RU2620474C2 - Выхлопная система для двигателя ic, работающего на бедных смесях, содержащая компонент pgm и катализатор scr - Google Patents

Выхлопная система для двигателя ic, работающего на бедных смесях, содержащая компонент pgm и катализатор scr Download PDF

Info

Publication number
RU2620474C2
RU2620474C2 RU2014128614A RU2014128614A RU2620474C2 RU 2620474 C2 RU2620474 C2 RU 2620474C2 RU 2014128614 A RU2014128614 A RU 2014128614A RU 2014128614 A RU2014128614 A RU 2014128614A RU 2620474 C2 RU2620474 C2 RU 2620474C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
monolithic substrate
pgm
exhaust system
catalyst
monolithic
Prior art date
Application number
RU2014128614A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014128614A (ru
Inventor
Филип БЛЭЙКМАН
Сугато ЧАТТЕРДЖИ
Эндрю Фрэнсис ЧИФФИ
Джейн ГЭСТ
Пол Ричард ФИЛЛИПС
Радж РАДЖАРАМ
Эндрю УОЛКЕР
Original Assignee
Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани filed Critical Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани
Publication of RU2014128614A publication Critical patent/RU2014128614A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2620474C2 publication Critical patent/RU2620474C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • 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
    • B01D53/9495—Controlling the catalytic process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9477—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on separate bricks, e.g. exhaust systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/02—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate silencers in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • 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
    • 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
    • F01N3/022—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 characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0222—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 characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
    • 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
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F01N3/106—Auxiliary oxidation catalysts
    • 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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1021—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1023—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—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
    • B01D2255/40—Mixed oxides
    • B01D2255/407—Zr-Ce mixed oxides
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
    • F01N2250/02—Combinations of different methods of purification filtering and catalytic conversion
    • 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
    • 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
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • 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
    • 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]
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S502/00—Catalyst, solid sorbent, or support therefor: product or process of making
    • Y10S502/515—Specific contaminant removal
    • Y10S502/516—Metal contaminant removal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S502/00—Catalyst, solid sorbent, or support therefor: product or process of making
    • Y10S502/521—Metal contaminant passivation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системам для очистки отработавших газов. Выхлопная система (10) для автомобильного двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях, включает: (а) первую монолитную подложку (6), содержащую катализатор SCR; (b) по меньшей мере, одну вторую монолитную подложку (4), содержащую каталитическое грунтовочное покрытие, содержащее, по меньшей мере, один металл платиновой группы (PGM), расположенную по потоку до первой монолитной подложки; и (с) третью монолитную подложку (2), расположенную между первой монолитной подложкой и (каждой) второй монолитной подложкой, при этом, по меньшей мере, один PGM на (каждой) второй монолитной подложке (4) подвержен испарению, когда (каждая) вторая монолитная подложка (4) оказывается в относительно жестких условиях, включая относительно высокие температуры, и при этом третья монолитная подложка (2) включает грунтовку, содержащую, по меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM. При использовании изобретения предотвращается загрязнение катализатора SCR. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к выхлопной системе для автомобильного двигателя внутреннего сгорания (internal combustion – IC), работающего на бедных смесях, каковая система включает первую монолитную подложку, содержащую катализатор SCR (selective catalytic reduction - SCR; селективного каталитического восстановления), и, по меньшей мере, одну вторую монолитную подложку, содержащую, по меньшей мере, один металл платиновой группы (platinum group metal – PGM), расположенную по потоку до первой монолитной подложки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Вообще, имеется четыре класса загрязнителей окружающей среды, запрещенных в законодательном порядке межправительственными организациями во всем мире: монооксид углерода (СО), несгоревшие углеводороды (НС), оксиды азота (NOx) и твердые частицы (particulate matter – РМ).
Нормативы на предельно допустимые выбросы таких загрязняющих веществ с выхлопными газами из автомобильных двигателей становятся все более строгими, для соблюдения этих нормативов предлагаются и разрабатываются сочетания систем управления двигателем и нескольких систем дополнительной каталитической обработки газа. Для выхлопных систем, включающих фильтр для улавливания частиц, общепринято периодическое использование управления двигателем (например, каждые 500 км) с целью повышения температуры в фильтре, чтобы сжигать, по существу, всю оставшуюся на фильтре сажу и, тем самым, возвращать систему к исходному состоянию. Эти события управления двигателем для сжигания сажи обычно называют «регенерация фильтра». Хотя основной упор в регенерации фильтра делается на сжигание сажи, задержанной на фильтре, непредвиденным последствием является то, что одно или несколько каталитических покрытий, имеющихся в выхлопной системе, например, покрытие на самом фильтре (так называемый, катализируемый сажевый фильтр (catalysed soot filter – CSF)), катализатор окисления (такой как дизельный катализатор окисления (diesel oxidation catalyst – DOC) или катализатор-адсорбер NOx (NOx adsorber catalyst - NAC), расположенные до или после фильтра (например, первый DOC, за которым следует дизельный фильтр для улавливания частиц, затем второй DOC и, наконец, катализатор SCR), могут регулярно подвергаться действию выхлопных газов с высокой температурой в зависимости от уровня регулирования управления двигателем в данной системе. Такие условия также могут наступить при непреднамеренных, случающихся время от времени аварийных режимах работы двигателя или нерегулируемых или плохо регулируемых событиях регенерации. Однако в некоторых дизельных двигателях, особенно дизельных двигателях тяжелого режима работы, функционирующих при больших нагрузках, катализаторы могут подвергаться воздействию даже очень высоких температур, например, >600°С, при нормальных рабочих условиях.
Поскольку производители автомобилей разрабатывают двигатели и системы управления двигателем так, чтобы они отвечали нормативам на предельно допустимые выбросы, производители автомобилей просят Заявителя/Патентовладельца предложить каталитические компоненты или сочетания каталитических компонентов, облегчающие решение задачи соблюдения этих нормативов. К таким компонентам относятся DOC для окисления СО, НС и, необязательно, также NO; CSF для окисления СО, НС и, необязательно, для окисления также NO и для улавливания частиц, впоследствии сжигаемых; NAC для окисления СО и НС, для окисления монооксида азота (NO) и его абсорбции из бедного выхлопного газа, для десорбции адсорбированных NOx и для восстановления их до N2 в обогащенном газе (см. ниже); и катализаторы селективного каталитического восстановления (SCR) для восстановления NOx до N2 в присутствии азотистого восстановителя, такого как аммиак (см. ниже).
На практике каталитические композиции, применяемые в DOC и CSF, довольно просты. Вообще, однако, принципиальным различием между использованием DOC и CSF является монолитная подложка, на которую наносят каталитическую композицию: в случае DOC, монолитная подложка, обычно, представляет собой проточную монолитную подложку, включающую металлический или керамический монолит с сотовой структурой, в котором имеется набор удлиненных сквозных каналов, открытых на обоих концах; монолитная подложка CSF представляет собой фильтрующий монолит, такой как фильтр пристеночного течения, например, керамическую пористую фильтрующую подложку со множеством входных каналов, расположенных параллельно со множеством выходных каналов, при этом, каждый входной канал и каждый выходной канал частично ограничиваются керамической стенкой пористой структуры, при этом каждый входной канал попеременно отделен от выходного канала керамической стенкой пористой структуры, и наоборот. Другими словами, фильтр пристеночного течения представляет собой сотовую структуру, обуславливающую наличие множества первых каналов, закупоренных со стороны входа, и множество вторых каналов, не закупоренных со стороны входа, но закупоренных со стороны выхода. Каналы, по вертикали и сбоку примыкающие к первому каналу, закупорены со стороны выхода. При взгляде с какого-либо из концов, попеременно закупоренные и открытые концы каналов имеют вид шахматной доски.
Довольно сложная многослойная структура катализатора, такого как DOC и NAC, может быть нанесена на проточную монолитную подложку. Хотя возможно нанести на поверхность фильтрующего монолита, например, на поверхность со стороны входных каналов фильтра пристеночного течения, более одного слоя каталитической композиции, в изделии с фильтрующим монолитом с покрытием необходимо избегать чрезмерного повышения обратного давления в ходе эксплуатации из-за избыточного применения на фильтрующем монолите каталитической грунтовки и тем самым ограничения прохождения через него газа. Следовательно, хотя нанесение на поверхность фильтрующей монолитной подложки последовательно одного или нескольких слоев катализатора возможно, употребительно разделение разных каталитических композиций либо по зонам, например, в осевом направлении – передняя и задняя половины фильтрующего монолита, или путем нанесения на входные каналы монолитной подложки в форме фильтра пристеночного течения первой каталитической композиции, а на ее выходные каналы – второй каталитической композиции. Однако в определенных вариантах осуществления настоящего изобретения на входную сторону фильтра нанесен один или несколько слоев, при этом эти слои могут быть образованы одной и той же или разными каталитическими композициями. Также было предложено наносить композицию NAC на фильтрующую монолитную подложку (см., например, ЕР 0766993).
В выхлопных системах, включающих множество каталитических компонентов, каждый из которых включает отдельную монолитную подложку, обычно, катализатор SCR расположен по потоку после DOC, и/или CSF, и/или NAC, так как известно, что при окислении некоторого количества оксида азота (NO) в выхлопном газе до диоксида азота (NO2) так, что на выходе DOC, и/или CSF, и/или NAC отношение NO:NO2 составляет, примерно, 1:1, последующая реакция SCR ускоряется (см. ниже). Также хорошо известно из ЕР 341832 (так называемая, непрерывно регенерирующая ловушка или CRT®), что NO2, образовавшийся в результате окисления NO в выхлопном газе до NO2, может быть использован для пассивного сжигания сажи на последующем фильтре. В тех выхлопных системах, для которых существенен способ ЕР 341832, если бы катализатор SCR был расположен по потоку до фильтра, это бы ослабило или сделало невозможным процесс горения уловленной сажи в NO2, так как большая часть NOx, используемых для сжигания сажи, с большой вероятностью была бы удалена катализатором SCR.
Однако предпочтительной компоновкой системы для дизельных двигателей с небольшим рабочим объемом является дизельный катализатор окисления (DOC) с последующим инжектором азотистого восстановителя, после которого установлены катализатор SCR и, наконец, катализируемый сажевый фильтр (CSF). Кратко такую компоновку можно записать как «DOC/SCR/CSF». Эта компоновка предпочтительна для дизельных двигателей с небольшим рабочим объемом, поскольку важным соображением является осуществление конверсии NOx в выхлопной системе по возможности наиболее быстро после того, как двигатель запущен, чтобы обеспечить: (i) инжекцию/разложение прекурсоров азотистых восстановителей, таких как аммиак, с целью высвобождения аммиака для конверсии NOx; и (ii) по возможности наиболее высокую степень конверсии NOx. Если бы до катализатора SCR по потоку, т.е. между DOC и SCR, нужно было поместить фильтр с большой теплоемкостью («DOC/CSF/SCR»), достижение (i) и (ii) занимало бы намного больше времени, и конверсия NOx в целом в отношении норм выброса ездового цикла была бы снижена. Удаление частиц может быть осуществлено с использованием кислорода и нерегулярной принудительной регенерации фильтра с использованием механизмов управления двигателем.
Также предложено наносить каталитическую грунтовку SCR на саму фильтрующую монолитную подложку (см., например, WO 2005/016497), в этом случае катализатор окисления может располагаться до фильтрующей подложки с покрытием SCR (является ли этот катализатор окисления компонентом DOC или CSF или NAC), чтобы изменять отношение NO/NO2 с целью повышения активности катализатора SCR в отношении восстановления NOx. Также имеются предложения располагать NAC до катализатора SCR, размещенного на проточной монолитной подложке, при этом NAC генерирует NH3 на месте в ходе регенерации NAC (см. ниже). Одно из таких предложений описано в GB 2375059.
NAC известны, например, из US 5473887 и разработаны для адсорбции NOx из бедного выхлопного газа (ламбда>1) и для десорбции NOx, когда концентрация кислорода в выхлопном газе снижается. Десорбированные NOx, могут быть восстановлены до N2 надлежащим восстановителем, например, моторным топливом, при промотировании каталитическим компонентом, таким как родий, самого NAC или расположенного по потоку после NAC. На практике может быть осуществлено регулирование концентрации кислорода до нужной окислительно-восстановительной композиции периодически в соответствии с рассчитанной оставшейся адсорбционной емкостью NAC в отношении NOx, например, более богатой, чем при нормальной работе двигателя (но еще беднее, чем стехиометрическая или характеризующаяся ламбда = 1 композиция), стехиометрической или обогащенной относительно стехиометрической (ламбда<1). Концентрация кислорода может быть отрегулирована рядом способов, например, путем регулирования подачи горючей смеси, инжекции дополнительного углеводородного топлива в один из цилиндров двигателя, например, в ходе такта выхлопа, или инжекции углеводородного топлива непосредственно в выхлопной газ по потоку после коллектора двигателя.
В типичный состав NAC входит компонент для каталитического окисления, такой как платина, значительное количество (т.е. существенно больше, чем нужно для использования в качестве промотора, такого как промотор в тройном катализаторе) накапливающего NOx компонента, такого как барий, и катализатор восстановления, например, родий. Одним из механизмов, обычно приводимым для накопления NOx из бедного выхлопного газа для данного состава, является:
NO+1/2O2→NO2 (1)
BaO+2NO2+1/2O2→Ba(NO3)2 (2)
при этом в реакции (1) монооксид азота вступает в реакцию с кислородом на активных центрах платины с образованием NO2. Реакция (2) включает адсорбцию NO2 накапливающим материалом в форме неорганического нитрата.
При более низкой концентрации кислорода и/или при повышенной температуре нитрат становится термодинамически неустойчивым и распадается, образуя NO или NO2 в соответствии с реакцией (3), приведенной ниже. В присутствии надлежащего восстановителя эти оксиды азота впоследствии восстанавливаются монооксидом углерода, водородом и углеводородами до N2, это происходит на катализаторе восстановления (см. реакцию (4)).
Ba(NO3)2→BaO+2NO+3/2O2 или Ba(NO3)2→BaO+2NO2+1/2O2 (3)
NO+CO→1/2N2+CO2 (4)
(другие реакции включают: Ba(NO3)2+8H2→BaO+2NH3+5H2O с последующим NH3+NOx→N2+yH2O или 2NH3+2O2+CO→N2+3H2O+CO2 и т.д.)
В реакциях (1) – (4), приведенных выше, реакционноспособные частицы бария отражены в форме оксида. Однако понятно, что в присутствии воздуха большая часть бария находится в форме карбоната или, возможно, гидроксида. Специалисты в данной области могут изменить приведенные выше схемы реакции для частиц бария, отличных от оксида, и в соответствии с последовательностью каталитических покрытий в потоке выхлопного газа.
Катализаторы окисления ускоряют окисление СО до СО2 и несгоревших НС до СО2 и Н2О. Типичные катализаторы окисления содержат платину и/или палладий на подложке с большой площадью поверхности.
О применении технологии SCR для обработки выбросов NOx автомобильными двигателями внутреннего сгорания (internal combustion – IC), особенно двигателями IC, работающими на бедных смесях, хорошо известно. К примерам азотистых восстановителей, пригодных для использования в реакции SCR, относятся такие соединения, как гидриды азота, например, аммиак (NH3) или гидразин, или прекурсор NH3.
Прекурсоры NH3 представляют собой одно или несколько соединений, из которых может образоваться NH3, например, путем гидролиза. Разложение прекурсора до аммиака и других побочных продуктов может происходить в результате гидротермического или каталитического гидролиза. К прекурсорам NH3 относится мочевина (СО(NH2)2) в форме водного раствора или твердой форме или карбамат аммония (NH2COONH4). Если мочевину используют в форме водного раствора, предпочтительной является эвтектическая смесь, например, 32,5% NH3. Добавки могут быть включены в водный раствор для снижения температуры кристаллизации. В настоящее время мочевина является предпочтительным источником NH3 для мобильных вариантов применения, поскольку она менее токсична, чем NH3, ее просто транспортировать, она проста в обращении, недорогая и повсеместно имеется в наличии. Неполный гидролиз мочевины может привести к увеличению выброса РМ в ходе испытаний на соответствие нормам выброса в ездовом испытательном цикле, так как частично гидролизованные твердые частицы или капли мочевины улавливаются фильтровальной бумагой, используемой в ходе испытания на РМ, и рассматриваются, как масса РМ. Кроме этого, выброс некоторых продуктов неполного гидролиза мочевины, таких как циануровая кислота, нежелателен с экологической точки зрения.
Селективное каталитическое восстановление (SCR) включает три основные реакции (представленные ниже как реакции (5)–(7) включительно), в ходе которых NOx восстанавливаются до элементарного азота.
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O (т.е. 1:1 NH3:NO) (5)
4NH3+2NO+2NO2→4N2+6H2O (т.е. 1:1 NH3:NOx) (6)
8NH3+6NO2→7N2+12H2O (т.е. 4:3 NH3:NOx) (7)
Существенной нежелательной неселективной побочной реакцией является:
2NH3+2NO2→N2O+3H2O+N2 (8)
На практике реакция (7) идет относительно медленно по сравнению с реакцией (5) и реакцией (6), которая идет наиболее быстро. По этой причине, когда специалисты проектируют системы дополнительной обработки выхлопных газов для автомобилей, они часто предпочитают располагать элемент с катализатором окисления (например, DOC, и/или CSF, и/или NAC) по потоку до катализатора SCR.
Когда определенный DOC и/или CSF и/или NAC подвергается воздействию высокой температуры, встречающейся, например, во время регенерации фильтра и/или нарушения работы двигателя и/или (в определенных вариантах применения в дизельных двигателях тяжелого режима работы) обычному воздействию высокотемпературного выхлопного газа, возможно, данного времени пребывания при высокой температуре достаточно для того, чтобы небольшие количества компонентов, представляющих собой металл платиновой группы, в частности Pt, испарились из DOC, и/или NAC, и/или CSF, впоследствии этот металл платиновой группы улавливается находящимся далее катализатором SCR. Для функционирования катализатора SCR это может иметь очень неблагоприятные последствия, поскольку присутствие Pt ведет к ускорению конкурирующей реакции неселективного окисления аммиака, как в реакции (9) (в которой показано полное окисление NH3), тем самым образуя вторичные выбросы и/или вызывая непроизводительное расходование NH3.
4NH3+5О2→4NO+6Н2О (9)
Один из производителей автомобилей опубликовал данные исследования этого явления в журнале SAE (Общество автомобильных инженеров) 2009-01-0627, озаглавленные «Impact and Prevention of Ultra-Low Contamination of Platinum Group Metals on SCR catalysts Due to DOC Design» (Влияние и предотвращение очень малого загрязнения металлами платиновой группы катализаторов SCR из-за конструкции DOC); статья включает данные сравнения активности в отношении конверсии NOx в зависимости от температуры для Fe/цеолитного катализатора SCR, расположенного последовательно после содержащих металл платиновой группы (PGM) DOC от четырех поставщиков, которые были приведены в контакт с потоком модельного выхлопного газа с температурой 850°С на 16 часов. Представленные результаты показывают, что активность в отношении конверсии NOx Fe/цеолитного катализатора SCR, расположенного после 20Pt:Pd DOC при 70 г/фут3 (2473 г/м3) всего PGM, претерпевала неблагоприятные изменения при более высоких температурах испытания по сравнению с более низкими температурами испытания в результате загрязнения Pt. Также подвергли испытанию два 2Pt:Pd DOC от разных поставщиков при 150 г/фут3 (5300 г/м3) всего PGM. В первом 2Pt:Pd DOC активность катализатора SCR страдала в той же степени, что и в испытании с 20Pt:Pd DOC, тогда как для второго испытанного 2Pt:Pd DOC активность катализатора SCR снижалась слабее, хотя второму 2Pt:Pd DOC все еще был свойственна сниженная активность в отношении конверсии NOx по сравнению с холостым испытанием (без DOC, только чистая подложка). Авторы сделали вывод, что поставщик второго 2Pt:Pd DOC, продемонстрировавшего более слабое ухудшение активности в отношении конверсии NOx, более успешно смог стабилизировать имеющиеся 70 г/фут3 (2473 г/м3) Pt при помощи 35 г/фут3 Pd (1236 г/м3). DOC, содержащий только Pd в количестве 150 г/фут3 (5300 г/м3), не оказывал влияния на последующий SCR по сравнению с холостым испытанием. Ранее работа этих же авторов, цитируемая по SAE 2009-01-0627, была опубликована в SAE 2008-01-2488.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Автомобилестроители уже требуют у Заявителя отыскания способов решения проблемы испарения относительного небольшого количества PGM из компонентов, находящихся по потоку ранее катализаторов SCR. Было бы чрезвычайно желательно разработать стратегии предотвращения такого перемещения PGM на расположенный далее катализатор SCR при высокой температуре. Авторами настоящего изобретения разработан ряд стратегий, отвечающих этой потребности.
Авторами изобретения обнаружено, что испарение платины из содержащего PGM катализатора, включающего платину или и платину, и палладий, может происходить в условиях экстремальной температуры, когда весовое отношение Pt:Pd превышает, примерно, 2:1. Также считается, что когда PGM состоит только из платины, испарение платины также возможно. Авторами настоящего изобретения разработана компоновка выхлопной системы, предназначенная для использования в сочетании с расположенным далее по потоку катализатором SCR, в которой исключается или облегчается проблема миграции PGM, в частности Pt, из находящегося ранее по потоку катализатора с относительно высокой концентрацией Pt в расположенный далее катализатор SCR.
В соответствии с первым аспектом, изобретением обеспечивается выхлопная система для автомобильного двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях, каковая система включает:
(а) первую монолитную подложку, содержащую катализатор SCR;
(b) по меньшей мере, одну вторую монолитную подложку, содержащую каталитическое грунтовочное покрытие, содержащее, по меньшей мере, один металл платиновой группы (PGM), каковая, по меньшей мере, одна вторая монолитная подложка расположена по потоку до первой монолитной подложки; и
(с) третью монолитную подложку, расположенную между первой монолитной подложкой и (каждой) второй монолитной подложкой,
при этом по меньшей мере, один PGM на (каждой) второй монолитной подложке подвержен испарению, когда (каждая) вторая монолитная подложка оказывается в относительно жестких условиях, включая относительно высокие температуры, и при этом третья монолитная подложка имеет грунтовочное покрытие, включающее, по меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM. Вообще, является предпочтительным, чтобы этот, по меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM представлял собой оксид металла.
В соответствии с другим аспектом, изобретением обеспечивается двигатель внутреннего сгорания, работающий на бедных смесях, предпочтительно, двигатель с воспламенением от сжатия, включающий выхлопную систему, соответствующую изобретению.
В соответствии с еще одним аспектом, изобретением обеспечивается автомобиль, в котором имеется двигатель, соответствующий изобретению.
В соответствии с еще одним аспектом, изобретением обеспечивается способ уменьшения или предотвращения отравления катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), расположенного на первой монолитной подложке в выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях, металлом платиновой группы (PGM), который может испаряться из каталитической композиции, содержащей PGM и расположенной на, по меньшей мере, одной монолитной подложке по потоку до катализатора SCR, когда каталитическая композиция, содержащая PGM подвергается действию относительно жестких условий, включая относительно высокие температуры, каковой способ включает адсорбцию испарившегося PGM, по меньшей мере, одним улавливающим PGM материалом, который расположен на третьей монолитной подложке.
Еще один аспект изобретения относится к использованию монолитной подложки (например, третьей монолитной подложки) для уменьшения или предотвращения отравления катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) металлом платиновой группы (PGM), обычно, в выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях, при этом эта монолитная подложка содержит, по меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM, при этом эта монолитная подложка расположена между первой монолитной подложкой и, по меньшей мере, одной второй монолитной подложкой, при этом первая монолитная подложка содержит катализатор SCR, и, по меньшей мере, одна вторая монолитная подложка сдержит каталитическое грунтовочное покрытие, включающее, по меньшей мере, один металл платиновой группы (PGM). Обычно, по меньшей мере, одна вторая монолитная подложка расположена по потоку до первой монолитной подложки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для более полного понимания изобретения делается ссылка на следующие примеры, только для пояснения и со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1 представляет собой схему лабораторного реактора, используемого для испытания загрязнения платиной Fe/бета-цеолитного или Cu/СНА-цеолитного катализатора SCR.
Фиг. 2 представляет собой график, на котором сопоставлена активность в отношении конверсии NOx как функция температуры пяти состаренных образцов катализатора SCR, каждый из которых подвергали состариванию в выхлопной системе лабораторного масштаба, включающей образец сравнительного примера 2, по потоку после которого располагали образец защитного слоя каждого из примеров 4А, 4В, 5А и 5В. Результаты активности состаренных SCR для сравнения нанесены на график вместе в активностью свежего, т.е. не состаренного Fe/бета-цеолитного катализатора SCR и контрольного образца сравнительного примера 2 (без защитного слоя).
Фиг. 3 представляет собой график, на котором сопоставлена активность в отношении конверсии NOx как функция температуры еще трех состаренных образцов катализатора SCR, каждый из которых подвергали состариванию в выхлопной системе лабораторного масштаба, включающей образец сравнительного примера 2, по потоку после которого располагали образец защитного слоя каждого из примеров 3А, 3В и 6. Результаты активности состаренных SCR для сравнения нанесены на график вместе в активностью свежего, т.е. не состаренного Fe/бета-цеолитного катализатора SCR и контрольного образца сравнительного примера 2 (без защитного слоя).
Фиг. 4 представляет собой график, на котором сопоставлена активность в отношении конверсии NOx как функция температуры свежего Fe/бета-цеолитного катализатора SCR и Fe/бета-цеолитного катализатора SCR, состаренного в лабораторной выхлопной системе, показанной на фиг. 1 и содержащей образцы катализируемого сажевого фильтра сравнительного примера 2 и примеров 7 и 8.
Фиг. 5 представляет собой гистограмму, на которой сопоставлена активность в отношении конверсии NOx как функция температуры двух состаренных образцов Cu/СНА-цеолитного катализатора SCR, каждый из которых подвергали состариванию в лабораторной выхлопной системе, показанной на фиг. 1 и включавшей образцы дизельного катализатора окисления сравнительного примера 8, нагреваемые в трубчатой печи при 900°С в течение 2 часов в потоке модельного выхлопного газа при наличии расположенного далее по потоку образца Cu/СНА-цеолитного катализатора SCR, температуру которого поддерживали равной 300°С.
На фиг. 6А и 6В представлены схемы вариантов осуществления выхлопной системы, соответствующих настоящему изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вообще, каталитическое грунтовочное покрытие, содержащее, по меньшей мере, один PGM, содержит один или несколько материалов-носителей PGM. Катализатор обычно наносят на (каждую) вторую монолитную подложку в форме грунтовочной суспензии, содержащей, по меньшей мере, одну соль PGM и один или несколько материалов-носителей для поддержки, по меньшей мере, одного PGM в готовом каталитическом покрытии, после чего (каждую) монолитную подложку с покрытием сушат и подвергают обжигу. Один или несколько материалов-носителей, по меньшей мере, одного PGM может быть назван «компонент грунтовки». Также возможно, чтобы, по меньшей мере, один PGM был предварительно закреплен на одном или нескольких материалах-носителях, после чего его суспендируют в водной среде, а затем наносят в форме покрытия, или сочетание частиц материала-носителя, предварительно скрепленных с PGM, было суспендировано в растворе соли PGM.
Каталитическое грунтовочное покрытие может включать множество грунтовочных покрытий. Например, каталитическое грунтовочное покрытие может включать первое грунтовочное покрытие и второе грунтовочное покрытие. Когда имеется множество грунтовочных покрытий, то, по меньшей мере, одно из этих грунтовочных покрытий содержит, по меньшей мере, один PGM.
Под, по меньшей мере, одним «материалом-носителем» в данном документе мы подразумеваем оксид металла, подобранный из группы, состоящей из, необязательно, стабилизированного оксида алюминия, аморфного алюмосиликата, необязательно, стабилизированного оксида циркония, оксида церия, оксида титана, необязательно, стабилизированного смешанного оксида церия-циркония и молекулярного сита и смесей любых двух или нескольких из них.
По меньшей мере, один материал-носитель может включать одного или несколько молекулярных сит, например, алюмосиликатный цеолит. Главным функциональным назначением молекулярного сита в PGM-катализаторе, используемом в настоящем изобретении, является повышение конверсии углеводородов в рабочем цикле путем накопления углеводородов после холодного запуска или во время холодных фаз рабочего цикла и высвобождение углеводородов при более высоких температурах, когда соответствующие компоненты содержащего металл платиновой группы катализатора более активны в отношении конверсии НС. См., например, ЕР 0830201 настоящего Заявителя/Патентовладельца. Молекулярные сита обычно используют в каталитических композициях, соответствующих изобретению, которые предназначены для маломощных дизельных автомобилей, тогда как для дизельных двигателей тяжелого режима работы их используют редко, так как при температуре выхлопного газа дизельных двигателей тяжелого режима работы функция улавливания углеводородов, как правило, не требуется.
Однако молекулярные сита, такие как алюмосиликатные цеолиты, являются не очень хорошим носителем для металлов платиновой группы, так как они состоят, главным образом, из оксида кремния, особенно молекулярные сита с относительно более высоким отношением количества оксида кремния к количеству оксида алюминия, которые предпочитают за их повышенную термостойкость: при старении они могут подвергаться термическому разложению, из-за чего может разрушаться структура молекулярного сита, и/или может спекаться PGM, в результате чего он становится менее дисперсным, следовательно, снижается его активность в отношении конверсии НС и/или СО.
Таким образом, является предпочтительным, чтобы каталитическое грунтовочное покрытие содержало молекулярное сито в количестве ≤30% вес. (например, ≤25% вес., ≤20% вес., например, ≤15% вес.) отдельного слоя грунтовочного покрытия. Когда каталитическое грунтовочное покрытие включает первое грунтовочное покрытие и второе грунтовочное покрытие, то первое грунтовочное покрытие и/или второе грунтовочное покрытие, предпочтительно, содержит молекулярное сито в количестве ≤30% вес. (например, ≤25% вес., ≤20% вес., например, ≤15% вес.) каждого отдельного слоя грунтовочного покрытия.
Обычно каталитическое грунтовочное покрытие включает материал-носитель (например, материал-носитель для PGM). Материал-носитель может содержать или состоять из оксида металла, подобранного из группы, состоящей из, необязательно, стабилизированного оксида алюминия, аморфного алюмосиликата, необязательно, стабилизированного оксида циркония, оксида церия, оксида титана, необязательно, стабилизированного смешанного оксида церия-циркония или смесей любых двух или нескольких из них. К пригодным стабилизаторам относятся оксид кремния и редкоземельные металлы, используемые по отдельности или в смеси.
Когда имеется первое грунтовочное покрытие и второе грунтовочное покрытие, то первое грунтовочное покрытие и/или второе грунтовочное покрытие может содержать, по меньшей мере, один материал-носитель. Обычно материал-носитель включает оксид металла, подобранный из группы, состоящей из, необязательно стабилизированного оксида алюминия, аморфного алюмосиликата, необязательно стабилизированного оксида циркония, оксида церия, оксида титана, необязательно, стабилизированного смешанного оксида церия-циркония или смесей любых двух или нескольких из них. К пригодным стабилизаторам относятся оксид кремния и редкоземельные металлы, используемые по отдельности или в смеси.
Предпочтительными для использования в качестве материалов-носителей/адсорберов углеводородов молекулярными ситами являются цеолиты со средними порами, предпочтительно, алюмосиликатные цеолиты, т.е. цеолиты с максимальным размером кольца восемь тетраэдрических атомов, и цеолиты с крупными порами (максимум десять тетраэдрических атомов), предпочтительно, алюмосиликатные цеолиты, к ним относятся природные или синтетические цеолиты, такие как фоязит, клиноптилолит, морденит, силикалит, ферриерит, цеолит X, цеолит Y, цеолит ZSM-5, цеолит ZSM-12, цеолит SSZ-3, цеолит SAPO-5, оффретит или бета-цеолит, предпочтительно, цеолиты ZSM-5, бета- и Y. Предпочтительные цеолитные адсорбенты характеризуются высоким отношением количества оксида кремния к количеству оксида алюминия, обуславливающим гидротермическую стойкость. Цеолит может характеризоваться молярным отношением оксид кремния/оксид алюминия, по меньшей мере, около 25/1, предпочтительно, по меньшей мере, около 50/1, при этом применимые диапазоны составляют от, примерно, 25/1 до 1000/1, от 50/1 до 500/1, а также от, примерно, 25/1 до 100/1, от 25/1 до 300/1, от, примерно, 100/1 до 250/1.
Обычно, по меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM третьей монолитной подложки содержит оксид металла, подобранный из группы, состоящей из, необязательно, стабилизированного оксида алюминия, необязательно, стабилизированного оксида циркония, необязательно, стабилизированного смешанного оксида церия-циркония и смесей любых двух или нескольких из них. К пригодным стабилизаторам относятся оксид кремния и редкоземельные металлы, используемые по отдельности или в смеси. Является предпочтительным, чтобы оксид металла был подобран из группы, состоящей из, необязательно, стабилизированного оксида алюминия и необязательно, стабилизированного смешанного оксида церия-циркония. Авторами изобретения обнаружено, что в особенности оксид алюминия и содержащие оксид церия оксиды металлов сами по себе способны улавливать испарившиеся PGM, в частности, оксид церия, обладающий особым сродством к Pt.
В одном из вариантов осуществления изобретения третья монолитная подложка не содержит, или, по меньшей мере, один из материалов для улавливания испарившегося PGM не является оксидом церия или перовскитовым материалом, таким как CaTiO3.
По меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM третьей монолитной подложки может представлять собой компонент экструдированной монолитной подложки. Однако является предпочтительным, чтобы этот, по меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM третьей монолитной подложки был нанесен на монолитную подложку в форме компонента грунтовочного покрытия.
Обычно третья монолитная подложка содержит материал для улавливания испарившегося PGM общим количеством от 0,1 до 5 г/дюйм3 (0,006–0,305 г/см3), предпочтительно, от 0,2 до 4 г/дюйм3 (0,012–0,244 г/см3), например, от 1 до 2,5 г/дюйм3 (0,061–0,152 г/см3).
Вообще, по меньшей мере, одна вторая монолитная подложка, предпочтительно, содержит платину (например, по меньшей мере, один металл платиновой группы (PGM) каталитического грунтовочного покрытия представляет собой платину). Когда, по меньшей мере, один PGM во второй монолитной подложке это платина, то эта платина является PGM, подверженным испарению, когда вторая монолитная подложка подвергается действию относительно жестких условий, включая относительно высокие температуры. Относительно жесткие условия, включая относительно высокие температуры, это, например, температуры ≤700°С, предпочтительно, ≥800°С или, более предпочтительно, ≥900°.
Обычно, по меньшей мере, одна вторая монолитная подложка включает и платину, и палладий (например, по меньшей мере, один металл платиновой группы (PGM) каталитического грунтовочного покрытия является и платиной, и палладием). Платина и/или палладий могут представлять собой PGM, подверженный испарению, когда вторая монолитная подложка оказывается в относительно жестких условиях, включая относительно высокие температуры. Однако, когда присутствуют и платина, и палладий, обычно, платина с большей вероятностью является PGM, подверженным испарению, когда первое грунтовочное покрытие подвергается действию относительно жестких условий, включая относительно высокие температуры.
Во второй монолитной подложке возможно использовать относительно высокие весовые отношения Pt:Pd в каталитическом грунтовочном покрытии, таком как первое грунтовочное покрытие, с целью, например, генерирования NO2 для ускорения происходящего далее по потоку сжигания отфильтрованных твердых частиц. Предпочтительно, весовое отношение Pt:Pd составляет ≤10:1, например, 8:1, 6:1, 5:1 или 4:1. Такие относительно высокие величины весового отношения допустимы благодаря тому, что испарившийся PGM улавливается третьей монолитной подложкой.
Является предпочтительным, чтобы во второй монолитной подложке весовое отношение Pt:Pd составляло ≤2, то есть ≤1,5:1, например около 1:1. Авторами изобретения обнаружено, что возможно еще уменьшить или предотвратить миграцию PGM из, по меньшей мере, одной второй монолитной подложки на находящийся далее по потоку катализатор SCR путем применения во второй монолитной подложке указанных весовых отношений Pt:Pd. Было обнаружено, что при таких величинах этого отношения испарение PGM дополнительно уменьшается. Значение этой отличительной особенности показано в примерах: авторами изобретения обнаружено, что при предпочтительных величинах весового отношения Pt:Pd в ходе эмпирической проверки испаряется меньше, чем в случае аналогичного катализатора с весовым отношением Pt:Pd 4:1. При слоистой структуре катализатора (например, когда каталитическое грунтовочное покрытие включает множество грунтовочных покрытий, таких как первое грунтовочное покрытие и второе грунтовочное покрытие) является предпочтительным, чтобы в наружном слое весовое отношение Pt:Pd составляло ≤2 или, необязательно, чтобы общее весовое отношение Pt:Pd во всех слоях в целом составляло ≤2.
Обычно весовое отношение Pt:Pd≥35:65 (например, ≥7:13). Предпочтительно, чтобы весовое отношение Pt:Pd было ≥40:60 (например, ≥2:3), более предпочтительно, ≥42,5:57,5 (например, ≥17:23), в частности ≥45:55 (например, ≥9:11), например ≥50:50 (например, ≥1:1), еще более предпочтительно, ≥1,25:1. Весовое отношение Pt:Pd обычно составляет от 10:1 до 7:13. Предпочтительно, чтобы весовое отношение Pt:Pd составляло от 8:1 до 2:3, более предпочтительно, от 6:1 до 17:23, еще более предпочтительно, от 5:1 до 9:11, например от 4:1 до 1:1, еще более предпочтительно от 2:1 до 1,25:1.
Вообще, общее количество металла платиновой группы (PGM) (например, общее количество Pt и/или Pd) составляет от 1 до 500 г/фут3 (35-17665 г/м3). Предпочтительно, общее количество PGM составляет от 5 до 400 г/фут3 (176,65-14132 г/м3), более предпочтительно, от 10 до 300 г/фут3 (353,3-10599 г/м3), еще более предпочтительно, от 25 до 250 г/фут3 (883,25–8832,5 г/м3), и даже еще более предпочтительно, от 35 до 200 г/фут3 (1236,55-7066 г/м3).
По меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM третьей монолитной подложки может включать каталитическую композицию, содержащую, по меньшей мере, один металл, подобранный из группы, состоящей из палладия, меди, серебра, золота и сочетаний, включающих два или более из них, нанесенный, по меньшей мере, на один материал-носитель. Грунтовка третьей монолитной подложки с успехом может включать грунтовочное покрытие, содержащее и платину, и палладий в более низком весовом отношении Pt:Pd, чем (каждая) вторая монолитная подложка, предпочтительно, в молярном отношении Pt:Pd ≤2, например ≤1,5, например около 1:1, или сплав Pd-Au.
Выхлопная система, соответствующая изобретению, может дополнительно включать инжектор для инжекции азотистого восстановителя (например, аммиака или его прекурсора, такого как мочевина) в поток выхлопного газа между первой монолитной подложкой и второй монолитной подложкой.
В качестве альтернативы (т.е. без средства инжекции аммиака или его прекурсора, такого как мочевина, расположенного между первой катализируемой монолитной подложкой и второй катализируемой монолитной подложкой) или дополнительно к средству инжекции азотистого восстановителя (например, аммиака или его прекурсора, такого как мочевина) может быть предусмотрено наличие средства управления двигателем с целью обогащения выхлопного газа так, чтобы аммиак образовывался на месте в результате восстановления NOx на PGM-катализаторе (каждой) второй монолитной подложки.
Азотистые восстановители и их прекурсоры, используемые в целях настоящего изобретения, включают любое соединение из упомянутых выше в связи с разделом, посвященным уровню техники. Так, например, азотистым восстановителем, предпочтительно, является аммиак или мочевина.
В сочетании с надлежащим образом сконструированным и управляемым дизельным двигателем с воспламенением от сжатия, обогащенный выхлопной газ, т.е. выхлопной газ, содержащий повышенное количество монооксида углерода и углеводородов относительно нормального режима работы на бедной смеси, вступает в контакт с NAC. Компоненты NAC, такие как промотируемый PGM оксид церия или оксид церия-циркония, могут ускорять реакцию конверсии водяного газа, т.е. СО(г)+Н2О(пар) → СО2(г)+Н2(г) с выделением Н2. В результате побочных реакций, указанных в подстрочном примечании к реакциям (3) и (4) выше, например, Ba(NO3)2+8H2→BaO+2NH3+5H2O, NH3 может образовываться на месте и накапливаться для восстановления NOx на расположенном далее по потоку катализаторе SCR.
Обычно средство инжекции предназначается для инжекции азотистого восстановителя или его прекурсора в поток выхлопного газа между (каждой) второй монолитной подложкой и третьей монолитной подложкой. При такой компоновке третья монолитная подложка может включать катализатор SCR, содержащий медь. При этом имеется преимущество, заключающееся в том, что третья монолитная подложка может выступать в роли катализатора SCR, катализатора гидролиза, т.е. гидролиза прекурсора азотистого восстановителя, например, мочевины до аммиака и воды, и ловушки PGM, а также может помогать перемешиванию и распределению азотистого восстановителя в потоке выхлопного газа.
В качестве альтернативы, средство инжекции может предназначаться для инжекции азотистого восстановителя или его прекурсора в поток выхлопного газа между третьей монолитной подложкой и первой монолитной подложкой.
По меньшей мере, одна или каждая вторая монолитная подложка может быть индивидуально подобрана из катализатора окисления или катализатора-абсорбера NOx (NAC). Вообще, NAC содержит значительные количества щелочноземельных металлов и/или щелочных металлов по сравнению с катализатором окисления. NAC обычно также включает оксид церия или содержащий оксид церия смешанный оксид, например, смешанный оксид церия и циркония, каковой смешанный оксид, необязательно, дополнительно включает один или несколько добавочных лантаноидов или редкоземельных элементов. Катализатор окисления, вообще, имеет состав, соответствующий описанному выше в разделе, посвященном уровню техники.
Первая, вторая и/или третья монолитная подложка (или каждая из них) в целях настоящего изобретения может представлять собой проточную монолитную подложку или фильтрующую монолитную подложку, имеющую входные поверхности и выходные поверхности, при этом входные поверхности отделены от выходных поверхностей пористой структурой. Предпочтительными фильтрующими монолитными подложками в каждом случае являются фильтры пристеночного течения, т.е. керамические пористые фильтрующие подложки со множеством входных каналов, расположенных параллельно со множеством выходных каналов, при этом каждый входной канал и каждый выходной канал частично ограничиваются керамической стенкой пористой структуры, при этом каждый входной канал попеременно отделен от выходного канала керамической стенкой пористой структуры, и наоборот. Другими словами, фильтр пристеночного течения представляет собой сотовую структуру, обуславливающую наличие множества первых каналов, закупоренных со стороны входа, и множество вторых каналов, не закупоренных со стороны входа, но закупоренных со стороны выхода. Каналы, по вертикали и сбоку примыкающие к первому каналу, закупорены со стороны выхода. При взгляде с какого-либо из концов, попеременно закупоренные и открытые концы каналов имеют вид шахматной доски.
Катализируемые фильтры, предпочтительно, фильтры пристеночного течения, могут быть снабжены покрытием при помощи способа, описанного в WO 2011/080525 настоящего Заявителя/Патентовладельца. То есть способ нанесения покрытия в виде жидкости, содержащей каталитический компонент, на монолитную подложку с сотовой структурой, имеющей множество каналов, включает следующие стадии: (i) удерживание монолитной подложки с сотовой структурой, по существу, вертикально; (ii) введение заранее определенного объема жидкости в подложку через открытые концы каналов у нижнего конца подложки; (iii) герметизация с целью удерживания введенной жидкости в подложке; (iv) переворачивание подложки, содержащей удерживаемую жидкость; и (v) приложение разрежения к открытым концам каналов подложки на нижнем после переворачивания конце подложки с целью просасывания жидкости вдоль каналов подложки. Композиция катализатора может быть нанесена на каналы фильтра со стороны первого конца, после чего фильтр с покрытием может быть высушен.
Использование такого способа можно регулировать посредством, например, величины разрежения, длительности приложения разрежения, вязкости грунтовки, содержания твердой фазы в грунтовке, размера частиц или агломератов в покрытии и поверхностного натяжения так, чтобы катализатор был нанесен, преимущественно, на входные поверхности, однако, необязательно, также внутри пористой структуры, но вблизи от входных поверхностей. В качестве альтернативы, компоненты грунтовки могут быть размолоты до размера частиц, например D90 < 5 мкм, чтобы они могли «проникать» в пористую структуру фильтра (см. WO 2005/016497).
Первая монолитная подложка содержит катализатор, предназначенный для селективного катализа восстановления оксидов азота до молекулярного азота азотистым восстановителем, также известный как катализатор селективного каталитического восстановления (SCR).
Катализатор SCR может быть нанесен в форме покрытия на монолитную подложку, такую, как описанная в настоящем документе выше. В качестве альтернативы, катализатор SCR обеспечивается в форме экструдата (также иногда именуемого «массив катализатора»), т.е. катализатор смешивают с компонентами структуры монолитной подложки, эту смесь экструдируют, так что катализатор является частью стенок монолитной подложки. Катализатор SCR первой монолитной подложки может включать фильтрующую монолитную подложку, предпочтительно, фильтр пристеночного течения, или проточную монолитную подложку. Также возможно изготовить фильтр пристеночного течения из экструдированного катализатора SCR (см. WO 2009/093071 и WO 2011/092521 настоящего Заявителя/Патентовладельца).
Катализаторы SCR могут быть подобраны из группы, состоящей, по меньшей мере, из одного из Cu, Hf, La, Au, In, V, лантаноидов и переходных металлов VIII группы, таких как Fe, нанесенных в качестве носителя на жаропрочный оксид или молекулярное сито. К пригодным жаропрочным оксидам относятся Al2O3, TiO2, CeO2, SiO2, ZrO2 и смешанные оксиды, включающие два или несколько перечисленных. Нецеолитный катализатор также может содержать оксид вольфрама, например V2O5/WO3/TiO2. Предпочтительные металлы, представляющие особый интерес, подобраны из группы, состоящей из Ce, Fe и Cu. Указанные металлы могут быть нанесены на молекулярные сита посредством ионообмена.
Является предпочтительным, чтобы, по меньшей мере, одно молекулярное сито представляло собой алюмосиликатный цеолит или SAPO. Это, по меньшей мере, одно молекулярное сито может быть, например, молекулярным ситом с маленькими, средними или крупными порами. Под «молекулярным ситом с маленькими порами» в данном случае подразумевается молекулярное сито, включающее кольца, состоящие, максимум, из 8 тетраэдрических атомов, такое как СНА; под «молекулярным ситом со средними порами» подразумевается молекулярное сито, включающее кольца, состоящие, максимум, из 10 тетраэдрических атомов, такое как ZSM-5; под «молекулярным ситом с крупными порами» подразумевается молекулярное сито, включающее кольца, состоящие, максимум, из 12 тетраэдрических атомов, такое как бета-цеолит. Молекулярное сито с маленькими порами имеет потенциальное преимущество для использования в катализаторах SCR – см., например, WO 2008/132452 настоящего Заявителя /Патентовладельца. Молекулярные сита, используемые в катализаторах SCR в соответствии с настоящим изобретением, включают один или несколько металлов, встроенных в структуру молекулярного сита, например, бета-цеолит со встроенным Fe и СНА со встроенной Cu.
Конкретные молекулярные сита, применимые в контексте настоящего изобретения, подобраны из группы, состоящей из AEI, ZSM-5, ZSM-20, ERI, включая ZSM-34, морденита, ферриерита, ВЕА, включая бета-цеолит, Y, СНА, LEV, включая Nu-3, МСМ-22 и EU-1, при этом молекулярные сита СНА, например, алюмосиликатные СНА, на настоящий момент наиболее предпочтительны, особенно в сочетании с Cu в качестве промотора, например, встроенного путем ионного обмена.
Изобретением также обеспечивается двигатель внутреннего сгорания, работающий на бедных смесях. Двигатель внутреннего сгорания, работающий на бедных смесях, может представлять собой двигатель с несамопроизвольным возгоранием топлива (например, двигатель с искровым зажиганием), который обычно работает на бензиновом топливе или смесях бензинового топлива и других компонентов, таких как этанол, но предпочтительно является двигателем с воспламенением от сжатия, например, двигателем дизельного типа. К двигателям внутреннего сгорания, работающим на бедных смесях, относятся двигатели с компрессионным воспламенением однородной смеси, работающие на бензиновом и т.д. топливе или дизельном топливе.
Двигатель может включать средство управления двигателем, которое при использовании обеспечивает контакт фильтра с обогащенным выхлопным газом с целью образования аммиака на месте.
Выхлопная система настоящего изобретения показана на фиг. 6А. Выхлопная система 10 включает расположенные последовательно в направлении потока катализируемый фильтр 4 пристеночного течения с грунтовочным покрытием, содержащим платину, нанесенную на частицы оксида алюминия в качестве материала-носителя (соответствующий «по меньшей мере, одной второй монолитной подложке, содержащей каталитическое грунтовочное покрытие, содержащее, по меньшей мере, один PGM» по п. 1 формулы изобретения), функцией которого, помимо прочего, является ускорение реакций (1) и (6), приведенных выше; проточную монолитную подложку 2, на которую нанесен палладий, материалом-носителем которого являются частицы оксида алюминия, выполняющую роль защитного слоя; источник 7 аммиака, включающий инжектор прекурсора аммиака – мочевины; и проточную монолитную подложку 6, на которую нанесен Fe/бета-цеолитный катализатор SCR. Каждая из монолитных подложек 2, 4, 6 расположена в металлическом контейнере или «упаковке», снабженной коническими диффузорами, и имеет последовательное соединение при помощи каналов 3 с сечением меньшей площади, чем площадь поперечного сечения любой из монолитных подложек 2, 4, 6. Конические диффузоры предназначены для распределения потока выхлопного газа, поступающего в корпус «упакованной» монолитной подложки так, чтобы выхлопной газ полностью проходил, по существу, по всей «лицевой» стороне каждой из монолитных подложек. Выхлопной газ, прошедший монолитную подложку 4, выбрасывается в атмосферу через выхлопную трубу 5.
На фиг. 6В показан альтернативный вариант осуществления выхлопной системы 20, соответствующей настоящему изобретению и включающей расположенные последовательно в направлении потока проточную монолитную подложку 8, на которую нанесен двухслойный дизельный катализатор окисления, в состав которого входит и платина, и палладий в общем весовом отношении Pt:Pd 4:1, предназначенный для ускорения реакций (1) и (6), приведенных выше; источник 7 аммиака, включающий инжектор прекурсора аммиака – мочевины; проточную монолитную подложку 2, на которую нанесен смешанный оксид церия-циркония в весовом отношении оксид церия/оксид циркония 9:1, выполняющую роль защитного слоя; монолитную подложку 9, являющуюся фильтром пристеночного течения, на которую нанесен Cu/СНА катализатор SCR. Каждая из монолитных подложек 2, 8, 9 расположена в металлическом контейнере или «упаковке», снабженной коническими диффузорами, и имеет последовательное соединение при помощи каналов 3 с сечением меньшей площади, чем площадь поперечного сечения любой из монолитных подложек 2, 8, 9. Выхлопной газ, прошедший монолитную подложку 8, выбрасывается в атмосферу через выхлопную трубу 5. Преимуществом размещения инжектора мочевины между второй и третьей монолитными подложками является то, что третья монолитная подложка может выполнять роль и катализатора гидролиза, т.е. осуществлять гидролиз прекурсора азотистого восстановителя, например, мочевины, до аммиака и воды, и ловушки PGM, а третья монолитная подложка может помогать перемешиванию и распределению азотистого восстановителя в потоке выхлопного газа перед катализатором SCR.
ПРИМЕРЫ
Пример 1 – Приготовление монолитной подложки, покрытой 5% вес. Fe/бета-цеолитом
Выпускаемый промышленностью бета-цеолит при перемешивании добавили в водный раствор Fe(NO3)3. После смешивания добавили связующие и модификаторы реологических свойств, получив грунтовочную композицию.
Проточную кордиеритовую монолитную подложку с 400 ячеек на квадратный дюйм (62 ячейки на см2) покрыли водной суспензией образца 5% вес. Fe/бета-цеолита, используя способ, описанный в WO 99/47260 настоящего Заявителя/Патентовладельца, т.е. включающий стадии (а) расположения емкости сверху подложки, (b) дозирования заданного количества жидкого компонента в указанную емкость или в порядке (а) затем (b) или (b) затем (а); и (с) приложения давления или разрежения, просасывание указанного жидкого компонента, по меньшей мере, внутрь части подложки и удерживание, по существу, всего этого количества внутри подложки. Этот нанесенный продукт (нанесенный только с одного конца) высушили, после чего подвергли обжигу; этот процесс повторили с другого конца так, что покрытие было нанесено, по существу, на всю подложку с небольшим перекрытием в осевом направлении в месте соединения этих двух покрытий. Из готового изделия вырезали образец диаметром 1 дюйм (2,54 см) и длиной 3 дюйма (7,62 см).
Сравнительный пример 2 – Приготовление катализируемого только Pt фильтра пристеночного течения
Приготовили грунтовочную композицию, содержащую смесь частиц оксида алюминия, размолотых до относительно широкого гранулометрического состава, нитрат платины, связующие и модификаторы реологических свойств в деионизированной воде. На фильтр пристеночного течения из титаната алюминия нанесли композицию катализатора при заполнении грунтовкой 0,2 г/дюйм3 (0,01 г/см3) до получения конечного общего заполнения Pt 5 г/фут3 (176,65 г/м3), используя способ и устройство, описанные в WO 2011/080525 настоящего Заявителя/Патентовладельца, при этом в каналах первого конца, которые должны быть обращены в сторону верхней по потоку стороны, на 75% их общей длины с верхней по потоку стороны нанесли грунтовку, содержащую нитрат платины и частицы оксида алюминия; в каналах на противоположном конце, которые должны быть обращены в сторону нижней по потоку стороны, на 25% их общей длины нанесли ту же грунтовку, что и во входных каналах. То есть, данный способ включал следующие стадии: (i) удерживание монолитной подложки с сотовой структурой, по существу, вертикально; (ii) введение заранее определенного объема жидкости в подложку через открытые концы каналов у нижнего конца подложки; (iii) герметизация с целью удерживания введенной жидкости в подложке; (iv) переворачивание подложки, содержащей удерживаемую жидкость; и (v) приложение разрежения к открытым концам каналов подложки на нижнем после переворачивания конце подложки с целью просасывания жидкости вдоль каналов подложки. Композиция катализатора была нанесена на каналы фильтра со стороны первого конца, после чего фильтр с покрытием был высушен. Затем, высушенный фильтр с покрытием у первого конца перевернули и повторили данный способ, чтобы нанести тот же катализатор на каналы фильтра у второго конца, после чего осуществили сушку и обжиг.
Из готового изделия вырезали образец диаметром 1 дюйм (2,54 см) и длиной 3 дюйма (7,62 см). Полученный образец описывается как «свежий», т.е. не подвергнутый старению.
Примеры 3А и 3В – Приготовление защитных слоев из оксида алюминия
Проточную кордиеритовую монолитную подложку с 400 ячеек на квадратный дюйм (62 ячейки на см2) покрыли водной суспензией, содержащей частицы оксида алюминия, используя способ, описанный в WO 99/47260 настоящего Заявителя/Патентовладельца. Содержание твердой фазы подобрали так, чтобы получить две разных величины заполнения грунтовкой: первую (пример 3А) 1,0 г/дюйм3 (0,061 г/см3); и вторую (пример 3В) 0,4 г/дюйм3 (0,024 г/см3). Полученные изделия высушили и подвергли обжигу.
Из готового изделия вырезали образец диаметром 1 дюйм (2,54 см) и длиной 3 дюйма (7,62 см).
Примеры 4А и 4В – Приготовление защитных слоев из смешанного оксида церия-циркония
Проточную кордиеритовую монолитную подложку с 400 ячеек на квадратный дюйм (62 ячейки на см2) покрыли водной суспензией, содержащей частицы смешанного оксида церия-циркония, используя способ, описанный в WO 99/47260 настоящего Заявителя/Патентовладельца. Использовали два различных смешанных оксида церия-циркония. Первый (пример 4А) имел весовое отношение оксид церия/оксид циркония 9:1, тогда как второй (пример 4В) имел весовое отношение оксид церия/оксид циркония 1:9. Оба смешанных оксида церия-циркония нанесли на проточную монолитную подложку при заполнении грунтовкой 1,0 г/дюйм3 (0,061 г/см3). Полученные изделия высушили и подвергли обжигу.
Из готового изделия вырезали образец диаметром 1 дюйм (2,54 см) и длиной 3 дюйма (7,62 см).
Примеры 5А и 5В – Приготовление защитных слоев из Pd на смешанном оксиде церия-циркония
Изделия, приготовленные в соответствии с примерами 4А и 4В, перед вырезанием образцов пропитали водным раствором нитрата палладия (примеры 5А и 5В, соответственно). Полученные изделия высушили и подвергли обжигу; из каждого готового изделия вырезали образец диаметром 1 дюйм (2,54 см) и длиной 3 дюйма (7,62 см).
Процесс проводили таким образом, чтобы получить в готовом продукте заполнение палладием 5 г/фут3 (176,65 г/м3).
Пример 6 – Приготовление защитного слоя из Pd на оксиде алюминия
Изделие примера 3А перед вырезанием образца пропитали водным раствором нитрата палладия. Полученное изделие высушили и подвергли обжигу; из готового изделия вырезали образец диаметром 1 дюйм (2,54 см) и длиной 3 дюйма (7,62 см).
Процесс проводили таким образом, чтобы получить в готовом продукте заполнение палладием 5 г/фут3 (176,65 г/м3).
Пример 7 – Приготовление катализируемого фильтра пристеночного течения, содержащего Pt:Pd в весовом отношении 1:1
Фильтр с покрытием изготовили, используя тот же способ, что и в Сравнительном примере 2, за исключением того, что грунтовка, нанесенная и на входные, и на выходные каналы фильтра, дополнительно к нитрату платины содержала нитрат палладия. Заполнение грунтовкой входных и выходных каналов проводили таким образом, чтобы получить заполнение Pt 5 г/фут3 (176,65 г/м3), Pd 5 г/фут3 (176,65 г/м3) и на входных поверхностях, и на выходных поверхностях, т.е. общее заполнение PGM 10 г/фут3 (353,3 г/м3).
Из готового изделия вырезали образец диаметром 1 дюйм (2,54 см) и длиной 3 дюйма (7,62 см). Полученный образец описывается как «свежий», т.е. не подвергнутый старению.
Пример 8 – Приготовление катализируемого фильтра пристеночного течения, содержащего Pt:Pd в весовом отношении 5:1
Фильтр с покрытием изготовили, используя тот же способ, что и в Сравнительном примере 2, за исключением того, что грунтовка, нанесенная и на входные, и на выходные каналы фильтра, дополнительно к нитрату платины содержала нитрат палладия. Заполнение грунтовкой входных и выходных каналов проводили таким образом, чтобы получить заполнение Pt 5 г/фут3 (176,65 г/м3), Pd 1 г/фут3 (35,33 г/м3) и на входных поверхностях, и на выходных поверхностях, т.е. общее заполнение PGM 6 г/фут3 (212 г/м3).
Из готового изделия вырезали образец диаметром 1 дюйм (2,54 см) и длиной 3 дюйма (7,62 см). Полученный образец описывается как «свежий», т.е. не подвергнутый старению.
Пример 9 - Испытания системы
Испытания проводили в показанном на фиг. 1 первом лабораторном реакторе для определения активности синтетического катализатора (synthetic catalyst activity test - SCAT), в котором свежий образец покрытого Fe/бета-цеолитом катализатора SCR примера 1 расположили в газоходе по потоку после образца либо катализируемого фильтра пристеночного течения сравнительного примера 2 (контрольный опыт), либо свежих образцов сравнительного примера 2, за которыми, в свою очередь, следовали образцы защитных слоев примеров 3А, 3В, 4А, 4В, 5А, 5В или 6. По этому газоходу пропускали модельную газовую смесь при рабочем объеме катализатора 30000 ч-1. Печь использовали для нагревания (или «состаривания») образца катализируемого фильтра пристеночного течения с установившейся температурой на входе фильтра 900°С в течение 60 минут, в это время температура на входе катализатора SCR составляла 300°С. Образцы защитных слоев были расположены в печи непосредственно после образца сравнительного примера 2, их нагревали до 900°С (см. также фиг. 1). Для обеспечения падения температуры между фильтром и катализатором SCR использовали механизм воздушного (теплообменник) или водяного охлаждения. В ходе состаривания газовая смесь состояла из 10% О2, 6% Н2О, 6% СО2, 100 частей на миллион СО, 400 частей на миллион NO, 100 частей на миллион НС в форме С1, остальное - N2.
После состаривания состаренные катализаторы SCR вынимали из первого реактора SCAT и помещали во второй реактор SCAT, предназначенный для испытания NH3-SCR активности состаренных образцов. Затем проводили испытания SCR-активности состаренных катализаторов SCR при 150, 200, 250, 300, 350, 450, 550 и 650°С, используя модельную газовую смесь (О2=14%; Н2О=7%; СО2=5%; NH3=250 частей на миллион; NO=250 частей на миллион; NO2=0 частей на миллион; N2= остальное), полученную конверсию NOx отобразили в виде графиков относительно температуры для каждой экспериментальной точки, представленных на фиг. 2 и 3. Эти графики позволяют сопоставить конкуренцию между реакцией (9) и реакцией (5) и, таким образом, показывают, в какой степени реакция (9) влияет на конверсию NOx посредством потребления доступного NH3, необходимого для реакции SCR (реакции (5)).
Результаты приведены на фиг. 2 и 3. Как можно видеть на фиг. 2, катализатор SCR, находившийся после защитного слоя, содержащего 9:1 смешанного оксида церия-циркония примера 4А, почти полностью сохранил свою активность, тогда как у катализатора SCR, состаренного после защитного слоя, содержащего 1:9 смешанного оксида церия-циркония примера 4В, активность в отношении конверсии NOx была снижена. Результаты контрольного опыта только с образцом сравнительного примера 2 (без защитного слоя) показали, что в отсутствии защитного слоя активность катализатора SCR в отношении конверсии NOx существенно уменьшается. Авторы делают вывод, что этот результат объясняется тем, что платина испаряется из катализируемого сажевого фильтра сравнительного примера 2 и мигрирует далее по потоку на катализатор SCR. Мигрировавшая платина снижает общую конверсию NOx, так как вызывает нежелательное горение аммиака в соответствии с реакцией (9). Следовательно, пример 4В представляет собой более слабый защитный слой, чем пример 4А, так как катализатор SCR, «защищенный» защитным слоем примера 4В, в меньшей степени сохраняет активность в отношении конверсии NOx. Кроме того, авторы делают вывод, что, в соответствии с тенденцией, на которую указывают результаты для примеров 4В и 4А, 100% оксида церия будет функционировать подобно образцу примера 4А. Однако на выбор того, использовать ли оксид церия как таковой, могут влиять другие факторы, такие как необходимая термическая стойкость и/или устойчивость к отравлению серой. По существу, не зафиксировано снижения активности между свежим Fe/бета-цеолитным катализатором SCR и Fe/бета-цеолитным катализатором SCR, состаренным при 300°С в течение 1 часа без какого-либо катализатора, расположенного по потоку до него (результаты не представлены).
Пример 5В показывает, что способность образца примера 4В защищать катализатор SCR от контакта с испарившейся платиной улучшается при добавлении Pd. Однако, поскольку способность образца примера 4А (без палладия) защищать катализатор SCR от контакта с испарившейся платиной уже значительная, дополнительного улучшения при добавлении палладия к смешанному оксиду церия циркония 9:1 примера 4А не наблюдается. Следовательно, подводя итог, в примере 4А показано, что возможно защитить расположенный далее по потоку катализатор SCR от контакта с испарившейся платиной, не прибегая к использованию дорогих дополнительных компонентов, таких как палладий.
Из данных, представленных на фиг. 3, можно видеть, что оксид алюминия сам по себе обладает некоторой способностью защищать расположенный далее по потоку катализатор SCR от контакта с испарившейся платиной (пример 3В), и что такая способность может быть усилена путем увеличения заполнения грунтовки оксидом алюминия и, наиболее предпочтительно, нанесением палладия на оксид алюминия. Однако, при анализе экономической эффективности наилучший результат, полученный в примерах, соответствует использованию смешанного оксида церия-циркония в весовом отношении 9:1 примера 4А.
Пример 10 – Приготовление монолитной подложки, покрытой 3% вес. Cu/СНА-цеолитом
Выпускаемый промышленностью алюмосиликатный СНА-цеолит добавили в водный раствор Cu(NO3)2 при перемешивании. Суспензию отфильтровали, затем промыли и высушили. Эта процедура может быть повторяема до достижения заданного заполнения металлом. Конечный продукт подвергли обжигу. После смешивания добавили связующие и модификаторы реологических свойств, получив грунтовочную композицию.
Проточную кордиеритовую монолитную подложку с 400 ячеек на квадратный дюйм (62 ячейки на см2) покрыли водной суспензией образца 3% вес. Cu/СНА-цеолита, используя способ, описанный в WO 99/47260 настоящего Заявителя/Патентовладельца, как описано в примере 1 выше. Монолитную подложку с покрытием состаривали в печи в воздушной атмосфере при 500°С 5 часов. Из готового изделия вырезали образец диаметром 1 дюйм (2,54 см) и длиной 3 дюйма (7,62 см).
Пример 11 – Дополнительное исследование весового отношения Pt:Pd
Два дизельных катализатора окисления приготовили следующим образом:
ДИЗЕЛЬНЫЙ КАТАЛИЗАТОР ОКИСЛЕНИЯ А
Однослойный DOC приготовили следующим образом. Нитрат платины и нитрат палладия добавили в суспензию алюмосиликата. В эту суспензию добавили бета-цеолит так, чтобы она содержала < 30% масс. цеолита от общего содержания твердой фазы. Грунтовочную суспензию дозировали на проточную монолитную подложку с 400 cpsi (62 ячейки на см2), используя способ примера 10. Дозированное количество высушили и подвергли обжигу при 500°С. Общее заполнение металлом платиновой группы в грунтовке составило 60 г/фут3 (2112 г/м3), общее весовое отношение Pt:Pd составило 4:1. Из готового изделия вырезали образец диаметром 1 дюйм (2,54 см) и длиной 3 дюйма (7,62 см). Полученный образец может быть описан как «свежий», т.е. не подвергнутый старению.
ДИЗЕЛЬНЫЙ КАТАЛИЗАТОР ОКИСЛЕНИЯ В
Однослойный DOC приготовили следующим образом. Нитрат платины и нитрат палладия добавили в суспензию алюмосиликата. В эту суспензию добавили бета-цеолит так, чтобы она содержала < 30% масс. цеолита от общего содержания твердой фазы. Грунтовочную суспензию дозировали на проточную монолитную подложку с 400 cpsi (62 ячейки на см2), используя тот же способ, что и для DOC А. Дозированное количество высушили и подвергли обжигу при 500°С. Общее заполнение PGM в одном слое DOC составило 120 г/фут3 (4224 г/м3), общее весовое отношение Pt:Pd составило 2:1. Из готового изделия вырезали образец диаметром 1 дюйм (2,54 см) и длиной 3 дюйма (7,62 см). Полученный образец может быть описан как «свежий», т.е. не подвергнутый старению.
Оба катализатора подвергли испытаниям в соответствии с протоколами, описанными в примере 12. Результаты приведены на фиг. 5 со ссылкой на контрольный образец (состаренный катализатор SCR, который не состаривали дополнительно по потоку после DOC А или DOC В).
Пример 12 - Испытания системы
Испытания проводили в показанном на фиг. 1 первом лабораторном реакторе для определения активности синтетического катализатора (SCAT), в котором состаренный образец покрытого Cu/СНА-цеолитом катализатора SCR примера 1 расположили в газоходе по потоку после образца либо дизельного катализатора окисления (DOC) А или В (соответствующих примеру 11). По этому газоходу пропускали модельную газовую смесь с расходом 6 литров в минуту. Печь использовали для нагревания (или «состаривания») образцов DOC с установившейся температурой на входе катализатора 900°С в течение 2 часов. Катализатор SCR установили после образца DOC и поддерживали его температуру равной 300°С во время процесса старения, регулируя длину трубки между выходом печи и входом SCR, хотя также можно было надлежащим образом использовать кожух теплообменника с водяным охлаждением. Температуру определяли при помощи расположенных должным образом термопар (Т1 и Т2). Газовая смесь, используемая в ходе состаривания, содержала 40% воздуха, 50% N2, 10% Н2О.
После состаривания DOC катализатор SCR вынули из первого реактора SCAT и поместили во второй реактор SCAT, предназначенный для испытания NH3-SCR активности состаренных образцов. Затем провели испытания SCR-активности катализаторов SCR при 500°С, используя модельную газовую смесь (О2=10%; Н2О=5%; СО2=7,5%; СО=330 частей на миллион; NH3=400 частей на миллион; NO=500 частей на миллион; NO2=0 частей на миллион; N2= остальное, т.е. использовали величину альфа 0,8 (отношение NH3:NOx), так что максимальная возможная конверсия NOx была 80%), полученную конверсию NOx отобразили на графике в зависимости от температуры в виде гистограммы, представленной на Фиг. 5. Этот график позволяет сопоставить конкуренцию между реакцией (9) и реакцией (5) и, таким образом, показывает, в какой степени реакция (9) влияет на конверсию NOx посредством потребления доступного NH3, необходимого для реакции SCR (реакции (5)).
Исследование весового отношения Pt:Pd – Выводы
В целом, результаты примера 9, показанные на фиг. 4, в сравнении с результатами примеров 7 и 8 и сравнительного примера 2 указывают на то, что весовое отношение Pt:Pd от 1:1 до 5:1 является благоприятным для решения проблемы снижения активности в отношении конверсии NOx при испарении металла платиновой группы, преимущественно, платины из содержащего металл платиновой группы катализатора и его миграции далее, на катализатор SCR; и
Результаты примера 12, показанные на фиг. 5, в сравнении с результатами для дизельных катализаторов окисления А и В указывают на то, что для катализатора SCR, состаренного в положении после DOC с общим весовым отношением Pt:Pd 2:1, потеря активности в отношении конверсии NOx относительно медленная, с 67% активности в отношении конверсии NOx по сравнению с контрольными 72% активности в отношении конверсии NOx (катализатор SCR, состаренный в положении после DOC с общим весовым отношением Pt:Pd 1:1 (в настоящем документе не описан) с использованием того же протокола, характеризовался активностью в отношении конверсии NOx, равной 69%). Однако, когда общее весовое отношение Pt:Pd увеличивают до 4:1, активность SCR существенно снижается – до 48%.
Таким образом, авторы изобретения делают вывод, что существует граница, примерно на величине общего весового отношения Pt:Pd 2:1, за которой испарение Pt происходит с большей вероятностью. Следовательно, при ограничении общего весового отношения Pt:Pd в DOC в целом величиной 2:1 и весовым отношением Pt:Pd до ≤2:1 во втором слое грунтовки, Pt в DOC с меньшей вероятностью испаряется и мигрирует далее, на катализатор SCR.
Для исключения какого-либо сомнения, все содержанию любого документа и всех документов, цитируемых в этом документе, включается в него во всей полноте путем ссылки.

Claims (25)

1. Выхлопная система для автомобильного двигателя с воспламенением от сжатия, включающая:
(a) первую монолитную подложку, содержащую катализатор SCR;
(b) по меньшей мере, одну вторую монолитную подложку, содержащую каталитическое грунтовочное покрытие, содержащее, по меньшей мере, один металл платиновой группы (PGM), при этом указанная, по меньшей мере, одна вторая монолитная подложка расположена по потоку до первой монолитной подложки; и
(c) третью монолитную подложку, расположенную между первой монолитной подложкой и (каждой) второй монолитной подложкой,
при этом по меньшей мере, один PGM на (каждой) второй монолитной подложке представляет собой платину, и при этом третья монолитная подложка включает, по меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM, при этом указанный, по меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM третьей монолитной подложки включает каталитическую композицию, содержащую, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы, состоящей из палладия, меди, серебра, золота и сочетаний любых двух или более из них, нанесенную на, по меньшей мере, один материал-носитель.
2. Выхлопная система по п. 1, в которой, по меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM включает, по меньшей мере, один оксид металла.
3. Выхлопная система по п. 2, в которой, по меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM третьей монолитной подложки включает оксид металла, выбранный из группы,
состоящей из, необязательно, стабилизированного оксида алюминия, необязательно, стабилизированного оксида циркония, необязательно, стабилизированного смешанного оксида церия-циркония и смесей из любых двух или нескольких из них.
4. Выхлопная система по любому из пп. 1-3, в которой, по меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM является компонентом грунтовочного покрытия, нанесенного на третью монолитную подложку.
5. Выхлопная система по любому из пп. 1-3, в которой PGM компонент грунтовочного покрытия на, по меньшей мере, одной второй подложке включает и платину, и палладий.
6. Выхлопная система по п. 5, в которой весовое отношение Pt:Pd≤2.
7. Выхлопная система по любому из пп. 1-3 или 6, в которой грунтовка третьей монолитной подложки включает грунтовочное покрытие, содержащие и платину, и палладий в более низком весовом отношении Pt:Pd, чем (каждая) грунтовка (каждой) второй монолитной подложки.
8. Выхлопная система по п. 7, в которой весовое отношение Pt:Pd в грунтовочном покрытии третьей монолитной подложки ≤2.
9. Выхлопная система по любому из пп. 1-3 или 6, включающая средство для инжекции азотистого восстановителя или его прекурсора в поток выхлопного газа между первой монолитной подложкой и второй монолитной подложкой.
10. Выхлопная система по п. 9, в которой средство для инжекции предназначено для инжекции азотистого восстановителя или его прекурсора в поток выхлопного газа между (каждой) второй монолитной подложкой и третьей монолитной подложкой.
11. Выхлопная система по п. 9, в которой средство для инжекции предназначено для инжекции азотистого восстановителя или его прекурсора в поток выхлопного газа между третьей монолитной подложкой и первой монолитной подложкой.
12. Выхлопная система по любому из пп. 1-3, 6, 10 или 11, в которой, по меньшей мере, одна или каждая вторая монолитная подложка индивидуально подобрана из катализатора окисления и катализатора-абсорбера NOx (NAC).
13. Выхлопная система по любому из пп. 1-3, 6, 10 или 11, в которой, по меньшей мере, одна или каждая вторая монолитная подложка представляет собой фильтрующую монолитную подложку, имеющую входные поверхности и выходные поверхности, при этом входные поверхности отделены от выходных поверхностей пористой структурой.
14. Выхлопная система по любому из пп. 1-3, 6, 10 или 11, в которой первая монолитная подложка представляет собой фильтрующую монолитную подложку, имеющую входные поверхности и выходные поверхности, при этом входные поверхности отделены от выходных поверхностей пористой структурой.
15. Выхлопная система по п. 13, в которой фильтрующая монолитная подложка представляет собой фильтр пристеночного течения.
16. Выхлопная система по п. 14, в которой фильтрующая монолитная подложка представляет собой фильтр пристеночного течения.
17. Двигатель с воспламенением от сжатия, включающий выхлопную систему по любому из предшествующих пунктов.
18. Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия по п. 17, включающий средство управления двигателем, которое при использовании обеспечивает контакт, по меньшей мере, одной второй монолитной подложки с обогащенным выхлопным газом с целью образования аммиака на месте.
19. Автомобиль, включающий двигатель с воспламенением от сжатия по п. 17 или 18.
20. Способ уменьшения или предотвращения отравления катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), расположенного на первой монолитной подложке в выхлопной системе двигателя с воспламенением от сжатия, платиной, которая может испаряться из содержащей по меньшей мере один металл платиновой группы (PGM) каталитической композиции, в которой по меньшей мере один PGM является платиной, расположенной на, по меньшей мере, одной второй монолитной подложке по потоку до катализатора SCR, каковой способ включает адсорбцию испарившегося PGM, по меньшей мере, одним улавливающим PGM материалом, который расположен на третьей монолитной подложке, при этом указанный, по меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM включает каталитическую композицию, содержащую, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы, состоящей из палладия, меди, серебра, золота и сочетаний любых двух или более из них, нанесенную на, по меньшей мере, один материал-носитель.
RU2014128614A 2011-12-12 2012-12-11 Выхлопная система для двигателя ic, работающего на бедных смесях, содержащая компонент pgm и катализатор scr RU2620474C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161569530P 2011-12-12 2011-12-12
US61/569,530 2011-12-12
GB1200781.1 2012-01-18
GBGB1200781.1A GB201200781D0 (en) 2011-12-12 2012-01-18 Exhaust system for a lean-burn ic engine comprising a pgm component and a scr catalyst
PCT/GB2012/053089 WO2013088132A1 (en) 2011-12-12 2012-12-11 Exhaust system for a lean-burn ic engine comprising a pgm component and a scr catalyst

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014128614A RU2014128614A (ru) 2016-02-10
RU2620474C2 true RU2620474C2 (ru) 2017-05-25

Family

ID=45814151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014128614A RU2620474C2 (ru) 2011-12-12 2012-12-11 Выхлопная система для двигателя ic, работающего на бедных смесях, содержащая компонент pgm и катализатор scr

Country Status (10)

Country Link
US (2) US8668891B2 (ru)
EP (1) EP2790815B1 (ru)
JP (1) JP2015507116A (ru)
KR (1) KR20140110933A (ru)
CN (1) CN105561786B (ru)
BR (1) BR112014013244A8 (ru)
DE (2) DE102012222806A1 (ru)
GB (3) GB201200781D0 (ru)
RU (1) RU2620474C2 (ru)
WO (1) WO2013088132A1 (ru)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
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
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
EP2674584B2 (de) * 2012-06-14 2020-04-29 Umicore AG & Co. KG Verwendung eines Oxidationskatalysators zur Verhinderung der Kontamination eines SCR-Katalysators mit Platin
US8864875B2 (en) * 2012-11-13 2014-10-21 GM Global Technology Operations LLC Regeneration of a particulate filter based on a particulate matter oxidation rate
US9034269B2 (en) * 2012-11-29 2015-05-19 Basf Se Diesel oxidation catalyst comprising palladium, gold and ceria
US8992869B2 (en) * 2012-12-20 2015-03-31 Caterpillar Inc. Ammonia oxidation catalyst system
US9114363B2 (en) * 2013-03-15 2015-08-25 General Electric Company Aftertreatment system for simultaneous emissions control in stationary rich burn engines
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
RU2675363C2 (ru) * 2013-07-30 2018-12-19 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани Катализатор обработки проскочившего аммиака
GB2518418A (en) * 2013-09-20 2015-03-25 Johnson Matthey Plc Electrically heated catalyst for a compression ignition engine
DE102014118096A1 (de) * 2013-12-06 2015-06-11 Johnson Matthey Public Limited Company Edelmetall-molekularsieb-katalysatoren
RU2664036C2 (ru) * 2013-12-25 2018-08-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" Фильтрующий элемент для улавливания твердых частиц
US9744529B2 (en) 2014-03-21 2017-08-29 Basf Corporation Integrated LNT-TWC catalyst
KR102107657B1 (ko) * 2014-07-22 2020-05-07 두산인프라코어 주식회사 배기가스 정화 장치
WO2016028290A1 (en) * 2014-08-20 2016-02-25 Cummins Emission Solutions, Inc. Sulfur trioxide trap for use in preventing catalyst deactivation by ammonium sulfate/bisulfate
EP3256251B8 (en) 2015-02-13 2024-04-03 Johnson Matthey Public Limited Company Exhaust system for a compression ignition engine having a capture region for volatilised platinum
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
WO2017005778A1 (en) * 2015-07-09 2017-01-12 Haldor Topsøe A/S System for the removal of particulate matter and noxious compounds from engine exhaust gas
GB2546164A (en) * 2015-09-30 2017-07-12 Johnson Matthey Plc Gasoline particulate filter
DE102015225579A1 (de) 2015-12-17 2017-06-22 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Verhinderung der Kontamination eines SCR-Katalysators mit Platin
EP3400108B1 (en) * 2016-01-08 2021-03-31 Johnson Matthey Public Limited Company Method and apparatus for coating an end surface of a monolithic substrate
US10247070B2 (en) 2016-02-16 2019-04-02 Cummins Emission Solutions Inc. System and methods for reducing SOx gases in aftertreatment systems
JP6676438B2 (ja) * 2016-03-30 2020-04-08 日本碍子株式会社 還元剤噴射装置、排ガス処理方法、及び排ガス処理装置
PL3442702T5 (pl) 2016-04-11 2024-04-29 Johnson Matthey Public Limited Company Sposób powlekania podłoża pianką stabilizowaną cząstkami
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
KR102401150B1 (ko) * 2016-07-19 2022-05-25 우미코레 아게 운트 코 카게 디젤 산화 촉매 컨버터
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
GB2554656A (en) * 2016-09-30 2018-04-11 Jaguar Land Rover Ltd Exhaust gas treatment apparatus
JP2021525643A (ja) 2018-05-29 2021-09-27 ビーエーエスエフ コーポレーション 超低ＮＯｘ制御のためのディーゼル酸化触媒

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090260349A1 (en) * 2008-04-16 2009-10-22 Ford Global Technologies, Llc Air-injection system to improve effectiveness of selective catalytic reduction catalyst for gasoline engines
RU2008132330A (ru) * 2006-01-06 2010-02-20 Джонсон Мэттей Паблик Лимитед Компани (Gb) Выхлопная система для двигателя внутреннего сгорания и устройство, включающее эту систему
WO2010075345A2 (en) * 2008-12-24 2010-07-01 Basf Catalysts Llc Emissions treatment systems and methods with catalyzed scr filter and downstream scr catalyst
US20110064632A1 (en) * 2009-09-14 2011-03-17 Ford Global Technologies, Llc Staged Catalyst System and Method of Using the Same
US20110138777A1 (en) * 2010-10-12 2011-06-16 Hungwen Jen Diesel engine exhaust treatment system and method including a platinum group metal trapping device

Family Cites Families (79)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
JPH0422707A (ja) 1990-05-15 1992-01-27 Mitsubishi Motors Corp 触媒コンバータ
US5122185A (en) * 1991-06-17 1992-06-16 Johnson Matthey Inc. Low pressure drop, high surface area platinum recovery system in a nitric acid plant
AU650794B2 (en) 1991-10-03 1994-06-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for purifying exhaust of internal combustion engine
JPH05187230A (ja) * 1992-01-14 1993-07-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
EP0622107B1 (en) 1993-04-28 2000-02-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying catalyst in diesel engines
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
EP0842700B1 (de) 1996-11-11 1999-03-24 Degussa Ag Abgasreinigungskatalysator mit Verbessertem Umsatz für Kohlenwasserstoffe
US6093378A (en) 1997-05-07 2000-07-25 Engelhard Corporation Four-way diesel exhaust catalyst and method of use
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
GB9805815D0 (en) 1998-03-19 1998-05-13 Johnson Matthey Plc Manufacturing process
JP2002540918A (ja) 1998-07-10 2002-12-03 エイエスイーシー・マニュファクチュアリング 内燃エンジン排出ガス処理用の改善された触媒式吸着剤システム及びその製造方法
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
CN100366770C (zh) 2003-03-14 2008-02-06 同和控股（集团）有限公司 回收铂族元素的方法
US7229597B2 (en) 2003-08-05 2007-06-12 Basfd Catalysts Llc Catalyzed SCR filter and emission treatment system
US7490464B2 (en) * 2003-11-04 2009-02-17 Basf Catalysts Llc Emissions treatment system with NSR and SCR catalysts
US7722829B2 (en) 2004-09-14 2010-05-25 Basf Catalysts Llc Pressure-balanced, catalyzed soot filter
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
BRPI0713882A2 (pt) 2006-06-29 2012-11-06 Umicore Ag & Co Kg catalisador de três vias
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
KR100917495B1 (ko) 2006-11-27 2009-09-16 나노스텔라 인코포레이티드 팔라듐-금을 포함하는 엔진 배기가스 촉매
US7534738B2 (en) * 2006-11-27 2009-05-19 Nanostellar, Inc. Engine exhaust catalysts containing palladium-gold
TWI449572B (zh) * 2006-11-29 2014-08-21 Umicore Shokubai Japan Co Ltd Oxidation catalyst and the oxidation catalyst using an exhaust gas purification system
PL2117707T5 (pl) 2007-02-27 2019-01-31 Basf Corporation Katalizatory zeolit cha -miedź
EP2150328B1 (en) 2007-04-26 2015-03-11 Johnson Matthey PLC SCR METHOD AND SYSTEM USING Cu/SAPO-34 ZEOLITE CATALYST
JP4982241B2 (ja) * 2007-04-27 2012-07-25 エヌ・イーケムキャット株式会社 自動車用排気ガス浄化触媒、排気ガス浄化触媒系、および排気ガスの浄化方法
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
US9863297B2 (en) * 2007-12-12 2018-01-09 Basf Corporation Emission treatment system
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
GB0808427D0 (en) 2008-05-09 2008-06-18 Johnson Matthey Plc Apparatus
EP2368630A4 (en) 2008-12-19 2013-07-31 Cataler Corp CATALYST FOR THE PURIFICATION OF EXHAUST GASES
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
US8246923B2 (en) 2009-05-18 2012-08-21 Umicore Ag & Co. Kg High Pd content diesel oxidation catalysts with improved hydrothermal durability
DE102009033635B4 (de) 2009-07-17 2020-11-05 Umicore Ag & Co. Kg Katalytisch aktives Partikelfilter mit Schwefelwasserstoff-Sperrfunktion, seine Verwendung und Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden und Partikeln
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
US20120302439A1 (en) 2009-12-31 2012-11-29 Nanostellar, Inc. Engine exhaust catalysts doped with bismuth or manganese
GB201000019D0 (en) 2010-01-04 2010-02-17 Johnson Matthey Plc Coating a monolith substrate with catalyst component
RU2570883C2 (ru) 2010-02-01 2015-12-10 Джонсон Мэтти Плс Катализаторы поглощения nox
US8263033B2 (en) 2010-02-23 2012-09-11 Ford Global Technologies, Llc Palladium-contaning oxidation catalyst
EP2560755A1 (de) 2010-04-20 2013-02-27 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
US20130095013A1 (en) 2010-06-24 2013-04-18 N.E. Chemcat Corporation Exhaust gas purification catalyst apparatus using selective reduction catalyst, exhaust gas purification method, and diesel automobile mounted with exhaust gas purification catalyst apparatus
WO2012002052A1 (ja) 2010-06-30 2012-01-05 エヌ・イー ケムキャット株式会社 選択還元型触媒を用いた排気ガス浄化装置及び排気ガス浄化方法
US8303919B2 (en) * 2010-10-21 2012-11-06 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. System and method for protection of SCR catalyst and control of multiple emissions
US8323599B2 (en) 2010-11-22 2012-12-04 Umicore Ag & Co. Kg Three-way catalyst having an upstream multi-layer catalyst
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
DE112012001456T5 (de) * 2011-04-19 2013-12-19 Cummins Inc. System, Verfahren und Gerät zur Behandlung einer mit Platin kontaminierten katalytischen Komponente
CN103582523B (zh) 2011-04-28 2015-11-25 恩亿凯嘉股份有限公司 废气净化装置
EP2707118B1 (en) 2011-05-13 2019-12-04 Basf Se Catalyzed soot filter with layered design
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
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
GB201200784D0 (en) 2011-12-12 2012-02-29 Johnson Matthey Plc Exhaust system for a lean-burn internal combustion engine including SCR catalyst

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2008132330A (ru) * 2006-01-06 2010-02-20 Джонсон Мэттей Паблик Лимитед Компани (Gb) Выхлопная система для двигателя внутреннего сгорания и устройство, включающее эту систему
US20090260349A1 (en) * 2008-04-16 2009-10-22 Ford Global Technologies, Llc Air-injection system to improve effectiveness of selective catalytic reduction catalyst for gasoline engines
WO2010075345A2 (en) * 2008-12-24 2010-07-01 Basf Catalysts Llc Emissions treatment systems and methods with catalyzed scr filter and downstream scr catalyst
US20110064632A1 (en) * 2009-09-14 2011-03-17 Ford Global Technologies, Llc Staged Catalyst System and Method of Using the Same
US20110138777A1 (en) * 2010-10-12 2011-06-16 Hungwen Jen Diesel engine exhaust treatment system and method including a platinum group metal trapping device

Also Published As

Publication number Publication date
BR112014013244A2 (pt) 2017-06-13
EP2790815A1 (en) 2014-10-22
CN105561786B (zh) 2018-10-02
GB201200781D0 (en) 2012-02-29
GB2497658A (en) 2013-06-19
EP2790815B1 (en) 2020-05-13
BR112014013244A8 (pt) 2019-01-22
US8668891B2 (en) 2014-03-11
RU2014128614A (ru) 2016-02-10
JP2015507116A (ja) 2015-03-05
CN105561786A (zh) 2016-05-11
US8986635B2 (en) 2015-03-24
WO2013088132A1 (en) 2013-06-20
CN104010715A (zh) 2014-08-27
GB201402435D0 (en) 2014-03-26
GB2507689B (en) 2015-05-20
DE102012222806A1 (de) 2013-06-27
US20140186245A1 (en) 2014-07-03
US20130149222A1 (en) 2013-06-13
GB2507689A (en) 2014-05-07
KR20140110933A (ko) 2014-09-17
DE102012025751A1 (de) 2015-07-30
GB201222277D0 (en) 2013-01-23
GB2497658B (en) 2015-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2620474C2 (ru) Выхлопная система для двигателя ic, работающего на бедных смесях, содержащая компонент pgm и катализатор scr
RU2608998C2 (ru) Монолитная подложка с катализатором scr
US10688475B2 (en) Catalysed substrate monolith
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
KR20160010565A (ko) 압축 점화 엔진을 위한 산화 촉매

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191212