작동 단계(lean-operating phase)에서 상기 질소 산화물이 상기 저장 촉매의 저장 물질에 의해 주로 질산염 형태로 저장되고, 이어지는 상기 엔진의 풍부 작동 단계(rich-operating phase)에서 다시 파괴(break down)되고, 이에 따라 방출된 질소 산화물이 상기 저장 촉매에서 환원 배기 성분들에 의해 질소, 이산화탄소 및 물로 변환된다는 사실에 기반한다. 당해 작동 방식은 예를 들면 SAE 문서 SAE 950809에 기술되어 있다.
특히, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 알칼리 금속, 희토류 금속, 또는 이들의 혼합물의 산화물, 탄산염 또는 수산화물이 저장 물질로서 적합하다. 이들의 염기도(basicity)로 인해, 이들 화합물은 배기 가스의 산성 질소 산화물과의 질산염을 형성할 수 있으며 이들을 이러한 방식으로 저장할 수 있다. 이들은 적합한 담체 물질들(carrier materials) 위에 가능한 한 고도로 분산되어 침착되어, 상기 배기 가스와의 큰 상호작용면(large surface of interaction)을 생성시킨다. 일반적으로, 질소 산화물 저장 촉매는 또한 백금, 팔라듐, 및/또는 로듐과 같은 귀금속을 촉매 활성 성분으로서 함유한다. 이들은, 한편으로, 희박 조건하에 NO를 NO2로 그리고 CO 및 HC를 CO2로 산화시키는 것과, 다른 한편으로, 질소 산화물 저장 촉매가 재생되는 풍부 작동 단계 동안 방출된 NO2를 질소로 환원시키는 것을 목적으로 한다.
질소 산화물을 산소의 존재하에 배기 가스로부터 제거하는 또 다른 공지된 방법은 적합한 촉매인 SCR 촉매 상의 암모니아를 사용하는 선택적 촉매 환원 방법(SCR 공정)이다. 당해 방법에서, 배기 가스로부터 제거되어야 하는 질소 산화물은 암모니아를 사용하여 질소 및 물로 변환된다.
환원제로서 사용되는 암모니아는, 예를 들면 우레아, 암모늄 카바메이트 또는 암모늄 포르메이트와 같은, 암모니아로 분해되는 화합물을 배기 가스 스트림으로 공급하고 후속적으로 가수분해함으로써 이용 가능해질 수 있다.
또한, 엔진의 풍부-작동 단계 동안 암모니아가 SCR 촉매의 촉매 업스트림에서 제2 배출물로서 생성되며, 이는, 소비 시점까지 희박 작동 단계 동안 SCR 촉매에 임시로 저장되는 것으로 알려져 있다. 질소 산화물 저장 촉매, 예를 들면, 질소 산화물을 일정 수준의 질소 뿐만 아니라 암모니아로 적어도 부분적으로 환원시킬 수 있는 질소 산화물 저장 촉매가, 암모니아를 생성시키는데 사용될 수 있다. 업스트림 질소 산화물 저장 촉매 및 다운스트림 SCR 촉매를 함유하는 촉매 시스템은, 예를 들면, DE 100 11 612 A1, EP 0 957 242 A2, EP 1 027 919 A2, EP 2 698 193 A1, US 7,332,135, WO 2004/076829 A1, WO 2005/047663 A2, 및 WO 2010/114873 A2에 기재되어 있다.
WO 2010/114873 A2의 촉매 시스템에서 사용되는 질소 산화물 저장 촉매는 2개 층을 갖고, 이때 하부 층은 관류형 모놀리스(flow-through monolith) 위에 곧바로 놓이며, 특히 산화세륨 및 산화알루미늄을 함유하고, 이는 산화세륨 및 산화바륨을 나타낸다. 상부 층은 하부 층 위에 놓이고 또한 산화세륨을 하부 층보다는 적은 양으로 함유한다. 상기 층들은 둘 다 귀금속인 백금 및 팔라듐을 또한 함유하며, 상부 층에서 산화세륨은 또한 로듐을 함유한다.
또한 2중-층 질소 산화물 저장 촉매가 기재되어 있다. 예를 들면 EP 0 885 650 A2에는 지지체 위에 2개의 촉매 활성 층들을 갖는, 내연 기관을 위한 배기 가스 정화 촉매가 공지되어 있다. 지지체 위에 있는 층은 하나 이상의 고도로 분산된 알칼리 토금속 산화물, 적어도 하나의 백금족 금속, 및 적어도 하나의 미세 입자 산소-저장 물질을 포함한다. 이에 따라 백금족 금속은 제1 층의 모든 성분들과 밀접하게 접촉한다. 제2 층은 배기 가스와 직접 접촉하며 적어도 하나의 백금족 금속 및 적어도 하나의 미세 입자 산소-저장 물질을 함유한다. 제2 층의 미세 입자 고형물의 하나의 부분만이 백금족 금속에 대한 담체로서 사용된다. 상기 촉매는 화학양론적 조건하에, 즉 1의 공기/연료 비 λ에서 유해한 배기 가스 성분들을 필수적으로 변환시키는 3원 촉매이다.
US 2009/320457로부터, 담체 기재 위의 서로의 위에 포개어진 2개의 촉매 층들을 포함하는 질소 산화물 저장 촉매가 공지되어 있다. 담체 기재 바로 위에 놓인 하부 층은 하나 이상의 귀금속 및 하나 이상의 질소 산화물 저장 성분을 포함한다. 상부 층은 하나 이상의 귀금속 및 산화세륨을 포함하고, 알칼리 금속 성분 또는 알칼리 토금속 성분을 포함하지 않는다.
질소 산화물 저장 물질을 함유하고 2개 이상의 층들을 갖는 촉매 기재는 WO 2012/029050에도 기술되어 있다. 제1 층은 담체 기재 바로 위에 위치하고 백금 및/또는 팔라듐을 포함하며, 제2 층은 상기 제1 층 위에 위치하고 백금을 포함한다. 상기 층들은 둘 다, 하나 이상의 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속을 포함하는 하나 이상의 질소 산화물-저장 물질 및 하나 이상의 산소-저장 물질을 또한 함유한다. 질소 산화물-저장 물질 중의 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 총량은, 알칼리 금속 산화물 M2O 및 알칼리 토금속 산화물 MO로서 계산하여, 11.04 내지 153.37kg/㎥(0.18 내지 2.5g/in3)이다.
본 발명은 질소 산화물 저장 촉매 및 SCR 촉매를 포함하는, 질소 산화물을 환원시키기 위한 촉매 시스템에 관한 것으로, 상기 SCR 촉매는, 최대 고리 크기(ring size)의 8개 사면체 원자 및 전이 금속을 갖는 소형 세공 제올라이트(small-pore zeolite)를 함유하며, 상기 질소 산화물 저장 촉매는 지지체 상의 적어도 2개의 촉매 활성 워시코트(washcoat) 층 A 및 워시코트 층 B로 이루어지고,
- 상기 워시코트 층 A는 상기 지지체 바로 위에 배치되고 산화세륨, 알칼리 토금속 화합물 및/또는 알칼리 금속 화합물, 및 백금과 팔라듐을 함유하고;
- 상기 워시코트 층 B는 상기 워시코트 층 A 위에 배치되고 산화세륨, 백금 및 팔라듐을 함유하고 알칼리 및 알칼리 토금속 화합물을 함유하지 않으며;
- 워시코트 층 A 내의 산화세륨에 대한 워시코트 층 B 내의 산화세륨의 비는, 상기 지지체의 용적에 대해 kg/㎥(g/L)으로 계산하여, 1:2 내지 3:1이고, 워시코트 층 A 및 워시코트 층 B 내의 산화세륨의 총량은, 상기 지지체의 용적에 대해 kg/㎥(g/L)으로 계산하여, 100 내지 240kg/㎥(100 내지 240g/L)임을 특징으로 한다.
본 발명의 맥락 내에서, 용어 산화세륨은 시판 등급의 산화세륨, 즉, 90 내지 100중량%의 산화세륨 함량을 갖는 산화세륨을 의미한다. 따라서, 상기 용어는 첨가된 산화세륨을 또한 포함한다. 그러나, 반면, 본 발명의 맥락 내에서, 용어 산화세륨은 또한 90중량% 미만, 예를 들면, 20 내지 90중량%, 또는 50 내지 90중량%의 산화세륨 함량을 갖는 세륨 혼합된 산화물도 의미한다. 그러나, 유리하게는, 세륨 함량은 20중량% 미만은 아니다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 세륨 혼합된 산화물의 예는, 특히, 세륨-지르코늄 혼합된 산화물 및 세륨-알루미늄 혼합된 산화물이다.
본 발명의 양태에서, 워시코트 층 A 내의 산화세륨에 대한 워시코트 층 B 내의 산화세륨의 비는, 상기 지지체의 용적에 대해 kg/㎥(g/L)으로 계산하여, 1:2 내지 2.5:1, 특히 1:1 내지 2:1이다.
특히, 워시코트 층 B에서 산화세륨은, 각각의 경우 상기 지지체의 용적에 대해, 46 내지 180kg/㎥(46 내지 180g/L), 바람직하게는 46 내지 90kg/㎥(46 내지 90g/L), 특히 바람직하게는 46 내지 70kg/㎥(46 내지 70g/L)의 양으로 사용된다. 워시코트 층 A에서, 산화세륨은, 각각의 경우 상기 지지체의 용적에 대해, 14 내지 95kg/㎥(14 내지 95g/L), 바람직하게는 25 내지 95kg/㎥(25 내지 95g/L), 특히 바람직하게는 46 내지 95kg/㎥(46 내지 95g/L)의 양으로 사용된다.
추가의 양태에서, 산화세륨은, 각각의 경우 상기 지지체의 용적에 대해, 워시코트 층 A에서 25 내지 120kg/㎥(25 내지 120g/L)의 양으로 사용되고 워시코트 층 B에서 50 내지 180kg/㎥(50 내지 180g/L)의 양으로 사용된다.
본 발명의 양태에서, 상기 지지체의 워시코트 총 부하량은, 상기 지지체의 용적에 대해, 300 내지 600kg/㎥(300 내지 600g/L)이다. 특히, 각각의 경우 상기 지지체의 용적에 대해, 워시코트 층 A에 의한 부하량은 150 내지 500kg/㎥(150 내지 500g/L)이고 워시코트 층 B에 의한 부하량은 50 내지 300kg/㎥(50 내지 300g/L)이다.
본 발명의 추가의 양태에서, 각각의 경우 상기 지지체의 용적에 대해, 워시코트 층 A에 의한 부하량은 250 내지 300kg/㎥(250 내지 300g/L)이고 워시코트 층 B에 의한 부하량은 100 내지 200kg/㎥(100 내지 200g/L)이다.
본 발명의 양태에서, 워시코트 층 A 및 워시코트 층 B 내의 팔라듐에 대한 백금의 비는, 예를 들면, 2:1 내지 18:1, 또는 6:1 내지 16:1, 예를 들면, 5:1, 8:1, 10:1, 12:1, 또는 14:1이다.
본 발명의 양태에서, 워시코트 층 A 및 워시코트 층 B 내의 백금 및 팔라듐의 총량은, 상기 지지체의 용적에 대해 각각의 경우에서 kg/㎥(g/L)으로 계산하여, 동일하다.
본 발명의 추가의 양태에서, 워시코트 층 A 내의 백금 및 팔라듐의 농도에 대한 워시코트 층 B 내의 백금 및 팔라듐의 농도의 비는, 각각의 경우 상기 지지체의 용적에 대해 kg/㎥(g/L)으로 계산하여, 각각의 경우 상기 각각의 워시코트 층의 총 질량에 대해, 1:1 내지 1:5이다.
본 발명의 양태에서, 워시코트 층 A 및/또는 워시코트 층 B는 추가의 귀금속으로서 로듐을 함유한다. 이 경우, 로듐은, 특히, 상기 지지체의 용적에 대해, 0.003 내지 0.35kg/㎥(0.003 내지 0.35g/L)의 양으로 존재한다.
귀금속인 백금 및 팔라듐, 및 가능하게는 로듐은 일반적으로 워시코트 층 A 및 워시코트 층 B 둘 다에서 적합한 담체 물질 상에 제공된다. 담체 물질로는 산화알루미늄, 이산화규소, 이산화티탄과 같은 대면적(high-surface) 고융점 산화물 뿐만 아니라, 예를 들면 알루미늄-규소 혼합된 산화물 및 세륨-지르코늄 혼합된 산화물과 같은 혼합된 산화물이 사용된다.
본 발명의 양태에서, 산화알루미늄, 특히 1 내지 6중량%, 특히 4중량%의 산화란탄에 의해 안정화된 산화알루미늄이 상기 귀금속에 대한 담체 물질로서 사용된다.
귀금속인 백금, 팔라듐, 및 로듐이 상기 언급된 담체 물질들 중의 하나 이상에 의해서만 지지되며, 이에 따라 각각의 워시코트 층의 모든 성분들과 밀접하게 접촉하지 않는 것이 바람직하다. 특히, 귀금속인 백금, 팔라듐, 및 로듐이 산화세륨 상에 지지되고 또한 산화세륨과 밀접하게 접촉하지 않는 경우가 바람직하다.
워시코트 층 A 내의 알칼리 토금속 화합물로서, 마그네슘, 스트론튬 및 바륨의 산화물, 탄산염 또는 수산화물, 특히, 산화마그네슘, 산화바륨, 및 산화스트론튬이 특히 적합하다.
워시코트 층 A 내의 알칼리 금속 화합물로서, 리튬, 칼륨, 및 나트륨의 산화물, 탄산염, 또는 수산화물이 특히 적합하다.
본 발명의 양태에서, 알칼리 토금속 또는 알칼리 금속 화합물은, 알칼리 토금속 또는 알칼리 금속 산화물로서 계산하여, 10 내지 50kg/㎥(10 내지 50g/L), 특히 15 내지 20kg/㎥(15 내지 20g/L)의 양으로 존재한다.
본 발명의 추가의 양태에서, 존재하는 상기 알칼리 토금속 또는 알칼리 금속 화합물은 산화세륨 상에 지지되지 않는다.
바람직한 양태에서, 상기 질소 산화물 저장 촉매는 지지체 위에 적어도 2개의 촉매 활성 워시코트 층들을 함유하며, 여기서,
- 하부 워시코트 층 A는
ｏ 14 내지 95kg/㎥(14 내지 95g/L)의 양의 산화세륨,
ｏ 8:1 내지 10:1의 질량 비의 백금 및 팔라듐, 및
ｏ 산화마그네슘 및/또는 산화바륨
을 함유하고;
- 상부 워시코트 층 B는 상기 하부 워시코트 층 A 위에 배치되고
ｏ 알칼리 토금속 화합물 및 알칼리 금속 화합물을 함유하지 않고,
ｏ 8:1 내지 10:1의 질량 비의 백금 및 팔라듐, 및
ｏ 46 내지 180kg/㎥(46 내지 180g/L)의 양의 산화세륨
을 함유한다.
특정 양태에서, 워시코트 층 B가 250 내지 350kg/㎥(250 내지 350g/L)의 양으로 존재하고 워시코트 층 A가 80 내지 130kg/㎥(80 내지 130g/L)의 양으로 존재하는 경우가 특히 바람직하며, 여기서, 양 kg/㎥(g/L)의 설명은, 각각의 경우에 상기 지지체의 용적에 대한 것이다.
본 발명의 추가의 바람직한 양태에서, 본 발명은 질소 산화물 저장 촉매 및 SCR 촉매를 포함하는, 질소 산화물을 환원시키기 위한 촉매 시스템에 관한 것으로, 상기 질소 산화물 저장 촉매는 지지체 위에 적어도 2개의 촉매 활성 워시코트 층들을 함유하고, 여기서,
- 하부 워시코트 층 A는
ｏ 25 내지 120kg/㎥(25 내지 120g/L)의 양의 산화세륨,
ｏ 8:1 내지 10:1의 질량 비의 백금 및 팔라듐, 및
ｏ 산화마그네슘 및/또는 산화바륨
을 함유하고;
- 상부 워시코트 층 B는 상기 하부 워시코트 층 A 위에 배치되고
ｏ 알칼리 토금속 화합물 및 알칼리 금속 화합물을 함유하지 않고,
ｏ 8:1 내지 10:1의 질량 비의 백금 및 팔라듐, 및
ｏ 50 내지 180kg/㎥(50 내지 180g/L)의 양의 산화세륨
을 함유한다.
본 발명에서, 최대 고리 크기의 8개 사면체 원자 및 전이 금속을 갖는 소형 세공 제올라이트를 함유하는 SCR 촉매가 사용된다. 이러한 SCR 촉매는 예를 들면 EP 2 117 707 A1 및 WO 2008/132452에 기재되어 있다.
특히 바람직한 제올라이트는 AEI, CHA, KFI, ERI, LEV, MER, 또는 DDR 구조 타입에 속하며 특히 바람직하게는 코발트, 철, 구리, 또는 이들 금속 중의 2개 또는 3개의 혼합물과 교환된다.
본 발명의 맥락 내에서 용어 제올라이트는 또한 몰레큘러 시브(molecular sieve)를 포함하며, 이는 때로는 "제올라이트형" 화합물로도 지칭된다. 몰레큘러 시브가 상기 언급된 구조 타입들 중의 하나에 속하는 경우 당해 몰레큘러 시브가 바람직하다. 이의 예는, 용어 SAPO로도 알려진 실리카 알루미늄 인산염 제올라이트, 및 용어 AlPO로도 알려진 인산알루미늄 제올라이트를 포함한다.
이들이 코발트, 철, 구리, 또는 이들 금속 중의 2개 또는 3개의 혼합물과 교환되는 경우 이들 또한 특히 바람직하다.
2 내지 100, 특히 5 내지 50의 SAR(실리카-대-알루미나) 비를 갖는 제올라이트 또는 몰레큘러 시브가 또한 바람직하다.
제올라이트 또는 몰레큘러 시브는 전이 금속을, 금속 산화물로서, 즉, 예를 들면, Fe2O3 또는 CuO로서 계산하여, 특히 1 내지 10중량%, 특히 2 내지 5중량%의 양으로 함유한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 구리, 철, 또는 구리 및 철과 교환되는, 캐버자이트(chabazite) 타입의, 제올라이트 또는 몰레큘러 시브를 SCR 촉매로서 함유한다. 적절한 제올라이트 또는 몰레큘러 시브는 예를 들면 상표명 SSZ-13, SSZ-62, SAPO-34, 또는 AlPO-34로 알려져 있으며; US 6,709,644 및 US 8,617,474를 참조한다.
본 발명의 특히 바람직한 양태에서, 본 발명은 질소 산화물 저장 촉매 및 SCR 촉매를 포함하는, 질소 산화물을 환원시키기 위한 촉매 시스템에 관한 것으로, 이때 상기 질소 산화물 저장 촉매는 지지체 위에 적어도 2개의 촉매 활성 워시코트 층들을 함유하고, 여기서,
- 하부 워시코트 층 A는
ｏ 14 내지 95kg/㎥(14 내지 95g/L)의 양의 산화세륨,
ｏ 8:1 내지 10:1의 질량 비의 백금 및 팔라듐, 및
ｏ 산화마그네슘 및/또는 산화바륨
을 함유하고;
- 상부 워시코트 층 B는 상기 하부 워시코트 층 A 위에 배치되고
ｏ 알칼리 토금속 화합물 및 알칼리 금속 화합물을 함유하지 않고,
ｏ 8:1 내지 10:1의 질량 비의 백금 및 팔라듐, 및
ｏ 46 내지 180kg/㎥(46 내지 180g/L)의 양의 산화세륨
을 함유하며,
상기 SCR 촉매는, 구리를, 상기 SCR 촉매에 대해 CuO로서 계산하여, 1 내지 10중량%의 양으로 함유하며 캐버자이트 구조를 갖는, 제올라이트 또는 몰레큘러 시브를 포함한다.
본 발명의 추가의 바람직한 양태에서, 본 발명은 질소 산화물 저장 촉매 및 SCR 촉매를 포함하는, 질소 산화물을 환원시키기 위한 촉매 시스템에 관한 것으로, 이때 상기 질소 산화물 저장 촉매는 지지체 위에 적어도 2개의 촉매 활성 워시코트 층들을 함유하고, 여기서,
- 하부 워시코트 층 A는
ｏ 25 내지 120kg/㎥(25 내지 120g/L)의 양의 산화세륨,
ｏ 8:1 내지 10:1의 질량 비의 백금 및 팔라듐, 및
ｏ 산화마그네슘 및/또는 산화바륨
을 함유하고;
- 상부 워시코트 층 B는 상기 하부 워시코트 층 A 위에 배치되고
ｏ 알칼리 토금속 화합물 및 알칼리 금속 화합물을 함유하지 않고,
ｏ 8:1 내지 10:1의 질량 비의 백금 및 팔라듐, 및
ｏ 50 내지 180kg/㎥(50 내지 180g/L)의 양의 산화세륨
을 함유하며,
상기 SCR 촉매는, 구리를, 상기 SCR 촉매에 대해 CuO로서 계산하여, 1 내지 10중량%의 양으로 함유하며 캐버자이트 구조를 갖는, 제올라이트 또는 몰레큘러 시브를 포함한다.
본 발명의 촉매 시스템에서, 상기 질소 산화물 저장 촉매는 지지체 상의 적어도 2개의 촉매 활성 워시코트 층 A 및 워시코트 층 B로 이루어진다. 촉매 활성 워시코트 층 A 및 워시코트 층 B는, 후속의 열적 후처리(적용 가능한 경우, 하소, 및 포밍 가스(forming gas) 또는 수소에 의한 환원)가 동반되는, 통상의 딥 코팅(dip coating)법 또는 펌프 및 흡입 코팅(pump and suck coating)법에 따라 상기 지지체에 도포된다. 이들 방법은 선행 기술로부터 충분히 공지되어 있다.
적합한 지지체로는, 필수적으로, 불균일 촉매를 위한 모든 공지된 촉매 불활성 지지체들이 있다. 세라믹 및 금속으로 이루어진 모놀리스형 및 모놀리스-유사형 유동 허니컴(honeycomb) 뿐만 아니라 입자 필터 기재가, 디젤 엔진 배기 가스의 세정에 통상 사용되기 때문에 바람직하다. 코디어라이트, 티탄산알루미늄, 또는 탄화규소로 이루어진 세라믹 유동 허니컴 및 세라믹 벽 유동 필터 기재가 특히 바람직하다.
상기 SCR 촉매 또한 바람직하게는, 실제로, 후속의 열적 후처리(적용 가능한 경우, 하소, 및 포밍 가스 또는 수소에 의한 환원)가 동반되는, 통상의 딥 코팅법 또는 펌프 및 흡입 코팅법에 따라 촉매 불활성 지지체에 도포된다. 적합한 지지체로는, 필수적으로, 불균일 촉매를 위한 모든 공지된 촉매 불활성 지지체들이 있으며, 여기서, 모놀리스형 및 모놀리스-유사형 세라믹 및 금속 유동 허니컴 뿐만 아니라 입자 필터 기재가, 디젤 엔진 배기 가스의 정제에 통상 사용되기 때문에 바람직하다. 코디어라이트, 티탄산알루미늄, 또는 탄화규소로 이루어진 세라믹 유동 허니컴 및 세라믹 벽 유동 필터 기재가 특히 바람직하다.
입자 배출물을 저감시키기 위해 필터는 질소 산화물 저장 촉매 및 SCR 촉매 사이에 놓일 수도 있다. 이 경우에 필터는, 특히, 예를 들면 코디어라이트로부터 제조된 세라믹 벽 유동 필터 기재이다. 상기 필터는 HC/CO의 변환을 위해 촉매로 코팅될 수도 있다. 바람직한 양태에서, 상기 필터는 OSC(산소 저장 화합물) 물질을 함유하지 않는다.
본 발명에 따르는 촉매 시스템에서, 질소 산화물 저장 촉매 및 SCR 촉매는 2개의 개별적인 촉매 불활성 지지체들에 도포될 수만은 없다. 이들은 또한 단일의 촉매 불활성 지지체에 공동으로 도포될 수 있다. 이 경우, 상기 질소 산화물 저장 촉매는, 예를 들면, 상기 지지체의 한쪽 말단으로부터 출발하여 이의 총 길이 미만에 걸쳐 코팅되며, 한편 상기 SCR 촉매는 또한 상기 지지체의 나머지 말단으로부터 출발하여 이의 총 길이 미만에 걸쳐 코팅된다.
본 발명의 양태에서, 질소 산화물 저장 촉매를 포함하는 촉매 활성 구역의 길이 E는 지지체의 총 길이 L의 20 내지 70%, 40 내지 60%, 또는 45 내지 50%를 구성한다. 본 발명의 양태에서, SCR 촉매를 포함하는 촉매 활성 구역의 길이 Z는 지지체의 총 길이 L의 20 내지 70%, 40 내지 60%, 또는 45 내지 50%를 구성한다. 바람직한 양태에서, 길이 E 및 길이 Z는 둘 다 총 길이 L의 50%를 구성한다.
제1 촉매 활성 구역의 길이 E 및 제2 촉매 활성 구역의 길이 Z의 합계는 총 길이 L에 정확히 일치할 수 있다. 그러나, 본 발명의 양태에서, 특히 제조상의 이유로, 상기 합계는 총 길이 L보다 짧을 수 있다. 이들 경우에 있어서, 총 길이 L의 특정 길이는 코팅된 길이 E 및 Z 사이에서 코팅되지 않는다. 예를 들면, 제1 촉매 활성 구역의 길이 E 및 제2 촉매 활성 구역의 길이 Z의 합계는 L×0.8 내지 L×0.999이다.
본 발명에 따르는 촉매 시스템이 의도된 목적에 사용되는 경우, 배기 가스는 우선 질소 산화물 저장 촉매를 통해 유동하고 후속적으로 SCR 촉매를 통해 유동해야 한다. 이를 근거로, 상기 촉매 시스템은 희박 방식으로 작동되는 엔진, 예를 들면 디젤 엔진에 의해 작동되는 자동차의 배기 가스에서 NOx를 변환시키는데 완벽하게 적합하다. 이는 대략 200 내지 450℃의 온도에서 우수한 NOx 변환을 달성하며, 상기 NOx 변환은 고온에서도 부정적인 영향을 받지 않는다. 따라서, 본 발명에 따르는 촉매 시스템은 유로 6 적용에 적합하다.
본 발명은 또한 희박 방식으로 작동되는 엔진, 예를 들면 디젤 엔진에 의해 작동되는 자동차의 배기 가스에서 NOx를 변환시키는 방법에 관한 것으로, 상기 배기 가스가, 질소 산화물 저장 촉매 및 SCR 촉매를 포함하는, 질소 산화물을 환원시키기 위한 촉매 시스템으로 공급됨을 특징으로 하며, 여기서, 상기 SCR 촉매는, 최대 고리 크기의 8개 사면체 원자 및 전이 금속을 갖는 소형 세공 제올라이트를 함유하고, 상기 질소 산화물 저장 촉매는 지지체 상의 적어도 2개의 촉매 활성 워시코트 층 A 및 워시코트 층 B로 이루어지고,
- 상기 워시코트 층 A는 상기 지지체 바로 위에 배치되고 산화세륨, 알칼리 토금속 화합물 및/또는 알칼리 금속 화합물, 및 백금과 팔라듐을 함유하고;
- 상기 워시코트 층 B는 상기 워시코트 층 A 위에 배치되고 산화세륨, 백금 및 팔라듐을 함유하고 알칼리 및 알칼리 토금속 화합물을 함유하지 않으며;
- 워시코트 층 A 내의 산화세륨에 대한 워시코트 층 B 내의 산화세륨의 비는, 상기 지지체의 용적에 대해 kg/㎥(g/L)으로 계산하여, 1:2 내지 3:1이고, 워시코트 층 A 및 워시코트 층 B 내의 산화세륨의 총량은, 상기 지지체의 용적에 대해 kg/㎥(g/L)으로 계산하여, 100 내지 240kg/㎥(100 내지 240g/L)이며, 상기 배기 가스는 상기 촉매 시스템을 통해 공급되어, 우선 상기 질소 산화물 저장 촉매를 통해 유동하고 후속적으로 상기 SCR 촉매를 통해 유동함을 특징으로 한다.
상기 배기 가스는 주기적으로 람다 < 1 (풍부 배기 가스)로 설정되어 상기 질소 산화물 저장 촉매를 재생시키고 암모니아를 형성시키며, 이는 후속 단계에서 희박 배기 가스 조건하에 질소 산화물을 질소로 변환시킨다. 람다 < 1로의 변화는, 예를 들면, 연료의 후반 분사(after-injection)에 의해, 그리고 상기 질소 산화물 저장 촉매의 업스트림에 직접 분사함으로써 엔진 내부에서 수행될 수 있다.
질소 산화물 저장 촉매 및 SCR 촉매를 포함하는 촉매 시스템에 관한 본 발명에 따르는 방법의 양태들은 상기 기재사항들에 상응한다.
본 발명은 이하의 실시예 및 도면에서 더 상세하게 설명된다.
도 1: 온도의 함수로서의 촉매 시스템 KS1, KS2, KS3, 및 VKS1의 NOx 변환율.
실시예 1
a) 본 발명에 따르는 촉매 시스템을 제조하기 위해, 허니컴 구조를 갖는 세라믹 담체를, 란탄-안정화된 알루미나 상에 지지된 Pt 및 Pd, 47kg/㎥(47g/L)의 산화세륨, 17kg/㎥(17g/L)의 산화바륨 및 15kg/㎥(15g/L)의 산화마그네슘을 함유하는 제1 워시코트 층 A로 코팅한다. 산화바륨 및 산화마그네슘은 상기 산화세륨 상에 지지되지 않는다. 당해 공정에서, Pt 및 Pd의 부하량은 1.77kg/㎥(1.77g/L) 또는 0.177kg/㎥(0.177g/L)이고, 상기 워시코트 층의 총 부하량은, 상기 세라믹 담체의 용적에 대해, 181kg/㎥(181g/L)이다.
b) 란탄-안정화된 알루미나 상에 지지된 Pt, Pd, 및 Rh를 함유하는 추가의 워시코트 층 B가 제1 워시코트 층에 도포된다. 당해 워시코트 층 내의 Pt, Pd, 및 Rh의 부하량은 각각 1.77kg/㎥(1.77g/L), 0.177kg/㎥(0.177g/L), 및 0.177kg/㎥(0.177g/L)이다. 상기 워시코트 층 B는 94kg/㎥(94g/L)의 산화세륨을 또한 함유하며 층 B의 워시코트 부하량은 181kg/㎥(181g/L)이다.
이에 따라 수득된 촉매는 이하에서 SPK1로 칭한다.
c) SCR 촉매를 제조하기 위해, 허니컴 구조를 갖는 세라믹 담체를 28의 SAR을 갖는 캐버자이트 타입의 제올라이트로 코팅하고 구리로 교환한다. 상기 워시코트는 85중량%의 제올라이트, 3중량%의 CuO, 및 12중량%의 산화알루미늄을 포함한다.
이에 따라 수득된 촉매는 이하에서 SCRK1로 칭한다.
d) 촉매 SPK1 및 SCRK1을 합하여 촉매 시스템을 제조하며, 이는 이하에서 KS1로 칭한다.
실시예 2
단계 a)에서 산화세륨을 70kg/㎥(70g/L)의 양으로 사용하고 단계 b)에서 산화세륨을 70kg/㎥(70g/L)의 양으로 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 단계 a) 내지 d)를 반복한다.
이에 따라 수득된 촉매는 이하에서 KS2로 칭한다.
실시예 3
단계 a)에서 산화세륨을 93kg/㎥(93g/L)의 양으로 사용하고 단계 b)에서 산화세륨을 47kg/㎥(47g/L)의 양으로 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 단계 a) 내지 d)를 반복한다.
이에 따라 수득된 촉매는 이하에서 KS3으로 칭한다.
비교 실시예 1
단계 a)에서 산화세륨을 47kg/㎥(47g/L) 대신 116kg/㎥(116g/L)의 양으로 사용하고 단계 b)에서 산화세륨을 94kg/㎥(94g/L) 대신 24kg/㎥(24g/L)의 양으로 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 단계 a) 내지 d)를 반복한다.
이에 따라 수득된 촉매는 이하에서 VKS1로 칭한다.
실시예 4 내지 6
본 발명에 따르는 추가의 촉매 시스템을 제조하기 위해, 표 1에 명시된 질소 산화물 저장 촉매 또는 표 2에 명시된 SCR 촉매를 실시예 1a) 또는 1b)와 유사하게 제조하여 표 3에 명시된 촉매 시스템으로 합하였다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
KS1, KS2, KS3, 및 VKS1의 NOx 변환율의 측정
a) KS1, KS2, KS3, 및 VKS1을 우선 800℃에서 열수 분위기(hydrothermal atmosphere)에서 16시간 동안 에이징(aging)하였다.
b) 본 발명에 따른 촉매 시스템 KS1, KS2, KS3 및 비교용 촉매 시스템 VKS1의, 상기 촉매들의 온도 업스트림의 함수로서의 NOx 변환율을, 소위 NOx 변환율 시험에서 모델 가스 반응기(model gas reactor)에서 측정하였다.
당해 시험에서, 500ppm의 일산화질소 농도, 각각 10용적%의 이산화탄소 및 물, 50ppm의 단쇄 탄화수소 혼합물 농도(33ppm의 프로펜 및 17ppm의 프로판으로 이루어짐), 및 7용적%의 잔류 산소 함량을 갖는 합성 배기 가스를 모델 가스 반응기에서 50k/h의 공간 속도로 각각의 촉매 샘플로 공급하며, 이때 상기 가스 혼합물은 교대로 질소 산화물이 저장되는 동안 80초 동안 과량의 산소를 함유하고(공기/연료 비 λ가 1.47인 "희박" 가스 혼합물), 10초 동안 산소 결핍시켜 (공기/연료 비 λ가 0.92인 "풍부" 가스 혼합물; 5.5용적%의 일산화탄소를 첨가하고 동시에 잔류 산소 함량을 1용적%로 감소시킴으로써) 상기 촉매 샘플을 재생시킨다.
이렇게 하여, 온도는 7.5℃/min씩 600℃로부터 150℃로 감소시키고, 각각의 90초 길이의 희박-풍부 사이클에 걸친 전환율을 측정한다.
시내에서의 주행 거동을 재현하기 위해서는 200℃에서의 NOx 재생 능력이 중요하며, 고속도로 주행을 위해서는 450℃에서의 NOx 재생 능력이 중요하다. 유로 6 배기 가스 표준을 충족시키기 위해, 당해 전체 온도 범위에 걸쳐 고도의 NOx 재생 능력을 입증하는 것이 특히 중요하다.
도 1은 당해 방식으로 측정된 본 발명에 따른 촉매 시스템 KS1, KS2, KS3 및 비교 시스템 VKS1의 NOx 변환율을 보여준다.
결과적으로, 대략 350℃ 이하의 온도에서의 비교용 촉매 시스템 VKS1의 NOx 변환율은 본 발명에 따른 촉매 시스템 KS1 내지 KS3보다 상당히 불량하다. 따라서, 예를 들면, 250℃에서 VKS1의 NOx 변환율은 대략 67%이고, 이에 반해 KS1 내지 KS3의 NOx 변환율은 대략 75%이다.

Claims (14)

  1. 질소 산화물 저장 촉매 및 SCR 촉매를 포함하는, 질소 산화물을 환원시키기 위한 촉매 시스템으로서, 상기 SCR 촉매는, 최대 고리 크기(ring size)의 8개 사면체 원자 및 전이 금속을 갖는 소형 세공 제올라이트(small-pore zeolite)를 함유하며, 상기 질소 산화물 저장 촉매는 지지체 상의 적어도 2개의 촉매 활성 워시코트(washcoat) 층 A 및 워시코트 층 B로 이루어지고,
    - 상기 워시코트 층 A는 상기 지지체 바로 위에 배치되고 산화세륨, 알칼리 토금속 화합물 및/또는 알칼리 금속 화합물, 및 백금과 팔라듐을 함유하고;
    - 상기 워시코트 층 B는 상기 워시코트 층 A 위에 배치되고 산화세륨, 백금 및 팔라듐을 함유하고 알칼리 및 알칼리 토금속 화합물을 함유하지 않으며;
    - 워시코트 층 A 내의 산화세륨에 대한 워시코트 층 B 내의 산화세륨의 비는, 상기 지지체의 용적에 대해 kg/㎥(g/L)으로 계산하여, 1:2 내지 3:1이고, 워시코트 층 A 및 워시코트 층 B 내의 산화세륨의 총량은, 상기 지지체의 용적에 대해 kg/㎥(g/L)으로 계산하여, 100 내지 240kg/㎥(100 내지 240g/L)임을 특징으로 하는, 촉매 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 워시코트 층 B가 산화세륨을 46 내지 180kg/㎥(46 내지 180g/L)의 양으로 함유함을 특징으로 하는, 촉매 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 워시코트 층 A가 산화세륨을 14 내지 95kg/㎥(14 내지 95g/L)의 양으로 함유함을 특징으로 하는, 촉매 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 지지체의 워시코트 총 부하량이, 상기 지지체의 용적에 대해, 300 내지 600kg/㎥(300 내지 600g/L)임을 특징으로 하는, 촉매 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 각각의 경우 상기 지지체의 용적에 대해, 워시코트 층 A에 의한 부하량이 150 내지 500kg/㎥(150 내지 500g/L)이고 워시코트 층 B에 의한 부하량이 50 내지 300kg/㎥(50 내지 300g/L)임을 특징으로 하는, 촉매 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 각각의 경우 상기 지지체의 용적에 대해, 워시코트 층 A에 의한 부하량이 250 내지 300kg/㎥(250 내지 300g/L)이며 워시코트 층 B에 의한 부하량이 100 내지 200kg/㎥(100 내지 200g/L)임을 특징으로 하는, 촉매 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 워시코트 층 A 및 워시코트 층 B 내의 팔라듐에 대한 백금의 비가 2:1 내지 18:1임을 특징으로 하는, 촉매 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 워시코트 층 A 내의 알칼리 토금속 화합물이 산화마그네슘, 산화바륨, 및/또는 산화스트론튬임을 특징으로 하는, 촉매 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 SCR 촉매가, AEI, CHA, KFI, ERI, LEV, MER, 또는 DDR 구조 타입에 속하며 코발트, 철, 구리, 또는 이들 금속 중의 2개 또는 3개의 혼합물과 교환되는 제올라이트를 함유함을 특징으로 하는, 촉매 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 SCR 촉매가, 구리, 철, 또는 구리 및 철과 교환되는 캐버자이트(chabazite) 타입의 제올라이트를 함유함을 특징으로 하는, 촉매 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 질소 산화물 저장 촉매가
    - ｏ 14 내지 95kg/㎥(14 내지 95g/L)의 양의 산화세륨,
    ｏ 8:1 내지 10:1의 질량 비의 백금 및 팔라듐, 및
    ｏ 산화마그네슘 및/또는 산화바륨
    을 함유하는 하부 워시코트 층 A, 및
    - 상기 하부 워시코트 층 A 위에 배치되고
    ｏ 알칼리 토금속 화합물 및 알칼리 금속 화합물을 함유하지 않고,
    ｏ 8:1 내지 10:1의 질량 비의 백금 및 팔라듐, 및
    ｏ 46 내지 180kg/㎥(46 내지 180g/L)의 양의 산화세륨
    을 함유하는 상부 워시코트 층 B를 함유하고,
    상기 SCR 촉매가, 구리를, 상기 SCR 촉매에 대해 CuO로서 계산하여, 1 내지 10중량%의 양으로 함유하며 캐버자이트 구조를 갖는, 제올라이트 또는 몰레큘러 시브를 포함함을 특징으로 하는, 촉매 시스템.
  12. 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 질소 산화물 저장 촉매가 지지체 위에 적어도 2개의 촉매 활성 워시코트 층들을 함유함을 특징으로 하며, 여기서,
    - 하부 워시코트 층 A는
    ｏ 25 내지 120kg/㎥(25 내지 120g/L)의 양의 산화세륨,
    ｏ 8:1 내지 10:1의 질량 비의 백금 및 팔라듐, 및
    ｏ 산화마그네슘 및/또는 산화바륨
    을 함유하고;
    - 상부 워시코트 층 B는 상기 하부 워시코트 층 A 위에 배치되고
    ｏ 알칼리 토금속 화합물 및 알칼리 금속 화합물을 함유하지 않고,
    ｏ 8:1 내지 10:1의 질량 비의 백금 및 팔라듐, 및
    ｏ 50 내지 180kg/㎥(50 내지 180g/L)의 양의 산화세륨
    을 함유하고,
    상기 SCR 촉매가, 구리를, 상기 SCR 촉매에 대해 CuO로서 계산하여, 1 내지 10중량%의 양으로 함유하며 캐버자이트 구조를 갖는, 제올라이트 또는 몰레큘러 시브를 포함하는, 촉매 시스템.
  13. 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 질소 산화물 저장 촉매 및 SCR 촉매가 상이한 지지체들 상에 배열되거나 질소 산화물 저장 촉매 및 SCR 촉매가 동일한 지지체 상에 배열됨을 특징으로 하는, 촉매 시스템.
  14. 희박 방식으로 작동되는 엔진에 의해 작동되는 자동차의 배기 가스에서 NOx를 변환시키는 방법으로서, 상기 배기 가스가, 질소 산화물 저장 촉매 및 SCR 촉매를 포함하는, 질소 산화물을 환원시키기 위한 촉매 시스템으로 공급됨을 특징으로 하며, 여기서, 상기 SCR 촉매는, 최대 고리 크기의 8개 사면체 원자 및 전이 금속을 갖는 소형 세공 제올라이트를 함유하고, 상기 질소 산화물 저장 촉매는 지지체 상의 적어도 2개의 촉매 활성 워시코트 층 A 및 워시코트 층 B로 이루어지고,
    - 상기 워시코트 층 A는 상기 지지체 바로 위에 배치되고 산화세륨, 알칼리 토금속 화합물 및/또는 알칼리 금속 화합물, 및 백금과 팔라듐을 함유하고;
    - 상기 워시코트 층 B는 상기 워시코트 층 A 위에 배치되고 산화세륨, 백금 및 팔라듐을 함유하고 알칼리 금속 화합물 및 알칼리 토금속 화합물을 함유하지 않고;
    - 워시코트 층 A 내의 산화세륨에 대한 워시코트 층 B 내의 산화세륨의 비는, 상기 지지체의 용적에 대해 kg/㎥(g/L)으로 계산하여, 1:2 내지 3:1이고, 워시코트 층 A 및 워시코트 층 B 내의 산화세륨의 총량은, 상기 지지체의 용적에 대해 kg/㎥(g/L)으로 계산하여, 100 내지 240kg/㎥(100 내지 240g/L)이며; 상기 배기 가스는 상기 촉매 시스템을 통해 공급되어, 우선 상기 질소 산화물 저장 촉매를 통해 유동하고 후속적으로 상기 SCR 촉매를 통해 유동함을 특징으로 하는, 방법.
KR1020177006771A 2014-08-13 2015-08-12 질소 산화물을 환원시키기 위한 촉매 시스템 KR20170040352A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14180742.0A EP2985068A1 (de) 2014-08-13 2014-08-13 Katalysator-System zur Reduktion von Stickoxiden
EP14180742.0 2014-08-13
PCT/EP2015/068507 WO2016023928A1 (de) 2014-08-13 2015-08-12 Katalysator-system zur reduktion von stickoxiden

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170040352A true KR20170040352A (ko) 2017-04-12

Family

ID=51301188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177006771A KR20170040352A (ko) 2014-08-13 2015-08-12 질소 산화물을 환원시키기 위한 촉매 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10443463B2 (ko)
EP (2) EP2985068A1 (ko)
JP (1) JP6700250B2 (ko)
KR (1) KR20170040352A (ko)
CN (1) CN107148310A (ko)
WO (1) WO2016023928A1 (ko)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3277406B1 (en) * 2015-03-03 2023-08-02 BASF Corporation Lean nox trap with enhanced high and low temperature performance
KR20180127514A (ko) * 2016-04-13 2018-11-28 우미코레 아게 운트 코 카게 Scr-활성 코팅을 갖는 촉매
KR20180129946A (ko) * 2016-04-13 2018-12-05 우미코레 아게 운트 코 카게 Scr 활성 코팅을 갖는 입자 필터
DE102016207484A1 (de) * 2016-05-02 2017-11-02 Umicore Ag & Co. Kg Dieseloxidationskatalysator
JP6980698B2 (ja) 2016-05-03 2021-12-15 ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフトUmicore AG & Co.KG 活性ｓｃｒ触媒
CN109641196B (zh) * 2016-06-17 2022-04-05 巴斯夫公司 钯柴油机氧化催化剂
JP6993355B2 (ja) * 2016-07-19 2022-01-13 ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト ディーゼル酸化触媒コンバータ
US20190224649A1 (en) * 2016-07-29 2019-07-25 Umicore Ag & Co. Kg Catalyst for reduction of nitrogen oxides
EP3281698A1 (de) * 2016-08-11 2018-02-14 Umicore AG & Co. KG Scr-aktives material
US20190176087A1 (en) * 2016-08-11 2019-06-13 Umicore Ag & Co. Kg SCR-Active Material Having Enhanced Thermal Stability
DE112017005130A5 (de) * 2016-10-10 2019-08-01 Umicore Ag & Co. Kg Katalysatoranordnung
GB2560943A (en) * 2017-03-29 2018-10-03 Johnson Matthey Plc NOx adsorber catalyst
JP6408062B1 (ja) * 2017-04-28 2018-10-17 株式会社キャタラー 排ガス浄化用触媒
KR101971638B1 (ko) * 2017-08-28 2019-04-23 희성촉매 주식회사 비-백금족 ＮＯｘ 트랩층을 가지는 ＮＯｘ 트랩 촉매
EP3676000A1 (de) * 2017-08-31 2020-07-08 Umicore Ag & Co. Kg Palladium-zeolith-basierter passiver stickoxid-adsorber-katalysator zur abgasreinigung
DE102018121503A1 (de) 2017-09-05 2019-03-07 Umicore Ag & Co. Kg Abgasreinigung mit NO-Oxidationskatalysator und SCR-aktivem Partikelfilter
US10898889B2 (en) * 2018-01-23 2021-01-26 Umicore Ag & Co. Kg SCR catalyst and exhaust gas cleaning system
US11123720B2 (en) 2018-05-18 2021-09-21 Umicore Ag & Co. Kg Hydrocarbon trap catalyst
KR102563441B1 (ko) * 2018-11-12 2023-08-03 현대자동차 주식회사 배출 가스 정화 장치
EP3894073A4 (en) * 2018-12-13 2022-10-19 BASF Corporation LAMINATED THREE-WAY CONVERSION CATALYST (TWC) AND METHOD OF MAKING THE CATALYST
JP7195995B2 (ja) 2019-03-27 2022-12-26 株式会社キャタラー 排ガス浄化用触媒
JP6775052B2 (ja) * 2019-03-27 2020-10-28 株式会社キャタラー 排ガス浄化用触媒
JP2020186690A (ja) * 2019-05-15 2020-11-19 株式会社 Ａｃｒ システム制御方法
EP3791955A1 (de) 2019-09-10 2021-03-17 Umicore Ag & Co. Kg Kupfer-zeolith- und kupfer/alumina-haltiges katalytisches material für die scr, abgasreinigungsverfahren mit diesem material und verfahren zur herstellung dieses materials
EP3824988A1 (en) * 2019-11-20 2021-05-26 UMICORE AG & Co. KG Catalyst for reducing nitrogen oxides
JP2023523459A (ja) * 2020-04-28 2023-06-05 ビーエーエスエフ コーポレーション 排ガスを処理するための選択触媒還元用触媒

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4961917A (en) * 1989-04-20 1990-10-09 Engelhard Corporation Method for reduction of nitrogen oxides with ammonia using promoted zeolite catalysts
US5024981A (en) * 1989-04-20 1991-06-18 Engelhard Corporation Staged metal-promoted zeolite catalysts and method for catalytic reduction of nitrogen oxides using the same
DE19726322A1 (de) 1997-06-20 1998-12-24 Degussa Abgasreinigungskatalysator für Verbrennungsmotoren mit zwei katalytisch aktiven Schichten auf einem Tragkörper
DE19820828B4 (de) 1998-05-09 2004-06-24 Daimlerchrysler Ag Stickoxidemissionsmindernde Abgasreinigungsanlage
US6182443B1 (en) 1999-02-09 2001-02-06 Ford Global Technologies, Inc. Method for converting exhaust gases from a diesel engine using nitrogen oxide absorbent
JP3518398B2 (ja) 1999-03-11 2004-04-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6709644B2 (en) * 2001-08-30 2004-03-23 Chevron U.S.A. Inc. Small crystallite zeolite CHA
US7332135B2 (en) 2002-10-22 2008-02-19 Ford Global Technologies, Llc Catalyst system for the reduction of NOx and NH3 emissions
DE10308287B4 (de) 2003-02-26 2006-11-30 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Abgasreinigung
DE10335785A1 (de) * 2003-08-05 2005-03-10 Umicore Ag & Co Kg Katalysatoranordnung und Verfahren zur Reinigung des Abgases von mager betriebenen Verbrennungsmotoren
US7490464B2 (en) 2003-11-04 2009-02-17 Basf Catalysts Llc Emissions treatment system with NSR and SCR catalysts
PL2117707T5 (pl) 2007-02-27 2019-01-31 Basf Corporation Katalizatory zeolit cha -miedź
RU2506989C2 (ru) 2007-04-26 2014-02-20 Джонсон Мэттей Паблик Лимитед Компани Катализаторы скв: переходный металл/цеолит
US20090196812A1 (en) 2008-01-31 2009-08-06 Basf Catalysts Llc Catalysts, Systems and Methods Utilizing Non-Zeolitic Metal-Containing Molecular Sieves Having the CHA Crystal Structure
US8475752B2 (en) 2008-06-27 2013-07-02 Basf Corporation NOx adsorber catalyst with superior low temperature performance
US9662611B2 (en) * 2009-04-03 2017-05-30 Basf Corporation Emissions treatment system with ammonia-generating and SCR catalysts
GB2469581A (en) 2009-04-17 2010-10-20 Johnson Matthey Plc Method of using copper/small pore molecular sieve catalysts in a chemical process
WO2010137658A1 (ja) * 2009-05-27 2010-12-02 株式会社 キャタラー 排ガス浄化用触媒及びその製造方法
EP3403722A1 (en) * 2010-06-10 2018-11-21 Basf Se Nox storage catalyst with improved hydrocarbon conversion activity
US8734743B2 (en) * 2010-06-10 2014-05-27 Basf Se NOx storage catalyst with improved hydrocarbon conversion activity
WO2012029050A1 (en) 2010-09-02 2012-03-08 Basf Se Catalyst for gasoline lean burn engines with improved no oxidation activity
EP3103979B1 (de) * 2010-09-13 2018-01-03 Umicore AG & Co. KG Katalysator zur entfernung von stickoxiden aus dem abgas von dieselmotoren
JP5938819B2 (ja) * 2011-10-06 2016-06-22 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーＪｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ 排気ガス処理用酸化触媒
EP3578258A1 (en) * 2012-04-06 2019-12-11 BASF Corporation Lean nox trap diesel oxidation catalyst with hydrocarbon storage function
US9744529B2 (en) * 2014-03-21 2017-08-29 Basf Corporation Integrated LNT-TWC catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017524520A (ja) 2017-08-31
CN107148310A (zh) 2017-09-08
EP3180107A1 (de) 2017-06-21
US10443463B2 (en) 2019-10-15
WO2016023928A1 (de) 2016-02-18
EP2985068A1 (de) 2016-02-17
JP6700250B2 (ja) 2020-05-27
US20170218809A1 (en) 2017-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170040352A (ko) 질소 산화물을 환원시키기 위한 촉매 시스템
KR102337324B1 (ko) 질소 산화물의 환원을 위한 촉매
JP6348212B2 (ja) ガス流中のＮＯｘを処理するためのＣｕ−ＣＨＡ／Ｆｅ−ＢＥＡ混合ゼオライト触媒および方法
EP3209870B1 (en) Emissions treatment systems with twc catalysts and scr-hct catalysts
JP6228179B2 (ja) スリップ触媒と炭化水素発熱触媒の組合せ
JP6899834B2 (ja) 活性コーティングを有する粒子フィルタ
KR102166560B1 (ko) 디젤 엔진의 배기 가스 정화용 촉매 컨버터
US10961886B2 (en) Particle filter with SCR-active coating
JP2022503538A (ja) 窒素酸化物還元用触媒
JP2022519815A (ja) 窒素酸化物を還元するための触媒
US20190105650A1 (en) Catalyst having scr-active coating
US20230356204A1 (en) Bismut containing dieseloxidation catalyst
US11376550B2 (en) Nitrogen oxide storage catalyst
US11772077B2 (en) Passive nitrogen oxide adsorber having oxidation-catalytically active function
US20240123403A1 (en) Catalyst for the abatement of ammonia from the exhaust of gasoline internal combustion engines

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal