RU2723550C2 - Катализатор, предотвращающий проскок аммиака, с низким образованием h2o - Google Patents
Катализатор, предотвращающий проскок аммиака, с низким образованием h2o Download PDFInfo
- Publication number
- RU2723550C2 RU2723550C2 RU2018101716A RU2018101716A RU2723550C2 RU 2723550 C2 RU2723550 C2 RU 2723550C2 RU 2018101716 A RU2018101716 A RU 2018101716A RU 2018101716 A RU2018101716 A RU 2018101716A RU 2723550 C2 RU2723550 C2 RU 2723550C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- scr
- catalytic reduction
- selective catalytic
- layer
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 553
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 328
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 163
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 20
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 351
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 claims abstract description 305
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 165
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 98
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims abstract description 95
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 95
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 66
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 46
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 24
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 222
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 84
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 239000002184 metal Chemical group 0.000 claims description 39
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 26
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 23
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 20
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 15
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 14
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 claims description 12
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical group [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 9
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 8
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 7
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 6
- GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N (D)-(+)-Pantothenic acid Chemical compound OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(O)=O GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910004625 Ce—Zr Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 4
- -1 mixed oxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 4
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 298
- 239000002585 base Substances 0.000 description 76
- 239000000047 product Substances 0.000 description 71
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 60
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 60
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 55
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 22
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 11
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 9
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 6
- 230000010718 Oxidation Activity Effects 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 4
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L calcium;1,3,5,2,4,6$l^{2}-trioxadisilaluminane 2,4-dioxide;dihydroxide;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[OH-].[OH-].[Ca+2].O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1.O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1 UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052676 chabazite Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L Copper hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cu+2] JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000005750 Copper hydroxide Substances 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- HEHRHMRHPUNLIR-UHFFFAOYSA-N aluminum;hydroxy-[hydroxy(oxo)silyl]oxy-oxosilane;lithium Chemical compound [Li].[Al].O[Si](=O)O[Si](O)=O.O[Si](=O)O[Si](O)=O HEHRHMRHPUNLIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CNLWCVNCHLKFHK-UHFFFAOYSA-N aluminum;lithium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Li+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O CNLWCVNCHLKFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BESJRHHIPGWPTC-UHFFFAOYSA-N azane;copper Chemical class N.[Cu] BESJRHHIPGWPTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229910001956 copper hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZKXWKVVCCTZOLD-UHFFFAOYSA-N copper;4-hydroxypent-3-en-2-one Chemical compound [Cu].CC(O)=CC(C)=O.CC(O)=CC(C)=O ZKXWKVVCCTZOLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012013 faujasite Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000005802 health problem Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000012243 magnesium silicates Nutrition 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052670 petalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003057 platinum Chemical class 0.000 description 1
- NWAHZABTSDUXMJ-UHFFFAOYSA-N platinum(2+);dinitrate Chemical compound [Pt+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O NWAHZABTSDUXMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000002459 porosimetry Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052851 sillimanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052642 spodumene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
- B01J23/8926—Copper and noble metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/76—Iron group metals or copper
- B01J29/763—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
- B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/04—Alumina
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/08—Silica
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/42—Platinum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
- B01J29/42—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/44—Noble metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
- B01J29/42—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/46—Iron group metals or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/723—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/76—Iron group metals or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/80—Mixtures of different zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/82—Phosphates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0201—Impregnation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/024—Multiple impregnation or coating
- B01J37/0244—Coatings comprising several layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
- B01J37/038—Precipitation; Co-precipitation to form slurries or suspensions, e.g. a washcoat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2825—Ceramics
- F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1021—Platinum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1023—Palladium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1025—Rhodium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1026—Ruthenium
-
- 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
- B01D2255/1028—Iridium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/104—Silver
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/106—Gold
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/206—Rare earth metals
- B01D2255/2065—Cerium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20707—Titanium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20723—Vanadium
-
- 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
- B01D2255/2073—Manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20738—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20746—Cobalt
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20753—Nickel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20761—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20769—Molybdenum
-
- 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
- B01D2255/20776—Tungsten
-
- 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
- B01D2255/20784—Chromium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/209—Other metals
- B01D2255/2092—Aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/30—Silica
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/50—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/50—Zeolites
- B01D2255/504—ZSM 5 zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/902—Multilayered catalyst
- B01D2255/9022—Two layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/902—Multilayered catalyst
- B01D2255/9025—Three layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/911—NH3-storage component incorporated in the catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J2029/062—Mixtures of different aluminosilicates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
- B01J2229/18—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
- B01J2229/186—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself not in framework positions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
- F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
- F01N2370/04—Zeolitic material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2510/00—Surface coverings
- F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
- F01N2510/063—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction zeolites
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2510/00—Surface coverings
- F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
- F01N2510/068—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings
-
- 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
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/14—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
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/18—Ammonia
-
- 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
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к катализатору для предотвращения проскока аммиака, содержащему комбинацию платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является Cu-SCR катализатором, содержащим медь и молекулярное сито, или Fe-SCR катализатором, содержащим железо и молекулярное сито, где носитель с низким накоплением аммиака является кремнийсодержащим носителем, который содержит кремнезем или цеолит с отношением кремнезема к оксиду алюминия ≥500, и где отношение количества первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) к количеству платины на носителе с низким накоплением аммиака находится в интервале от 0,1:1 до 300:1 включительно в расчете на массу этих компонентов. 3 н. и 66 з.п. ф-лы, 11 ил., 3 табл., 13 пр.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Данное изобретение относится к катализаторам, предотвращающим проскок аммиака (ASC), изделиям, содержащим катализаторы, предотвращающие проскок аммиака, и способам изготовления и применения таких изделий, чтобы уменьшать проскок аммиака.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ, ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ ДАННОМУ ИЗОБРЕТЕНИЮ
Сжигание углеводородов в дизельных двигателях, стационарных газовых турбинах и других системах образует выхлопные газы, которые должны быть обработаны, чтобы удалить оксиды азота (NOx), которые содержат NO (оксид азота) и NO2 (диоксид азота), причем NO составляет основную часть образованных NOx. Известно, что NOx вызывают ряд проблем со здоровьем у людей, а также вызывают ряд эффектов, вредных для окружающей среды, которые включают образование смога и кислотного дождя. Для того, чтобы уменьшить воздействие NOx в выхлопных газах на людей и окружающую среду, желательно исключить эти нежелательные компоненты, предпочтительно посредством процесса, который не образует другие вредные или токсичные вещества.
Выхлопные газы, образующиеся в двигателях, работающих на обедненных топливных смесях, и дизельных двигателях, являются обычно окислительными. NOx необходимо восстановить селективным образом посредством катализатора и восстановителя в процессе, известном как селективное каталитическое восстановление (SCR), который превращает NOx в элементарный азот (N2) и воду. В процессе селективного каталитического восстановления (SCR) газообразный восстановитель, обычно безводный аммиак, водный раствор аммиака или мочевину, добавляют к потоку выхлопных газов перед контактированием выхлопных газов с катализатором. Восстановитель абсорбируется на катализаторе, и NOx восстанавливаются, когда газы проходят через катализированную основу или над ней. Для того чтобы максимизировать конверсию NOx, часто необходимо добавлять большее, чем стехиометрическое, количество аммиака к газовому потоку. Однако высвобождение избыточного аммиака в атмосферу могло бы неблагоприятно влиять на здоровье людей и на окружающую среду. Кроме того, аммиак является едкой щелочью, особенно в его водной форме. Конденсация аммиака и воды в областях выпускной линии ниже по потоку от каталитических нейтрализаторов отработавших газов может приводить к образованию коррозионной смеси, которая может повреждать систему выпуска отработавших газов. Поэтому высвобождение аммиака в выхлопных газах должно быть устранено. Во многих обычных системах выпуска отработавших газов катализатор окисления аммиака (иначе называемый катализатором, предотвращающим проскок аммиака, или «ASC») установлен ниже по потоку от катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), чтобы удалять аммиак из выхлопных газов посредством конвертирования его в азот. Применение катализаторов, предотвращающих проскок аммиака, может делать возможным получение величин конверсии NOx более чем 90%, что выше типичного ездового цикла дизельного двигателя.
Являлось бы желательным иметь катализатор, который обеспечивает как удаление NOx посредством селективного каталитического восстановления (SCR), так и селективную конверсию аммиака до азота, где конверсия аммиака происходит на протяжении широкого интервала температур в ездовом цикле транспортного средства, и образуется минимальное количество оксида азота и закиси азота в качестве побочных продуктов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В первом аспекте данное изобретение относится к катализатору, содержащему комбинацию платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), предпочтительно Cu-SCR катализатора или Fe-SCR катализатора. Носитель с низким накоплением аммиака может являться кремнийсодержащим носителем. Кремнийсодержащий носитель может содержать кремнезем или цеолит с отношением кремнезема к глинозему по меньшей мере 100. Комбинация платины на носителе с низким накоплением аммиака является или (1) смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) или (2) двойным слоем, имеющим верхний слой, содержащий первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), и нижний слой, содержащий платину на носителе с низким накоплением аммиака, где нижний слой расположен на основе или на третьем катализаторе селективного каталитического восстановления (SCR), расположенным между нижним слоем и третьим катализатором селективного каталитического восстановления (SCR). Катализатор может дополнительно содержать второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен смежным образом со смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), и второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) по меньшей мере частично покрывает смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR). Катализатор может дополнительно содержать третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен смежным образом со смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), и смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) по меньшей мере частично покрывает третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). Катализаторы могут предоставлять улучшение в выходе N2 от аммиака при температуре от примерно 250°C до примерно 350°C по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и нанесенная платина присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
В другом аспекте данное изобретение относится к способам изготовления катализаторов, содержащих смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором.
В еще одном аспекте данное изобретение относится к изделиям, содержащим катализаторы, содержащие смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, и применению этих изделий при обеспечении улучшения в выходе N2 от аммиака при температуре от примерно 250°C до примерно 350°C.
В другом аспекте данное изобретение относится к системе выпуска отработавших газов, содержащей катализаторы, содержащие смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, и изделиям, содержащим эти катализаторы.
В еще одном аспекте данное изобретение относится к способам улучшения выхода N2 от аммиака в выхлопных газах при температуре от примерно 250°C до примерно 350°C посредством контактирования выхлопных газов, содержащих аммиак, с катализатором, содержащим смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором.
В другом аспекте данное изобретение относится к способам уменьшения образования N2O от NH3 в выхлопных газах, способ включает контактирование выхлопных газов, содержащих аммиак, с катализатором, содержащим смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигуры 1-7 являются схематическими представлениями конфигураций катализаторов, содержащих смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR). Часть катализатора, содержащего смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), обозначают как «смесь» на этих фигурах.
Фиг. 1 изображает конфигурацию, в которой второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен в потоке выхлопных газов поверх смеси, и второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает всю смесь в целом.
Фиг. 2 изображает конфигурацию, в которой второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен в потоке выхлопных газов перед смесью, и второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает всю смесь в целом.
Фиг. 3 изображает конфигурацию, в которой второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен в потоке выхлопных газов перед смесью, и второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает часть, однако не всю смесь в целом.
Фиг. 4 изображает конфигурацию, в которой второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает всю смесь в целом, и часть второго катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) расположена в потоке выхлопных газов после смеси.
Фиг. 5 изображает конфигурацию, в которой второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает часть, однако не всю смесь в целом, и часть второго катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) расположен в потоке выхлопных газов после смеси.
Фиг. 6 изображает конфигурацию, в которой третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является нижним слоем на основе, при втором слое, содержащем смесь, частично покрывающем третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), и третьем слое, содержащем второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), расположенном поверх второго слоя и покрывающем весь слой смеси.
Фиг. 7 изображает конфигурацию, в которой третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является нижним слоем на основе, при втором слое, содержащем смесь, частично, а не полностью, покрывающем третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), и третьем слое, содержащем второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), расположенном поверх второго слоя и частично, а не полностью, покрывающем весь слой смеси.
Фиг. 8 изображает конфигурацию, в которой имеется единственный слой, содержащий смесь.
Фигуры 9-11 изображают конфигурации, в которых платина на носителе с низким накоплением аммиака присутствует в слое, и слой не содержит смесь платины на кремнийсодержащем носителе в первом катализаторе селективного каталитического восстановления (SCR). Часть катализатора, содержащую смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) обозначают как «Поддерживаемая Pt» на этих фигурах.
Фиг. 9 изображает конфигурацию, в которой второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен в потоке выхлопных газов поверх слоя поддерживаемой платины, и второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает весь слой поддерживаемой платины.
Фиг. 10 изображает конфигурацию, в которой второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен в потоке выхлопных газов перед смесью, и второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает весь слой поддерживаемой платины.
Фиг. 11 изображает конфигурацию, в которой третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является нижним слоем на основе, при втором слое, содержащем слой поддерживаемой платины, частично покрывающем третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), и третьем слое, содержащем второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), расположенном поверх второго слоя и покрывающем весь слой поддерживаемой платины.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ДАННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как использовано в данном описании и в прилагаемой формуле изобретения, формы единственного числа подразумевают включение формы множественного числа, если только из контекста ясно не следует иное. Соответственно, например, ссылка на «катализатор» включает смесь двух или более катализаторов, и т.п.
Как использовано в данном документе, термин «проскок аммиака» означает количество непрореагировавшего аммиака, который проходит через катализатор селективного каталитического восстановления (SCR).
Термин «носитель» означает материал, на котором закреплен катализатор.
Термин «носитель с низким накоплением аммиака» означает носитель, который сохраняет менее чем 0,001 ммоль NH3 на м3 носителя. Носитель с низким накоплением аммиака является предпочтительно молекулярным ситом или цеолитом, имеющим тип каркасной структуры, выбранный из группы, состоящей из AEI, ANA, ATS, BEA, CDO, CFI, CHA, CON, DDR, ERI, FAU, FER, GON, IFR, IFW, IFY, IHW, IMF, IRN, IRY, ISV, ITE, ITG, ITN, ITR, ITW, IWR, IWS, IWV, IWW, JOZ, LTA, LTF, MEL, MEP, MFI, MRE, MSE, MTF, MTN, MTT, MTW, MVY, MWW, NON, NSI, RRO, RSN, RTE, RTH, RUT, RWR, SEW, SFE, SFF, SFG, SFH, SFN, SFS, SFV, SGT, SOD, SSF, SSO, SSY, STF, STO, STT, SVR, SVV, TON, TUN, UOS, UOV, UTL, UWY, VET, VNI. Более предпочтительно, носитель с низким накоплением аммиака является молекулярным ситом или цеолитом, имеющим тип каркасной структуры, выбранный из группы, состоящей из BEA, CDO, CON, FAU, MEL, MFI и MWW, еще более предпочтительно тип каркасной структуры выбран из группы, состоящей из BEA и MFI.
Термин «обжигать» или «обжиг» означает нагревание материала в воздушной или кислородной атмосфере. Это определение соответствует определению ИЮПАК (IUPAC) для обжига. (ИЮПАК. Компендиум по технической терминологии, применяемой в химии, 2-е издание. («Золотая книга»). (IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Составлено A.D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). Электронная скорректированная версия в формате XML: http://goldbook.iupac.org (2006-), создана M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; обновления собраны A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8. идентификатор цифрового объекта (doi):10.1351/goldbook.) Обжиг выполняют, чтобы разложить металлическую соль и промотировать обмен ионов металла внутри катализатора и также присоединение катализатора к основе. Температуры, применяемые при обжиге, зависят от компонентов в материале, подлежащем обжигу, и обычно находятся между примерно 400°C до примерно 900°C в течение приблизительно от 1 до 8 часов. В некоторых случаях обжиг может быть выполнен вплоть до температуры примерно 1200°C. В видах применения, включающих процессы, описанные в данном документе, обжиги обычно выполняют при температурах от примерно 400°C до примерно 700°C в течение приблизительно от 1 до 8 часов, предпочтительно при температурах от примерно 400°C до примерно 650°C в течение приблизительно от 1 до 4 часов.
Термин «примерно» означает «приблизительно» и относится к интервалу, который является необязательно ±25%, предпочтительно ±10%, более предпочтительно ±5% или наиболее предпочтительно ±1% от величины, с которой данный термин связан.
Когда интервал или интервалы представлены для различных численных элементов, интервал или интервалы могут включать указанные величины, если не указано иное.
Термин «селективность в отношении N2» означает степень конверсии в процентах аммиака в азот.
В первом аспекте данного изобретения катализатор содержит комбинацию платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR). Комбинация платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) является или (a) смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) или (b) двойным слоем, имеющим верхний слой, содержащий первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), и нижний слой, содержащий платину на носителе с низким накоплением аммиака, где нижний слой может быть расположен на основе. Носитель с низким накоплением аммиака может являться кремнийсодержащим носителем. Кремнийсодержащий носитель может содержать кремнезем или цеолит с отношением кремнезема к глинозему ≥100, предпочтительно ≥200, более предпочтительно ≥250, еще более предпочтительно ≥300, особенно ≥400, особенно более предпочтительно ≥500, особенно еще более предпочтительно ≥750 и наиболее предпочтительно ≥1000. В каждом аспекте данного изобретения первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, более предпочтительно Cu-SCR катализатором.
Отношение количества первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) к количеству платины на носителе с низким накоплением аммиака в смеси может находиться в интервале от 0,1 до 300:1, включительно, предпочтительно от 3:1 до 300:1, включительно, более предпочтительно 7:1 до 100:1, включительно, еще более предпочтительно, интервал от 10:1 до 50:1, включительно, в расчете на массу этих компонентов.
Термин «загрузка активного компонента» относится к сумме «масса носителя платины+масса платины+масса первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) в смеси». Платина может присутствовать в катализаторе в загрузке активного компонента от примерно 0,01 до примерно 0,3 масс.%, включительно, предпочтительно от примерно 0,03 до 0,2 масс.%, включительно, более предпочтительно от примерно 0,05 до 0,17 масс.%, включительно, наиболее предпочтительно от примерно 0,07 до 0,15 масс.%, включительно.
Когда платина присутствует в нижнем слое двойного слоя, платина может присутствовать в количестве от примерно 0,1 масс.% до 2 масс.%, включительно, предпочтительно от 0,1 до 1 масс.%, включительно, более предпочтительно от 0,1 масс.% до 0,5 масс.%, включительно, по отношению к массе слоя. Дополнительные катализаторы, такие как палладий (Pd), золото (Au) серебро (Ag), рутений (Ru) или родий (Rh) могут присутствовать вместе с Pt, предпочтительно в смеси с Pt.
Катализаторы селективного каталитического восстановления (SCR)
В различных вариантах осуществления, композиции могут содержать один, два или три катализатора селективного каталитического восстановления (SCR). Первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), который всегда присутствует в композициях, может присутствовать или (1) в смеси с Pt на носителе с низким накоплением аммиака или (2) в верхнем слое, когда катализаторы присутствуют в двойном слое, и Pt присутствует в нижнем слое. Первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, более предпочтительно Cu-SCR катализатором. Cu-SCR катализатор содержит медь и молекулярное сито. Fe-SCR катализатор содержит железо и молекулярное сито. Молекулярные сита дополнительно описаны ниже. Молекулярное сито может быть алюмосиликатом, алюмофосфатом (AlPO), силикоалюмофосфатом (SAPO) или их смесями. Медь или железо могут быть расположены внутри каркасной структуры молекулярного сита и/или во внекаркасных (обменных) позициях внутри молекулярного сита.
Второй и третий катализаторы селективного каталитического восстановления (SCR) могут быть одними и теми же или разными. Второй и третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) могут быть неблагородным металлом, оксидом неблагородного металла, благородным металлом, молекулярным ситом, металлзамещенным молекулярным ситом или их смесью. Неблагородный металл может быть выбран из группы, состоящей из ванадия (V), молибдена (Mo), вольфрама (W), хрома (Cr), церия (Ce), марганца (Mn), железа (Fe), кобальта (Co), никеля (Ni) и меди (Cu), и их смесей. Композиции селективного каталитического восстановления (SCR), состоящие из ванадия, поддерживаемого на огнеупорном оксиде металла, таком как глинозем, кремнезем, диоксид циркония, диоксид титана, оксид церия и их комбинации, хорошо известны и широко применяются в промышленном масштабе в передвижной технике. Типичные композиции описаны в патентах США №№ 4010238 и 4085193, полное содержание которых включено в данный документ посредством ссылки. Композиции, применяемые в промышленном масштабе, особенно в передвижной технике, содержат TiO2, на котором WO3 и V2O5 диспергированы при концентрациях в интервале от 5 до 20 масс.% и от 0,5 до 6 масс.%, соответственно. Благородным металлом может являться платина (Pt), палладий (Pd), золото (Au), серебро (Ag), рутений (Ru) или родий (Rh), или их смеси. Второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) может содержать промотированный Ce-Zr или MnO2. Эти катализаторы могут содержать другие неорганические материалы, такие как SiO2 и ZrO2, действующие в качестве связующих или промоторов.
Когда катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является неблагородным металлом, каталитическое изделие может дополнительно содержать по меньшей мере один промотор на основе неблагородного металла. Как использовано в данном документе, «промотор» понимается как означающий вещество, которое, когда оно добавлено в катализатор, увеличивает активность катализатора. Промотор на основе неблагородного металла может быть в форме металла, оксида металла или их смеси. По меньшей мере один промотор катализатора из неблагородного металла может быть выбран из неодима (Nd), бария (Ba), церия (Ce), лантана (La), празеодима (Pr), магния (Mg), кальция (Ca), марганца (Mn), цинка (Zn), ниобия (Nb), циркония (Zr), молибдена (Mo), олова (Sn), тантала (Ta), стронция (Sr) и их оксидов. По меньшей мере один промотор катализатора из неблагородного металла может предпочтительно быть MnO2, Mn2O3, Fe2O3, SnO2, CuO, CoO, CeO2 и их смесями. По меньшей мере один промотор катализатора из неблагородного металла может быть добавлен к катализатору в форме соли в водном растворе, такой как нитрат или ацетат. По меньшей мере один промотор катализатора из неблагородного металла и по меньшей мере один катализатор из неблагородного металла, например, медь, могут быть импрегнированы из водного раствора в материал(ы) оксидного носителя, могут быть добавлены в покрытие из пористого оксида (washcoat), содержащее материал(ы) оксидного носителя, или могут быть импрегнированы в носитель, предварительно покрытый покрытием из пористого оксида.
Катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) может содержать молекулярное сито или металлзамещенное молекулярное сито. Как использовано в данном документе, термин «молекулярное сито» понимается как означающий метастабильный материал, содержащий очень маленькие поры точного и однородного размера, который может быть применен в качестве адсорбента для газов и жидкостей. Молекулы, которые достаточно малы, чтобы проходить через поры, адсорбируются, в то время как молекулы большего размера нет. Молекулярное сито может быть цеолитовым молекулярным ситом, нецеолитовым молекулярным ситом или их смесью.
Цеолитовым молекулярным ситом является микропористый алюмосиликат, имеющий любую из каркасных структур, перечисленных в Базе данных цеолитовых структур, опубликованной Международной ассоциацией по цеолитам (IZA). Каркасные структуры включают, однако без ограничения ими, типы CHA, FAU, BEA, MFI, MOR. Неограничивающие примеры цеолитов, имеющих эти структуры, включают шабазит, фожазит, цеолит Y, ультрастабильный цеолит Y, бета-цеолит, морденит, силикалит, цеолит X и ZSM-5. Алюмосиликатные цеолиты могут иметь молярное отношение кремнезем/глинозем (SAR), определенное как SiO2/Al2O3) от по меньшей мере примерно 5, предпочтительно по меньшей мере примерно 20, при применимых интервалах от примерно 10 до 200.
Любой из катализаторов селективного каталитического восстановления (SCR) может содержать молекулярное сито с малым, средним или большим размером пор, или же их смесь. «Молекулярное сито с малым размером пор» является молекулярным ситом, имеющим в своей структуре максимальный размер кольца из 8 тетраэдрически координированных атомов. «Молекулярное сито со средним размером пор» является молекулярным ситом, имеющим в своей структуре максимальный размер кольца из 10 тетраэдрически координированных атомов. «Молекулярное сито с большим размером пор» является молекулярным ситом, имеющим в своей структуре максимальный размер кольца из 12 тетраэдрически координированных атомов. Второй и/или третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) может содержать молекулярное сито с малым размером пор, выбранное из группы, состоящей из алюмосиликатных молекулярных сит, алюмосиликатных молекулярных сит с замещенным металлом, алюмофосфатных (AlPO) молекулярных сит, алюмофосфатных молекулярных сит с замещенным металлом (MeAlPO), силикоалюмофосфатных (SAPO) молекулярных сит и силикоалюмофосфатных молекулярных сит с замещенным металлом (MeAPSO), и их смесей.
Любой из катализаторов селективного каталитического восстановления (SCR) может содержать молекулярное сито с малым размером пор, выбранное из группы типов каркасной структуры, состоящей из ACO, AEI, AEN, AFN, AFT, AFX, ANA, APC, APD, ATT, CDO, CHA, DDR, DFT, EAB, EDI, EPI, ERI, GIS, GOO, IHW, ITE, ITW, LEV, KFI, MER, MON, NSI, OWE, PAU, PHI, RHO, RTH, SAT, SAV, SFW, SIV, THO, TSC, UEI, UFI, VNI, YUG и ZON, и их смесей и/или сростков. Предпочтительно молекулярное сито с малым размером пор выбирают из группы типов каркасной структуры, состоящей из CHA, LEV, AEI, AFX, ERI, SFW, KFI, DDR и ITE.
Любой из катализаторов селективного каталитического восстановления (SCR) может содержать молекулярное сито со средним размером пор, выбранное из группы типов каркасной структуры, состоящей из AEL, AFO, AHT, BOF, BOZ, CGF, CGS, CHI, DAC, EUO, FER, HEU, IMF, ITH, ITR, JRY, JSR, JST, LAU, LOV, MEL, MFI, MFS, MRE, MTT, MVY, MWW, NAB, NAT, NES, OBW, PAR, PCR, PON, PUN, RRO, RSN, SFF, SFG, STF, STI, STT, STW, SVR, SZR, TER, TON, TUN, UOS, VSV, WEI и WEN, и их смесей и/или сростков. Предпочтительно молекулярное сито со средним размером пор выбирают из группы типов каркасной структуры, состоящей из MFI, FER и STT.
Любой из катализаторов селективного каталитического восстановления (SCR) может содержать молекулярное сито с большим размером пор, выбранное из группы типов каркасной структуры, состоящей из AFI, AFR, AFS, AFY, ASV, ATO, ATS, BEA, BEC, BOG, BPH, BSV, CAN, CON, CZP, DFO, EMT, EON, EZT, FAU, GME, GON, IFR, ISV, ITG, IWR, IWS, IWV, IWW, JSR, LTF, LTL, MAZ, MEI, MOR, MOZ, MSE, MTW, NPO, OFF, OKO, OSI, RON, RWY, SAF, SAO, SBE, SBS, SBT, SEW, SFE, SFO, SFS, SFV, SOF, SOS, STO, SSF, SSY, USI, UWY и VET, и их смесей и/или сростков. Предпочтительно молекулярное сито с большим размером пор выбирают из группы типов каркасной структуры, состоящей из MOR, OFF и BEA.
Молекулярные сита в Cu-SCR или Fe-SCR катализаторах предпочтительно выбирают из группы, состоящей из ACO, AEI, AEN, AFN, AFT, AFX, ANA, APC, APD, ATT, CDO, CHA, DDR, DFT, EAB, EDI, EPI, ERI, GIS, GOO, IHW, ITE, ITW, LEV, KFI, MER, MON, NSI, OWE, PAU, PHI, RHO, RTH, SAT, SAV, SIV, THO, TSC, UEI, UFI, VNI, YUG, ZON, BEA, MFI и FER, и их смесей и/или сростков. Более предпочтительно, молекулярные сита в Cu-SCR и Fe-SCR выбирают из группы, состоящей из AEI, AFX, CHA, DDR, ERI, ITE, KFI, LEV, SFW, BEA, MFI и FER, и их смесей и/или сростков.
Металлзамещенное молекулярное сито может иметь по меньшей мере один металл из одной из групп VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB или IIB Периодической таблицы, осажденный на внекаркасных позициях структуры на внешней поверхности или внутри каналов, полостей или каркасов молекулярных сит. Металлы могут находиться в одной из нескольких форм, включающих, однако не ограничивающихся ими, атомы или кластеры металла с нулевой валентностью, изолированные катионы, моноядерные или полиядерные оксикатионы или же оксиды металлов. Предпочтительно, металлами могут являться железо, медь и их смеси или комбинации.
Металл может быть объединен с цеолитом при применении смеси или раствора предшественника металла в подходящем растворителе. Термин «предшественник металла» означает любое соединение или комплекс, которые могут быть диспергированы на цеолите, чтобы предоставить каталитически активный металлический компонент. Предпочтительно, растворитель является водой, вследствие как экономических аспектов, так и экологических аспектов применения других растворителей. Когда медь применяют в качестве предпочтительного металла, подходящие комплексы или соединения включают, однако не ограничиваются ими, безводный и гидратированный сульфат меди, нитрат меди, ацетат меди, ацетилацетонат меди, оксид меди, гидроксид меди и соли аммиакатов меди (например, [Cu(NH3)4]2+). Это изобретение не ограничено предшественниками металла конкретного типа, составом или чистотой. Молекулярное сито может быть добавлено к раствору металлического компонента, чтобы образовать суспензию, которой затем предоставляют возможность реакционного взаимодействия таким образом, что металлический компонент распределяется на цеолите. Металл может быть распределен в поровых каналах, а также на внешней поверхности молекулярного сита. Металл может быть распределен в ионной форме или в качестве оксида металла. Например, медь может быть распределена в качестве ионов меди (II), ионов меди (I) или в качестве оксида меди. Молекулярное сито, содержащее металл, может быть отделено от жидкой фазы суспензии, промыто и высушено. Результирующее металлсодержащее молекулярное сито может затем быть подвергнуто обжигу, чтобы зафиксировать металл в молекулярном сите. Предпочтительно, второй и третий катализаторы содержат Cu-SCR катализатор, содержащий медь и молекулярное сито, Fe-SCR катализатор, содержащий железо и молекулярное сито, катализатор на основе ванадия, промотированный Ce-Zr или промотированный MnO2.
Металлзамещенное молекулярное сито может содержать в интервале от примерно 0,10% до примерно 10% по массе металла группы VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB или IIB, расположенного на внекаркасных позициях структуры на внешней поверхности или внутри каналов, полостей или каркасов молекулярного сита. Предпочтительно, металл во внекаркасных позициях структуры может присутствовать в количестве в интервале от примерно 0,2% до примерно 5% по массе.
Металлзамещенное молекулярное сито может быть молекулярным ситом с поддерживаемой медью (Cu) или железом (Fe), имеющим от примерно 0,1 до примерно 20,0 масс.% меди или железа от общей массы катализатора. Более предпочтительно медь или железо присутствует от примерно 0,5 масс.% до примерно 15 масс.% от общей массы катализатора. Наиболее предпочтительно медь или железо присутствует от примерно 1 масс.% до примерно 9 масс.% от общей массы катализатора.
Композиции могут содержать один или несколько дополнительных металлов совместно с Pt. Этими одним или несколькими дополнительными металлами могут быть золото (Au), иридий (Ir), палладий (Pd), родий (Rh), рутений (Ru) или серебро (Ag). Эти металлы могут присутствовать в количестве от примерно 0,1 масс.% до примерно 20 масс.%, включительно, предпочтительно от примерно 0,3 масс.% до примерно 10 масс.%, включительно.
В первом аспекте данного изобретения, смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) может дополнительно содержать по меньшей мере один элемент из палладия (Pd), золота (Au), серебра (Ag), рутения (Ru) или родия (Rh).
В первом аспекте данного изобретения, нижний слой, содержащий платину на носителе с низким накоплением аммиака, может дополнительно содержать по меньшей мере один элемент из палладия (Pd), золота (Au), серебра (Ag), рутения (Ru) или родия (Rh). Нижний слой может также содержать смешанный оксидный катализатор, обладающий способностью к сохранению аммиака. Смешанный оксидный катализатор является предпочтительно промотированным CeZr или MnO2.
Катализаторы, описанные в данном документе, могут быть применены при обработке селективным каталитическим восстановлением (SCR) выхлопных газов от различных двигателей. Одним из свойств катализатора, содержащего смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является Cu-SCR или Fe-SCR катализатором, является то, что он может предоставлять улучшение в выходе N2 от аммиака при температуре от примерно 250°C до примерно 350°C, по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и платина, поддерживаемая на слое, который сохраняет аммиак, присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой. Другим свойством катализатора, содержащего смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, является то, что он может предоставлять уменьшенное образование N2O от NH3 по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и платина, поддерживаемая на носителе, который сохраняет аммиак, присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
В другом аспекте данного изобретения, способ изготовления катализатора, содержащего смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, включает смешивание катализатора, содержащего платину на носителе с низким накоплением аммиака, с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором. Среднему специалисту в данной области техники будут понятны методы, посредством которых эти материалы могут быть смешаны. Например, платина может быть размещена на носителе с низким накоплением аммиака посредством импрегнирования носителя с низким накоплением аммиака раствором соли платины, предпочтительно нитрата платины, при применении обычной технологии пропитки по влагоемкости. После импрегнирования носитель может быть высушен, предпочтительно при примерно 100°C, в воздушной атмосфере в стационарной печи в течение примерно 5 часов и затем подвергнут обжигу в воздушной атмосфере при примерно 500°C в стационарной печи в течение 2 часов. Платина на носителе с низким накоплением аммиака может быть смешана с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) посредством различных технологий, не тех, что известны специалистам в данной области техники. Например, смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака может быть смешана с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) в виде покрытия из пористого оксида посредством суспендирования порошка платины на носителе, который не поддерживает аммиак, с порошком катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) при применении промышленного смесителя. Может быть добавлено связующее, такое как глинозем. Суспензия может затем быть нанесена в качестве покрытия из пористого оксида на основу, такую как основа с сотовой структурой.
В одном аспекте данного изобретения, различные конфигурации катализаторов, содержащих смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) могут быть приготовлены. Часть катализатора, содержащего смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака, в первом катализаторе селективного каталитического восстановления (SCR), обозначают как «смесь» на фигурах, описанных ниже.
В первой конфигурации, катализатор может содержать первый слой, содержащий смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, и второй слой, содержащий второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где второй слой расположен в виде слоя поверх первого слоя, и второй слой покрывает весь первый слой. Фиг. 1 изображает конфигурацию, в которой второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен в потоке выхлопных газов поверх смеси, и второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает всю смесь в целом.
Во второй конфигурации, катализатор может содержать первый слой, содержащий смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, и второй слой, содержащий второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где первая часть второго катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) расположена выше по потоку от первого слоя, и вторая часть второго катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует во втором слое, где второй слой покрывает весь первый слой. Фиг. 2 изображает конфигурацию, в которой второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен в потоке выхлопных газов перед смесью, и второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает всю смесь в целом.
В третьей конфигурации, катализатор может содержать первый слой, содержащий смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, и второй слой, содержащий второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где первая часть второго катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) расположена выше по потоку от первого слоя, и вторая часть второго катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует во втором слое, где второй слой покрывает часть первого слоя, но не весь первый слой. Второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) может перекрывать смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) при величине перекрывания от примерно 10% до 95%, включительно, предпочтительно от 50% до 95%, включительно. Фиг. 3 изображает конфигурацию, в которой второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен в потоке выхлопных газов перед смесью, и второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает часть, однако не всю смесь. На Фиг. 3, второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает примерно 40% смеси.
В четвертой конфигурации, катализатор может содержать первый слой, содержащий смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, и второй слой, содержащий второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где первая часть второго катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) расположена ниже по потоку от первого слоя, и вторая часть второго катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует во втором слое, где второй слой покрывает весь первый слой. Фиг. 4 изображает конфигурацию, в которой второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает всю смесь в целом, и часть второго катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) расположена в потоке выхлопных газов после смеси.
В пятой конфигурации, катализатор может содержать первый слой, содержащий смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, и второй слой, содержащий второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где первая часть второго катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) расположена ниже по потоку от первого слоя, и вторая часть второго катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует во втором слое, где второй слой покрывает часть первого слоя, но не весь первый слой. Второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) может перекрывать смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) при величине перекрывания от примерно 10% до 95%, включительно, предпочтительно от 50% до 95%, включительно. Фиг. 5 изображает конфигурацию, в которой второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает часть, однако не всю смесь в целом, и часть второго катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) расположен в потоке выхлопных газов после смеси. На Фиг. 5, второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает примерно 95% смеси.
В шестой конфигурации, катализатор может содержать первый слой, содержащий третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). Первый слой частично, а не полностью, покрыт смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором. Смесь может покрывать третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) при величине перекрывания от примерно 10% до 95%, включительно, предпочтительно от 50% до 95%, включительно. Второй слой покрыт третьим слоем, содержащим второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где третий слой покрывает весь второй слой. Фиг. 6 изображает конфигурацию, в которой третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является нижним слоем на основе, при втором слое, содержащем смесь, частично покрывающем третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), и третьем слое, содержащем второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), расположенном поверх второго слоя и покрывающем весь слой смеси.
В седьмой конфигурации, катализатор может содержать первый слой, содержащий третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). Первый слой частично, а не полностью, покрыт смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором. Смесь может покрывать третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) при величине перекрывания от примерно 10% до 95%, включительно, предпочтительно от 50% до 95%. Второй слой покрыт третьим слоем, содержащим второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где третий слой частично, а не полностью, покрывает второй слой, и часть второго катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) также расположена ниже по потоку от смеси и также покрывает часть третьего катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) ниже по потоку от второго слоя. Второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) может покрывать третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) при величине перекрывания от примерно 10% до 95%, включительно, предпочтительно от 50% до 95%, включительно. Фиг. 7 изображает конфигурацию, в которой третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является нижним слоем на основе, при втором слое, содержащем смесь, частично, однако не полностью, покрывающем третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), и третьем слое, содержащем второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), расположенном поверх второго слоя и частично, однако не полностью, покрывающем весь слой смеси. Второй слой покрывает примерно 60% первого слоя и слой со вторым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает примерно 20% первого слоя. Термин «покрытие» означает часть слоя, которая находится в непосредственном контакте с другим слоем.
В восьмой конфигурации, катализатор может содержать единственный слой, содержащий платину на носителе с низким накоплением аммиака. Фиг. 8 изображает конфигурацию, в которой единственный слой, содержащий платину на носителе с низким накоплением аммиака, расположен в потоке выхлопных газов.
В девятой конфигурации, катализатор может содержать первый слой, содержащий платину на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) и второй слой, содержащий второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где второй слой расположен в виде слоя поверх первого слоя, и второй слой покрывает весь первый слой. Фиг. 9 изображает конфигурацию, в которой второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен в потоке выхлопных газов поверх поддерживаемой платины, и второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает весь слой поддерживаемой платины.
В десятой конфигурации, катализатор может содержать первый слой, содержащий платину на носителе с низким накоплением аммиака, и второй слой, содержащий второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где первая часть второго катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) расположена выше по потоку первого слоя, и вторая часть второго катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует во втором слое, где второй слой покрывает весь первый слой. Фиг. 10 изображает конфигурацию, в которой второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен в потоке выхлопных газов перед смесью, и второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) покрывает весь слой поддерживаемой платины.
В одиннадцатой конфигурации, катализатор может содержать первый слой, содержащий третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). Первый слой частично, а не полностью, покрыт вторым слоем, содержащим платину на носителе с низким накоплением аммиака. Слой, содержащий поддерживаемую платину, может покрывать третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) при величине перекрывания от примерно 10% до 95%, включительно, предпочтительно от 50% до 95%, включительно. Второй слой, содержащий поддерживаемую платину, покрыт третьим слоем, содержащим второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где третий слой покрывает весь второй слой. Фиг. 11 изображает конфигурацию, в которой третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является нижним слоем на основе, при втором слое, содержащем поддерживаемую Pt, частично покрывающем третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), и третьем слое, содержащем второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), расположенном поверх второго слоя и покрывающем всю поддерживаемую платину.
В одном аспекте данного изобретения, изделие содержит: (1) катализатор в соответствии с первым аспектом данного изобретения, (2) основу, на которой расположены катализаторы, (3) впускное отверстие и (4) выпускное отверстие. Катализатор может иметь одну из конфигураций, описанных выше.
Основа для катализатора может являться любым материалом, обычно применяемым для получения автомобильных катализаторов, который содержит проточную или фильтрующую структуру, такую как сотовую структуру, экструдированный носитель, металлическую основу или фильтр селективного каталитического восстановления (SCRF). Предпочтительно основа имеет множество тонких, параллельных каналов для протекания газа, протянутых от впускной до выпускной поверхности основы таким образом, что каналы открыты для протекания текучей среды. Такие монолитные носители могут содержать вплоть до примерно 700 или более каналов (или «ячеек») на квадратный дюйм поперечного сечения, хотя гораздо меньше может быть использовано. Например, носитель может иметь от примерно 7 до 600, более обычно от примерно 100 до 400, ячеек на квадратный дюйм («ячеек/кв.дюйм»). Каналы, которые являются по существу прямыми путями от их впускного отверстия для текучей среды до их выпускного отверстия для текучей среды, определены стенками, которые покрыты катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) в качестве «покрытия из пористого оксида», так что газы, протекающие через каналы, контактируют с каталитическим материалом. Каналы для протекания в монолитной основе являются тонкостенными каналами, которые могут иметь любую подходящую форму поперечного сечения, такую как трапецеидальную, прямоугольную, квадратную, треугольную, синусоидальную, гексагональную, овальную, круговую, и т.д. Данное изобретение не ограничивается конкретным типом, материалом или геометрией основы.
Керамические основы могут быть изготовлены из любого подходящего огнеупорного материала, такого как кордиерит, кордиерит-α-глинозем, α-глинозем, карбид кремния, нитрид кремния, диоксид циркония, муллит, сподумен, глинозем-кремнезем-оксид магния, силикат циркония, силлиманит, силикаты магния, циркон, петалит, алюмосиликаты и их смеси.
Основы с проточными стенками могут также быть сформированы из керамических волокнистых композиционных материалов, таких как те, что сформированы из кордиерита и карбида кремния. Такие материалы способны противостоять условиям окружающей среды, особенно высоким температурам, имеющим место при обработке потоков выхлопных газов.
Основы могут являться высокопористой основой. Термин «высокопористая основа» относится к основе, имеющей пористость между примерно 40% и примерно 80%. Высокопористая основа может иметь пористость предпочтительно по меньшей мере примерно 45%, более предпочтительно по меньшей мере примерно 50%. Высокопористая основа может иметь пористость предпочтительно менее чем примерно 75%, более предпочтительно менее чем примерно 70%. Термин «пористость», как использовано в данном документе, относится к общей пористости, предпочтительно определяемой ртутной порометрией.
Предпочтительно, основой может являться кордиерит, высокопористый кордиерит, металлическая основа, экструдированный SCR, фильтр с проточными стенками, фильтр или фильтр селективного каталитического восстановления (SCRF).
Покрытие из пористого оксида, содержащее смесь платины на кремнийсодержащем носителе и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, может быть нанесено на впускной стороне основы при применении способа, известного в данной области техники. После нанесения покрытия из пористого оксида композиция может быть высушена и подвергнута обжигу. Когда композиция содержит второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) может быть нанесен в виде отдельного покрытия из пористого оксида на обожженное изделие, имеющее нижний слой, как описано выше. После того, как второе покрытие из пористого оксида нанесено, оно может быть высушено и подвергнуто обжигу, как было выполнено для первого слоя.
Основа со слоем, содержащим платину, может быть высушена и подвергнута обжигу при температуре в интервале от 300°C до 1200°C, предпочтительно от 400°C до 700°C и более предпочтительно от 450°C до 650°C. Обжиг предпочтительно выполняют при сухих условиях, однако он может также быть выполнен гидротермическим образом, т.е. при наличии некоторого содержания влаги. Обжиг может быть выполнен в течение времени между примерно 30 минутами и примерно 4 часами, предпочтительно между примерно 30 минутами и примерно 2 часами, более предпочтительно между примерно 30 минутами и примерно 1 часом.
Система выпуска отработавших газов может содержать катализатор, имеющий одну из одиннадцати конфигураций, описанных выше, и средство для образования NH3 в выхлопных газах, где NH3 образуется в выхлопных газах перед контактированием выхлопных газов с катализатором.
Система выпуска отработавших газов может содержать (1) катализатор, содержащий платину на носителе с низким накоплением аммиака, и первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, и первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в виде смеси с платиной, и (2) средство для образования NH3 в выхлопных газах, где NH3 образуется в выхлопных газах перед контактированием выхлопных газов с катализатором. Система выпуска отработавших газов может содержать: (1) катализатор, содержащий смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, (2) второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен смежным образом со смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) и по меньшей мере частично покрывает смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), и (3) средство для образования NH3 в выхлопных газах, где NH3 образуется в выхлопных газах перед контактированием выхлопных газов с катализатором. Система выпуска отработавших газов может содержать (1) катализатор, содержащий смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, (2) второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен смежным образом со смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) и по меньшей мере частично покрывает смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), (3) третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен смежным образом со смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), и смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) по меньшей мере частично покрывает третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), и (4) средство для образования NH3 в выхлопных газах, где NH3 образуется в выхлопных газах перед контактированием выхлопных газов с катализатором.
В другом аспекте данного изобретения, способ улучшения выхода N2 от аммиака в выхлопных газах при температуре от примерно 250°C до примерно 350°C включает контактирование выхлопных газов, содержащих аммиак, с катализатором в соответствии с первым аспектом данного изобретения. Улучшение в выходе может составлять от примерно 10% до примерно 20% при примерно 250°C по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и нанесенная платина присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
В другом аспекте данного изобретения, способ улучшения выхода N2 от аммиака в выхлопных газах при температуре от примерно 250°C до примерно 350°C включает контактирование выхлопных газов, содержащих аммиак, с катализатором, содержащим (1) смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, и первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в виде смеси с платиной, и (2) второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен смежным образом со смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) и по меньшей мере частично покрывает смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR). Улучшение в выходе может составлять от примерно 10% до примерно 20% при примерно 250°C по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и нанесенная платина присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
В другом аспекте данного изобретения, способ улучшения выхода N2 от аммиака в выхлопных газах при температуре от примерно 250°C до примерно 350°C включает контактирование выхлопных газов, содержащих аммиак, с катализатором, содержащим (1) смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, и первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в виде смеси с платиной, (2) второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен смежным образом со смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) и по меньшей мере частично покрывает смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), и (3) третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен смежным образом со смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), и смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) по меньшей мере частично покрывает третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). Улучшение в выходе может составлять от примерно 10% до примерно 20% при примерно 250°C по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и нанесенная платина присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
В другом аспекте данного изобретения, способ уменьшения образования N2O от NH3 в выхлопных газах включает контактирование выхлопных газов, содержащих аммиак, с катализатором, содержащим смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является предпочтительно Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором. Уменьшение в выходе N2O может составлять от примерно 40% до примерно 70% при примерно 250°C по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и нанесенная платина присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
В другом аспекте данного изобретения, способ уменьшения образования N2O от NH3 в выхлопных газах включает контактирование выхлопных газов, содержащих аммиак, с катализатором, содержащим (1) смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), предпочтительно Cu-SCR катализатор или Fe-SCR катализатор, присутствует в виде смеси с платиной, и (2) второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен смежным образом со смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) и по меньшей мере частично покрывает смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR). Уменьшение в выходе N2O может составлять от примерно 40% до примерно 70% при примерно 250°C по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и нанесенная платина присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
В другом аспекте данного изобретения, способ уменьшения образования N2O от NH3 в выхлопных газах включает контактирование выхлопных газов, содержащих аммиак, с катализатором, содержащим (1) смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является Cu-SCR катализатором или Fe-SCR катализатором, и первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в виде смеси с платиной, (2) второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен смежным образом со смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) и по меньшей мере частично покрывает смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR), и (3) третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен смежным образом со смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) и смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) по меньшей мере частично покрывает третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR). Уменьшение в выходе N2O может составлять от примерно 40% до примерно 70% при примерно 250°C по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и нанесенная платина присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
Представленные ниже примеры лишь иллюстрируют данное изобретение; специалистам в данной области техники будут понятны многочисленные вариации, которые находятся в пределах сущности данного изобретения и объема формулы изобретения.
ПРИМЕРЫ
Пример 1 - Двойной слой смеси с 1 масс.% Pt на цеолите MFI (мольное отношение кремнезема к глинозему (SAR)=2100) с Cu-CHA в нижнем слое и Cu-CHA в верхнем слое с покрыванием полной длины нижнего слоя с Pt верхним слоем Cu-CHA.
Нижний слой, содержащий покрытие из пористого оксида, содержащее смесь 1 масс.% Pt на ZSM-5 (каркасная структура MFI с мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR)=2100) и Cu-CHA (медный шабазит), наносили на керамическую основу. Покрытие из пористого оксида отделяли от основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Pt, цеолита с высоким мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR) и Cu-CHA на изделие составляла 3 г/фут3 (106 г/м3), 0,18 г/дюйм3 (0,011 г/см3) и 1,8 г/дюйм3 (0,11 г/см3), соответственно.
Верхний слой, содержащий второе покрытие из пористого оксида, содержащее Cu-CHA, наносили на основу, покрытую нижним слоем, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы до расстояния примерно 50% от длины основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Cu-CHA в верхнем слое составляла 1,8 г/дюйм3 (0,11 г/см3). Изделие разрезали в соответствующих местах вдоль длины изделия, чтобы образовать новое изделие меньшего размера, имеющее 100% смеси нижнего слоя, покрытого верхним слоем из Cu-CHA. Этот материал является Примером 1. Конфигурация Примера 1 показана на Фиг. 1.
Пример 2 - Двойной слой смеси с 2 масс.% Pt на цеолите MFI (мольное отношение кремнезема к глинозему (SAR)=2100) с Cu-CHA в нижнем слое и Cu-CHA в верхнем слое с покрыванием полной длины нижнего слоя с Pt верхним слоем Cu-CHA.
Нижний слой, содержащий покрытие из пористого оксида, содержащее смесь 2 масс.% Pt на ZSM-5 (каркасная структура MFI с мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR)=2100) и Cu-CHA, наносили на керамическую основу, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Pt, цеолита с высоким мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR) и Cu-CHA на изделие составляла 3 г/фут3 (106 г/м3), 0,09 г/дюйм3 (0,0055 г/см3) и 0,9 г/дюйм3 (0,055 г/см3), соответственно.
Верхний слой, содержащий второе покрытие из пористого оксида, содержащее Cu-CHA, наносили на основу, покрытую нижним слоем, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы до расстояния примерно 50% от длины основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Cu-CHA в верхнем слое составляла 1,8 г/дюйм3 (0,11 г/см3). Изделие разрезали в соответствующих местах вдоль длины изделия, чтобы образовать новое изделие меньшего размера, имеющее 100% смеси нижнего слоя, покрытого верхним слоем из Cu-CHA. Этот материал является Примером 2. Конфигурация Примера 2 показана на Фиг. 1.
Пример 3 - Двойной слой смеси с 2 масс.% Pt на аморфном кремнеземе с Cu-CHA в нижнем слое и Cu-CHA в верхнем слое с покрыванием полной длины нижнего слоя с Pt верхним слоем Cu-CHA.
Нижний слой наносили на керамическую основу при применении покрытия из пористого оксида, содержащего смесь 2 масс.% Pt на аморфном кремнеземе и Cu-CHA. Покрытие из пористого оксида наносили на керамическую основу, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Pt, цеолита с высоким мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR) и Cu-CHA на изделие составляла 3 г/фут3 (106 г/м3), 0,09 г/дюйм3 (0,0055 г/см3) и 0,9 г/дюйм3 (0,055 г/см3), соответственно.
Верхний слой наносили на основу, покрытую нижним слоем, при применении второго покрытия из пористого оксида, содержащего Cu-CHA, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы до расстояния примерно 50% от длины основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Cu-CHA в верхнем слое составляла 1,8 г/дюйм3 (0,11 г/см3). Изделие разрезали в соответствующих местах вдоль длины изделия, чтобы образовать новое изделие меньшего размера, имеющее 100% смеси нижнего слоя, покрытого верхним слоем из Cu-CHA. Этот материал является Примером 3. Конфигурация Примера 3 показана на Фиг. 1.
Пример 4 - Двойной слой смеси с 1 масс.% Pt на глиноземе с Cu-CHA в нижнем слое и Cu-CHA в верхнем слое с покрыванием полной длины нижнего слоя с Pt верхним посредством Cu-CHA.
Нижний слой, содержащий покрытие из пористого оксида, содержащее смесь 1 масс.% Pt на глиноземе и Cu-CHA, наносили на керамическую основу, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Pt, цеолита с высоким мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR) и Cu-CHA на изделие составляла 3 г/фут3 (106 г/м3), 0,18 г/дюйм3 (0,011 г/см3) и 1,8 г/дюйм3 (0,11 г/см3), соответственно.
Верхний слой, содержащий второе покрытие из пористого оксида, содержащее Cu-CHA, наносили на основу, покрытую нижним слоем, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы до расстояния примерно 50% от длины основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Cu-CHA в верхнем слое составляла 1,8 г/дюйм3 (0,11 г/см3). Изделие разрезали в соответствующих местах вдоль длины изделия, чтобы образовать новое изделие меньшего размера, имеющее 100% смеси нижнего слоя, покрытого верхним слоем из Cu-CHA. Этот материал является Примером 4. Конфигурация Примера 4 показана на Фиг. 1.
Пример 5 - Двойной слой смеси с 2 масс.% Pt на диоксиде титана с Cu-CHA в нижнем слое и Cu-CHA в верхнем слое с покрыванием полной длины нижнего слоя с Pt верхним слоем Cu-CHA.
Нижний слой, содержащий покрытие из пористого оксида, содержащее смесь 2 масс.% Pt на диоксиде титана и Cu-CHA, наносили на керамическую основу, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Pt, цеолита с высоким мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR) и Cu-CHA на изделие составляла 3 г/фут3 (106 г/м3), 0,09 г/дюйм3 (0,0055 г/см3) и 0,9 г/дюйм3 (0,055 г/см3), соответственно.
Верхний слой, содержащий второе покрытие из пористого оксида, содержащее Cu-CHA, наносили на основу, покрытую нижним слоем, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы до расстояния примерно 50% от длины основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Cu-CHA в верхнем слое составляла 1,8 г/дюйм3 (0,11 г/см3). Изделие разрезали в соответствующих местах вдоль длины изделия, чтобы образовать новое изделие меньшего размера, имеющее 100% смеси нижнего слоя, покрытого верхним слоем из Cu-CHA. Этот материал является Примером 5. Конфигурация Примера 5 показана на Фиг. 1.
Примеры 1-5 сравнивают активность окисления NH3 свежеприготовленных катализаторов со сходной конфигурацией смеси в нижнем слое и полностью покрытых верхним слоем из Cu-CHA, где смесь содержит Pt на различных материалах носителя: кремнийсодержащем цеолите, кремнеземе, глиноземе и диоксиде титана (Таблица 1). Примеры 1-2 предоставляют наиболее высокую активность окисления NH3 при 250°C, с величинами конверсии более чем 80%. В противоположность этому, Примеры 3-5 предоставляют значительно более низкие величины конверсии NH3 при 250°C. Эти результаты показывают, что Pt на носителе с низким накоплением аммиака, таком как кремнийсодержащий носитель (например, цеолит или кремнезем), требуется, чтобы достигнуть удовлетворительной активности окисления NH3.
Таблица 1. Сравнение установившегося состояния активности окисления NH3 свежеприготовленных катализаторов при 200 млн-1 NH3, 10% O2, 4,5% H2O, 4,5% CO2, остальное N2 при объемной скорости SV=120000 ч-1.
| Пример | Активность при 250°C | Активность при 450°C | ||||||
| Конверсия NH3 (%) | Выход N2 (%) | N2O (млн-1) | NOx (млн-1) | Конверсия NH3 (%) | Выход N2 (%) | N2O (млн-1) | NOx (млн-1) | |
| 1-свежеприготовленный | 80,2 | 68,7 | 11,9 | 0,2 | 97,1 | 95,5 | 1,1 | 1,1 |
| 2-свежеприготовленный | 81,6 | 70,0 | 11,8 | 0,4 | 97,0 | 95,2 | 1,3 | 1,2 |
| 3-свежеприготовленный | 91,2 | 74,7 | 17,1 | 0,1 | 98,1 | 95,7 | 1,7 | 1,6 |
| 4-свежеприготовленный | 15,4 | 13,7 | 1,7 | 0,0 | 96,5 | 94,8 | 1,3 | 1,0 |
| 5-свежеприготовленный | 56,5 | 48,7 | 7,9 | 0,2 | 98,2 | 94,2 | 3,2 | 2,0 |
Пример 6 - Двойной слой смеси 4 масс.% Pt на цеолите MFI (мольное отношение кремнезема к глинозему (SAR)=40) с Cu-CHA в нижнем слое и Cu-CHA в верхнем слое с покрыванием полной длины нижнего слоя с Pt верхним слоем Cu-CHA.
Нижний слой, содержащий покрытие из пористого оксида, содержащее смесь 4 масс.% Pt на ZSM-5 (каркасная структура MFI с мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR)=40) и Cu-CHA, наносили на керамическую основу, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Pt, цеолита с высоким мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR) и Cu-CHA на изделие составляла 3 г/фут3 (106 г/м3), 0,045 г/дюйм3 (0,00275 г/см3) и 0,9 г/дюйм3 (0,055 г/см3), соответственно.
Верхний слой, содержащий второе покрытие из пористого оксида, содержащее Cu-CHA, наносили на основу, покрытую нижним слоем, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы до расстояния примерно 50% от длины основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Cu-CHA в верхнем слое составляла 1,8 г/дюйм3 (0,11 г/см3). Изделие разрезали в соответствующих местах вдоль длины изделия, чтобы образовать новое изделие меньшего размера, имеющее 100% смеси нижнего слоя, покрытого верхним слоем из Cu-CHA. Этот материал является Примером 6. Конфигурация Примера 6 показана на Фиг. 1.
Пример 7 - Двойной слой смеси 4 масс.% Pt на цеолите MFI (мольное отношение кремнезема к глинозему (SAR)=850) с Cu-CHA в нижнем слое и Cu-CHA в верхнем слое с покрыванием полной длины нижнего слоя с Pt верхним слоем Cu-CHA.
Нижний слой, содержащий покрытие из пористого оксида, содержащее смесь 4 масс.% Pt на ZSM-5 (каркасная структура MFI с мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR)=850) и Cu-CHA, наносили на керамическую основу, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Pt, цеолита с высоким мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR) и Cu-CHA на изделие составляла 3 г/фут3 (106 г/м3), 0,045 г/дюйм3 (0,00275 г/см3) и 0,9 г/дюйм3 (0,055 г/см3), соответственно.
Верхний слой, содержащий второе покрытие из пористого оксида, содержащее Cu-CHA, наносили на основу, покрытую нижним слоем, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы до расстояния примерно 50% от длины основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Cu-CHA в верхнем слое составляла 1,8 г/дюйм3 (0,11 г/см3). Изделие разрезали в соответствующих местах вдоль длины изделия, чтобы образовать новое изделие меньшего размера, имеющее 100% смеси нижнего слоя, покрытого верхним слоем из Cu-CHA. Этот материал является Примером 7. Конфигурация Примера 7 показана на Фиг. 1.
Пример 8 - Двойной слой смеси 4 масс.% Pt на цеолите MFI (мольное отношение кремнезема к глинозему (SAR)=2100) с Cu-CHA в нижнем слое и Cu-CHA в верхнем слое с покрыванием полной длины нижнего слоя с Pt верхним слоем Cu-CHA.
Нижний слой, содержащий покрытие из пористого оксида, содержащее смесь 4 масс.% Pt на ZSM-5 (каркасная структура MFI с мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR)=2100) и Cu-CHA, наносили на керамическую основу, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Pt, цеолита с высоким мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR) и Cu-CHA на изделие составляла 3 г/фут3 (106 г/м3), 0,045 г/дюйм3 (0,00275 г/см3) и 0,9 г/дюйм3 (0,055 г/см3), соответственно.
Верхний слой, содержащий второе покрытие из пористого оксида, содержащее Cu-CHA, наносили на основу, покрытую нижним слоем, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы до расстояния примерно 50% от длины основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Cu-CHA в верхнем слое составляла 1,8 г/дюйм3 (0,11 г/см3). Изделие разрезали в соответствующих местах вдоль длины изделия, чтобы образовать новое изделие меньшего размера, имеющее 100% смеси нижнего слоя, покрытого верхним слоем из Cu-CHA. Этот материал является Примером 8. Конфигурация Примера 8 показана на Фиг. 1.
Примеры 6-8 сравнивают катализаторы со смешанным нижним слоем и полностью покрытым верхним слоем, где смесь содержит Pt, поддерживаемую на цеолитах с разными величинами мольного отношения кремнезема к глинозему (SAR) (Таблица 2). В свежеприготовленном состоянии, все три катализатора в Примерах 6-8 предоставляли сходные величины конверсии NH3 при 250°C, однако образование N2O при 250°C было наиболее высоким в Примере 6 (мольное отношение кремнезема к глинозему (SAR)=40) и наиболее низким в Примере 8 (мольное отношение кремнезема к глинозему (SAR)=2100). Эти результаты показывают, что цеолит с высоким содержанием кремния (такой как цеолит с мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR) > 1000) является наиболее предпочтительным в качестве носителя Pt, чтобы достигать низкого образования N2O и высокой гидротермической долговечности.
Таблица 2. Сравнение установившегося состояния активности окисления NH3 свежеприготовленных катализаторов при 200 млн-1 NH3, 10% O2, 4,5% H2O, 4,5% CO2, остальное N2 при объемной скорости SV=120000 ч-1.
| Пример | Активность при 250°C | Активность при 450°C | ||||||
| Конверсия NH3 (%) | Выход N2 (%) | N2O (млн-1) | NOx (млн-1) | Конверсия NH3 (%) | Выход N2 (%) | N2O (млн-1) | NOx (млн-1) | |
| 6-свежеприготовленный | 88,0 | 71,9 | 17,1 | 0,0 | 97,8 | 96,1 | 1,3 | 1,1 |
| 7-свежеприготовленный | 88,7 | 76,4 | 13,0 | 0,0 | 97,3 | 95,4 | 1,4 | 1,2 |
| 8-свежеприготовленный | 90,2 | 81,1 | 9,4 | 0,0 | 98,3 | 96,1 | 1,6 | 1,5 |
Пример 9 - Состав двойного слоя - Pt на глиноземе с верхним слоем Cu-SCR - Сравнительный пример
Состав в виде двойного слоя, имеющий Pt на нижнем слое из глинозема и верхний слой с катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), применяли в качестве сравнительного примера.
Нижний слой, содержащий покрытие из пористого оксида, содержащее 0,3 масс.% Pt на глиноземе, наносили на керамическую основу, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Pt на изделие составляла 3 г/фут3 (106 г/м3).
Верхний слой, содержащий второе покрытие из пористого оксида, содержащее Cu-CHA, наносили на основу, покрытую нижним слоем, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Cu-CHA в верхнем слое составляла 1,8 г/дюйм3 (0,11 г/см3). Этот материал является Примером 9. Состаренный образец приготавливали посредством состаривания образца Примера 9 в течение 50 часов при 620°C в атмосфере, содержащей 10% H2O. Конфигурация Примера 9 показана на Фиг. 8.
Пример 10: Pt на цеолите MFI (мольное отношение кремнезема к глинозему (SAR)=2100) только с верхним слоем Cu-SCR
Состав в виде единственного слоя, имеющий 0,3 масс.% Pt на ZSM-5 (каркасная структура MFI с мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR)=2100), применяли в качестве сравнительного примера.
Каталитическое изделие, содержащее суспензию для покрытия из пористого оксида, содержащую 0,3 масс.% платины на ZSM-5 (каркасная структура MFI с мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR)=2100), наносили на керамическую основу, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы при применении вакуума. Загрузка платины на изделие составляла 3 г/фут3 (106 г/м3). Основу сушили, чтобы удалить влагу, и затем подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Этот материал является Примером 10. Состаренный образец приготавливали посредством состаривания образца Примера 10 в течение 50 часов при 620°C в атмосфере, содержащей 10% H2O. Конфигурация Примера 10 показана на Фиг. 8.
Пример 11 - Единственный слой смеси 4 масс.% Pt на цеолите MFI (мольное отношение кремнезема к глинозему (SAR)=2100) с Cu-CHA
Приготавливали покрытие из пористого оксида, содержащее смесь 4 масс.% Pt на ZSM-5 цеолите (мольное отношение кремнезема к глинозему (SAR) 1500) с Cu-CHA. Покрытие из пористого оксида наносили на впускную сторону керамической основы и затем вакуум применяли, чтобы отделить покрытие из пористого оксида от основы. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Pt, ZSM-5 и Cu-CHA составляла 3 г/фут3 (106 г/м3), 0,045 г/дюйм3 (0,00275 г/см3) и 0,9 г/дюйм3 (0,055 г/см3), соответственно. Этот материал является Примером 11. Состаренный образец приготавливали посредством состаривания образца Примера 11 в течение 50 часов при 620°C в атмосфере, содержащей 10% H2O. Конфигурация Примера 11 показана на Фиг. 9.
Пример 12 - Двойной слой смеси с 4 масс.% Pt на цеолите MFI (мольное отношение кремнезема к глинозему (SAR)=2100) с Cu-CHA в нижнем слое и Cu-CHA в верхнем слое с покрыванием 50% нижнего слоя с Pt верхним слоем Cu-CHA с впускной стороны.
Двойной слой с составом, содержащим смесь 4 масс.% Pt на цеолите с высоким мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR) с Cu-CHA в нижнем слое, и верхним слоем с 50% Cu-CHA SCR приготавливали как описано ниже.
Нижний слой, содержащий покрытие из пористого оксида, содержащее смесь 4 масс.% Pt на ZSM-5 (каркасная структура MFI с мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR)=2100) и Cu-CHA, наносили на керамическую основу, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Pt, цеолита с высоким мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR) и Cu-CHA на изделие составляла 3 г/фут3 (106 г/м3), 0,045 г/дюйм3 (0,00275 г/см3) и 0,9 г/дюйм3 (0,055 г/см3), соответственно.
Верхний слой, содержащий второе покрытие из пористого оксида, содержащее Cu-CHA, наносили на основу, покрытую нижним слоем, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы до расстояния примерно 50% от длины основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Cu-CHA в верхнем слое составляла 1,8 г/дюйм3 (0,11 г/см3). Изделие разрезали в соответствующих местах вдоль длины изделия, чтобы образовать новое изделие меньшего размера, имеющее 50% смеси нижнего слоя, покрытого верхним слоем из Cu-CHA с впускной стороны. Этот материал является Примером 12. Состаренный образец приготавливали посредством состаривания образца Примера 12 в течение 50 часов при 620°C в атмосфере, содержащей 10% H2O. Конфигурация Примера 12 показана на Фиг. 3.
Пример 13 - Двойной слой смеси с 4 масс.% Pt на цеолите MFI (мольное отношение кремнезема к глинозему (SAR)=2100) с Cu-CHA в нижнем слое и Cu-CHA в верхнем слое с покрыванием 90% нижнего слоя с Pt верхним слоем Cu-CHA с выпускной стороны.
Нижний слой, содержащий покрытие из пористого оксида, содержащее смесь 4 масс.% Pt на ZSM-5 (каркасная структура MFI с мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR)=2100) и Cu-CHA, наносили на керамическую основу, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Pt, цеолита с высоким мольным отношением кремнезема к глинозему (SAR) и Cu-CHA на изделие составляла 3 г/фут3 (106 г/м3), 0,045 г/дюйм3 (0,00275 г/см3) и 0,9 г/дюйм3 (0,055 г/см3), соответственно.
Верхний слой, содержащий второе покрытие из пористого оксида, содержащее Cu-CHA, наносили на основу, покрытую нижним слоем, и затем покрытие из пористого оксида отделяли от основы до расстояния примерно 50% от длины основы при применении вакуума. Изделие сушили и подвергали обжигу при примерно 500°C в течение примерно 1 часа. Загрузка Cu-CHA в верхнем слое составляла 1,8 г/дюйм3 (0,11 г/см3). Изделие разрезали в соответствующих местах вдоль длины изделия, чтобы образовать новое изделие меньшего размера, имеющее 90% смеси нижнего слоя, покрытого верхним слоем из Cu-CHA с выпускной стороны. Этот материал является Примером 12. Состаренный образец приготавливали посредством состаривания образца Примера 12 в течение 50 часов при 620°C в атмосфере, содержащей 10% H2O. Конфигурация Примера 13 показана на Фиг. 10.
Таблица 3. Сравнение установившегося состояния свежеприготовленных или 620°C/10%H2O/50ч состаренных при 620°C/10%H2O/50ч катализаторов в отношении активности окисления NH3 при 200 млн-1 NH3, 10% O2, 4,5% H2O, 4,5% CO2, остальное N2 при объемной скорости SV=120000 ч-1.
| Пример | Активность при 250°C | Активность при 450°C | ||||||
| Конверсия NH3 (%) | Выход N2 (%) | N2O (млн-1) | NOx (млн-1) | Конверсия NH3 (%) | Выход N2 (%) | N2O (млн-1) | NOx (млн-1) | |
| 9-свежеприготовленный | 89,2 | 62,3 | 27,7 | 0,5 | 98,4 | 92,2 | 2,6 | 7,8 |
| 9-состаренный | 91,1 | 58,4 | 33,3 | 4,5 | 98,1 | 73,4 | 3,7 | 44,1 |
| 10-свежеприготовленный | 89,7 | 65,7 | 24,8 | 0,3 | 98,3 | 95,0 | 1,5 | 3,8 |
| 10-состаренный | 88,4 | 70,1 | 18,8 | 0,6 | 97,5 | 80,0 | 2,3 | 31,8 |
| 11-свежеприготовленный | 96,3 | 83,6 | 12,4 | 1,7 | 98,8 | 87,7 | 2,2 | 18,8 |
| 11-состаренный | 85,7 | 77,2 | 7,7 | 2,2 | 98,6 | 58,3 | 3,9 | 76,1 |
| 12-свежеприготовленный | 95,1 | 83,7 | 11,2 | 1,4 | 98,7 | 94,0 | 1,6 | 6,7 |
| 12-состаренный | 90,4 | 82,3 | 7,6 | 1,5 | 97,9 | 81,5 | 2,6 | 28,8 |
| 13-состаренный | 81,8 | 75,2 | 6,5 | 0,5 | 98,2 | 81,5 | 3,5 | 27,9 |
| 8-свежеприготовленный | 90,2 | 81,1 | 9,4 | 0,0 | 98,3 | 96,1 | 1,6 | 1,5 |
| 8-состаренный | 80,1 | 74,8 | 5,4 | 0,3 | 96,3 | 87,6 | 2,1 | 13,8 |
Таблица 3, Примеры 8-13, сравнивают катализаторы, предотвращающие проскок аммиака, (ASC) с Pt на глиноземе в качестве нижнего слоя, с полным верхним слоем из Cu-CHA (Пример 1), Pt на кремнийсодержащем цеолите в качестве нижнего слоя с полным верхним слоем (Пример 10) и конфигурации с нижним слоем из смеси Pt на кремнийсодержащем цеолите+Cu-CHA с разным верхним слоем (Примеры 8, 11-13).
Пример 9 по сравнению с Примером 10:
Как свежеприготовленные, так и состаренные Примеры 9 и 10 предоставляли сходные величины конверсии NH3 при 250°C и 450°C. В свежеприготовленном состоянии, Примеры 9 и 10 производили сходное количество N2O при 250°C. Однако после состаривания Пример 10 производил примерно на 40% меньше N2O при 250°C по сравнению с Примером 9. В свежеприготовленном состоянии, Примеры 9 и 10 производили сходные количества NOх при 450°C. Однако после состаривания Пример 10 производил примерно на 25% меньше NOх при 250°C по сравнению с Примером 9. В свежеприготовленном состоянии, Примеры 9 и 10 предоставляли сходные величины выхода N2 как при 250°C, так и при 450°C. Однако после состаривания Пример 10 предоставлял выход N2 примерно на 20% и 10% выше по сравнению с Примером 9 при 250°C и 450°C, соответственно.
Пример 9 по сравнению с Примером 11:
Как свежеприготовленные, так и состаренные Примеры 9 и 11 предоставляли сходные величины конверсии NH3 при 250°C и 450°C. При 250°C, свежеприготовленный и состаренный Пример 11 производил примерно на 55% меньше и на 75% меньше N2O по сравнению со свежеприготовленным и состаренным Примером 9, соответственно. В результате, свежеприготовленный и состаренный Пример 11 предоставлял выходы N2 примерно на 30% выше и на 30% выше по сравнению со свежеприготовленным и состаренным Примером 9 при 250°C, соответственно. При 450°C, свежеприготовленный и состаренный Пример 11 производил примерно на 140% больше и на 70% больше NOх по сравнению со свежеприготовленным и состаренным Примером 9, соответственно. В результате, свежеприготовленный и состаренный Пример 11 предоставлял выходы N2 примерно на 5% ниже и на 20% ниже по сравнению со свежеприготовленным и состаренным Примером 9 при 450°C, соответственно.
Пример 9 по сравнению с Примером 12:
Как свежеприготовленные, так и состаренные Примеры 1 и 12 предоставляли сходные величины конверсии NH3 при 250°C и 450°C. При 250°C, свежеприготовленный и состаренный Пример 12 производил примерно на 60% меньше и на 75% меньше N2O по сравнению со свежеприготовленным и состаренным Примером 9, соответственно. В результате, свежеприготовленный и состаренный Пример 12 предоставлял выход N2 примерно на 30% выше и на 40% выше по сравнению со свежеприготовленным и состаренным Примером 9 при 250°C, соответственно. При 450°C, свежеприготовленный и состаренный Пример 12 производил сходное количество и на 35% меньше NOх по сравнению со свежеприготовленным и состаренным Примером 9, соответственно. В результате, свежеприготовленный и состаренный Пример 12 предоставлял выход N2 подобного уровня и на 10% выше по сравнению со свежеприготовленным и состаренным Примером 9 при 450°C, соответственно.
Пример 9 по сравнению с Примером 13:
Состаренный Пример 13 предоставлял примерно на 10% меньшие величины конверсии NH3 при 250°C и сходный уровень конверсии NH3 при 450°C по сравнению с состаренным Примером 9. При 250°C, состаренный Пример 13 производил на 80% меньше N2O по сравнению с состаренным Примером 9. В результате, состаренный Пример 13 предоставлял выход N2 примерно на 30% выше по сравнению с состаренным Примером 9 при 250°C. При 450°C, состаренный Пример 13 производил примерно на 35% меньше NOx по сравнению с состаренным Примером 9. В результате, состаренный Пример 13 предоставлял выход N2 примерно на 10% выше по сравнению с состаренным Примером 9 при 450°C.
Пример 9 по сравнению с Примером 8:
Свежеприготовленные Примеры 9 и 8 предоставляли сходные величины конверсии NH3 при 250°C и 450°C. Состаренный Пример 8 предоставлял на 10% меньшую величину конверсии NH3 при 250°C и сходный уровень конверсии NH3 при 450°C по сравнению с Примером 9. При 250°C, свежеприготовленный и состаренный Пример 8 производил примерно на 65% меньше и на 85% меньше N2O по сравнению со свежеприготовленным и состаренным Примером 9, соответственно. В результате, свежеприготовленный и состаренный Пример 8 предоставлял выход N2 примерно на 30% выше и на 30% выше по сравнению со свежеприготовленным и состаренным Примером 9 при 250°C, соответственно. При 450°C, свежеприготовленный и состаренный Пример 8 производил на 80% меньше и на 70% меньше NOx по сравнению со свежеприготовленным и состаренным Примером 9, соответственно. В результате, свежеприготовленный и состаренный Пример 8 предоставлял выход N2 на 4% выше и на 20% выше по сравнению со свежеприготовленным и состаренным Примером 9 при 450°C, соответственно.
Предшествующие примеры предназначены лишь для иллюстративных целей; представленная ниже формула изобретения определяет объем данного изобретения.
Claims (72)
1. Катализатор для предотвращения проскока аммиака, содержащий комбинацию платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR),
где первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является Cu-SCR катализатором, содержащим медь и молекулярное сито, или Fe-SCR катализатором, содержащим железо и молекулярное сито,
где носитель с низким накоплением аммиака является кремнийсодержащим носителем, который содержит кремнезем или цеолит с отношением кремнезема к оксиду алюминия ≥500, и
где отношение количества первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) к количеству платины на носителе с низким накоплением аммиака находится в интервале от 0,1:1 до 300:1 включительно в расчете на массу этих компонентов.
2. Катализатор по п. 1, где комбинация является смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR).
3. Катализатор по п. 1, где комбинация является двойным слоем, имеющим верхний слой, содержащий первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), и нижний слой, содержащий платину на носителе с низким накоплением аммиака, где нижний слой расположен на основе или на третьем катализаторе селективного каталитического восстановления (SCR), расположенном между нижним слоем и основой.
4. Катализатор по п. 1, где кремнийсодержащий носитель содержит кремнезем или цеолит с отношением кремнезема к оксиду алюминия ≥1000.
5. Катализатор по п. 1, в котором кремнийсодержащий носитель содержит BEA, CDO, CON, FAU, MEL, MFI или MWW.
6. Катализатор по п. 1, где отношение количества первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) к количеству платины на носителе с низким накоплением аммиака находится в интервале от 3:1 до 300:1 включительно в расчете на массу этих компонентов.
7. Катализатор по п. 2, где смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) дополнительно содержит по меньшей мере один элемент из палладия (Pd), золота (Au), серебра (Ag), рутения (Ru) или родия (Rh).
8. Катализатор по п. 3, где нижний слой, содержащий платину на носителе с низким накоплением аммиака, дополнительно содержит по меньшей мере один элемент из золота (Au), иридия (Ir), палладия (Pd), родия (Rh), рутения (Ru) или серебра (Ag).
9. Катализатор по п. 1, где молекулярное сито является алюмосиликатом, алюмофосфатом (AlPO), силикоалюмофосфатом (SAPO) или их смесями.
10. Катализатор по п. 1, где молекулярное сито выбрано из группы типов каркасной структуры, состоящей из ACO, AEI, AEN, AFN, AFT, AFX, ANA, APC, APD, ATT, BEA, CDO, CHA, DDR, DFT, EAB, EDI, EPI, ERI, FER, GIS, GOO, IHW, ITE, ITW, LEV, KFI, MER, MFI, MON, NSI, OWE, PAU, PHI, RHO, RTH, SAT, SAV, SIV, THO, TSC, UEI, UFI, VNI, YUG и ZON, и их смесей и/или сростков.
11. Катализатор по п. 1, где молекулярное сито выбрано из группы типов каркасной структуры, состоящей из AEI, AFX, BEA, CHA, DDR, ERI, FER, ITE, KFI, LEV, MFI и SFW, и их смесей и/или сростков.
12. Катализатор по п. 2, где платина присутствует в по меньшей мере одном интервале из (a) 0,01-0,3 масс.%, (b) 0,03-0,2 масс.%, (c) 0,05-0,17 масс.% и (d) 0,07-0,15 масс.% включительно по отношению к сумме «масса носителя платины + масса платины + масса первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) в смеси».
13. Катализатор по п. 3, где платина присутствует в количестве от 0,1 масс.% до 2 масс.% включительно, предпочтительно от 0,1 до 1 масс.% включительно, более предпочтительно от 0,1 масс.% до 0,5 масс.% включительно по отношению к массе слоя.
14. Катализатор по п. 2, дополнительно содержащий второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен рядом со смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) и по меньшей мере частично покрывает смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака и первого катализатора селективного каталитического восстановления (SCR).
15. Катализатор по п. 14, где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) содержит неблагородный металл, оксид неблагородного металла, благородный металл, молекулярное сито, металлзамещенное молекулярное сито, смешанный оксид или их смесь.
16. Катализатор по п. 15, где неблагородный металл выбран из группы, состоящей из ванадия (V), молибдена (Mo), вольфрама (W), хрома (Cr), церия (Ce), марганца (Mn), железа (Fe), кобальта (Co), никеля (Ni) и меди (Cu), и их смесей.
17. Катализатор по п. 16, дополнительно содержащий по меньшей мере один промотор на основе неблагородного металла.
18. Катализатор по п. 17, где промотором на основе неблагородного металла является Nb.
19. Катализатор по п. 15, где молекулярное сито или металлзамещенное молекулярное сито является молекулярным ситом с малым, средним или большим размером пор или же их смесью.
20. Катализатор по п. 15, где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) содержит молекулярное сито с малым размером пор, выбранное из группы, состоящей из алюмосиликатных молекулярных сит, металлзамещенных алюмосиликатных молекулярных сит, алюмофосфатных (AlPO) молекулярных сит, металлзамещенных алюмофосфатных молекулярных сит (MeAlPO), силикоалюмофосфатных (SAPO) молекулярных сит и металлзамещенных силикоалюмофосфатных молекулярных сит (MeAPSO) и их смесей.
21. Катализатор по п. 16, где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) содержит молекулярное сито с малым размером пор, выбранное из группы типов каркасной структуры, состоящей из ACO, AEI, AEN, AFN, AFT, AFX, ANA, APC, APD, ATT, CDO, CHA, DDR, DFT, EAB, EDI, EPI, ERI, GIS, GOO, IHW, ITE, ITW, LEV, KFI, MER, MON, NSI, OWE, PAU, PHI, RHO, RTH, SAT, SAV, SIV, THO, TSC, UEI, UFI, VNI, YUG и ZON, и их смесей и/или сростков.
22. Катализатор по п. 16, где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) содержит молекулярное сито с малым размером пор, выбранное из группы типов каркасной структуры, состоящей из CHA, LEV, AEI, AFX, ERI, SFW, KFI, DDR и ITE.
23. Катализатор по п. 16, где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) содержит молекулярное сито со средним размером пор, выбранное из группы типов каркасной структуры, состоящей из AEL, AFO, AHT, BOF, BOZ, CGF, CGS, CHI, DAC, EUO, FER, HEU, IMF, ITH, ITR, JRY, JSR, JST, LAU, LOV, MEL, MFI, MFS, MRE, MTT, MVY, MWW, NAB, NAT, NES, OBW, PAR, PCR, PON, PUN, RRO, RSN, SFF, SFG, STF, STI, STT, STW, SVR, SZR, TER, TON, TUN, UOS, VSV, WEI и WEN, и их смесей и/или сростков.
24. Катализатор по п. 16, где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) содержит молекулярное сито с большим размером пор, выбранное из группы типов каркасной структуры, состоящей из AFI, AFR, AFS, AFY, ASV, ATO, ATS, BEA, BEC, BOG, BPH, BSV, CAN, CON, CZP, DFO, EMT, EON, EZT, FAU, GME, GON, IFR, ISV, ITG, IWR, IWS, IWV, IWW, JSR, LTF, LTL, MAZ, MEI, MOR, MOZ, MSE, MTW, NPO, OFF, OKO, OSI, RON, RWY, SAF, SAO, SBE, SBS, SBT, SEW, SFE, SFO, SFS, SFV, SOF, SOS, STO, SSF, SSY, USI, UWY и VET, и их смесей и/или сростков.
25. Катализатор по п. 14, где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) полностью покрывает смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR).
26. Катализатор по п. 14, где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является Cu-SCR катализатором, содержащим медь и молекулярное сито, Fe-SCR катализатором, содержащим железо и молекулярное сито, катализатором на основе ванадия, промотированным Ce-Zr или промотированным MnO2.
27. Катализатор по п. 14, дополнительно содержащий третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), где третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен рядом со смесью платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR), и смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR) по меньшей мере частично покрывает третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR).
28. Катализатор по п. 27, где третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является неблагородным металлом, оксидом неблагородного металла, благородным металлом, молекулярным ситом, металлзамещенным молекулярным ситом или их смесью.
29. Катализатор по п. 28, где неблагородный металл выбран из группы, состоящей из ванадия (V), молибдена (Mo), вольфрама (W), хрома (Cr), церия (Ce), марганца (Mn), железа (Fe), кобальта (Co), никеля (Ni) и меди (Cu), и их смесей.
30. Катализатор по п. 28, дополнительно содержащий по меньшей мере один промотор на основе неблагородного металла.
31. Катализатор по п. 28, где молекулярное сито или металлзамещенное молекулярное сито является молекулярным ситом с малым, средним или большим размером пор или же их смесью.
32. Катализатор по п. 28, где третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) содержит молекулярное сито с малым размером пор, выбранное из группы, состоящей из алюмосиликатных молекулярных сит, металлзамещенных алюмосиликатных молекулярных сит, алюмофосфатных (AlPO) молекулярных сит, металлзамещенных алюмофосфатных молекулярных сит (MeAlPO), силикоалюмофосфатных (SAPO) молекулярных сит и металлзамещенных силикоалюмофосфатных молекулярных сит (MeAPSO), и их смесей.
33. Катализатор по п. 28, где третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) содержит молекулярное сито с малым размером пор, выбранное из группы типов каркасной структуры, состоящей из ACO, AEI, AEN, AFN, AFT, AFX, ANA, APC, APD, ATT, CDO, CHA, DDR, DFT, EAB, EDI, EPI, ERI, GIS, GOO, IHW, ITE, ITW, LEV, KFI, MER, MON, NSI, OWE, PAU, PHI, RHO, RTH, SAT, SAV, SIV, THO, TSC, UEI, UFI, VNI, YUG и ZON, и их смесей и/или сростков.
34. Катализатор по п. 28, где третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) содержит молекулярное сито с малым размером пор, выбранное из группы типов каркасной структуры, состоящей из CHA, LEV, AEI, AFX, ERI, SFW, KFI, DDR и ITE.
35. Катализатор по п. 28, где третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) содержит молекулярное сито со средним размером пор, выбранное из группы типов каркасной структуры, состоящей из AEL, AFO, AHT, BOF, BOZ, CGF, CGS, CHI, DAC, EUO, FER, HEU, IMF, ITH, ITR, JRY, JSR, JST, LAU, LOV, MEL, MFI, MFS, MRE, MTT, MVY, MWW, NAB, NAT, NES, OBW, PAR, PCR, PON, PUN, RRO, RSN, SFF, SFG, STF, STI, STT, STW, SVR, SZR, TER, TON, TUN, UOS, VSV, WEI и WEN, и их смесей и/или сростков.
36. Катализатор по п. 28, где третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) содержит молекулярное сито с большим размером пор, выбранное из группы типов каркасной структуры, состоящей из AFI, AFR, AFS, AFY, ASV, ATO, ATS, BEA, BEC, BOG, BPH, BSV, CAN, CON, CZP, DFO, EMT, EON, EZT, FAU, GME, GON, IFR, ISV, ITG, IWR, IWS, IWV, IWW, JSR, LTF, LTL, MAZ, MEI, MOR, MOZ, MSE, MTW, NPO, OFF, OKO, OSI, RON, RWY, SAF, SAO, SBE, SBS, SBT, SEW, SFE, SFO, SFS, SFV, SOF, SOS, STO, SSF, SSY, USI, UWY и VET, и их смесей и/или сростков.
37. Катализатор по п. 28, где третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) является Cu-SCR катализатором, содержащим медь и молекулярное сито, Fe-SCR катализатором, содержащим железо и молекулярное сито, катализатором на основе ванадия, промотированным Ce-Zr или промотированным MnO2.
38. Катализатор по п. 1, где катализатор обеспечивает улучшение в выходе N2 от аммиака при температуре от примерно 250°C до примерно 350°C по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и нанесенная платина присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
39. Катализатор по п. 2, где катализатор обеспечивает улучшение в выходе N2 от аммиака при температуре от примерно 250°C до примерно 350°C по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и нанесенная платина присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
40. Катализатор по п. 3, где катализатор обеспечивает улучшение в выходе N2 от аммиака при температуре от примерно 250°C до примерно 350°C по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и нанесенная платина присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
41. Катализатор по п. 12, где катализатор обеспечивает по меньшей мере один эффект из (a) улучшения в выходе N2 от аммиака при температуре от примерно 350°C до примерно 450°C и (b) уменьшения образования NOх при температуре от примерно 350°C до примерно 450°C, по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и нанесенная платина присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
42. Катализатор по п. 25, где катализатор обеспечивает по меньшей мере один эффект из (a) улучшения в выходе N2 от аммиака при температуре от примерно 350°C до примерно 450°C и (b) уменьшения образования NOх при температуре от примерно 350°C до примерно 450°C, по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и нанесенная платина присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
43. Катализатор по п. 27, где катализатор обеспечивает по меньшей мере один эффект из (a) улучшения в выходе N2 от аммиака при температуре от примерно 350°C до примерно 450°C и (b) уменьшения образования NOх при температуре от примерно 350°C до примерно 450°C, по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и нанесенная платина присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
44. Катализатор по п. 1, где катализатор обеспечивает уменьшенное образование N2O от NH3 по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и нанесенная платина присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
45. Изделие, содержащее катализатор по п. 1, основу, впускное отверстие и выпускное отверстие.
46. Изделие по п. 45, где основой является кордиерит, высокопористый кордиерит, металлическая основа, экструдированный SCR, фильтр с проточными стенками, фильтр или фильтр селективного каталитического восстановления (SCRF).
47. Изделие, содержащее катализатор по п. 12, основу, впускное отверстие и выпускное отверстие.
48. Изделие по п. 47, где основой является кордиерит, высокопористый кордиерит, металлическая основа, экструдированный SCR, фильтр с проточными стенками, фильтр или фильтр селективного каталитического восстановления (SCRF).
49. Изделие по п. 47, где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен на впускной стороне катализатора, содержащего смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR).
50. Изделие по п. 47, где второй катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен на выпускной стороне катализатора, содержащего смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR).
51. Изделие, содержащее катализатор по п. 27, основу, впускное отверстие и выпускное отверстие, где третий катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) расположен на впускной стороне катализатора, содержащего смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR).
52. Изделие по п. 49, где основой является кордиерит, высокопористый кордиерит, металлическая основа, экструдированный SCR, фильтр с проточными стенками, фильтр или фильтр селективного каталитического восстановления (SCRF).
53. Изделие по п. 50, где основой является кордиерит, высокопористый кордиерит, металлическая основа, экструдированный SCR, фильтр с проточными стенками, фильтр или фильтр селективного каталитического восстановления (SCRF).
54. Система выпуска отработавших газов, содержащая катализатор по п. 1 и средство для образования NH3 в выхлопных газах.
55. Система выпуска отработавших газов, содержащая катализатор по п. 14 и средство для образования NH3 в выхлопных газах.
56. Система выпуска отработавших газов, содержащая катализатор по п. 27 и средство для образования NH3 в выхлопных газах.
57. Способ изготовления катализатора по п. 2, данный способ включает смешивание катализатора, содержащего смесь платины на носителе с низким накоплением аммиака, с первым катализатором селективного каталитического восстановления (SCR).
58. Способ улучшения выхода N2 от аммиака в выхлопных газах при температуре от примерно 250°C до примерно 350°C, включающий осуществление контакта выхлопных газов, содержащих аммиак, с катализатором по п. 1.
59. Способ по п. 58, где улучшение в выходе составляет от примерно 5% до примерно 10% по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и платина на носителе, который накапливает аммиак, присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
60. Способ улучшения выхода N2 от аммиака в выхлопных газах при температуре от примерно 250°C до примерно 350°C, включающий осуществление контакта выхлопных газов, содержащих аммиак, с катализатором по п. 10.
61. Способ по п. 60, где улучшение в выходе составляет от примерно 10% до примерно 20% по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и платина на носителе, который накапливает аммиак, присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
62. Способ улучшения выхода N2 от аммиака в выхлопных газах при температуре от примерно 250°C до примерно 350°C, включающий осуществление контакта выхлопных газов, содержащих аммиак, с катализатором по п. 23.
63. Способ по п. 62, где улучшение в выходе составляет от примерно 10% до примерно 20% по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и платина на носителе, который накапливает аммиак, присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
64. Способ уменьшения образования N2O из NH3 в выхлопных газах, включающий осуществление контакта выхлопных газов, содержащих аммиак, с катализатором по п. 1.
65. Способ по п. 64, где уменьшение образования N2O составляет от примерно 20% до примерно 40% по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и платина на носителе, который накапливает аммиак, присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
66. Способ уменьшения образования N2O из NH3 в выхлопных газах, данный способ включает осуществление контакта выхлопных газов, содержащих аммиак, с катализатором по п. 10.
67. Способ по п. 66, где уменьшение образования N2O составляет от примерно 50% до примерно 80% по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и платина на носителе, который накапливает аммиак, присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
68. Способ уменьшения образования N2O из NH3 в выхлопных газах, включающий осуществление контакта выхлопных газов, содержащих аммиак, с катализатором по п. 23.
69. Способ по п. 68, где уменьшение образования N2O составляет от примерно 50% до примерно 80% по сравнению с катализатором, содержащим сравнимый состав, в котором первый катализатор селективного каталитического восстановления (SCR) присутствует в качестве первого слоя, и платина на носителе, который накапливает аммиак, присутствует во втором слое, и газ, содержащий NH3, проходит через первый слой перед прохождением через второй слой.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201562181378P | 2015-06-18 | 2015-06-18 | |
| US62/181,378 | 2015-06-18 | ||
| PCT/US2016/037866 WO2016205509A1 (en) | 2015-06-18 | 2016-06-16 | Ammonia slip catalyst with low n2o formation |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018101716A RU2018101716A (ru) | 2019-07-18 |
| RU2018101716A3 RU2018101716A3 (ru) | 2019-12-11 |
| RU2723550C2 true RU2723550C2 (ru) | 2020-06-16 |
Family
ID=56292931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018101716A RU2723550C2 (ru) | 2015-06-18 | 2016-06-16 | Катализатор, предотвращающий проскок аммиака, с низким образованием h2o |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20160367975A1 (ru) |
| EP (1) | EP3310479A1 (ru) |
| JP (2) | JP6916117B2 (ru) |
| KR (1) | KR102531436B1 (ru) |
| CN (1) | CN107847924B (ru) |
| BR (1) | BR112017027173B1 (ru) |
| DE (1) | DE102016111150A1 (ru) |
| GB (1) | GB2543601B (ru) |
| RU (1) | RU2723550C2 (ru) |
| WO (1) | WO2016205509A1 (ru) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2541500B (en) * | 2015-06-18 | 2019-06-26 | Johnson Matthey Plc | NH3 overdosing-tolerant SCR catalyst |
| KR20180020215A (ko) * | 2015-06-18 | 2018-02-27 | 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 | 단일 또는 이중 층 암모니아 슬립 촉매 |
| CN108430901A (zh) * | 2016-01-06 | 2018-08-21 | 奥伦技术有限责任公司 | 具有集成的集尘器***的传送带 |
| EP3281699A1 (de) | 2016-08-11 | 2018-02-14 | Umicore AG & Co. KG | Partikelfilter mit scr-aktiver beschichtung |
| JP2020515752A (ja) * | 2016-12-01 | 2020-05-28 | 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 | ＮＯｘの固定汚染源の排気システムにおける劣化したＳＣＲ触媒床の使用寿命を延ばす方法 |
| CN110099732A (zh) | 2016-12-20 | 2019-08-06 | 优美科股份公司及两合公司 | 含有氧化钒和含有铁的分子筛的scr催化剂装置 |
| JP6693406B2 (ja) * | 2016-12-20 | 2020-05-13 | 三菱自動車工業株式会社 | 排気ガス浄化装置 |
| EP3558493A1 (de) * | 2016-12-20 | 2019-10-30 | Umicore AG & Co. KG | Scr-katalysatorvorrichtung enthaltend vanadiumoxid und eisen-haltiges molekularsieb |
| KR102604454B1 (ko) * | 2017-03-20 | 2023-11-22 | 바스프 코포레이션 | 선택적 접촉 환원 물품 및 시스템 |
| WO2018183658A1 (en) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | Johnson Matthey Public Limited Company | Scr with turbo and asc/doc close-coupled system |
| RU2762284C2 (ru) * | 2017-03-30 | 2021-12-17 | Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани | МЕТАЛЛ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ И НЕБЛАГОРОДНЫЙ МЕТАЛЛ НА МОЛЕКУЛЯРНОМ СИТЕ ДЛЯ СИСТЕМ С ВПЛОТНУЮ СОЕДИНЕННЫМИ ПАССТИВНЫМ АДСОРБЕРОМ NOх, КАТАЛИЗАТОРОМ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПРОСКОКА АММИАКА И КАТАЛИЗАТОРОМ СЕЛЕКТИВНОГО КАТАЛИТИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ |
| JP7224298B2 (ja) * | 2017-03-30 | 2023-02-17 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | 単一ブリックｓｃｒ／ａｓｃ／ｐｎａ／ｄｏｃ近位連結触媒 |
| CN110582341B (zh) * | 2017-03-30 | 2023-02-10 | 庄信万丰股份有限公司 | 具有后部集中放热产生的asc/dec |
| US11779913B2 (en) * | 2018-03-14 | 2023-10-10 | Johnson Matthey Public Limited Company | Ammonia slip catalyst with in-situ PT fixing |
| GB201805312D0 (en) | 2018-03-29 | 2018-05-16 | Johnson Matthey Plc | Catalyst article for use in emission treatment system |
| WO2019211277A1 (en) * | 2018-04-30 | 2019-11-07 | Basf Corporation | Catalyst for the oxidation of no, the oxidation of a hydrocarbon, the oxidation of nh3 and the selective catalytic reduction of nox |
| FR3081346B1 (fr) * | 2018-05-24 | 2020-06-26 | IFP Energies Nouvelles | Procede de preparation d'un materiau composite zeolithique contenant du cuivre et un melange de zeolithes de type structural afx et de type structural bea |
| FR3081340B1 (fr) * | 2018-05-24 | 2020-06-26 | IFP Energies Nouvelles | Catalyseur comprenant un melange d'une zeolithe de type structural afx et d'une zeolithe de type structural bea et au moins un metal de transition pour la reduction selective de nox |
| FR3081342B1 (fr) * | 2018-05-24 | 2020-06-26 | IFP Energies Nouvelles | Procede de synthese d'un materiau composite compose d'un melange de zeolithes de type structural afx et de type structural bea en presence d'un structurant organique azote |
| FR3081338B1 (fr) * | 2018-05-24 | 2020-06-26 | IFP Energies Nouvelles | Catalyseur a base d'un materiau aluminosilicate composite comprenant du cuivre et un melange de zeolithes de type structural afx et de type structural bea, pour la reduction selective de nox |
| JP7150496B2 (ja) * | 2018-06-27 | 2022-10-11 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化システム |
| CN112955244A (zh) | 2018-11-02 | 2021-06-11 | 巴斯夫公司 | 用于贫燃发动机的排放物处理*** |
| CN114555525A (zh) * | 2019-08-02 | 2022-05-27 | 巴斯夫公司 | 包括有机和无机结构导向剂的菱沸石合成方法和具有片状形态的菱沸石沸石 |
| US20230035318A1 (en) * | 2019-12-10 | 2023-02-02 | Johnson Matthey Public Limited Company | Zoned ammonia slip catalyst for improved selectivity, activity and poison tolerance |
| CN111203268B (zh) * | 2020-04-21 | 2020-09-08 | 稀土催化创新研究院(东营)有限公司 | 一种低温高效氨氧化催化剂 |
| EP3957386A1 (de) | 2020-08-18 | 2022-02-23 | UMICORE AG & Co. KG | Katalysator zur reduzierung von ammoniak-emmisionen |
| WO2022090465A1 (en) * | 2020-10-29 | 2022-05-05 | Basf Corporation | NOx ADSORBER (NA) CATALYST WITH TUNABLE NOx ADSORPTION AND DESORPTION PROPERTIES |
| JP2024518352A (ja) * | 2021-04-28 | 2024-05-01 | ビーエーエスエフ コーポレーション | ＮＯｘの選択的触媒還元及び炭化水素の分解及び転化のための触媒 |
| WO2023046494A1 (en) | 2021-09-24 | 2023-03-30 | Umicore Ag & Co. Kg | Catalytic article for ammonia slip removal from diesel exhaust aftertreatment systems with low weight and faster heating |
| CA3233421A1 (en) | 2021-10-28 | 2023-05-04 | Mitsubishi Chemical Corporation | Carbon material and production method therefor, and secondary battery and manufacturing method therefor |
| CN114433202A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-05-06 | 惠州市瑞合环保科技有限公司 | 一种柴油机尾气净化scr催化剂及其涂敷工艺 |
| EP4389260A1 (en) | 2022-12-20 | 2024-06-26 | Johnson Matthey Public Limited Company | Ammonia slip catalyst filter |
| JP7504252B1 (ja) | 2023-03-14 | 2024-06-21 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化触媒装置及び排ガス浄化触媒システム |
| CN118002195B (zh) * | 2024-04-09 | 2024-06-11 | 昆明贵研催化剂有限责任公司 | 一种柴油机用耦合型三效催化剂及其制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080292519A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-11-27 | Caudle Matthew T | Bifunctional Catalysts for Selective Ammonia Oxidation |
| US20100111796A1 (en) * | 2008-11-03 | 2010-05-06 | Basf Catalysts Llc | Integrated SCR and AMOX Catalyst Systems |
| US20110271664A1 (en) * | 2010-05-05 | 2011-11-10 | Basf Corporation | Integrated SCR and AMOX Catalyst Systems |
| US20120309610A1 (en) * | 2011-06-02 | 2012-12-06 | University Of Houston System | Multi-Component and Layered Formulations for Enhanced Selective Catalytic Reduction Activity |
| RU2515542C2 (ru) * | 2009-07-09 | 2014-05-10 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Катализатор очистки выхлопных газов и способ его изготовления |
| US20140157763A1 (en) * | 2011-08-03 | 2014-06-12 | Johnson Matthey Public Limited Company | Extruded honeycomb catalyst |
| US20150037233A1 (en) * | 2013-07-30 | 2015-02-05 | Johnson Matthey Public Limited Company | Ammonia slip catalyst |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US271664A (en) * | 1883-02-06 | Conrad f | ||
| US37233A (en) * | 1862-12-23 | Improvement in boots and shoes | ||
| US212350A (en) * | 1879-02-18 | Improvement in covers for barrels | ||
| US219880A (en) * | 1879-09-23 | Improvement in torpedoes for oil-wells | ||
| JPS5523086B2 (ru) | 1973-03-26 | 1980-06-20 | ||
| US4085193A (en) | 1973-12-12 | 1978-04-18 | Mitsubishi Petrochemical Co. Ltd. | Catalytic process for reducing nitrogen oxides to nitrogen |
| US8722000B2 (en) * | 2011-03-29 | 2014-05-13 | Basf Corporation | Multi-component filters for emissions control |
| JP5732297B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2015-06-10 | エヌ・イーケムキャット株式会社 | アンモニア酸化触媒、および排気ガス浄化装置並びに排気ガス浄化方法 |
| WO2014120645A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-07 | Johnson Matthey Public Limited Company | Ammonia oxidation catalyst |
-
2016
- 2016-06-16 US US15/184,301 patent/US20160367975A1/en active Pending
- 2016-06-16 WO PCT/US2016/037866 patent/WO2016205509A1/en active Application Filing
- 2016-06-16 EP EP16733810.2A patent/EP3310479A1/en active Pending
- 2016-06-16 RU RU2018101716A patent/RU2723550C2/ru active
- 2016-06-16 BR BR112017027173-7A patent/BR112017027173B1/pt active IP Right Grant
- 2016-06-16 CN CN201680042223.1A patent/CN107847924B/zh active Active
- 2016-06-16 JP JP2017565187A patent/JP6916117B2/ja active Active
- 2016-06-16 KR KR1020187001506A patent/KR102531436B1/ko active IP Right Grant
- 2016-06-17 GB GB1610564.5A patent/GB2543601B/en active Active
- 2016-06-17 DE DE102016111150.3A patent/DE102016111150A1/de active Pending
-
2021
- 2021-06-14 JP JP2021098485A patent/JP2021176633A/ja active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080292519A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-11-27 | Caudle Matthew T | Bifunctional Catalysts for Selective Ammonia Oxidation |
| US20100111796A1 (en) * | 2008-11-03 | 2010-05-06 | Basf Catalysts Llc | Integrated SCR and AMOX Catalyst Systems |
| RU2515542C2 (ru) * | 2009-07-09 | 2014-05-10 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Катализатор очистки выхлопных газов и способ его изготовления |
| US20110271664A1 (en) * | 2010-05-05 | 2011-11-10 | Basf Corporation | Integrated SCR and AMOX Catalyst Systems |
| US20120309610A1 (en) * | 2011-06-02 | 2012-12-06 | University Of Houston System | Multi-Component and Layered Formulations for Enhanced Selective Catalytic Reduction Activity |
| US20140157763A1 (en) * | 2011-08-03 | 2014-06-12 | Johnson Matthey Public Limited Company | Extruded honeycomb catalyst |
| US20150037233A1 (en) * | 2013-07-30 | 2015-02-05 | Johnson Matthey Public Limited Company | Ammonia slip catalyst |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107847924B (zh) | 2021-04-06 |
| WO2016205509A1 (en) | 2016-12-22 |
| RU2018101716A (ru) | 2019-07-18 |
| GB2543601A (en) | 2017-04-26 |
| DE102016111150A1 (de) | 2016-12-22 |
| EP3310479A1 (en) | 2018-04-25 |
| JP2021176633A (ja) | 2021-11-11 |
| JP6916117B2 (ja) | 2021-08-11 |
| BR112017027173A2 (pt) | 2018-08-21 |
| KR20180036698A (ko) | 2018-04-09 |
| GB201610564D0 (en) | 2016-08-03 |
| CN107847924A (zh) | 2018-03-27 |
| GB2543601B (en) | 2019-08-14 |
| US20160367975A1 (en) | 2016-12-22 |
| BR112017027173B1 (pt) | 2021-09-28 |
| JP2018526191A (ja) | 2018-09-13 |
| KR102531436B1 (ko) | 2023-05-12 |
| RU2018101716A3 (ru) | 2019-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2723550C2 (ru) | Катализатор, предотвращающий проскок аммиака, с низким образованием h2o | |
| US10807081B2 (en) | Ammonia slip catalyst designed to be first in an SCR system | |
| US10589261B2 (en) | Exhaust system without a DOC having an ASC acting as a DOC in a system with an SCR catalyst before the ASC | |
| US10322372B2 (en) | NH3 overdosing-tolerant SCR catalyst | |
| US9789441B2 (en) | Single or dual layer ammonia slip catalyst | |
| RU2709434C2 (ru) | Зонированная система выпуска отработавших газов | |
| US20230035318A1 (en) | Zoned ammonia slip catalyst for improved selectivity, activity and poison tolerance | |
| Chen et al. | NH 3 overdosing-tolerant SCR catalyst |