BR112015022271A2

BR112015022271A2 - sistema catalisador de redução catalítica seletiva

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Publication number: BR112015022271A2
Application number: BR112015022271A
Authority: BR
Inventors: L Mohanan Jaya; Tang Weiyong
Original assignee: Basf Corp
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2019-09-10
Also published as: CN105026038A; CN105026038B; RU2015143694A; US9017626B2; KR20150128698A; ZA201507599B; US20140301923A1; JP6470734B2; WO2014160289A1; CA2900291A1; MX2015011264A; KR102280961B1; JP2016517348A

Abstract

resumo sistema catalisador de redução catalítica seletiva são descritos sistemas de catalisadores scr compreendendo uma primeira composição do catalisador scr e uma segunda composição do catalisador scr dispostos no sistema, a primeira composição do catalisador scr promovendo formação maior de n2 e formação inferior de n2o do que a segunda composição do catalisador scr, e a segunda composição do catalisador scr tendo uma composição diferente da primeira composição do catalisador scr, a segunda composição do catalisador scr promovendo a formação inferior de n2 e a formação maior de n2o do que a primeira composição do catalisador scr. os sistemas do catalisador de scr são úteis nos métodos e sistemas para catalizar a redução de óxidos de nitrogênio na presença de um redutor. 1/1

Description

SISTEMA CATALISADOR DE REDUÇÃO CATALÍTICA SELETIVA

CAMPO TÉCNICO [0001] A presente invenção se refere ao campo de catalisadores de redução catalítica seletiva. Mais particularmente, as modalidades da invenção se refere aos sistemas de catalisadores de redução catalítica seletiva que compreendem uma primeira composição de catalisador de SCR e uma segunda composição de catalisador de SCR, um sistema de escape de motor de queima pobre, e métodos de uso desses sistemas de catalisadores em uma variedade de processos tal como amenizar poluentes em gases de escape.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [0002] A operação de motores de mistura pobre, por exemplo, motores a diesel e motores a gasolina de mistura pobre, fornecem ao usuário uma excelente economia de combustível e têm relativamente baixas emissões de hidrocarbonetos em fase gasosa e monóxido de carbono devido à sua operação em altas taxas de ar/combustível em condições de combustíveis pobres. Os motores a diesel, em particular, também oferecem vantagens significativas sobre os motores a gasolina em termos de durabilidade e sua capacidade de gerar alto torque em baixa velocidade.

[0003] Do ponto de vista das emissões, no entanto, os motores diesel apresentam problemas mais graves do que as suas contrapartes de ignição por centelha. Problemas de emissão dizem respeito a material particulado (MP), óxidos de nitrogênio (NO_X), hidrocarbonetos não queimados (HC) e monóxido de carbono (CO). NO_X é um termo usado para descrever várias espécies químicas de óxidos de nitrogênio, monóxido de nitrogênio (NO), e dióxido de nitrogênio (NO₂), entre outros. NO é uma preocupação pois acredita-se que o mesmo participe sob um processo conhecido como formação de smog fotoquímico, através de uma série de reações na presença de luz solar e hidrocarbonetos, e NO é um

2/39 contribuinte significante para a chuva ácida NO₂, por outro lado, tem um alto potencial como oxidante e uma oxidante e é um forte irritante para o pulmão. Os particulados (PM) também são ligados a problemas respiratórios. Conforme modificações de funcionamento de motor são realizadas para reduzir os particulados e os hidrocarbonetos não queimados nos motores a diesel, as emissões de NO e NO₂ tendem a aumentar.

[0004] A diminuição eficaz de NO_X dos motores de mistura pobre é difícil de alcançar, porque altas taxas de conversão de NO_Xtipicamente as taxas de conversão exigem as condições ricas em redutores. A conversão do componente de NO_X de correntes de escape em componentes inócuos geralmente exige estratégias especializadas de diminuição de NO_X para o funcionamento em condições de combustíveis pobres.

[0005] A redução catalítica seletiva (SCR), que usa amônia ou precursor de amônia como de agente de redução, acredita-se ser a técnica mais viável para a remoção de óxidos de nitrogênio de escape de veículos a diesel. No escape típico, os óxidos de azoto são compostos principalmente de NO (> 90%), de modo que o catalisador de SCR favoreça a conversão de NO e NH₃ em nitrogênio e água. Os dois principais desafios no desenvolvimento de catalisadores para a aplicação automotiva do processo de SCR de amônia são fornecer uma ampla janela de operação para a atividade de SCR, incluindo temperaturas baixas de a partir de 200°C e mais altas e melhoramento da estabilidade hidrotérmica do catalisador para temperaturas acima de 500°C. Conforme usado neste documento a estabilidade hidrotérmica se refere à retenção de uma capacidade do material para catalizar a SCR de NO_X, com uma preferência para a que a retenção seja de pelo menos 85% da habilidade de conversão NO_X do material antes do envelhecimento hidrotérmico.

3/39 [0006] Catalisadores de zeólito promovidos por metal incluindo, entre outros, catalisadores de zeólito promovidos por ferro e promovidos por cobre, em que, por exemplo, o metal é introduzido através de troca iônica, para a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio com amônia são conhecidos. O zeólito beta promovido por ferro tem sido um catalisador eficaz para a redução seletiva de óxidos de nitrogênio com amônia. Infelizmente, constatou-se que o mesmo sob condições hidrotérmicas duras, como, por exemplo, a redução de NO_X do escape de gás em temperaturas que excedem 500° C, a atividade de muitos zeólitos promovidos por metal, como, por exemplo, as versões de Cu e de Fe de ZSM-5 e Beta, começa a declinar. Esse declínio na atividade acredita-se que seja devido à desestabilização do zeólito como, por exemplo, através da desaluminação e consequente perda de locais catalíticos contendo metal dentro do zeólito.

[0007] Para manter a atividade geral da redução de NO_X, os níveis acentuados do carregamento de revestimento por imersão do catalisador de zeólito promovido por ferro precisam ser fornecidos. Conforme os níveis do catalisador do zeólito são aumentados para fornecer remoção de NO_X adequada, é uma redução obvia na eficiência de custo do processo para a remoção de NO_X conforme os custos do catalisador aumentam.

[0008] Em alguns sistemas de SCR, particularmente, motor a diesel de trabalho pesado (HDD), que controlam o poluente secundário de N₂O emitido a partir do sistema de SCR tem se tornado mais importante. Além disso, certos catalisadores existentes, tais como zeólitos de cobre promovido (por exemplo, Cu-SSZ-13), tendem a produzir um nível inaceitavelmente elevado de emissões de N₂O. Devido ao fato de que N₂O é um gás de efeito estufa e as regulações de emissões estão se tornando cada vez mais rigorosas, há uma necessidade por sistemas que reduzam a quantidade de N₂O emitido a partir de sistemas de SCR.

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SUMÁRIO [0009] Um aspecto da invenção diz respeito a um sistema de catalisador de redução catalítica seletiva (SCR). Numa primeira modalidade, o sistema compreende uma primeira composição de catalisador de SCR e uma segunda composição de catalisador de SCR posicionados no sistema, a primeira composição de catalisador de SCR promovendo maior formação de N₂ e menor formação de N₂O do que a segunda composição de catalisador de SCR, e a segunda composição de catalisador de SCR tendo uma composição diferente da primeira composição de catalisador de SCR, a segunda composição de catalisador de SCR promovendo menor formação de N₂ e maior formação de N₂O do que a primeira composição de catalisador de SCR.

[0010] Numa segunda modalidade, a primeira composição de catalisador de SCR é modificada de modo que a primeira composição de catalisador de SCR e a segunda composição de catalisador de SCR estão posicionados num substrato comum.

[0011] Numa terceira modalidade, o sistema de catalisador SCR da primeira ou segunda modalidade é modificada de modo que a primeira composição do catalisador SCR está localizada a montante da segunda composição do catalisador SCR.

[0012] Numa quarta modalidade, o sistema do catalisador SCR da primeira à terceira modalidades é modificado de modo que a primeira composição do catalisador de SCR e a segunda composição do catalisador SCR estão dispostos em diferentes substratos.

[0013] Numa quinta modalidade, o sistema da primeira à quarta modalidades é modificada de modo que a primeira composição do catalisador SCR está localizada a montante da segunda composição do catalisador SCR.

[0014] Numa sexta modalidade, a primeira ou segunda modalidades são modificadas em que a primeira composição do catalisador

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SCR e a segunda composição do catalisador SCR estão em uma relação em camadas, com a primeira composição do catalisador SCR em camadas no topo da segunda composição do catalisador SCR.

[0015] Na sétima modalidade, qualquer da primeira à sexta modalidades, o sistema do catalisador SCR da reivindicação da primeira composição do catalisador SCR compreende um óxido misto.

[0016] Numa oitava modalidade, a sétima modalidade pode ser modificada de modo que o óxido misto é selecionado de Fe/titânio, Fe/alumina, de Mg/titânio, Cu/titânio, Ce/Zr, vanádio/titânio, e suas misturas.

[0017] Numa nona modalidade, a oitava modalidade é modificada de modo que o óxido misto compreende vanádio/titânio.

[0018] Numa décima modalidade, a nona modalidade é modificada de modo que o vanádio/titânio é estabilizado com tungstênio.

[0019] Numa décima primeira modalidade, qualquer uma da primeira à décima modalidades pode ser modificada em que o segundo catalisador SCR compreende uma peneira molecular de poro pequeno do anel-8 permutado com metal.

[0020] Em uma décima segunda modalidade, a décima primeira modalidade pode ser modificada em que a peneira molecular possui um tipo de estrutura selecionada do grupo consistindo de AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, HE, KFI, LEV, SAS, SAT, DDR, e SAV.

[0021] Numa décima terceira modalidade, a décima segunda modalidade é modificada em que a peneira molecular é um zeólito de aluminossilicato e tem a estrutura tipo CHA.

[0022] Numa décima quarta modalidade, a décima terceira modalidade é modificada em que o zeólito é selecionado a partir de SSZ-13 e SSZ-62.

6/39 [0023] Numa décima quinta modalidade, qualquer uma da décima primeira à décima quarta modalidade pode ser modificada em que o metal é selecionado a partir do grupo que consiste em Cu, Fe, Co, Ce e Ni.

[0024] Numa décima sexta modalidade, a décima quinta modalidade é modificada, em que o metal é selecionado a partir de Cu.

[0025] Numa décima sétima modalidade, a décima sexta modalidade é modificada, em que o zeólito é permutado com Cu na faixa de 2% a 8% em peso.

[0026] Uma décima oitava modalidade refere-se a um sistema do catalisador de redução catalítica seletiva (SCR) compreendendo uma primeira composição catalisadora compreendendo SCR vanádio/titânio disposta sobre um substrato e uma segunda composição catalisadora SCR compreendendo uma peneira molecular de poro pequeno de anéis-8 permutado com metal disposto sobre um substrato.

[0027] Em uma décima nona modalidade, a décima oitava modalidade pode ser modificada em que a peneira molecular possui um tipo de estrutura selecionado do grupo consistindo em AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, ERI, KFI, LEV, SAS, SAT, DDR, e SAV.

[0028] Numa vigésima modalidade, a décima nona modalidade é modificada em que a peneira molecular é um zeólito de aluminossilicato e tem a estrutura do tipo CHA.

[0029] Numa vigésima primeira modalidade, a vigésima modalidade é modificada em que o zeólito é selecionado a partir de SSZ-13 e SSZ-62.

[0030] Numa vigésima segunda modalidade, a décima oitava até vigésima primeira modalidade são modificadas, em que o metal é selecionado a partir do grupo que consiste de Cu, Fe, Co, Ce e Ni.

[0031] Numa vigésima terceira modalidade, a vigésima segunda modalidade são modificadas, em que o metal é selecionado a partir de Cu.

7/39 [0032] Numa vigésima quarta modalidade a décima oitava até a vigésima terceira modalidades são modificadas, em que o zeólito é permutado com Cu na gama de 2% a 8% em peso.

[0033] Numa vigésima quinta modalidade, a décima oitava até vigésima quarta modalidades em que são modificados vanádio/titânio é estabilizado com tungstênio.

[0034] Numa vigésima sexta modalidade, a décima oitava até a vigésima quinta modalidades são modificadas, em que a primeira composição do catalisador SCR e segunda composição de catalisador SCR estão dispostos num substrato comum.

[0035] Numa vigésima sétima modalidade, a décima oitava até a vigésima sexta modalidades são modificadas, em que a primeira composição do catalisador SCR está localizada a montante da segunda composição de catalisador SCR.

[0036] Numa vigésima oitava modalidade, a décima oitava até a vigésima sétima modalidades são modificadas, em que vanádio/titânio promove maior formação de N₂ e menor formação de N2O do que a peneira molecular do poro pequeno de anéis-8permutado com metal, e em que a peneira molecular do poro pequeno de anéis-8permutado com metal promove formação N₂ inferior e formação N₂O superior que a vanádio/titânio.

[0037] Numa vigésima nona modalidade, a décima oitava até vigésima quinta modalidades são modificadas, em que a primeira composição do catalisador SCR e segunda composição do catalisador SCR estão dispostas sobre os suportes separados.

[0038] Numa trigésima modalidade, a vigésima nona modalidade é modificada, em que a primeira composição do catalisador SCR está localizada a montante da segunda composição do catalisador SCR.

8/39 [0039] Numa trigésima primeira modalidade, a vigésima sexta modalidade é modificada em que a primeira composição do catalisador de

SCR e a segunda composição do catalisador SCR estão em uma relação em camadas, com a primeira composição do catalisador SCR disposta em camadas por cima da segunda composição do catalisador SCR.

[0040] Em uma trigésima segunda modalidade, a trigésima quinta modalidade é modificada, em que a peneira molecular possui um tipo de estrutura selecionado do grupo consistindo em AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, ERI, KFI, LEV, SAS, SAT, DDR, e SAV.

[0041] Numa trigésima terceira modalidade, a trigésima segunda modalidade é modificada, em que a peneira molecular é um zeólito de aluminossilicato e tem a estrutura tipo CHA.

[0042] Numa trigésima quarta modalidade, a trigésima terceira modalidade é modificada, em que o zeólito é selecionado a partir de SSZ13 e SSZ-62.

[0043] Em trigésima quinta modalidade, a trigésima primeira até a trigésima quarta modalidades são modificadas, em que o metal é selecionado a partir do grupo que consiste de Cu, Fe, Co, Ce, e Ni.

[0044] Numa trigésima sexta modalidade, a trigésima quinta modalidade é modificada, em que o metal é selecionado a partir de Cu.

[0045] Numa trigésima sétima modalidade, a trigésima terceira modalidade é modificada, em que o zeólito é permutado com Cu.

[0046] Numa trigésima oitava modalidade, a trigésima primeira até a trigésima sétima modalidades são modificadas, em que o vanádio/titânio é estabilizado com tungstênio.

[0047] Outro aspecto da invenção refere-se a uma queima pobre de escape do motor do sistema de tratamento. Numa trigésima nona modalidade, um sistema de tratamento de gases de escape do motor da queima pobre compreende o sistema catalisador de qualquer uma da primeira até trigésima sétima modalidades, um mecanismo de queima

9/39 pobre, e uma conduta de gás de escape na comunicação fluida com o motor de queima pobre, em que o sistema catalisador está a jusante do motor.

[0048] Numa quadragésima modalidade, a trigésima nona modalidade é modificada, em que o motor é um motor diesel de serviços pesados.

[0049] Outro aspecto da invenção diz respeito a um método de remoção de óxidos de nitrogênio a partir dos gases de escape de um motor de queima pobre. Em quadragésima primeira modalidade, um método de remoção de óxidos de nitrogênio dos gases de escape de um motor de mistura pobre, o método compreendendo o contato de uma corrente de gás de escape com a redução catalítica seletiva do sistema de catalisador (SCR) que inclui uma primeira composição catalisadora compreendendo SCR vanádio/titânio disposta sobre um substrato e uma segunda composição do catalisador SCR que compreende uma peneira molecular de poro pequeno do anel-8 permutado com metal disposto sobre um substrato.

[0050] Em uma quadragésima segunda modalidade, a quadragésima primeira modalidade é modificada, em que o gás de escape compreende NO_X.

[0051] Em uma quadragésima modalidade, a quadragésima primeira e quadragésima segunda modalidades são modificados, em que o motor de queima pobre é um motor diesel de serviços pesados.

[0052] Em uma quadragésima quarta modalidade, um sistema de tratamento do gás de escape do motor de queima pobre compreende o sistema de catalisador da décima nona modalidade, um motor de queima pobre, e uma conduta de gás de escape na comunicação fluida com o motor de queima pobre, em que o sistema catalisador está a jusante do motor.

10/39 [0053] Em uma quadragésima quinta modalidade, a quadragésima quarta modalidade é modificada, em que o motor é um motor diesel de serviços pesados.

[0054] Uma quadragésima sexta modalidade refere-se a um método de remoção de óxidos de nitrogênio dos gases de escape de um motor de queima pobre, o método compreendendo o contato do gás de escape com a redução catalítica do sistema catalisador seletivo (SCR) que inclui uma primeira composição do catalisador SCR e uma segunda composição do catalisador SCR dispostos no sistema, a primeira composição do catalisador SCR promovendo maior formação N₂ e menor formação N₂do que a segunda composição do catalisador, e a segunda composição catalisadora que tem uma composição diferente da primeira composição do catalisador SCR, a segunda composição catalisadora promover formação menor de N₂ e a formação maior de N₂O do que a primeira composição do catalisador SCR.

[0055] Em uma quadragésima sétima modalidade, a primeira até a trigésima sétima modalidades são modificadas, em que a segunda composição catalisadora tem uma capacidade de armazenamento maior de NH₃ do que a primeira composição catalisadora.

[0056] Em uma quadragésima oitava modalidade, uma redução catalítica seletiva (SCR) do sistema híbrido catalisador para a remoção de NOx dos gases de escape do motor, o sistema compreende uma primeira composição do catalisador SCR e uma segunda composição do catalisador SCR dispostos no sistema, a primeira composição do catalisador SCR tendo um tempo de resposta mais rápido DeNOx quando exposto a amônia do que a segunda composição do catalisador e a segunda composição do catalisador SCR tem um desempenho mais elevado DeNOx no estado estacionário do que a primeira composição do catalisador e a primeira composição do catalisador SCR proporcionam uma porcentagem DeNOx alvo a um nível de armazenamento de amônia menor do que a segunda

11/39 composição do catalisador SCR para fornecer a mesma porcentagem

DeNOx, e em que o sistema proporciona um desempenho mais elevado

DeNOx no estado estacionário do que a primeira composição catalisadora.

[0057] Em uma quadragésima nona modalidade, a quadragésima oitava é modificada, em que sob condições de aceleração nas quais aumentos repentinos da temperatura de escape são produzidos, a amônia dissorvida a partir do sistema híbrido devido ao aumento de temperatura é menor que a amônia dissorvida a partir de um sistema que tem apenas a segunda composição de catalisador.

[0058] Numa quinquagésima modalidade, a quadragésima oitava ou quadragésima nona modalidades são modificadas, em que a primeira composição catalisadora compreende vanádio/óxido de titânio estabilizado com tungstênio.

[0059] Em quinquagésima primeira modalidade, a quinquagésima modalidade é modificada, em que a segunda composição catalisadora compreende uma peneira molecular de poro pequeno do anel8 permutado com metal.

[0060] Em uma quinquagésima segunda modalidade, a quinquagésima primeira modalidade é modificada, em que a peneira molecular possui um tipo de estrutura selecionado do grupo consistindo em AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, ERI, KFI, LEV, SAS, SAT, DDR, e SAV.

[0061] Numa quinquagésima terceira modalidade, a quinquagésima segunda modalidade é modificada, em que a peneira molecular é um zeólito de aluminossilicato e tem a estrutura tipo CHA.

[0062] Em uma quinquagésima quarta modalidade, a quadragésima oitava até quinquagésima terceira modalidades são modificadas, em que o zeólito é selecionado a partir de SSZ-13 e SSZ-62 e o metal compreende Cu.

[0063] Em uma quinquagésima quinta modalidade, o sistema da primeira até trigésima oitava modalidades são modificadas em que a

12/39 primeira composição do catalisador SCR promove formação maior de N₂ e formação inferior de N₂O do que a segunda composição do catalisador

SCR, e a segunda composição do catalisador SCR promove formação inferior de N₂ e a formação maior de N₂O de uma gama de temperaturas de

200°C a 600°C.

[0064] Em quinquagésima sexta modalidade, a quadragésima oitava até a quinquagésima quarta modalidades são modificadas, em que a primeira composição do catalisador SCR tem um tempo de resposta mais rápido de DeNOx quando exposta a amônia do que a segunda composição do catalisador e a segunda composição do catalisador SCR tendo um desempenho mais elevado de DeNOx no estado estacionário do que a primeira composição do catalisador e a primeira composição do catalisador SCR proporcionam uma porcentagem de DeNOx alvo a um nível de armazenamento de amônia menor do que a segunda composição do catalisador SCR para fornecer a mesma porcentagem de DeNOx, e em que o sistema proporciona um desempenho mais elevado de DeNOx no estado estacionário do que a primeira composição do catalisador para a formação de uma gama de temperaturas de 200°C a 600°C.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [0065] A FIG. 1 mostra uma vista em corte transversal de um sistema de catalisador de SCR de acordo com uma ou mais modalidades;

[0066] A FIG. 2 mostra uma vista em corte transversal parcial de um sistema de catalisador de SCR de acordo com uma ou mais modalidades;

[0067] A FIG. 3 mostra uma vista em corte transversal de um sistema de catalisador de SCR de acordo com uma ou mais modalidades;

[0068] A FIG. 4 é um gráfico que compara as emissões de N₂O para um sistema do catalisador SCR de acordo com uma ou mais modalidades e um sistema comparativo;

13/39 [0069] A FIG. 5 é um gráfico que compara as emissões de N₂O para um sistema do catalisador SCR de acordo com uma ou mais modalidades e um sistema comparativo;

[0070] A FIG. 6 é um gráfico que compara as emissões de N₂O para um sistema do catalisador SCR de acordo com uma ou mais modalidades e um sistema comparativo, ambos os sistemas com um catalisador de oxidação a montante do diesel;

[0071] A FIG. 8 é um gráfico que compara as conversões de NO x de um sistema do catalisador SCR de acordo com uma ou mais modalidades e um sistema comparativo, ambos os sistemas com um catalisador de oxidação a montante do diesel;

[0072] A FIG. 9 é um gráfico que compara as conversões de NO_X após sulfatação de um sistema do catalisador SCR de acordo com uma ou mais modalidades e um sistema comparativo, ambos os sistemas com um catalisador de oxidação a montante do diesel;

[0073] A FIG. 10 é um gráfico gerado por um modelo de computador, tal como descrito no Exemplo 6, que mostra uma Curva de Resposta da Análise de DeNO_x vs. Tempo a 225°C e 10% de NO₂; e [0074] A FIG. 11 é um gráfico gerado por um modelo de computador, tal como descrito no Exemplo 6, que mostra uma Curva de Resposta de Análise de DeNO_x vs. Total Absorvido NH₃ a 225°C e 10% de NO₂.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0075] Antes de descrever diversas modalidades exemplares da invenção, deve-se entender que a invenção não se limita aos detalhes de construção ou etapas de processo estabelecidas na seguinte descrição. A invenção é capaz de outras modalidades e de ser praticada ou desempenhada de diversas maneiras.

[0076] Regulamentos governamentais ordenam o uso de tecnologias de redução de NO_X para veículos de motor de queima pobre de

14/39 serviço leve e pesado. A redução catalítica seletiva (SCR) de NO _x usando ureia é uma tecnologia de controle de emissão eficaz e dominante para controle de NO _x. Para atender as regulamentações governamentais futuras, um sistema de catalisador de SCR que tem desempenho melhorado em comparação aos sistemas atuais Cu-SSZ-13. As modalidades da invenção se referem a um sistema de catalisador de SCR que tem emissões inferiores de N₂O e também melhoria de eficiência de conversão de NO_X em níveis baixos de armazenamento de NH₃ que sistemas de catalisadores de SCR simples e outros sistemas de catalisador de SCR duplos. Sem a intenção de ser ligado à teoria, acredita-se que a resposta dinâmica do sistema de catalisador de SCR de acordo com uma ou mais modalidades é fornecida através da capacidade de armazenamento NH₃ aprimorada. As características da invenção aqui descritas devem ser proporcionadas ao longo de toda a gama de temperaturas de SCR de interesse, ou seja, 200°C a 600°C. De acordo com uma ou mais modalidades, a primeira e segunda composições do catalisador SCR excluir metais do grupo da platina, tais como Pt, Pd e Rh.

[0077] As modalidades da invenção são direcionadas aos sistemas de catalisador de SCR, métodos para sua preparação, sistemas de purificação de gás de escape e métodos de redução de óxidos de azoto de gases de escape com uso de tais sistemas de catalisador de SCR.

[0078] As modalidades são direcionadas ao uso dos sistemas de catalisador de SCR que fornece o desempenho de NO_X melhorado para motores de queima pobre. Enquanto os sistemas de catalisadores de SCR podem ser usados em qualquer motor de queima pobre, em modalidades específicas, os sistemas de catalisador devem ser usados em aplicações de motor a diesel de trabalho pesado. As aplicações de motor a diesel de trabalho pesado incluem os veículos movidos a motor a diesel que tenham uma classificação de peso bruto de veículo (GVWR) de acima de 8.500 Ibs pelo governo federal e acima de 14.000 Ibs em Califórnia (ano modelo 1995

15/39 e posteriores). Os sistemas de catalisadores de SCR de acordo com as modalidades pode ter uso em outros motores também, incluindo, mas sem se limitar a, motores a diesel não rodoviários, locomotivas, motores marítimos, e motores a diesel estacionários. A invenção pode ter aplicabilidade a outros tipos de motores de queima pobre também como, por exemplo, motores a diesel de trabalho leve, motores de gás natural comprimido e motores de injeção direta a gasolina de queima pobre.

[0079] No que diz respeito aos termos utilizados na divulgação, as seguintes definições são providas.

[0080] Conforme usado neste documento, o termo catalisador ou composição de catalisador se refere a um material que promove uma reação. Conforme usado neste documento, a frase sistema de catalisador se refere a uma combinação de dois ou mais catalisadores, por exemplo, uma combinação de um primeiro catalisador de SCR e um segundo catalisador de SCR. O sistema de catalisador pode estar na forma de um revestimento por imersão no qual os dois catalisadores de SCR são misturados.

[0081] Conforme usados neste documento, os termos a montante e a jusante se refere às direções relativas de acordo com o fluxo de uma corrente de gás de escape de motor a partir de um motor em direção a um escape, com o motor em um local a montante e o escape e quaisquer artigos de redução de poluição como filtros e catalisadores estão a jusante do motor.

[0082] Conforme usado neste documento, o termo corrente se refere de maneira ampla a qualquer combinação de gás fluindo que possa conter matéria em partícula sólida ou líquida. O termo corrente gasosa ou corrente de gás de escape significam uma corrente de constituintes gasosos tais como a escape de um motor de queima pobre, que pode conter componentes não gasosos arrastados tais como gotículas de líquido, partículas de sólido, e similares. O fluxo dos gases de escape de um motor

16/39 de queima pobre compreende, ainda, tipicamente produtos de combustão, produtos de combustão incompleta, óxidos de azoto, matéria particulada em combustível e/ou carbonácea (fuligem), e oxigênio e nitrogênio que não reagidos.

[0083] Conforme usado no presente documento, o termo substrato se refere ao material monolítico, em que a composição do catalisador é colocada, tipicamente na forma de um revestimento por imersão que contém uma pluralidade de partículas contendo uma composição catalítica nas mesmas. Um revestimento por imersão é formado preparando-se de uma pasta que contém um teor de sólidos especificado (por exemplo, 30-90%, em peso) de partículas em um veículo líquido, que é, então, revestido em um substrato e seco para fornecer uma camada de revestimento por imersão.

[0084] Conforme usado neste documento, o termo revestimento por imersão tem seu significado comum na técnica de um revestimento delgado e aderente de um material catalítico ou outro material aplicado em um material do substrato, como um membro transportador do tipo favo de mel, que é suficientemente poroso para permitir a passagem do fluxo de gás que está sendo tratado.

[0085] Artigo catalítico refere-se a um elemento que é usado para promover uma reação desejada. Por exemplo, um artigo catalítico pode incluir um revestimento por imersão que contém composições catalíticas em um substrato.

[0086] Em uma ou mais modalidades, o substrato é uma cerâmica ou metal que tem uma estrutura em favos de mel. Qualquer substrato adequado pode ser empregado, como um substrato monolítico do tipo que possui passagens de fluxo de gás delgadas paralelas que se estendem através deste a partir de uma face de entrada ou uma face de saída do substrato, de modo que as passagens estejam abertas ao fluxo de fluido através das mesmas. As passagens, que são essencialmente

17/39 caminhos retos a partir de sua entrada de fluido até a saída do fluido, são definidas por paredes nas quais o material catalisador é revestido como um revestimento por imersão de modo que os gases fluindo através das passagens entrem em contato com o material catalítico. As passagens de fluxo do substrato monolítico são canais de paredes delgadas, que podem possuir qualquer formato e tamanho de corte transversal adequados, como trapezoidal, retangular, quadrado, sinusoidal, hexagonal, oval, circular etc. Tais estruturas podem conter de cerca de 60 a cerca de 900 ou mais aberturas de entrada de gás (isto é, células) por polegada quadrada de corte transversal.

[0087] O substrato de cerâmica pode ser feito de qualquer material adequado refratário, por exemplo, cordierito, cordierito-α alumina, nitreto de silício, mulita de zircônio, espodumênio, alumina-sílica-magnésia, silicato de zircônio, sillimanito, um silicato de magnésio, zircônio, petalito, aalumina, um aluminossilicato e similares.

[0088] Os substratos úteis para as composições de catalisador das modalidades da presente invenção também podem ser de natureza metálica e são compostos por um ou mais metais ou ligas metálicas. Os substratos metálicos podem ser usados de vários formatos, como por exemplo, em pelotas, folha ondulada ou forma monolítica. Exemplos específicos de substratos metálicos incluem as ligas de metal de base resistentes ao calor, especialmente aquelas em que o ferro é um componente substancial ou majoritário. Tais ligas podem conter um ou mais de níquel, cromo, e alumínio, e o total desses metais pode compreender, vantajosamente, pelo menos cerca de 15%, em peso, da liga, por exemplo, cerca de 10 a 25%, em peso, de cromo, cerca de 1 a 8%, em peso, de alumínio, e cerca de 0 a 20% de níquel.

[0089] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, um sistema de catalisador de redução catalítica seletiva (SCR) compreende uma primeira composição de catalisador de SCR e uma segunda

18/39 composição de catalisador de SCR dispostos no sistema. Em uma ou mais modalidades, a segunda composição de catalisador de SCR tem uma composição diferente da primeira composição de catalisador de SCR. A primeira composição do catalisador de SCR promove uma formação maior de N₂ e uma formação inferior de N₂O do que a segunda composição de catalisador de SCR, enquanto que a segunda composição catalisadora promove uma formação de inferior N₂ e formação mais alta de N₂O que a primeira composição de catalisador de SCR. Para reduzir as emissões de NH₃, em uma ou mais modalidades, o primeiro catalisador de SCR deve ter uma temperatura de dessorção/capacidade de adsorção de NH₃ inferior que a segunda composição de catalisador de SCR.

[0090] Em uma ou mais modalidades, a primeira composição de catalisador de SCR e a segunda composição de catalisador de SCR estão no mesmo ou em um substrato comum. Em outras modalidades, a primeira composição de catalisador de SCR e a segunda composição de catalisador de SCR estão em substratos separados.

[0091] Em uma modalidade, o primeiro catalisador de SCR e o segundo catalisador de SCR estão dispostos em uma configuração lateralmente zoneada, com o primeiro catalisador a montante do segundo catalisador. Os catalisadores a montante e a jusante podem ser dispostos sobre o mesmo substrato ou sobre diferentes substratos separados uns dos outros. Numa outra modalidade específica, o primeiro catalisador SCR e o segundo catalisador SCR estão numa disposição em camadas, com o segundo catalisador SCR a serem dispostos sobre um substrato e o primeiro catalisador SCR numa camada que cobre o segundo catalisador SCR. Cada uma dessas modalidades serão descritas em mais detalhes abaixo.

[0092] Em modalidades específicas, cada um dentre a primeira composição de catalisador de SCR e a segunda composição de catalisador de SCR é usada como um catalisador moldado, ainda mais

19/39 especificamente como um catalisador moldado em que a composição de catalisador de SCR é depositada em um substrato refratário adequado, ainda mais especificamente em um substrato do tipo favos de mel, para redução seletiva dos óxidos de nitrogênio de NO_X, isto é, para a redução catalítica seletiva de óxidos de azoto. De acordo com as modalidades da invenção, a composição de catalisador de SCR pode estar na forma de partículas de catalisador autossustentáveis, ou como um monólito em favo de mel formado da composição de catalisador de SCR.

[0093] De acordo com uma ou mais modalidades, a primeira composição de catalisador de SCR compreende um óxido misto. Conforme usado neste documento, o termo óxido misto se refere a um óxido que contém cátions de mais de um elemento químico ou cátions de um único elemento em vários estados de oxidação. Em uma ou mais modalidades, o óxido misto é selecionado de Fe/titânio (por exemplo, FeTiO₃), Fe/alumina (por exemplo, FeAI₂O₃), Mg/titânio (por exemplo MgTiO₃), Mg/alumina (por exemplo MgAI₂O₃), Mn/alumina, Mn/titânio (por exemplo MnO_x/TiO₂) (por exemplo MnO_x/AI₂O₃), Cu/titânio (por exemplo CuTiO₃), Ce/Zr (por exemplo, CeZrO₂), Ti/Zr (por exemplo, TiZrO₂), vanádio/titânio (por exemplo, V₂O₅/ TiO₂), e suas misturas. Em modalidades específicas, o óxido misto compreende vanádio/titânio. O titânio/vanádio pode ser ativado ou estabilizado com tungstênio (por exemplo, WO₃) para fornecer V₂O₅/TiO₂/ WO₃.

[0094] De acordo com uma ou mais modalidades, uma primeira composição catalisadora SCR compreendendo vanádio/titânio que gera significativamente menor N₂O do que os zeólitos catalisadores de SCR, especialmente sob ricas condições de NO₂. Em uma ou mais modalidades, a primeira composição do catalisador SCR compreende titânio sobre a qual vanádio foi dispersa. O vanádio pode ser disperso em concentrações que variam de 1 a 10% em peso, incluindo 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10% em peso. Nas modalidades específicas do vanádio é ativado ou estabilizado por

20/39 tungstênio (WO₃). O tungstênio pode ser disperso em concentrações que variam de 0.5 a 10% em peso, incluindo 1,2, 3, 3. 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10,% em peso. Todas as porcentagens são numa base de óxido.

[0095] De acordo com uma ou mais modalidades, o segundo catalisador SCR compreende uma peneira molecular permutada com metal. O metal é selecionado a partir de Cu, Fe, Co, Ni, Ce e Pt. Nas modalidades específicas, o metal é Cu.

[0096] Como usado neste documento, o termo peneiras moleculares referem-se aos materiais com base em uma extensa rede tridimensional de íons de oxigênio contendo locais do tipo geralmente tetraédrico e tendo uma distribuição de poros. Peneiras moleculares como zeólitos têm sido amplamente utilizadas para catalisar uma série de reações químicas em refinaria e reações petroquímicas, e catálise, adsorção, separação e cromatografia. Por exemplo, com respeito aos zeólitos, ambos zeólitos naturais e sintéticos e sua utilização na promoção de certas reações, incluindo a conversão de metanol em olefinas (reações MTO) e a redução catalítica seletiva (SCR) de óxidos de nitrogênio com um redutor tal como amônia, uréia ou um hidrocarboneto na presença de oxigênio, são bem conhecidos na técnica. Zeólitos são materiais cristalinos, tendo tamanho de poros bastante uniformes que, dependendo do tipo de zeólito e o tipo e a quantidade de cátions incluídos na estrutura de zeólito, variam de cerca de 3 a 10 Angstroms de diâmetro.

[0097] As composições dos catalisadores empregados no processo SCR idealmente devem ser capazes de manter boa atividade catalítica sobre a ampla gama de condições de temperatura de utilização, por exemplo, 200°C a 600°C ou superior, em condições hidrotermais. Condições hidrotermais são frequentemente encontradas na prática, tais como durante a regeneração de um filtro de fuligem, um componente do sistema de tratamento de gás de escape usado para a remoção de partículas.

21/39 [0098] De acordo com as modalidades, as peneiras moleculares da segunda composição catalisadora SCR têm aberturas de poros de 8anéis e unidades de construção secundárias duplas de seis-anéis, por exemplo, aquelas que têm os seguintes tipos de estrutura: AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, ERI, KFI, LEV, SAS, SAT, DDR, e SAV. De acordo com uma ou mais modalidades, será apreciado que ao definir as peneiras moleculares por seu tipo de estrutura, pretende-se incluir o tipo de estrutura e todo e qualquer material de armação isotípica tais como materiais SAPO, AIPO e MeAPO, tendo o mesmo tipo de estrutura.

[0099] Zeólitos tendo aberturas de poros de 8-anéis e unidades de construção secundárias de seis anéis duplas, particularmente aqueles que têm estruturas semelhantes a gaiola têm recentemente encontrado interesse em uso como catalisadores SCR. Um tipo específico de zeólito com essas propriedades é chabazita (CHA), que é um zeólito de poro pequeno com oito aberturas dos poros membro de anel (tendo um tamanho de poro de, pelo menos, uma dimensão máxima de menos do que 4.3 Angstroms, por exemplo, cerca de 3.8 Angstrom) acessíveis através a sua porosidade tridimensional. Uma estrutura semelhante a gaiola resulta da conexão de unidades de construção de seis-anéis duplas por 4 anéis.

[00100] Os zeólitos aluminossilicatos promovidos por metal, especialmente promovidos por cobre, tendo o tipo de estrutura CHA (por exemplo, SSZ-13 e SSZ-62) e uma razão molar de silica para alumina maior que 1, especificamente aqueles tendo uma razão molar de silica para alumina maior ou igual a 5, 10, ou 15 e menos de cerca de 1000, 500, 250, 100 e 50 têm recentemente despertado um alto grau de interesse como catalisadores para o SCR de óxidos de nitrogênio em motores de mistura pobre usando redutores nitrogenados. Isto é devido à larga janela de temperatura juntamente com a excelente durabilidade hidrotermal destes materiais, conforme descrito em Número de Patente dos Estados Unidos 7.601.662. Antes da descoberta dos zeólitos promovidos por metal

22/39 descritos no número de patente dos Estados Unidos 7.601.662, enquanto a literatura havia indicado que um grande número de zeólitos promovidos por metal haviam sido propostos na literatura científica e de patente para o uso como catalisadores SCR, cada um dos materiais propostos sofria de um ou ambos dos seguintes defeitos: (1) pobre conversão de óxidos de nitrogênio em baixas temperaturas, por exemplo 350° C e inferior; e (2) estabilidade hidrotermal pobre, marcada por um declínio significativo em atividade catalítica na conversão de óxidos de nitrogênio por SCR. Assim, a invenção descrita no número de patente dos Estados Unidos 7.601.662 abordou uma necessidade imperativa, não solucionada de se prover um material que iria prover a conversão de óxidos de nitrogênio em baixas temperaturas e retenção da atividade catalítica de SCR após envelhecimento hidrotermal a temperaturas superiores a 650 ° C.

[00101] Chabazita zeolítica inclui um mineral tectossilicato de ocorrência natural de um grupo de zeólita com fórmula aproximada: (Ca, Na₂, K₂, Mg) AI₂Si₄O₁₂· 6H₂O (por exemplo, silicato de alumínio de cálcio hidratado). Três formas sintéticas de chabazita zeolítica são descritas em Zeolite Molecular Sieves, por D. W. Breck, publicado em 1973 por John Wiley & Sons, incorporado neste por referência. As três formas sintéticas relatadas por Breck são Zeólito K-G, descritos em J. Chem. Soc., p. 2822 (1956), Barrer et al; Zeólito D, descrito na Patente Britânica N^Q 868.846 (1961); e Zeólito R, descrito na Patente U.S. N 3.030.181, que são incorporados neste documento por referência. A síntese de outra forma sintética da chabazita zeolítica, SSZ-13, é descrita na Pat. U.S. N^Q4.544.538, que é incorporada neste documento por referência. A síntese de uma forma sintética de uma peneira molecular tendo a estrutura de cristal de chabazita, silicoaluminofosfato 34 (SAPO-34), é descrita em patente E.U. 4.440.871 e n. ^Q 7.264.789, que são incorporadas neste documento por referência. Um método de fazer ainda outra peneira molecular tendo

23/39 estrutura chabazita, SAPO-44, é descrito na Patente U.S. No. 6.162.415, que está incorporada neste documento por referência.

[00102] Nas modalidades mais específicas, referência a um tipo de estrutura de zeólito de aluminossilicato limita o material para peneiras moleculares que não incluem o fósforo ou outros metais substituídos na armação. Obviamente, zeólitos aluminossilicato podem posteriormente ter uma troca iônica com um ou mais metais promotores tais como metais de grupo ferro, cobre, cobalto, níquel, cério ou platina. No entanto, para que fique claro, conforme usado neste documento, zeólito aluminossilicato exclui materiais aluminofosfato tais como o SAPO, AIPO e MeAPO materiais, e o termo mais abrangente zeólito destina-se a incluir os aluminossilicatos e aluminofosfatos. Em uma ou mais modalidades, a peneira molecular pode incluir todos aluminossilicato, borossilicato, galossilicato, MeAPSO, e composições MeAPO. Estas incluem, mas não estão limitadas a a SSZ-13, SSZ-62, chabazita natural, zeólito K-G, Linde D, Linde R, LZ-218, LZ-235. LZ-236, ZK-14, SAPO-34, SAPO-44, SAPO-47, ZYT-6, CuSAPO-34, CuSAPO-44, e CuSAPO-47.

[00103] Em uma ou mais modalidades, a peneira molecular da segunda composição do catalisador SCR tem um tipo de estrutura selecionada do grupo consistindo de AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, IIE, KFI, LEV, SAS, SAT, DDR, e SAV. Numa modalidade específica, a peneira molecular é um zeólito de aluminossilicato e tem o tipo de estrutura CHA, por exemplo, SSZ-13 ou SSZ-62. Numa outra modalidade específica, a peneira molecular é um zeólito de aluminossilicato e tem o tipo de estrutura AEI, por exemplo SSZ-39.

[00104] Nas modalidades específicas, a peneira molecular de poros pequenos de 8-anéis promovida por cobre tem uma razão molar de silica para alumina superior a cerca de 15, ainda mais especificamente superior a cerca de 20. Nas modalidades específicas, a peneira molecular de poros pequenos de 8-anéis promovida por cobre tem uma razão molar

24/39 de silica para alumina na faixa de cerca de 20 a cerca de 256, mais especificamente na faixa de cerca de 25 a cerca de 40.

[00105] Em modalidades específicas, a razão atômica de cobre para alumínio excede cerca de 0,25. Em modalidades mais específicas, a razão de cobre para alumínio é de cerca de 0,25 para cerca de 1, ainda mais especificamente de cerca de 0,25 para cerca de 0,5. Em modalidades ainda mais específicas, a razão de cobre para alumínio é de cerca de 0.3 a cerca de 0.4.

[00106] Em geral, o sistema do catalisador SCR de acordo com uma ou mais modalidades devem exibir tanta atividade de conversão boa temperatura baixa NO_X (NO_X conversão de> 50% a 200°C) e atividade de conversão de boa temperatura alta NO_X (NO_X conversão de> 70% a 450°C). A atividade NO_X é medida sob condições estáveis no máximo de condições NH₃-slip em uma mistura gasosa de 500 ppm de NO, 500 ppm NH₃, 10% de O₂, 5% de H₂O, equilibrar N₂ numa velocidade espacial com base em volume de 80000 h’¹.

[00107] De acordo com uma ou mais modalidades, para reduzir as emissões de NH ₃, a primeira composição catalisadora SCR deve ter uma temperatura de adsorção/dessorção inferior de NH ₃do que a segunda composição catalisadora SCR.

[00108] De acordo com uma ou mais modalidades, a segunda composição do catalisador SCR compreende uma peneira molecular de poro pequeno de 8-anéis permutada com metal. Em outras palavras, a segunda composição do catalisador SCR é uma peneira molecular com poros pequenos de 8-anéis que é promovida com metal. Em uma ou mais modalidades, o metal pode ser selecionado a partir do grupo que consiste de Cu, Fe, Co, Ce, e Ni. Numa modalidade específica, o metal é selecionado a partir de Cu.

% em peso do Promotor de Metal:

25/39 [00109] O metal promotor (por exemplo, Cu) do conteúdo da peneira molecular de poro pequeno de 8-anéis permutado com metal, calculado como o óxido de metal, nas modalidades específicas, é, pelo menos, cerca de 2-% em peso, ainda mais especificamente, pelo menos, cerca de 2.5- % em peso e em até mesmo nas modalidades mais específicas, pelo menos, cerca de 3-% em peso, informou sobre uma base volátil livre. Nas modalidades ainda mais específicas, o metal (por exemplo, Cu) do conteúdo da peneira molecular do poro pequeno de 8-anéis permutado com metal, calculado como o óxido de metal, está na gama de até cerca de 8-% em peso, com base no peso total da peneira molecular calcinada relatada em uma base livre volátil. Por conseguinte, nas modalidades específicas, o intervalo da peneira molecular de poro pequeno de 8-anéis promovido com um metal selecionado a partir de Cu, Fe, Co, Ce, e Ni, calculado como o óxido de metal, são de cerca de 2 a cerca de 8-% em peso, mais especificamente a partir de cerca de 2 a cerca de 5-% em peso, e ainda mais especificamente desde cerca de 2.5 a cerca de 3.5-% em peso, em cada caso relatado numa base de óxido.

[00110] Em uma ou mais modalidades, o primeiro catalisador de SCR e o segundo catalisador de SCR estão dispostos em uma configuração lateralmente zoneada, com o primeiro catalisador a montante do segundo catalisador. Tal como aqui utilizado, o termo zoneado lateralmente refere-se à localização dos dois catalisadores SCR relativamente uns aos outros. Lateral significa lado-a-lado de modo a que a primeira composição de catalisador SCR e a segunda composição do catalisador SCR estão localizados um ao lado do outro com a primeira composição do catalisador SCR a montante da segunda composição do catalisador SCR. De acordo com uma ou mais modalidades, o primeiro e segundo catalisadores SCR zoneados lateralmente podem ser dispostos no mesmo ou num substrato comum ou sobre diferentes substratos separados um do outro.

26/39 [00111] De acordo com uma ou mais modalidades, ο vanádio/titânio e a peneira molecular de poro pequeno de 8-anéis permutado com metal estão dispostos em comum um ou o mesmo substrato. Em outras modalidades, o vanádio/titânio e a peneira molecular de poro pequeno de 8-anéis permutado com metal estão dispostos sobre suportes separados. Se no mesmo substrato ou sobre suportes diferentes, de acordo com uma ou mais modalidades, o vanádio/titânio está localizado na peneira molecular de poro pequeno de 8-anéis permutado com metal.

[00112] Em uma ou mais modalidades, o vanádio/titânio promove formação maior de N₂ e formação inferior de N₂O do que a peneira molecular de poro pequeno de 8-anéis permutado com metal, e a peneira molecular de poro pequeno de 8-anéis permutado com metal promove formação inferior de N₂ e a formação maior de N₂O do que a formação de vanádio/titânio.

[00113] As composições utilizadas comercialmente, especialmente nos pedidos móveis, compreendem TiO₂ em que a WO₃ e V₂O₅ foram dispersas nas concentrações que variam entre 5 a 20 % em peso e 0.5 a 6% em peso, respectivamente. Estes catalisadores podem conter outros materiais inorgânicos tais como SiO₂ e ZrO₂ na qualidade de agentes aglutinantes e promotores.

[00114] Com referência à Figura 1, uma modalidade exemplar de um sistema espaçado lateral mente é mostrada. O sistema do catalisador SCR 10 é mostrado numa disposição zoneada lateralmente em que a primeira composição do catalisador SCR 18 está localizada a montante da segunda composição do catalisador SCR 20 num substrato comum 12. O substrato 12 tem uma extremidade de entrada 22 e uma extremidade de saída 24 que define um comprimento axial L. Numa ou mais modalidades, o substrato 12 compreende geralmente uma pluralidade de canais 14 de um substrato de favo de mel, dos quais apenas um é mostrado no canal transversal para maior clareza. A primeira composição do catalisador SCR

27/39 estende-se desde a extremidade de entrada 22 do substrato 12 a menos do que todo o comprimento axial L do substrato 12. O comprimento da primeira composição do catalisador SCR 18 é designado como primeira zonal8a na FIG. 1. A primeira composição do catalisador SCR 18 pode, nas modalidades específicas compreender vanádio/titânio. A segunda composição do catalisador SCR 20 pode, nas modalidades específicas, compreender uma peneira molecular de poro pequeno de 8-anéis permutado com metal. A segunda composição do catalisador SCR 20 prolonga-se a partir da extremidade de saída 24 do substrato 12 a menos do que todo o comprimento axial L do substrato 12. O comprimento da segunda composição catalisadora é denotado como a segunda zona 20b na Figura 1. O sistema do catalisador SCR 10 é eficaz para a redução catalítica seletiva de NO_X.

[00115] Será apreciado que o comprimento da primeira zona e a segunda zona podem ser variados. Em uma ou mais modalidades, a primeira zona e a segunda zona podem ser iguais em comprimento. Em outras modalidades, a primeira zona pode ser 20%, 25%, 35% ou 40%, 60%, 65%, 75% ou 80% do comprimento L do substrato, com a segunda zona, respectivamente, abrangendo o restante do comprimento L do substrato.

[00116] Com referência à Figura 2, uma outra modalidade de um sistema do catalisador SCR zoneado lateralmente 110 é mostrada. O sistema do catalisador SCR 110 é mostrado num arranjo zoneado lateralmente em que a primeira composição do catalisador SCR 118 está localizado a montante da segunda composição do catalisador SCR 120 em substratos separados 112 e 113. A primeira composição do catalisador SCR 118 é disposta sobre um substrato 112, e a segunda composição do catalisador SCR é disposta sobre um substrato separado 113. Os substratos 112 e 113 podem ser constituídos pelo mesmo material ou um material diferente. O substrato 112 tem uma extremidade de entrada 122a e

28/39 uma extremidade de saída 124a definindo um comprimento axial L1. O substrato 113 tem uma extremidade de entrada 122b e uma extremidade de saída 124b definindo um comprimento axial L2. Em uma ou mais modalidades, os suportes 112 e 113 compreendem, geralmente, uma pluralidade de canais 114 de um substrato de favo de mel, do que apenas um canal é mostrado em secção transversal, para maior clareza. A primeira composição do catalisador SCR 118 estende-se desde a extremidade de entrada 122a do substrato 112 através de todo o comprimento axial L1 do substrato 112 para a extremidade de saída 124a. O comprimento da primeira composição do catalisador SCR 18 é designado como primeira zonal8a na FIG. 2. A primeira composição do catalisador SCR 118 pode, nas modalidades específicas compreender vanádio/titânio. A segunda composição do catalisador SCR 120 pode, nas modalidades específicas, compreender uma peneira molecular de poro pequeno de 8-anéis permutado com metal. A segunda composição do catalisador SCR 120 estende-se desde a extremidade de saída 124b do substrato 113 através de todo o comprimento axial L2 do substrato 113 para a extremidade de entrada 122b. A segunda composição do catalisador 120 define uma segunda zona 120a. O sistema do catalisador SCR 110 é eficaz para a redução catalítica seletiva de NO_X. O comprimento das zonas 118a e 120a podem ser variadas como descrito em relação à Figura 1.

[00117] Uma ou mais modalidades da presente invenção estão direcionadas para uma redução catalítica seletiva (SCR) do sistema do catalisador compreendendo uma primeira composição catalisadora SCR compreendendo vanádio/titânio disposto sobre um substrato e uma segunda composição catalisadora SCR compreendendo uma peneira molecular de poro pequeno de anéis-8 permutado com metal disposta sobre um substrato, em que a primeira composição do catalisador SCR e a segunda composição do catalisador SCR estão numa disposição em camadas ou relação. Em uma ou mais modalidades, a primeira composição

29/39 do catalisador SCR é disposto em camadas por cima da segunda composição do catalisador SCR.

[00118] De acordo com uma ou mais modalidades, a segunda composição do catalisador SCR é revestido por imersão sobre um substrato, e em seguida a primeira composição do catalisador SCR é revestido por imersão numa camada que se sobrepõe à segunda composição do catalisador SCR. Em uma ou mais modalidades, a disposição em camadas foi concebida para otimizar a primeira composição catalisadora/segunda composição catalisadora de ganho seco por um equilíbrio desejável entre os benefícios de atuar como um escudo de proteção e as desvantagens potenciais de aumento da barreira de difusão. Sob baixas temperaturas para operações prolongadas, enxofre é uma grande preocupação para os catalisadores de Cu-CHA. Em comparação, catalisadores de SCR vanádio/titânio (V₂O₅/ TiO₂) são conhecidos por ter tolerância de enxofre superior.

[00119] A primeira e segunda composições do catalisador SCR podem incluir as composições tal como descrito acima.

[00120] Com referência à Figura 3, uma modalidade exemplar de um sistema do catalisador SCR em camadas 210 é mostrada. O sistema do catalisador SCR pode ser num arranjo em camadas em que a primeira composição catalisadora SCR 218 é disposta em camadas no topo da segunda composição catalisadora SCR 220 num substrato comum 212. O substrato 212 tem uma extremidade de entrada 222 e uma extremidade de saída 224 que define um comprimento axial L3. Em uma ou mais modalidades, o substrato 212 compreende geralmente uma pluralidade de canais 214 de um substrato de favo de mel, de que apenas um canal é mostrado em secção transversal, para maior clareza. A primeira composição do catalisador SCR 218 estende-se desde a extremidade de entrada 222 do substrato 212 através de todo o comprimento axial L3 do substrato 212 para a extremidade de saída 224. O comprimento da primeira

30/39 composição catalisadora SCR 218 é denotado como 218a na FIG. 3. A primeira composição do catalisador SCR 218 pode, nas modalidades específicas compreender vanádio/titânio. A segunda composição do catalisador SCR 220 pode, nas modalidades específicas, compreender uma peneira molecular de poro pequeno de 8-anéis permutado com metal. A primeira composição catalisadora SCR 220 estende-se desde a extremidade de entrada 224 do substrato 212 através de todo o comprimento axial L3 do substrato 212 para a extremidade de saída 224. O sistema do catalisador SCR 210 é eficaz para a redução catalítica seletiva de NO_X.

[00121] Será apreciado que a espessura da camada 218 pode ser relativamente fina em comparação com a espessura da camada 220. A espessura da camada 218 pode ser suficientemente espessa, para formar um revestimento protetor sobre a camada 220 para proteger a composição catalisadora da camada 220 de sulfatação. Numa modalidade, a espessura da camada de composição do primeiro catalisador 218 é 5-10% da espessura total da camada de composto 218 e 220. Em outras modalidades, a espessura da primeira camada de composição do catalisador é de 20-30% da espessura total da camada de composto 218 e 220. Em algumas modalidades, a espessura da primeira camada de composição do catalisador é de 30-40% da espessura total da camada do composto 218 e 220.

Sistema de Tratamento de Gás de Escape:

[00122] Num aspecto da invenção, o sistema de tratamento de gases de escape compreende um motor de queima pobre, e a conduta do gás de escape na comunicação fluida com o motor de queima pobre, e um sistema de catalisador de redução catalítica seletiva incluindo uma primeira composição catalisadora SCR e uma segunda composição catalisadora SCR dispostas no sistema de acordo com uma ou mais modalidades. Nas

31/39 modalidades específicas, o motor de queima pobre é um motor diesel de serviços pesados.

[00123] Em uma ou mais modalidades, o sistema de tratamento de gases de escape inclui um fluxo de gás de escape contendo um redutor tal como amoníaco, ureia e/ou hidrocarboneto, e em modalidades específicas, amoníaco e/ou ureia. Nas modalidades específicas, o sistema de tratamento de gases de escape compreende ainda um segundo componente de tratamento de gases de escape, por exemplo, um filtro de partículas ou um catalisador de oxidação de diesel.

[00124] O filtro de fuligem, catalisado ou não catalisado, pode estar a montante ou a jusante do sistema de catalisador SCR, de acordo com uma ou mais modalidade. O catalisador de oxidação de diesel em modalidades específicas está localizado a montante do sistema de catalisador SCR, de acordo com uma ou mais modalidades. Em modalidades específicas, o catalisador de oxidação de diesel e o filtro de fuligem catalisado estão a montante do sistema de catalisador SCR.

[00125] Em modalidades específicas, o escape é transportado a partir do motor de queima pobre para uma posição a jusante no sistema de escape, e, em modalidades mais específicas, contendo NO_X, em que um redutor é adicionado e a corrente de gases de escape com o redutor adicionado é transportada para o sistema de catalisador SCR, de acordo com uma ou mais modalidades.

[00126] Em modalidades específicas, o filtro de fuligem compreende um substrato de filtro de fluxo de parede, em que os canais são bloqueados alternadamente, permitindo que uma corrente gasosa entrando nos canais de uma direção (direção de entrada) possa fluir através das paredes do canal e sair dos canais a partir da outra direção (direção de saída).

[00127] Um catalisador de oxidação de amônia pode ser provido a jusante do sistema de catalisador SCR para remover qualquer amônia

32/39 não reagida ou em excesso do sistema. Em modalidades específicas, o catalisador AMOX pode compreender um metal do grupo da platina tal como platina, paládio, ródio ou suas combinações. Em modalidade mais específica, o catalisador AMOX pode incluir um revestimento por imersão contendo sistema de catalisador SCR inclui uma primeira composição de catalisador SCR disposta em um substrato e uma segunda composição de catalisador SCR disposta em um substrato.

[00128] AMOX e/ou composição de catalisador SCR podem ser revestidos no fluxo contínuo no filtro de fluxo de parede. Se um substrato de fluxo por paredes é utilizado, o sistema resultante será capaz de remover material particulado junto com gases poluentes. O substrato de filtro de fluxo por paredes pode ser feito de materiais conhecidos na técnica, como cordierite, titanato de alumínio ou carbureto de silício. Será entendido que o carregamento da composição catalítica num substrato de fluxo por paredes vai depender de propriedades de substrato, tais como a porosidade e a espessura da parede e normalmente será inferior que a carga sobre um fluxo através do substrato.

Atividade SCR:

[00129] A invenção é agora descrita com referência aos exemplos seguintes. Antes de descrever diversas modalidades exemplares da invenção, deve-se entender que a invenção não se limita aos detalhes de construção ou etapas de processo estabelecidas na seguinte descrição. A invenção é capaz de outras modalidades e de ser praticada ou ser realizada de várias maneiras.

EXEMPLOS [00130] Exemplo 1 - Preparação de materiais de catalisador [00131 ] Catalisador de Vanádio-Titânio [00132] Um padrão de vanádio/titânio/tungstênio (V₂O₅ (2.5%) / WO₃ (10%) / TiO₂) do catalisador foi preparado e foi feito uma suspensão

33/39 em cerca de 30-40% de sólidos por moagem para proporcionar uma suspensão de pasta revestimento por imersão.

[00133] Cu-Zeólito [00134] Um pó de Cu-CHA (SSZ-13) foi preparado pela mistura de 100g de CHA na forma de Na, tendo uma razão molar de alumina/sílica de 30, com 400 ml_ de uma solução de acetato de cobre (II) de cerca de 1.0 Μ. O pH foi ajustado para cerca de 3.5 com ácido nítrico. Realizou-se uma reação de troca iônica entre a CHA em forma de Na e os íons de cobre agitando a pasta a cerca de 80°C por cerca de 1 hora. A mistura resultante foi então filtrada para prover uma torta de filtro, e a torta de filtro foi lavada com água deionizada em três porções até que o filtrado ficou límpido e incolor, e a amostra lavada foi seca.

[00135] O catalisador de CuCHA obtido compreende CuO em uma faixa de cerca de 2.5 a 3.5% por peso, conforme determinado pela análise de ICP. Uma pasta CuCHA foi preparada para 40% de sólidos alvo. A pasta foi moída e um ligante de acetato de zircônio em ácido acético diluído (contendo 30% de ZrO₂) foi adicionado à pasta com agitação.

[00136] EXEMPLO 2- SISTEMA DO CATALISADOR ZONEADO LATERALMENTE [00137] As pastas descritas acima foram revestidas separadamente sobre substrato cerâmico celular 12Dx6L tendo uma densidade celular de 400 cpsi (células por polegada quadrada) e uma espessura de parede de 4 mil. Os substratos revestidos foram secos a 110° C durante 3 horas e calcinados a cerca de 400° C durante 1 hora. O processo de revestimento foi repetido uma vez para se obter uma carga de revestimento por imersão alvo na gama de 3 g/em ³no núcleo revestido de vanádio-titânio, e 2.1 g/em³ sobre o núcleo revestido de CuCHa. As amostras foram envelhecidas durante 200 horas a 550 ⁰ C em um dever diesel de ensaios de motores pesados.

34/39 [00138] EXEMPLO COMPARATIVO 3- SISTEMA DO

CATALISADOR ZONEADO LATERALMENTE [00139] O Exemplo 2 foi repetido com a exceção de ambos substratos que foram revestidos com CuCHa ao mesmo carregamento.

[00140] EXEMPLO 4- SISTEMAS ZONEADOS LATERALMENTE DOS ENSAIOS DO MOTOR [00141] Os sistemas dos catalisadores do Exemplo 3 e 4 foram testados para fora em um motor de serviço pesado 9L juntamente com um dinamômetro de motorização elétrica. O banco do teste é capaz de rodar tanto em estado estacionário e ciclos de ensaios transientes. No trabalho atual, tanto um serviço pesado ciclo de ensaio transiente (HDTP) e um ciclo de ensaio transiente não rodoviário (NRTC) foram executados. Amostras catalisadores foram em tamanho completo 12 de partes em diâmetros (400/4), que foram 200h-550°C com idade do motor antes de avaliações. Para demonstrar a vantagem do sistema por zona lateral de 12x6 V-SCR a montante de um tijolo de 12x 6 de tijolo Cu-CHA, uma referência sequencial de 12x6 Cu + 12x6 do sistema SCR também foi avaliado. Num estudo comparativo, apenas os primeiros tijolos catalisadores SCR foram comutados entre V-SCR e-Cu-SCR, outros sistemas, tais como o segundo tijolo SCR, o sistema de injeção de ureia, localizações das amostras de sondagem foram mantidos os mesmos.

[00142] Durante os testes de avaliação, dois amostradores MKS FTIR foram posicionados no SCR a montante e a jusante, respectivamente, para as medições de emissões gasosas, incluindo, mas não se limitando a, NO, NO2, N2O e etc. linhas de amostragem de escape foram aquecidos a 190°C constante. Todos os testes de avaliação neste exemplo foram executados com ULSD (enxofre diesel ultra-baixo) de combustível, onde a concentração de enxofre inferior a 15 ppm (% em peso).

[00143] Numa configuração, um catalisador de oxidação diesel e filtro de fuligem catalisada foram colocadas a montante do sistema de

35/39 catalisador SCR para simular um ciclo transiente do motor de serviço pesado. Numa outra configuração, o sistema de catalisador SCR foi testado sem catalisadores ou filtros a montante.

[00144] A Figura 4 mostra os resultados do ciclo de HDTP e A Figura 5 mostra os resultados do ciclo NRTC. Ambos os testes apresentaram uma redução significativa na emissão de N₂O para as amostras em que o catalisador de vanádio-titânia foi colocado a montante da amostra de Cu-zeólito.

[00145] Os testes foram repetidos com um catalisador de oxidação a montante do diesel e filtro de fuligem catalisada. A Figura 6 mostra os resultados para o ciclo HDTP, e a Figura 7 mostra os resultados para o NRTC. Mais uma vez, o sistema com o catalisador de vanádio-titânio a montante do sistema de Cu Zeólito mostrou emissões muito inferiores de N₂O.

EXEMPLO 5 - PREPARAÇÃO DO SISTEMA CATALISADOR EM CAMADAS [00146] Os revestimentos por imersão do Exemplo 1 foram utilizados e revestidos sobre um único substrato numa configuração em camadas como descrito em relação à Figura 3. A estratificação foi variada quanto para as seguintes amostras.

Amostra Comparativa 5A de Cucha única revestida 2.1 g/em³

Amostra Comparativa 5B de Revestimento inferior da CuCHa 2.1 g/em³; Revestimento superior 0.2 g/em³ Titânio

Amostra 5C do Revestimento Inferior da CuCHa - CuCHa 2.1 g/em³; Revestimento Superior 0.1 g/em³ Vanádio Titânio

Amostra 5D do Revesrtimento Inferior da CuCHa de 2.1 g/em³; Revestimento Superior de 0.2 g/em³ Vanádio Titânio

Amostra 5E do Revestimento Inferior da CuCHa de 2.1 g/em³; Revestimento Superior de 0.5 g/em³ Vanádio-Titânio

36/39

Amostra 5F do revestimento Inferior da CuCHa de 2.1 g/em3;

Revestimentp Superior 1 g/em³ Vanádio Titânio [00147] EXEMPLO 6 - TESTE DE SISTEMA EM CAMADAS [00148] Redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio (SCR) de eficiência e seletividade de um núcleo do catalisador fresco foi medido através da adição de uma mistura de gás de alimentação de 500 ppm de NO, 500 ppm de NH₃, 10% de O₂, 5% de H₂O, equilibrado com N₂ a um reator contendo um estado estacionário do núcleo catalisador de 1D x 3. A reação foi realizada a uma velocidade espacial de 80.000 lí¹ através de uma faixa de temperatura 150° C até 460° C.

[00149] As amostras foram hidrotermicamente envelhecidas na presença de 10% de H₂O a 550°C por 4 horas, seguido de medição da eficiência e seletividade de SCR de óxidos de nitrogênio pelo mesmo processo como o descrito acima para a avaliação de SCR em um núcleo de catalisador novo.

[00150] Redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio (SCR) de eficiência e seletividade de um núcleo do catalisador fresco foi medido através da adição de uma mistura de gás de alimentação de 500 ppm de NO, 500 ppm de NH₃, 10% de O₂, 5% de H₂O, equilibrado com N₂ a um reator contendo um estado estacionário do núcleo catalisador de 1D x 3. A reação foi realizada a uma velocidade espacial de 80.000 lí¹ através de uma faixa de temperatura 150° C até 460° C.

[00151] As amostras preparadas como descrito acima foram testadas quanto ao desempenho de SCR. Além disso, todas as amostras excetas para 5F foram expostas a enxofre (sulfatação) em 300 ⁰ C a 20 ppm de SO₂ e 5% de H₂O e 10% de O₂ em um gás de alimentação a montante de um núcleo de DOC com os catalisadores SCR a jusante, durante 6 horas.

[00152] A FIG. 8 mostra a conversão de NO_X em função da temperatura, para amostras 5A-F antes de sulfatação e a Figura 9 mostra a

37/39 conversão de NO_X em função da temperatura, depois de sulfatação. As conversões frescas foram comparáveis para todas as amostras, exceto para a amostra 5F. Para a amostra sulfatada, a Figura 9 mostra que a amostra 5E teve significativamente uma conversão melhor de NO _x.

[00153] EXEMPLO 9 Modelagem de Resposta Dinâmica [00154] As Figuras 10 e 11 ilustram as melhorias no comportamento de resposta dinâmica de um sistema de acordo com uma ou mais modalidades. As Figuras 10 e 11 foram preparadas utilizando um modelo de computador. As medições de desempenho do reator Lab e lab motor DeNO_x para descrever o desempenho dos componentes individuais dentro do sistema são as entradas para o modelo de computador utilizado. O exemplo na Figura 10 mostra o desempenho de DeNO_x em função do tempo obtido com os sistemas frescos sem amônia armazenados antes do início da dosagem de simulação/ureia. Um sistema de Cu-SSZ13 e um sistema SCR baseado em vanádio são comparados com o sistema híbrido Vanádio/Cu-SSZ-13. O catalisador SCR baseado em Vanádio foi colocado em frente do catalisador de Cu-SSZ13 com uma relação de 50/50 de tamanho dentro do sistema híbrido modelado. Operação de baixa temperatura a 225°C e temperatura de escape de 50000 por 1/h da velocidade espacial em 500ppm na concentração de entrada de NO_xnuma relação de NO₂/NO_X de 10% foi utilizada para a comparação. Estas condições de entrada do SCR podem ser vistas como sendo típica para sistemas operados em aplicações motoras com uma baixa carga de metal precioso de um sistema de oxidação em frente ao RCS ou apenas nos sistemas SCR. O NSR foi escolhido em 1.1, a fim de alcançar relativamente rápido o máximo desempenho de DeNO_x dos sistemas estudados. Embora o sistema Cu-SSZ13 atinja maior desempenho de DeNO_x após 700 segundos de dosagem, o comportamento de resposta do DeNO_x após o início da aplicação das doses em 0 segundos tem uma classificação diferente. A resposta do sistema SCR baseado em Vanádio é mais rápido

38/39 em relação ao aumento do DeNO_x após o início da dosagem em comparação com o sistema Cu-SSZ13 (por exemplo, até 350 segundos). O SCR baseado no sistema híbrido de Vanádio em combinação com o CuSSZ13 tem a vantagem de estar próximo do comportamento de resposta dinâmico do SCR baseado em Vanádio e, adicionalmente, oferecendo maior estado estacionário ao desempenho do Deno_x, como indicado na Figura 10, após, por exemplo, 1000 segundos.

[00155] A Figura 11 foi gerada por re-traçar a Figura 10 usando o total adsorvido de NH₃ sobre os catalisadores, em gramas, como os resultados para o eixo x. A vantagem prática do sistema híbrido pode ser visto quando se comparam a amônia necessária armazenada nos catalisadores para atingir por exemplo 70% do DeNO_x. O sistema CuSSZ13 precisa de aproximadamente 4.5 g NH₃, enquanto o sistema baseado em Vanádio seria necessário cerca de 2.5 g, e o sistema híbrido proposto aproximadamente de 3g de amônia armazenada. O sistema híbrido, portanto, iria entregar o desempenho do DeNO_x mais rápido e com níveis de armazenagem menores de NH₃ em comparação com o sistema SCR de Cu-SSZ13. Além disso, o sistema híbrido entregaria o desempenho estado estacionário maior de DeNO_x em comparação com o sistema SCR com base de Vanádio. O desempenho maior de DeNO_x alcançado nos níveis de armazenamento menores de NH₃ tem uma vantagem adicional quando o motor acelera com aumentos repentinos na temperatura de escape. Neste caso, a quantidade de amônia dessorvida a partir dos catalisadores em função do aumento de temperatura é menor para o sistema híbrido em comparação com o sistema Cu-SSZ13 e, por conseguinte, resultaria em valores de deslizamento menores de NH₃ atrás da parte de SCR do sistema de pós-tratamento. Mesmo quando se utiliza um catalisador de oxidação de amônia é utilizado para controlar o deslizamento de NH₃ proveniente do SCR, picos muito elevados de amônia a partir de eventos de aceleração são muitas vezes problemas para o

39/39 catalisador de oxidação de amônia, devido aos volumes típicos instalados em combinação com as características de apagamento de amônia.

[00156] Referências ao longo deste relatório descritivo a uma modalidade, certas modalidades, uma ou mais modalidades ou modalidade significam que uma característica, estrutura, material ou recurso específico descrito em relação à modalidade é incluso em pelo menos uma modalidade da invenção. Deste modo, as aparições das frases como em uma ou mais modalidades, em certas modalidades, em uma modalidade, ou na modalidade em vários lugares no longo deste relatório descritivo não estão necessariamente se referindo à mesma modalidade da invenção. Ademais, os recursos, estruturas, materiais ou características específicas podem ser combinados de qualquer maneira adequada em uma ou mais modalidades.

Embora a invenção deste documento tenha sido descrita com referência a modalidades específicas, deve-se compreender que estas modalidades são meramente ilustrativas dos princípios e aplicações da presente invenção. Será evidente aos indivíduos versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas nos métodos e aparelhos da presente invenção sem se afastar do espírito e do escopo da invenção. Assim, pretende-se que a presente invenção inclua as modificações e variações que estejam no escopo das reivindicações em anexo e seus equivalentes.

Claims

1. Sistema de redução catalítica seletiva (SCR) do catalisador caracterizado pelo fato de compreender uma primeira composição do catalisador SCR e uma segunda composição do catalisador SCR dispostos no sistema, a primeira composição do catalisador SCR promovendo formação maior de N₂ e formação inferior de N₂O do que a segunda composição de catalisador SCR, e a segunda composição do catalisador SCR tendo uma composição diferente da primeira composição do catalisador SCR, a segunda composição do catalisador SCR promovendo a formação inferior de N₂ e a formação maior de N₂O do que a primeira composição do catalisador SCR, em que a primeira composição do catalisador SCR e a segunda composição do catalisador SCR estão em uma relação em camadas, com a primeira composição do catalisador SCR em camadas no topo da segunda composição do catalisador SCR.

2. Sistema do catalisador SCR de acordo com a reivindicação

1, caracterizado pelo fato de que a primeira composição do catalisador SCR compreende um óxido misto.

3. Sistema do catalisador SCR de acordo com a reivindicação

2, caracterizado pelo fato de que o óxido misto é selecionado de Fe/titânio, Fe/alumina, Mg/titânio, Cu/titânio, Ce/Zr, vanádio/titânio, e suas misturas.

4. Sistema do catalisador SCR das reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o óxido misto compreende vanádio/titânio.

5. Sistema do catalisador SCR de acordo com as reivindicações 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o vanádio/titânio é estabilizado com tungstênio.

6. Sistema do catalisador SCR de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o segundo

2/3 catalisador SCR compreende uma peneira molecular de poro pequeno de anéis-8 permutada com metal.

7. Redução catalítica seletiva (SCR) do sistema do catalisador caracterizada pelo fato de compreender uma primeira composição catalisadora SCR compreendendo vanádio/titânio disposto sobre um substrato e uma segunda composição catalisadora SCR compreendendo uma peneira molecular de poro pequeno de anéis-8 permutada com metal disposta sobre um substrato, em que a primeira composição do catalisador SCR e a segunda composição do catalisador SCR estão em uma relação em camadas, com a primeira composição do catalisador SCR em camadas no topo da segunda composição do catalisador SCR.

8. Sistema do catalisador SCR de acordo com as reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que a peneira molecular possui um tipo de estrutura selecionada do grupo consistindo de AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, HE, KFI, LEV, SAS, SAT, DDR e SAV.

9. Sistema do catalisador SCR de qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que a peneira molecular é um zeólito de aluminossilicato e tem a estrutura tipo CHA.

10. Catalisador de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o zeólito é selecionado a partir de SSZ-13 e SSZ-62.

11. Sistema do catalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 10, caracterizado pelo fato de que o metal é selecionado a partir do grupo que consiste de Cu, Fe, Co, Ni e Ce.

12. Sistema do catalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 11, caracterizado pelo fato de que o metal é selecionado a partir de Cu e é trocado no intervalo de 2% a 8% em peso.

13. Sistema do catalisador de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o vanádio/titânio promove formação maior de N₂ e formação inferior de N₂O do que o 8-anel pequena poro de crivo molecular permutado com metal, e em que o anel 8-pequena poro de crivo molecular permutado com metal promove inferior, N₂ e a

3/3 formação de maior quantidade de N₂Formação S do que o vanádio / óxido de titânio, e o anel de 8 poro pequeno peneiro molecular permutado com metal tem uma capacidade de armazenamento de amônia maior do que o vanádio/titânio.

14. Sistema de motor de queima pobre de gás de escape compreende o tratamento do sistema do catalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de compreender um motor de queima pobre, e uma conduta de gás de escape em comunicação fluida com o motor de queima pobre, em que o sistema catalisador está a jusante do motor.

15. Método de remoção de óxidos de nitrogênio a partir dos gases de escape de um motor de queima pobre, o método é caracterizado pelo fato de compreender o contato de um fluxo de gás de escape do sistema do catalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13.