BR112019020282A2 - artigo catalisador, e, método para reduzir as emissões de uma corrente de escape. - Google Patents

artigo catalisador, e, método para reduzir as emissões de uma corrente de escape. Download PDF

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Lu Jing
Fedeyko Joseph
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Abstract

um artigo catalisador incluindo um substrato com um lado de entrada e um lado de saída, uma primeira zona e uma segunda zona, em que a primeira zona inclui um catalisador de slip de amônia (asc) que compreende um metal do grupo platina em um suporte e um primeiro catalisador scr; em que a segunda zona inclui um catalisador selecionado a partir do grupo que consiste em um catalisador de oxidação de diesel (doc) e um catalisador exotérmico de diesel (dec); e em que a primeira zona está localizada a montante da segunda zona. a primeira zona pode incluir uma camada inferior com uma mescla do: (1) metal do grupo platina em um suporte com (2) o primeiro catalisador scr; e uma camada superior que compreende um segundo catalisador scr, com a camada superior localizada sobre a camada inferior.

Description

ARTIGO CATALISADOR, E, MÉTODO PARA REDUZIR AS EMISSÕES DE UMA CORRENTE DE ESCAPE
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [001] Combustão de hidrocarboneto em motores a diesel, turbinas a gás estacionárias e outros sistemas gera gás de escape que deve ser tratado para remover óxidos de nitrogênio (NOx), que compreendem NO (óxido nítrico) e NO2 (dióxido de nitrogênio), sendo que NO é a maioria do NOx formado. Sabese que o NOx causa tanto inúmeros problemas de saúde em pessoas quanto causa inúmeros efeitos ambientais prejudiciais que incluem a formação de fumaça e chuva ácida. Para mitigar tanto o impacto humano quanto ambiental a partir do NOX em gás de escape, deseja-se eliminar esses componentes não desejáveis, preferencialmente, por um processo que não gera outras substâncias nocivas ou tóxicas.
[002] O gás de escape gerado em motores com queima pobre e a diesel é geralmente oxidativo. NOx necessita ser reduzido seletivamente com um catalisador e um redutor em um processo conhecido como redução catalítica seletiva (SCR) que converte NOx em nitrogênio elementar (N2) e água. Eu um processo de SCR, um redutor gasoso, tipicamente, amônia anidra, amônia aquosa ou ureia, é adicionado a uma corrente de gás de escape antes do gás de escape entrar em contato com o catalisador. O redutor é absorvido no catalisador e o NOX é reduzido à medida que os gases passam através ou sobre o substrato catalisado. A fim de maximizar a conversão de NOx, necessita-se, normalmente, adicionar mais que uma quantidade estequiométrica de amônia à corrente de gás. No entanto, a liberação da amônia em excesso na atmosfera podería ser prejudicial à saúde de pessoas e ao ambiente. Além disso, amônia é cáustica, especialmente, em sua forma aquosa. A condensação de amônia e água em regiões da linha de escape a jusante dos catalisadores de escape pode resultar em uma mistura corrosiva que pode danificar o sistema de escape. Portanto, a liberação de amônia em gás de escape deveria ser eliminada. Em
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2/31 muitos sistemas de escape convencionais, um catalisador de oxidação de amônia (também conhecido como um catalisador de vazamento de amônia ou “ASC”) é instalado a jusante do catalisador SCR para remover amônia do gás de escape convertendo-se o mesmo em nitrogênio. O uso de catalisadores de vazamento de amônia pode permitir conversões de NOX maiores que 90% sobre um ciclo de acionamento a diesel típico.
[003] Seria desejável ter um catalisador que proporciona tanto remoção de NOX por SCR quanto conversão de amônia seletiva para nitrogênio, em que a conversão de amônia ocorre sobre uma ampla faixa de temperaturas em um ciclo de acionamento do veículo e subprodutos de óxido de nitrogênio e óxido nitroso mínimos são formados.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [004] De acordo com algumas modalidades da presente invenção, um artigo catalisador inclui um substrato que tem um lado de entrada e um lado de saída, uma primeira zona e uma segunda zona, em que a primeira zona compreende um catalisador de deslizamento de amônia (ASC) que compreende um metal do grupo platina em um suporte e um primeiro catalisador SCR; em que a segunda zona compreende um catalisador selecionado do grupo que consiste em um catalisador de oxidação a diesel (DOC) e um catalisador exotérmico de diesel (DEC); e em que a primeira zona está localizada a montante da segunda zona. A primeira zona pode incluir uma camada inferior que compreende uma mescla de: (1) o metal do grupo platina em um suporte e (2) o primeiro catalisador SCR; e uma camada superior que compreende um segundo catalisador SCR, a camada superior localizada sobre a camada inferior. Em algumas modalidades, a primeira zona compreende uma camada inferior que compreende o metal do grupo platina em um suporte; e uma camada superior que compreende o primeiro catalisador SCR, a camada superior localizada sobre a camada inferior.
[005] Em algumas modalidades, o suporte compreende um material
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3/31 silicioso. O material silicioso compreende um material selecionado do grupo que consiste em: (1) silica; (2) um zeólito com uma razão de silica para alumina superior a 200; e (3) de alumina dopada com silica amorfa com um teor de SIO2 >40%. Em algumas modalidades, o metal do grupo platina está presente no suporte em uma quantidade de cerca de 0,5% em peso a cerca de 10% em peso do peso total do metal do grupo platina e do suporte; cerca de 1 % em peso a cerca de 6% em peso do peso total do metal do grupo platina e do suporte; ou cerca de 1,5% em peso a cerca de 4% em peso do peso total do metal do grupo platina e do suporte. Em algumas modalidades, o metal do grupo platina pode compreender platina, paládio ou uma combinação de platina e paládio. Em certas modalidades, o metal do grupo platina compreende platina.
[006] Dentro da mescla, uma razão em peso do primeiro catalisador
SCR para o metal do grupo platina em um suporte pode ser de cerca de 3:1 a cerca de 300:1; cerca de 5:1 a cerca de 100:1; ou cerca de 10:1 a cerca de 50:1. [007] Em algumas modalidades, o primeiro catalisador SCR é um metal de base, um óxido de um metal de base, uma peneira molecular, uma peneira molecular substituída por metal ou uma mistura dos mesmos. Em algumas modalidades, o primeiro catalisador SCR compreende cobre. Em algumas modalidades, o segundo catalisador SCR é um metal de base, um óxido de um metal de base, uma peneira molecular, uma peneira molecular substituída por metal ou uma mistura dos mesmos.
[008] A primeira zona e a segunda zona podem estar localizadas em um único substrato com a primeira zona localizada no lado da entrada do substrato e a segunda zona está localizada no lado da saída do substrato. Em algumas modalidades, o substrato compreende um primeiro substrato e um segundo substrato, em que a primeira zona está localizada em um primeiro substrato e a segunda zona está localizada no segundo substrato e o primeiro substrato está localizado a montante do segundo substrato.
[009] De acordo com algumas modalidades da presente invenção, um
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4/31 método de redução de emissões de um corrente de escape inclui o contato do corrente de escape com um artigo catalisador que tem um substrato com um lado de entrada e um lado de saída, uma primeira zona e uma segunda zona, em que a primeira zona compreende um catalisador de deslizamento de amônia (ASC) que compreende um metal do grupo platina em um suporte e um primeiro catalisador SCR; em que a segunda zona compreende um catalisador selecionado do grupo que consiste em um catalisador de oxidação a diesel (DOC) e um catalisador exotérmico de diesel (DEC); e em que a primeira zona está localizada a montante da segunda zona. A primeira zona pode incluir uma camada inferior que compreende uma mescla de: (1) o metal do grupo platina em um suporte e (2) o primeiro catalisador SCR; e uma camada superior que compreende um segundo catalisador SCR, a camada superior localizada sobre a camada inferior. Em algumas modalidades, a primeira zona compreende uma camada inferior que compreende o metal do grupo platina em um suporte; e uma camada superior que compreende o primeiro catalisador SCR, a camada superior localizada sobre a camada inferior.
[0010] De acordo com algumas modalidades da presente invenção, um artigo catalisador inclui um substrato que tem uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída, uma primeira zona, uma segunda zona e uma terceira zona, em que a primeira zona inclui um segundo catalisador SCR; em que a segunda zona inclui um catalisador de amônia deslizante (ASC) que compreende uma mescla de: (1) um metal do grupo platina em um suporte e (2) um primeiro catalisador SCR; em que a terceira zona compreende um catalisador (“catalisador de terceira zona”) selecionado do grupo que consiste em um catalisador de oxidação a diesel (DOC) e um catalisador exotérmico de diesel (DEC); e em que a primeira zona está localizada a montante da segunda zona e a segunda zona está localizada a montante da terceira zona. Em algumas modalidades, o ASC é incluído em uma primeira camada; o catalisador da terceira zona é incluído em uma segunda camada que se estende da extremidade
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5/31 de saída para menos de um comprimento total do substrato, em que a segunda camada está localizada no topo da primeira camada e tem um comprimento mais curto que a primeira camada; e o segundo catalisador SCR é incluído em uma camada que se estende da extremidade de entrada para menos de um comprimento total do substrato e que pelo menos parcialmente se sobrepõe à primeira camada. Em algumas modalidades, a primeira camada se estende da extremidade de saída para menos de um comprimento total do substrato. [0011] Em algumas modalidades, o suporte compreende um material silicioso. O material silicioso compreende um material selecionado do grupo que consiste em: (1) silica; (2) um zeólito com uma razão de silica para alumina superior a 200; e (3) de alumina dopada com silica amorfa com um teor de SIO2 >40%. Em algumas modalidades, o metal do grupo platina está presente no suporte em uma quantidade de cerca de 0,5% em peso a cerca de 10% em peso do peso total do metal do grupo platina e do suporte; cerca de 1 % em peso a cerca de 6% em peso do peso total do metal do grupo platina e do suporte; ou cerca de 1,5% em peso a cerca de 4% em peso do peso total do metal do grupo platina e do suporte. Em algumas modalidades, o metal do grupo platina pode compreender platina, paládio ou uma combinação de platina e paládio. Em certas modalidades, o metal do grupo platina compreende platina.
[0012] Dentro da mescla, uma razão em peso do primeiro catalisador SCR para o metal do grupo platina em um suporte pode ser de cerca de 3:1 a cerca de 300:1; cerca de 5:1 a cerca de 100:1; ou cerca de 10:1 a cerca de 50:1. [0013] Em algumas modalidades, o primeiro catalisador SCR é um metal de base, um óxido de um metal de base, uma peneira molecular, uma peneira molecular substituída por metal ou uma mistura dos mesmos. Em algumas modalidades, o primeiro catalisador SCR compreende cobre. Em algumas modalidades, o segundo catalisador SCR é um metal de base, um óxido de um metal de base, uma peneira molecular, uma peneira molecular substituída por metal ou uma mistura dos mesmos.
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6/31 [0014] Em algumas modalidades da invenção, a primeira zona, a segunda zona e a terceira zona estão localizadas em um único substrato e a primeira zona está localizada no lado da entrada do substrato e a segunda zona está localizada no lado da saída do substrato. Em algumas modalidades, o substrato compreende um primeiro substrato e um segundo substrato, em que a primeira zona e a segunda zona estão localizadas em um primeiro substrato e a terceira zona está localizada no segundo substrato e o primeiro substrato está localizado a montante do segundo substrato. Em algumas modalidades, o substrato compreende um primeiro substrato, um segundo substrato e um terceiro substrato, em que a primeira zona está localizada no primeiro substrato, a segunda zona está localizada no segundo substrato e a terceira zona está localizada no terceiro substrato, e o primeiro substrato está localizado a montante do segundo substrato e o segundo substrato está localizado a montante do terceiro substrato.
[0015] De acordo com algumas modalidades da presente invenção, um método de redução de emissões de um corrente de escape inclui o contato do corrente de escape com um artigo catalisador que compreende um substrato que compreende uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída, uma primeira zona, uma segunda zona e uma terceira zona, em que a primeira zona inclui um segundo catalisador SCR; em que a segunda zona inclui um catalisador de amônia deslizante (ASC) que compreende uma mescla de: (1) um metal do grupo platina em um suporte e (2) um primeiro catalisador SCR; em que a terceira zona inclui um catalisador (“catalisador de terceira zona”) selecionado do grupo que consiste em um catalisador de oxidação a diesel (DOC) e um catalisador exotérmico de diesel (DEC); e em que a primeira zona está localizada a montante da segunda zona e a segunda zona está localizada a montante da terceira zona. Em algumas modalidades, o ASC forma uma primeira camada; o catalisador da terceira zona forma uma segunda camada e se estende da extremidade de saída para menos de um comprimento total do
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7/31 substrato, em que a segunda camada é mais curta que a primeira camada; e o segundo catalisador SCR se estende da extremidade de entrada para menos de um comprimento total do substrato. Em algumas modalidades, a primeira camada se estende da extremidade de saída para menos de um comprimento total do substrato.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0016] A Figura 1 representa uma configuração de catalisador que tem uma mescla de SCR e ASC/SCR em uma primeira zona e um DOC ou DEC em uma segunda zona.
[0017] A Figura 2 representa uma configuração de catalisador que tem um SCR em uma primeira zona, uma mescla de ASC/SCR em uma segunda zona e um DOC ou DEC em uma terceira zona.
[0018] A Figura 3 representa uma configuração de catalisador que tem um SCR em uma primeira zona, uma mescla de ASC/SCR em uma segunda zona e um DOC ou DEC impregnado em uma terceira zona.
[0019] A Figura 4 representa uma configuração de catalisador de referência que tem uma camada SCR e ASC em uma primeira zona e um DOC ou DEC em uma segunda zona.
[0020] A Figura 5 mostra a inventivos e de referência.
[0021] A Figura 6 mostra a inventivos e de referência.
[0022] A Figura 7 mostra a inventivos e de referência.
conversão de NH3 de catalisadores conversão de NO dos catalisadores conversão de CO dos catalisadores [0023] A Figura 8 mostra a conversão HC de catalisadores inventivos e de referência.
[0024] A Figura 9 mostra a formação de N2O de catalisadores inventivos e de referência.
[0025] A Figura 10 mostra N2 rendimento de catalisadores inventivos
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8/31 e de referência.
[0026] A Figura 11 mostra a temperatura de saída dos catalisadores da invenção e de referência.
[0027] A Figura 12 mostra as leituras de temperatura durante o teste de geração exotérmica.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0028] Os catalisadores da presente invenção se referem a artigos de catalisador, que inclui várias configurações de catalisador (ou catalisadores) de SCR, ASC e DOC ou DEC. Os catalisadores e configurações específicas são descritos em mais detalhes abaixo.
CONFIGURAÇÃO DE DUAS ZONAS [0029] Modalidades da presente invenção se referem a artigos de catalisador com uma primeira zona e uma segunda zona, a primeira zona que inclui um catalisador de amônia (ASC) que compreende um metal do grupo platina em um suporte e um primeiro catalisador SCR; e a segunda zona, que inclui um catalisador de oxidação a diesel (DOC) ou catalisador exotérmico de diesel (DEC). A primeira zona pode ser configurada para incluir uma camada inferior, que inclui uma mescla de (1) o metal do grupo platina em um suporte e (2) o primeiro catalisador SCR; e uma camada superior que inclui um segundo catalisador SCR, em que a camada superior está localizada sobre a camada inferior. Em algumas modalidades, a primeira zona pode ser configurada para incluir uma camada inferior que inclui o metal do grupo platina em um suporte; e uma camada superior, que inclui o primeiro catalisador SCR, em que a camada superior está localizada sobre a camada inferior. Em algumas modalidades, a primeira e a segunda zonas estão localizadas em um único substrato com a primeira zona localizada no lado da entrada do substrato e a segunda zona localizada no lado da saída do substrato. Em outra modalidade, a primeira zona está localizada em um primeiro substrato e a segunda zona está localizada em um segundo substrato em que o primeiro substrato está
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9/31 localizado a montante do segundo substrato. O primeiro e o segundo substrato podem ser de acoplamento próximo. Quando o primeiro e o segundo substratos estão bem acoplados, o segundo substrato pode ser colocado próximo e/ou diretamente a jusante do primeiro substrato.
[0030] A Figura 2 ilustra uma configuração de duas zonas das modalidades da presente invenção, com uma primeira zona que tem uma camada inferior com uma mescla de um metal do grupo platina em um suporte e um catalisador SCR e uma camada superior que inclui um catalisador SCR. A segunda zona inclui um DOC.
[0031] Um método de redução de emissões de um corrente de escape pode incluir o contato do corrente de escape com um artigo catalisador, como descrito no presente documento.
CONFIGURAÇÃO DE TRÊS ZONAS [0032] Modalidades da presente invenção se referem a artigos de catalisador que têm uma primeira zona, uma segunda zona e uma terceira zona. A primeira zona pode incluir um catalisador SCR. A segunda zona pode incluir um ASC que tem uma mescla de um metal do grupo platina em um suporte com um primeiro catalisador SCR. A terceira zona pode incluir um catalisador (“catalisador de terceira zona”) como um DOC ou DEC. A primeira zona está localizada a montante da segunda zona e a segunda zona está localizada a montante da terceira zona.
[0033] Em algumas modalidades, o ASC é incluído em uma primeira camada. O catalisador da terceira zona pode estar localizado em uma segunda camada que se estende da extremidade de saída para menos de um comprimento total do substrato, e a segunda camada está localizada no topo da primeira camada e tem um comprimento menor que a primeira camada. O segundo catalisador SCR pode ser incluído em uma camada que se estende da extremidade de entrada para menos de um comprimento total do substrato e que pelo menos parcialmente se sobrepõe à primeira camada. Em algumas
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10/31 modalidades, a primeira camada se estende da extremidade de saída para menos de um comprimento total do substrato. Em algumas modalidades, a primeira camada se estende da extremidade de entrada para menos de um comprimento total do substrato.
[0034] Em algumas modalidades da invenção, a primeira zona, a segunda zona e a terceira zona estão localizadas em um único substrato e a primeira zona está localizada no lado da entrada do substrato e a segunda zona está localizada no lado da saída do substrato. Em algumas modalidades, a primeira zona e a segunda zona estão localizadas em um primeiro substrato e a terceira zona está localizada em um segundo substrato e o primeiro substrato está localizado a montante do segundo substrato. O primeiro e o segundo substrato podem ser de acoplamento próximo. Quando o primeiro e o segundo substratos estão bem acoplados, o segundo substrato pode ser colocado próximo e/ou diretamente a jusante do primeiro substrato.
[0035] Em algumas modalidades, a primeira zona está localizada em um primeiro substrato, a segunda zona está localizada em um segundo substrato e a terceira zona está localizada em um terceiro substrato, em que o primeiro substrato está localizado a montante do segundo substrato e do segundo substrato está localizado a montante do terceiro substrato. O primeiro, segundo e/ou terceiro substrato podem ser de acoplamento próximo. Quando o primeiro, segundo e/ou terceiro substrato são acoplados próximo, o segundo substrato pode ser colocado próximo e/ou diretamente a jusante do primeiro substrato e o terceiro substrato pode ser colocado próximo e/ou diretamente a jusante do segundo substrato.
[0036] A Figura 2 ilustra uma configuração de três zonas das modalidades da presente invenção, com uma primeira zona que inclui um catalisador SCR, a segunda zona pode incluir um ASC com uma mescla de um metal do grupo platina em um suporte com um catalisador SCR e o terceiro zona que inclui um DOC. A primeira zona está localizada a montante da
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11/31 segunda zona e a segunda zona está localizada a montante da terceira zona. Na configuração da Figura 2, a mescla é incluída em uma camada inferior que se estende da extremidade de saída do substrato em direção à extremidade de entrada, que cobre menos do que o comprimento total do substrato. O DOC é incluído em uma camada superior localizada na parte superior da camada inferior, que se estende da extremidade de saída do substrato e se estende menos do que o comprimento da camada inferior. O catalisador SCR da primeira zona é incluído em uma camada que se estende da extremidade de entrada do substrato e se estende em direção à extremidade de saída, que cobre menos de um comprimento total do substrato e que se sobrepõe à camada inferior, que inclui a mescla.
[0037] A Figura 3 ilustra uma configuração de três zonas das modalidades da presente invenção, com uma primeira zona que inclui um catalisador SCR, a segunda zona pode incluir um ASC com uma mescla de um metal do grupo platina em um suporte com um catalisador SCR e o terceiro zona que inclui um DOC. A primeira zona está localizada a montante da segunda zona e a segunda zona está localizada a montante da terceira zona. Na configuração da Figura 2, a mescla é incluída em uma camada inferior que se estende da extremidade de saída do substrato em direção à extremidade de entrada, que cobre menos do que o comprimento total do substrato. A zona de DOC é impregnada com uma solução de nitrato de platina ou nitrato de paládio ou uma mistura de nitrato de platina e paládio. O catalisador SCR da primeira zona é incluído em uma camada que se estende da extremidade de entrada do substrato e se estende em direção à extremidade de saída, que cobre menos de um comprimento total do substrato e que se sobrepõe à camada inferior, que inclui a mescla.
[0038] Um método de redução de emissões de um corrente de escape pode incluir o contato do corrente de escape com um artigo catalisador, como descrito no presente documento.
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CATALISADOR DE OXIDAÇÃO DE AMÔNIA [0039] Os artigos de catalisador da presente invenção podem incluir um ou mais catalisadores de oxidação de amônia, também chamados de catalisador de amônia (“ASC”). Um ou mais ASC podem ser incluídos ou estarem a jusante de um catalisador SCR, para oxidar o excesso de amônia e impedir que seja liberado na atmosfera. Em algumas modalidades, o ASC pode ser incluído no mesmo substrato que um catalisador SCR ou combinado com um catalisador SCR. Em certas modalidades, o material catalisador de oxidação de amônia pode ser selecionado para favorecer a oxidação de amônia em vez da formação de NOX ou N2O. Os materiais catalisadores preferidos incluem platina, paládio ou uma combinação dos mesmos. O catalisador de oxidação de amônia pode compreender platina e/ou paládio sustentado em um óxido de metal. Em algumas modalidades, o catalisador está disposto em um suporte de área de superfície alta, que inclui, porém sem limitação, alumina.
[0040] Em algumas modalidades, o catalisador de oxidação de amônia compreende um metal do grupo platina em um suporte silicioso. Um material silicioso pode incluir um material como: (1) silica; (2) um zeólito com uma razão de silica para alumina de pelo menos 200; e (3) alumina dopada com silica amorfa com teor de SiO2 >40%. Em algumas modalidades, um material silicioso pode incluir um material como um zeólito com uma razão de silica para alumina de pelo menos 200; pelo menos 250; pelo menos 300; pelo menos 400; pelo menos 500; pelo menos 600; pelo menos 750; pelo menos 800; ou pelo menos 1.000. Em algumas modalidades, um metal do grupo platina está presente no suporte em uma quantidade de cerca de 0,5% em peso a cerca de 10% em peso do peso total do metal do grupo platina e do suporte; cerca de 1% em peso a cerca de 6% em peso do peso total do metal do grupo platina e do suporte; cerca de 1,5% em peso a cerca de 4% em peso do peso total do metal do grupo platina e do suporte; cerca de 10% em peso do peso total do metal do grupo platina e do suporte; cerca de 0,5% em peso do peso total do metal do
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13/31 grupo platina e do grupo platina e do grupo platina e do grupo platina e do grupo platina e do grupo platina e do grupo platina e do grupo platina e do grupo platina e do suporte; cerca de suporte; cerca de suporte; cerca de suporte; cerca de suporte; cerca de suporte; cerca de suporte; cerca de suporte; cerca de suporte; cerca de
1% em peso do peso 2% em peso do peso 3% em peso do peso 4% em peso do peso 5% em peso do peso 6% em peso do peso 7% em peso do peso 8% em peso do peso 9% em peso do peso total do metal do total do metal do total do metal do total do metal do total do metal do total do metal do total do metal do total do metal do total do metal do grupo platina e do suporte; ou cerca de 10% em peso do peso total do metal do grupo platina e do suporte.
[0041 ] Em algumas modalidades, o suporte silicioso pode compreender uma peneira molecular que tem um Tipo de Armação de BEA, CDO, CON,
FAU, MEL, MFI ou MWW.
CATALISADOR SCR [0042] Os sistemas da presente invenção podem incluir um ou mais catalisadores de SCR. Em algumas modalidades, um artigo catalisador pode incluir um primeiro catalisador SCR e um segundo catalisador SCR. Em algumas modalidades, o primeiro catalisador SCR e o segundo catalisador SCR podem compreender a mesma formulação um do outro. Em algumas modalidades, o primeiro catalisador SCR e o segundo catalisador SCR podem compreender formulações diferentes umas das outras.
[0043] O sistema de escape da invenção pode incluir um catalisador SCR que está posicionado a jusante de um injetor para introduzir amônia ou um composto decomponível em amônia no gás de escape. O catalisador SCR pode ser posicionado diretamente a jusante do injetor para injetar amônia ou um composto decomposto em amônia (por exemplo, não há catalisador intermediário entre o injetor e o catalisador SCR).
[0044] O catalisador SCR inclui um substrato e uma composição de
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14/31 catalisador. O substrato pode ser um substrato de fluxo atravessante ou um substrato de filtragem. Quando o catalisador SCR tem um substrato de fluxo atravessante, então o substrato pode compreender a composição de catalisador SCR (ou seja, o catalisador SCR é obtido por extrusão) ou a composição de catalisador SCR pode ser disposta ou sustentada no substrato (ou seja, a composição de catalisador SCR é aplicado no substrato por um método de revestimento).
[0045] Quando o catalisador SCR tem um substrato de filtragem, é um catalisador seletivo de filtro de redução catalítica, que é mencionado no presente documento pela abreviação “SCRF”. O SCRF compreende um substrato de filtragem e a composição de redução catalítica seletiva (SCR). Referências ao uso de catalisadores de SCR em todo este pedido devem incluir o uso de catalisadores de SCRF, quando aplicável.
[0046] A composição de redução catalítica seletiva pode compreender ou consistir essencialmente em uma formulação de catalisador SCR à base de óxido de metal, uma formulação de catalisador SCR com base em peneira molecular ou uma mistura dos mesmos. Tais formulações de catalisador SCR são conhecidas na técnica.
[0047] A composição de redução catalítica seletiva pode compreender ou consistir essencialmente em uma formulação de catalisador SCR à base de óxido de metal. A formulação de catalisador SCR à base de óxido de metal compreende vanádio ou tungstênio ou uma mistura dos mesmos sustentada em um óxido refratário. O óxido refratário pode ser selecionado do grupo que consiste em alumina, silica, titânia, zirconia, eéria e combinações dos mesmos. [0048] A formulação de catalisador SCR à base de óxido de metal pode compreender, ou consistir essencialmente em, um óxido de vanádio (por exemplo, V2O5) e/ou um óxido de tungstênio (por exemplo, WO3) sustentado em um óxido refratário selecionado a partir do grupo que consiste em titânia (por exemplo, T1O2), eéria (por exemplo, CeCh) e um óxido misto ou composto
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15/31 de cério e zircônio (por exemplo, CexZr(i-X)O2, em que x = 0,1 a 0,9, de preferência x = 0,2 a 0,5).
[0049] Quando o óxido refratário é titânia (por exemplo, T1O2), preferencialmente a concentração do óxido de vanádio é de 0,5 a 6% em peso (por exemplo, da formulação de SCR à base de óxido de metal) e/ou a concentração do óxido de tungstênio (por exemplo WO3) é de 5 a 20% em peso. Mais preferencialmente, o óxido de vanádio (por exemplo, V2O5) e o óxido de tungstênio (por exemplo, WO3) são sustentados em óxido de titânio (por exemplo, T1O2).
[0050] Quando o óxido refratário é céria (por exemplo, CeCh), então, de preferência, a concentração do óxido de vanádio é de 0,1 a 9% em peso (por exemplo, do óxido de metal com base na formulação SCR) e/ou a concentração do óxido de tungstênio (por exemplo, WO3) é de 0,1 a 9% em peso.
[0051] A formulação de catalisador SCR base de óxido de metal pode compreender ou consistir essencialmente em um óxido de vanádio (por exemplo, V2O5) e, opcionalmente, um óxido de tungstênio (por exemplo, WO3), suportado em titânia (por exemplo, T1O2).
[0052] A composição de redução catalítica seletiva pode compreender ou consistir essencialmente em uma formulação de catalisador SCR com base em peneira molecular. A formulação de catalisador SCR com base em peneira molecular compreende uma peneira molecular, que é opcionalmente uma peneira molecular substituída por metal de transição. E preferido que a formulação do catalisador SCR compreenda uma peneira molecular substituída por metal de transição.
[0053] Em geral, a formulação de catalisador SCR com base em peneira molecular pode compreender uma peneira molecular com uma estrutura de aluminossilicato (por exemplo, zeólito), uma estrutura de aluminofosfato (por exemplo, AIPO), uma estrutura de silicoaluminofosfato (por exemplo, SAPO), uma estrutura de aluminossilicato que contém
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16/31 heteroátomo, uma estrutura de que contém estrutura de aluminofosfato (por exemplo, MeAlPO, em que Me é um metal) ou uma estrutura de silicoaluminofosfato que contém heteroátomo (por exemplo, MeAPSO, em que Me é um metal). O heteroátomo (isto é, em uma estrutura que contém heteroátomo) pode ser selecionado do grupo que consiste em boro (B), gálio (Ga), titânio (Ti), zircônio (Zr), zinco (Zn), ferro (Fe), vanádio (V) e combinações de quaisquer dois ou mais. E preferido que o heteroátomo seja um metal (por exemplo, cada uma das estruturas que contém heteroátomo acima pode ser uma estrutura que contém metais).
[0054] E preferido que a formulação de catalisador SCR com base em peneira molecular compreenda, ou consista essencialmente em uma peneira molecular que tem uma estrutura de aluminossilicato (por exemplo, zeólito) ou uma estrutura de silicoaluminofosfato (por exemplo, SAPO).
[0055] Quando a peneira molecular tem uma estrutura de aluminossilicato (por exemplo, a peneira molecular é um zeólito), então normalmente a peneira molecular tem uma razão molar de silica para alumina (SAR) de 5 a 200 (por exemplo, 10 a 200), 10 a 100 (por exemplo, 10 a 30 ou 20 a 80), como 12 a 40 ou 15 a 30. Em algumas modalidades, uma peneira molecular adequada tem um SAR de> 200; > 600; ou> 1.200. Em algumas modalidades, a peneira molecular tem uma SAR de cerca de 1.500 a cerca de
2.100.
[0056] Normalmente, a peneira molecular é microporosa. Uma peneira molecular microporosa tem poros com diâmetro inferior a 2 nm (por exemplo, de acordo com a definição IUPAC de “microporosa” [consulte Pure & Appl. Chem. 66 (8), (1994), 1.739 a 1.758)]).
[0057] A formulação de catalisador SCR com base em peneira molecular pode compreender uma peneira molecular de poros pequenos (por exemplo, uma peneira molecular com um tamanho de anel máximo de oito átomos tetraédricos), uma peneira molecular de poros médios (por exemplo,
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17/31 uma peneira molecular com um tamanho de anel máximo de dez átomos tetraédricos) ou uma peneira molecular de poros grandes (por exemplo, uma peneira molecular com um tamanho máximo de anel de doze átomos tetraédricos) ou uma combinação de dois ou mais dos mesmos.
[0058] Quando uma peneira molecular é uma peneira molecular de poro pequeno, então, a peneira molecular de poro pequeno pode ter uma estrutura de armação representada pelo Código de Tipo de Armação (FTC) selecionada a partir do grupo que consiste em ACO, AEI, AEN, AFN, AFT, AFX, ANA, APC, APD, ATT, CDO, CHA, DDR, DFT, EAB, EDI, EPI, ERI, GIS, GOO, IHW, ITE, ITW, LEV, LTA, KFI, MER, MON, NSI, OWE, PAU, PHI, RHO, RTH, SAT, SAV, SFW, SIV, THO, TSC, UEI, UFI, VNI, YUG, ZON ou uma mistura e/ou intercrescimento de dois ou mais dos mesmos. Preferencialmente, a peneira molecular de poro pequeno tem uma estrutura estrutural representada por um FTC selecionado a partir do grupo que consiste em CHA, LEV, AEI, AFX, ERI, LRI, SFW, KFI, DDR e ITE. Mais preferencialmente, a peneira molecular de poro pequeno tem uma estrutura estrutural representada por um FTC selecionado do grupo que consiste em CHA e ΑΕΙ. A peneira molecular de poro pequeno pode ter uma organização de estrutura representada pelo FTC CHA. A peneira molecular de poro pequeno pode ter uma organização de estrutura representada pelo FTC AEI. Quando a peneira molecular de poro pequeno é um zeólito e tem uma estrutura representada pelo FTC CHA, então o zeólito pode ser chabazita.
[0059] Quando uma peneira molecular é uma peneira molecular de poro médio, então, a peneira molecular de poro médio pode ter uma estrutura de armação representada pelo Código de Tipo de Armação (FTC) selecionada a partir do grupo que consiste em AEL, AFO, AHT, BOF, BOZ, CGF, CGS, CHI, DAC, EUO, FER, HEU, IMF, ITH, ITR, JRY, JSR, JST, LAU, LOV, MEL, MFI, MFS, MRE, MTT, MVY, MWW, NAB, NAT, NES, OBW, PAR, PCR, PON, PUN, RRO, RSN, SFF, SFG, STF, STI, STT, STW, SVR, SZR,
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TER, TON, TUN, UOS, VSV, WEI e WEN ou uma mistura e/ou intercrescimento de dois ou mais dos mesmos. Preferencialmente, a peneira molecular de poro médio tem uma estrutura estrutural representada por um FTC selecionado do grupo que consiste em FER, MEL, MFI e STT. Mais preferencialmente, a peneira molecular de poro médio tem uma estrutura estrutural representada por um FTC selecionado do grupo que consiste em FER e MFI, particularmente MFI. Quando a peneira molecular de poro médio é um zeólito e tem uma estrutura representada pelo FTC FER ou MFI, então o zeólito pode ser ferrierita, silicalita ou ZSM-5.
[0060] Quando uma peneira molecular é uma peneira molecular de poro grande, então, a peneira molecular de poro grande pode ter uma estrutura de armação representada pelo Código de Tipo de Armação (FTC) selecionada a partir do grupo que consiste em AFI, AFR, AFS, AFY, ASV, ATO, ATS, BEA, BEC, BOG, BPH, BSV, CAN, CON, CZP, DFO, EMT, EON, EZT, FAU, GME, GON, IFR, ISV, ITG, IWR, IWS, IWV, IWW, JSR, LTF, LTL, MAZ, MEI, MOR, MOZ, MSE, MTW, NPO, OFF, ΟΚΟ, OSI, RON, RWY, SAF, SAO, SBE, SBS, SBT, SEW, SFE, SFO, SFS, SFV, SOF, SOS, STO, SSF, SSY, USI, UWY e VET ou uma mistura e/ou intercrescimento de dois ou mais dos mesmos. Preferencialmente, a peneira molecular de poros grandes tem uma organização de estrutura representada por um FTC selecionado do grupo que consiste em AFI, BEA, MAZ, MOR e OFF. Mais preferencialmente, a peneira molecular de poros grandes tem uma estrutura estrutural representada por um FTC selecionado do grupo que consiste em BEA, MOR e MFI. Quando a peneira molecular de poros grandes é um zeólito e tem uma estrutura representada pela FTC BEA, FAU ou MOR, então o zeólito pode ser um zeólito beta, faujasita, zeólito Y, zeólito X ou mordenita.
[0061] Em geral, é preferido que a peneira molecular seja uma peneira molecular de poro pequeno.
[0062] A formulação de catalisador SCR com base em peneira
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19/31 molecular compreende de preferência uma peneira molecular substituída por metal de transição. O metal de transição pode ser selecionado do grupo que consiste em cobalto, cobre, ferro, manganês, níquel, paládio, platina, rutênio e rênio.
[0063] O metal de transição pode ser cobre. Uma vantagem das formulações de catalisadores SCR que contém uma peneira molecular de cobre substituído é que tais formulações têm uma excelente atividade de redução de NOX a baixa temperatura (por exemplo, pode ser superior à atividade de redução de NOX a baixa temperatura de uma peneira molecular de ferro substituído). Os sistemas e o método da presente invenção podem incluir qualquer tipo de catalisador SCR, no entanto, catalisadores de SCR que inclui cobre (“catalisadores Cu-SCR”) podem experimentar benefícios mais notáveis dos sistemas da presente invenção, pois são particularmente vulneráveis aos efeitos de sulfatação. As formulações de catalisador Cu-SCR podem incluir, por exemplo, SAPO-34 substituído por Cu, zeólito CHA substituído por Cu, zeólitos AEI substituídos por Cu ou combinações dos mesmos.
[0064] O metal de transição pode estar presente em um local extraestrutural na superfície externa da peneira molecular ou dentro de um canal, cavidade ou gaiola da peneira molecular.
[0065] Tipicamente, a peneira molecular substituída por metal de transição compreende uma quantidade de 0,10 a 10% em peso da peneira molecular substituída por metal de transição, preferencialmente uma quantidade de 0,2 a 5% em peso.
[0066] Em geral, o catalisador de redução catalítica seletiva compreende a composição de redução catalítica seletiva em uma concentração total de 0,5 a 4,0 g in'3, de preferência 1,0 a 3,0 4,0 g in'3.
[0067] A composição de catalisador SCR pode compreender uma mistura de uma formulação de catalisador SCR à base de óxido de metal e uma formulação de catalisador SCR com base em peneira molecular. A (a)
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20/31 formulação de catalisador SCR à base de óxido de metal pode compreender, ou consistir essencialmente em um óxido de vanádio (por exemplo, V2O5) e, opcionalmente, um óxido de tungstênio (por exemplo, WO3), sustentado em titânia (por exemplo, T1O2) e (b) a formulação de catalisador SCR com base em peneira molecular pode compreender uma peneira molecular substituída por metal de transição.
[0068] Quando o catalisador SCR é um SCRF, então o substrato de filtragem pode preferencialmente ser um monólito de substrato de filtro de fluxo de parede. O monólito do substrato do filtro de fluxo de parede (por exemplo, o SCR-DPF) normalmente tem uma densidade celular de 60 a 400 células por polegada quadrada (cpsi) (de 0,04 m2 a 0,26 m2). E preferido que o monólito do substrato do filtro de fluxo de parede tenha uma densidade celular de 100 a 350 cpsi (0,06 m2 a 0,23 m2), mais preferencialmente de 200 a 300 cpsi (0,13 m2 a 0,19 m2).
[0069] O monólito do substrato do filtro de fluxo de parede pode ter uma espessura de parede (por exemplo, espessura média da parede interna) de 0,20 a 0,50 mm, de preferência 0,25 a 0,35 mm (por exemplo, cerca de 0,30 mm).
[0070] Geralmente, o monólito do substrato do filtro de fluxo de parede não revestido tem uma porosidade de 50 a 80%, de preferência 55 a 75%, e mais preferencialmente 60 a 70%.
[0071] O monólito do substrato do filtro de fluxo de parede não revestido normalmente tem um tamanho médio de poro de pelo menos 5 qm. E preferido que o tamanho médio dos poros seja de 10 a 40 qm, como 15 a 35 qm, mais preferencialmente 20 a 30 qm.
[0072] O substrato do filtro de fluxo de parede pode ter um projeto de célula simétrica ou um projeto de célula assimétrico.
[0073] Em geral, para um SCRF, a composição de redução catalítica seletiva é disposta dentro da parede do monólito do substrato do filtro de fluxo
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21/31 de parede. Além disso, a composição de redução catalítica seletiva pode estar disposta nas paredes dos canais de entrada e/ou nas paredes dos canais de saída.
MESCLA [0074] Modalidades da presente invenção podem incluir uma mescla de (1) um metal do grupo platina em um suporte e (2) um catalisador SCR. Em algumas modalidades, dentro da mescla, uma razão em peso do catalisador SCR para o metal do grupo platina em um suporte é de cerca de 3:1 a cerca de 300:1; cerca de 3:1 a cerca de 250:1; cerca de 3:1 a cerca de 200:1; cerca de 4:1 a cerca de 150:1; cerca de 5:1 a cerca de 100:1; cerca de 6:1 a cerca de 90:1; cerca de 7:1 a cerca de 80:1; cerca de 8:1 a cerca de 70:1; cerca de 9:1 a cerca de 60:1; cerca de 10:1 a cerca de 50:1; cerca de 3:1; cerca de 4:1; cerca de 5:1; cerca de 6:1; cerca de 7:1; cerca de 8:1; cerca de 9:1; cerca de 10:1; cerca de 15:1; cerca de 20:1; cerca de 25:1; cerca de 30:1; cerca de 40:1; cerca de 50:1; cerca de 75:1; cerca de 100:1; cerca de 125:1; cerca de 150:1; cerca de 175:1; cerca de 200:1; cerca de 225:1; cerca de 250:1; cerca de 275:1; ou cerca de 300:1.
DOC [0075] Os artigos e sistemas de catalisador da presente invenção podem incluir um ou mais catalisadores de oxidação a diesel. Os catalisadores de oxidação e, em particular, catalisadores de oxidação a diesel (DOCs), são bem conhecidos na técnica. Os catalisadores de oxidação são projetados para oxidar CO em CO2 e hidrocarbonetos de fase gasosa (HC) e uma fração orgânica de particulados de diesel (fração orgânica solúvel) em CO2 e H2O. Os catalisadores de oxidação típicos incluem platina e, opcionalmente, também paládio em um suporte de óxido inorgânico de elevada área superficial, como alumina, sílica-alumina e um zeólito.
SUBSTRATO [0076] Os catalisadores da presente invenção podem cada um ainda compreender um substrato de fluxo atravessante ou substrato de filtro. Em uma
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22/31 modalidade, o catalisador pode ser revestido no substrato de fluxo atravessante ou de filtro e, de preferência, depositado no substrato de fluxo atravessante ou de filtro com uso de um procedimento de camada de recobrimento.
[0077] A combinação de um catalisador SCR e um filtro é conhecida como filtro seletivo de redução catalítica (catalisador SCRF). Um catalisador SCRF é um dispositivo de substrato único que combina a funcionalidade de um SCR e filtro de partículas e é adequado para modalidades da presente invenção, como desejado. Descrição e referências ao catalisador SCR ao longo deste pedido devem incluir também o catalisador SCRF, quando aplicável.
[0078] O substrato de fluxo atravessante ou de filtro é um substrato que tem a capacidade de conter componentes catalisadores/absorventes. O substrato é, de preferência, um substrato de cerâmica ou um substrato metálico. O substrato cerâmico pode ser produzido de qualquer material refratário adequado, por exemplo, alumina, silica, titânia, cério, zircônia, magnésia, zeólitos, nitreto de silício, carbureto de silício, silicatos de zircônio, silicatos de magnésio, aluminossilicatos, metaloaluminossilicatos (como cordierita e espudomeno), ou uma mistura ou óxido misturado de quaisquer dois ou mais dos mesmos. Cordierita, um aluminossilicato de magnésio, e carbureto de silício são particularmente preferenciais.
[0079] Os substratos metálicos podem ser feitos de qualquer metal adequado e, em particular, metais resistentes ao calor e ligas metálicas, como titânio e aço inoxidável, assim como ligas ferríticas contendo ferro, níquel, cromo e/ou alumínio além de outros metais-traço.
[0080] O substrato de fluxo atravessante é, de preferência, um monólito de fluxo atravessante que tem uma estrutura alveolar com muitos pequenos canais paralelos de paredes finas que correm axialmente através do substrato e que se estendem ao longo de uma entrada ou saída do substrato. A seção transversal de canal do substrato pode ser de qualquer formato, mas é, de preferência, quadrada, sinusoidal, triangular, retangular, hexagonal,
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23/31 trapezoidal, circular ou oval. O substrato de fluxo atravessante também pode ser de alta porosidade, o que permite que o catalisador penetre nas paredes do substrato.
[0081] O substrato de filtro é, de preferência, um filtro de monólito de parede fina. Os canais de um filtro de fluxo de parede são bloqueados altemadamente, o que permite que a corrente de gás de escape entre em um canal a partir da entrada, então flua através das paredes de canal e saia do filtro de um canal diferente que leva à saída. Particulados na corrente de gás de escape ficam, assim, presos no filtro.
[0082] O catalisador/absorvente pode ser adicionado ao substrato de fluxo atravessante ou filtro por qualquer meio conhecido, como um procedimento de camada de recobrimento.
INJETOR DE UREIA/REDUTOR [0083] O sistema pode incluir um meio para introduzir um redutor nitrogenado no sistema de escape a montante do catalisador SCR e/ou SCRF. Pode ser preferido que os meios para introduzir um redutor nitrogenado no sistema de escape estejam diretamente a montante do catalisador SCR ou SCRF (por exemplo, não há catalisador interveniente entre os meios para introduzir um redutor nitrogenado e o catalisador SCR ou SCRF).
[0084] O redutor é adicionado aos gases de escape que fluem por qualquer meio adequado para introduzir o redutor nos gases de escape. Os meios adequados incluem um injetor, pulverizador ou alimentador. Tais meios são bem conhecidos na técnica.
[0085] O redutor nitrogenado para uso no sistema pode ser amônia por si só, hidrazina ou um precursor de amônia selecionado do grupo que consiste em ureia, carbonato de amônio, carbamato de amônio, hidrogenocarbonato de amônio e formato de amônio. Ureia é particularmente preferencial.
[0086] O sistema de escape também pode compreender um meio para controlar a introdução de redutor nos gases de escape, a fim de reduzir o NOx.
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Os meios de controle preferidos podem incluir uma unidade de controle eletrônico, opcionalmente uma unidade de controle do motor, e podem adicionalmente compreender um sensor de NOx localizado a jusante do catalisador de redução de NO.
BENEFÍCIOS [0087] Os artigos catalisadores da presente invenção podem fornecer maior atividade catalítica e seletividade. Além disso, em algumas modalidades, a oxidação de HC e a geração exotérmica podem ser concentradas na zona traseira, protegendo assim a zona frontal de ASC da degradação hidrotérmica. [0088] Em algumas modalidades, artigos de catalisador da presente invenção pode ter atividade equivalente ou melhorada para conversão de NH3 em comparação com um artigo catalisador que é equivalente, exceto que não inclui o primeiro catalisador SCR e tem um suporte não silicioso. Em algumas modalidades, artigos de catalisador da presente invenção pode ter atividade melhorada para a conversão de NH3 em comparação com um artigo catalisador que é equivalente, exceto não incluir o primeiro catalisador SCR e tem um suporte não silicioso, o artigo catalisador inventivo que mostra uma melhoria em conversão de NH3, a temperaturas entre cerca de 200 °C a cerca de 300 °C de até cerca de 20%; até cerca de 15%; até cerca de 10%; cerca de 1% a cerca de 20%; cerca de 2% a cerca de 18%; cerca de 3% a cerca de 16%; cerca de 4% a cerca de 14%; cerca de 5% a cerca de 12%; cerca de 5% a cerca de 10%; cerca de 1%; cerca de 2%; cerca de 3%; cerca de 4%; por volta de 5%; cerca de 6%; cerca de 8%; cerca de 10%; cerca de 12%; Cerca de 15%; cerca de 17%; ou cerca de 20%.
[0089] Em algumas modalidades, artigos de catalisador da presente invenção pode ter atividade equivalente ou melhorada para conversão de NHx em comparação com um artigo catalisador que é equivalente, exceto que não inclui o primeiro catalisador SCR e tem um suporte não silicioso. Em algumas modalidades, os artigos de catalisador da presente invenção podem ter
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25/31 atividade aprimorada para conversão de NOx em comparação com um artigo catalisador que é equivalente, exceto que não inclui o primeiro catalisador SCR e tem um suporte não silicioso, o artigo catalisador inventivo que mostra uma melhoria na conversão de NOx a temperaturas acima de cerca de 300 °C até 75%; até cerca de 60%; até cerca de 50%; até cerca de 40%; cerca de 1% a cerca de 70%; cerca de 5% a cerca de 60%; cerca de 10% a cerca de 50%; cerca de 15% a cerca de 45%; cerca de 20% a cerca de 40%; cerca de 25% a cerca de 35%; cerca de 1%; cerca de 2%; por volta de 5%; cerca de 10%; Cerca de 15%; cerca de 20%; cerca de 25%; Cerca de 30%; cerca de 35%; cerca de 40%; cerca de 45%; Cerca de 50%; cerca de 55%; cerca de 60%; cerca de 65%; cerca de 70%; ou cerca de 75%.
[0090] Em algumas modalidades, os artigos de catalisador da presente invenção podem ter atividade reduzida para a formação de N2O a temperaturas entre 200 °C e 500 °C em comparação com um artigo catalisador que é equivalente, exceto que não inclui o primeiro catalisador SCR e tem um não suporte silicioso. Em algumas modalidades, os artigos de catalisador da presente invenção podem ter atividade reduzida para a formação de N2O em comparação com um artigo catalisador que é equivalente, exceto que não inclui o primeiro catalisador SCR e tem um suporte não silicioso, o artigo catalisador inventivo que mostra uma redução na formação de N2O a temperaturas entre 200 °C e 500 °C até 75%; até cerca de 60%; até cerca de 50%; até cerca de 40%; cerca de 1 % a cerca de 70%; cerca de 5% a cerca de 65%; cerca de 10% a cerca de 60%; cerca de 15% a cerca de 55%; cerca de 20% a cerca de 50%; cerca de 25% a cerca de 45%; cerca de 30% a cerca de 40%; cerca de 1%; por volta de 5%; cerca de 10%; Cerca de 15%; cerca de 20%; cerca de 25%; Cerca de 30%; cerca de 35%; cerca de 40%; cerca de 45%; Cerca de 50%; cerca de 55%; cerca de 60%; cerca de 65%; ou cerca de 70%.
[0091] Em algumas modalidades, os artigos de catalisador da presente invenção incluem uma primeira zona com atividade reduzida para conversão
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26/31 de hidrocarbonetos a temperaturas > 250 °C em comparação com um artigo catalisador que é equivalente, exceto que não inclui o primeiro catalisador SCR e tem um suporte não silicioso. Em algumas modalidades, os artigos de catalisador da presente invenção podem incluir uma primeira zona com atividade reduzida para conversão de hidrocarbonetos em comparação com um artigo catalisador que é equivalente, exceto que não inclui o primeiro catalisador SCR e tem um suporte não silicioso, a primeira zona que mostra uma redução da atividade de conversão de hidrocarbonetos a temperaturas > 250 °C de até cerca de 95%; até cerca de 90%; até cerca de 80%; até cerca de 70%; até cerca de 60%; até cerca de 50%; até cerca de 40%; cerca de 1% a cerca de 95%; cerca de 5% a cerca de 90%; cerca de 10%; para cerca de 90%; cerca de 15% a cerca de 90%; cerca de 20% a cerca de 90%; cerca de 20% a cerca de 70%; cerca de 20% a cerca de 65%; cerca de 20% a cerca de 60%; cerca de 20% a cerca de 55%; cerca de 20% a cerca de 50%; cerca de 25% a cerca de 45%; cerca de 30% a cerca de 40%; cerca de 1%; por volta de 5%; cerca de 10%; Cerca de 15%; cerca de 20%; cerca de 25%; Cerca de 30%; cerca de 35%; cerca de 40%; cerca de 45%; Cerca de 50%; cerca de 55%; cerca de 60%; cerca de 65%; cerca de 70%; cerca de 75%; cerca de 80%; cerca de 85%; cerca de 90%; ou cerca de 95%.
[0092] Em algumas modalidades, os artigos de catalisador da presente invenção incluem uma primeira zona com geração exotérmica reduzida a temperatura > 250 °C em comparação com um artigo catalisador que é equivalente, exceto que não inclui o primeiro catalisador SCR e tem um suporte não silicioso. Em algumas modalidades, os artigos de catalisador da presente invenção podem incluir uma primeira zona com geração exotérmica reduzida em comparação com um artigo catalisador que é equivalente, exceto que não inclui o primeiro catalisador SCR e tem um suporte não silicioso, a primeira zona que mostra uma redução na geração exotérmica a temperaturas > 250 °C de até cerca de 95%; até cerca de 90%; até cerca de 80%; até cerca de 70%; até
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27/31 cerca de 60%; até cerca de 50%; até cerca de 40%; cerca de 1% a cerca de 95%; cerca de 5% a cerca de 90%; cerca de 10%; para cerca de 90%; cerca de 15% a cerca de 90%; cerca de 20% a cerca de 90%; cerca de 20% a cerca de 70%; cerca de 20% a cerca de 65%; cerca de 20% a cerca de 60%; cerca de 20% a cerca de 55%; cerca de 20% a cerca de 50%; cerca de 25% a cerca de 45%; cerca de 30% a cerca de 40%; cerca de 1%; por volta de 5%; cerca de 10%; Cerca de 15%; cerca de 20%; cerca de 25%; Cerca de 30%; cerca de 35%; cerca de 40%; cerca de 45%; Cerca de 50%; cerca de 55%; cerca de 60%; cerca de 65%; cerca de 70%; cerca de 75%; cerca de 80%; cerca de 85%; cerca de 90%; ou cerca de 95%.
[0093] Conforme usadas neste relatório descritivo e nas reivindicações anexas, as formas singulares “um”, “uma”, “a” e “o” incluem referentes plurais a menos que o contexto indique claramente de outro modo. Dessa forma, por exemplo, referência a “um catalisador” inclui uma mistura de dois ou mais catalisadores e semelhantes.
[0094] O termo “vazamento de amônia” significa a quantidade de amônia não reagida que passa através do catalisador SCR.
[0095] O termo “suporte” significa o material ao qual um catalisador é fixado.
[0096] O termo “calcinar” ou “calcinação” significa o aquecimento do material no ar ou no oxigênio. Essa definição é coerente com a definição de IUPAC de calcinação. (IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2a ed. (o “Gold Book”). Compilado por A. D. McNaught e A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). versão corrigida online XML: http://goldbook.iupac.org (2006-) criada por M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; atualizações compiladas por A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8. doi: 10.1351/ goldbook.) A calcinação é desempenhada para decompor um sal metálico e promover a troca de íons de metal dentro do catalisador e também para aderir o catalisador a um substrato. As temperaturas usadas na calcinação dependem
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28/31 dos componentes no material a ser calcinado e, em geral, estão entre cerca de 400 °C e cerca de 900 °C, por aproximadamente 1 a 8 horas. Em alguns casos, a calcinação pode ser desempenhada até a uma temperatura de cerca de 1.200 °C. Em aplicações que envolvem os processos descritos no presente documento, as calcinações são, geralmente, desempenhadas em temperaturas a partir de cerca de 400 °C a cerca de 700 °C por aproximadamente 1 a 8 horas, preferencialmente, em temperaturas a partir de cerca de 400 °C a cerca de 650 °C por aproximadamente 1 a 4 horas.
[0097] Quando é fornecida uma faixa, ou faixas, para vários elementos numéricos, a faixa ou faixas podem incluir os valores, a menos que seja especificado de outra forma.
[0098] O termo “seletividade de N2” significa a conversão de por cento de amônia em nitrogênio.
[0099] Os termos “catalisador de oxidação de diesel” (DOC), “catalisador exotérmico de diesel” (DEC), “absorvedor de NOx”, “SCR/PNA” (adsorvente de NOx de redução/passivo catalítico seletivo), “catalisador de arranque frio” (CSC) e “catalisador de três vias” (TWC) são termos bem conhecidos na técnica usados para descrever os vários tipos de catalisadores usados para tratar gases de escape a partir de processos de combustão.
[00100] O termo “metal do grupo platina” ou “PGM” se refere à platina, paládio, rutênio, ródio, ósmio e irídio. Os metais do grupo platina são, preferencialmente, platina, paládio, rutênio ou ródio.
[00101] Os termos “a jusante” e “a montante” descrevem a orientação de um catalisador ou substrato em que o corrente de gás de escape é a partir da extremidade de entrada à extremidade de saída do substrato ou artigo.
[00102] Os exemplos a seguir meramente ilustram a invenção; a pessoa versada reconhecerá muitas variações que estão dentro do espírito da invenção e do escopo das reivindicações.
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29/31
EXEMPLO 1 [00103] Catalisadores de acordo com modalidades da presente invenção e catalisadores de referência foram preparados. Foram preparados dois catalisadores ASC + DOC zonados. Um catalisador ASC de mescla foi preparado que tem uma primeira zona com uma camada superior de Cu de catalisador SCR em um zeólito e uma camada inferior com uma mescla de (1) platina em um zeólito e (2) Cu em um zeólito; e uma segunda zona com um DOC (como a configuração mostrada na Figura 1). Um catalisador ASC tradicional se preparou com uma primeira zona com uma camada superior de Cu de catalisador SCR em um zeólito e uma camada inferior com platina em um zeólito (e sem catalisador SCR) (como a configuração mostrada na Figura 4). Ambos os catalisadores foram preparados com carga de 3 g/pés3 de Pt na zona de ASC e com zonas de DOC idênticas. Os catalisadores foram testados sob condições para enfatizar simultaneamente as funcionalidades de SCR, ASC e DOC. Especificamente, os catalisadores foram testados sob as seguintes condições: 1.000 ppm NO, 1.200 ppm NH3, 200 ppm CO, 5.000 ppm (com base em Cl) C10H22, 10% O2, 10% CO2, 10% H2O, equilíbrio N2; SV = 80.000 h-1 somente com zona de ASC; SV = 40.000 h-1 com zonas de ASC + DOC. Além disso, para entender as contribuições individuais nos desempenhos gerais de cada zona, os dois catalisadores de ASC (o ASC de mescla e o ASC tradicional) também foram testados sozinhos sem a zona traseira de DOC.
[00104] Os resultados de conversão de NO, conversão de HC, formação de N2O, temperatura de saída, conversão de NH3, conversão de CO e rendimento de N2 estão incluídos nas Figuras 5 a 11.
[00105] Ao comparar as conversões de NH3, como mostrado na Figura 5, os dois ASCs apresentaram desempenhos equivalentes com ou sem um DOC a jusante. Por outro lado, devido à maior seletividade de N2 do ASC de mescla, demonstrou uma conversão de NO muito maior (Figura 6) e menor formação de N2O (Figura 9) em comparação com a ASC tradicional. Esses resultados
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30/31 sugerem o ASC de mescla é um catalisador superiores tanto para a redução e controle de deslizamento NOx e NH3 sob àquelas condições.
[00106] Surpreendentemente, o ASC de mescla exibe atividade significativamente mais baixa para conversão de HC (Figura 8) e geração exotérmica (Figura 11) em comparação com o ASC tradicional (por exemplo, ~ 30% de conversão de HC versus ~ 80% de conversão a 350 °C). A menor conversão de HC no ASC de mescla, no entanto, não afeta a geração exotérmica do sistema de ASC + DOC; como mostrado nas Figuras 8 e 11, o sistema total (ASC + DOC) alcança conversão HC equivalente e geração exotérmica, independentemente do tipo de ASC a montante. Esses resultados sugerem que, comparado a um sistema de ASC + DOC tradicional, o ASC + DOC de mescla tem a maior parte da conversão de HC que ocorre na zona de DOC da retaguarda, com pouca conversão de HC e geração exotérmica na zona frontal de ASC. Sabe-se que o envelhecimento hidrotérmico causa uma diminuição na seletividade de N2 (da degradação do componente de SCR) e potencialmente uma diminuição da atividade (da migração/volatilização de Pt); portanto, no catalisador inventivo, verificou-se que o componente/funcionalidade de ASC é efetivamente protegido da exposição hidrotérmica durante o evento de injeção de HC/combustível.
EXEMPLO 2 [00107] Um catalisador de DOC não zoneado foi preparado como referência para medir a geração exotérmica com injeção de combustível na entrada de DOC no motor. Um catalisador ASC de mescla foi preparado que tem uma primeira zona com uma camada superior de Cu de catalisador SCR em um zeólito e uma camada inferior com uma mescla de (1) platina em um zeólito e (2) Cu em um zeólito; e uma segunda zona com um DOC (como a configuração mostrada na Figura 1). A segunda zona continha um catalisador de DOC idêntico ao DOC não zoneado de referência, mas com o PGM concentrado nessa zona (maior densidade de PGM em g/pés3) para atingir a
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31/31 mesma carga total de DOC de PGM (g). A zona de ASC continha 3 g/ft3 Pt de carga.
[00108] O teste de geração exotérmica foi realizado no motor visando uma temperatura de entrada de 320 °C e SV de 70.000 h'1 com zonas de ASC + DOC. Após a estabilização da temperatura de entrada, a injeção de combustível na entrada de DOC foi habilitada para atingir uma temperatura de saída de 580 °C. Os termopares foram inseridos no leito do catalisador para monitorar e distinguir a geração exotérmica a 1” da parte frontal e 1” da parte traseira no DOC não zoneado de referência e ASC + DOC zoneado. A comparação dessas temperaturas durante o teste de geração exotérmica está incluída na Figura 12. Visando a mesma temperatura de entrada e saída durante a injeção de combustível, é evidente que as leituras de temperatura a 1” do leito frontal são muito mais baixas em ASC + DOC (~ 330 °C) zoneadas do que o DOC não-zoneado (515 °C) na porção de estado estacionário do teste. Esse exemplo sustenta o benefício mencionado acima em proteger a zona de ASC frontal da degradação hidrotérmica pela falta de exposição a altas temperaturas durante a geração exotérmica nessa zona. Também é importante notar que o aumento mais rápido das temperaturas observadas durante a parte anterior do teste a 1” da parte traseira no ASC + DOC zoneado, em comparação com o DOC não zoneado, destacando que a geração exotérmica está concentrada na zona traseira pela colocação da zona de DOC na parte traseira.

Claims (23)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Artigo catalisador, caracterizado pelo fato de que compreende um substrato que compreende um lado de entrada e um lado de saída, uma primeira zona e uma segunda zona, em que a primeira zona compreende um catalisador de slip de amônia (ASC) que compreende um metal do grupo platina em um suporte e um primeiro catalisador SCR;
    em que uma segunda zona compreende um catalisador selecionado a partir do grupo que consiste em um catalisador de oxidação de diesel (DOC) e um catalisador exotérmico de diesel (DEC); e em que a primeira zona está localizada a montante da segunda zona.
  2. 2. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira zona compreende
    a. uma camada inferior que compreende uma mescla do: (1) metal do grupo platina em um suporte com (2) o primeiro catalisador SCR;
    b. uma camada superior que compreende um segundo catalisador SCR, com a camada superior localizada sobre a camada inferior.
  3. 3. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suporte compreende um material silicioso.
  4. 4. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o material silicioso compreende um material selecionado a partir do grupo que consiste em: (1) silica; (2) um zeólito com uma razão entre silica e alumina superior a 200; e (3) alumina dopada com silica amorfa com teor de SiO2 >40%.
  5. 5. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o metal do grupo platina está presente no suporte em uma quantidade de cerca de 0,5% em peso a cerca de 10% em peso do peso total do metal do grupo platina e do suporte.
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    2/5
  6. 6. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que, dentro da mescla, uma razão em peso entre o primeiro catalisador SCR e o metal do grupo platina em um suporte é cerca de 5:1 a cerca de 100:1.
  7. 7. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro catalisador SCR compreende cobre.
  8. 8. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira zona e a segunda zona estão localizadas em um único substrato e a primeira zona está localizada no lado de entrada do substrato e a segunda zona está localizada no lado de saída do substrato.
  9. 9. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o substrato compreende um primeiro substrato e um segundo substrato, em que a primeira zona está localizada no primeiro substrato e a segunda zona está localizada no segundo substrato e o primeiro substrato está localizado a montante do segundo substrato.
  10. 10. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira zona compreende
    a. uma camada inferior que compreende o metal do grupo platina em um suporte;
    b. uma camada superior que compreende o primeiro catalisador SCR, com a camada superior localizada sobre a camada inferior.
  11. 11. Método para reduzir as emissões de uma corrente de escape, caracterizado pelo fato de que compreende o contato da corrente de escape com o artigo catalisador como definido na reivindicação 1.
  12. 12. Artigo catalisador, caracterizado pelo fato de que compreende um substrato que compreende uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída, uma primeira zona, uma segunda zona e uma terceira zona,
    Petição 870190119180, de 18/11/2019, pág. 8/11
    3/5 em que a primeira zona compreende um segundo catalisador SCR;
    em que a segunda zona compreende um catalisador de slip de amônia (ASC) que compreende uma mescla de: (1) um metal do grupo platina em um suporte com (2) um primeiro catalisador SCR;
    em que a terceira zona compreende um catalisador (“catalisador de terceira zona”) selecionado a partir do grupo que consiste em um catalisador de oxidação de diesel (DOC) e um catalisador exotérmico de diesel (DEC); e em que a primeira zona está localizada a montante da segunda zona e a segunda zona está localizada a montante da terceira zona; e
  13. 13. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o ASC está incluído em uma primeira camada;
    o catalisador de terceira zona está incluído em uma segunda camada que se estende da extremidade de saída até menos de um comprimento total do substrato, em que a segunda camada está localizada no topo da primeira camada e tem um comprimento mais curto que a primeira camada; e o segundo catalisador SCR está incluído em uma camada que se estende da extremidade de entrada até menos que um comprimento total do substrato e que se sobrepõe pelo menos parcialmente à primeira camada.
  14. 14. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a primeira camada se estende da extremidade de saída até menos que o comprimento total do substrato.
  15. 15. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o suporte compreende um material silicioso.
  16. 16. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o material silicioso compreende um material selecionado a partir do grupo que consiste em: (1) silica; (2) um zeólito com uma razão entre silica e alumina superior a 200; e (3) alumina dopada com silica
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    4/5 amorfa com teor de SiO2 >40%.
  17. 17. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o metal do grupo platina está presente no suporte em uma quantidade de cerca de 1% em peso a cerca de 6% em peso do peso total do metal do grupo platina e do suporte.
  18. 18. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que, dentro da mescla, uma razão em peso entre o primeiro catalisador SCR e o metal do grupo platina em um suporte é cerca de 5:1 a cerca de 100:1.
  19. 19. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o primeiro catalisador SCR compreende cobre.
  20. 20. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a pri meira zona, a segunda zona e a terceira zona estão localizadas em um único substrato e a primeira zona está localizada no lado de entrada do substrato e a terceira zona está localizada no lado de saída do substrato.
  21. 21. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o substrato compreende um primeiro substrato e um segundo substrato, em que a primeira zona e a segunda zona estão localizadas no primeiro substrato e a terceira zona está localizada no segundo substrato e o primeiro substrato está localizado a montante do segundo substrato.
  22. 22. Artigo catalisador de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o substrato compreende um primeiro substrato, um segundo substrato e um terceiro substrato, em que a primeira zona está localizada no primeiro substrato, a segunda zona está localizada no segundo substrato e a terceira zona está localizada no terceiro substrato, e o primeiro substrato está localizado a montante do segundo substrato e o segundo substrato está localizado a montante do terceiro substrato.
    Petição 870190119180, de 18/11/2019, pág. 10/11
    5/5
  23. 23. Método para reduzir as emissões de uma corrente de escape, caracterizado pelo fato de que compreende o contato da corrente de escape com o artigo cataiisador como definido na reivindicação 12.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101818417B1 (ko) * 2016-09-23 2018-01-15 한국전력공사 배기가스 정화장치 및 이를 이용한 배기가스 정화방법
GB201705158D0 (en) * 2017-03-30 2017-05-17 Johnson Matthey Plc Catalyst article for use in a emission treatment system
WO2018183639A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 Johnson Matthey Public Limited Company Single brick scr/asc/pna/doc close-coupled catalyst
CN110997141B (zh) * 2017-07-11 2023-09-26 株式会社科特拉 排气净化用催化剂
US11779913B2 (en) * 2018-03-14 2023-10-10 Johnson Matthey Public Limited Company Ammonia slip catalyst with in-situ PT fixing
GB201805312D0 (en) * 2018-03-29 2018-05-16 Johnson Matthey Plc Catalyst article for use in emission treatment system
US11161098B2 (en) * 2018-05-18 2021-11-02 Umicore Ag & Co. Kg Three-way catalyst
JP2023506375A (ja) * 2019-12-10 2023-02-16 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー 選択性、活性及び耐毒性を改善するための区分化アンモニアスリップ触媒
CN115297947A (zh) 2020-04-09 2022-11-04 巴斯夫公司 用于氧化NO、氧化NH3和选择性催化还原NOx的多功能催化剂
CN113069917B (zh) * 2021-04-20 2021-12-28 南京科宜环保科技有限公司 一种具有氨吸附功能的脱硝催化剂模块箱及其制备方法
KR102503324B1 (ko) * 2021-12-02 2023-02-28 주식회사 나노 탈질-산화 복합 촉매 구조체 및 그 제조방법

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8293182B2 (en) * 2010-05-05 2012-10-23 Basf Corporation Integrated SCR and AMOx catalyst systems
JP5769708B2 (ja) * 2010-06-30 2015-08-26 エヌ・イーケムキャット株式会社 選択還元型触媒を用いた排気ガス浄化装置及び排気ガス浄化方法
JP5882333B2 (ja) * 2010-09-15 2016-03-09 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーＪｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ｐｕｂｌｉｃｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ スリップ触媒と炭化水素発熱触媒の組合せ
WO2013130888A1 (en) * 2012-02-29 2013-09-06 Qwtip Llc Levitation and distribution system and method
DE112013007779B4 (de) * 2012-08-17 2023-10-12 Johnson Matthey Public Limited Company Zeolithpromotierte V/TiW-Katalysatorzusammensetzungen
GB201220912D0 (en) * 2012-11-21 2013-01-02 Johnson Matthey Plc Oxidation catalyst for treating the exhaust gas of a compression ignition engine
CN105247179B (zh) * 2013-05-31 2019-03-08 庄信万丰股份有限公司 用于处理废气的经催化的过滤器
EP3027309B1 (en) * 2013-07-30 2020-05-27 Johnson Matthey Public Limited Company Ammonia slip catalyst
GB2530129B (en) * 2014-05-16 2016-10-26 Johnson Matthey Plc Catalytic article for treating exhaust gas
KR20170038927A (ko) * 2014-08-07 2017-04-07 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 배기가스를 처리하기 위한 구역화된 촉매
CN106714939B (zh) * 2014-08-15 2019-12-03 庄信万丰股份有限公司 用于处理废气的分区的催化剂
WO2016149606A1 (en) * 2015-03-19 2016-09-22 Basf Corporation Filter catalyzed with scr catalyst, systems and methods
US9937489B2 (en) * 2015-06-18 2018-04-10 Johnson Matthey Public Limited Company Exhaust system without a DOC having an ASC acting as a DOC in a system with an SCR catalyst before the ASC
BR112017026952B1 (pt) * 2015-06-18 2022-10-11 Johnson Matthey Public Limited Company Artigo catalisador, sistema de escape, e, método para prover controle de nox de baixa temperatura
WO2016205509A1 (en) * 2015-06-18 2016-12-22 Johnson Matthey Public Limited Company Ammonia slip catalyst with low n2o formation
DE102016111000A1 (de) * 2015-06-18 2016-12-22 Johnson Matthey Public Limited Company Gegen NH3-Überdosierung toleranter SCR-Katalysator
US10201807B2 (en) * 2015-06-18 2019-02-12 Johnson Matthey Public Limited Company Ammonia slip catalyst designed to be first in an SCR system
DE102017122001A1 (de) * 2016-09-22 2018-03-22 Johnson Matthey Public Limited Company Ruthenium, geträgert auf trägern, die eine rutilphase aufweisen, als stabile katalysatoren für nh3-slip-anwendungen
GB2556453A (en) * 2016-10-26 2018-05-30 Johnson Matthey Plc Hydrocarbon injection through small pore CU-zeolite catalyst
BR112019020264A2 (pt) * 2017-03-29 2020-04-22 Johnson Matthey Plc artigo catalítico, artigo catalisador, sistema de tratamento de emissões, e, método para redução de emissões de uma corrente de escape
DE102018107548A1 (de) * 2017-03-30 2018-10-04 Johnson Matthey Public Limited Company Eng gekoppeltes system von scr mit turbo und asc/doc
JP7170658B2 (ja) * 2017-03-30 2022-11-14 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー ＰＮＡ－ｓｃｒ－ａｓｃ近位連結システムのためのモレキュラーシーブ上の白金族金属及び卑金属
WO2018183639A1 (en) * 2017-03-30 2018-10-04 Johnson Matthey Public Limited Company Single brick scr/asc/pna/doc close-coupled catalyst

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