RU2557056C2 - Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по nox выхлопных газов и система очистки выхлопных газов - Google Patents

Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по nox выхлопных газов и система очистки выхлопных газов Download PDF

Info

Publication number
RU2557056C2
RU2557056C2 RU2013113950/04A RU2013113950A RU2557056C2 RU 2557056 C2 RU2557056 C2 RU 2557056C2 RU 2013113950/04 A RU2013113950/04 A RU 2013113950/04A RU 2013113950 A RU2013113950 A RU 2013113950A RU 2557056 C2 RU2557056 C2 RU 2557056C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nox
exhaust gas
cerium
catalyst
purification
Prior art date
Application number
RU2013113950/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013113950A (ru
Inventor
Тецуро НАИТО
Ясунари ХАНАКИ
Масанори НАКАМУРА
Масато НАГАТА
Original Assignee
Ниссан Мотор Ко., Лтд.
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 Ниссан Мотор Ко., Лтд. filed Critical Ниссан Мотор Ко., Лтд.
Publication of RU2013113950A publication Critical patent/RU2013113950A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2557056C2 publication Critical patent/RU2557056C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • 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
    • B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
    • 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
    • B01J23/58—Platinum group metals with alkali- or alkaline earth 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
    • B01J23/54—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
    • 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
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1025—Rhodium
    • 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
    • B01D2255/202—Alkali metals
    • B01D2255/2022—Potassium
    • 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
    • B01D2255/2027—Sodium
    • 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
    • B01D2255/206—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
    • B01D2255/20715—Zirconium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/209—Other metals
    • B01D2255/2092—Aluminium
    • 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
    • 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
    • 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
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Изобретение относится к катализатору ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов, содержащему каталитические благородные металлы: платину, палладий и родий; неорганические оксиды, которые выступают носителями каталитических благородных металлов; и по меньшей мере один адсорбент NOx, выбранный из группы, состоящей из магния, бария, натрия, калия и цезия; при этом среди указанных неорганических оксидов неорганический оксид, выступающий носителем палладия, содержит церий, алюминий и/или цирконий, и при этом данный неорганический оксид содержит от 1 до 20 масс. % церия в пересчете на CeO2. Изобретение также относится к системе очистки выхлопных газов, содержащей заявленный катализатор и дополнительный каталитический преобразователь, содержащий каталитический благородный металл и расположенный выше по потоку от преобразователя ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов относительно направления потока выхлопных газов. Технический результат заключается в увеличении долговечности катализатора и системы очистки выхлопных газов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил., 17 пр.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение касается катализатора ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов и системы очистки выхлопных газов.
Более конкретно, настоящее изобретение касается катализатора ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов с прекрасной долговечностью и системы очистки выхлопных газов, оборудованной этим катализатором очистки выхлопных газов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В предшествующем уровне техники был предложен катализатор очистки выхлопных газов, который адсорбирует NOx на адсорбенте NOx в бедной атмосфере и выделяет NOx из стехиометрической смеси или богатой атмосферы для восстановительной очистки.
Более конкретно, данный катализатор очистки выхлопных газов представляет собой смесь первого порошка, приготовленного путем нанесения платины на первый носитель, сделанный из пористых зерен, и второго порошка, приготовленного путем нанесения родия на второй носитель.
Здесь адсорбент NOx наносят на первый носитель, описанный выше, а второй носитель, описанный выше, изготавливают из оксида циркония, стабилизированного щелочноземельным металлом или редкоземельным элементом (исключая церий) (смотри патентный документ 1).
ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Патентный документ 1: японский патент № 3741303.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ЦЕЛЬ, КОТОРУЮ ДОЛЖНО ДОСТИЧЬ ДАННОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Однако катализатор очистки выхлопных газов, описанный в патентном документе 1, указанном выше, не имеет достаточно высокой долговечности, что нежелательно.
Настоящее изобретение создано для борьбы с описанными выше проблемами предшествующего уровня техники.
Целью настоящего изобретения является обеспечить катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов с прекрасной долговечностью и систему очистки выхлопных газов, оборудованную этим катализатором очистки выхлопных газов.
СРЕДСТВО ДОСТИЖЕНИЯ ДАННОЙ ЦЕЛИ
Чтобы выполнить данную задачу авторы настоящего изобретения провели обширные исследования.
В результате исследований было обнаружено, что задача может быть реализована путем содержания палладия или другого каталитического благородного металла, неорганического оксида, который выступает носителем данного каталитического благородного металла, и надлежащего адсорбента NOx, и путем обеспечения надлежащего состава неорганического оксида, который выступает носителем палладия. В результате было достигнуто настоящее изобретение.
То есть катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов настоящего изобретения содержит платину, палладий и родий в качестве каталитических благородных металлов, неорганический оксид, который выступает носителем каталитических благородных металлов, и адсорбент NOx, изготовленный из магния, бария, натрия, калия или цезия или любых их комбинаций.
Среди данных неорганических оксидов неорганический оксид, выступающий носителем палладия, содержит церий и алюминий и/или цирконий.
Неорганический оксид, выступающий носителем палладия, содержит от 1 до 20 масс.% церия в пересчете на СеО2.
Система очистки выхлопных газов по настоящему изобретению содержит катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов и другой катализатор, содержащий каталитический благородный металл и расположенный выше по потоку от катализатора ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов относительно направления потока выхлопных газов.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ДАННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение имеет следующие перечисленные структурные признаки от (1) до (3), чтобы обеспечить катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов с прекрасной долговечностью и систему очистки выхлопных газов, оборудованную этим катализатором очистки выхлопных газов.
(1) Этот катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов содержит платину, палладий и родий в качестве каталитических благородных металлов, неорганический оксид, который выступает носителем каталитических благородных металлов, и адсорбент NOx, изготовленный из магния, бария, натрия, калия или цезия или любых их комбинаций.
(2) Среди данных неорганических оксидов неорганический оксид, выступающий носителем палладия, содержит церий и алюминий и/или цирконий.
(3) Неорганический оксид, выступающий носителем палладия, содержит от 1 до 20 масс.% церия в пересчете на СеО2.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой схематичное изображение, показывающее структуру системы очистки выхлопных газов, соответствующей одному варианту осуществления настоящего изобретения.
ОПИСАНИЕ ЧИСЛЕННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 - система очистки выхлопных газов;
2 - катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов;
4 - другой катализатор.
ЛУЧШИЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее будут подробно объяснены катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов и система очистки выхлопных газов, оборудованная этим катализатором очистки выхлопных газов.
Прежде всего, будет подробно объяснен катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов, относящийся к одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого варианта осуществления содержит каталитический благородный металл, неорганический оксид, который выступает носителем каталитического благородного металла, и адсорбент NOx.
Здесь каталитическим благородным металлом называется металл, содержащий, по меньшей мере, платину (Pt), палладий (Pd) и родий (Rh). Однако другие каталитические благородные металлы также могут быть включены.
Адсорбентом NOx называют адсорбент NOx, содержащий магний (Mg), барий (Ва), натрий (Na), калий (К) или цезий (Cs), а также любую их комбинацию. Однако другие адсорбенты NOx также могут быть включены.
Предпочтительно, когда выбраны барий (Ва) или цезий (Cs), так как они могут дополнительно улучшать долговечность.
Неорганический оксид, который выступает носителем палладия (Pd) среди данных неорганических оксидов, содержит церий (Се) и/или алюминий (Al) и цирконий (Zr).
Неорганический оксид, выступающий носителем палладия (Pd), содержит церий (Се) в интервале от 1 до 20 масс.% церия в пересчете на СеО2.
При такой структуре может быть подавлена коагуляция каталитического благородного металла, чтобы иметь прекрасную долговечность. Кроме того, платина (Pt) заменяется недорогим палладием (Pd), и, одновременно, может быть улучшена долговечность, так что стоимость катализатора может быть сокращена. Эти эффекты являются преимуществами.
Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов настоящего варианта осуществления может использоваться в гранулированной форме в исходном состоянии. Однако чтобы увеличить скорость контакта с HCl, а также СО, NOx в выхлопном газе, можно также использовать вариант со слоем катализатора, содержащим катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов, сформированным на ячеистом носителе.
В качестве ячеистого носителя может быть использован, например, носитель, сделанный из керамики, такой как кордиерит, карбид кремния и т.д., и носитель, сделанный из металлов, таких как нержавеющая сталь ферритного типа и др.
Обычно считается, что коагуляция каталитического благородного металла вызывается следующими механизмами [1] и [2].
[1] Каталитический благородный металл коагулирует при нагреве или аналогичном процессе на неорганическом оксиде в качестве несущей подложки.
[2] Сам неорганический оксид в качестве несущей подложки коагулирует вследствие нагрева или аналогичного процесса, так что каталитический благородный металл, присутствующий на несущей подложке, коагулирует вместе с ним.
Например, когда оксид алюминия (Al2O3) или оксид циркония (ZrO2) используют в качестве несущей подложки, коагуляция протекает по механизму [2], приведенному выше.
С другой стороны, согласно настоящему изобретению, данный неорганический оксид содержит церий (Се) и/или алюминий (Al) и цирконий (Zr). Содержание в пересчете на количество СеО2 лежит в интервале от 1 до 20 масс.%. В результате коагуляция самого неорганического оксида в качестве несущей подложки может быть подавлена.
В результате даже после длительного времени может сохраняться прекрасная производительность катализатора.
Церий, присутствующий в неорганическом оксиде, работает как выделяющее кислород вещество (OSC вещество). Следовательно, когда церий содержится в катализаторе, существует определенный оптимальный интервал.
Согласно настоящему варианту осуществления, если содержание церия в пересчете на СеО2 составляет меньше чем 1 масс.%, изменение атмосферы не может быть восстановлено, так что производительность катализатора ухудшается.
С другой стороны, согласно настоящему варианту осуществления, если содержание церия в пересчете на СеО2 превышает 20 масс.%, восстановительный агент, необходимый для восстановления NOx, не может использоваться при восстановлении NOx в случае богатого выброса (происходит простое окисление восстановительного агента кислородом, выделяющимся из OSC вещества). Это нежелательно.
При рассмотрении этих точек зрения данный неорганический оксид предпочтительно содержит церий и алюминий и/или цирконий, причем содержание церия в пересчете на СеО2 находится в интервале от 1 до 5 масс.%.
Однако механизм, описанный выше, основывается только на оценочном суждении. Следовательно, даже когда описанные выше эффекты могут быть реализованы с помощью определенного механизма, иного, чем описанный выше механизм, этот механизм рассматривается как все еще входящий в объем настоящего изобретения.
Для катализатора ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов настоящего варианта осуществления неорганический оксид, выступающий носителем палладия (Pd), предпочтительно имеет сохранность площади поверхности выше 50%, когда данный неорганический оксид спекают при 900°С в течение 3 ч.
Как объясняется выше, данный неорганический оксид в качестве несущей подложки сам предпочтительно с трудом подвергается коагуляции. В частности, для неорганического оксида с сохранностью площади поверхности 50% или выше после спекания при 900°С в течение 3 ч коагуляция каталитического благородного металла на данной несущей подложке может быть существенно подавлена.
Следовательно, катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов с этой структурой может демонстрировать еще лучшую долговечность.
Конечно, неорганический оксид, выступающий носителем платины (Pt) или родия (Rh), также предпочтительно с трудом подвергается коагуляции. Однако это не требуется в такой же степени.
Механизм каталитического действия катализатора ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов предполагается следующим.
Прежде всего, данный катализатор окисляет NO, выбрасываемый, главным образом, в бедной атмосфере, до NO2 на каталитическом благородном металле с последующей адсорбцией барием (Ва) или другим адсорбентом NOx.
Затем когда величина адсорбции на адсорбенте NOx становится близка к насыщению, при работе двигателя, атмосфера возле катализатора становится богатой атмосферой. В результате катализатор выделяет NOx, адсорбированный на адсорбенте NOx, и затем происходит реакция с НС, СО, Н2 или другим восстановительным агентом на каталитическом благородном металле, так что происходит очистка от NOx.
Для катализатора, содержащего только традиционные Pt, Rh, считается, что окисление NO до NOx происходит, главным образом, на Pt.
Если Pd сравнивать с Pt из-за меньшей окисляющей способности, когда Pd используют вместо Pt, реакция окисления NO в NOx может протекать с трудом, так что способность к очистке от NOx становится меньше.
Однако механизм, описанный выше, основывается только на оценочном суждении. Следовательно, даже когда описанные выше эффекты могут быть реализованы с помощью определенного механизма, иного, чем описанный выше механизм, этот механизм рассматривается как все еще входящий в объем настоящего изобретения.
Кроме того, в катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов настоящего варианта осуществления церий предпочтительно включают, в пересчете на СеО2 в количестве 20 масс.% или меньше относительно всего количества катализатора.
Если содержание вещества OSC в полном количестве катализатора составляет выше 20 масс.%, простое окисление восстановительного агента происходит за счет кислорода, выделяющегося из вещества OSC, так что богатый выброс не может быть эффективно использован при очистке от NOx.
Далее система очистки выхлопных газов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения будет объяснена подробно со ссылкой на фигуры.
Фиг.1 представляет собой рисунок, показывающий структуру системы очистки выхлопных газов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.1, система 1 очистки выхлопных газов этого варианта осуществления содержит каталитический преобразователь 2 ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, описанному выше, и другой каталитический преобразователь 4, расположенный выше по потоку от каталитического преобразователя 2 ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов относительно направления потока выхлопных газов. Хотя это не показано на данной фигуре, данный другой каталитический преобразователь содержит каталитический благородный металл. Типичными примерами данного другого каталитического преобразователя являются трехмаршрутные каталитические преобразователи и трехмаршрутные каталитические преобразователи для дизельного двигателя и др.
Так как каталитический преобразователь ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов находится ниже по потоку от трехмаршрутного каталитического преобразователя, трехмаршрутных каталитических преобразователей для дизельного двигателя или других трехмаршрутных каталитических преобразователей, может выполняться очистка от НС, СО и NOx, выпускаемых с высокой скоростью, когда двигатель стартует, и может быть обеспечена еще лучшая долговечность.
Для системы очистки выхлопных газов настоящего варианта осуществления массовое отношение количества каталитического благородного металла в катализаторе ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов к количеству каталитического благородного металла в других катализаторах предпочтительно находится в интервале от 1 до 1,6.
Целью установки трехмаршрутных каталитических преобразователей, окислительных каталитических преобразователей для дизельного двигателя или других катализаторов является очистка от НС, СО в низкотемпературной области (когда двигатель стартует), а целью установки катализатора ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов является очистка от NOx.
Когда количество благородного металла, содержащегося в трехмаршрутных каталитических преобразователях или окислительных каталитических преобразователях для дизельного двигателя, увеличивают, хотя степень очистки от НС, СО в низкотемпературной области может увеличиваться, степень очистки от NOx с помощью катализатора ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов, тем не менее, уменьшается с противоположной тенденцией.
Считается, что причиной этого явления является следующее: когда количество благородного металла, содержащегося в трехмаршрутных каталитических преобразователях или окислительных каталитических преобразователях для дизельного двигателя, увеличивается, в случае богатых выбросов количество восстановительного агента для NOx, такого как НС, СО и др., текущего в катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов, уменьшается, и восстановительный агент, необходимый для очистки от NOx, не может подаваться.
Следовательно, путем регулировки количества благородного металла в трехмаршрутных каталитических преобразователях или окислительных каталитических преобразователях для дизельного двигателя и в каталитическом преобразователе ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов может быть увеличена степень очистки от НС, СО и степень очистки от NOx в низкотемпературной области.
Примеры применения
Далее настоящее изобретение будет объясняться более подробно посредством примеров применения и сравнительных примеров. Однако настоящее изобретение не ограничивается данными примерами применения.
Пример применения 1
(Этап 1) Предписанное количество платины (Pt) наносили пропиткой на легированный церием оксид алюминия (Се-Al2O3) с последующей сушкой и прокаливанием, получая порошок Pt (3,9 масс.%)/Се-Al2O3.
(Этап 2) Предписанное количество платины (Pt) наносили пропиткой на легированный церием оксид алюминия (Се-Al2O3) с последующей сушкой и прокаливанием, получая порошок Pt (0,9 масс.%)/Се (1 масс.%)-Al2O3.
(Этап 3) Предписанное количество палладия (Pd) наносили пропиткой на легированный церием оксид алюминия (1 масс.% Се-Al2O3), содержащий 1 масс.% церия в пересчете на СеО2, с последующей сушкой и прокаливанием, получая порошок Pd (3 масс.%)/Се (1 масс.%)-Al2O3.
(Этап 4) Предписанное количество родия (Rh) наносили пропиткой на легированный лантаном оксид циркония (La-ZrO2) с последующей сушкой и прокаливанием, получая порошок Rh (2,2 масс.%)/La-ZrO2.
(Этап 5) Порошки, полученные на этапах 1, 3 и 4, описанных выше, а также оксид алюминия в форме бемита, азотную кислоту и дистиллированную воду загружали в магнитную емкость, и данное содержимое вместе с шарами из оксида алюминия подвергали вибрационному измельчению, получая суспензию внешнего слоя.
(Этап 6) Порошки, полученные на этапах 2, 3, описанных выше, а также оксид алюминия в форме бемита, азотную кислоту и дистиллированную воду загружали в магнитную емкость, и данное содержимое вместе с шарами из оксида алюминия подвергали вибрационному измельчению, получая суспензию внутреннего слоя.
(Этап 7) Суспензию внутреннего слоя, приготовленную на этапе 6, описанном выше, помещали в керамический ячеистый носитель (размер ячеек: 400 ячеек/6 мил (152,4 мкм), емкость: 0,119 л). Избыточную суспензию удаляли потоком воздуха с последующей сушкой при 120°С.
(Этап 8) Суспензию внешнего слоя, приготовленную на этапе 5, описанном выше, помещали в носитель, приготовленный на этапе 7, описанном выше. Избыточную суспензию удаляли потоком воздуха с последующей сушкой при 120°С и прокаливанием при 400°С в потоке воздуха. В этом случае количество каталитического благородного металла в катализаторе было 6,7 г/л.
(Этап 9) Барий (Ва) наносили пропиткой на катализатор, приготовленный на этапе 8, описанном выше, так что количество Ва становилось 28 г/л, с последующей сушкой при 120°С и затем прокаливанием при 400°С в потоке воздуха, получая катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов.
Для катализатора ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов в этом примере содержание церия в пересчете на количество СеО2 относительно всего количества катализатора составляло 13,5 масс.%.
Легированный церием оксид алюминия (1 масс.% Се-Al2O3) в качестве неорганического оксида, выступающего носителем палладия, прокаливали при 900°С в течение 3 ч, и сохранность площади поверхности составляла 58%.
Пример применения 2
Операции выполняли таким же образом, как в примере применения 1, получая катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера, за исключением того, что вместо легированного церием оксида алюминия (1 масс.% Се-Al2O3), содержащего 1 масс.% церия в пересчете на СеО2, в качестве носителя для Pd в примере применения 1 использовали легированный церием оксид циркония (1 масс.% Се-ZrO2), содержащий 1 масс.% церия в пересчете на СеО2.
Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера содержал 13,5 масс.% церия в пересчете на количество СеО2 относительно всего количества катализатора.
Легированный церием оксид циркония (1 масс.% Се-ZrO2) в качестве неорганического оксида, выступающего носителем палладия, имел сохранность площади поверхности 67% после прокаливания при 900°С в течение 3 ч.
Пример применения 3
Операции выполняли таким же образом, как в примере применения 1, получая катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера, за исключением того, что вместо бария (Ва), использованного в примере применения 1, использовали магний (Mg) в качестве адсорбента NOx.
Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера содержал 13,5 масс.% церия в пересчете на количество СеО2 относительно всего количества катализатора.
Легированный церием оксид алюминия (1 масс.% Се-Al2O3) в качестве неорганического оксида, выступающего носителем палладия, имел сохранность площади поверхности 58% после прокаливания при 900°С в течение 3 ч.
Пример применения 4
Операции выполняли таким же образом, как в примере применения 1, получая катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера, за исключением того, что вместо бария (Ва), использованного в примере применения 1, использовали натрий (Na) в качестве адсорбента NOx.
Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера содержал 13,5 масс.% церия в пересчете на количество СеО2 относительно всего количества катализатора.
Легированный церием оксид алюминия (1 масс.% Се-Al2O3) в качестве неорганического оксида, выступающего носителем палладия, имел сохранность площади поверхности 58% после прокаливания при 900°С в течение 3 ч.
Пример применения 5
Операции выполняли таким же образом, как в примере применения 1, получая катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера, за исключением того, что вместо бария (Ва), использованного в примере применения 1, использовали калий (К) в качестве адсорбента NOx.
Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера содержал 13,5 масс.% церия в пересчете на количество СеО2 относительно всего количества катализатора.
Легированный церием оксид алюминия (1 масс.% Се-Al2O3) в качестве неорганического оксида, выступающего носителем палладия, имел сохранность площади поверхности 58% после прокаливания при 900°С в течение 3 ч.
Пример применения 6
Операции выполняли таким же образом, как в примере применения 1, получая катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера, за исключением того, что вместо бария (Ва), использованного в примере применения 1, использовали цезий (Cs) в качестве адсорбента NOx.
Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера содержал 13,5 масс.% церия в пересчете на количество СеО2 относительно всего количества катализатора.
Легированный церием оксид алюминия (1 масс.% Се-Al2O3) в качестве неорганического оксида, выступающего носителем палладия, имел сохранность площади поверхности 58% после прокаливания при 900°С в течение 3 ч.
Пример применения 7
Операции выполняли таким же образом, как в примере применения 1, получая катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера, за исключением того, что вместо легированного церием оксида алюминия (1 масс.% Се-Al2O3), содержащего 1 масс.% церия в пересчете на СеО2, использованного в примере применения 1, в качестве носителя для Pd использовали легированный церием оксид алюминия (5 масс.% Се-Al2O3), содержащий 5 масс.% церия в пересчете на СеО2.
Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера содержал 13,9 масс.% церия в пересчете на количество СеО2 относительно всего количества катализатора.
Легированный церием оксид алюминия (5 масс.% Се-Al2O3) в качестве неорганического оксида, выступающего носителем палладия, имел сохранность площади поверхности 62% после прокаливания при 900°С в течение 3 ч.
Пример применения 8
Операции выполняли таким же образом, как в примере применения 2, получая катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера, за исключением того, что вместо легированного церием оксида циркония (1 масс.% Се-ZrO2), содержащего 1 масс.% церия в пересчете на СеО2, использованного в примере применения 2, в качестве носителя для Pd использовали легированный церием оксид циркония (5 масс.% Се-ZrO2), содержащий 5 масс.% церия в пересчете на СеО2.
Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера содержал 13,9 масс.% церия в пересчете на количество СеО2 относительно всего количества катализатора.
Легированный церием оксид циркония (5 масс.% Се-ZrO2) в качестве неорганического оксида, выступающего носителем палладия, имел сохранность площади поверхности 78% после прокаливания при 900°С в течение 3 ч.
Пример применения 9
Операции выполняли таким же образом, как в примере применения 1, получая катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера, за исключением того, что вместо легированного церием оксида алюминия (1 масс.% Се-Al2O3), содержащего 1 масс.% церия в пересчете на СеО2, использованного в примере применения 1, в качестве носителя для Pd использовали легированный церием оксид алюминия (20 масс.% Се-Al2O3), содержащий 20 масс.% церия в пересчете на СеО2.
Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера содержал 15,4 масс.% церия в пересчете на СеО2 относительно всего количества катализатора.
Легированный церием оксид алюминия (20 масс.% Се-Al2O3) в качестве неорганического оксида, выступающего носителем палладия, имел сохранность площади поверхности 68% после прокаливания при 900°С в течение 3 ч.
Пример применения 10
Операции выполняли таким же образом, как в примере применения 2, получая катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера, за исключением того, что вместо легированного церием оксида циркония (1 масс.% Се-ZrO2), содержащего 1 масс.% церия в пересчете на СеО2, использованного в примере применения 2, в качестве носителя для Pd использовали легированный церием оксид циркония (20 масс.% Се-ZrO2), содержащий 1 масс.% церия в пересчете на СеО2.
Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера содержал 15,4 масс.% церия в пересчете на количество СеО2 относительно всего количества катализатора.
Легированный церием оксид циркония (20 масс.% Се-ZrO2) в качестве неорганического оксида, выступающего носителем палладия, имел сохранность площади поверхности 71% после прокаливания при 900°С в течение 3 ч.
Пример применения 11
Систему очистки выхлопных газов, показанную на фиг.1, создавали в качестве окислительного каталитического преобразователя для дизельного двигателя, используя каталитический благородный металл в количестве 8,2 г/л (палладий/родий = 11/1) и используя катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов, приготовленный при примере применения 1, в качестве катализатора очистки выхлопных газов.
Пример применения 12
Систему очистки выхлопных газов, показанную на фиг.1, создавали в качестве окислительного каталитического преобразователя для дизельного двигателя, используя каталитический благородный металл в количестве 4,2 г/л (палладий/родий = 11/1) и используя катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов, приготовленный при примере применения 1, в качестве катализатора очистки выхлопных газов.
Пример применения 13
Систему очистки выхлопных газов, показанную на фиг.1, создавали в качестве окислительного каталитического преобразователя для дизельного двигателя, используя каталитический благородный металл в количестве 2,1 г/л (палладий/родий = 11/1) и используя катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов, приготовленный при примере применения 1, в качестве катализатора очистки выхлопных газов.
Сравнительный пример 1
Операции выполняли таким же образом, как в примере применения 1, получая катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера, за исключением того, что вместо легированного церием оксида алюминия (1 масс.% Се-Al2O3), содержащего 1 масс.% церия в пересчете на СеО2, использованного в примере применения 1, в качестве носителя для Pd использовали легированный церием оксид алюминия (60 масс.% Се-Al2O3), содержащий 60 масс.% церия в пересчете на СеО2.
Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера содержал 19,4 масс.% церия в пересчете на СеО2 относительно всего количества катализатора.
Легированный церием оксид алюминия (60 масс.% Се-Al2O3) в качестве неорганического оксида, выступающего носителем палладия, имел сохранность площади поверхности 55% после прокаливания при 900°С в течение 3 ч.
Сравнительный пример 2
Операции выполняли таким же образом, как в примере применения 2, получая катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера, за исключением того, что вместо легированного церием оксида циркония (1 масс.% Се-ZrO2), содержащего 1 масс.% церия в пересчете на СеО2, использованного в примере применения 1, в качестве носителя для Pd использовали легированный церием оксид циркония (60 масс.% Се-ZrO2), содержащий 60 масс.% церия в пересчете на СеО2.
Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера содержал 19,4 масс.% церия в пересчете на количество СеО2 относительно всего количества катализатора.
Легированный церием оксид циркония (60 масс.% Се-ZrO2) в качестве неорганического оксида, выступающего носителем палладия, имел сохранность площади поверхности 74% после прокаливания при 900°С в течение 3 ч.
Сравнительный пример 3
Операции выполняли таким же образом, как в примере применения 1, получая катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера, за исключением того, что вместо легированного церием оксида алюминия (1 масс.% Се-Al2O3), содержащего 1 масс.% церия в пересчете на СеО2, использованного в примере применения 1, в качестве носителя для Pd использовали оксид алюминия (Al2O3).
Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера содержал 13,4 масс.% церия в пересчете на СеО2 относительно всего количества катализатора.
Оксид алюминия (Al2O3) в качестве неорганического оксида, выступающего носителем палладия, имел сохранность площади поверхности 23% после прокаливания при 900°С в течение 3 ч.
Сравнительный пример 4
Операции выполняли таким же образом, как в примере применения 2, получая катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера, за исключением того, что вместо легированного церием оксида циркония (1 масс.% Се-ZrO2), содержащего 1 масс.% церия в пересчете на СеО2, использованного в примере применения 1, в качестве носителя для Pd использовали оксид циркония (ZrO2).
Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов этого примера содержал 13,4 масс.% церия в пересчете на количество СеО2 относительно всего количества катализатора.
Оксид циркония (ZrO2) в качестве неорганического оксида, выступающего носителем палладия, имел сохранность площади поверхности 18% после прокаливания при 900°С в течение 3 ч.
Таблица 1 приводит часть характеристик катализаторов ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов и систем очистки выхлопных газов, приготовленных в различных примерах. В таблице 1 DOC обозначает окислительные каталитические преобразователи для дизельного двигателя, а LNT обозначает каталитический преобразователь ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов.
Таблица 1
  Количество каталити-ческого благородного металла в DOC (г/л) Количество каталити-ческого благородного металла в LNT (г/л) Тип благородного металла Тип носителя Pd Количество Се в носителе Pd (масс.%) Количество Се в LNT (масс.%) Сохранность площади поверхности носителя Pd (%) Тип адсорбента NOx Степень очистки NOx Степень очистки НС (%)
Пример применения 1 - 6,7 Pt, Pd, Rh Ce-Al2O3 1 13,5 58 Ba 33,3 -
Пример применения 2 - 6,7 Pt, Pd, Rh Ce-ZrO2 1 13,5 67 Ba 34,1 -
Пример применения 3 - 6,7 Pt, Pd, Rh Ce-Al2O3 1 13,5 58 Mg 31,1 -
Пример применения 4 - 6,7 Pt, Pd, Rh Ce-Al2O3 1 13,5 58 Na 32,0 -
Пример применения 5 - 6,7 Pt, Pd, Rh Ce-Al2O3 1 13,5 58 K 32,8 -
Пример применения 6 - 6,7 Pt, Pd, Rh Ce-Al2O3 1 13,5 58 Cs 33,6 -
Пример применения 7 - 6,7 Pt, Pd, Rh Ce-Al2O3 5 13,9 62 Ba 33,1 -
Пример применения 8 - 6,7 Pt, Pd, Rh Ce-ZrO2 5 13,9 78 Ba 33,5 -
Пример применения 9 - 6,7 Pt, Pd, Rh Ce-Al2O3 20 15,4 68 Ba 32,2 -
Пример применения 10 - 6,7 Pt, Pd, Rh Ce-ZrO2 20 15,4 71 Ba 32,8 -
Пример применения 11 8,2 6,7 Pt, Pd, Rh Ce-Al2O3 1 13,5 58 Ba 25,1 94,8
Пример применения 12 4,2 6,7 Pt, Pd, Rh Ce-Al2O3 1 13,5 58 Ba 33,9 91,6
Пример применения 13 2,1 6,7 Pt, Pd, Rh Ce-Al2O3 1 13,5 58 Ba 34,2 68,7
Сравнительный пример 1 - 6,7 Pt, Pd, Rh Ce-Al2O3 60 19,4 55 Ba 30,3 -
Сравнительный пример 2 - 6,7 Pt, Pd, Rh Ce-ZrO2 60 19,4 74 Ba 30,8 -
Сравнительный пример 3 - 6,7 Pt, Pd, Rh Al2O3 0 13,4 53 Ba 26,2 -
Сравнительный пример 4 - 6,7 Pt, Pd, Rh ZrO2 0 13,4 18 Ba 27,8 -
Определение производительности
Для каталитических преобразователей ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов и систем очистки выхлопных газов, приготовленных в данных примерах, после испытания на долговечность в следующих условиях, измеряли степень очистки от NOx (а также степень очистки от НС для системы очистки выхлопных газов) в следующих перечисленных условиях. Скорость потока газа составляла 40 л/мин. Полученные результаты приведены в таблице 1.
Условия испытания на долговечность
Каждый катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов, приготовленный в примерах, помещали после 6-цилиндрового 3,5-литрового двигателя V-типа, произведенного Nissan Motor Co., Ltd., и температуру входа в каталитический преобразователь подстраивали к 750°С. Испытания на долговечность выполняли в течение 60 ч в атмосфере выхлопного газа. В этом тесте в качестве топлива использовали бензин, свободный от свинца.
Определение производительности очистки от NOx катализатора ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов
Для катализатора ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов, приготовленного в каждом примере, после отбора емкости 0,040 л, в лабораторном испытательном устройстве устанавливали тип и концентрацию газа согласно условиям, приведенным в таблице 2, и выполняли измерение с переключением бедного (60 сек)/богатого (4 сек) газа.
В этом тесте температуру испытания (температура входа катализатора) устанавливали 250°С.
Степень очистки от NOx вычисляли, используя следующую приведенную формулу (I).
Таблица 2
Тип газа Концентрация газа
Бедный (60 сек) Богатый (4 сек)
NO 300 ч/млн 300 ч/млн
СО 0% 1,5%
Н2 0% 0,5%
О2 4,0% 0%
С3Н6 0% 3000 ч/млн углерода
СО2 9% 9%
Н2О 10% 10%
N2 Остальное Остальное
[Уравнение 1]
Figure 00000001
Определение производительности очистки от NOx и производительности очистки от НС системы очистки выхлопных газов
Для каждого примера, после отбора емкости 0,010 л окислительного каталитического преобразователя и емкости 0,040 л катализатора ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов лабораторное испытательное устройство, показанное на фиг.1, устанавливали выполнять определение с переключением между бедным (60 сек) и богатым (4 сек) газом, а тип и концентрацию газа регулировали согласно условиям, приведенным в таблице 3.
В этом тесте температуру испытания (температура входа катализатора) устанавливали 250°С.
Степень очистки от НС вычисляли, используя следующую приведенную формулу (II), а степень очистки от NOx вычисляли, используя следующую приведенную формулу (I).
Таблица 3
Тип газа Концентрация газа
Бедный (60 сек) Богатый (4 сек)
NO 300 ч/млн 300 ч/млн
СО 0% 2,5%
Н2 0% 0,5%
О2 4,0% 0%
С3Н6 0% 3000 ч/млн углерода
СО2 9% 9%
Н2О 10% 10%
N2 Остальное Остальное
[Уравнение 2]
Figure 00000002
Как видно из таблицы 1, степени очистки от NOx после испытания на долговечность катализаторов ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов, приготовленных в примерах применения 1-10, входящих в объем настоящего изобретения, лучше, чем степени очистки катализаторов ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов в сравнительных примерах 1-4.
Кроме того, можно видеть, что для катализаторов ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов, приготовленных в примерах применения 1-10 и в сравнительных примерах 1 и 2, сохранность площади поверхности носителя для Pd составляет 50% или выше, а степени очистки от NOx после испытания на продолжительность лучше, чем степени очистки для катализаторов ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов, приготовленных в сравнительных примерах 3 и 4.
Кроме того, можно видеть, что для катализаторов ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов, приготовленных в примерах применения 1-10, количество церия в пересчете на СеО2 составляет 20 масс.% или меньше, и степени очистки от NOx хорошие.
Как можно видеть из таблицы 1, для систем очистки выхлопных газов, приготовленных в примерах применения 11-13, входящих в объем настоящего изобретения, так как они используют катализаторы ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов с прекрасными степенями очистки от NOx после испытания на долговечность, степень очистки от NOx и степень очистки от НС после испытания на долговечность прекрасные.
Кроме того, из сравнения систем очистки выхлопных газов из примеров применения 11-13 можно видеть, что для системы очистки выхлопных газов в примере применения 12, где отношение количества каталитического благородного металла в катализаторе ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов к количеству каталитического благородного металла в других катализаторах находится в интервале от 1 до 1,6, степень очистки от NOx и степень очистки от НС после испытания на долговечность прекрасные.

Claims (5)

1. Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов, содержащий:
каталитические благородные металлы: платину, палладий и родий; неорганические оксиды, которые выступают носителями каталитических благородных металлов; и по меньшей мере один адсорбент NOx, выбранный из группы, состоящей из магния, бария, натрия, калия и цезия;
при этом среди указанных неорганических оксидов неорганический оксид, выступающий носителем палладия, содержит церий, алюминий и/или цирконий, и при этом данный неорганический оксид содержит от 1 до 20 масс. % церия в пересчете на CeO2.
2. Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов по п. 1, в котором адсорбент NOx представляет собой барий или цезий.
3. Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов по п. 1 или 2, в котором содержание церия в пересчете на CeO2 относительно всего количества катализатора составляет 20 масс. % или меньше.
4. Система очистки выхлопных газов, содержащая катализатор ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов по любому из пп. 1-3 и содержащая дополнительный каталитический преобразователь, содержащий каталитический благородный металл и расположенный выше по потоку от преобразователя ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов относительно направления потока выхлопных газов.
5. Система очистки выхлопных газов по п. 4, где массовое отношение количества каталитических благородных металлов в преобразователе ловушечного типа для очистки бедных по NOx выхлопных газов к количеству каталитического благородного металла в дополнительном каталитическом преобразователе находится в интервале от 1 до 1,6.
RU2013113950/04A 2011-04-28 2012-03-06 Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по nox выхлопных газов и система очистки выхлопных газов RU2557056C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-100747 2011-04-28
JP2011100747A JP5768474B2 (ja) 2011-04-28 2011-04-28 排気ガス浄化システム
PCT/JP2012/055655 WO2012147411A1 (ja) 2011-04-28 2012-03-06 リーンＮＯｘトラップ型排気ガス浄化触媒及び排気ガス浄化システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013113950A RU2013113950A (ru) 2015-06-10
RU2557056C2 true RU2557056C2 (ru) 2015-07-20

Family

ID=47071939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013113950/04A RU2557056C2 (ru) 2011-04-28 2012-03-06 Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по nox выхлопных газов и система очистки выхлопных газов

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8992844B2 (ru)
EP (1) EP2636447B1 (ru)
JP (1) JP5768474B2 (ru)
CN (1) CN103313788B (ru)
BR (1) BR112013006552B1 (ru)
MX (1) MX2013003568A (ru)
MY (1) MY166150A (ru)
RU (1) RU2557056C2 (ru)
WO (1) WO2012147411A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778836C2 (ru) * 2017-09-27 2022-08-25 Джонсон Мэттей Паблик Лимитед Компани Однослойный катализатор с низкой нагрузкой покрытия из пористого оксида для очистки выхлопного газа бензинового двигателя

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014164732A1 (en) * 2013-03-12 2014-10-09 Basf Corporation Catalyst materials for no oxidation
US9611774B2 (en) 2013-03-13 2017-04-04 Basf Corporation Catalyst with improved hydrothermal stability
RU2015143276A (ru) 2013-03-13 2017-04-19 Басф Корпорейшн КАТАЛИЗАТОР-НАКОПИТЕЛЬ NOх С УЛУЧШЕННЫМИ ГИДРОТЕРМАЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ И СТЕПЕНЬЮ ПРЕВРАЩЕНИЯ NOх
JP5954260B2 (ja) * 2013-05-27 2016-07-20 マツダ株式会社 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
JP5949662B2 (ja) * 2013-05-27 2016-07-13 マツダ株式会社 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
EP3038746A1 (en) * 2013-08-28 2016-07-06 Johnson Matthey PLC Co slip catalyst and method of using
CA2955817C (en) * 2014-08-25 2023-09-26 Wen-Mei Xue Catalyst with improved hydrothermal stability
EP3265212A4 (en) 2015-03-03 2019-02-13 BASF Corporation NOX MEMORY CATALYST, METHOD AND SYSTEMS
EP3277406B1 (en) * 2015-03-03 2023-08-02 BASF Corporation Lean nox trap with enhanced high and low temperature performance
MX2018013204A (es) * 2016-04-26 2019-02-21 Basf Corp Configuracion zonificada para combinaciones de catalizador de oxidacion.
CN108636431A (zh) * 2018-04-20 2018-10-12 中自环保科技股份有限公司 一种壁流式lnt催化剂、制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004351243A (ja) * 2003-05-27 2004-12-16 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化システム
JP2009297616A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Toyota Motor Corp ＮＯｘ吸蔵還元型触媒
RU2395341C1 (ru) * 2006-03-28 2010-07-27 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Катализатор для очистки выхлопных газов, способ регенерации такого катализатора, а также устройство и способ очистки выхлопных газов при использовании данного катализатора
JP2010242602A (ja) * 2009-04-03 2010-10-28 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化システムの制御方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3741303B2 (ja) 1997-12-08 2006-02-01 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化用触媒
DE60038075T2 (de) 1999-07-02 2009-02-19 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama-shi Abgasreinigungssystem
US7189375B2 (en) * 2002-09-16 2007-03-13 Delphi Technologies, Inc. Exhaust treatment device
US20090062117A1 (en) * 2004-03-27 2009-03-05 Umicore Ag & Co. Kg Nitrogen oxide storage material and nitrogen oxide storage catalyst produced therefrom
JP5551329B2 (ja) 2006-11-14 2014-07-16 日産自動車株式会社 排気ガス浄化触媒及びその製造方法
JP5447377B2 (ja) 2008-07-31 2014-03-19 日産自動車株式会社 排気ガス浄化触媒

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004351243A (ja) * 2003-05-27 2004-12-16 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化システム
RU2395341C1 (ru) * 2006-03-28 2010-07-27 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Катализатор для очистки выхлопных газов, способ регенерации такого катализатора, а также устройство и способ очистки выхлопных газов при использовании данного катализатора
JP2009297616A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Toyota Motor Corp ＮＯｘ吸蔵還元型触媒
JP2010242602A (ja) * 2009-04-03 2010-10-28 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化システムの制御方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2790008C2 (ru) * 2017-09-26 2023-02-14 Джонсон Мэттей Паблик Лимитед Компани Катализатор для очистки выхлопного газа
RU2778836C2 (ru) * 2017-09-27 2022-08-25 Джонсон Мэттей Паблик Лимитед Компани Однослойный катализатор с низкой нагрузкой покрытия из пористого оксида для очистки выхлопного газа бензинового двигателя

Also Published As

Publication number Publication date
US20130177484A1 (en) 2013-07-11
BR112013006552A2 (pt) 2016-06-07
RU2013113950A (ru) 2015-06-10
JP5768474B2 (ja) 2015-08-26
JP2012232231A (ja) 2012-11-29
WO2012147411A1 (ja) 2012-11-01
EP2636447B1 (en) 2019-11-20
MY166150A (en) 2018-06-06
EP2636447A4 (en) 2015-02-25
CN103313788B (zh) 2015-08-26
EP2636447A1 (en) 2013-09-11
CN103313788A (zh) 2013-09-18
MX2013003568A (es) 2013-10-01
BR112013006552B1 (pt) 2019-11-05
US8992844B2 (en) 2015-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2557056C2 (ru) Катализатор ловушечного типа для очистки бедных по nox выхлопных газов и система очистки выхлопных газов
EP3097977B1 (en) Exhaust-gas purifying catalyst for lean-burn engine
CN1863586A (zh) 净化在稀薄燃烧工况下操作的内燃机产生的废气的催化剂布置和方法
RU2017134080A (ru) КАТАЛИЗАТОР-ЛОВУШКА NOx В УСЛОВИЯХ ОБЕДНЕННОЙ СМЕСИ С УЛУЧШЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ПРИ ВЫСОКИХ И НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
JP3952617B2 (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置，排ガス浄化方法及び排ガス浄化触媒
JP4776151B2 (ja) 排気ガス浄化システム
JP2010167381A (ja) 排ガス浄化用触媒
JP3965676B2 (ja) 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化システム
JP2006231204A (ja) 排ガス浄化触媒
JP3704701B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒
JP2002143683A (ja) 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
JP2006346605A (ja) 排ガス浄化フィルタ及び内燃機関用排ガス浄化装置
JP2004275814A (ja) 排ガス浄化触媒、その製造方法及び排ガス浄化装置
JP2011104485A (ja) 排ガス浄化用触媒
JP5094199B2 (ja) 排ガス浄化装置
JP2005205302A (ja) 内燃機関用排ガス浄化触媒および排ガス浄化装置
JP3965793B2 (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置，排ガス浄化方法及び排ガス浄化触媒
JP2015112553A (ja) 排気ガス浄化用触媒
JPH0924247A (ja) 排ガス浄化用触媒
JP3925015B2 (ja) 内燃機関の排ガスの浄化装置，浄化方法及び浄化触媒
JP7228451B2 (ja) 自動車用排ガス浄化触媒
JP2004122122A (ja) 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化装置
JP2003326164A (ja) 排気ガス浄化触媒、その製造方法及び排気ガス浄化装置
JP2015112555A (ja) 排気ガス浄化用触媒
JP2004036497A (ja) 排ガス浄化方法