BR112014010538B1

BR112014010538B1 - Artigo de filtro, e, sistema para o tratamento de um gás de escape

Info

Publication number: BR112014010538B1
Application number: BR112014010538-3A
Authority: BR
Inventors: Paul Richard Philips; Guy Richard Chandler; Keith Anthony Flanagan; Alexander Nicholas Michael Green
Original assignee: Johnson Matthey Public Limited Company
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2020-12-15
Also published as: WO2013064887A2; EP2773457A2; KR20140095524A; WO2013064887A3; RU2014122106A; US20120258032A1; JP6395607B2; CN104023843A; KR102037224B1; RU2649005C2; JP2019010642A; JP2015504353A; JP6781210B2; CN104023843B; BR112014010538A2

Abstract

artigo de filtro, e, sistema para o tratamento de um gás de escape é provido um filtro de fluxo de parede revestido com uma composição de catalisador scr, em que a composição de catalisador contém cristais de peneira molecular promovidos por metal de transição, e em que (i) os cristais possuem um tamanho cristalino médio de cerca de 0,5 pm a cerca de 15 pm, (ii) os cristais estão presentes na referida composição como cristais individuais, as aglomerações tendo um tamanho de partícula médio de menos do que cerca de 15 pm, ou uma combinação dos referidos cristais individuais e das referidas aglomerações; e (iii) a referida peneira molecular é um alumino silicato ou um sílico-aluminofosfato de um tipo de armação ten-do um tamanho de anel máximo de oito átomos tetraédricos.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica a prioridade do Pedido Provisório U.S No. 61/554.529, depositado em 2 de novembro de 2011 e do Pedido Não Provisório No. 13/353.842, depositado em 19 de janeiro de 2012, cujas exposições são incorporadas a este, a título referencial, em sua totalidade, para todos os propósitos.

FUNDAMENTOS 1 .Campo da Invenção

[0002] A presente invenção refere-se a artigos para tratar gás de escape de combustão. De um modo ainda mais particular, a presente invenção refere-se a filtros particulados, revestidos com um catalisador de redução seletivo para a redução da fuligem e NOX a partir de um gás de escape de combustão pobre.

2 .Descrição da Técnica Relacionada

[0003] As porções maiores da maior parte dos gases de escape de combustão contêm nitrogênio (N2), vapor d'água (LEO), e dióxido de carbono (CO2); mas o gás de escape também contém, em partes relativamente pequenas, substâncias prejudiciais e/ou tóxicas, tais que o monóxido de carbono (CO) a partir da combustão incompleta, hidrocarbonetos (HC) a partir de um combustível não queimado, óxidos de nitrogênio (NOX), a partir de temperaturas de combustão excessivas, e material particulado ( principalmente fuligem). De um modo a mitigar o impacto ambiental do gás de escape liberado ao interior da atmosfera, é ainda desejável eliminar, ou reduzir, a quantidade destes componentes indesejáveis, de um modo preferido através de um processo, que não gere outras substâncias prejudiciais ou tóxicas.

[0004] Um dos componentes mais incômodos a serem removidos a partir de um gás de escape veicular é o NOX, que inclui o óxido nítrico (NO), dióxido de nitrogênio (NO2) e o óxido nitroso ( N2O). A redução de NOX a N2 em um gás de escape de queima pobre, tal que aquele criado por motores a diesel, é particularmente problemático, devido ao fato de que o gás de escape contém uma alta concentração de oxigênio, o que favorece as reações oxidativas, em vez da redução. O NOX pode ser reduzido em um gás de escape de diesel, no entanto, através de um processo comumente conhecido como Redução Catalítica Seletiva (SCR). Um processo de SCR envolve a conversão de NOX, na presença de um catalisador e com o auxílio de um agente de redução, a nitrogênio elementar (N2) e água. Em um processo de SCR, um redutor gasoso, tal que a amónia, é adicionado a uma corrente de gás de escape, antes do contato do gás de escape com o catalisador de SCR. O redutor é absorvido sobre o catalisador e a reação de redução de NOX ocorre à medida em que os gases passam através ou sobre o substrato catalisado. A equação química para as reações de SCR estequiométricas usando amónia é:

[0005] Os catalisadores de SCR conhecidos incluem os zeólitos e outras peneiras moleculares. Os exemplos de tais peneiras moleculares incluem os aluminossilicatos e os sílico-aluminofosfatos tendo um Tipo de Armação de CHA (chabazita), BEA (beta), MOR (mordenita), e os similares. De um modo a melhorar o desempenho catalítico e a estabilidade hidrotérmica do material, as peneiras moleculares para as aplicações de SCR são, de um modo frequente, promovidas com um ou mais metais de transição, tais que o cobre ou o ferro, que são mantido retidos, de um modo solto, à armação da peneira molecular, como íons metálicos trocados. Por exemplo, a WO 2010/043891 descreve um zeólito promovido por cobre de cristal grande, tendo uma armação CELA.

[0006] Como os catalisadores de SCR servem, de um modo geral, como catalisadores heterogêneos ( isto é, um catalisador sólido em contato com um gás e/ou reagente líquido), os catalisadores são, de um modo usual, suportados por um substrato. Os substratos preferidos para o uso em aplicações móveis incluem os monolitos de fluxo atravessante, tendo uma assim denominada geometria alveolar, que compreende múltiplos canais paralelos adjacentes, que são abertos em ambas as extremidades e que se estendem, de um modo geral, a partir da face de entrada para a face de saída do substrato, e que resultam em uma alta razão de área superficial para volume. O material catalítico é então aplicado ao substrato, de um modo típico como um revestimento reativo ou ainda como uma outra suspensão, que pode ser incorporada e/ou pode estar nas paredes do substrato.

[0007] Em adição ao NOx, o gás de escape de motores a diesel tende a possuir fuligem e ainda outros materiais particulados. As emissões de fuligem podem ser remediadas pela passagem do gás de escape contendo fuligem através de um filtro particulado de diesel (DFP), tal que um filtro de fluxo de parede. Os filtros de fluxo de parede são similares a substratos alveolares de fluxo atravessante pelo fato de que eles contêm ainda uma pluralidade de canais paralelos, adjacentes. No entanto, os canais dos substratos alveolares de fluxo atravessante são abertos em ambas as extremidades, enquanto que os canais de substratos de fluxo de parede possuem uma extremidade capeada, em que o capeamento ocorre em extremidades opostas de canais adjacentes, em um padrão alternado. As extremidades alternadas de capeamento dos canais evitam com que o gás seja introduzido na face de entrada do substrato a partir de um fluxo direto através do canal e existente. Em vez disso, o gás de escape é então introduzido na frente do substrato e percorre cerca de metade dos canais, onde ele é forçado através das paredes do canal, antes que seja introduzido na segunda metade dos canais, e que saia na face posterior do substrato.

[0008] De um modo a reduzir a quantidade de espaço requerida para um sistema de escape, é desejado, de um modo frequente, projetar componentes de escape individuais para executar mais do que uma função. Por exemplo, a aplicação de um catalisador de SCR a um substrato de filtro de fluxo de parede, em vez de um substrato de fluxo atravessante, serve para reduzir o tamanho total de um sistema de tratamento de escape, por meio de que seja permitido que um substrato possa servir a duas funções, ou seja, a conversão catalítica de NOX pelo catalisador de SCR e a remoção de fuligem pelo filtro. (Vide, por exemplo, WO 2003/054364). No entanto, o revestimento do filtro com uma quantidade operável de catalisador de SCR pode, de um modo indesejável, aumentar a contrapressão através do filtro, o que, por sua vez, reduz o desempenho do motor e a economia de combustível. Isto é, de um modo particular, verdadeiro no que se refere a catalisadores de SCR de alto desempenho, tais que os revestimentos reativos, que compreende os zeólitos promovidos por metal de transição.

[0009] Os métodos convencionais para a preparação de revestimentos reativos de suspensão para filtros de fluxo de parede envolvem as aglomerações de moagem de zeólitos de cristal pequeno, de um modo a reduzir o diâmetro de partícula médio do cristal do catalisador, de um modo a que seja alcançada a penetração requerida do revestimento sobre os poros das paredes de filtro. Por exemplo, os Exemplos 16 e 17 da WO 2008/106519 sugerem que as aglomerações de moagem do zeólito CHA de cristal pequeno para a obtenção de uma suspensão, que compreende 90% de partículas menores do que 3,5 μm resulta em uma melhor conversão de NOx, comparada a uma composição de catalisador similar, que foi moída a apenas 8,4 μm. No entanto, a moagem do catalisador também produz uma porção indesejada de partículas muito pequenas, as quais, devido a seu pequeno tamanho, penetram nos poros do substrato de filtro, tomando-as menos acessíveis à corrente de gás de NOX e NH3, deste modo reduzindo a atividade total do catalisador. De um modo a evitar com que as partículas de catalisador pequenas sejam introduzidas nas microfissuras, o substrato de filtro é, de um modo típico, passivado, por exemplo com um revestimento polimérico, antes do revestimento do filtro com um catalisador. No entanto, a passivação do filtro apresenta desvantagens significativas. Uma desvantagem consiste em que a passivação aumente, de um modo substancial, o custo do filtro. Uma outra desvantagem consiste em que o revestimento do substrato com uma camada polimérica diminui a permeação do gás.

[00010] A WO 2010/097638 expõe que a contrapressão através de um DFP catalisado pode ser ainda reduzida mediante a aplicação de um catalisador de zeólito promovido por metal de transição como um revestimento sobre as superfícies de entrada e/ou de saída das paredes do DFP em face da permeação das paredes do filtro com uma composição de catalisador similar. No entanto, os aperfeiçoamentos adicionais na contrapressão e/ou desempenho do catalisador são ainda desejáveis. Deste modo, permanece ainda uma necessidade quanto a DFPs, que produzem uma contrapressão relativamente baixa quando revestidos com uma quantidade efetiva de um catalisador de SCR.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[00011] Os requerentes verificaram, de um modo surpreendente, que o revestimento da estrutura porosa interna de um filtro de fluxo de parede com catalisadores de peneira molecular de poro pequeno, de cristal grande, com uma aglomeração mínima, produz um filtro de SCR tendo um melhor desempenho, comparado a substratos de filtro similares, revestidos com catalisadores de cristal pequeno e também apresentam um desempenho melhor ou similar, comparados a substratos de filtro similares, revestidos com uma camada de catalisador de cristal grande sobre a superfície do filtro. Os revestimentos de catalisador da presente invenção oferecem várias vantagens em relação aos revestimentos de catalisador previamente conhecidos, que incluem uma estabilidade térmica aperfeiçoada e um desempenho de SCR melhorado. Embora sem desejarmos estar limitados por qualquer teoria particular, acredita-se que o revestimento de um filtro de fluxo de parede com peneiras moleculares de cristal grande, tendo pouca ou nenhuma aglomeração, restringe o catalisador a poros do filtro interconectados relativamente maiores. Sem esta restrição, um revestimento de catalisador pode ser ainda introduzido nos espaços de poro menores e bloquear ou desviar o fluxo do gás de escape através de tais poros pequenos. Além disso, o uso de um cristal grande, tendo pouca ou nenhuma aglomeração, melhora, de um modo surpreendente, (isto é, reduz) a contrapressão, comparado a um catalisador permeado convencional.

[00012] Uma outra vantagem da presente invenção é a de que interações prejudiciais entre o catalisador e os substratos, tais que o titanato de alumínio (AT), são reduzidas. Por exemplo, o revestimento do catalisador é impedido de penetrar nas juntas de expansão térmicas submicrônicas dentro do substrato, que poderiam, de um outro modo, conduzir a um craqueamento do filtro, quando o substrato é submetido a um estresse térmico. Ainda uma outra vantagem da presente invenção, é a de que ela elimina a necessidade quanto à passivação do substrato poroso.

[00013] Deste modo, é provido um artigo de filtro, que compreende (a) um filtro de fluxo de parede, que compreende um substrato poroso tendo uma face de entrada e uma face de saída; e (b) uma composição de catalisador de SCR, revestida sobre o substrato poroso entre a referida face de entrada e a referida face de saída, em que a composição de catalisador compreende cristais de peneira molecular promovidos com metal de transição, e em que (i) os referidos cristais possuem um tamanho cristalino médio de cerca de 0,5 μm a cerca de 15 μm, (ii) os referidos cristais estando presentes na referida composição como cristais individuais, as aglomerações tendo um tamanho de partícula médio de menos do que 15 μm, ou uma combinação dos referidos cristais e das referidas aglomerações; e (iii) a referida peneira molecular é um aluminossílicato ou um sílico-aluminofosfato de um Tipo de Armação tendo um tamanho de anel máximo de oito átomos tetraédricos.

[00014] Em ainda um outro aspecto da invenção, é provido um método para a produção de um artigo de filtro, que compreende (a) revestir pelo menos uma porção de um monolito de fluxo de parede cerâmica, não passivado, com uma suspensão de revestimento reativo, que compreende cristais de peneira molecular promovidos com metal de transição, em que: (i) os referidos cristais possuem um tamanho cristalino médio de cerca de 0,5 μm a cerca de 15 μm, (ii) os referidos cristais estando presentes na referida suspensão como cristais individuais, as aglomerações tendo um tamanho de partícula médio de menos do que cerca de 15 μm, ou uma combinação dos referidos cristais individuais e das referidas aglomerações; e (iii) a referida peneira molecular é um aluminossílicato ou um sílico-aluminofosfato de um Tipo de Armação tendo um tamanho de anel máximo de oito átomos tetraédricos, (b) remover a suspensão de revestimento reativo em excesso a partir do monolito, e (c) secar e calcinar o monolito revestido.

[00015] Em ainda um outro aspecto da invenção, é provido um sistema para tratar um gás de escape, que compreende (a) um filtro de fluxo de parede catalítico, que compreende (i) um substrato poroso tendo uma face de entrada e uma face de saída; e (ii) uma composição de catalisador de SCR, revestida sobre a face de entrada e/ou a face de saída do substrato poroso, e/ou entre a referida face de entrada e a referida face de saída, em que a composição de catalisador compreende cristais de peneira molecular promovidos com metal de transição, em que: os referidos cristais possuem um tamanho cristalino médio de cerca de 0,5 μm a cerca de 15 μm, os referidos cristais estando presentes na referida composição como cristais individuais, aglomerações tendo um tamanho de partícula médio de menos do que cerca de 15 μm, ou ainda uma combinação dos referidos cristais individuais e das referidas aglomerações, e a referida peneira molecular sendo um aluminossílicato ou me um sílico-aluminofosfato de um Tipo de Armação tendo um tamanho de anel máximo de oito átomos tetraédricos, (b) um conduto conectando o filtro de fluxo de parede com uma fonte de gás de escape de queima pobre contendo material particulado e NOX, e (c) um sistema de suprimento redutor para a introdução de um redutor ao interior de um gás de escape de combustão pobre, em que o sistema de suprimento redutor está em comunicação fluida com o filtro de fluxo de parede catalítico e está disposto a montante do filtro de fluxo de parede catalítico em relação ao fluxo de gás através do filtro.

[00016] Em ainda um outro aspecto da invenção, é ainda provido um método para o tratamento de um gás de escape, que compreende (a) passar um gás de escape de combustão pobre, que compreende um material particulado e NOX através de um filtro de fluxo de parede catalítico, que compreende (i) um substrato poroso tendo uma face de entrada e uma face de saída; e (ii) uma composição de catalisador de SCR, revestida sobre a face de entrada e/ou face de saída do substrato poroso, e/ou entre a referida face de entrada e a referida face de saída, em que a composição do catalisador compreende cristais de peneira molecular promovidos por metal de transição, em que: os referidos cristais possuem um tamanho cristalino médio de cerca de 0,5 μm a cerca de 15 μm, os referidos cristais estando presentes na referida composição como cristais individuais, aglomerações tendo um tamanho de partícula médio de menos do que cerca de 15 μ, ou ainda uma combinação dos referidos cristais individuais e das referidas aglomerações, e em que a referida peneira molecular é um aluminossilicato ou um sílico-aluminofosfato de um Tipo de Armação tendo um tamanho de anel máximo de oito átomos tetraédricos, em que a referida passagem separa pelo menos uma porção do referido material particulado a partir do referido gás de escape, de um modo a que seja formado um gás de escape parcialmente purificado; e (b) contactando, na presença de um agente de redução, o gás de escape de combustão pobre e/ou o gás de escape parcialmente purificado com a composição de catalisador de SCR, de um modo a reduzir, de um modo seletivo, pelo menos uma porção do NOX a N2 e a outros componentes.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERIDAS DA INVENÇÃO

[00017] Em ainda uma modalidade preferida, a invenção é dirigida a um filtro catalítico para melhorar a qualidade do ar ambiental e, de um modo particular, para melhorar as emissões de gás de escape geradas pelo diesel e ainda por outros motores de queima pobre. As emissões do gás de escape são melhoradas, pelo menos em parte, através da redução de ambos o NOX e das concentrações de material particulado no gás de escape pobre. Deste modo, os filtros catalíticos preferidos compreendem um substrato poroso, tal que um filtro de particulado de diesel ( DFP), que serve tanto para remover, de um modo mecânico, o material particulado a partir de uma corrente de gás de escape que passa através do substrato poroso, como para suportar uma composição de catalisador, útil para reduzir, de um modo seletivo, o NOX no ambiente oxidativo (isto é, um catalisador de SCR).

[00018] As composições de catalisador de SCR contêm cristais de peneira molecular grandes, promovidos com um metal de transição, contanto que os cristais estejam presentes na composição do catalisador como cristais individuais e/ou como pequenas aglomerações de cristais. As peneiras moleculares, úteis na presente invenção, incluem os aluminossilicatos cristalinos ou pseudocristalinos microporosos, os aluminossilicatos substituídos por metal, sílico-aluminofosfatos (SAPOs), ou os aluminofosfatos tendo uma armação molecular repetida, em que a armação possui um tamanho de anel máximo de oito átomos tetraédricos. As peneiras moleculares com uma armação tendo um tamanho de anel máximo de oito átomos tetraédricos são comumente referidas como a peneiras moleculares de poro pequeno. Os exemplos de peneiras moleculares de poro pequeno são aqueles tendo um Tipo de Armação identificado pelos códigos que se seguem: 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 ou ZON, tal como definido pela Structure Commission of the International Zeolite Association. A composição de catalisador pode ainda compreender um ou mais materiais de peneira molecular, tendo os mesmos ou diferentes Tipos de Armação.

[00019] Em ainda certas modalidades preferidas, o catalisador compreende pelo menos um material de peneira molecular tendo um Tipo de Armação selecionado a partir do grupo, que consiste de CHA, ERI e LEV, Um Tipo de Armação particularmente preferido para certas aplicações é CHA. Exemplos de zeólitos de aluminossílicato úteis, tendo uma armação CHA, incluem os isotipos de CHA Linde-D, Linde-R, SSZ-13, LZ-218, Phi, e ZK-14. Os exemplos de SAPOs adequados tendo uma armação CHA incluem SAPO-34. Em ainda uma modalidade particular, a peneira molecular é SAPO- 34. Os exemplos de zeólitos de aluminossilicatos úteis, tendo uma armação ERI, incluem os isotipos ERI de erionita, ZSM-34, e Linde Tipo T. Os exemplos de zeólitos de aluminossílicato úteis, tendo uma armação LEV, incluem os isotipos de LEV levinita, Nu-3, LZ-132, e ZK-20.

[00020] Para certas modalidades que utilizam um zeólito CHA, o zeólito possui, de um modo preferido, uma razão de sílica para alumina (SAR) de cerca de 15 a cerca de 50, por exemplo de cerca de 20 a cerca de 40 ou de cerca de 25 a cerca de 30. Em ainda outras modalidades, que utilizam um zeólito CHA, o zeólito possui, de um modo preferido, uma razão de sílica- para-alumina de cerca de 10 a cerca de 25, por exemplo de a partir de cerca de 14 a cerca de 20 ou de cerca de 15 a cerca de 17. A razão de sílica para alumina dos zeólitos pode ser ainda determinada através de análise convencional. A razão é tida como representando, tão proximamente quanto possível, a razão na armação atômica rígida do cristal do zeólito e como excluindo o silício ou o alumínio no aglutinante ou em uma forma catiônica ou em uma outra forma dentro dos canais. Como pode ser difícil medir diretamente a razão de sílica para alumina do zeólito após ele ter sido combinado com um material aglutinante, de um modo particular um aglutinante de alumina, estas razões de sílica para alumina são expressas em termo do SAR do zeólito em si, isto é, antes da combinação do zeólito com os outros componentes do catalisador.

[00021] As peneiras moleculares, que podem ser aplicadas na presente invenção, incluem aquelas que foram tratadas de um modo a aperfeiçoar a estabilidade hidrotérmica. Os métodos convencionais para melhorar a estabilidade hidrotérmica incluem: (i) desaluminação através de vapor e extração com ácido usando um ácido ou agente de complexação ( por exemplo, EDTA - ácido etilenodiamina tetra-acético); tratamento com ácido e/ou agente de complexação; tratamento com uma corrente gasosa ou SiCl4 (substitui Al na armação do zeólito por Si); e (ii) troca catiônica- uso de cátions multivalentes, tais que o La.

[00022] De um modo preferido, a peneira molecular é promovida com pelo menos um metal de transição. Os exemplos de promoção de metal de transição incluem a adição de um metal de transição à peneira molecular através de troca iônica, impregnação, substituição isomórfica, etc. Os metais de transição podem ainda estar ligados à armação da peneira molecular e/ou residir na ou sobre a peneira molecular como íons livres. Tal como aqui usado, o pelo menos um metal de transição é aqui definido como incluindo um ou mais de cromo (Cr), manganês (Mn), Ferro (Fe), cobalto (Co), cério (Ce), níquel (Ni), cobre (Cu), zinco (Zn), gálio (Ga), molibdênio (Mo), prata (Ag), índio (In), rutênio (Ru), ródio (Rh), paládio (Pd), rênio (Re), irídio (Ir), platina (Pt), e estanho (Sn), e as misturas dos mesmos. De um modo preferido, o um ou mais metais de transição podem ainda ser cromo (Cr), cério (Ce), mangnês (Mn), ferro (Fe), cobalto (Co), níquel (Ni), e cobre (Cu), e as misturas dos mesmos, e de um modo ainda mais preferido, o cobre. Em ainda uma modalidade, o metal de transição é Cu, Fe, ou as combinações dos mesmos. Um metal particularmente preferido é o Cu. Em ainda uma outra modalidade, a carga do metal de transição é de cerca de 0,1 a cerca de 10%, em peso, da peneira molecular, por exemplo, de cerca de 0,5%, em peso, a cerca de 5 %, em peso, e de cerca de 0,5 a cerca de 1 %, em peso, e de cerca de 2 a cerca de 5 %, em peso. O tipo e a concentração do metal de transição podem variar de acordo com a peneira molecular hospedeira e de acordo com a aplicação.

[00023] De um modo preferido, o material do zeólito CHA contém de a partir de cerca de 75 a cerca de 500 gramas de cobre e/ou de ferro por pé cúbico (16, 4 cm3) de zeólito, e de um modo mais preferido de cerca de 100 a cerca de 200 gramas de Cu e/ou de Fe por pé cúbico (16, 4 cm3) do zeólito ou de a partir de cerca de 85 a cerca de 100 gramas de Cu e/ou Fe por pé cúbico (16, 4 cm3) do zeólito.

[00024] Em ainda uma outra modalidade da invenção, a quantidade de metal de transição, tal que cobre, no catalisador, não está particularmente limitada, desde que o catalisador possa ainda alcançar uma conversão de NOX de pelo menos cerca de 65%, de um modo preferido de pelo menos cerca de 75%, e de um modo ainda mais preferido de pelo menos cerca de 85%, em uma temperatura de pelo menos cerca de 450°C, e de um modo ainda mais preferido uma temperatura de pelo menos cerca de 550°C, e ainda mais preferivelmente uma temperatura de pelo menos cerca de 650°C. De um modo preferido, a conversão de cada uma destas faixas de temperatura é de pelo menos 70%, mais preferivelmente de pelo menos 80%, e ainda mais preferivelmente de 90% da capacidade de conversão do catalisador quando o catalisador está operando em uma temperatura de 250°C. De um modo preferido, o catalisador pode alcançar uma conversão de 80%, com uma seletividade para N2 de pelo menos cerca de 85% em uma ou mais destas faixas de temperatura.

[00025] De um modo surpreendente, a combinação da restrição do tamanho dos cristais da peneira molecular a mais do que cerca de 0,5 μ e a restrição do tamanho das aglomerações dos cristais a menos do que cerca de 15 μm em uma composição de catalisador resulta em um desempenho de SCR aperfeiçoado quando tais composições de catalisador são aplicadas a um filtro de fuligem de particulado de diesel, por exemplo, como um revestimento reativo que permeia o filtro. De um modo particular, estes catalisadores sobre um filtro possuem uma atividade de SCR mais alta usando um redutor nitrogenoso, comparados a um material de peneira molecular similar, mas com um tamanho de cristalito menor.

[00026] Deste modo, em modalidades preferidas, a composição de catalisador compreende cristais de peneira molecular tendo um tamanho de cristal médio de mais do que cerca de 0,5 μm, preferivelmente entre cerca de 0,5 e cerca de 15 μm, tal que de cerca de 0,5 a cerca de 5 μm, cerca de 0,7 a cerca de 5 μm, cerca de 1 a cerca de 5 μm, cerca de 1,5 a cerca de 5,0 μm, cerca de 1,5 a cerca de 4,0 μm, cerca de 2 a cerca de 5 μm, ou de cerca de 1 μm a cerca de 10 μm. Os cristais na composição de catalisador podem ser cristais individuais, uma aglomeração de cristais, ou ainda uma combinação de ambos, contanto que a aglomeração dos cristais possua um tamanho de partícula médio de menos do que cerca de 15 μm, e de um modo preferido de menos do que cerca de 10 μm, e de um modo ainda mais preferido de menos do que cerca de 5 μm. O limite inferior do tamanho de partícula médio da aglomeração é o tamanho do cristal individual médio da composição.

[00027] O tamanho do cristal (também aqui referido como ao diâmetro do cristal) é o comprimento de uma extremidade de uma face do cristal. Por exemplo, a morfologia dos cristais de chabazita é caracterizada por faces romboédricas (mas aproximadamente cúbicas), em que cada extremidade da face é aproximadamente do mesmo comprimento. A medição direta do tamanho do cristal pode ser executada usando métodos de microscopia, tais que o SEM e o TEM. Por exemplo, a medição através de SEM envolve o exame da morfologia dos materiais em ampliações elevadas ( de um modo típico de 1000 x a 10.000 x). O método de SEM pode ser executado através da distribuição de uma porção representativa do pó do zeólito sobre um monte adequado, de um modo tal que as partículas individuais estejam razoavelmente espalhadas, de um modo uniforme, através do campo de visão em uma ampliação de 1000 x a 10.000 x. A partir desta população, uma amostra estatisticamente significativa de cristais individuais aleatórios (por exemplo, 50- 200) são examinados e as dimensões mais longas dos cristais individuais, paralelos à linha horizontal da extremidade reta, são medidas e registradas. (As partículas, que são claramente agregados policristalinos grandes, não devem ser incluídas nas medições). Com base nestas medições, a média aritmética dos tamanhos do cristal da amostra é calculada.

[00028] O tamanho de partícula de uma aglomeração de cristais pode ser determinado, de um modo similar, exceto pelo fato de que, em vez da medição da extremidade de uma face de um cristal individual, o comprimento do lado mais longo de uma aglomeração é medido. Outras técnicas para a determinação do tamanho de partícula médio, tais que a difração e a dispersão a laser, podem ser também usadas.

[00029] Tal como aqui usado, o termo “médio”, com relação a um tamanho de partícula ou de cristal, tem a intenção de representar a média aritmética de uma amostra estatisticamente significativa da população. Por exemplo, um catalisador, que compreende cristais de peneira molecular tendo um tamanho de cristal médio de cerca de 0,5 a cerca de 5,0 μm é um catalisador tendo uma população de cristais de peneira molecular, em que uma amostra estatisticamente significativa da população (por exemplo, 50 cristais) poderia produzir uma média aritmética dentro de uma faixa de cerca de 0,5 a cerca de 5,0 μm.

[00030] Em adição ao tamanho do cristal médio, as composições de catalisador possuem, de um modo preferido, uma maioria de tamanhos de cristal de mais do que cerca de 0,5 μm, e de um modo preferido entre cerca de 0,5 e cerca de 15 μm, tal que de cerca de 5,0 μm a cerca de 5 μm, de cerca de 0,7 a cerca de 5 μm, de cerca de 1 a cerca de 5 μm, de cerca de 1,5 a cerca de 5,0 μm, de cerca de 1,5 a cerca de 4,0 μm, de cerca de 2 a cerca de 5 μm, ou de cerca de 1 μm a cerca de 10 μm. De um modo preferido, o primeiro e o terceiro quartis da amostra de tamanhos de cristal são maiores do que cerca de 0,5 μm, e de um modo preferido entre cerca de 0,5 e cerca de 15 μm, tal que de cerca de 0,5 a cerca de 5 μm, de cerca de 0,7 a cerca de 5 μm, de cerca de 1 a cerca de 5 μm, de cerca de 1,5 a cerca de 5,0 μm, de cerca de 1,5 a cerca de 4,0 μm, de cerca de 2 a cerca de 5 μm, ou de cerca de 1 μm a cerca de 10 μm.

[00031] Tal como aqui usado, o termo “primeiro quartil” compreende o primeiro quartil de uma amostra de quarenta tamanhos de cristal é o tamanho do décimo cristal, quando os quarenta tamanhos de cristal são dispostos em uma ordem a partir do menor para o maior. De um modo similar, o termo “ terceiro quartil” significa o valor, abaixo do qual três quartos dos elementos estão localizados. Por exemplo, o terceiro quartil de uma amostra de quarenta tamanhos de cristal é o tamanho do décimo terceiro cristal, quando os quarenta tamanhos de cristal são dispostos em uma ordem a partir do menor para o maior.

[00032] Os zeólitos de CHA do cristal grande, tais que o isotipo SSZ-13, podem ser ainda sintetizados através de processos conhecidos, tais que aqueles descritos na WO 2010/043891 ( que é incorporada a este a título referencial) e a WO 2010/074040 (que é incorporada a este a título referencial).

[00033] A composição de catalisador para o uso na presente invenção pode ainda estar sob a forma de um revestimento reativo, de um modo preferido um revestimento reativo adequado para o revestimento de um substrato poroso, tal que um monolito de fluxo de parede de metal ou cerâmica. Deste modo, um outro aspecto da invenção refere-se a um revestimento reativo, que compreende um componente catalisador, tal como aqui descrito. Em adição ao componente catalisador, as composições de revestimento reativo podem ainda compreender um aglutinante selecionado a partir do grupo, que consiste de alumina, sílica, (não zeólito), sílica-alumina, argilas de ocorrência natural, TiCb, ZrO?, e SnO?. Em ainda certas modalidades, a composição de catalisador pode ainda compreender outros componentes, incluindo os estabilizadores de terras raras e os agentes de formação de poro, tais que grafite, celulose, amido, poliacrilato, e polietileno, e os similares.

[00034] De um modo preferido, a composição de catalisador não é moída. De um modo preferido, o revestimento reativo contendo o catalisador não é moído. De um modo preferido, os cristais do zeólito e as aglomerações não são moídos. Tal como aqui usados, os catalisadores de moagem referem- se a um processo mecânico, tal que a moagem, usado para reduzir o tamanho de uma porção substancial ou da maior parte das partículas e/ou cristais do catalisador sendo moídos.

[00035] Em ainda certas modalidades, a composição do catalisador está isenta de ou substancialmente isenta de metais do grupo de platina, que incluem platina, paládio, rutênio, irídio, e ródio.

[00036] Em ainda certas modalidades, a composição do catalisador está isenta de, ou substancialmente isenta de ácidos carboxílicos, que incluem, mas não está limitados a, ácido tartárico, ácido cítrico, ácido n-acetil glutâmico, ácido adípico, ácido alfa-ceto glutárico, ácido aspártico, ácido azelaico, ácido canfórico, ácido carbóxi glutâmico, ácido cítrico, ácido dicrotálico, ácido dimercapto succínico, ácido fumárico, ácido glutacônico, ácido glutâmico, ácido glutárico, ácido isoftálico, ácido itacônico, ácido maleico, ácido málico, ácido malônico, ácido mesacônico, ácido mesoxálico, ácido 3-metil glutacônico, ácido oxálico, ácido oxaloacético, ácido ftálico, ácidos ftálicos, ácido pimélico, ácido sebácico, ácido subérico, ácido succínico, ácido tartrônico, ácido tereftálico, ácido traumético, ácido trimésico, carbóxi glutamato, e os derivados dos mesmos. Em ainda certas modalidades, a composição de catalisador está substancialmente isenta ou substancial mente livre de ácidos orgânicos.

[00037] Em ainda uma modalidade de acordo com a invenção, a composição de catalisador é revestida sobre um substrato poroso, por exemplo como um revestimento reativo. O revestimento reativo pode ser ainda aplicado através de quaisquer meios convencionais, que incluem a imersão, ou a injeção, ou ainda alguma combinação dos mesmos com um ou mais ciclos de vácuo e/ou de pressão, de um modo a que seja facilitada a carga do revestimento reativo do catalisador sobre ou no substrato e/ou para eliminar o revestimento reativo em excesso a partir do substrato, após a carga. De um modo preferido, a maior parte do revestimento reativo é permeada ou uma maior parte ou todo o substrato poroso, comparada à quantidade do revestimento reativo, se houver, que permanece sobre as faces de entrada ou de saída do substrato poroso. Em ainda outras modalidades, uma maior parte do revestimento reativo permanece sobre a face de entrada e/ou sobre a face de saída do substrato poroso.

[00038] Em ainda certas modalidades, o revestimento reativo é aplicado, de um modo direto, ao substrato poroso, por exemplo, sem nenhum intermediário, camadas ou revestimentos não catalíticos, tais que uma camada de passivação. Em ainda certas modalidades, o revestimento reativo é aplicado a um substrato não passivado. Os exemplos de substratos não passivados incluem ainda os monolitos cerâmicos de fluxo de parede, construídos primariamente de titanato de alumínio, cordierita, carbureto de silício, fosfatos de zircônio alcalinos refratários, aluminossilicatos alcalinos de baixa expansão (por exemplo, beta-eucriptita, beta-espodumeno, e polucita), alfa-alumina, nitreto de 'silício, zircônia, mulita, espodumeno, alumina-sílica-magnésita, silicato de zircônio, composto de fibra cerâmica, ou ainda outras cerâmicas, sem materiais de passivação, tais que um copolímero de álcool polivinílico/vinil amina, um copolímero de álcool polivinílico/vinil formamida, álcool furfurílico polimerizado, um sacarídeo (por exemplo, monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos, e polissacarídeos, que incluem dextrose, sacarose, etc.), gelatina, ou polímeros e copolímeros de base orgânica, assim como os materiais relacionados, tais que os agentes de reticulação orgânicos e inorgânicos, que incluem as carbodiimidas multifuncionais, aldeídos, anidridos, epóxis, imidatos, isocianatos, melamina formaldeído, epicloroidrina, 2,5-dimetóxi tetraidrofurano, e 2- (4- dimetilcarbomoil-piridino) etano-l-sulfonato, oxicloreto de fósforo, tetrabutóxido de titânio, carbonato de amónio e zircônio, e os similares. Deste modo, em ainda algumas modalidades, o artigo do catalisador consiste, de um modo essencial, de um substrato poroso com pelo menos um revestimento da composição de revestimento reativo, que pode ser disposta em uma ou mais camadas ou zonas. *

[00039] De um modo a distinguir certas modalidades da presente invenção a partir de filtros de fluxo de parede revestidos por revestimento reativo, que são produzidos por meio do uso de uma camada de passivação, o artigo catalisador da presente invenção pode ainda compreender um filtro de fluxo de parede cerâmico revestido por revestimento reativo, resistente a choque térmico, tendo microfissuras ( por exemplo, fissuras submicrônicas) que estão isentas (por exemplo, que não contêm um catalisador, material de passivação, etc.). Em ainda certas modalidades, as microfissuras estão isentas ou substancialmente isentas de depósitos contendo carbono. Em ainda certas modalidades, o artigo catalisador tendo microfissuras vazias foi submetido a um tratamento térmico, tal que a calcinação ou ainda um outro tipo de aquecimento, que iria remover ou carbonizar uma camada de passivação. Os exemplos de um tal tratamento térmico incluem expor o substrato revestido por revestimento reativo a uma temperatura maior do que 350°C, e de um modo preferido de cerca de 350 a cerca de 850°C, e de um modo ainda mais preferido de a partir de cerca de 500 a cerca de 600°C durante pelo menos 15 minutos, e de um modo preferido de a partir de cerca de 15 a cerca de 240 minutos, e de um modo ainda mais preferido de cerca de 60 a cerca de 90 minutos. No entanto, tais artigos catalisadores podem ainda ser submetidos a processos de tratamento térmico subsequentes, tais que a calcinação, de um modo a que a água seja removida a partir do componente.

[00040] As combinações particulares de filtro de tamanho de poro médio, porosidade, interconectividade de poro, com um tamanho de cristal médio/aglomeração e carga de revestimento reativo podem ser ainda combinados, de um modo a que seja alcançado um nível desejável de filtração de particulado e de atividade catalítica em uma contrapressão aceitável.

[00041] Em ainda certas modalidades, a carga do revestimento reativo sobre o substrato poroso é > 0,015 g/cm3, tal que > 0,031 g/cm3, ou > 0,049 g/cm3, por exemplo de 0,049 a 0,18 cm3. Em ainda algumas modalidades preferidas, a carga do revestimento reativo é > 0,061 g/cm3, tal que > 0,073 g/cm3, > 0,091 g/cm3, >0,101 g/cm3 ou >0,122 g/cm3 ou ainda, por exemplo, de 0,091 a 0,152 g/cm3.

[00042] A porosidade é uma medida do percentual de espaço vazio em um substrato poroso e está relacionada à contrapressão em um sistema de escape: geralmente, quanto mais baixa a porosidade, mais alta a contrapressão. De um modo preferido, o substrato poroso possui uma porosidade de cerca de 30 a cerca de 80%, por exemplo de cerca de 40 a cerca de 75%, de cerca de 40 a cerca de 65%, ou de cerca de 50 a cerca de 60%.

[00043] A interconectividade do poro, medida como um percentual do volume vazio total do substrato, é o grau, em que os poros, vazios, e/ou canais, são unidos de um modo a que formem trajetos contínuos através de um substrato poroso, isto é, a partir da face de entrada para a face de saída. Em contraste com a interconectividade do poro está a soma do volume de poro fechado e do volume de poros, que possuem um conduto para apenas uma das superfícies do substrato. De um modo preferido, o substrato do poro possui um volume de interconectividade de pelo menos cerca de 30%, e de um modo preferido de pelo menos cerca de 40%.

[00044] O tamanho de poro médio do substrato poroso é também importante para a filtração. O tamanho de poro médio pode ser ainda determinado através de qualquer meio aceitável, incluindo a porosimetria de mercúrio. O tamanho de poro médio do substrato poroso deve ser sufícientemente alto para promover uma baixa contrapressão, ao mesmo tempo em que possa ainda prover uma eficiência adequada por qualquer um dos substratos em si, através da promoção de uma camada de torta de fuligem sobre a superfície do substrato, ou por meio de uma combinação de ambos. Os substratos porosos preferidos possuem um tamanho de poro médio de cerca de 10 a cerca de 40 μm, por exemplo de cerca de 20 a cerca de 30 μm, de cerca de 10 a cerca de 25 μm, de cerca de 10 a cerca de 20 μm, de cerca de 20 a 25 μm, de cerca de 10 a cerca de 15 μm, e de cerca de 15 a cerca de 20 μm.

[00045] Em ainda certas modalidades de acordo com a invenção, é desejável que os cristais individuais sejam de um tamanho requerido para que sejam permeados ao interior do substrato poros, mas não ao interior dos espaços de poro menores do substrato, o que iria resultar em um bloqueio ou em um desvio do fluxo de gás de escape. Deste modo, o tamanho de poro médio do substrato e o tamanho do cristal médio e o tamanho da partícula do catalisador SCR deveriam estar correlacionados, de um modo a que fosse então alcançado um filtro catalítico aperfeiçoado. Em ainda certas modalidades, a razão do tamanho de poro médio para o tamanho do cristal médio é de a partir de cerca de 3:1 a cerca de 20:1, por exemplo de a partir de cerca de 5:1 a cerca de 10:1, ou de cerca de 6:1 a cerca de 9:1. Em ainda certas modalidades, a razão do tamanho de poro médio para o tamanho de partícula médio é de cerca de 3:1 a cerca de 20:1, por exemplo de a partir de 5:1a cerca de 10:1, ou de a partir de cerca de 6:1 a cerca de 9:1.

[00046] Os substratos porosos preferidos para o uso em aplicações móveis irão incluir filtros de fluxo de parede, tais que os monolitos cerâmicos de fluxo de parede, e os filtros de fluxo atravessante, tais que os filtros metálicos ou de espuma cerâmica ou os filtros fibrosos. Em adição à cordierita, carbureto de silício, cerâmica e metal, e ainda outros materiais, que podem ser usados para o substrato poroso, incluem o nitreto de alumínio, nitreto de silício, titalanato de alumínio, alfa- alumina, mulita, por exemplo, mulita acicular, polucita, um termet, tal que AfOsZFe, Al2O3/Ni ou B4CZFe, ou os compósitos, que compreendem segmentos de dois ou mais dos mesmos. Um substrato particularmente preferido é o titanato de alumínio (AT), em que AT é a fase cristalina predominante. Em ainda uma modalidade preferida, o substrato poroso é um filtro de fluxo de parede, tal que um elemento de filtro cilíndrico típico, que consiste de muitos canais paralelos quadrados, que correm na direção axial, separados por paredes porosas delgadas. Os canais são abertos em uma extremidade, mas não conectados um ao outro. Deste modo, os gases de escape carregados com partículas são forçados a fluir através das paredes. O gás é capaz de escapar através dos poros no material da parede. Os particulados, no entanto, são muito grandes para escapar e ficam retidos nas paredes de filtro.

[00047] Os zeólitos catalíticos aqui descritos podem ainda promover a reação de um redutor, de um modo preferido a amónia,, com óxidos de nitrogênio, para formar, de um modo seletivo, nitrogênio elementar (N?) e água (H2O) em face da reação competitiva de oxigênio e de amónia. Em ainda uma modalidade, o catalisador pode ser então formulado, de um modo a favorecer a redução de óxidos de nitrogênio com amónia (isto é, um catalisador de SCR). Em ainda uma outra modalidade, o catalisador pode ser ainda formulado de um modo a favorecer a oxidação da amónia com o oxigênio ( isto é, um catalisador de oxidação de amónia (AMOX)). Em ainda uma outra modalidade, um catalisador de SCR e um catalisador de AMOX são usados em série, em que ambos os catalisadores compreendem o zeólito contendo metal aqui descrito, e em que o catalisador de SCR está a montante do catalisador de AMOX. Em ainda certas modalidades, o catalisador de AMOX é disposto como uma camada de topo sobre uma camada inferior oxidatíva, em que a camada inferior compreende um catalisador de metal do grupo de platina (PGM) ou um catalisador não PGM.

[00048] O redutor ( também conhecido como um agente de redução) para os processos de SCR compreende, de um modo amplo, qualquer composto que promova a redução de NOx em um gás de escape. Exemplos de redutores úteis na presente invenção incluem amónia, hidrazina ou ainda qualquer precursor de amónia adequado, tal que uréia ((NH2)2 CO), carbonato de amónio, carbamato de amónio, carbonato de hidrogênio e amónio ou formato de amónio, e hidrocarbonetos, tais que um combustível diesel, e os similares. A decomposição do precursor para amónia e ainda outros subprodutos pode ser através de hidrólise hidrotérmica ou catalítica. Um redutor particularmente preferido, é aquele à base de nitrogênio, a amónia sendo particularmente preferida. A amónia pode ser gerada in situ, por exemplo durante uma regeneração rica de um NAC, disposto a montante do artigo de filtro. Ainda de um modo alternativo, o redutor nitrogenoso ou um precursor do mesmo pode ser injetado, de um modo direto, ao interior do gás de escape.

[00049] De acordo ainda com um outro aspecto da invenção, é ainda provido um método para a redução dos compostos de NOx ou para a oxidação de NH3 em um gás, que compreende o contato do gás com uma composição de catalisador, aqui descrita para a redução catalítica de compostos de NOX durante um período de tempo suficiente para que o nível de compostos de NOX seja reduzido no gás. Em ainda uma modalidade, os óxidos de nitrogênio são reduzidos com o agente de redução, em uma temperatura de pelo menos 100°C. Em ainda uma outra modalidade, os óxidos de nitrogênio são reduzidos com o agente de redução em uma temperatura de a partir de cerca de 150 a 750°C. Em ainda uma modalidade particular, a faixa de temperatura é de a partir de 175 a 500°C. Em ainda uma outra modalidade, a faixa de temperatura é de a partir de 175 a 400°C. Em ainda uma outra modalidade, a faixa de temperatura é de 450 a 900°C, e de um modo preferido de 500 a 750°C, de 500 a 650°C, de 450 a 550°C, ou de 650 a 850°C. As modalidades, que utilizam temperaturas superiores a 450°C, são particularmente úteis para o tratamento dos gases de escape a partir de um motor a diesel para tarefa leve e pesada, que esteja equipado com um sistema de escape compreendendo filtros de particulado de diesel (opcionalmente catalisados), que são regenerados de um modo ativo, por exemplo, através da injeção do hidrocarboneto ao interior do sistema de escape a montante do filtro, em que o catalisador do zeólito para o uso na presente invenção está localizado a jusante do filtro.

[00050] Em ainda uma outra modalidade, a redução dos óxidos de nitrogênio é executada na presença de oxigênio. Em ainda uma modalidade alternativa, a redução dos óxidos de nitrogênio é executada na ausência de oxigênio.

[00051] Em ainda um outro aspecto, a invenção provê um método para reter o material particulado (PM) a partir do gás de escape emitido a partir de um motor de ignição por compressão através de filtração superficial e/ou profunda, de um modo preferido através de filtração superficial, cujo método compreende contactar o gás de escape contendo a PM com um artigo de filtro com um catalisador, tal como aqui descrito.

[00052] O método pode ser executado em um gás derivado a partir de um processo de combustão, tal que a partir de um motor de combustão interna ( seja móvel ou estacionário), uma turbina a gás, e plantas de força acionadas a carvão ou a óleo. O método pode ser também usado para o tratamento de gás a partir de processos industriais, tais que o refino, a partir de aquecedores e de caldeiras de refinaria, fomos, da indústria de processamento químicos, fomos de coque, plantas de rejeito municipal e incineradores, etc. Em ainda uma modalidade particular, o método é usado para o tratamento de um gás de escape a partir de um motor de combustão interna de queima pobre veicular, tal que um motor a diesel, um motor a gasolina de queima pobre ou um motor acionado por meio de gás de petróleo líquido ou de gás natural.

[00053] De acordo ainda com um outro aspecto, a invenção provê um sistema de escape para um motor de combustão interna de queima pobre veicular, cujo sistema compreende um condutor para transportar um gás de escape fluido, uma fonte de redutor nitrogenoso, um artigo de filtro de catalisador, tal como aqui descrito. O sistema pode ainda incluir um controlador para dosar o redutor nitrogenoso ao interior do gás de escape fluido apenas quando for determinado que o catalisador SCR é capaz de catalisar a redução de NOX na ou acima de uma eficiência desejada, tal que acima de 100°C, acima de 150°C, ou acima de 175°C. A determinação através dos meios de controle pode ser auxiliada por uma ou mais entradas de sensor adequadas, indicativas de uma condição do motor selecionada a partir do grupo, que consiste de: temperatura do gás de escape, temperatura do leito do catalisador, posição do acelerador, fluxo de massa do gás de escape no sistema, vácuo do coletor, sincronização da ignição, velocidade do motor, valor lambda do gás de escape, da quantidade de combustível injetado no motor, da posição da válvula de recirculação do gás de escape (EGR), e deste modo da quantidade de EGR, e da pressão de reforço.

[00054] Em ainda uma modalidade particular, a dosagem é controlada em resposta à quantidade de óxidos de nitrogênio no gás de escape determinada ou de um modo direto (usando um sensor de NOX adequado) ou de um modo indireto, tal que através do uso de tabelas de observação pré- correlacionadas ou de mapas — armazenados no dispositivo de controle — correlacionados a uma ou mais das entradas acima mencionadas, indicativas de uma condição do motor com um conteúdo de NOX previsto do gás de escape. A dosagem do redutor nitrogenoso pode ser disposta de um modo a que de 60% a 100% da amónia teórica esteja presente no gás de escape, que é introduzido no catalisador de SCR, calculado em 1: de NH3/NO e 4:3 de NH3 /NO?. O meio de controle pode ainda compreender um processador pré- programado, tal que uma unidade de controle eletrônico (ECU).

[00055] Em ainda uma outra modalidade, um catalisador de oxidação para a oxidação de monóxido de nitrogênio no gás de escape para dióxido de nitrogênio pode ainda estar localizado a montante de um ponto de dosagem do redutor nitrogenoso ao interior do gás de escape. Em ainda uma modalidade, o catalisador de oxidação é adaptado de um modo a fornecer uma corrente de gás, que é introduzida no catalisador do zeólito de SCR tendo uma razão de NO para NO2 de a partir de cerca de 4:1 a cerca de 1:3, em volume, por exemplo, em uma temperatura de gás de escape de 250°C a 450°C na entrada do catalisador de oxidação. O catalisador de oxidação pode ainda incluir pelo menos um metal do grupo de platina ( ou alguma combinação destes), tal que platina, paládio, ou ródio, revestido sobre um substrato de monolito de fluxo atravessante. Em ainda uma modalidade, o pelo menos um metal do grupo de platina é platina, paládio ou uma combinação de ambos platina e paládio. O metal do grupo de platina pode ser ainda suportado sobre um componente de revestimento reativo de alta área superficial, tal que a alumina, um zeólito, tal que um zeólito de aluminossílicato, sílica, sílica alumina não zeólito, céria, zircônia, titânia ou um óxido misto ou compósito, contendo ambos céria e zircônia.

[00056] Em ainda um outro aspecto, é provido um motor de queima pobre veicular, que compreende um sistema de escape de acordo com a presente invenção. O motor de combustão interna de queima pobre veicular pode ser um motor a diesel, um motor de gasolina de queima pobre, ou um motor acionado por um gás de petróleo líquido ou por um gás natural.

[00057] Embora a invenção esteja aqui ilustrada e descrita com referência a modalidades específicas, a invenção não tem a intenção de estar limitada aos detalhes expostos. De um modo mais preferido, várias modificações podem ser introduzidas dentro dos detalhes do escopo e da faixa de equivalentes das reivindicações e sem que haja afastamento da invenção.

Claims

1. Artigo de filtro compreendendo: um monólito de filtro de fluxo de parede cerâmica não passivado tendo titanato de alumínio como uma fase cristalina predominante, que compreende um substrato poroso tendo uma face de entrada e uma face de saída; o artigo de filtro caracterizado adicionalmente por: uma composição de catalisador de SCR, revestida sobre pelo menos um da face de entrada do substrato poroso, face de saída, e entre as faces de entrada e de saída, em que a composição do catalisador compreende cristais de peneira molecular promovidos por metal de transição tendo uma razão de sílica para alumina de 15 a 50, e em que: i. os cristais não são moídos e possuem um tamanho cristalino de 0,5 a 15 μm, ii. os cristais estão presentes na composição como cristais individuais, como aglomerações tendo um tamanho de partícula médio de menos do que 15 μm, ou uma combinação dos cristais individuais e das aglomerações; e iii. os cristais são um aluminossilicato de um Tipo de Armação tendo um tamanho de anel máximo de oito átomos tetraédricos; e iv. a composição do catalisador de SCR é livre de ácidos carboxílicos, em que o monolito de fluxo de parede cerâmica compreende juntas de expansão térmica submicrônicas que são livres de catalisador.

2. Artigo de filtro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os cristais têm um Tipo de Armação CHA, AEI, AFT, ou AFX e o metal de transição é selecionado a partir de pelo menos um de Cu e Fe.

3. Artigo de filtro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tamanho do cristal médio é de a partir de 1,5 μm a 5 μm.

4. Artigo de filtro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento reativo é aplicado diretamente ao substrato poroso sem um revestimento não catalítico intermediário.

5. Artigo de filtro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o substrato poroso tem um tamanho de poro médio e que a razão do tamanho de poro médio para o tamanho de cristal médio é de 3:1 a 20:1.

6. Sistema para o tratamento de um gás de escape, caracterizado pelo fato de compreender: a. um monólito de filtro de fluxo de parede catalítico não passivado tendo titanato de alumínio como fase cristalina predominante compreendendo i. um substrato poroso tendo faces de entrada e de saída; e ii. uma composição de catalisador de SCR, revestida sobre pelo menos uma da face de entrada do substrato poroso, da face de saída, e entre as faces de entrada e de saída, em que a composição de catalisador compreende cristais de peneira molecular promovidos por metal de transição tendo uma razão de sílica para alumina de 15 a 50, em que: os cristais possuem um tamanho cristalino médio de 0,5 μm a 15 μm, os cristais não são moídos e estão presentes na composição como cristais individuais, aglomerações tendo um tamanho de partícula de menos do que 15 μm, ou uma combinação dos cristais individuais e das aglomerações, e a peneira molecular é um alumino silicato de um Tipo de Armação tendo um tamanho de anel máximo de oito átomos tetraédricos, b. um conduto conectando o filtro de fluxo de parede com uma fonte de gás de escape de queima pobre contendo material particulado e NOx, e c. um sistema de suprimento redutor para a introdução de um redutor ao interior de um gás de escape de combustão pobre, em que o sistema de suprimento de redutor está em comunicação fluida com o filtro de fluxo de parede catalítico e está disposto a montante do filtro de fluxo de parede catalítico em relação ao fluxo de gás através do filtro.