BG64170B1 - Катализатор за обезвреждане на отработени газове от двигатели с вътрешно горене и метод за получаването му - Google Patents

Катализатор за обезвреждане на отработени газове от двигатели с вътрешно горене и метод за получаването му Download PDF

Info

Publication number
BG64170B1
BG64170B1 BG106344A BG10634402A BG64170B1 BG 64170 B1 BG64170 B1 BG 64170B1 BG 106344 A BG106344 A BG 106344A BG 10634402 A BG10634402 A BG 10634402A BG 64170 B1 BG64170 B1 BG 64170B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
catalyst
carrier
temperature
water bath
air
Prior art date
Application number
BG106344A
Other languages
English (en)
Other versions
BG106344A (bg
Inventor
Димитър Р. Механджиев
Пенка Г. Димитрова
Илчо А. Цоловски
Александър Б. Раевский
Original Assignee
Trays Iternationaly Limited Liability Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trays Iternationaly Limited Liability Company filed Critical Trays Iternationaly Limited Liability Company
Priority to BG106344A priority Critical patent/BG64170B1/bg
Priority to PCT/BG2002/000007 priority patent/WO2003061821A1/en
Publication of BG106344A publication Critical patent/BG106344A/bg
Publication of BG64170B1 publication Critical patent/BG64170B1/bg

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/945—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific 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
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/005—Spinels
    • 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
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/40—Mixed oxides
    • 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
    • B01J23/72—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
    • 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
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/75—Cobalt
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

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

Description

Изобретението се отнася до катализатор и метод за неговото получаване, който ще намери приложение за обезвреждане на въглероден оксид (CO), въглеводороди (НС), азотни оксиди (NOx) и димност в отработени газове от дизелови и бензинови двигатели.
Предшестващо състояние на техниката
Известни са (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 и 11) катализатори за обезвреждане на вредни компоненти, съдържащи се в отпадъчни и отработени газове от двигатели с вътрешно горене. Те са нанесени върху различни носители и имат сложен състав, съдържат от един до няколко слоя активни метали-метал-оксидни фази. Активните метали найчесто са от групата на платината (Pt, Rh, Pd, Ir), активните оксиди са на 3d - преходните метали, като Ni, Μη, Co, Си и др. Известни са също и смесени катализатори, съдържащи един или повече метални йони, в някои случаи промотирани с ниско, под 1% съдържание на Pt метали или съдържащи техните окиси.
Известен е (12) катализатор, активен само спрямо CO окисление, получен чрез двукратно пропиване с водни разтвори на метали, при който само е стабилизирана активната фаза СиСоО4 чрез формиране на шпинел.
Техническа същност на изобретението
Катализаторът съгласно изобретението е двуслоен, като първият слой представлява модифициран носител γ-Α12Ο3 с повърхностни смесени оксиди Cu(Alx)Oy, а вторият слой е медно-кобалтов оксид с шпинелна структура и формула СихСо} хО4 (0<х<1).
Съгласно изобретението методът за получаване на катализатора включва определена последователност от операции на различните етапи. На I етап се пропива на водна баня при непрекъснато хомогенизиране с во ден разтвор на Си носителя γ-Α12Ο3, като концентрацията на Си е от 1,5 до 3,5 g в 100 cm3 и водната баня е с температура от 25 до 98°С за време от 1 до 24 h. Следва филтруване и сухият остатък престоява за 24 h на въздух, след което се суши за 1 h при температура 110°С. Следва нагряване в пещ при стъпаловидно повишаване на температурата на всеки 30 min с 100°С до достигане на температурата от 350 до 550°С и се накалява за време от 2 до 4 h при температура, съответно 350 или 550°С.
На II етап модифицираният по I етап носител се пропива на водна баня при непрекъснато хомогенизиране с воден разтвор на Си и Co с концентрация на Си от 2,5 до 7 g и на Co от 5,5 до 14 g на 100 cm3, като водната баня е с температура от 25 до 98°С за време от 1 до 24 h, филтрува се и сухият остатък престоява 24 h на въздух. Следва сушене при 110°С за 1 h и нагряване в пещ за 1 до 2 h при стъпаловидно повишаване на температурата за всеки 30 min със 100° С до достигане на 400-550°С с последващо накаляване за 2 до 4 h при температура от 400 до 550°С.
Катализаторът съгласно изобретението осигурява обезвреждане на NOx, CO, НС и димност в широк температурен интервал 150-500°С и не се отравя при температура над 300°С в присъствие на серен диоксид и водни пари.
Предимствата на катализатора съгласно изобретението са високата каталитична активност, постигната в широки граници на концентрации на активните компоненти, устойчивост спрямо каталитични отрови като SO2 и Н2О, по-ниски стартови температури и температура за достигане на 50% конверсия на вредни вещества - CO, НС, NOx и димност.
Посочените предимства са илюстрирани с показателите, посочени в табл. 1.
Примерно изпълнение на изобретението
Пример 1. Използван е носител γ-Α12Ο3 със специфична повърхност 230 m2/g. Носителят γ-AljOj се залива с воден разтвор (обемно съотношение разтвор:носител “ 5:1), съдържащ 3 g Си в 100 cm3. Сместа се държи на водна баня при 96°С и при разбъркване в продължение на 1 h. Филтрува се и сухият остатък престоява 24 h на въздух. Пробата се суши 1 h при 110°С, след което се поставя в пещ в продължение на 2 h, постепенно се повишава температурата до 550°С и 3 h се накалява при 550°С на въздух. Модифицираният по този начин носител се залива с воден разтвор (обемно съотношение разтвор:носител = 5:1), съдържащ 7 g Cu и 14 g Co в 100 cm3. Сместа се държи във водна баня при 96°С и при разбъркване в продължение на 1 h. Филтрува се и сухият остатък престоява 24 h на въздух. Катализаторът се суши 1 h при 110°С, след което се поставя в пещ, в продължение на 2 h, постепенно се повишава температурата до 550°С и 3 h се накалява при 550°С на въздух.
Пример 2. Използван е носител γ-Α12Ο3 със специфична повърхност 160 m2/g. Носителят γ -А12О3 се залива с воден разтвор (обемно съотношение разтвор:носител = 5:1), съдържащ 2 g Cu в 100 cm3. Сместа се държи във водна баня при 96°С и при разбъркване в продължение на 1 h. Филтрува се и сухият остатък престоява 24 h на въздух. Пробата се суши 1 h при 110°С, след което се поставя в пещ, в продължение на 2 h, постепенно се повишава температура до 550°С и 3 h се накалява при 550°С на въздух. Модифицираният по този начин носител се залива с воден разтвор (обемно съотношение разтворносител = 5:1), съдържащ 7 g Си и 14 g Co в 100 cm3. Сместа се държи във водна баня при 96°С и при разбъркване в продължение на 1 h. Филтрува се и сухият остатък престоява 24 h на въздух. Катализаторът се суши 1 h при 110°С, след което се поставя в пещ, в продължение на 2 h постепенно се повишава температурата до 550°С и 3 h се накалява при 550°С на въздух.
Пример 3. Използван е носител γ-Α12Ο3 със специфична повърхност 230 m2/g. Носителят γ-Α12Ο3 се залива с воден разтвор (обемно съотношение разтвор:носител = 5:1), съдържащ 3 g Cu в 100 cm3. Сместа се държи във водна баня при 25°С и при разбъркване в продължение на 24 h. Филтрува се и сухият остатък престоява 24 h на въздух. Пробата се суши 1 h при 110°С, след което се поставя в пещ, в продължение на 2 h постепенно се повишава температурата до 550°С и 3 h се накалява при 550°С на въздух. Модифицираният по този начин носител се за лива с воден разтвор (обемно съотношение разтвор:носител = 5:1), съдържащ 7 g Cu и 14 g Co в 100 cm3. Сместа се държи във водна баня при 25°С при разбъркване в продължение на 24 h. Филтрува се и сухият остатък престоява 24 h на въздух. Катализаторът се суши 1 h при 110°С, след което се поставя в пещ, в продължение на 2 h постепенно се повишава температурата до 550°С и 3 h се накалява при 550°С на въздух.
Пример 4. Използван е носител γ-Α12Ο3 със специфична повърхност 230 m2/g. Носителят γ-AljOj се залива с воден разтвор (обемно съотношение разтвор:носител = 5:1), съдържащ 3 g Cu в 100 cm3. Сместа се държи във водна баня при 60°С и разбъркване в продължение на 10 h. Филтрува се и сухият остатък престоява 64 h на въздух. Пробата се суши 1 h при 110°С, след което се поставя в пещ, в продължение на 2 h постепенно се повишава температурата до 550°С и 3 h се накалява при 550°С на въздух. Модифицираният по този начин носител се залива с воден разтвор (обемно съотношение разтвор:носител = 5:1), съдържащ 3gCuH6gCoe 100 cm3. Сместа се държи във водна баня при 60°С и при разбъркване в продължение на 10 h. Филтрува се и сухият остатък престоява 24 h на въздух. Катализаторът се суши 1 h при 110°С, след което се поставя в пещ в продължение на 2 h постепенно се повишава температурата до 550°С и 3 h се накалява при 550°С на въздух.
Пример 5. Използван е носител γ -А12О3 със специфична повърхност 230 m2/g. Носителят γ-Α12Ο3 се залива с воден разтвор (обемно съотношение разтвор:носител = 5:1), съдържащ 3 g Cu в 100 cm3. Сместа се държи във водна баня при 25°С и при разбъркване в продължение на 24 h. Филтрува се и сухият остатък престоява 24 h на въздух. Пробата се суши 1 h при 110°С, след което се поставя в пещ, в продължение на 2 h постепенно се повишава температурата до 350°С и 3 h се закалява при 350°С на въздух. Модифицираният по този начин носител се залива с воден разтвор (обемно съотношение разтвор:носител = 5:1), съдържащ 7 g Cu и 14 g Co в 100 cm3. Сместа се държи във водна баня при 96°С и се разбърква в продължение на 1 h. Филтрува се и сухият остатък престоява 24 h на въздух. Катализаторът се суши 1 h при 110°С, след което се поставя в пещ в продължение рата до 400°С и 3 h се накалява при 400°С на 2 h постепенно се повишава температу- на въздух.
ТАБЛИЦА1,
Вреден компонент Катализатор съгласно пример Температура за достигане % на конверсия, °C
5% (lift-off) 50% (light-off) 95%
• Въглероден оксид, СО 1 130 160 190
2 135 170 200
Газова смес: 3 155 185 205
0.5об.%СО, lo6.%Oi( 4 150 180 210
обемна скорост sooook' 5 140 170 195
Бензол, СвНб 1 330 350 370
2 340 370 385
Газова смес: 3 380 390 420
0.04об.%СбНб,1об.%02, 4 370 380 400
обемна скорост 50000k1 5 350 375 400
Метан, СН4 1 400 460 510
2 410 465 520
Газова смес: 3 430 500 560
0.5-1.5 об.%СЙ4 във 4 425 480 535
въздух, обемна скорост 20000V 5 420 470 540
Азотен оксид, N0 1 25 140 200
2 30 145 210
Газова смес: 3 50 170 230
0.12o6.%NO,0.12o6.% 4 45 160 215
co, обемна скорост зоооок1 5 40 155 220
Патентни претенции

Claims (2)

  1. Патентни претенции
    1. Катализатор за обезвреждане на отработени газове от двигатели с вътрешно горене, представляващ нанесен върху носител 40 γ-AljOj медно-кобалтов шпинел, характеризиращ се с това, че катализаторът е двуслоен, като първият слой представлява модифициран носител γ -А12О3 с повърхностни смесени оксиди Cu(Alx)Oy, а вторият слой е мед- 45 но-кобалтов оксид с шпинелна структура и формула СиСо3 х(О<х<1).
  2. 2. Метод за получаване на катализатор съгласно претенция 1 чрез двукратно пропиване на носителя с водни разтвори на мета- 50 ли, характеризиращ се с това, че на I етап се пропива на водна баня при непрекъснато хо могенизиране с воден разтвор на Си носителя γ-Α12Ο3, като концентрацията на Си е от 1,5 до 3,5 g в 100 cm3 и водната баня е с температура от 25 до 98°С за време от 1 до 24 h, следва филтруване и сухият остатък престоява за време 24 h на въздух, след което се суши за време 1 h при температура 110°С, следва нагряване в пещ при стъпаловидно повишаване на температурата на всеки 30 min със 100°С до достигане на температурата от 350 до 550°С, след което се накалява за време от 2 до 4 h при температура съответно 350 или 550°С, а на II етап модифицираният по I етап носител се пропива на водна баня при непрекъснато хомогенизиране с воден разтвор на Си и Со с концентрация на Си от 2,5 до 7 g и на Со от 5,5 до 14 g на
    100 cm3 и водната баня е с температура от 25 до 98°С за време от 1 до 24 h, следва филтруване и сухият остатък престоява 24 h на въздух, с последващо сушене при 110°С за време 1 h и нагряване в пещ за време от 1 до 2 h при стъпаловидно повишаване на температурата на всеки 30 min с 100°С до достигане на 400-550°С, след което се накалява за време от 2 до 4 h при температура от 400 до 550°С.
BG106344A 2002-01-24 2002-01-24 Катализатор за обезвреждане на отработени газове от двигатели с вътрешно горене и метод за получаването му BG64170B1 (bg)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG106344A BG64170B1 (bg) 2002-01-24 2002-01-24 Катализатор за обезвреждане на отработени газове от двигатели с вътрешно горене и метод за получаването му
PCT/BG2002/000007 WO2003061821A1 (en) 2002-01-24 2002-05-28 Cu/co spinel containing exhaust gas catalyst and method of its preparation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG106344A BG64170B1 (bg) 2002-01-24 2002-01-24 Катализатор за обезвреждане на отработени газове от двигатели с вътрешно горене и метод за получаването му

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG106344A BG106344A (bg) 2003-07-31
BG64170B1 true BG64170B1 (bg) 2004-03-31

Family

ID=27587207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG106344A BG64170B1 (bg) 2002-01-24 2002-01-24 Катализатор за обезвреждане на отработени газове от двигатели с вътрешно горене и метод за получаването му

Country Status (2)

Country Link
BG (1) BG64170B1 (bg)
WO (1) WO2003061821A1 (bg)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5821973B2 (ja) * 2012-01-19 2015-11-24 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化触媒及びその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3842158A (en) * 1972-04-20 1974-10-15 Union Oil Co Exhaust gas conversion process and catalyst
GB1534047A (en) * 1975-05-23 1978-11-29 Ecnpk Chimi I Chimikotech Prob Catalyst suitable for oxidising the harmful constituents of engine exhaust gases
GB8519319D0 (en) * 1985-07-31 1985-09-04 Shell Int Research Catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
BG106344A (bg) 2003-07-31
WO2003061821A1 (en) 2003-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9486783B2 (en) Systems and methods for using copper-manganese spinel as active phase for diesel oxidation applications
JP5771521B2 (ja) Ｐｄ−ａｕ合金触媒を備えたリーンバーン内燃エンジンの排気システム
RU2005137871A (ru) Способ регенерации адсорбента катализатора nsr для двигателя внутреннего сгорания, система восстановления nox в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания и модуль обработки топлива
KR870000961A (ko) 2가금속-알루민산염 촉매, 그 제조방법 및 2가금속-알루민산염 첨정석 촉매 담체 제조방법.
JPH11333294A (ja) 排気ガス浄化用触媒および排気ガス浄化方法
RU2108140C1 (ru) Способ очистки отработавших газов
JP3952617B2 (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置，排ガス浄化方法及び排ガス浄化触媒
GB1460222A (en) Catalysts for purifying exhaust gases
JPS6260139B2 (bg)
JP2016535671A (ja) 低温でｃｏ及びｈｃを酸化するための触媒
JP2004188388A (ja) ディーゼル排ガス浄化用フィルタおよびその製造方法
BG64170B1 (bg) Катализатор за обезвреждане на отработени газове от двигатели с вътрешно горене и метод за получаването му
JPH0616853B2 (ja) 非貴金属系燃焼用触媒とその製造方法
KR102309096B1 (ko) 암모니아와 아산화질소의 배출을 동시에 억제하는 촉매
JPH05509033A (ja) 後燃焼用触媒
KR100389900B1 (ko) 자동차 배기가스 정화용 촉매
KR100340902B1 (ko) 디젤엔진 배기가스의 질소산화물과 매연을 동시에제거하기 위한 플라즈마/디젤분진필터/촉매 시스템
JPS6351947A (ja) パテイキユレ−ト燃焼用触媒フイルタ
JPH04284824A (ja) 排気ガス浄化方法
ATE39849T1 (de) Katalysator und methode zur behandlung von abgasen.
RU2640412C1 (ru) Способ нанесения каталитического покрытия на керамический блок нейтрализатора отработавших газов двигателя внутреннего сгорания
JP2005296861A (ja) ディーゼル排ガス浄化用フィルタおよび排ガス浄化方法
Solov'ev et al. Effect of the Nature of the Oxidizing Agent on Conversion of Finely Dispersed Carbon on Binary Oxide Catalysts
JP2004223376A (ja) 窒素酸化物除去触媒
Babilius et al. Facility for catalysts testing, research of CuO/γ–Al2O3 coatings