RU2618058C2 - Катализированный блок-носитель - Google Patents
Катализированный блок-носитель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2618058C2 RU2618058C2 RU2014128623A RU2014128623A RU2618058C2 RU 2618058 C2 RU2618058 C2 RU 2618058C2 RU 2014128623 A RU2014128623 A RU 2014128623A RU 2014128623 A RU2014128623 A RU 2014128623A RU 2618058 C2 RU2618058 C2 RU 2618058C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- porous oxide
- coating
- carrier
- block
- catalyzed
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 180
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 175
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 171
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 147
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 103
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 57
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 29
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 4
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 19
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 18
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 17
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 13
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 12
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 10
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 9
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 claims description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 4
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 35
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 148
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 56
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 36
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 30
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 26
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 25
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 22
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 22
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 21
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 21
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 11
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 10
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- NWAHZABTSDUXMJ-UHFFFAOYSA-N platinum(2+);dinitrate Chemical compound [Pt+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O NWAHZABTSDUXMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 8
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- -1 nitrogen hydrides Chemical class 0.000 description 7
- GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) nitrate Chemical compound [Pd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 7
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 5
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 4
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 4
- QWDUNBOWGVRUCG-UHFFFAOYSA-N n-(4-chloro-2-nitrophenyl)acetamide Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(Cl)C=C1[N+]([O-])=O QWDUNBOWGVRUCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 239000006254 rheological additive Substances 0.000 description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 3
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002089 NOx Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001553 barium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 2
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 229910001657 ferrierite group Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- DZKDPOPGYFUOGI-UHFFFAOYSA-N tungsten(iv) oxide Chemical compound O=[W]=O DZKDPOPGYFUOGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010067484 Adverse reaction Diseases 0.000 description 1
- 229910000505 Al2TiO5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000269350 Anura Species 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910020203 CeO Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010757 Reduction Activity Effects 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000006838 adverse reaction Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N aluminum;calcium;potassium;silicon;sodium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Na].[Al].[Si].[K].[Ca] JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N ammonium carbamate Chemical compound [NH4+].NC([O-])=O BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N carbonic acid monoamide Natural products NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910001603 clinoptilolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910001959 inorganic nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N isocyanuric acid Chemical compound OC1=NC(O)=NC(O)=N1 ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003057 platinum Chemical class 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N propan-2-yl (e)-but-2-enoate Chemical compound C\C=C\C(=O)OC(C)C AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- 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
-
- 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
- B01D53/9459—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
- B01D53/9463—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 one brick
- B01D53/9472—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 one brick in different zones
-
- 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
- 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
- B01D53/9481—Catalyst preceded by an adsorption device without catalytic function for temporary storage of contaminants, e.g. during cold start
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/04—Alumina
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/42—Platinum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- 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
- B01J29/7615—Zeolite Beta
-
- 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
-
- 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
- B01J33/00—Protection of catalysts, e.g. by coating
-
- 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
-
- 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
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
- B01J37/038—Precipitation; Co-precipitation to form slurries or suspensions, e.g. a washcoat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
- F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
-
- 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
-
- 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]
-
- 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]
- F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
-
- 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
- B01D2255/104—Silver
-
- 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
- B01D2255/106—Gold
-
- 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
- B01D2255/20707—Titanium
-
- 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
- B01D2255/30—Silica
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/40—Mixed oxides
- B01D2255/407—Zr-Ce mixed oxides
-
- 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
- B01D2255/904—Multiple catalysts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/915—Catalyst supported on particulate filters
- B01D2255/9155—Wall flow filters
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
- B01J2229/18—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
- B01J2229/186—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself not in framework positions
-
- 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
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
- B01J2229/42—Addition of matrix or binder particles
-
- 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
- F01N2510/068—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings
- F01N2510/0682—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings having a discontinuous, uneven or partially overlapping coating of catalytic material, e.g. higher amount of material upstream than downstream or vice versa
-
- 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
-
- 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)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
Изобретение относится к катализированному блоку-носителю для использования при очистке выхлопного газа, выбрасываемого из двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедной топливной смеси. Блок-носитель содержит первое покрытие из пористого оксида, второе покрытие из пористого оксида и блок-носитель. Первое покрытие из пористого оксида содержит каталитический состав, содержащий металл платиновой группы и материал-подложку, причем металл платиновой группы в первом покрытии из пористого оксида содержит платину, которая склонна к испарению, когда первое покрытие из пористого оксида подвергается относительно экстремальным условиям, включая относительно высокие температуры ≥700°C. Второе покрытие из пористого оксида содержит оксид металла для захвата испарившегося металла платиновой группы и каталитический состав, содержащий металл, выбранный из группы, состоящей из палладия, серебра, золота и комбинаций любых двух или более из них, причем оксид металла несет металл и причем второе покрытие из пористого оксида ориентировано на контактирование с выхлопным газом, который уже контактировал с первым покрытием из пористого оксида. Изобретение обеспечивает уменьшение или предотвращение движения металла платиновой группы на катализатор, находящийся ниже по потоку, а также эффективную очистку выхлопных газов. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил., 12 пр.
Description
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к катализированному блоку-носителю для использования при очистке выхлопного газа, выбрасываемого из двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедной топливной смеси, в частности транспортных двигателей внутреннего сгорания, чей катализированный блок-носитель содержит первое покрытие из пористого оксида и второе покрытие из пористого оксида.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В основном существует 4 класса загрязнителей, которые по закону запрещены межгосударственными организациями по всему миру: монооксид углерода (CO), несгоревшие углеводороды (HC), оксиды азота (NOx) и твердые частицы (PM).
Так как стандарты на содержание выхлопных газов для допустимого выброса таких загрязнителей в выхлопных газах из транспортных двигателей становятся все более жесткими, для соответствия этим стандартам на содержание выхлопных газов предлагается и развивается объединение систем управления двигателем и множества каталитических систем доочистки выхлопных газов. Для выхлопных систем, содержащих сажевый фильтр, распространено периодическое использование управления двигателем (например, каждые 500 км) для увеличения температуры в фильтре, чтобы по существу сжечь всю оставшуюся сажу, задержанную на фильтре, таким образом, чтобы вернуть систему к базовому уровню. Эти управляемые двигателем такты сжигания сажи часто называют «регенерацией фильтра». В то время как основная цель регенерации фильтра - сжигание сажи, осевшей на фильтре, одно из непреднамеренных последствий заключается в том, что одно или более каталитических покрытий, присутствующих в выхлопной системе, например покрытие фильтра на самом фильтре (так называемый катализированный сажевый фильтр (CSF)), окислительный катализатор (такой как дизельный окислительный катализатор (DOC)) или катализатор адсорбера NOх (NAC), расположенные выше по потоку или ниже по потоку от фильтра (например, первый DOC, за которым идет дизельный сажевый фильтр, за которым в свою очередь идет второй DOC и в конце катализатор SCR), могут регулярно подвергаться высоким температурам выхлопных газов в зависимости от уровня управления двигателем в системе. Такие условия можно также испытать при непреднамеренных редких аварийных режимах двигателя или неконтролируемых или слабо контролируемых тактах регенерации. Однако некоторые дизельные двигатели, в частности дизельные двигатели большой мощности, работающие при большой нагрузке, могут даже подвергать катализаторы значительным температурам, например >600°C, при нормальных рабочих условиях.
Так как производители транспортных средств совершенствуют свои двигатели и системы управления двигателем для соответствия стандартам на содержание выхлопных газов, производители транспортных средств просят заявителя/патентообладателя предложить каталитические компоненты и комбинации каталитических компонентов, чтобы помочь в достижении цели соответствия нормам стандартов на содержание выхлопных газов. Такие компоненты включают катализаторы DOC для окисления CO, HC, а также по выбору NO; фильтры CSF для окисления CO, HC, также по выбору для окисления NO и для захвата твердых частиц для последующего сжигания; катализаторы NAC для окисления CO и HC и для окисления монооксида азота (NO) и абсорбирования его из обедненного выхлопного газа и чтобы десорбировать адсорбированный NOx и для восстановления его до N2 в обогащенном выхлопном газе (см. ниже); и катализаторы реакции селективного каталитического восстановления (SCR) для восстановления NOx до N2 в присутствии азотного восстановителя, такого как аммиак (см. ниже).
На практике каталитические составы, применяемые в катализаторах DOC и фильтрах CSF, достаточно похожи. В большинстве случаев, однако, принципиальным различием между использованием DOC и CSF является блок-носитель, на который наносится каталитический состав: в случае DOC блок-носитель является, как правило, сквозным для потока блоком-носителем, содержащим металлический или керамический блок сотовой структуры, содержащий множество вытянутых каналов, проходящих насквозь, чьи каналы открыты на обоих концах; блок-носитель CSF - это фильтрующий блок, такой как фильтр типа «wall-flow», например керамический пористый фильтр-блок, содержащий множество входных каналов, размещенных параллельно с множеством выходных каналов, причем каждый входной канал и каждый выходной канал ограничиваются частично керамической стеной пористой структуры, причем каждый входной канал поочередно отделяется от выходного канала керамической стеной пористой структуры и наоборот. Другими словами фильтр типа «wall-flow» - это конструкция сотовой структуры, определяющая множество первых каналов, закрытых на конце выше по потоку, и множество вторых каналов, не закрытых на конце выше по потоку, но закрытых на конце ниже по потоку. Если смотреть с любого из концов, поочередно закрытые и открытые концы каналов принимают вид шахматной доски.
Довольно сложные многочисленные слоистые конструкции катализаторов, таких как DOC и NAC, могут наноситься на сквозной блок-носитель. Хотя и возможно покрыть поверхность фильтрующего блока, например поверхность входного канала фильтра типа «wall-flow», больше чем одним слоем каталитического состава, проблема при покрытии фильтрующих блоков состоит в том, чтобы избежать чрезмерно увеличивающегося противодавления во время работы, перегрузки фильтрующего блока покрытием из пористого оксида катализатора, тем самым ограничивая проход газа через него. Следовательно, хотя покрытие поверхности фильтрующего блока-носителя последовательно одним или более слоями катализатора не является невозможным, более распространено, чтобы различные каталитические составы были разделены либо по зонам, например аксиально разделенные передние и задние полузоны блока фильтра, либо иначе за счет покрытия входного канала блока-носителя фильтра типа «wall-flow» первым каталитическим составом, а его выходного канала вторым каталитическим составом. Однако в определенных вариантах исполнения изобретения входной канал фильтра покрывается одним или более слоями, которые могут быть одного и того же или различных каталитических составов. Также предлагается покрывать состав NAC на фильтрующий блок-носитель (см., например, патент EP 0766993).
В выхлопных системах, состоящих из множества компонентов катализатора, где каждый содержит отдельный блок-носитель, как правило, катализатор SCR размещается ниже по потоку DOC, и/или CSF, и/или NAC, потому что известно, что при окислении оксида азота (NO) в выхлопном газе до диоксида азота (NO2) таким образом, что ниже по потоку из DOC, и/или CSF, и/или NAC соотношение NO:NO2 составляет примерно 1:1, ниже по потоку промотируется реакция SCR (см. ниже). Также хорошо известно из патента EP 341832 (так называемый сажеуловитель с постоянной регенерацией или CRT®), что NO2, полученный окислением NO в выхлопном газе до NO2, может быть использован для сжигания сажи пассивно на выходном фильтре. В расположениях выхлопной системы, где важное значение имеет процесс, описанный в патенте EP341832, если бы катализатор SCR был расположен в начале фильтра, это бы ослабило или предотвратило процесс сжигания захваченной сажи в NO2, потому что большинство NOx, используемых для сжигания сажи, вероятно, были бы удалены на катализаторе SCR.
Однако предпочтительное расположение системы для дизельных малотоннажных транспортных средств представляет окислительный катализатор (DOC), за которым следует инжектор с азотсодержащим восстановителем, затем катализатор SCR и в конце катализированный сажевый фильтр (CSF). Сокращение для такого расположения - «DOC/SCR/CSF». Это расположение предпочтительно для дизельных малотоннажных транспортных средств, потому что важным фактором является достижение конверсии NOx в выхлопной системе так быстро, насколько возможно, после того как запускается двигатель транспортного средства, чтобы дать возможность: (i) предшественникам азотсодержащих восстановителей, таким как аммиак, быть впрыснутыми/растворенными, чтобы выделить аммиак для конверсии NOx; и (ii) настолько высокой конверсии NOx, насколько возможно. Если бы фильтр с большой теплоемкостью был размещен в начале SCR катализатора, т.е. между DOC и SCR катализатором («DOC/CSF/SCR»), (i) и (ii) заняли бы больше времени на их выполнение, и конверсия NOx как целая часть ездового цикла экологического класса могла бы быть уменьшена. Удаление сажи может быть осуществлено, используя кислород, а редкая вынужденная регенерация фильтра осуществляется, используя техники управления двигателем.
Также предлагается наносить покрытие катализатора SCR из пористого оксида на сам блок-носитель фильтра (см., например, патент WO 2005/016497), в случае чего окислительный катализатор может быть размещен выше по потоку носителя фильтра, покрытого SCR (независимо от того, является ли окислительный катализатор компонентом DOC, CSF или NAC), чтобы модифицировать соотношение NO/NO2 для промотирования активности восстановления NOx на катализаторе SCR. Существуют также предложения разместить NAC выше по потоку катализатора SCR, расположенного на сквозном блоке-носителе, чей NAC может образовать NH3 в реакционной смеси во время регенерации данного NAC (см. ниже). Одно такое предложение рассматривается в патенте GB 2375059.
Катализаторы NAC известны, например, из патента US 5473887 и проектируются с целью адсорбирования NOx из обедненного выхлопного газа (лямбда >1) и чтобы десорбировать NOx, когда концентрация кислорода в выхлопном газе уменьшается. Десорбированный NOx может быть восстановлен до N2 посредством подходящего восстановителя, например моторного топлива, активированного каталитическим компонентом, таким как родий, в самом NAC, или расположенного ниже по потоку NAC. На практике управление концентрацией кислорода может периодически подстраиваться под желаемый окислительно-восстановительный состав в соответствии с вычисленной текущей емкостью адсорбции NOx в NAC, например, более обогащенный, чем при нормальной текущей работе двигателя (но все еще обедненного по стехиометрическому составу или где лямбда =1), стехиометрический или стехиометрически обогащенный (лямбда <1). Концентрация кислорода может быть установлена несколькими способами, например сбрасыванием газа, впрыскиванием дополнительного углеводородного топлива в цилиндр двигателя, как во время такта выхлопа, или впрыскивания углеводородного топлива напрямую в выхлопной газ ниже по потоку из коллектора двигателя.
Типичный состав NAC включает компонент каталитического окисления, такой как платина, значительное количество (т.е. значительно больше, чем требуется для использования в качестве промотора, такого как промотор в трехкомпонентном катализаторе) компонента накопления NOx, такого как барий, и катализатор восстановления, например родий. Механизм, часто предлагаемый для накопления NOx из выхлопного газа для этого состава, следующий:
NO+1/2О2→NO2 (1); и
BaO+2NO2+1/2О2→Ba(NO3)2 (2),
где в реакции (1) оксид азота реагирует с кислородом на активных областях окисления на платине, чтобы сформировать NO2. Реакция (2) включает адсорбцию NO2 накопительным материалом в форме неорганического нитрата.
При более низких концентрациях кислорода и/или повышенных температурах данные нитратные соединения становятся термодинамически нестабильными и распадаются, выделяя NO или NO2 согласно реакции (3) ниже. В присутствии подходящего восстановителя эти оксиды азота впоследствии восстанавливаются оксидом углерода, водородом и углеводородами до N2, что может заменить восстановительный катализатор (см. реакцию (4)).
Ba(NO3)2→BaO+2NO+3/2О2 или Ba(NO3)2→BaO+2NO2+1/2О2 (3); и
NO+CO→1/2N2+CO2 (4).
(Другие реакции включают Ba(NO3)2+8H2→BaO+2NH3+5H2O, за которой следует NH3+NOx→N2+yH2O или 2NH3+2О2+CO→N2+3H2O+CO2 и т.д.)
В реакциях (1)-(4), включая приведенные выше, данное реакционноспособное соединение бария представлено в качестве оксида. Однако понимают, что в присутствии воздуха большая часть бария находится в виде карбоната или, возможно, гидроксида. Опытный человек может адаптировать схемы реакций, представленные выше, соответствующим образом для соединений бария, не являющихся оксидами, и последовательности каталитических покрытий в потоке выхлопных газов.
Окислительные катализаторы способствуют окислению CO до CO2 и несгоревших HC до CO2 и H2O. Типичные окислительные катализаторы включают платину и/или палладий на носителе с высокой удельной поверхностью.
Прикладное применение технологии SCR для очистки выбросов NOx из двигателей внутреннего сгорания (IC) автотранспортных средств, в особенности двигателей внутреннего сгорания, работающих на бедной топливной смеси, хорошо известно. Примеры азотных восстановителей, которые могут быть использованы в реакции SCR, включают такие соединения, как гидриды азота, например аммиак (NH3), или гидразин, или предшественник NH3.
Предшественники NH3 - это одно или несколько соединений, из которых может быть получен NH3, например, посредством гидролиза. Распад предшественника до аммиака и других побочных продуктов может происходить посредством гидротермического или каталитического гидролиза. Предшественники NH3 включают мочевину (CO(NH2)2) в виде водного раствора или в виде твердого или аммониевого карбамата (NH2COONH4). Если используется в виде водного раствора, предпочтительна эвтектическая смесь, например 32,5% NH3 (водный раствор). В водные растворы могут добавляться примеси, чтобы снизить температуру кристаллизации. В настоящий момент мочевина является предпочтительным источником NH3 в области передвижной техники, потому что она менее токсична, чем NH3, ее легко перевозить и обращаться с ней, недорогая и повсеместно доступная. Неполный гидролиз мочевины может привести к увеличенным выбросам PM при проверках на соответствие испытательному циклу допустимых выбросов, потому частично гидролизованные твердые частицы или капли мочевины будут захвачены фильтрующей бумагой, используемой во время установленной законом проверки для PM, и будут считаться PM массой. При этом высвобождение определенных продуктов неполного гидролиза мочевины, таких как циануровая кислота, нежелательно для окружающей среды.
SCR имеет три основные реакции (представленные ниже в реакциях (5)-(7) включительно), которые восстанавливают NOx до атомарного азота.
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O (например, 1:1 NH3:NO) (5)
4NH3+2NO+2NO2→4N2+6H2O (например, 1:1 NH3:NOx) (6)
8NH3+6NO2→7N2+12H2O (например, 4:3 NH3:NOx) (7)
Сопутствующая нежелательная неселективная побочная реакция:
2NH3+2NO2→N2O+3H2O+N2 (8).
На практике реакция (7) относительно медленная в сравнении с реакцией (5), а реакция (6) - самая быстрая из всех. По этой причине, когда опытные технологи проектируют системы доочистки выхлопных газов для транспортных средств, они часто предпочитают размещать окислительный каталитический элемент (например, DOC, и/или CSF, и/или NAC) в начале SCR катализатора.
Когда определенные катализаторы DOC, и/или NAC, и/или CSF подвергаются высоким температурам, которые встречаются, например, во время регенерации фильтра, и/или в случае остановки двигателя, и/или (в определенных дизельных двигателях большой мощности) при нормальном высокотемпературном выхлопном газе, нижние уровни металлических компонентов платиновой группы, особенно Pt, с учетом достаточного количества времени при высокой температуре могут испариться из DOC, и/или NAC, и/или CSF компонентов, а в последующем металл платиновой группы может быть захвачен на выходном катализаторе SCR. Это может иметь особо вредный эффект на производительность катализатора SCR, т.к. присутствие Pt приводит к высокой активности параллельного неселективного окисления аммиака, как в реакции (9) (которая показывает полное окисление NH3), тем самым производя вторичные выбросы и/или бесполезно потребляя NH3.
4NH3+5О2→4NO+6H2O (9)
Один производитель транспортных средств сообщает о наблюдении данного явления в статье 2009-01-0627 SAE, которая озаглавлена «Воздействие и предотвращение ультранизкого загрязнения металлов платиновой группы на катализаторах SCR в связи с конструкцией DOC» и включает данные сравнения активности конверсии NOх в зависимости от температуры для Fe/цеолитного катализатора SCR, расположенного последовательно за четырьмя катализаторами DOC поставщиков, содержащими металл платиновой группы (PGM), которые взаимодействуют с текущим экспериментальным выхлопным газом при 850°C в течение 16 часов. Представленные результаты показывают, что активность конверсии NOx Fe/цеолитного катализатора SCR, размещенного после 20Pt:Pd DOC при общей концентрации PGM, равной 2,471 кг/м3, изменена в отрицательную сторону при более высоких оценочных температурах как результат загрязнения Pt. Два 2Pt:Pd DOC от различных поставщиков при общей концентрации PGM, равной 3,685 кг/м3, также проверены. В первом 2Pt:Pd DOC активность катализатора SCR затронута в похожей степени, как и проверка на 20Pt:Pd DOC, тогда как в случае второго проверенного 2Pt:Pd DOC активность катализатора SCR загрязнена в меньшей степени, хотя второй 2Pt:Pd DOC все еще показывал пониженную активность конверсии NOx в сравнении с холостой работой (без DOC, только пустой носитель). Авторы заключают, что поставщик второго 2Pt:Pd DOC, который показывает более умеренное ослабление конверсии NOx, был более успешен в стабилизации Pt с концентрацией 2,471 кг/м3 вместе с Pd с концентрацией 1,235 кг/м3. DOC, содержащий только Pd при концентрации 5,295 кг/м3, не демонстрирует воздействия на выходном SCR относительно пустого носителя. Более ранняя работа авторов SAE 2009-01-0627 опубликована в статье № 2008-01-2488 SAE.
Патент EP 0622107 описывает катализатор для очистки выхлопного газа из дизельных двигателей, в которых платиновый катализатор наносится на входную сторону потока выхлопного газа, а палладиевый катализатор наносится на более низкую сторону потока выхлопного газа. Углеводороды (HC) и растворимая органическая масса (SOF) в выхлопном газе могут быть сожжены и удалены платиновым катализатором при низкой температуре. SO2 не окисляется при низкой температуре. Выхлопной газ подогревается до высокой температуры во входной области. HC и SOF эффективно окисляются и удаляются палладиевым катализатором при высокой температуре. SO2 не окисляется даже при более высокой температуре. Данное описание утверждает, что в катализаторе очистки выхлопного газа HC и SOF могут быть удалены при низкой температуре и SO2 не окисляется.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Производители транспортных средств начинают просить заявителя/патентообладателя о создании мер для решения проблемы испарения PGM относительно низких уровней из компонентов выше по потоку от катализаторов SCR. Было бы крайне желательно развивать стратегии для предотвращения этого движения PGM на катализатор SCR, находящийся ниже по потоку, при высоких температурах. Современные изобретатели развили несколько стратегий для соответствия этому запросу.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что испарение платины из катализатора, содержащего PGM, содержащего и платину и палладий, может произойти при экстремальных погодных условиях, когда соотношение весов Pt:Pd больше чем 2:1. Также считается, что где PGM состоит из платины, также может наблюдаться платиновое испарение. Авторы настоящего изобретения разработали катализированный блок-носитель, содержащий PGM для использования в комбинации с выходным катализатором SCR, который избегает или уменьшает проблему PGM, в частности Pt, перемещающегося от входного катализатора с относительно высокой концентрацией Pt к выходному катализатору SCR.
Согласно первому аспекту изобретение обеспечивает катализированный блок-носитель для использования в очистке выхлопного газа, выбрасываемого из двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедной топливной смеси, при этом катализированный блок-носитель содержит первое покрытие из пористого оксида и второе покрытие из пористого оксида, где первое покрытие из пористого оксида содержит каталитический состав, содержащий как минимум один металл платиновой группы (PGM) и как минимум один материал-подложку, где как минимум один PGM в первом покрытии из пористого оксида склонен к испарению, когда первое покрытие из пористого оксида подвергается относительно экстремальным условиям, включающим относительно высокие температуры, где второе покрытие из пористого оксида содержит как минимум один оксид металла для захвата испаренного PGM и где второй слой из пористого оксида ориентирован для взаимодействия с выхлопным газом, который взаимодействовал с первой поверхностью из пористого оксида.
Согласно второму аспекту изобретение обеспечивает выхлопную систему для двигателя внутреннего сгорания, работающего на топливных смесях, причем система содержит первый катализированный блок-носитель согласно изобретению.
Согласно следующему аспекту настоящее изобретение обеспечивает двигатель внутреннего сгорания, работающий на бедной топливной смеси, в особенности для транспортного средства, содержащий выхлопную систему согласно любому предыдущему пункту изобретения.
В другом аспекте изобретение обеспечивает транспортное средство, содержащее двигатель согласно изобретению.
Согласно следующему аспекту изобретение обеспечивает способ уменьшения или предотвращения катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) в выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедной топливной смеси, от загрязнения металлом платиновой группы (PGM), который может испариться из каталитического состава, содержащего как минимум один PGM, удерживаемый на как минимум одном материале-подложке и размещенный на блоке-носителе выше по потоку катализатора SCR, когда каталитический состав, содержащий PGM, подвергается относительно экстремальным условиям, включающим относительно высокие температуры, причем способ включает захват испаренного PGM в покрытии из пористого оксида, содержащего как минимум один оксид металла, которое размещается на том же самом блоке-носителе, что и каталитический состав, содержащий PGM.
Следующий аспект изобретения относится к использованию оксида металла (т.е. как минимум одного оксида металла) для уменьшения или предотвращения загрязнения катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) металлом платиновый группы (PGM), в большинстве случаев в выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедной топливной смеси, где второе покрытие из пористого оксида содержит оксид металла и предназначено для взаимодействия с выхлопным газом, который уже взаимодействовал с первым покрытием из пористого оксида и в котором первое покрытие из пористого оксида содержит каталитический состав, содержащий как минимум один металл платиновой группы (PGM) и как минимум один материал-подложку, и в котором катализированный блок-носитель содержит первое покрытие из пористого оксида и второе покрытие из пористого оксида. Обычно оксид металла нужен для захвата испаренного PGM. Как правило, как минимум один PGM в первом покрытии из пористого оксида склонен к испарению, когда первое покрытие из пористого оксида подвергается относительно экстремальным условиям, включая относительно высокие температуры.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Чтобы настоящее изобретение могло быть более понято, делается сноска на следующие примеры посредством только иллюстраций и ссылаясь на сопровождающие чертежи.
Фиг. 1 является схематическим изображением лабораторного реактора, используемого для проверки платинового загрязнения на Fe/Beta цеолитном катализаторе SCR или Cu/CHA цеолитном катализаторе SCR.
Фиг. 2 является графиком, изображающим зависимость активности конверсии NOx как функции температуры четырех изношенных ядер катализатора SCR, каждое из которых было изношено в лабораторной конфигурации выхлопной системы, содержащей образцы ядер примеров 3, 5 и 6 настоящего изобретения или сравнительного примера 2. Результаты активности изношенного SCR изображены на графике в сравнении с активностью свежего, т.е. неизношенного катализатора SCR.
Фиг. 3 является графиком, изображающим зависимость активности конверсии NOx как функции температуры других трех изношенных ядер катализатора, каждое из которых было изношено в лабораторной конфигурации выхлопной системы, содержащей образцы ядер примеров 4 и 7 настоящего изобретения или сравнительного примера 2. Результаты активности изношенного SCR изображены на графике в сравнении с активностью свежего, т.е. неизношенного катализатора SCR.
Фиг. 4 является графиком, изображающим зависимость активности конверсии NOx как функции температуры других трех изношенных ядер катализатора, каждое из которых было изношено в лабораторной конфигурации выхлопной системы, содержащей катализированный фильтр типа «wall-flow», расположенный выше по потоку от Fe/Beta цеолитного катализатора SCR, где одна система содержит фильтр, покрытый как на входном, так и на выходном канале с весовым соотношением Pt:Pd, равным 1:1 (пример 7); вторая система содержит фильтр, покрытый как на входном, так и на выходном канале с весовым соотношением Pt:Pd, равным 5:1 (пример 8); а третья сравнительная система содержит фильтр, покрытый как на входном, так и на выходном канале с катализатором, содержащим только Pt. Результаты активности изношенного SCR изображены на графике в сравнении с активностью свежего, т.е. неизношенного катализатора SCR.
Фиг. 5 является гистограммой, изображающей зависимость конверсии NOx как функции температуры двух изношенных ядер катализатора, каждое из которых было изношено в лабораторной конфигурации выхлопной системы, показанной на фиг. 1, содержащей образцы ядер дизельного окислительного катализатора примера 11, нагреваемого в трубной печи при 900°C в течение 2 часов в потоке синтетического газа с Cu/CHA цеолитным катализатором SCR, удерживаемым при 300°C, расположенным ниже по потоку.
Фиг. 6А и 6B являются схематическими изображениями вариантов исполнения выхлопной системы, включая катализированные блоки-носители согласно настоящему изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
В большинстве случаев как минимум один PGM в первом покрытии из пористого оксида содержит платину. Когда как минимум один PGM в покрытии из пористого оксида является платиной, тогда данная платина является PGM, склонным к испарению, когда первое покрытие из пористого оксида подвергается относительно экстремальным условиям, включая относительно высокие температуры. Относительно экстремальными условиями, включая относительно высокие температуры, являются, например, температуры ≥700°C, предпочтительно ≥800°C или еще более предпочтительно ≥900°C.
Как правило, PGM в первом покрытии из пористого оксида содержит и платину, и палладий. Платина и/или палладий могут быть PGM, склонными к испарению, когда первое покрытие из пористого оксида подвергается относительно экстремальным условиям, включая относительно высокие температуры. Однако, когда присутствуют и платина и палладий, тогда обычно платина вероятнее является PGM, склонным к испарению, когда первое покрытие из пористого оксида подвергается относительно экстремальным условиям, включая относительно высокие температуры.
Возможно использование более высоких весовых соотношений Pt:Pd в первом покрытии из пористого оксида для задач, как, например, получение NO2, чтобы поддержать сжигание отфильтрованных твердых частиц ниже по потоку от фильтра, потому что любой PGM, который может испариться из первого покрытия из пористого оксида во время работы, может быть захвачен во втором покрытии из пористого оксида. Как правило, первое покрытие из пористого оксида содержит весовое соотношение Pt:Pd ≤10:1, например 8:1, 6:1, 5:1 или 4:1.
Когда катализированный блок-носитель располагается сразу выше по потоку катализатора SCR (т.е. без какого-либо промежуточного блока-носителя между катализированным блоком-носителем настоящего изобретения и катализатором SCR), предпочтительно, чтобы весовое соотношение Pt:Pd было ≤2, предпочтительно в первом покрытии из пористого оксида или в катализированном блоке-носителе в целом (т.е. в совокупности). Где как минимум один PGM в первом покрытии из пористого оксида содержит и платину, и палладий, предпочтительно весовое соотношение ≤2, такое как ≤1,5:1, например, примерно 1:1. Значение этой характеристики показано в примерах: авторы обнаружили посредством имперической проверки, что предпочтительные весовые соотношения Pt:Pd испаряются меньше, чем подобный катализатор, имеющий весовое соотношение 4:1. В слоевых размещениях катализатора предпочтительно, чтобы внешний слой имел весовое соотношение Pt:Pd ≤2, или, как вариант, чтобы совокупное весовое соотношение Pt:Pd всех слоев вместе составляло ≤2.
Как правило, весовое соотношение Pt:Pd в первом покрытии из пористого оксида или в совокупности составляет ≥35:65 (например, ≥7:13). Предпочтительно, чтобы весовое соотношение Pt:Pd было ≥40:60 (например, ≥2:3), еще более предпочтительно ≥45:55 (например, ≥9:11), особенно ≥50:50 (например, ≥1:1), такое как ≥1,25:1, и еще более предпочтительно ≥1,5:1 (например, ≥1,6:1). Весовое соотношение Pt:Pd либо в первом покрытии из пористого оксида, или в совокупности, как правило, составляет от 10:1 до 7:13. Предпочтительно, чтобы весовое соотношение Pt:Pd составляло от 8:1 до 2:3, более предпочтительно от 6:1 до 9:11, еще более предпочтительно от 5:1 до 1:1, такое как от 4:1 до 1,25:1, и совсем предпочтительно от 2:1 до 1,25:1 (например, от 2:1 до 1,6:1).
В большинстве случаев общая доля металла платиновой группы (PGM) (например, общая доля Pt и/или Pd) составляет от 0,035 до 17,65 кг/м3. Предпочтительная общая сумма PGM составляет от 0,1765 до 14,12 кг/м3, более предпочтительная - от 0,353 до 10,59 кг/м3, еще более предпочтительная - от 0,882 до 8,825 кг/м3 и еще более предпочтительная - от 1,235 до 7,06 кг/м3.
В большинстве случаев, когда катализированный блок-носитель настоящего изобретения содержит платину, тогда платина не легируется бисмутом и/или марганцем. Более предпочтительно, чтобы катализатор не содержал бисмута и/или марганца.
В большинстве случаев оксид металла (т.е. как минимум один металл-оксид-носитель второго покрытия из пористого оксида) содержит оксид металла, выбранный из группы, состоящей из необязательно стабилизированного оксида алюминия, аморфного алюмосиликата, необязательно стабилизированного оксида циркония(IV), оксида церия(IV), оксида титана(IV), необязательно стабилизированного смешанного оксида церия-циркония и смесей любых двух или более из них. Подходящие стабилизаторы включают один или более оксидов кремния и редкоземельных металлов.
Оксид металла второго покрытия из пористого оксида и как минимум один материал-подложка первого покрытия из пористого оксида может быть тем же самым или другим. Предпочтительно, чтобы оксид металла второго покрытия из пористого оксида и как минимум один материал-подложка первого покрытия из пористого оксида были различны.
Второе покрытие из пористого оксида может, как правило, содержать оксид металла в общей доле от 6,102 до 305,118 кг/м3, предпочтительно от 12,204 до 244,092 кг/м3 (например, от 30,511 до 213,583 кг/м3), более предпочтительно от 61,023 до 152,559 кг/м3.
Авторы изобретения обнаружили, что особенно оксиды металлов, содержащие оксиды алюминия и церия(IV), по существу способны к захвату испарившихся PGM, в особенности, оксид церия(IV), который имеет особенное сходство с Pt. Предпочтительно, чтобы оксид металла второго покрытия из пористого оксида выбирался из группы, состоящей из необязательно стабилизированных оксида алюминия, оксида церия(IV) и необязательно стабилизированного смешанного оксида церия-циркония. Более предпочтительно, чтобы оксид металла выбирался из группы, состоящей из необязательно стабилизированного оксида алюминия и необязательно стабилизированного смешанного оксида церия-циркония.
В одном примере исполнения второе покрытие из пористого оксида не содержит палладия и платины. Более предпочтительно, чтобы второе покрытие из пористого оксида не содержало металла платиновой группы (PGM).
В других примерах исполнения второе покрытие из пористого оксида может также содержать каталитический состав, содержащий как минимум один металл, выбранный из группы, состоящей из палладия, серебра, золота и комбинаций любых двух или более из них, в котором как минимум один оксид металла содержит как минимум один металл. Предпочтительно, чтобы второе покрытие из пористого оксида содержало комбинацию палладия и золота, например в виде сплава, как описано в патенте WO 2009/136206 заявителя/патентообладателя.
Когда второе покрытие из пористого оксида содержит каталитический состав, содержащий палладий и золото (например, в виде сплава), тогда, как правило, палладий и золото не легируются бисмутом и/или марганцем. Более предпочтительно, чтобы второе покрытие из пористого оксида не содержало бисмута и/или марганца.
Как правило, общая доля как минимум одного металла во втором покрытии из пористого оксида составляет от 0,353 до 12,355 кг/м3. Предпочтительно, чтобы общая доля была от 0,706 до 10,59 кг/м3, более предпочтительно от 1,059 до 8,825 кг/м3, еще более предпочтительно от 1,588 до 7,06 кг/м3 и даже более предпочтительно от 1,765 до 6,177 кг/м3.
Когда второе покрытие из пористого оксида содержит каталитический состав, содержащий палладий, тогда предпочтительно, чтобы второе покрытие из пористого оксида не содержало платины.
В большинстве случаев второе покрытие из пористого оксида в значительной степени свободно (например, не содержит) от меди и/или родия.
Единственный PGM, присутствующий во втором покрытии из пористого оксида, в большинстве случаев является палладием. Однако в конкретном примере исполнения второе покрытие из пористого оксида содержит платину и палладий. Как правило, весовое соотношение Pt:Pd во втором покрытии из пористого оксида ниже, чем весовое соотношение Pt:Pd в первом покрытии из пористого оксида (т.е. относительная доля Pt к Pd во втором покрытии из пористого оксида ниже, чем относительная доля Pt к Pd в первом покрытии из пористого оксида). Авторы настоящего изобретения обнаружили, что палладий или Pt/Pd катализатор, имеющий относительно высокое содержание Pd, может вести себя как ловушка испарившейся Pt.
Первое покрытие из пористого оксида содержит каталитический состав, содержащий как минимум один металл платиновой группы (PGM) и как минимум один материал-подложку для как минимум одного PGM. Катализатор, как правило, наносится на блок-носитель в виде суспензии пористого оксида, содержащей как минимум одну соль PGM и один или более материалов-подложек в конечном каталитическом покрытии, перед тем как покрытый фильтр высушивается, а затем обжигается. Один или более материалов-подложек можно называть «компонентом покрытия из пористого оксида». Также возможно, что как минимум один PGM предварительно соединяется с одним или более материалом-подложкой перед суспендированием или что совокупность частиц материала-подложки, с которым PGM предварительно соединяется, превращается в суспензию в растворе соли PGM.
Под как минимум одним «материалом-подложкой» здесь подразумевается оксид металла, выбранный из группы, состоящей из необязательно стабилизированного оксида алюминия, аморфного алюмосиликата, необязательно стабилизированного оксида циркония(IV), оксида церия(IV), оксида титана(IV) или необязательно стабилизированного смешанного оксида церия-циркония, молекулярного сита и соединений или комбинаций любых двух или более из них.
Как правило, один материал-подложка первого покрытия из пористого оксида выбирается из группы, состоящей из необязательно стабилизированного оксида алюминия, аморфного алюмосиликата, необязательно стабилизированного диоксида циркония(IV), диоксида церия(IV), диоксида титана или необязательно стабилизированного смешанного оксида церия-циркония, молекулярного сита и соединений или комбинаций любых двух или более из них. Предпочтительно, чтобы первое покрытие из пористого оксида содержало как минимум один материал-подложку, выбранный из группы, состоящей из необязательно стабилизированного оксида алюминия, аморфного алюмосиликата, оксида церия(IV) и смесей или соединений любых двух или более из них.
Как минимум один материал-подложка может включать одно или более молекулярных сит, например алюмосиликатный цеолит. Первостепенная обязанность молекулярного сита в катализаторе PGM для использования в настоящем изобретении состоит в улучшении конверсии углеводорода в течение рабочего цикла посредством хранения углеводорода при более высоких температурах, когда связанные компоненты катализатора металла платиновой группы более активны для конверсии HC. См., например, патент EP 0830201 заявителя/патентообладателя. Молекулярные сита, как правило, используются в каталитических составах согласно изобретению для транспортных средств с дизельным двигателем малой грузоподъемности, в то время как они редко используются в каталитических составах применительно к дизельным двигателям большой грузоподъемности, потому что температуры выхлопных газов в дизельных двигателях большой мощности означают, что функциональная возможность захвата углеводорода в большинстве случаев не требуется.
Однако молекулярные сита, такие как алюмосиликатные цеолиты, не являются особенно хорошими носителями для металлов платиновой группы, потому что это в основном оксид кремния(IV), в особенности относительно более высокие алюмосиликатные молекулярные сита, которые ценятся за их термическую долговечность: они могут термически ухудшаться во время износа, так что структура молекулярного сита может разрушиться и/или PGM может спечься, приведя к более низкой дисперсии и, следовательно, более низкой активности конверсии HC и/или CO. Соответственно, предпочтительно, чтобы первое покрытие из пористого оксида и/или второе покрытие из пористого оксида содержало молекулярное сито на уровне ≤30% по весу (таком как ≤25% по весу, ≤20% по весу, например ≤15% по весу) в отдельном слое покрытия из пористого оксида. Оставшийся как минимум один материал-подложка первого покрытия из пористого оксида и/или второго покрытия из пористого оксида может содержать оксид металла, выбранный из группы, состоящей из необязательно стабилизированного оксида алюминия, аморфного алюмосиликата, необязательно стабилизированного оксида циркония(IV), оксида церия(IV), оксида титана(IV), необязательно стабилизированного смешанного оксида церия-циркония и смесей любых двух или более из них.
Предпочтительные молекулярные сита для использования в качестве материалов-подложек/углеводородных адсорберов - это цеолиты средней пористости, предпочтительно алюмосиликатные цеолиты, т.е. те, что имеют максимальный размер кольца из восьми тетраэдрических атомов, и цеолиты большой пористости (максимум десять тетраэдрических атомов), предпочтительно алюмосиликатные цеолиты, включая натуральные или синтетические цеолиты, такие как фоязит, клиноптилолит, морденит, силикалит, феррьерит, цеолит X, цеолит Y, ультрастабильный цеолит Y, цеолит ZSM-5, цеолит ZSM-12, цеолит SSZ-3, цеолит SAPO-5, оффретит или Beta цеолит, предпочтительно цеолиты ZSM-5, бета и Y. Предпочтительные цеолитные адсорбирующие материалы имеют высокое соотношение оксида кремния(IV) к оксиду алюминия, для улучшенной гидротермической устойчивости цеолит может иметь молярное соотношение оксид кремния(IV)/оксид алюминия от по меньшей мере около 25/1, предпочтительно по меньшей мере около 50/1, с полезными диапазонами от примерно 25/1 до 1000/1, от 50/1 до 500/1, также как примерно от 25/1 до 100/1, от 25/1 до 300/1, от примерно 100/1 до 250/1.
Первое покрытие из пористого оксида может быть размещено в диапазоне конфигураций, связанных со вторым покрытием из пористого оксида. Первое покрытие из пористого оксида может быть размещено в первой зоне первого покрытия из пористого оксида блока-носителя, а второе покрытие из пористого оксида может быть расположено в зоне второго покрытия из пористого оксида блока-носителя, в котором в значительной степени нет перекрывания между зоной первого покрытия из пористого оксида и зоной второго покрытия из пористого оксида (например, нет перекрывания между первым покрытием из пористого оксида и вторым покрытием из пористого оксида). В большинстве случаев зона первого покрытия из пористого оксида размещена выше по потоку от катализированного блока-носителя, а зона второго покрытия из пористого оксида размещена ниже по потоку от катализированного блока-носителя.
В другом случае, или в дополнение, второе покрытие из пористого оксида может быть размещено в слое выше первого покрытия из пористого оксида. Конечно, когда первое покрытие из пористого оксида и второе покрытие из пористого оксида размещаются на фильтре, нужно быть осторожным при любом размещении слоев, чтобы соответствовать характеристике «второе покрытие из пористого оксида ориентировано на взаимодействие с выхлопным газом, который взаимодействовал с первым покрытием из пористого оксида», например, может быть необходимо поменять ориентацию первого и второго покрытий из пористого оксида, нанесенных на выводные каналы фильтра типа «wall-flow».
Блок-носитель для использования в изобретении может быть сквозным блоком-носителем или фильтрующим блоком-носителем. Второе покрытие из пористого оксида в большинстве случаев ориентировано на взаимодействие с выхлопным газом, который взаимодействовал с первым покрытием из пористого оксида. Это нужно для того, чтобы позволить первому покрытию из пористого оксида взаимодействовать сначала с выхлопным газом. Выхлопной газ и любой испарившийся PGM из первого покрытия из пористого оксида затем взаимодействует со вторым покрытием из пористого оксида, которое включает оксид металла для захвата испарившегося PGM.
Фильтрующий блок-носитель, как правило, имеет входные поверхности и выходные поверхности, где входные поверхности отделены от выходных поверхностей пористой структурой. Предпочтительно, чтобы фильтрующий блок-носитель был фильтром типа «wall-flow», т.е. керамическим пористым носителем, содержащим множество входных каналов, размещенных параллельно с множеством выходных каналов, где каждый входной канал и каждый выходной канал ограничены частично керамической стеной пористой структуры, где каждый входной канал попеременно отделен от выходного канала керамической стеной пористой структуры и наоборот. Другими словами фильтр типа «wall-flow» - это структура сотовой структуры, образующая множество первых каналов, закрытых выше по потоку, и множество вторых каналов, не закрытых выше по потоку, но закрытых ниже по потоку. Каналы, вертикально и продольно смежные с первым каналом, закрыты ниже по потоку. Если смотреть с любого конца, попеременно закрытые и открытые концы каналов принимают вид шахматной доски.
Катализированные фильтры, предпочтительно фильтры типа «wall-flow», могут быть покрыты, используя способ, разобранный в патенте WO 2011/080525 заявителя/патентообладателя. То есть способ покрытия блока-носителя сотовой структуры, содержащего множество каналов с жидкостью, содержащей каталитический компонент, причем способ содержит этапы: (i) удержание блока-носителя сотовой структуры в значительной степени вертикально; (ii) введение установленного объема жидкости в носитель через открытые концы каналов на нижнем конце носителя; (iii) герметичное удержание введенной жидкости внутри носителя; (iv) перевернуть носитель, содержащий удержанную жидкость, и (v) создать вакуум на обоих концах каналов носителя на перевернутом нижнем конце носителя, чтобы направить жидкость вдоль каналов носителя. Каталитический состав может быть нанесен на каналы фильтра от первого конца, после чего покрытый фильтр может быть высушен.
Способы создания катализированных блоков-носителей, включая однослойные покрытия из пористого оксида и двухслойные размещения (один слой покрытия из пористого оксида поверх другого слоя покрытия из пористого оксида), известны в данной области техники и включают патент WO 99/47260 заявителя/патентообладателя, описывающий этапы: (a) размещения средств удержания на верхний первый конец блока-носителя; (b) дозирования установленного количества компонента первого покрытия из пористого оксида в вышеупомянутые средства сдерживания в следующем порядке: либо сначала (a), а потом (b), либо сначала (b), а потом (a) и (c), посредством приложения давления или создания вакуума, доставляющего вышеуказанный компонент покрытия из пористого оксида в по меньшей мере часть блока-носителя и удерживающего в значительной степени все вышеупомянутое количество в пределах блока-носителя. На первом этапе покрытие с первого конца нанесения может быть высушено и высушенный блок-носитель может быть развернут на 180 градусов и та же самая процедура может быть проведена с верхним вторым концом блока-носителя, в значительной степени без перекрывания в слоях между нанесениями с первого и второго концов блока-носителя. Конечный продукт покрытия затем сушится, а после обжигается. Процесс повторяется с компонентом второго покрытия из пористого оксида, чтобы обеспечить катализированный (двухслойный) блок-носитель согласно изобретению.
Использование такого способа может контролироваться, используя, например, силу вакуума, длительность вакуума, вязкость покрытия из пористого оксида, содержание сухого вещества в покрытии из пористого оксида, частицы покрытия, общий размер и поверхностное натяжение, чтобы катализатор покрывался преимущественно на входных поверхностях, а также по выбору в пределах пористой структуры, но вблизи к входным поверхностям. В другом случае компоненты покрытия из пористого оксида могут быть раздроблены до размера, например, D90<5 мкм, чтобы они «проникали» в пористую структуру фильтра (см. WO 2005/016497).
Предпочтительно, чтобы катализированный блок-носитель содержал фильтрующий блок-носитель (например, катализированный блок-носитель - это катализированный фильтрующий блок-носитель) и зональное размещение первого покрытия из пористого оксида и второго покрытия из пористого оксида. Более предпочтительно, чтобы зона первого покрытия из пористого оксида содержала входные поверхности фильтрующего блока-носителя, а зона второго покрытия из пористого оксида содержала выходные поверхности фильтрующего блока-носителя. В этом контексте входные поверхности в большинстве случаев относятся к стенкам каналов фильтрующего блока-носителя, через который выходит выхлопной газ. Таким, образом, например, пористая структура или стенки, разделяющие входные и выходные поверхности каналов, определяют переход между зоной первого покрытия из пористого оксида и зоной второго покрытия из пористого оксида.
Первое покрытие из пористого оксида может содержать окислительный катализатор или катализатор адсорбера NOx (NAC), как описано в уровне техники по изобретению выше. NAC содержит значительные количества щелочноземельных металлов и/или щелочных металлов в сравнении с окислительным катализатором. NAC, как правило, также включает оксид церия(IV) или оксид металла, содержащий оксид церия(IV), например смешанный оксид церия и циркония, чей смешанный оксид по выбору также включает один или более дополнительных лантаноидов или редкоземельных элементов.
Вдобавок к первому покрытию из пористого оксида и второму покрытию из пористого оксида катализированный блок-носитель изобретения может также содержать дополнительные покрытия из пористого оксида. Однако предпочтительно, чтобы катализированный блок-носитель изобретения имел только два покрытия из пористого оксида - первое покрытие из пористого оксида и второе покрытие из пористого оксида. Таким образом, катализированный блок-носитель состоит из первого покрытия из пористого оксида и второго покрытия из пористого оксида
Изобретение также относится к выхлопной системе. Выхлопная система предпочтительно также содержит второй катализированный блок-носитель, содержащий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), чей второй катализированный блок-носитель располагается ниже по потоку от первого катализированного блока-носителя. Катализируемый по выбору фильтрующий блок-носитель (т.е. третий катализируемый по выбору блок-носитель) может быть расположен ниже по потоку от второго катализированного блока-носителя (например, выхлопная система в размещении DOC/SCR/CSF, обсуждаемая применительно к уровню техники изобретения, описанному выше). Фильтрующий блок-носитель (т.е. третий по выбору катализируемый блок-носитель) предпочтительно является фильтром типа «wall-flow». Когда катализирован, катализатор для использования применительно к фильтрующему блоку-носителю является окислительным катализатором, но в других примерах исполнения он может быть составом NAC. В другом случае фильтрующий блок-носитель может быть не катализирован.
Как правило, выхлопная система изобретения содержит инжектор для впрыскивания азотсодержащего восстановителя в выхлопной газ между первым катализированным блоком-носителем и вторым катализированным блоком-носителем. В другом случае (т.е. без средств для впрыскивания азотсодержащего восстановителя, такого как аммиак или его предшественник, такой как мочевина, располагающихся между первым катализированным блоком-носителем и вторым катализированным блоком-носителем) или вдобавок к средствам впрыскивания азотсодержащего восстановителя (например, аммиака или его предшественника, такого как мочевина) могут быть обеспечены средства управления двигателем для обогащения выхлопного газа так, что в реакционной смеси выделяется аммиачный газ посредством восстановления NOx на каталитическом составе первого покрытия из пористого оксида и/или блоке-носителе, содержащем DOC или NAC, расположенные выше по потоку от первого блока-носителя или ниже по потоку от первого блока-носителя. Там, где блок-носитель, содержащий DOC или NAC, располагается ниже по потоку от фильтра, предпочтительно он располагается выше по потоку от средств для впрыскивания аммиака или его предшественника.
Азотсодержащие восстановители и их предшественники для использования в настоящем изобретении включают любой из упомянутых выше применительно к разделу уровня техники изобретения. Таким образом, например, азотсодержащий восстановитель является предпочтительно аммиаком или мочевиной.
В сочетании с должным образом спроектированным и управляемым дизельным двигателем с самовоспламенением, обогащенный выхлопной газ, т.е. выхлопной газ, содержащий увеличенные количества монооксида углерода и углеводорода в сравнении с нормальным режимом на бедной топливной смеси, взаимодействует с NAC. Компоненты внутри NAC, такие как PGM-промотированные оксид церия(IV) или оксид церия-циркония, могут промотировать реакцию конверсии водяного газа, т.е. CO(g)+H2O(V)→CO2(g)+H2(g) с выделением H2. Из сноски побочных реакций к реакциям (3) и (4), представленным выше, например Ba(NO3)2+8H2→BaO+2NH3+5H2O, NH3 может быть получен в реакционной смеси и храниться для восстановления NOx ниже по потоку от катализатора SCR.
Когда первый катализированный блок-носитель является фильтрующим блоком-носителем (например, катализированный фильтр типа «wall-flow»), выхлопная система предпочтительно также содержит третий катализированный блок-носитель, где третий катализированный блок-носитель является сквозным блоком-носителем, содержащим окислительный катализатор, например DOC или NAC, причем третий катализированный блок-носитель располагается ниже по потоку от первого катализированного блока-носителя.
Второй катализированный блок-носитель, как правило, содержит катализатор для селективного катализа восстановления оксидов азота до диазота азотсодержащим восстановителем, также известный как катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). Катализатор SCR может быть нанесен в качестве покрытия на блок-носитель, как описано выше. В другом случае катализатор SCR может быть обеспечен в виде экструдата (также известного как «основа катализатора»), т.е. катализатор смешивается с компонентами структуры блока-носителя, которые, оба, экструдируются, так что катализатор является частью стенок блока-носителя.
Катализатор SCR второго покрытия из пористого оксида, как правило, содержит фильтрующий блок-носитель или сквозной блок-носитель. Также возможно создать фильтр типа «wall-flow» из экструдированного катализатора SCR (см. WO 2009/093071 и WO 2011/092521 заявителя/патентообладателя). Катализаторы SCR могут быть выбраны из группы, состоящей из по меньшей мере одного из Cu, Hf, La, Au, In, V, лантаноидов, переходных металлов VIII группы, таких как Fe, удерживаемых на тугоплавком оксиде или молекулярном сите. Подходящие тугоплавкие оксиды включают Al2O3, TiO2, CeO2, SiO2, ZrO2 и смешанные оксиды, содержащие два или более из них. Нецеолитный катализатор может также включать оксид вольфрама(IV), например V2O5/WO3/TiO2. Предпочтительные металлы, представляющие определенный интерес, выбираются из группы, состоящей из Ce, Fe и Cu. Молекулярные сита могут обмениваться ионами с металлами, приведенными выше.
Предпочтительно, чтобы как минимум одно молекулярное сито было алюмосиликатным цеолитом или SAPO. Как минимум одно молекулярное сито может быть молекулярным ситом маленькой, средней или большой пористости, например. Под «молекулярным ситом с маленькой пористостью» здесь имеются в виду молекулярные сита, содержащие максимальный размер кольца 8 тетраэдрических атомов, таких как CHA; под «молекулярным ситом средней пористости» здесь имеется в виду молекулярное сито, содержащее максимальный размер кольца 10 тетраэдрических атомов, таких как ZSM-5; и под «молекулярным ситом большой пористости» здесь имеется в виду молекулярное сито, имеющее максимальный размер кольца, равный 12 тетраэдрическим атомам, таким как бета. Молекулярные сита маленькой пористости потенциально выгодны для использования в катализаторах SCR - см., например, WO 2008/132452 заявителя/патентообладателя. Молекулярные сита для использования в катализаторах SCR согласно изобретению включают один или более металлов, встроенных в каркас молекулярного сита, например, Fe «в каркасе» Beta и Cu «в каркасе» CHA.
Определенные молекулярные сита с применением в настоящем изобретении выбираются из группы, состоящей из AEI, ZSM-5, ZSM-20, ERI, включающего ZSM-34, морденита, феррьерита, BEA, включающего Beta, Y, CHA, LEV, включающего Nu-3, MCM-22 и EU-1 с молекулярными ситами CHA, например алюмосиликатным CHA, предпочитаемым в настоящее время, особенно совместно с Cu в качестве промотора, например с обмененными ионами.
Настоящее изобретение также относится к двигателю внутреннего сгорания, работающему на бедной топливной смеси. Двигатель внутреннего сгорания, работающий на бедной топливной смеси, может быть двигателем с принудительным воспламенением топлива, например с искровым зажиганием, который, как правило, работает на бензиновом топливе или на смесях бензинового топлива и других компонентов, таких как этанол, но предпочтительно имеет компрессионное воспламенение, например двигатель дизельного типа. Двигатели внутреннего сгорания, работающие на обедненных топливных смесях, включают двигатели с компрессионным воспламенением однородной смеси (HCCI), работающие либо на бензиновом и т.д. топливе, либо на дизельном топливе.
Выхлопная система настоящего изобретения показана на фиг. 6А. Выхлопная система 10 содержит в последовательном расположении от входа к выходу катализированный фильтр 2 типа «wall-flow» и блок-носитель 4 фильтра типа «wall-flow», покрытый Cu/CHA катализатором SCR. Каждый блок-носитель 2, 4 располагается в металлическом контейнере или «консервной банке», включая конусные диффузоры, и они соединены рядом каналов 3 с площадью поперечного сечения, меньшей, чем площадь (цельных основ) поперечного сечения любого из блоков-носителей 2, 4. Конусные диффузоры служат для распределения потока выхлопного газа, входящего в корпус «законсервированного» блока-носителя, чтобы весь выхлопной газ направлялся через по существу всю переднюю «сторону» каждого блока-носителя. Выхлопной газ, выходящий из блока-носителя 4, выбрасывается в атмосферу через «выхлопную трубу» 5.
Катализированный фильтр 2 типа «wall-flow» покрывается каталитическим составом (NAC), абсорбирующим NOx, в зоне 6 на ее входных каналах и палладием, поддерживаемым на оксиде алюминия в виде частиц, в зоне 8 на ее выходных каналах. Совместно с правильным образом спроектированным управляемым дизельным двигателем с самовоспламенением (выше по потоку от блока-носителя 2, не показано), обогащенный выхлопной газ, т.е. выхлопной газ, содержащий увеличенные количества монооксида углерода и углеводорода в сравнении с нормальным режимом работы на обедненных топливных смесях, контактирует с NAC. Компоненты внутри NAC, такие как PGM-промотированные оксид церия(IV) или оксида церия-циркония, могут промотировать реакцию конверсии водяного газа, т.е. CO(g)+H2O(v)→CO2(g)+H2(g) с выделением H2. Из сноски к побочным реакциям (3) и (4), представленным выше, например Ba(NO3)2+8H2→BaO+2NH3+5H2O, NH3 может быть получен и храниться с целью восстановления NOx ниже по потоку от катализатора SCR.
Фиг. 6B показывает альтернативный пример исполнения выхлопной системы 20, согласно настоящему изобретению содержащей в последовательном расположении от входа к выходу катализированный сквозной для потока блок-носитель 12; источник аммиака 13, содержащий инжектор для предшественника аммиака, мочевины; и сквозной для потока блок-носитель 14, покрытый Fe/Beta катализатором SCR. Каждый блок-носитель 12, 14 размещается в металлическом контейнере или «консервной банке», включая конические диффузоры, и они соединяются серией каналов 3 меньшей площади поперечного сечения, чем площадь поперечного сечения любого из блоков-носителей 12, 14. Выхлопной газ, выходящий из блока-носителя 14, выбрасывается в атмосферу через «выхлопную трубу» 5.
Катализированный сквозной блок-носитель 12 содержит первую зону 16, определенную частично его концом выше по потоку, покрытым катализатором с весовым соотношением Pt:Pd, равным 4:1, причем Pt и Pd удерживаются на материале-подложке, и вторую зону 18, составляющую около 50% от общей длины сквозного блока-носителя по существу без перекрывания с первой зоной 16, вторая зона 18 содержит двухслойную структуру, причем первый (или нижний) слой содержит платину, удерживаемую на оксиде алюминия, а второй (верхний) слой содержит палладий, удерживаемый на оксиде алюминия. Катализированный сквозной блок-носитель спроектирован с целью промотирования реакции (1) и тем самым реакции (6) на катализаторе SCR ниже по потоку.
ПРИМЕРЫ
ПРИМЕР 1 - Подготовка блока-носителя, покрытого цеолитом с массовой долей Fe/Beta 5%
Коммерчески доступный цеолит Beta добавляется в водный раствор Fe(NO3)3 при помешивании. После смешивания для формирования состава покрытия из пористого оксида добавляются связующие вещества и реологические модификаторы.
Сквозной кордиеритовый блок-носитель с 62 ячейками/см2 покрывается водной суспензией образца цеолита с массовой долей Fe/Beta 5%, используя способ, изложенный в патенте WO 99/47260 заявителя/патентообладателя, который содержит этапы: (a) размещения средств сдерживания поверх носителя; (b) дозирования установленного количества жидкого компонента в вышеупомянутые средства сдерживания, либо в порядке (a) затем (b), либо (b) затем (a); и (c) введение вышеупомянутого жидкого компонента в по меньшей мере часть носителя, приложив давление или создав вакуум, и сохранение в значительной степени всего вышеупомянутого количества внутри носителя. Этот покрытый продукт (покрытый только с одного конца) высушивается, а затем обжигается, и этот процесс повторяется с другого конца, чтобы преимущественно весь блок-носитель был покрыт, с небольшим перекрыванием в аксиальном направлении в соединении между двумя покрытиями. Ядро диаметром в 1 дюйм (2,54 см) и длиной в 3 дюйма (7,62 см) вырезается из готового изделия.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 2 - Подготовка катализированного фильтра, содержащего только Pt
Подготавливается состав покрытия из пористого оксида, содержащий смесь частиц оксида алюминия, измельченных до относительно высокого распределения по размерам частиц, нитрат платины, связующие вещества и реологические модификаторы в деионизированной воде. Фильтр типа «wall-flow» из титаната алюминия покрывается каталитическим составом с концентрацией пористого оксида, равной 12,204 кг/м3, и итоговой суммой концентрации Pt, равной 0,1765 кг/м3, используя способ и установку, разобранные в патенте WO 2011/080525 заявителя/патентообладателя, где каналы на первом конце, предназначенные для ориентации на входную сторону, покрываются на 75% от их общей длины покрытием из пористого оксида, содержащим нитрат платины и дисперсный оксид алюминия, от их заданного входа, а каналы на противоположном конце и задуманные быть направленными к выходной стороне покрываются на 25% от их общей длины тем же самым покрытием из пористого оксида, как и входные каналы. То есть данный способ содержит следующие этапы: (i) удержание блока-носителя сотовой структуры преимущественно вертикально; (ii) введение определенного объема жидкости в блок-носитель через открытые концы каналов на нижнем конце подложки; (iii) герметичное сохранение введенной жидкости внутри носителя; (iv) переворачивание носителя, содержащего сохраненную жидкость; и (v) создание вакуума в открытых концах каналов носителя на перевернутом нижнем конце носителя, чтобы провести жидкость вдоль каналов носителя. Каталитический состав наносится на каналы фильтра от первого конца, после чего покрытый фильтр сушится. Высушенный фильтр, покрытый с первого конца, затем поворачивается, и способ повторяется, чтобы нанести тот же катализатор на каналы фильтра со второго конца, после чего идет сушка и обжиг.
Ядро диаметром в 1 дюйм (2,54 см)×3 дюйма (7,62 см) длины вырезается из готового изделия. Конечную часть описывают как «свежую», т.е. неизношенную.
ПРИМЕР 3 - Подготовка вмещающего катализированного фильтра типа «wall-flow» с Pt-входом/Pd-выходом
Покрытый фильтр подготавливается, используя тот же самый способ, как в сравнительном примере 2, за исключением того, что 100% суммарной длины каналов, предназначаемых для ориентации по направлению к входной стороне газового контакта, покрываются покрытием из пористого оксида, содержащим нитрат платины и оксид алюминия, перед тем как покрытый фильтр высушивается; и 35% общей длины каналов фильтра, покрытого Pt, предназначенного для ориентации по направлению к выходной стороне, покрываются покрытием из пористого оксида, содержащим нитрат палладия и оксид алюминия. Конечный полностью покрытый фильтр затем сушится, а затем обжигается. Суммарная концентрация Pt на покрытом фильтре составляет 0,176 кг/м3, а суммарная концентрация Pd на покрытом фильтре составляет 0,061 кг/м3.
Ядро диаметром в 1 дюйм (2,54 см)×3 дюйма (7,62 см) длины вырезается из готового изделия. Конечная часть описывается как «свежая», т.е. неизношенная.
ПРИМЕР 4 - Подготовка катализированного фильтра типа «wall-flow», содержащего Pt-вход/Al2O3-выход
Покрытый фильтр подготавливается, используя тот же самый способ, как и в примере 3, за исключением того, что 35% общей длины каналов, предназначенных для ориентации по направлению к выходной стороне, покрывается покрытием из пористого оксида, содержащим только оксид алюминия. Конечный покрытый фильтр затем сушится, а затем обжигается. Суммарная концентрация Pt на покрытом фильтре составляет 0,176 кг/м3, а суммарная концентрация Pd на покрытом фильтре составляет 0,176 кг/м3.
Ядро диаметром в 1 дюйм (2,54 см)×3 дюйма (7,62 см) длины вырезается из готового изделия. Конечная часть описывается как «свежая», т.е. неизношенная.
ПРИМЕР 5 - Подготовка катализированного фильтра типа «wall-flow», содержащего Pt-вход/однослойный Pt:Pd-выход
Покрытый фильтр подготавливается, используя тот же самый способ, как и в сравнительном примере 2, за исключением того, что покрытие из пористого оксида, наносимое на выходные каналы фильтра, включает нитрат палладия вдобавок к нитрату платины. Нанесение покрытия из пористого оксида на входных и выходных каналах производится таким образом, что концентрация достигает 0,176 кг/м3 для Pt, 0,044 кг/м3 для Pd как на входных поверхностях, так и на выходных поверхностях, т.е. суммарная концентрация PGM составляет 0,22 кг/м3.
Ядро диаметром в 1 дюйм (2,54 см)×3 дюйма (7,62 см) длины вырезается из готового изделия. Конечная часть описывается как «свежая», т.е. неизношенная.
ПРИМЕР 6 - Подготовка катализированного фильтра типа «wall-flow», содержащего Pt-вход/очищенный Pt/Pd-выход
Покрытый фильтр подготавливается, используя тот же самый способ, как в сравнительном примере 2, за исключением того, что два слоя покрытия из пористого оксида наносятся на 25% общей длины зоны выходных каналов. В первом (нижнем) слое покрытие из пористого оксида содержит нитрат платины и оксид алюминия. Покрытый фильтр затем высушивается и обжигается перед тем, как наносится покрытие из пористого оксида второго (верхнего) слоя, которое содержит нитрат палладия и оксид алюминия. Нанесение покрытия во входных и выходных каналах проводится таким образом, чтобы достичь суммарной комбинированной концентрации на входных каналах и выходных каналах, равной 0,176 кг/м3 для Pt, 0,044 кг/м3 для Pd, т.е. суммарная концентрация PGM составляет 0,22 кг/м3.
Ядро диаметром в 1 дюйм (2,54 см)×3 дюйма (7,62 см) длины вырезается из готового изделия. Конечная часть описывается как "свежая", т.е. неизношенная.
ПРИМЕР 7 - Подготовка катализированного фильтра типа «wall-flow», содержащего Pt:Pd с весовым соотношением 1:1
Покрытый фильтр подготавливается, используя тот же самый способ, как и в сравнительном примере 2, за исключением того, что покрытие из пористого оксида, наносимое как на входные каналы, так и на выходные каналы фильтра, включает нитрат палладия вдобавок к нитрату платины. Нанесение покрытия из пористого оксида во входные и выходные каналы проводится таким образом, чтобы концентрация как на входных, так и на выходных каналах составляла 0,176 кг/м3 Pt, 0,176 кг/м3 Pd, т.е. суммарная концентрация составляет 0,353 кг/м3.
Ядро диаметром в 1 дюйм (2,54 см)×3 дюйма (7,62 см) длины вырезается из законченной детали. Конечная часть описывается, как «свежая», т.е. неизношенная.
ПРИМЕР 8 - подготовка катализированного фильтра типа «wall-flow», содержащего весовое процентное соотношение Pt:Pd, равное 5:1
Покрытый фильтр подготавливается, используя тот же самый способ, как и в сравнительном примере 2, за исключением того, что покрытие из пористого оксида, наносимое как на входные каналы, так и на выходные каналы фильтра, включает нитрат палладия вдобавок к нитрату платины. Нанесение покрытия из пористого оксида во входные и выходные каналы проводится таким образом, чтобы достичь концентрации Pt 0,176 кг/м3, концентрации Pd 0,035 кг/м3 как на входных поверхностях, так и на выходных поверхностях, т.е. суммарной концентрации PGM 0,211 кг/м3.
Ядро диаметром в 1 дюйм (2,54 см)×3 дюйма (7,62 см) длины вырезается из готового изделия. Конечная часть описывается как «свежая», т.е. неизношенная.
ПРИМЕР 9 - Системные проверки
Проверки выполняются на первом лабораторном реакторе проверки активности синтетического катализатора (SCAT), проиллюстрированном на фиг. 1, в котором свежее ядро покрытого Fe/Beta цеолитного катализатора SCR примера 1 размещается в трубе ниже по потоку ядра либо катализированного фильтра типа «wall-flow» сравнительного примера 2 или примера 3, 4, 5, 6, 7 или 8. Синтетическая газовая смесь пропускается через трубу при рабочем объеме катализатора в 30,000 ч-1. Печь используется для подогрева (или «изнашивания») образца катализированного фильтра типа «wall-flow» при установившейся температуре на температуре входа фильтра, равной 900°C, в течение 60 минут, в течение которых температура входа катализатора SCR равна 300°C. Механизм (теплообменник) воздушного или водяного охлаждения используется для осуществления снижения температуры между фильтром и катализатором SCR. Смесь газа во время изнашивания содержала 10% О2, 6% H2O, 6% CO2, 100 ч./млн CO, 400 ч./млн NO, 100 ч./млн HC при компрессионном воспламенении, баланс азота.
После изнашивания изношенные катализаторы SCR удаляются из первого реактора SCAT и помещаются во второй реактор SCAT специально, чтобы проверить активность NH3-SCR изношенных образцов. Изношенные катализаторы SCR затем проверяются на активность SCR при 150, 200, 250, 300, 350, 450, 550 и 650°C, используя синтетическую газовую смесь (О2=14%; H2O=7%; CO2=5%; NH3=250 ч./млн; NO=250 ч./млн; NO2=0 ч./млн; N2=баланс), и изображается зависимость итоговой конверсии NOx примеров 3, 5 и 6 от температуры для каждой температурной точки измерения на фиг. 2 в зависимости от активности свежего катализатора SCR и в зависимости от катализатора SCR, изношенного вне сравнительного примера 2. График, показанный на фиг. 3, изображает итоговую конверсию NOx для примеров 4 и 7, используя те же самые сравнения. Это графическое изображение по существу измеряет конкуренцию между реакцией (9) и реакцией (5), и, таким образом, насколько сильно реакция (9) влияет на конверсию NOх за счет потребления доступного NH3, необходимого для реакции SCR (реакция (5)).
Результаты показаны на фиг. 2 и 3. Можно увидеть, что катализаторы SCR при использовании в выхлопной системе согласно настоящему изобретению сохраняют большую активность, чем катализатор SCR в сравнительном примере 2, хотя они сохраняют меньшую активность SCR, чем свежий катализатор. Авторы изобретения интерпретируют этот результат как показывающий, что потеря активности SCR вызывается отчасти отложением низких уровней Pt из входного катализированного фильтра типа «wall-flow» на выходном катализаторе SCR. Преимущественно не наблюдается потери активности между свежим Fe/Beta катализатором и Fe/Beta катализатором, изношенным при 300°C в течение 1 часа без какого-либо катализатора выше по потоку (результаты не показаны).
ПРИМЕР 10 - Подготовка блока-носителя, покрытого цеолитом с 3% массовой доли Cu/CHA
Коммерчески доступный алюмосиликатный CHA цеолит добавляется в водный раствор Cu(NO3)2 с помешиванием. Суспензия фильтруется, затем вымывается и сушится. Процедура может быть повторена, чтобы достигнуть желаемой концентрации металла. Конечный продукт обжигается. После смешивания связующие вещества и реологические модификаторы добавляются для формирования состава покрытия из пористого оксида.
62 ячейки/см2 кордиеритовый сквозной блок-носитель покрывается водной суспензией Cu/CHA образца цеолита массовой доли 3%, используя способ, разобранный в патенте WO 99/47260 заявителя/патентообладателя, описанный в примере 1, приведенном выше. Покрытый блок-носитель был изношен в печи в воздухе при температуре 500°C в течение 5 часов. Ядро диаметром в 1 дюйм (2,54 см)×3 дюйма длины (7,62 см) вырезается из готового изделия.
ПРИМЕР 11 - Дальнейшие исследования весового соотношения Pt:Pd
Два дизельных окислительных катализатора подготавливаются следующим образом.
Дизельный окислительный катализатор A
Однослойный DOC подготавливается следующим образом. Нитрат платины и нитрат палладия добавляются в суспензию алюмосиликата. Beta цеолит добавляется в суспензию так, что она содержит <30% доли твердого цеолита по массе. Суспензия покрытия из пористого оксида легируется на 62 ячейках/см2 сквозного блока-носителя, используя способ примера 1, приведенного выше. Легированная часть сушится, а затем обжигается при 500°C. Суммарная концентрация металла платиновой группы в покрытии из пористого оксида составляет 2,118 кг/м3, а суммарное весовое соотношение Pt:Pd составляет 4:1. Ядро диаметром в 1 дюйм (2,54 см)×3 дюйма длины (7,62 см) вырезается из готового изделия. Конечная часть может быть описана как «свежая», т.е. неизношенная.
Дизельный окислительный катализатор B
Однослойный DOC подготавливается следующим образом. Нитрат платины и нитрат палладия добавляются в суспензию алюмосиликата. Beta цеолит добавляется в суспензию так, что она содержит <30% доли твердого цеолита по массе. Суспензия покрытия из пористого оксида легируется на 62 ячейках/см2 сквозного блока-носителя, используя способ, использованный для DOC A. Легированная часть сушится, а затем обжигается при 500°C. Суммарная концентрация PGM в однослойном DOC составляет 4,236 кг/м3, а весовое соотношение Pt:Pd составляет 2:1. Ядро диаметром в 1 дюйм (2,54 см)×3 дюйма (7,62 см) длины вырезается из готового изделия. Конечная часть может быть описана как «свежая», т.е. неизношенная.
Оба катализатора проверяются согласно протоколам, изложенным в примере 12. Результаты приводятся на фиг. 5 относительно контрольного уровня (изношенный катализатор SCR, который больше не изнашивался ниже по потоку DOC A или DOC B).
ПРИМЕР 12 - Системные проверки
Проверки производятся на первом лабораторном реакторе проверки активности синтетического катализатора (SCAT), проиллюстрированном на фиг. 1, на которой изношенное ядро покрытого Cu/CHA цеолитного катализатора SCR примера 10 размещается в трубе ниже по потоку от ядра либо дизельного окислительного катализатора (DOC) А, либо В (согласно примеру 11). Синтетическая газовая смесь пропускается через трубу на скорости 6 литров в минуту. Печь используется для нагрева (или «изнашивания») образцов DOC при температуре, установившейся на значении температуры выходного катализатора 900°C в течение 2 часов. Катализатор SCR размещается ниже по потоку образца DOC и удерживается при температуре катализатора 300°C во время процесса изнашивания посредством регулирования длины трубки между выходом печи и входом SCR, хотя кожух теплообменника с водяным охлаждением также мог бы быть использован как подходящий вариант. Температуры определяются, используя должным образом расположенные термопары (T1 и T2). Газовая смесь, используемая во время изнашивания, состоит из 40% воздуха, 50% N2, 10% H2O.
После изнашивания DOC катализаторы SCR удаляются из первого реактора SCAT и помещаются во второй реактор SCAT специально для проверки активности H3-SCR изношенных образцов. Катализаторы SCR затем проверяются на активность SCR при 500°C, используя синтетическую газовую смесь (О2=10%; H2O=5%; CO2=7,5%; CO=330 ч./млн; NH3=400 ч./млн; NO=500 ч./млн; NO2=0 ч./млн; N2=баланс, т.е. используется величина альфа 0,8 (соотношение NH3:NOx), чтобы максимально возможная доступная конверсия NOx была 80%), а итоговая конверсия NOx изображается в зависимости от температуры на сопутствующей гистограмме на фиг. 5. Эта графическая зависимость по существу измеряет конкуренцию между реакцией (9) и реакцией (5), и, таким образом, насколько сильно реакция (9) влияет на конверсию NOx за счет потребления доступного NH3, необходимого для реакции SCR (реакция (5)).
Исследование весового соотношения Pt:Pd - Заключения
В целом результаты примера 9, показанные на фиг. 4 применительно к примерам 7 и 8 и сравнительному примеру 2, указывают, что весовое соотношение Pt:Pd между 1:1 и 5:1 благоприятно в уменьшении проблемы потери активности конверсии NOx через испарение металла платиновой группы, преимущественно платины, из катализатора, содержащего металл платиновой группы, к выходному катализатору SCR; и результаты примера 12, показанные на фиг. 5 применительно к дизельным окислительным катализаторам А и В, показывают, что для катализатора SCR, изношенного ниже по потоку DOC, имеющего общее весовое соотношение Pt:Pd, равное 2:1, потеря активности конверсии NOx относительно мала при активности конверсии NOx 67% в сравнении с контрольным значением активности конверсии NOx, равным 72% (катализатор SCR, изношенный вслед за DOC с общим весовым соотношением Pt:Pd, равным 1:1 (не описано здесь), используя тот же протокол, имел конверсию NOx, равную 69%). Однако, когда общее весовое соотношение Pt:Pd увеличивается до 4:1, активность SCR значительно уменьшается до 48%.
По этой причине авторы изобретения заключают, что существует граница при общем весовом соотношении Pt:Pd, равном примерно 2:1, выше которой испарение Pt имеет больше шансов произойти. Следовательно, при ограничении общего весового соотношения Pt:Pd во всем DOC до 2:1 и до ≤2:1 во втором слое покрытия из пористого оксида Pt в DOC имеет меньше шансов испариться и перейти к выходному катализатору SCR.
Во избежание любого сомнения полное содержание всех до одного документов, приведенных здесь, включено в настоящую заявку путем ссылок.
Claims (28)
1. Катализированный блок-носитель для использования в очистке выхлопного газа, выбрасываемого из двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедной топливной смеси, содержащий:
первое покрытие из пористого оксида;
второе покрытие из пористого оксида; и
блок-носитель;
причем первое покрытие из пористого оксида содержит каталитический состав, содержащий по меньшей мере один металл платиновой группы (PGM) и по меньшей мере один материал-подложку для упомянутого по меньшей мере одного металла платиновой группы (PGM), причем упомянутый по меньшей мере один металл платиновой группы (PGM) в первом покрытии из пористого оксида содержит платину, которая склонна к испарению, когда первое покрытие из пористого оксида подвергается относительно экстремальным условиям, включая относительно высокие температуры ≥700°C;
причем второе покрытие из пористого оксида содержит по меньшей мере один оксид металла для захвата испарившегося металла платиновой группы (PGM) и каталитический состав, содержащий по меньшей мере один металл, выбранный из группы, состоящей из палладия, серебра, золота и комбинаций любых двух или более из них, причем по меньшей мере один оксид металла несет по меньшей мере один металл и причем второе покрытие из пористого оксида ориентировано на контактирование с выхлопным газом, который уже контактировал с первым покрытием из пористого оксида.
2. Катализированный блок-носитель по п. 1, в котором по меньшей мере один PGM в первом покрытии из пористого оксида содержит и платину, и палладий.
3. Катализированный блок-носитель по п. 2, в котором весовое соотношение Pt : Pd составляет ≤2.
4. Катализированный блок-носитель по любому из предыдущих пунктов, в котором по меньшей мере один оксид металла второго покрытия из пористого оксида содержит оксид металла, выбранный из группы, состоящей из необязательно стабилизированного оксида алюминия, аморфного алюмосиликата, необязательно стабилизированного оксида циркония(IV), оксида церия(IV), оксида титана(IV), необязательно стабилизированного смешанного оксида церия-циркония и смесей любых двух или более из них.
5. Катализированный блок-носитель по п. 2 или 3, в котором второе покрытие из пористого оксида содержит платину и палладий, и причем весовое соотношение Pt : Pd во втором покрытии из пористого оксида ниже, чем весовое соотношение Pt : Pd в первом покрытии из пористого оксида.
6. Катализированный блок-носитель по любому из пп. 1-3, в котором первое покрытие из пористого оксида расположено в первой зоне покрытия из пористого оксида блока-носителя, а второе покрытие из пористого оксида расположено во второй зоне покрытия из пористого оксида блока-носителя, причем по существу отсутствует перекрывание между первой зоной покрытия из пористого оксида и второй зоной покрытия из пористого оксида.
7. Катализированный блок-носитель по любому из пп. 1-3, в котором второе покрытие из пористого оксида расположено на слой выше первого покрытия из пористого оксида.
8. Катализированный блок-носитель по любому из пп. 1-3, в котором блок-носитель - это сквозной для потока блок-носитель.
9. Катализированный блок-носитель по любому из пп. 1-3, в котором блок-носитель - это фильтрующий блок-носитель, имеющий входные поверхности и выходные поверхности, причем входные поверхности отделены от выходных поверхностей пористой структурой.
10. Катализированный блок-носитель по п. 9, в котором фильтрующий блок-носитель является фильтром типа «wall-flow».
11. Катализированный блок-носитель по п. 10, в котором первое покрытие из пористого оксида расположено в первой зоне покрытия из пористого оксида блока-носителя, а второе покрытие из пористого оксида расположено во второй зоне покрытия из пористого оксида блока-носителя, причем по существу отсутствует перекрывание между первой зоной покрытия из пористого оксида и второй зоной покрытия из пористого оксида и причем первая зона покрытия из пористого оксида содержит входные поверхности фильтрующего блока-носителя, и вторая зона покрытия из пористого оксида содержит выходные поверхности фильтрующего блока-носителя, причем пористая структура образует переход между первой зоной покрытия из пористого оксида и второй зоной покрытия из пористого оксида.
12. Катализированный блок-носитель по любому из пп. 1-3, в котором по меньшей мере первое покрытие из пористого оксида содержит окислительный катализатор или катализатор адсорбера NOx.
13. Выхлопная система для двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедной топливной смеси, которая содержит первый катализированный блок-носитель согласно любому из предшествующих пунктов.
14. Выхлопная система по п. 13, содержащая второй катализированный блок-носитель, содержащий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), причем второй катализированный блок-носитель расположен ниже по потоку от первого катализированного блока-носителя.
15. Выхлопная система по п. 14, содержащая инжектор для впрыскивания азотсодержащего восстановителя в выхлопной газ между первым катализированным блоком-носителем и вторым катализированным блоком-носителем.
16. Выхлопная система по пп. 13, 14 или 15, в которой первый катализированный блок-носитель является фильтрующим блоком-носителем согласно пп. 9, 10 или 11, содержащая третий катализированный блок-носитель, причем третий катализированный блок-носитель является сквозным для потока блоком-носителем, содержащим окислительный катализатор или катализатор абсорбера NOx, причем третий катализированный блок-носитель расположен выше по потоку от первого катализированного блока-носителя.
17. Выхлопная система по пп. 13, 14 или 15, содержащая третий блок-носитель, причем третий блок-носитель является фильтрующим блоком-носителем, причем третий блок-носитель расположен ниже по потоку от второго катализированного блока-носителя.
18. Выхлопная система по п. 17, в которой третий блок-носитель содержит окислительный катализатор.
19. Двигатель внутреннего сгорания, работающий на бедной топливной смеси, в частности, для транспортного средства, содержащего выхлопную систему по любому из пп. 13-18.
20. Транспортное средство, содержащее двигатель внутреннего сгорания, работающий на бедной топливной смеси, по п. 19.
21. Способ уменьшения или предотвращения катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) в выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедной топливной смеси, от загрязнения платиной, которая может испариться из первого каталитического состава, содержащего по меньшей мере один металл платиновой группы (PGM), несомый на по меньшей мере одном материале-подложке и расположенный на блоке-носителе выше по потоку от катализатора SCR, когда первый каталитический состав подвергается относительно экстремальным условиям, включая относительно высокие температуры ≥700°C, причем способ содержит:
захват испарившейся платины в покрытии из пористого оксида, содержащем по меньшей мере один оксид металла и второй каталитический состав, содержащий по меньшей мере один металл, выбранный из группы, состоящей из палладия, серебра, золота и комбинаций любых двух или более из них, причем по меньшей мере один оксид металла несет по меньшей мере один металл;
причем упомянутый по меньшей мере один оксид металла: (i) расположен на том же блоке-носителе, что и первый каталитический состав, и (ii) ориентирован на контактирование с выхлопным газом, который уже контактировал с первым каталитическим составом.
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161569523P | 2011-12-12 | 2011-12-12 | |
US61/569,523 | 2011-12-12 | ||
GB1200780.3 | 2012-01-18 | ||
GB1200780.3A GB2497597A (en) | 2011-12-12 | 2012-01-18 | A Catalysed Substrate Monolith with Two Wash-Coats |
PCT/GB2012/053090 WO2013088133A1 (en) | 2011-12-12 | 2012-12-11 | Catalysed substrate monolith |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014128623A RU2014128623A (ru) | 2016-02-10 |
RU2618058C2 true RU2618058C2 (ru) | 2017-05-02 |
Family
ID=45814150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014128623A RU2618058C2 (ru) | 2011-12-12 | 2012-12-11 | Катализированный блок-носитель |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (5) | US8667785B2 (ru) |
EP (2) | EP2790816B1 (ru) |
JP (2) | JP6104272B2 (ru) |
KR (1) | KR102157740B1 (ru) |
CN (2) | CN103974759B (ru) |
BR (1) | BR112014013261B1 (ru) |
DE (2) | DE102012025746A1 (ru) |
GB (3) | GB2497597A (ru) |
RU (1) | RU2618058C2 (ru) |
WO (1) | WO2013088133A1 (ru) |
Families Citing this family (78)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
GB201200784D0 (en) | 2011-12-12 | 2012-02-29 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system for a lean-burn internal combustion engine including SCR catalyst |
GB201200781D0 (en) | 2011-12-12 | 2012-02-29 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system for a lean-burn ic engine comprising a pgm component and a scr catalyst |
GB201200783D0 (en) | 2011-12-12 | 2012-02-29 | Johnson Matthey Plc | Substrate monolith comprising SCR catalyst |
GB2497597A (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-19 | Johnson Matthey Plc | A Catalysed Substrate Monolith with Two Wash-Coats |
KR20140116126A (ko) * | 2011-12-22 | 2014-10-01 | 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 | 개선된 NOx 트랩 |
EP2623183B1 (de) * | 2012-02-03 | 2015-08-26 | Umicore AG & Co. KG | Katalytisch aktives partikelfilter und dessen verwendung |
EP2653681B2 (de) | 2012-04-20 | 2019-12-04 | Umicore AG & Co. KG | Verwendung eines Beschichteten Dieselpartikelfilters zum Verhindern der Kontamination eines SCR-Katalysators |
GB2513364B (en) * | 2013-04-24 | 2019-06-19 | Johnson Matthey Plc | Positive ignition engine and exhaust system comprising catalysed zone-coated filter substrate |
GB201207313D0 (en) * | 2012-04-24 | 2012-06-13 | Johnson Matthey Plc | Filter substrate comprising three-way catalyst |
EP2657474A1 (de) * | 2012-04-26 | 2013-10-30 | Bernhard Kahlert | Beschichteter Partikelfilter, Katalysator und Einrichtung mit denselben |
EP2674584B2 (de) * | 2012-06-14 | 2020-04-29 | Umicore AG & Co. KG | Verwendung eines Oxidationskatalysators zur Verhinderung der Kontamination eines SCR-Katalysators mit Platin |
GB201221025D0 (en) * | 2012-11-22 | 2013-01-09 | Johnson Matthey Plc | Zoned catalysed substrate monolith |
WO2014083045A1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | Basf Se | Diesel oxidation catalyst comprising palladium, gold and ceria |
US8992869B2 (en) * | 2012-12-20 | 2015-03-31 | Caterpillar Inc. | Ammonia oxidation catalyst system |
US9333490B2 (en) * | 2013-03-14 | 2016-05-10 | Basf Corporation | Zoned catalyst for diesel applications |
BR112015021077A2 (pt) * | 2013-03-14 | 2017-07-18 | Basf Corp | artigo catalítico com washcoat segregado e métodos para fabricação do mesmo. |
GB2512648B (en) * | 2013-04-05 | 2018-06-20 | Johnson Matthey Plc | Filter substrate comprising three-way catalyst |
GB2514177A (en) | 2013-05-17 | 2014-11-19 | Johnson Matthey Plc | Oxidation catalyst for a compression ignition engine |
RU2018143245A (ru) | 2013-07-30 | 2019-01-10 | Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани | Катализатор обработки проскочившего аммиака |
GB201315892D0 (en) * | 2013-07-31 | 2013-10-23 | Johnson Matthey Plc | Zoned diesel oxidation catalyst |
KR102277783B1 (ko) * | 2013-09-16 | 2021-07-15 | 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 | 변형된 희박 NOx 트랩을 갖는 배기 시스템 |
GB2518418A (en) * | 2013-09-20 | 2015-03-25 | Johnson Matthey Plc | Electrically heated catalyst for a compression ignition engine |
DE102013221423A1 (de) * | 2013-10-22 | 2015-04-23 | Umicore Ag & Co. Kg | Katalysator zur Oxidation von CO und HC bei niedrigen Temperaturen |
US9133747B2 (en) * | 2013-10-30 | 2015-09-15 | Gm Global Technoogy Operations Llc | Selective catalyst reduction filter washcoat thickness ammonia compensation system |
EP3062926A1 (en) * | 2013-10-30 | 2016-09-07 | Johnson Matthey Public Limited Company | Three-way catalyst comprising a silver-containing extruded zeolite substrate and its use in exhaust systems |
US10335776B2 (en) | 2013-12-16 | 2019-07-02 | Basf Corporation | Manganese-containing diesel oxidation catalyst |
US9744529B2 (en) | 2014-03-21 | 2017-08-29 | Basf Corporation | Integrated LNT-TWC catalyst |
US20150273453A1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Uop Llc | Bismuth-modified molecular sieves and methods for preparing and using bismuth-modified molecular sieves |
WO2016013794A1 (ko) * | 2014-07-22 | 2016-01-28 | 두산인프라코어 주식회사 | 배기가스 정화 장치 |
DE102016102121A1 (de) | 2015-02-13 | 2016-08-18 | Johnson Matthey Public Limited Company | Abgassystem für einen Kompressionszündungsmotor, das einen Einfangbereich für verflüchtigtes Platin aufweist |
GB2535466A (en) * | 2015-02-16 | 2016-08-24 | Johnson Matthey Plc | Catalyst with stable nitric oxide (NO) oxidation performance |
GB201504658D0 (en) * | 2015-03-19 | 2015-05-06 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system for a compression ignition engine having a capture face for volatilised platinum |
CA2981050A1 (en) * | 2015-03-30 | 2016-10-06 | Basf Corporation | Catalyzed filters with end coating for lean engine exhaust |
KR102555815B1 (ko) * | 2015-06-12 | 2023-07-17 | 바스프 코포레이션 | 배기 가스 처리 시스템 |
WO2017053393A1 (en) | 2015-09-22 | 2017-03-30 | Basf Corporation | Sulfur-tolerant catalytic system |
CN108138624B (zh) * | 2015-09-29 | 2021-06-11 | 庄信万丰股份有限公司 | 用于燃气轮机的分区的氨泄漏催化剂 |
GB2546164A (en) * | 2015-09-30 | 2017-07-12 | Johnson Matthey Plc | Gasoline particulate filter |
US9855547B2 (en) | 2015-10-05 | 2018-01-02 | GM Global Technology Operations LLC | Low-temperature oxidation catalysts |
US10046310B2 (en) | 2015-10-05 | 2018-08-14 | GM Global Technology Operations LLC | Catalytic converters with age-suppressing catalysts |
US9827562B2 (en) | 2015-10-05 | 2017-11-28 | GM Global Technology Operations LLC | Catalytic converters with age-suppressing catalysts |
GB2543337A (en) * | 2015-10-15 | 2017-04-19 | Johnson Matthey Plc | Exhaust System |
US10422036B2 (en) | 2015-10-23 | 2019-09-24 | GM Global Technology Operations LLC | Suppressing aging of platinum group metal particles in a catalytic converter |
US10188986B2 (en) | 2015-11-06 | 2019-01-29 | Paccar Inc | Electrochemical reductant generation while dosing DEF |
US10058819B2 (en) | 2015-11-06 | 2018-08-28 | Paccar Inc | Thermally integrated compact aftertreatment system |
US9764287B2 (en) | 2015-11-06 | 2017-09-19 | Paccar Inc | Binary catalyst based selective catalytic reduction filter |
DE102015225579A1 (de) | 2015-12-17 | 2017-06-22 | Umicore Ag & Co. Kg | Verfahren zur Verhinderung der Kontamination eines SCR-Katalysators mit Platin |
GB2577001B (en) * | 2016-04-11 | 2020-09-23 | Johnson Matthey Plc | Method of coating a substrate with a particle stabilized foam |
US10125646B2 (en) | 2016-04-13 | 2018-11-13 | Johnson Matthey Public Limited Company | Exhaust system for a diesel engine |
GB2551623A (en) | 2016-04-22 | 2017-12-27 | Johnson Matthey Plc | Methods of producing SAPO-56, an AFX-containing molecular sieve |
GB2551033A (en) * | 2016-04-29 | 2017-12-06 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system |
DE102016207484A1 (de) * | 2016-05-02 | 2017-11-02 | Umicore Ag & Co. Kg | Dieseloxidationskatalysator |
JP6869976B2 (ja) * | 2016-05-25 | 2021-05-12 | エヌ・イーケムキャット株式会社 | ガソリンエンジン排気ガスの浄化用三元触媒 |
CA3025299A1 (en) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | Basf Corporation | Core/shell catalyst particles and method of manufacture |
GB201613849D0 (en) * | 2016-08-12 | 2016-09-28 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system for a compression ignition engine having a capture region for volatilised platinum |
US9901907B1 (en) | 2016-08-31 | 2018-02-27 | GM Global Technology Operations LLC | Catalytic converters with age-suppressing catalysts |
US10035133B2 (en) | 2016-10-25 | 2018-07-31 | GM Global Technology Operations LLC | Catalysts with atomically dispersed platinum group metal complexes and a barrier disposed between the complexes |
US10159960B2 (en) | 2016-10-25 | 2018-12-25 | GM Global Technology Operations LLC | Catalysts with atomically dispersed platinum group metal complexes |
EP3357558B1 (de) * | 2017-02-03 | 2019-06-26 | Umicore Ag & Co. Kg | Katalysator zur reinigung der abgase von dieselmotoren |
CA3052878A1 (en) | 2017-02-08 | 2018-08-16 | Basf Corporation | Catalytic articles |
US10835866B2 (en) | 2017-06-02 | 2020-11-17 | Paccar Inc | 4-way hybrid binary catalysts, methods and uses thereof |
US10675586B2 (en) | 2017-06-02 | 2020-06-09 | Paccar Inc | Hybrid binary catalysts, methods and uses thereof |
WO2019069232A1 (en) * | 2017-10-03 | 2019-04-11 | Basf Corporation | SCR CATALYST COMPOSITIONS, CATALYSTS AND CATALYST SYSTEMS INCORPORATING SUCH CATALYSTS |
CN111201075B (zh) | 2017-10-12 | 2023-02-03 | 巴斯夫公司 | 组合的NOx吸收剂和SCR催化剂 |
BR112020009925A2 (pt) * | 2017-12-08 | 2020-11-24 | Johnson Matthey (Shanghai) Chemicals Limited | artigo catalisador para o tratamento de gás de escape, sistema de tratamento de emissão para tratar um fluxo de um gás de escape de combustão, e, método de tratamento de um gás de escape de um motor de combustão interna |
US11161098B2 (en) * | 2018-05-18 | 2021-11-02 | Umicore Ag & Co. Kg | Three-way catalyst |
US10850264B2 (en) * | 2018-05-18 | 2020-12-01 | Umicore Ag & Co. Kg | Hydrocarbon trap catalyst |
CN108696807A (zh) * | 2018-07-28 | 2018-10-23 | 瑞声科技(南京)有限公司 | 吸音材料及应用该吸音材料的扬声器箱 |
CN108996515A (zh) * | 2018-07-28 | 2018-12-14 | 瑞声科技(南京)有限公司 | 一种吸音材料及应用该吸音材料的扬声器箱 |
US11007514B2 (en) | 2019-04-05 | 2021-05-18 | Paccar Inc | Ammonia facilitated cation loading of zeolite catalysts |
US10906031B2 (en) | 2019-04-05 | 2021-02-02 | Paccar Inc | Intra-crystalline binary catalysts and uses thereof |
KR102478927B1 (ko) | 2019-06-26 | 2022-12-20 | 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 | 압축 점화 내연기관을 위한 복합 구역화 산화 촉매 |
US10934918B1 (en) | 2019-10-14 | 2021-03-02 | Paccar Inc | Combined urea hydrolysis and selective catalytic reduction for emissions control |
US20220341356A1 (en) * | 2019-10-18 | 2022-10-27 | Umicore Shokubai Japan Co., Ltd. | Exhaust gas purification catalyst, method of purifying exhaust gas, and method of manufacturing exhaust gas purification catalyst |
EP3889404A1 (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-06 | Johnson Matthey Public Limited Company | Multi-region twc catalysts for gasoline engine exhaust gas treatments with improved h2s attenuation |
WO2023050324A1 (en) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 | Basf Corporation | Platinum group metal capture materials |
CN114534776B (zh) * | 2022-01-19 | 2023-03-21 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种抗硫柴油车氧化型催化剂及制备方法 |
KR20240072939A (ko) | 2022-11-17 | 2024-05-24 | 주식회사 퀀텀캣 | 다공성 하이브리드 촉매 및 이의 제조방법 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2135279C1 (ru) * | 1998-06-30 | 1999-08-27 | Акционерное общество открытого типа "Катализатор" | Катализатор для очистки газов от углеводородов, оксидов азота, оксида углерода и способ его получения |
US6348430B1 (en) * | 1997-06-20 | 2002-02-19 | Degussa Ag | Exhaust gas treatment catalyst for internal combustion engines with two catalytically active layers on a carrier structure |
EP1925362A1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-05-28 | Nanostellar, Inc. | Engine exhaust catalysts containing palladium-gold |
EP2275194A1 (de) * | 2009-07-17 | 2011-01-19 | Umicore AG & Co. KG | Partikelfilter mit Schefelwasserstoff-Sperrfunktion |
Family Cites Families (91)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8516333D0 (en) | 1985-06-28 | 1985-07-31 | Johnson Matthey Plc | Nitric oxide |
JPS6268544A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-28 | Toyota Motor Corp | 排気ガス浄化用モノリス触媒 |
US4902487A (en) | 1988-05-13 | 1990-02-20 | Johnson Matthey, Inc. | Treatment of diesel exhaust gases |
JPH03239755A (ja) * | 1990-02-19 | 1991-10-25 | Toray Ind Inc | 難燃性ナイロン樹脂組成物 |
JPH0422707A (ja) | 1990-05-15 | 1992-01-27 | Mitsubishi Motors Corp | 触媒コンバータ |
US5258349A (en) * | 1990-11-26 | 1993-11-02 | Catalytica, Inc. | Graded palladium-containing partial combustion catalyst |
US5473887A (en) | 1991-10-03 | 1995-12-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification device of internal combustion engine |
DE69422938T2 (de) | 1993-04-28 | 2000-07-20 | Cataler Industrial Co., Ltd. | Katalysator zur Reinigung von Abgasen aus Dieselmotoren |
EP0705134B1 (en) * | 1993-06-25 | 1999-04-14 | Engelhard Corporation | Layered catalyst composite |
US6667018B2 (en) | 1994-07-05 | 2003-12-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Catalyst-adsorbent for purification of exhaust gases and method for purification of exhaust gases |
GB9511412D0 (en) | 1995-06-06 | 1995-08-02 | Johnson Matthey Plc | Improvements in emission control |
JP3387290B2 (ja) | 1995-10-02 | 2003-03-17 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化用フィルター |
JPH09271674A (ja) | 1996-04-04 | 1997-10-21 | Toyota Motor Corp | ディーゼル排ガス用酸化触媒 |
ES2131980T3 (es) | 1996-11-11 | 1999-08-01 | Degussa | Catalizador purificador de gas de escape con una mejor capacidad de conversion para hidrocarburos |
US6093378A (en) | 1997-05-07 | 2000-07-25 | Engelhard Corporation | Four-way diesel exhaust catalyst and method of use |
GB9805815D0 (en) | 1998-03-19 | 1998-05-13 | Johnson Matthey Plc | Manufacturing process |
EP1102629A4 (en) | 1998-07-10 | 2001-10-17 | Asec Mfg | IMPROVED CATALYZED ADSORBER SYSTEM FOR TREATING EXHAUST GASES FROM INTERNAL COMBUSTION ENGINES AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
GB9919013D0 (en) | 1999-08-13 | 1999-10-13 | Johnson Matthey Plc | Reactor |
JP4022707B2 (ja) | 2000-04-28 | 2007-12-19 | ヤマトミシン製造株式会社 | ミシンのルーパ引出し装置 |
US6835689B1 (en) | 2000-10-10 | 2004-12-28 | Corning Incorporated | NH3 generation catalysts for lean-burn and diesel applications |
DE10113947B4 (de) | 2001-03-22 | 2004-03-25 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zur Verringerung des Stickoxidgehalts im Abgas einer im Mager-Fett-Wechsel betreibbaren Brennkraftmaschine |
EP1264628A1 (de) | 2001-06-09 | 2002-12-11 | OMG AG & Co. KG | Redox-Katalysator für die selektive katalytische Reduktion der im Abgas von Dieselmotoren enthaltenen Stickoxide mittels Ammoniak sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
US7229597B2 (en) | 2003-08-05 | 2007-06-12 | Basfd Catalysts Llc | Catalyzed SCR filter and emission treatment system |
US20060030481A1 (en) * | 2004-08-04 | 2006-02-09 | Labarge William J | Exhaust treatment device and methods of making the same |
JP4538726B2 (ja) * | 2004-09-10 | 2010-09-08 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化用触媒 |
US7722829B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-05-25 | Basf Catalysts Llc | Pressure-balanced, catalyzed soot filter |
JP4907860B2 (ja) | 2004-11-11 | 2012-04-04 | 株式会社キャタラー | フィルタ触媒 |
GB2406803A (en) | 2004-11-23 | 2005-04-13 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system comprising exotherm-generating catalyst |
JP2006272064A (ja) | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Mazda Motor Corp | 酸化触媒 |
US20070157607A1 (en) | 2006-01-11 | 2007-07-12 | Pfefferle William C | Clean air system |
JP4711860B2 (ja) | 2006-03-03 | 2011-06-29 | エヌ・イーケムキャット株式会社 | 排気ガス浄化用酸化触媒、排気ガス浄化用触媒構造体および排気ガス浄化方法 |
US7576031B2 (en) | 2006-06-09 | 2009-08-18 | Basf Catalysts Llc | Pt-Pd diesel oxidation catalyst with CO/HC light-off and HC storage function |
CN101479023A (zh) * | 2006-06-29 | 2009-07-08 | 乌米科雷股份两合公司 | 三元催化剂 |
US7550124B2 (en) * | 2006-08-21 | 2009-06-23 | Basf Catalysts Llc | Layered catalyst composite |
US7758834B2 (en) * | 2006-08-21 | 2010-07-20 | Basf Corporation | Layered catalyst composite |
JP5037888B2 (ja) * | 2006-09-26 | 2012-10-03 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
US7534738B2 (en) | 2006-11-27 | 2009-05-19 | Nanostellar, Inc. | Engine exhaust catalysts containing palladium-gold |
US20080127638A1 (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-05 | Marius Vaarkamp | Emission Treatment Systems and Methods |
MX2009009095A (es) | 2007-02-27 | 2009-09-14 | Basf Catalysts Llc | Catalizadores de zeolita cha de cobre. |
EP1974809B1 (de) * | 2007-03-19 | 2010-09-29 | Umicore AG & Co. KG | Doppelschichtiger Dreiweg-Katalysator |
EP3300791B1 (en) | 2007-04-26 | 2019-03-27 | Johnson Matthey Public Limited Company | Transition metal/zeolite scr catalysts |
JP2008279352A (ja) | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Asahi Kasei Corp | リーンバーン自動車排NOx用浄化触媒 |
ATE518324T1 (de) | 2007-07-24 | 2011-08-15 | Alcatel Lucent | Drahtloses zugriffssystem und übertragungsverfahren |
GB2457651A (en) | 2008-01-23 | 2009-08-26 | Johnson Matthey Plc | Catalysed wall-flow filter |
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 |
US8776498B2 (en) | 2008-04-16 | 2014-07-15 | Ford Global Technologies, Llc | Air-injection system to improve effectiveness of selective catalytic reduction catalyst for gasoline engines |
GB0808427D0 (en) | 2008-05-09 | 2008-06-18 | Johnson Matthey Plc | Apparatus |
ATE476246T1 (de) | 2008-05-23 | 2010-08-15 | Umicore Ag & Co Kg | Vorrichtung zur reinigung von dieselabgasen |
JP5538237B2 (ja) * | 2008-12-03 | 2014-07-02 | 第一稀元素化学工業株式会社 | 排気ガス浄化触媒、それを用いた排気ガス浄化装置、及び排気ガス浄化方法 |
EP2368630A4 (en) | 2008-12-19 | 2013-07-31 | Cataler Corp | CATALYST FOR THE PURIFICATION OF EXHAUST GASES |
BRPI0923710B1 (pt) | 2008-12-24 | 2019-11-26 | Basf Corp | sistema de tratamento de emissões para tratar uma corrente de gás de descarga do motor, e, método para tratar uma corrente de gás de descarga do motor. |
WO2010077843A2 (en) * | 2008-12-29 | 2010-07-08 | Basf Catalysts Llc | Oxidation catalyst with low co and hc light-off and systems and methods |
US8844274B2 (en) | 2009-01-09 | 2014-09-30 | Ford Global Technologies, Llc | Compact diesel engine exhaust treatment system |
US8211392B2 (en) | 2009-01-16 | 2012-07-03 | Basf Corporation | Diesel oxidation catalyst composite with layer structure for carbon monoxide and hydrocarbon conversion |
US8252258B2 (en) | 2009-01-16 | 2012-08-28 | Basf Corporation | Diesel oxidation catalyst with layer structure for improved hydrocarbon conversion |
US9440192B2 (en) * | 2009-01-16 | 2016-09-13 | Basf Corporation | Diesel oxidation catalyst and use thereof in diesel and advanced combustion diesel engine systems |
US8415269B2 (en) | 2009-01-21 | 2013-04-09 | WGCH Technology Limited | Palladium-gold catalyst synthesis |
US10773209B2 (en) * | 2009-02-20 | 2020-09-15 | Basf Corporation | Aging-resistant catalyst article for internal combustion engines |
US8920759B2 (en) * | 2009-03-02 | 2014-12-30 | GM Global Technology Operations LLC | Method and apparatus for reducing NOx emissions from a lean burning hydrocarbon fueled power source |
US9662611B2 (en) | 2009-04-03 | 2017-05-30 | Basf Corporation | Emissions treatment system with ammonia-generating and SCR catalysts |
US8637426B2 (en) | 2009-04-08 | 2014-01-28 | Basf Corporation | Zoned catalysts for diesel applications |
US8246923B2 (en) | 2009-05-18 | 2012-08-21 | Umicore Ag & Co. Kg | High Pd content diesel oxidation catalysts with improved hydrothermal durability |
US20110064632A1 (en) | 2009-09-14 | 2011-03-17 | Ford Global Technologies, Llc | Staged Catalyst System and Method of Using the Same |
US20110064633A1 (en) | 2009-09-14 | 2011-03-17 | Ford Global Technologies, Llc | Multi-Functional Catalyst Block and Method of Using the Same |
US8557203B2 (en) * | 2009-11-03 | 2013-10-15 | Umicore Ag & Co. Kg | Architectural diesel oxidation catalyst for enhanced NO2 generator |
US8765625B2 (en) | 2009-12-10 | 2014-07-01 | Shubin, Inc. | Engine exhaust catalysts containing copper-ceria |
EP2519718A4 (en) * | 2009-12-31 | 2013-09-11 | Nanostellar Inc | WITH BISMUT OR MANGAN DOTED ENGINE GAS CATALYST |
EP2521614B1 (en) * | 2010-01-04 | 2017-02-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst for converting exhaust gases |
GB201000019D0 (en) | 2010-01-04 | 2010-02-17 | Johnson Matthey Plc | Coating a monolith substrate with catalyst component |
CN107008261B (zh) | 2010-02-01 | 2020-05-19 | 约翰逊马西有限公司 | NOx吸收催化剂 |
US8263033B2 (en) * | 2010-02-23 | 2012-09-11 | Ford Global Technologies, Llc | Palladium-contaning oxidation catalyst |
WO2011104666A1 (en) | 2010-02-23 | 2011-09-01 | Basf Se | Improved catalyzed soot filter |
GB201003781D0 (en) * | 2010-03-08 | 2010-04-21 | Johnson Matthey Plc | Improvements in the control of vehicle emissions |
WO2011131324A1 (de) | 2010-04-20 | 2011-10-27 | Umicore Ag & Co. Kg | Neue mischoxid-materialien zur selektiven katalytischen reduktion von stickoxiden in abgasen |
US20110286900A1 (en) | 2010-05-21 | 2011-11-24 | Basf Corporation | PGM-Zoned Catalyst for Selective Oxidation of Ammonia in Diesel Systems |
CN102869430A (zh) | 2010-06-24 | 2013-01-09 | 恩亿凯嘉股份有限公司 | 采用选择还原催化剂的废气净化催化剂装置、废气净化方法以及搭载了废气净化催化剂装置的柴油汽车 |
US20120328499A1 (en) | 2010-06-30 | 2012-12-27 | N.E. Chemcat Corporation | Exhaust gas purification catalyst apparatus using selective reduction-type catalyst and exhaust gas purification method |
US8137648B2 (en) * | 2010-10-12 | 2012-03-20 | Ford Global Technologies, Llc | Diesel engine exhaust treatment system and method including a platinum group metal trapping device |
US8323599B2 (en) * | 2010-11-22 | 2012-12-04 | Umicore Ag & Co. Kg | Three-way catalyst having an upstream multi-layer catalyst |
JP2012172597A (ja) | 2011-02-22 | 2012-09-10 | Honda Motor Co Ltd | 排気浄化フィルタ |
JP5310767B2 (ja) | 2011-03-29 | 2013-10-09 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化触媒 |
US9523302B2 (en) | 2011-04-28 | 2016-12-20 | N.E. Chemcat Corporation | Off gas purification device |
BR112013029307A2 (pt) | 2011-05-13 | 2017-01-31 | Basf Corp | filtro para fuligem catalisada, processo para fabricação de um filtro para fuligem catalisada. sistema e método para tratamento dos gases de escapamento de um motor diesel |
GB2492175B (en) * | 2011-06-21 | 2018-06-27 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system for internal combustion engine comprising catalysed filter substrate |
US9044734B2 (en) * | 2011-09-23 | 2015-06-02 | Basf Se | Diesel oxidation catalyst with layered structure containing ceria composition as palladium support material for enhanced HC and CO gas conversion |
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 |
GB201200781D0 (en) | 2011-12-12 | 2012-02-29 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system for a lean-burn ic engine comprising a pgm component and a scr catalyst |
GB2497597A (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-19 | Johnson Matthey Plc | A Catalysed Substrate Monolith with Two Wash-Coats |
GB201200783D0 (en) | 2011-12-12 | 2012-02-29 | Johnson Matthey Plc | Substrate monolith comprising SCR catalyst |
GB201200784D0 (en) | 2011-12-12 | 2012-02-29 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system for a lean-burn internal combustion engine including SCR catalyst |
US10335776B2 (en) * | 2013-12-16 | 2019-07-02 | Basf Corporation | Manganese-containing diesel oxidation catalyst |
-
2012
- 2012-01-18 GB GB1200780.3A patent/GB2497597A/en not_active Withdrawn
- 2012-12-11 WO PCT/GB2012/053090 patent/WO2013088133A1/en unknown
- 2012-12-11 EP EP12812321.3A patent/EP2790816B1/en active Active
- 2012-12-11 US US13/711,120 patent/US8667785B2/en active Active
- 2012-12-11 GB GB201402437A patent/GB2507903B/en active Active
- 2012-12-11 RU RU2014128623A patent/RU2618058C2/ru active
- 2012-12-11 DE DE102012025746.5A patent/DE102012025746A1/de active Pending
- 2012-12-11 EP EP19213607.5A patent/EP3636336B1/en active Active
- 2012-12-11 GB GB201222280A patent/GB2497659B/en active Active
- 2012-12-11 KR KR1020147019079A patent/KR102157740B1/ko active IP Right Grant
- 2012-12-11 CN CN201280060768.7A patent/CN103974759B/zh active Active
- 2012-12-11 JP JP2014545366A patent/JP6104272B2/ja active Active
- 2012-12-11 CN CN201610823299.XA patent/CN106423260B/zh active Active
- 2012-12-11 DE DE102012222801.2A patent/DE102012222801B4/de active Active
- 2012-12-11 BR BR112014013261-5A patent/BR112014013261B1/pt active IP Right Grant
-
2014
- 2014-03-06 US US14/199,247 patent/US9046022B2/en active Active
-
2015
- 2015-05-12 US US14/710,171 patent/US9597661B2/en active Active
-
2016
- 2016-10-25 JP JP2016208575A patent/JP6573862B2/ja active Active
-
2017
- 2017-03-02 US US15/447,294 patent/US10207254B2/en active Active
-
2019
- 2019-02-06 US US16/268,624 patent/US10688475B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6348430B1 (en) * | 1997-06-20 | 2002-02-19 | Degussa Ag | Exhaust gas treatment catalyst for internal combustion engines with two catalytically active layers on a carrier structure |
RU2135279C1 (ru) * | 1998-06-30 | 1999-08-27 | Акционерное общество открытого типа "Катализатор" | Катализатор для очистки газов от углеводородов, оксидов азота, оксида углерода и способ его получения |
EP1925362A1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-05-28 | Nanostellar, Inc. | Engine exhaust catalysts containing palladium-gold |
EP2275194A1 (de) * | 2009-07-17 | 2011-01-19 | Umicore AG & Co. KG | Partikelfilter mit Schefelwasserstoff-Sperrfunktion |
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2618058C2 (ru) | Катализированный блок-носитель | |
JP6173336B2 (ja) | Scr触媒を含む基材モノリス | |
JP6182537B2 (ja) | Scr触媒を備えたリーンバーン内燃機関用排気システム | |
RU2620474C2 (ru) | Выхлопная система для двигателя ic, работающего на бедных смесях, содержащая компонент pgm и катализатор scr |