BR112018015739B1 - Catalisador para oxidar amônia, sistema de escape para uma estação de energia elétrica ou um propulsor de combustão interna, e, veículo. - Google Patents

Catalisador para oxidar amônia, sistema de escape para uma estação de energia elétrica ou um propulsor de combustão interna, e, veículo. Download PDF

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Abstract

Um catalisador para oxidar amônia compreende um catalisador de redução catalítica seletiva (SCR) e uma estrutura alveolar extrusada heterogênea de compósito que tem canais paralelos que se estendem longitudinalmente, em que os canais são definidos em parte por paredes de canal que têm um comprimento longitudinal total, em que as paredes de canal compreendem uma estrutura porosa que inclui uma disposição periódica de células porosas embutidas em um componente de matriz inorgânico, pelo menos algumas das células porosas são definidas pelo menos em parte por uma camada de interface ativa de um material cataliticamente ativo que compreende um metal precioso suportado em partículas de um material de suporte.

Description

[001] A invenção refere-se a um catalisador para tratar gás de escape de combustão e, em particular, a um catalisador para oxidar amônia usado como um agente de redução para reduzir óxidos de nitrogênio em uma reação de redução catalítica seletiva para dinitrogênio (chamada amônia de “deslizamento”) ou para oxidar amônia em um gás de escape de uma usina de ácido nítrico.
[002] A combustão de combustível à base de hidrocarboneto em estações de energia elétrica, tais como turbinas a gás, e em propulsores veiculares produz gás residual ou de escape que contém, em grande parte, dinitrogênio relativamente benigno (N2), vapor de água (H2O) e dióxido de carbono (CO2). Porém, os gases residuais e de escape também contêm, em parte relativamente pequena, substâncias nocivas e/ou tóxicas, tais como monóxido de carbono (CO) a partir de combustão incompleta, hidrocarbonetos (HC) a partir de combustível não queimado, óxidos de nitrogênio (NOx) fixados a partir de dinitrogênio atmosférico a partir de temperaturas de combustão relativamente altas e matéria particulada (fuligem particulada sólida ou uma combinação de fuligem particulada sólida e hidrocarbonetos líquidos adsorvidos). Para mitigar o impacto ambiental de gás residual e de escape liberado na atmosfera, é desejável eliminar ou reduzir a quantidade dos componentes indesejáveis, de preferência, por meio de um processo que, por sua vez, não gera outras substâncias nocivas ou tóxicas.
[003] Tipicamente, gases residuais de estações de energia elétrica e gases de escape de propulsores veiculares têm um efeito de oxidação líquido devido à proporção relativamente alta de oxigênio e outras espécies de oxidação que incluem NOx contido nas mesmas para assegurar uma combustão tão completa do combustível de hidrocarboneto quanto possível. Dentre os poluentes legislados presentes em tais gases de escape, um dentre os componentes mais difíceis de remover é NOx, o qual inclui óxido nítrico (NO), dióxido de nitrogênio (NO2) e óxido nitroso (N2O); coletivamente “óxidos de nitrogênio” ou “NOx”. A redução de NOx para N2 é particularmente problemática devido ao fato de que o gás de escape contém oxigênio excessivo e espécie de oxidação, um ambiente que favorece reações oxidativas em vez de reações de redução. Não obstante, NOx pode ser reduzido por meio de um processo comumente conhecido como Redução Catalítica Seletiva (SCR).
[004] Um processo de SCR envolve a conversão de NOx, na presença de um catalisador e de um agente de redução nitrogenoso (ou “redutor”), tal como amônia, em nitrogênio elementar (N2) e água. Em um processo de SCR, um redutor gasoso, tal como amônia ou um precursor de amônia, tal como ureia, é adicionado a uma corrente de gás de escape que contém o NOx antes de entrar em contato com a mistura com o catalisador de SCR. O redutor é adsorvido no catalisador, e a reação de redução de NOx ocorre à medida que os gases atravessam ou cruzam o substrato catalisado. As equações químicas para reações de SCR estequiométricas com o uso de amônia como redutor são: 4NO + 4NH3 + O2 ^ 4N2 + 6H2O 2NO2 + 4NH3 + O2 ^ 3N2 + 6H2O NO + NO2 + 2NH3 ^ 2N2 + 3H2O
[005] Catalisadores de SCR são conhecidos e incluem catalisadores à base de vanádia suportados em titânia (consultar L. Casagrande et al., Applied Catalysis B: Environmental, 22 (1999) 63 a 77); e zeólitos promovidos com metais de transição, tais como cobre ou ferro (consultar a patente no U.S. 5516497; e o documento no WO 2008/106519). Sabe-se também que os mesmos incorporam um catalisador de SCR em um substrato de filtro para remover tanto matéria particulada quanto NOx (consultar o documento no WO 2005/016497).
[006] A maioria dos processos de SCR utilizam um excesso estequiométrico de amônia a fim de maximizar a conversão de NOx. Amônia excessiva não reagida que passa através do processo de SCR deixando o catalisador de SCR não reagido (também denominada como “deslizamento de amônia”) é indesejável, devido ao fato de que o gás de amônia liberado pode impactar negativamente a atmosfera, pode reagir com outras espécies de combustão para criar smog, tem um odor desagradável e é irritante a superfícies de mucosa, tais como nos olhos e no nariz. Para reduzir o deslizamento de amônia, os sistemas de SCR podem incluir um catalisador de oxidação de amônia (AMOX) (também conhecido como um catalisador de deslizamento de amônia (ASC)) a jusante - na direção de fluxo de processo - do catalisador de SCR.
[007] Os ASCs para oxidar amônia em excesso em um gás de escape são conhecidos. Por exemplo, a patente no U.S. 7410626 descreve um suporte de óxido refratário, tal como gama alumina, mediante o qual um componente de platina é depositado e um componente de vanádia é depositado na platina. Consultar também a patente no U.S. 5679313. O documento no WO 2008/106523 descreve um catalisador para oxidar amônia que compreende platina, um segundo metal a partir de um dentre os grupos VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB ou IIB da tabela periódica, um óxido metálico refratário e um zeólito. O documento no U.S. 2010/0166628 descreve um catalisador para remover gases poluentes que contêm nitrogênio a partir do gás de escape de propulsores a diesel, o qual contém um corpo alveolar e um revestimento composto por duas camadas cataliticamente ativas sobrepostas, em que a camada inferior aplicada diretamente ao corpo alveolar contém um catalisador de oxidação e a camada superior aplicada ao mesmo contém um ou mais zeólitos com ferro trocado, os quais também têm uma boa atividade de SCR, como material de armazenamento de amônia, o qual tem uma capacidade de armazenamento de amônia de pelo menos 20 mililitros de amônia por grama de material de catalisador.
[008] Também é conhecida a combinação de catalisador de SCR e ASCs em um único substrato: consultar, por exemplo, os documentos nos WO2006/023932; WO2010/062730; US2010/0166628; e WO2011/041769.
[009] Tipicamente, ASCs comerciais incluem componentes de metal precioso, especialmente metais do grupo platina. Esses e componentes de ASC de zeólito podem ser relativamente dispendiosos. Seria desejável, portanto, usar um ou ambos esses componentes de modo mais eficiente para uma atividade equivalente líquida. Adicionalmente, a aplicação de revestimentos reativos em estruturas alveolares a serem dispostos em um sistema de escape, particularmente disposições de revestimento reativo em múltiplas camadas, pode aumentar a contra-pressão no sistema de escape e, portanto, a eficiência geral do propulsor ou do processo de geração de potência. A presente invenção é destinada a tratar um ou mais desses problemas.
[0010] O pedido de patente internacional do depositante no PCT/GB2015/052161, depositado em 24 de julho de 2015, é intitulado “Processo para produzir um catalisador ou artigo catalisador”.
[0011] De acordo com a invenção, provê-se um catalisador para oxidar amônia que compreende um catalisador de redução catalítica seletiva (SCR) e uma estrutura alveolar extrusada heterogênea de compósito que tem canais paralelos que se estendem longitudinalmente, em que os canais são definidos em parte por paredes de canal que têm um comprimento longitudinal total, em que as paredes de canal compreendem uma estrutura de poro que inclui uma disposição periódica de células porosas embutidas em um componente de matriz inorgânico, pelo menos algumas das células porosas são definidas pelo menos em parte por uma camada de interface ativa de um material cataliticamente ativo que compreende um metal precioso suportado em partículas de um material de suporte.
[0012] A estrutura alveolar extrusada de compósito é definida como tendo uma estrutura “heterogênea de compósito” devido ao fato de que pelo menos duas fases estão presentes. Uma primeira fase é o componente de matriz inorgânico; e uma segunda fase é provida pela camada de interface ativa.
[0013] No catalisador de acordo com a invenção, o material de suporte para suportar o metal precioso pode compreender céria, titânia, uma peneira molecular cristalina, tal como um zeólito de aluminossilicato ou um SAPO, alumina, zircônia, um óxido misturado de céria e zircônia ou uma mistura de quaisquer dois ou mais dos mesmos.
[0014] O metal precioso suportado é preferencialmente um metal do grupo platina, ouro ou prata e, ainda mais preferencialmente, é platina, paládio ou tanto platina quanto paládio. Quando tanto platina quanto paládio estão presentes, cada um dentre a platina e o paládio pode ser suportado em uma partícula de suporte separada e distinta da outra. A partícula de suporte usada para a platina pode ser diferente da partícula de suporte usada para o paládio.
[0015] A presente descrição descreve um processo para fazer a estrutura alveolar extrusada heterogênea de compósito. Nesse processo, o que são chamadas de partículas funcionais são providas primeiro, em que essas são formadas por um formador de poro como suporte, ao qual foi aplicado uma camada de material cataliticamente ativo. Os formadores de poro, portanto, têm uma função dupla: por um lado, a formação de uma estrutura de poro; e, por outro lado, a estruturação do material cataliticamente ativo dentro do catalisador.
[0016] Essas partículas funcionais são, então, processadas com adição de componentes inorgânicos de formação de matriz adicionais, por exemplo, componentes aglutinantes, cargas, adjuvantes de extrusão, fibras inorgânicas, etc., de uma forma conhecida per se para render uma composição catalítica, isto é, uma massa passível de extrusão. A composição catalítica extrusada é finalmente submetida a um tratamento térmico para formar o catalisador, a fim de formar um corpo cerâmico que compreende uma estrutura de poro de células cataliticamente ativas: - as quais são formadas pelos formadores de poro nas partículas funcionais; - as quais são embutidas em uma matriz que compreende os componentes inorgânicos; - as quais formam uma estrutura porosa; e - as quais são pelo menos parcialmente cercadas por uma camada de interface ativa que compreende o material cataliticamente ativo da camada das partículas funcionais.
[0017] Essas células porosas são unidas umas às outras para formar a estrutura de poro. As células individuais são formadas por espaços livres (poros) ligados, pelo menos em parte, pela camada de interface ativa ou de outro modo parcialmente carregados por material poroso. As pelo menos células porosas são, portanto, células parcialmente carregadas com material poroso, ou poros, cada uma ligada, pelo menos em parte, pela camada de interface ativa. Consequentemente, entende-se “estrutura de poro” como significando uma estrutura celular em que poros ou regiões de partícula porosa são unidos para formar a estrutura celular. Essa estrutura celular é formada em parte pela camada de interface do material cataliticamente ativo em sua superfície interna, isto é, a interface para a matriz, pelo menos ao longo de áreas amplas.
[0018] O tratamento térmico compreende, mais particularmente, também uma operação de calcinação e/ou sinterização, de forma que uma estrutura cerâmica celular seja formada em geral. Entende-se que uma estrutura cerâmica celular significa uma estrutura tridimensional que é aproximadamente semelhante a rede ou treliça e em que as pontes de material da rede ou da treliça são cerâmicas e fecham as pelo menos células porosas entre as mesmas. As partículas individuais da camada de interface ativa podem ser unidas umas às outras, por exemplo, ceramicamente, isto é, através da formação de pontes de sínter.
[0019] Portanto, é um recurso desse catalisador que as paredes que ligam as células porosas compreendem camada de interface ativa de um (até quando possível) material puramente cataliticamente ativo e que as superfícies internas que definem as células porosas são definidas o mínimo possível pelo próprio componente de matriz inorgânico. A superfície interna que define as células porosas no produto de catalisador final é, dessa forma, preferencialmente livre ou pelo menos substancialmente livre dos componentes de matriz inorgânicos. No presente documento, “substancialmente livre” é destinado a significar que, em uma população de 100 células porosas, a cobertura de superfície interna média pelo material cataliticamente ativo (que não inclui a superfície que é substituída pelas chamadas “janelas” ou poros que conectam células (consultar abaixo)) é 80% ou mais, preferencialmente 85% ou mais e ainda mais preferencialmente 90% ou mais. Alternativamente, “pelo menos substancialmente livre de componentes de matriz inorgânicos” é especialmente entendido como significando que o teor de componente de matriz na camada ativa é menor que 10% de um teor de componente de matriz inorgânico hipotético que estaria presente no caso de uma distribuição homogênea dos componentes de matriz inorgânicos no catalisador.
[0020] Isso distingue essas camadas de interface ativas de revestimentos reativos, em que um alto teor de componentes inorgânicos como material de suporte está presente em uma camada de material cataliticamente ativo. Isso é devido ao fato de que, em revestimentos reativos catalíticos, uma composição de catalisador que compreende componentes de material de suporte é aplicada e os componentes de material de suporte formam, em conjunto com um componente de metal cataliticamente ativo suportado após a operação de sinterização, um revestimento que é aplicado apenas externamente a uma superfície de um monólito de substrato inerte, por exemplo, corpo alveolar. Em contraste com revestimentos reativos, as camadas de interface cataliticamente ativas do catalisador da invenção estão, portanto, presentes dentro do volume do catalisador e formam, em parte, as paredes da estrutura de poro.
[0021] Basicamente, a camada de interface ativa é livre ou substancialmente livre de componentes de matriz inorgânicos. No processo de produção, entretanto, uma vez que a camada ativa forma uma interface com a matriz que consiste particularmente, pelo menos em um grau relevante, em componentes de matriz inorgânicos, os componentes de matriz inorgânicos também podem entrar nas camadas, por exemplo, devido aos parâmetros de processo (pressão, temperatura). A mistura dos componentes do componente de matriz inorgânico e do material cataliticamente ativo que resulta do processo de produção não pode ser evitada e, assim, contaminação com componentes de matriz inorgânicos e/ou com material cataliticamente ativo pode ocorrer na matriz na interface. A camada de interface ativa essencialmente livre de matriz já alcança uma atividade catalítica aperfeiçoada, uma vez que uma alta densidade de material cataliticamente ativo está presente na região próxima à superfície, a qual tem simultaneamente boa acessibilidade a gases reagentes nesse limite por meio da estrutura de poro.
[0022] Além disso, o catalisador é distinguido pelo fato de que o material cataliticamente ativo é preferencialmente unido ceramicamente na camada de interface ativa. A camada de interface ativa compreende e consiste preferencialmente em cristais ceramicamente ligados do material de suporte unidos uns aos outros por meio de pontes de sínter. Isso é além de qualquer ligação entre os componentes de camada de interface ativa e quaisquer formadores de poro inorgânicos (consultar abaixo) ou entre os componentes de camada de interface ativa e os componentes de matriz inorgânicos. A camada de interface ativa não é formada, portanto, por meio de crescimento químico ou operações de deposição. Assim, por exemplo, quando a camada de interface ativa compreende peneiras moleculares cristalinas, por exemplo, zeólitos, peneiras moleculares cristalinas individuais podem estar presentes como cristais individuais (cristalitos) e não como uma camada interligada, conforme é mostrado na Figura 6 como um numeral de referência 6. Dessa forma, o catalisador da invenção é distinguido de catalisadores preparados por meio de métodos em que peneiras moleculares cristalinas são cultivadas em superfícies in situ, devido ao fato de que tais peneiras moleculares cristalinas cultivadas in situ estão presentes como interligações e não como peneiras moleculares cristalinas individuais.
[0023] Portanto, de acordo com a invenção, partículas individuais de material de suporte podem ser unidas na camada de interface ativa.
[0024] O processo de produção específico, portanto, alcança uma nova classe de catalisador que tem propriedades aperfeiçoadas. Ao mesmo tempo, o processo de produção é comparativamente simples e pode ser especialmente integrado em tecnologias de processo convencionais, especialmente para catalisadores extrusados. Através da escolha das partículas funcionais, por exemplo, o tamanho das mesmas, a geometria das mesmas e a proporção das mesmas, é possível ajustar de uma forma simples a estrutura de poro dentro de faixas amplas.
[0025] Preferencialmente, os formadores de poro são formados a partir de um material orgânico, isto é, por partículas orgânicas. Para as partículas orgânicas, dá-se preferência a usar materiais poliméricos convencionais, particularmente termoplásticos, por exemplo, poliestireno, polietileno ou, de outro modo, celulose, etc. No curso de tratamento térmico, as partículas orgânicas escapam (queimam), de forma que as células tomem a forma de células de poros, de forma que uma estrutura de poro com células na forma de cavidades, ligadas pela camada de interface ativa, seja formada.
[0026] Alternativamente, os formadores de poro podem ser formados a partir de um material poroso inorgânico. Os formadores de poros usados são, portanto, partículas inorgânicas. Entende-se que material poroso significa mais particularmente que essas partículas têm pelo menos mesoporosidade e preferencialmente macroporosidade. De acordo com a definição da IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada), mesoporosidade é geralmente entendida como significando poros que têm um tamanho de poro de pelo menos 2 nm a um máximo de 50 nm. A macroporosidade cobre poros que têm um tamanho de poro > 50 nm. A expressão “têm pelo menos mesoporosidade” é, portanto, geralmente entendida como significando que essas partículas têm uma porosidade que tem poros > 2 nm. As partículas podem, ao mesmo tempo, também ter macroporosidade. Essa porosidade com os poros comparativamente grandes resulta eficazmente, do mesmo modo, na formação no catalisador final - de modo semelhante ao caso dos formadores de poro orgânicos - de uma estrutura porosa interconectada através da qual o gás de escape a ser tratado pode ser conduzido para camadas mais profundas do volume de catalisador, de forma que não apenas as camadas próximas à superfície em uma superfície de parede de canal estejam, dessa forma, disponíveis para a ação catalítica, especialmente em extrusados completamente ativos.
[0027] A proporção desse componente de material poroso inorgânico pode estar na faixa de 5 a 50% em peso, especialmente 10 a 25% em peso, com base, em cada caso, na massa total do catalisador final. Portanto, uma proporção considerável em massa é substituída por componente de material poroso inorgânico. É possível usar aqui uma pluralidade de componentes de material poroso inorgânico diferentes.
[0028] Os materiais porosos inorgânicos usados como formadores de poro podem ser materiais de argila, preferencialmente um chamado material de argila pilarizada. Tais materiais de argila pilarizada também são conhecidos pela abreviação PILC. Esses materiais de argila pilarizada apresentam geralmente camadas de argila bidimensionais espaçadas umas das outras. O espaçamento é efetuado por pilares inorgânicos que consistem, por exemplo, em óxido de titânio ou óxido de alumínio.
[0029] Alternativamente, preferencialmente uma terra de diatomáceas é usada como um formador de poro inorgânico. Alternativas adicionais usadas para o formador de poro inorgânico são gel de sílica ou, de outro modo, um vidro poroso.
[0030] Para formar a camada do material cataliticamente ativo, preferencialmente partículas em pó do material cataliticamente ativo são aplicadas às partículas do formador de poro.
[0031] Isso envolve fixar as partículas em pó, preferencialmente por meio de adesão, às partículas do formador de poro. Especialmente no caso dos formadores de poro inorgânicos, isso é efetuado com o auxílio de um promotor de adesão ou adesivo, por exemplo, um adesivo, com o qual, por exemplo, as partículas são molhadas.
[0032] No caso de partículas orgânicas como formadores de poro, essas são preferencialmente aquecidas, especialmente acima da temperatura de transição vítrea das mesmas, mas apenas a abaixo da temperatura de fusão das mesmas, de forma que as mesmas amoleçam e as partículas em pó permaneçam presas à superfície após resfriamento. Nesse processo, o uso de um promotor de adesão adicional em particular é dispensado.
[0033] Finalmente, as partículas em pó também podem ser alternativamente aplicadas às partículas orgânicas por meio de meios eletrostáticos ou químicos.
[0034] As partículas em pó são preferencialmente aplicadas aos formadores de poro com o suporte de, ou alternativamente por meio de, uma força adicional que atua nos formadores de poro, por exemplo, soprando-se os mesmos nas partículas orgânicas, ou misturando-se, por exemplo, amassando- se, os formadores de poro em conjunto com as partículas em pó. Alternativamente, os formadores de poro e as partículas em pó podem ser introduzidos em conjunto em um aparelho de agitação.
[0035] Como uma alternativa à aplicação de partículas em pó discretas às partículas dos formadores de poro, uma camada externa dos formadores de poro inicialmente cataliticamente inativos pode ser convertida na camada cataliticamente ativa, a qual forma a camada do material cataliticamente ativo.
[0036] Os formadores de poro inorgânicos no produto de catalisador final podem incluir uma peneira molecular cristalina, por exemplo, uma estrutura de zeólito cataliticamente ativa, especialmente com retenção do formato de partícula mesoporosa ou macroporosa da mesma, pelo menos na camada externa da mesma. Tal estrutura de zeólito pode ser formada a partir de matérias-primas apropriadas durante o processo de calcinação ou sinterização. A atividade catalítica é alcançada aqui especialmente através de uma troca de íon metálico comum no caso de zeólitos, especialmente íons de Cu ou Fe, ou de outro modo através de uma intercalação de íon metálico adicional. A “conversão” na camada cataliticamente ativa é, portanto, entendida como significando uma conversão química com retenção da morfologia (meso- e macroscópica) das partículas. A estrutura de armação formada é a estrutura de cristal tetraédrica típica de um zeólito, especialmente composta por tetraedro de SiO4/2-AlO4/2. Em geral, portanto, partículas que têm uma estrutura de armação zeolítica ou nanoestrutura são formadas na interface.
[0037] A conversão em um zeólito é conhecida em princípio. Um pré- requisito para isso é que as partículas consistam em um material que contém óxido de silício e/ou óxido de alumínio, o qual é, então, convertido com adição de componentes adicionais adequados para a formação de estrutura sob a influência de temperatura e pressão à microestrutura de zeólito desejada no curso de uma síntese.
[0038] A conversão é efetuada aqui por meio de uma cristalização hidrotérmica. Nessa conversão, a respectiva partícula é geralmente usada como um substrato para uma cristalização suportada. No caso do uso preferencial de partículas de kieselguhr (terra de diatomáceas), o SiO2 amorfo presente nessas partículas é usado como uma fonte de silício para formação de zeólito. As partículas são introduzidas aqui em uma mistura de reação aquosa que compreende componentes adicionais, especialmente uma fonte de alumínio e tipicamente um modelo orgânico ou uma pluralidade de modelos orgânicos. Esses componentes adicionais constituem, portanto, reagentes para a formação de rede desejada. A conversão e a transformação, e também a formação de microestrutura, são, então, efetuadas por cristalização hidrotérmica a uma temperatura elevada de tipicamente 80 a 200 °C e pressão autógena com um tempo de reação de tipicamente diversos dias, por exemplo, um a dez dias. Subsequentemente, o material cristalino dessa forma obtido, após o tratamento hidrotérmico, é lavado, seco e calcinado a temperaturas de 400 a 800 °C. A calcinação serve particularmente para queimar os reagentes orgânicos (modelos). A conversão é efetuada preferencialmente apenas em regiões próximas à superfície, de forma que uma camada superficial zeolítica seja formada.
[0039] A conversão é preferencialmente efetuada até onde um zeólito que tem a estrutura de armação de MFI (por exemplo, ZSM-5), BEA (por exemplo, beta), CHA (chabasita, especialmente chabasita de aluminossilicato), AEI (por exemplo, ALPO 18, mas preferencialmente AEI de aluminossilicato), ERI (por exemplo, erionita) ou FER (por exemplo, ferrierita). Os zeólitos podem ser impregnados ou trocados com ferro, cobre ou metais preciosos após a conversão, com cobre preferencial para catalisadores de SCR.
[0040] Como uma alternativa a essa síntese química, a conversão também pode ser efetuada, por exemplo, por meio de intercalação de sítios cataliticamente ativos em regiões próximas à superfície das partículas. No caso de uso de um material de argila pilarizada (PILC), por exemplo, células cataliticamente ativas são intercaladas entre as camadas de argila nos espaços livres formados pelos pilares inorgânicos. Para esse propósito, qualquer um dentre ferro, cobre, manganês ou, além disso, cério é intercalado.
[0041] O material cataliticamente ativo para uso na camada de interface ativa compreende um metal precioso suportado em partículas de um material de suporte e também pode incluir um catalisador de SCR. Preferencialmente, o metal precioso ou promotor de metal comum de SCR é pré-fixado nas partículas do material de suporte antes de entrar em contato com o metal precioso suportado nos formadores de poro orgânicos ou inorgânicos. “Pré-fixado”, no presente documento, significa que, por meio de técnicas conhecidas na técnica, tais como impregnação, deposição (ou precipitação), codeposição (ou coprecipitação), adsorção eletrostática, troca iônica, incorporação de estado sólido etc., um metal precioso ou um metal comum é incorporado no material de suporte particulado seguido, conforme apropriado, por lavagem, secagem e calcinação do produto.
[0042] Alternativamente, entretanto, o material de suporte pode ser processado conforme descrito no presente documento para formar uma camada de interface embutida na matriz, após a qual a matriz é pós- impregnada, etc., com metal precioso ou metal comum, conforme apropriado, para formar a camada de interface ativa.
[0043] Em todos os casos, as partículas em pó formam uma camada que cerca as partículas orgânicas ou inorgânicas individuais, a qual é preferencialmente substancialmente fechada, de forma que as partículas orgânicas individuais cubram, dessa forma, a superfície das partículas em pó até uma extensão de 60% a 95%. A cobertura completa da superfície das partículas orgânicas ou inorgânicas não é preferencialmente o objetivo; a cobertura é, portanto, por exemplo, 90% da área superficial. Isso alcança, de uma forma particularmente vantajosa, porosidade da camada de interface ativa que se forma após a operação de sinterização, de forma que acessibilidade a sítios cataliticamente ativos individuais dentro do material cataliticamente ativo seja adicionalmente aperfeiçoada, por exemplo, através da formação de janelas ou macroporos entre células adjacentes. Alternativa ou adicionalmente, partículas de matriz inorgânicas podem penetrar nas regiões livres, de forma que a operação de sinterização subsequente resulte em ligação cerâmica às partículas em pó.
[0044] De uma forma apropriada, as partículas funcionais têm um tamanho de partícula na faixa de 10 μm a 200 μm. Mais particularmente, o tamanho de partícula está na faixa de 30 a 50 μm. O tamanho de partícula depende aqui da aplicação específica e especialmente de uma espessura de parede da estrutura alveolar. Para espessuras de parede maiores que 300 μm, preferencialmente tamanhos de partícula na faixa de 80 a 150 μm são usados e, para espessuras de parede abaixo de 300 μm, preferencialmente tamanhos de partícula na faixa de 30 a 70 μm. Através desse tamanho de partícula, é possível estabelecer um tamanho desejado particularmente adequado das células cataliticamente inativas, especialmente os poros formados, no catalisador final. As células têm do mesmo modo pelo menos um tamanho semelhante aos formadores de poro originais, isto é, as partículas orgânicas ou inorgânicas.
[0045] O tamanho e o formato das células porosas são ditados pelo tamanho e o formato dos formadores de poro e podem ser esféricos, esferoidais, ovoides, elipsoides, cuboides, em estado de túnel (cilindro, coluna prismática), fenda, etc.
[0046] Para produzir a composição catalítica, componentes adicionais que formam posteriormente parte do componente de matriz inorgânico são preferencialmente adicionados. Mais particularmente, componentes inorgânicos cataliticamente inativos podem ser adicionados como componentes de formação de matriz, em que esses formam uma estrutura ou matriz de suporte cerâmica após a operação de sinterização e asseguram a estabilidade mecânica necessária, especialmente no caso de uso de zeólitos como material cataliticamente ativo. Tal estabilidade mecânica também pode ser aperfeiçoada com a adição de material inorgânico, por exemplo, vidro, fibras.
[0047] Um corpo conformado é preferencialmente formado a partir da composição catalítica, especialmente por meio de extrusão, e esse é subsequentemente submetido ao tratamento térmico. A composição catalítica, portanto, se torna um corpo completamente ativo sólido, especialmente um extrusado alveolar completamente ativo, em que paredes individuais são, dessa forma, formadas completamente a partir da composição catalítica. Essa composição catalítica é especialmente uma composição maleável, preferencialmente extrusada.
[0048] O processo de produção específico forma adicionalmente, no lado das camadas de interface cataliticamente ativas que estão voltadas para longe das células, uma matriz que forma uma estrutura de suporte mecanicamente estável. Em geral, isso dá ao catalisador uma rigidez mecânica suficientemente alta e especialmente resistência. Portanto, para as camadas de interface ativas, também é possível empregar materiais que não podem ser sinterizados ou podem ser sinterizados apenas de modo insuficiente para render um corpo sólido.
[0049] A composição catalítica é preferencialmente produzida com o auxílio de uma unidade de mistura, especialmente um amassador, com mistura dos constituintes e componentes individuais uns com os outros.
[0050] Preferencialmente - especialmente quando as partículas orgânicas são usadas como formadores de poro - em uma única etapa de processo, as partículas em pó são primeiro aplicadas às partículas orgânicas e, então, os componentes individuais da composição de catalisador são misturados. Isso é apropriadamente acompanhado pela formação simultânea do corpo conformado a partir dessa composição catalítica também nessa etapa. Para esse propósito, por exemplo, um extrusador (rosca dupla) é suprido em uma região a montante com as partículas orgânicas em conjunto com as partículas em pó, antes de os componentes adicionais para formação da composição catalítica serem, então, adicionados. Finalmente, na extremidade do extrusador, o corpo conformado é formado por meio de extrusão.
[0051] A proporção dos formadores de poro e, logo, aproximadamente também das partículas funcionais está preferencialmente em uma faixa de 40% em volume a 80% em volume, com base no volume total dos componentes individuais da composição catalítica no estado inicial seco pulverulento da composição catalítica, isto é, antes de água ou outros líquidos serem adicionados para produção de uma suspensão ou da composição pastosa. Por virtude dessa proporção comparativamente alta de formadores de poro, uma estrutura de alta porosidade é produzida com as propriedades desejadas de alta acessibilidade às camadas de interface cataliticamente ativas. A proporção dos formadores de poro é especialmente de forma que a formação da estrutura cerâmica de poro aberto celular desejada na etapa de sinterização subsequente seja assegurada, com as camadas de interface ativas individuais das células pelo menos porosas individuais unidas umas às outras. Os formadores de poro têm, portanto, que ser adjacentes uns aos outros, de forma que os mesmos sejam unidos uns aos outros por meio de suas camadas cataliticamente ativas que formam as camadas de interface ativas em um estágio posterior.
[0052] Consequentemente, um volume de poro formado pelos poros está preferencialmente na faixa entre 40% em volume e 80% em volume, com base no volume total do catalisador. O volume aparente restante é dividido entre as camadas de interface cataliticamente ativas e a estrutura e matriz de suporte mecânico formadas pelo componente de matriz. As camadas de interface cataliticamente ativas são responsáveis por cerca de 20% em volume a 80% em volume, com base no volume aparente restante.
[0053] É uma vantagem significativa da presente invenção que a interconectividade entre células porosas possa ser ajustada pela quantidade de partículas funcionais adicionadas a uma composição de catalisador extrusável, em que, quando uma quantidade relativamente alta de partículas funcionais é usada, formadores de poro adjacentes podem se tocar durante um processo de extrusão. Após a calcinação, quando partículas funcionais adjacentes se tocaram, janelas entre poros podem se formar entre células que definem macroporos, aperfeiçoando, dessa forma, interconectividade de uma rede de poro. A fim de assegurar isso, a composição de catalisador é apropriadamente também pressurizada durante a produção do corpo conformado, especialmente por meio da extrusão, a fim de, dessa forma, alcançar contato íntimo entre as partículas funcionais.
[0054] Entretanto, quando relativamente poucas partículas funcionais são incluídas na formação de uma composição de catalisador, existe uma possibilidade menor para contato entre partículas funcionais durante um processo de extrusão e, logo, células individuais podem ter uma porcentagem relativamente alta de camada de interface ativa. Logo, é possível ajustar a porosidade e a interconectividade, por um lado, com a quantidade de material cataliticamente ativo por célula porosa, por outro lado, quando se prepara a composição de catalisador por meio de seleção apropriada de uma quantidade de partículas funcionais para uso.
[0055] Portanto, as células porosas na disposição periódica do catalisador de acordo com a invenção podem ser interconectadas por janelas entre células, em que as janelas definem macroporos; ou as células porosas na disposição periódica podem ser substancialmente não interconectadas por janelas entre células.
[0056] A porosidade da estrutura alveolar extrusada heterogênea de compósito no catalisador de acordo com a invenção pode ser de 40 a 80%, preferencialmente >50%, tal como 55 a 70%. A porosidade pode ser ajustada, inter alia, selecionando-se a quantidade apropriada de partículas funcionais para preparar a composição de catalisador extrusável - e, portanto, a concentração de células porosas por volume de unidade; e o tamanho dos formadores de poro.
[0057] Preferencialmente, as camadas de interface ativas individuais podem ser unidas umas às outras para formar uma estrutura cerâmica e de poro aberto celular. As células individuais e as camadas de interface ativas que circundam as mesmas não são, portanto, dispostas de uma forma isolada, mas formam uma estrutura coerente. Uma estrutura celular é geralmente entendida como significando uma estrutura de material em que múltiplas dentre cavidades individuais ou regiões de material de alta porosidade - formadas pelos formadores de poro - são unidas umas às outras por meio de paredes celulares. As paredes celulares são formadas pelas camadas de interface unidas umas às outras.
[0058] Essas camadas de interface ativas são preferencialmente porosas e não inteiramente impermeáveis, de forma que boa transferência de massa seja assegurar para a reação catalítica pretendida em geral.
[0059] A matriz pode ser pelo menos substancialmente livre de material cataliticamente ativo, em que, nesse caso, a atividade catalítica pode ser provida de modo preferencialmente exclusivo ou quase exclusivamente pelas camadas de interface do material cataliticamente ativo. Apenas através de efeitos de contaminação o material cataliticamente ativo pode passar das camadas de interface cataliticamente ativas para a matriz que toma forma, de outro modo, de uma matriz pura. “Pelo menos substancialmente livre de material cataliticamente ativo” é, portanto, entendido como significando que componentes cataliticamente ativos são incorporados na matriz na interface para a camada de interface cataliticamente ativa, se houver. A proporção dos componentes cataliticamente ativos na matriz está especialmente abaixo de 10% da proporção no caso de uma distribuição homogênea hipotética dos componentes ativos dentro do catalisador em geral.
[0060] Entretanto, além das camadas de interface ativas, material cataliticamente ativo também pode estar presente na matriz. Para esse propósito, material cataliticamente ativo adicional é adicionado à composição de catalisador no curso de produção. Esse material adicionalmente cataliticamente ativo é diferente preferencialmente do material presente na camada de interface ativa. O material cataliticamente ativo presente no componente de matriz pode ser uma argila pilarizada. Em uma configuração preferencial, o pelo menos um componente de carga poroso é um material de argila. É apropriado aqui usar um material de argila pilarizada (PILC). Esse material de argila tem geralmente camadas de argila bidimensionais espaçadas por pilares inorgânicos. Os pilares consistem, por exemplo, em óxido de titânio ou óxido de alumínio.
[0061] Vantajosamente, também é possível usar distribuições de tamanho diferentes para as partículas do formador de poros de forma que as células/os poros resultantes tenham classes de tamanho diferentes.
[0062] Além disso, preferencialmente as células que têm as camadas de interface ativas formam sítios reativos diferentes em configurações diferentes. Para esse propósito, as camadas de interface ativas das diversas células podem ser diferentes. As camadas de interface ativas de células diferentes podem ser formadas a partir de materiais cataliticamente ativos diferentes, isto é, o material cataliticamente ativo de uma primeira camada de interface de uma primeira célula é diferente daquela de uma segunda camada de interface de uma segunda célula. Alternativa ou adicionalmente, materiais ativos diferentes estão presentes em uma camada de interface que liga uma célula particular, isto é, uma camada de interface ativa de uma célula particular contém dois ou mais materiais cataliticamente ativos diferentes.
[0063] Portanto, de acordo com a presente invenção, preferencialmente a camada de interface ativa de material cataliticamente ativo em pelo menos parte de uma população das células porosas embutidas na matriz compreende uma mistura de catalisador de SCR e metal precioso suportado em um material de suporte e/ou em uma população de células porosas embutidas na matriz, a camada de interface ativa de material cataliticamente ativo em uma primeira fração da população é metal precioso suportado em um material de suporte e a camada de interface ativa de material cataliticamente ativo em uma segunda fração da população é catalisador de SCR.
[0064] A espessura de camada da camada de interface ativa está preferencialmente na faixa de 0,5 a 20 μm e especialmente na faixa de 1 μm a 10 μm. A espessura de camada está geralmente dentro da região do tamanho de partícula das partículas funcionais, a qual está, de fato, preferencialmente dentro das faixas mencionadas.
[0065] Preferencialmente em disposições em que (a) a camada de interface ativa de material cataliticamente ativo em pelo menos parte de uma população das células porosas embutidas na matriz compreende uma mistura de catalisador de SCR e metal precioso suportado em um material de suporte e/ou (b) em uma população de células porosas embutidas na matriz, a camada de interface ativa de material cataliticamente ativo em uma primeira fração da população é metal precioso suportado em um material de suporte e a camada de interface ativa de material cataliticamente ativo em uma segunda fração da população é catalisador de SCR, preferencialmente (a), o metal precioso é suportado em um suporte de silício particulado que compreende uma sílica ou um zeólito com uma peneira molecular cristalina que tem uma razão de sílica para alumina de >100, preferencialmente >200, mais preferencialmente >250, ainda mais preferencialmente >300, especialmente >400, mais especialmente >500, ainda more especialmente >750 e mais preferencialmente >1.000.
[0066] A razão em peso da quantidade do catalisador de SCR para a quantidade de metal precioso em um suporte com armazenamento de amônia baixo pode estar na faixa de 0,1 a 300:1, inclusive, de preferência, de 3:1 a 300:1, inclusive, mais preferencialmente, 7:1 a 100:1, inclusive, e ainda mais preferencialmente, na faixa de 10:1 a 50:1, inclusive.
[0067] O metal precioso pode estar presente no catalisador em um carregamento de componente ativo a partir de cerca de 0,01 a cerca de 0,3% em peso, inclusive, de preferência, a partir de cerca de 0,03 a 0,2% em peso, inclusive, mais preferencialmente, a partir de cerca de 0,05 a 0,17% em peso, inclusive, com máxima preferência, a partir de cerca de 0,07 a 0,15% em peso, inclusive. O termo “carregamento de componente ativo” se refere ao peso do suporte de metal precioso + o peso do metal precioso + o peso do catalisador de SCR na camada de interface ativa de uma população de células porosas embutidas na matriz.
[0068] O suporte de silício particulado que compreende uma sílica ou um zeólito com uma peneira molecular cristalina que tem uma razão de sílica para alumina de >100 tem armazenamento de amônia relativamente baixo e constatou-se que, em combinação com catalisadores de SCR, particularmente com catalisadores de SCR de peneira molecular cristalina de Cu e/ou Fe, o catalisador de ASC (ou AMOX) como um todo pode prover um aperfeiçoamento no rendimento de N2 (isto é, seletividade aumentada) a partir de amônia a uma temperatura de cerca de 250 °C a cerca de 350 °C em comparação com um catalisador que compreende uma formulação comparável em que o catalisador de SCR está presente como uma camada superior e o metal precioso suportado está em uma camada que armazena amônia e está presente em uma subcamada, em que o NH3 passa através da camada de catalisador de SCR antes de entrar em contato com a camada de metal precioso suportado.
[0069] Na alternativa ou adicionalmente, o artigo de catalisador extrusado pode ser revestido com um revestimento reativo, um revestimento reativo que compreende o catalisador conforme descrito aqui ou um revestimento reativo diferente que compreende outro catalisador, isto é, um material cataliticamente ativo diferente da composição catalítica. Dessa forma, um revestimento cataliticamente ativo pode ser adicionalmente aplicado por meio do revestimento reativo. Um revestimento reativo é geralmente entendido como significando uma suspensão que compreende componentes de matriz, assim como componentes cataliticamente ativos. O revestimento reativo é aplicado, por exemplo, molhando-se o catalisador na suspensão e, então, tratando-se o mesmo termicamente. Entretanto, em aplicações que são sensíveis a contrapressão aumentada, modalidades que incluem uma camada de revestimento reativo adicional que reduz uma área frontal aberta da estrutura alveolar, disposições de revestimento reativo são menos preferenciais.
[0070] Quando o catalisador combina (a) ou (b), em que (a) e (b) compreendem um primeiro catalisador de SCR, tal como uma peneira molecular cristalina de Cu ou Fe na estrutura alveolar, um revestimento reativo que compreende um segundo catalisador de SCR pode ser revestido em pelo menos parte de um comprimento total das paredes de canal da estrutura alveolar. O depositante constatou que tal disposição também pode aperfeiçoar seletividade de N2 e reduzir de modo favorável a geração de N2O.
[0071] Portanto, de acordo com a invenção, o catalisador de SCR pode ser provido em um revestimento reativo revestido em pelo menos parte de um comprimento total das paredes de canal.
[0072] O catalisador de acordo com a invenção compreende uma estrutura alveolar extrusada heterogênea de compósito. O corpo alveolar pode ser revestido com um revestimento cataliticamente ativo que é idêntico ou diferente daquele presente no corpo extrusado. Um revestimento desse tipo foi aplicado, por exemplo, como um revestimento reativo, conforme descrito pelo documento no DE 10 2012 213 639 A1. Mais particularmente, a estrutura alveolar pode compreender um catalisador de SCR extrusado. Alternativamente, nenhum revestimento é aplicado.
[0073] O catalisador de acordo com a invenção compreende um catalisador de SCR, como um componente de uma camada de interface ativa ou um revestimento reativo aplicado na estrutura alveolar ou ambos.
[0074] O catalisador de SCR compreende preferencialmente uma peneira molecular cristalina promovida com um metal comum ou um composto de vanádio suportado em um suporte que compreende titânio.
[0075] Quando o catalisador de SCR é um composto de vanádio suportado em um suporte que compreende titânio, sistemas de titânio-vanádio diferentes podem ser usados. Mais particularmente, sistemas oxídicos que compreendem misturas de dióxido de titânio (TiO2) e pentóxido de vanádio (V2O5) são usados. Alternativamente, o sistema de titânio-vanádio compreende compostos de vanádio-ferro como o componente cataliticamente ativo, incluindo especialmente vanadato de ferro (FeVO4) e/ou vanadato de ferro alumínio (Fe0,8Al0,2VO4).
[0076] No caso dos sistemas oxídicos, esses são especialmente sistemas de titânio-vanádio-tungstênio, sistemas de titânio-vanádio- tungstênio-silício, sistemas de titânio-vanádio-silício. No caso do segundo grupo que compreende compostos de vanádio-ferro, esses são sistemas de titânio-vanádio-tungstênio-ferro, sistemas de titânio-vanádio-tungstênio- silício-ferro ou sistemas de titânio-vanádio-silício-ferro.
[0077] A razão em peso de titânio/vanádio (Ti/V) está apropriadamente na faixa entre 35 e 90. No caso de sistemas de titânio- vanádio oxídicos, a razão em peso entre dióxido de titânio e pentóxido de vanádio (TiO2/V2O5) está tipicamente na faixa de 20 a 60.
[0078] O sistema de titânio-vanádio tem tipicamente uma proporção em peso de 70 a 90% em peso, com base no conversor catalítico final. Os 10 a 30% em peso restantes são divididos entre o componente de carga inorgânico poroso e componentes de matriz e possivelmente componentes de fibra.
[0079] A “peneira molecular cristalina” é entendida aqui como significando particularmente zeólitos no senso mais estreito, a saber aluminossilicatos cristalinos. Além disso, peneiras moleculares cristalinas também são entendidas como significando peneiras moleculares adicionais que não são aluminossilicatos, mas têm uma estrutura de armação zeolítica, como aparente a partir do atlas de zeólito da Comissão de Estrutura da Associação de Zeólito Internacional, IZA-Sc. Mais particularmente, isso se refere a silicoaluminofosfatos (SAPO) ou, de outro modo, aluminofosfatos (ALPO), os quais são do mesmo modo incluídos no atlas de zeólito mencionado.
[0080] Componentes cataliticamente ativos usados nesse contexto são especialmente peneiras moleculares que têm a estrutura de armação de CHA, especialmente CHA de aluminossilicato, tal como SSZ-13 ou SAPO-34, AEI, especialmente AEI de aluminossilicato, SSZ-39 ou ALPO 18, ERI, MFI, BEA, FAU, especialmente zeólito de Y, AFX ou FER (a nomenclatura usada aqui se refere novamente à nomenclatura usada no atlas de zeólito). Mais preferenciais são as chamadas peneiras moleculares cristalinas de poro pequeno, tais como estruturas de armação de CHA, AFX e AEI, que têm uma estrutura de abertura de poro máxima de 8 átomos tetraédricos. Preferencialmente, aluminossilicatos são usados como peneiras moleculares, especialmente para catalisadores extrusados, uma vez que as estruturas de rede não mostram alteração nos espaçamentos de treliça em acúmulo de água e liberação de água. (A nomenclatura usada aqui utiliza a nomenclatura usada no Atlas de Zeólito).
[0081] No caso das peneiras moleculares cristalinas que têm as estruturas de armação de acordo com o atlas de zeólito, uma distinção é geralmente feita entre peneiras moleculares cristalinas de poro pequeno, poro médio e poro grande. As peneiras moleculares de poro pequeno são aquelas peneiras que têm uma abertura de poro máxima com uma estrutura em anel composta por oito estruturas de átomo tetraédricas. As peneiras moleculares de poro médio e poro grande, finalmente, são entendidas como significando aquelas em que as aberturas de poro máximo são formadas por uma abertura em anel que tem um anel de não mais que 10 (poro médio) ou de não mais que 12 (poro grande) estruturas de átomo em disposição tetraédrica. A estrutura de armação de BEA mencionada é uma estrutura de armação de poro grande, MFI é uma estrutura de poro média e CHA é uma estrutura de poro pequena. A estrutura de armação de FAU mencionada é do mesmo modo uma estrutura de poro grande, preferencialmente um zeólito Y. AEI é uma estrutura de armação de poro pequeno e dá-se preferência aqui a usar um zeólito com a designação SSZ-39. FER é uma estrutura de armação de poro médio e o material usado é preferencialmente ferrierita ou ZSM-35. ERI é uma estrutura de poro pequena e o material usado é preferencialmente erionita. AFX é uma estrutura de armação de poro pequeno e o material usado é preferencialmente SSZ-16. As estruturas de armação de BEA, MFI e FAU (aqui especialmente zeólito Y) são preferencialmente usadas como armadilhas de hidrocarboneto. Todas as estruturas de armação e os materiais mencionados podem ser usados como conversores catalíticos de SCR; os mesmos são adequadamente ativados por um metal, especialmente com troca iônica com cobre e/ou ferro e/ou cério, preferencialmente ativado com cobre ou ferro.
[0082] A peneira molecular compreende geralmente um ativador metálico (promotor). Esse é especialmente cobre, ferro ou cério ou uma mistura dos mesmos. Mais particularmente, a peneira molecular é uma peneira molecular, especialmente zeólito, trocada com íons metálicos desse tipo. Como uma alternativa à peneira molecular com troca iônica em que os íons metálicos são, dessa forma, incorporados na estrutura de armação, também é possível que esses ativadores metálicos não sejam incorporados na estrutura de armação e estejam, dessa forma, presentes eficazmente como metais “livres” ou compostos metálicos (por exemplo, óxidos metálicos) nos canais individuais das peneiras moleculares, por exemplo, como um resultado de impregnação da peneira molecular com uma solução que contém o composto. Outra possibilidade é uma combinação de metais com troca iônica e compostos metálicos livres na peneira molecular.
[0083] As peneiras moleculares cristalinas altamente preferenciais são aquelas que têm - além de sua estrutura microporosa inerente - pelo menos mesoporosidade como um sistema de poro secundário, conforme definido pela definição da IUPAC discutida acima. Mais preferencialmente, tais peneiras moleculares cristalinas que têm pelo menos mesoporosidade como um sistema de poro secundário estão presentes como cristais únicos (cristalitos). Métodos para fazer as peneiras moleculares cristalinas que têm pelo menos mesoporosidade como um sistema de poro secundário incluem tratamento alcalino e são discutidos no Review Article D.P. Serrano et al, Chem. Soc. Rev., 2013, 42, 4.004.
[0084] Além do promotor de metal comum/da peneira molecular cristalina e dos catalisadores de SCR de composto de vanádio/composto de titânio preferenciais, os catalisadores de SCR para uso na presente invenção podem ser baseados em um sistema de óxido de tungstênio de óxido-cério ou um sistema de óxido de tungstênio de óxido-cério estabilizado (WO3/CeO2).
[0085] O sistema de tungstênio/cério estabilizado é especialmente um sistema com zircônio estabilizado que compreende óxidos misturados de Ce- zircônio. Preferencialmente, um metal de transição, especialmente ferro, é distribuído dentro de tal material de suporte. Os metais de transição usados são especialmente selecionados a partir do grupo que consiste em Cr, Ce, Mn, Fe, Co, Ni, W e Cu e especialmente selecionados a partir do grupo que consiste em Fe, W, Ce e Cu.
[0086] O sistema catalítico é especialmente um sistema de Fe- W/CeO2 ou Fe-W/CeZrO2, conforme descrito particularmente em conexão com a Figura 3 do documento no WO 2009/001131, o qual é referenciado aqui em sua totalidade. A proporção do metal de transição no conversor catalítico está preferencialmente na faixa de 0,5 a 20% em peso com base no peso total do conversor catalítico.
[0087] Os sistemas catalíticos diferentes descritos aqui são usados seletivamente ou de outro modo em combinação. Mais particularmente, uma mistura do sistema baseado em titânio-vanádio com peneiras moleculares cristalinas é usada. Um conversor catalítico misturado desse tipo compreende, como o primeiro componente, especialmente uma peneira molecular de aluminossilicato ou silicato de ferro, a qual está na forma chamada H+ ou teve troca iônica com um ou mais metais de transição, especialmente com ferro. O segundo componente é um óxido de vanádio em um suporte de óxido metálico selecionado a partir de alumínio, titânio, zircônio, cério, silício ou combinações dos mesmos. Mais particularmente, o material de suporte para o segundo componente é óxido de titânio. O primeiro componente é especialmente uma peneira molecular (zeólito) de aluminossilicato de MFI, BEA ou FER com ferro trocado. A razão do primeiro componente para o segundo componente nessa mistura está na faixa de 5:95 a cerca de 40:60.
[0088] Em contraste com o componente cataliticamente ativo, a carga porosa é preferencialmente cataliticamente inativa e, portanto, serve puramente como um material de carga porosa.
[0089] Por virtude do processo de produção específico com as partículas funcionais, diversos projetos possíveis correspondidos à aplicação particular estão geralmente disponíveis para o catalisador. Por exemplo, partículas preferencialmente diferentes para os formadores de poro que são diferentes em termos de sua distribuição de tamanho de partícula podem ser usadas. Através dessa medida, é, portanto, possível definir tamanhos de célula diferentes (tamanhos de poro) de uma forma controlada dentro da estrutura de poro aberto que se formará em um estágio posterior, a fim de, por exemplo, passar o gás de escape a ser tratado eficazmente para os sítios cataliticamente ativos.
[0090] Além disso, em uma configuração preferencial, duas ou mais partículas funcionais diferentes, especialmente partículas em pó cataliticamente ativas diferentes, são usadas para a formação da camada cataliticamente ativa e, logo, também para a composição catalítica. Uma mistura de dois ou mais materiais cataliticamente ativos, especialmente partículas em pó, pode ser usada para uma camada particular. Como um resultado, uma camada de interface cataliticamente ativa de uma célula individual terá materiais cataliticamente ativos diferentes em um estágio posterior. Adicional ou alternativamente, material cataliticamente ativo diferente, especialmente partículas em pó, pode ser aplicado aos formadores de poro individuais, de forma que tipos diferentes de partículas funcionais, as quais são diferentes em termos de sua atividade catalítica, sejam, dessa forma, providas. Portanto, um primeiro material cataliticamente ativo é aplicado a primeiros formadores de poro e um segundo material cataliticamente ativo a segundos formadores de poro, a fim de formar primeiras e segundas partículas funcionais. Os primeiros e segundos formadores de poro podem ser idênticos ou de outro modo diferentes aqui em termos de sua composição física.
[0091] No catalisador final, o efeito disso é que as camadas de interface cataliticamente ativas em diversas células são formadas a partir de materiais cataliticamente ativos diferentes e/ou materiais cataliticamente ativos diferentes que estão presentes em uma camada de interface cataliticamente ativa que se liga a uma célula particular. Os materiais cataliticamente ativos diferentes, isto é, as partículas em pó diferentes, são apropriadamente materiais cataliticamente ativos otimizados para reações catalíticas diferentes. Através dessa medida, sítios de reação cataliticamente diferente são, portanto, providos em proximidade imediata no nível microestrutural local. Efetivamente, microrreatores são, portanto, providos. Os materiais cataliticamente ativos usados são especialmente correspondidos uns aos outros de tal forma que os mesmos sejam otimizados, por exemplo, para duas reações químicas sucessivas. Os microrreatores diferentes formam, portanto, um tipo de cascata em relação às reações catalíticas desejadas. Por exemplo, no sistema de SCR, um primeiro material cataliticamente ativo pode ser configurado para uma decomposição de N2O, a fim de obter menos deslizamento de N2O. Alternativamente, uma classe de microrreator também pode ser projetada para a formação de NO2. A provisão de uma “configuração de microrreator” adequada composta por microrreatores diferentes alcança uma redução eficaz em níveis de NOx.
[0092] De acordo com a descrição anterior, o catalisador de SCR para uso na presente invenção pode ser uma peneira molecular cristalina que suporta um promotor de metal comum ou vanádia suportada em um suporte de titânia; a peneira molecular cristalina pode ser um zeólito de aluminossilicato e o promotor de metal comum suportado é cobre, ferro ou tanto cobre quanto ferro; e o zeólito de aluminossilicato pode ter a estrutura de armação de MFI, BEA, CHA, AEI, FAU, AFX ou ERI.
[0093] O catalisador de acordo com a invenção compreende um componente de matriz inorgânico, o qual pode ser uma fase de alumina, uma fase de silicato, uma fase de fibra inorgânica ou uma combinação de qualquer duas ou mais das mesmas. Em particular, a fase de silicato pode compreender uma argila pilarizada e/ou uma terra de diatomáceas.
[0094] O componente de matriz inorgânico no catalisador de acordo com a presente invenção pode compreender 5 a 50% em peso do catalisador.
[0095] A estrutura alveolar extrusada heterogênea de compósito que tem canais paralelos que se estendem longitudinalmente de acordo com a invenção pode ter canais que são abertos em ambas as extremidades. Dessa forma, a estrutura é conhecida na técnica como um monólito de fluxo atravessante.
[0096] Entretanto, em uma disposição alternativa, a estrutura alveolar extrusada heterogênea de compósito que tem canais paralelos que se estendem longitudinalmente toma a forma do que é chamado um filtro de fluxo de parede, em que o gás de escape flui através de paredes porosas em operação. Em um filtro de fluxo de parede, de acordo com a invenção, em uma gama de primeiros canais, cada primeiro canal na gama é limitado em seus lados por um segundo canal e os primeiros canais são plugados em extremidades em uma primeira extremidade da estrutura alveolar e os segundos canais são plugados em extremidade em uma segunda extremidade dos canais. A estrutura alveolar extrusada heterogênea de compósito descrita aqui é particularmente bem adequada para uso em uma disposição de filtro de fluxo de parede devido à porosidade embutida da estrutura alveolar e do material cataliticamente ativo altamente acessível. Isso provê uma combinação benéfica de atividade de catalisador e contrapressão reduzida quando em uso.
[0097] De acordo com um segundo aspecto, a invenção provê um sistema de escape para uma estação de energia elétrica, um propulsor de combustão interna ou uma usina de ácido nítrico, sendo que o sistema compreende uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída e um dispositivo para introduzir amônia ou um precursor de amônia em um gás de escape que flui no sistema de escape na direção da extremidade de entrada a partir da extremidade de saída, em que um catalisador, conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, está localizado a jusante do dispositivo para introduzir amônia ou um precursor de amônia em um gás de escape que flui no sistema de escape. Um monólito de substrato que compreende um catalisador de SCR pode ser disposto entre o dispositivo para introduzir amônia ou um precursor de amônia em um gás de escape que flui no sistema de escape e no catalisador de acordo com a invenção.
[0098] De acordo com um terceiro aspecto, a invenção provê um veículo, tal como um automóvel, um trem, um navio, etc., que compreende um propulsor de combustão interna e um sistema de escape de acordo com o segundo aspecto da invenção.
[0099] A fim de a invenção poder ser mais completamente compreendida, as explicações a seguir são providas com referência às Figuras anexas, nas quais: Figura 1 um diagrama esquemático do processo de produção de um catalisador, Figura 2 um diagrama esquemático simplificado para ilustração do uso de partículas funcionais diferentes, Figura 3 uma imagem de SEM das partículas funcionais, Figura 4 um detalhe de uma imagem de um catalisador alveolar extrusado, Figura 5 e 6 o catalisador alveolar mostrado na Figura 4 em ampliações diferentes.
[00100] Com referência à Figura 1, a produção de um catalisador 2 e de um artigo de catalisador 14 formado pelo catalisador 2 é elucidada doravante. O artigo de catalisador 14 é um catalisador alveolar extrusado. Os princípios do processo podem ser geralmente aplicados a uma ampla variedade de catalisadores diferentes que são diferentes tanto em termos de sua estrutura quanto em termos dos materiais cataliticamente ativos usados nos mesmos.
[00101] Na modalidade mostrada na Figura 1, em uma primeira etapa, como formadores de poro, partículas orgânicas 4 e partículas em pó 6 de um material cataliticamente ativo são providas. Esse material cataliticamente ativo é especialmente um zeólito, preferencialmente um zeólito com troca iônica, mais particularmente um zeólito com troca iônica de cobre. As partículas em pó individuais têm tipicamente um tamanho de partícula na faixa de 1 a 10 μm. As partículas orgânicas 4 são partículas poliméricas, especialmente partículas esféricas ou semelhantes, que consistem, por exemplo, em polietileno ou outros termoplásticos ou elastômeros.
[00102] Na próxima etapa, as partículas funcionais 8 são produzidas a partir desses dois materiais de partida. Para esse propósito, as partículas orgânicas 4 e as partículas em pó 6 são misturadas umas com as outras e preferencialmente aquecidas para acima do ponto vítreo das partículas orgânicas 4, de forma que as mesmas amoleçam. Como um resultado, as partículas em pó 6 grudam na superfície das partículas orgânicas 4 após resfriar e formam uma camada de pó pelo menos substancialmente contínua na superfície das partículas 4, a qual forma uma camada 5 ao redor das partículas 4.
[00103] Como uma alternativa às partículas funcionais 8 descritas aqui, que têm as partículas orgânicas 4 como formadores de poro, também é possível usar partículas porosas inorgânicas como formadores de poro. No caso dessas também, em uma primeira variante, a camada 5 é formada por meio de partículas em pó 6 aplicadas. Alternativamente, a camada 5 de material cataliticamente ativo também pode ser formada por meio de uma ativação catalítica da superfície das partículas 4.
[00104] Em todos os casos, a camada 5 está em forma pelo menos substancialmente fechada e tem um nível de cobertura da partícula 4 preferencialmente na faixa de 60% a 95%.
[00105] Na próxima etapa, as partículas funcionais 8 são misturadas com um componente de formação de matriz inorgânica, especialmente um componente de matriz 10, para formação de uma composição catalítica 12. Isso é efetuado, por exemplo, por meio de uma operação de amassamento ou outra operação de mistura, especialmente com ação térmica. Os componentes de formação de matriz inorgânica usados aqui são aglutinantes inorgânicos como geralmente empregados para a formação de composições catalíticas extrusáveis 12. Os componentes de formação de matriz inorgânica 10 adequados são especialmente argilas, por exemplo, bentonita, argila refratária, caulim ou, de outro modo, óxidos metálicos, tais como óxido de alumínio, óxido de cério, ou, de outro modo, sols baseados em óxido de alumínio, óxido de silício ou óxido de titânio. Esses componentes de matriz 10 podem ser suplementados, se exigido, com auxílios de sinterização orgânica adicionais ou, de outro modo, elementos de suporte, por exemplo, fibras inorgânicas, por exemplo, fibras de vidro. A proporção desses componentes de matriz 10 adicionais está, por exemplo, dentro da faixa de 25 a 35% em volume. Os 65 a 75% em volume restantes da composição catalítica 12 (com base no estado seco, sem adição de líquidos) são, portanto, formados pelas partículas funcionais 8. Além desses constituintes, auxílios de extrusão orgânica também podem ser adicionados.
[00106] Como já mencionado, o conversor catalítico compreende adicionalmente, além do componente de carga poroso, um componente de matriz suplementado, em uma configuração apropriada, também por um componente de fibra no caso de um material de extrusão. A proporção do componente de matriz e das fibras está preferencialmente na região de alguns % em peso em cada caso, por exemplo na faixa de 4 a 10% em peso.
[00107] As partículas orgânicas 4 têm um tamanho de partícula tipicamente na faixa de cerca de 10 a um máximo de 200 μm e preferencialmente de 10 a um máximo de 100 μm.
[00108] A composição catalítica 12 produzida dessa forma é subsequentemente extrusada para formar um corpo conformado em estrutura alveolar 14. No curso de extrusão, uma pressão é aplicada à composição catalítica 12. Isso pressiona as partículas funcionais individuais 8 umas contra as outras, de forma que as mesmas estejam em contato mútuo com suas partículas em pó 6. Após a extrusão, como é comum, o corpo conformado 14 é seco, calcinado e subsequentemente sinterizado, a fim de obter o catalisador final 2 e, logo, também o artigo de catalisador 14 na forma do catalisador alveolar.
[00109] Isso é mostrado na Figura 1, meramente na forma de uma estrutura esquematizada. Como pode ser inferido a partir disso, o catalisador 2 tem uma estrutura porosa de poro aberto 18 que consiste em diversas células unidas umas às outras, as quais são formadas quando formadores de poro orgânicos são usados como poros 20. Os poros individuais 20 são ligados em cada caso por uma camada de interface ativa 22 que forma a parede celular. Essa camada de interface ativa 22 é formada pelas partículas em pó 6, as quais são, agora, sinterizadas umas às outras, isto é, o material cataliticamente ativo. Essas camadas de interface ativas 22 são, portanto, pelo menos substancialmente livres do componente de matriz 10. O lado da camada de interface ativa 22 que está voltado para longe dos poros 20 é adjacente ao material de matriz, o qual, dessa forma, forma uma matriz 24 como estrutura e matriz de suporte. A estrutura porosa 18 foi, portanto, formada dentro da matriz 24, com cada uma das paredes de poro formada pelas camadas de interface ativas 22. A conexão dos poros individuais 20 uns aos outros é formada na extrusão e na operação de sinterização e é favorecida pela grande proximidade das partículas funcionais individuais 8 na composição catalítica 12. É particularmente vantajoso nesse contexto que a composição catalítica 12 seja produzida pelo amassamento ou extrusão subsequente, em que altas forças compressivas são exercidas. Em geral, uma estrutura de parede celular porosa aberta foi, portanto, formada.
[00110] O processo foi elucidado no contexto da Figura 1 com referência ao uso de um zeólito como material cataliticamente ativo. O conceito do processo descrito aqui, entretanto, não é restrito ao uso de um zeólito. As etapas de processo básicas e os parâmetros declarados também podem ser aplicados a outros materiais cataliticamente ativos. As partículas funcionais 8 produzidas no estágio intermediário também podem ser adicionalmente aplicadas para outros processos de produção, por exemplo, para formação de uma suspensão que é, então, a um corpo de suporte que foi extrusado, por exemplo, para formação de um revestimento reativo.
[00111] Através da provisão das partículas funcionais 8, diversos ajustes nas propriedades do catalisador 2 são possíveis de uma forma mais simples. Uma forma de fazer isso é ilustrada em detalhes pela Figura 2. Isso mostra, em forma esquemática, três tipos de partículas funcionais 8 que são diferentes em relação ao revestimento das mesmas com as partículas em pó 6. Dessa forma, um tipo de partículas funcionais 8 foi configurado com um primeiro tipo de partículas em pó 6a, um segundo tipo com um segundo tipo de partículas em pó 6b e um terceiro tipo de partículas funcionais 8 com uma mistura dessas duas partículas em pó 6a, 6b. No catalisador final 2, o efeito disso é que os poros 20 são ligados por camadas de interface ativas 22a, 22b, 22c diferentes. Em um caso, os poros 20 são, dessa forma, ligados pela primeira composição catalítica das partículas em pó 6a/pela segunda composição catalítica como pelas partículas em pó 6b ou, de outro modo, por uma composição catalítica formada a partir da mistura dessas duas partículas em pó 6a, 6b. Dessa forma, sítios catalíticos diferentes são providos nos arredores imediatos.
[00112] A imagem de SEM na Figura 3 mostra novamente os recursos reais das partículas funcionais 8. Claramente evidentes aqui são as partículas em pó individuais 6 que foram aplicadas à superfície das partículas orgânicas 4 e formam uma camada mais ou menos contínua. As regiões de superfície não cobertas são fundamentalmente desejáveis para alcançar uma determinada porosidade da camada de interface ativa 22 finalmente formada. Além disso, isso promove a formação da estrutura celular de poro aberto. As partículas em pó individuais 6 são depositadas na superfície das partículas orgânicas 4 preferencialmente em uma camada ou em algumas camadas. Existe formação isolada de aglomerados.
[00113] A Figura 4 mostra uma imagem de um detalhe de um catalisador alveolar extrusado 2, aqui com canais de fluxo retangulares através dos quais o gás de escape flui em operação. O catalisador 2, dessa forma, toma a forma de um extrusado completamente ativo em que as paredes individuais que ligam os canais de fluxo individuais são formadas a partir da composição catalítica 12.
[00114] Nas Figuras 5 e 6, a estrutura porosa (grosseira) que se forma é claramente evidente. Além disso, também é possível consultar, nas imagens mostradas aqui, como os poros 20 individuais são pelo menos parcialmente unidos diretamente uns aos outros, de forma que uma estrutura porosa aberta seja formada em geral. Também claramente evidente são as camadas de interface ativas porosas 22, as quais são formadas pelas partículas em pó individuais 6, agora ceramicamente unidas umas às outras.
[00115] A redução em níveis de óxido de nitrogênio em gases de escape de sistemas de combustão tanto estacionários, por exemplo, estação de energia elétrica, quanto móveis, especialmente em veículos motorizados, é alcançada com o uso do método conhecido de redução catalítica seletiva (SCR). Isso envolve reduzir óxidos de nitrogênio na presença de amônia e oxigênio para nitrogênio. Diversos tipos e sistemas de conversor catalítico são conhecidos em princípio para a aceleração dessa reação. Uma classe estabelecida de conversor catalítico é baseada em um sistema de conversor catalítico de titânio-vanádio. Os conversores catalíticos de titânio-vanádio desse tipo são usados em sistemas de combustão tanto estacionários quanto móveis. Uma classe adicional de conversor catalítico que esteve recentemente no foco da atenção, especialmente para uso móvel em veículos motorizados, é aquela de conversores catalíticos baseados em zeólito. Esses componentes cataliticamente ativos incluem, mais particularmente, o que são chamados de zeólitos com troca de ferro ou cobre, preferencialmente do tipo ZSM-5 (MFI), beta (BEA) ou chabasita (CHA).
[00116] Os conversores catalíticos usados atualmente em veículos motorizados são predominantemente conversores catalíticos alveolares cerâmicos. Em operação, o gás de escape a ser limpo flui através de canais no conversor catalítico que foi extrusado, por exemplo.
[00117] Uma distinção básica é esclarecida aqui entre o que são chamados de extrusados completamente ativos e suportes revestidos, conhecidos como “revestimentos reativos”. Nos extrusados completamente ativos, um material de catalisador cataliticamente ativo forma o corpo extrusado, o que significa que as paredes de canal do conversor catalítico são formadas completamente a partir de um material cataliticamente ativo. Nos revestimentos reativos, um corpo de suporte extrusado cataliticamente inerte é revestido com o material de catalisador cataliticamente ativo real. Isso é efetuado, por exemplo, banhando-se o corpo de suporte extrusado em uma suspensão que compreende o material de catalisador.
[00118] Em princípio, o objetivo é uma atividade catalítica máxima nos conversores catalíticos, isto é, uma conversão de NOx máxima.
[00119] Um fator significativo para uma conversão de NOx máxima é contato muito bom entre o gás de escape a ser limpo e o material cataliticamente ativo. A conversão catalítica procede para um grau crucial na região próxima à superfície nas paredes do respectivo canal de fluxo através do qual o gás de escape flui. Especialmente no caso de catalisadores alveolares de extrusado completamente ativo em que todo o corpo extrusado é compreendido por material cataliticamente ativo, o efeito disso é que regiões de volume comparativamente grandes do material de catalisador permanecem não utilizadas para a conversão de NOx.

Claims (24)

1. Catalisador (2) para oxidar amônia, compreendendo um catalisador de redução catalítica seletiva (SCR) e uma estrutura alveolar extrusada heterogênea (14) de compósito que tem canais paralelos que se estendem longitudinalmente, em que os canais são definidos em parte por paredes de canal que têm um comprimento longitudinal total, em que as paredes de canal compreendem uma estrutura cerâmica de poro aberto celular (18) que inclui uma disposição periódica de células porosas, caracterizado pelo fato de que cada célula porosa é definida por uma parede celular compreendendo uma camada de interface cataliticamente ativa (22), com camadas de interface cataliticamente ativas adjacentes unidas umas às outras para formar a estrutura cerâmica de poro aberto celular (18), em que a estrutura cerâmica de poro aberto celular (18) está embutida em um componente de matriz inorgânico (10), em que pelo menos algumas das células porosas são definidas pelo menos em parte por uma parede celular compreendendo uma camada de interface cataliticamente ativa (22) de um material cataliticamente ativo que compreende um metal precioso suportado em partículas de um material de suporte, e em que o material de matriz inorgânica é pelo menos livre do material cataliticamente ativo das camadas de interface cataliticamente ativas.
2. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as células porosas na disposição periódica são interconectadas por janelas entre células, em que as janelas definem macroporos.
3. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as células porosas na disposição periódica não são interconectadas por janelas entre as células.
4. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de suporte para suportar o metal precioso compreende céria, titânia, uma peneira molecular cristalina, alumina, zircônia, um óxido misturado de céria e zircônia ou uma mistura de quaisquer dois ou mais dos mesmos.
5. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o metal precioso suportado é um metal do grupo platina, ouro ou prata.
6. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o metal do grupo platina é platina, paládio ou tanto platina quanto paládio.
7. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador de SCR é provido em um revestimento reativo em pelo menos parte de um comprimento total das paredes de canal.
8. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura alveolar extrusada heterogênea (14) de compósito compreende uma população de células porosas embutidas na matriz, em que a camada de interface cataliticamente ativa (22) compreende uma mistura de um catalisador SCR e metal precioso suportado em um material de suporte.
9. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as células porosas embutidas na matriz inorgânica compreendem: (a) uma primeira fração de células porosas, em que a camada de interface cataliticamente ativa (22) é um metal precioso suportado em um material de suporte, o material de suporte compreendendo partículas ligadas ceramicamente do material de suporte unidas umas às outras por meio de pontes de sinterização; e (b) uma segunda fração de células porosas, em que a camada de interface cataliticamente ativa (22) compreende um catalisador SCR.
10. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador de SCR é uma peneira molecular cristalina que suporta um promotor de metal básico ou um composto de vanádio suportado em um suporte que compreende titânio.
11. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a peneira molecular cristalina é um zeólito de aluminossilicato e o promotor de metal básico suportado é cobre, ferro ou tanto cobre quanto ferro.
12. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o zeólito de aluminossilicato tem a estrutura de armação MFI, BEA, CHA, AEI, FAU, AFX ou ERI.
13. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente de matriz inorgânico (10) compreende uma fase de alumina, uma fase de silicato, uma fase de fibra inorgânica ou uma combinação de quaisquer duas ou mais das mesmas.
14. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a fase de silicato compreende uma argila pilarizada e/ou uma terra de diatomáceas.
15. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente de matriz inorgânico (10) compreende 5 a 50% em peso do catalisador.
16. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura alveolar extrusada (14) está na forma de um monólito de fluxo atravessante.
17. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura alveolar extrusada (14) está na forma de um filtro de fluxo de parede.
18. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porosidade da estrutura alveolar extrusada heterogênea (14) de compósito é de 40 a 80%.
19. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de interface cataliticamente ativa (22) é livre do material de matriz inorgânica.
20. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de matriz inorgânica é pelo menos livre de qualquer camada de material cataliticamente ativo.
21. Catalisador (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de matriz inorgânica compreende um segundo material cataliticamente ativo que é diferente do material cataliticamente ativo na camada de material cataliticamente ativo.
22. Sistema de escape para uma estação de energia elétrica ou um propulsor de combustão interna, caracterizado pelo fato de que compreende uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída e um dispositivo para introduzir amônia ou um precursor de amônia em um gás de escape que flui no sistema de escape na direção da extremidade de entrada a partir da extremidade de saída, em que um catalisador (2) para oxidar amônia como definido na reivindicação 1 está localizado a jusante do dispositivo para introduzir amônia ou um precursor de amônia em um gás de escape que flui no sistema de escape.
23. Sistema de escape de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que compreende um monólito de substrato que compreende um catalisador de SCR disposto entre o dispositivo para introduzir amônia ou um precursor de amônia em um gás de escape que flui no sistema de escape e o catalisador (2) para oxidar amônia.
24. Veículo, caracterizado pelo fato de que compreende um propulsor de combustão interna e um sistema de escape como definido na reivindicação 22.
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