BR112021006715A2 - sistema de tratamento de exaustão para um motor de queima enxuta e método para o tratamento de gases de exaustão de um motor de queima enxuta - Google Patents

sistema de tratamento de exaustão para um motor de queima enxuta e método para o tratamento de gases de exaustão de um motor de queima enxuta Download PDF

Info

Publication number
BR112021006715A2
BR112021006715A2 BR112021006715-9A BR112021006715A BR112021006715A2 BR 112021006715 A2 BR112021006715 A2 BR 112021006715A2 BR 112021006715 A BR112021006715 A BR 112021006715A BR 112021006715 A2 BR112021006715 A2 BR 112021006715A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
catalyst
treatment system
scr
exhaust treatment
aei
Prior art date
Application number
BR112021006715-9A
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Maurer
Jia Di ZHANG
Yu DAI
Yu Fen Hao
Ming Ming Wei
Teng SHEN
Original Assignee
Basf Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Corporation filed Critical Basf Corporation
Publication of BR112021006715A2 publication Critical patent/BR112021006715A2/pt

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9477—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on separate bricks, e.g. exhaust systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9436—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/066—Zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/72—Copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/076—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/76—Iron group metals or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/82—Phosphates
    • B01J29/84—Aluminophosphates containing other elements, e.g. metals, boron
    • B01J29/85—Silicoaluminophosphates [SAPO compounds]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61—Surface area
    • B01J35/613—10-100 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61—Surface area
    • B01J35/615—100-500 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/63—Pore volume
    • B01J35/633—Pore volume less than 0.5 ml/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/63—Pore volume
    • B01J35/635—0.5-1.0 ml/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/63—Pore volume
    • B01J35/638—Pore volume more than 1.0 ml/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/64—Pore diameter
    • B01J35/647—2-50 nm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024—Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0246—Coatings comprising a zeolite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024—Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0248—Coatings comprising impregnated particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/04—Mixing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F01N3/106—Auxiliary oxidation catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2842—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration specially adapted for monolithic supports, e.g. of honeycomb type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1021—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1023—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20723—Vanadium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20738—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20761—Copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/50—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/915—Catalyst supported on particulate filters
    • B01D2255/9155—Wall flow filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92—Dimensions
    • B01D2255/9202—Linear dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92—Dimensions
    • B01D2255/9205—Porosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92—Dimensions
    • B01D2255/9207—Specific surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
    • F01N2370/04—Zeolitic material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO PARA UM MOTOR DE QUEIMA ENXUTA E MÉTODO PARA O TRATAMENTO DE GASES DE EXAUSTÃO DE UM MOTOR DE QUEIMA ENXUTA A presente invenção se refere genericamente ao campo de sistemas de tratamento de exaustão para purificar gases de exaustão descarregados de um motor de queima enxuta. O sistema de tratamento de exaustão compreende um Catalisador de Oxidação de Diesel (DOC), um Filtro de Fuligem Catalisado (CSF), um injetor de redutor, um catalisador de Redução Catalisada Seletiva (SCR) à base de zeólito AEI e um Catalisador de Oxidação de Amônia (AMOX) a jusante do Catalisador de SCR à base de zeólito AEI.

Description

“SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO PARA UM MOTOR DE QUEIMA ENXUTA E MÉTODO PARA O TRATAMENTO DE GASES DE EXAUSTÃO DE UM MOTOR DE QUEIMA ENXUTA” CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção se refere geralmente ao campo de sistemas de tratamento de exaustão para purificar gases de exaustão descarregados de um motor de queima enxuta.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] As regulamentações ambientais para emissões de motores de combustão interna estão se tornando cada vez mais rigorosas em todo o mundo. A operação de um motor de queima enxuta, por exemplo, um motor a diesel, fornece ao usuário uma excelente economia de combustível devido à sua operação em altas razões de ar/ combustível em condições de queima enxuta.
No entanto, os motores a diesel também emitem emissões de gases de exaustão contendo material particulado (PM), hidrocarbonetos não queimados (HC), monóxido de carbono (CO) e óxidos de nitrogênio (NOx), em que NOx descreve várias espécies químicas de óxidos de nitrogênio, incluindo monóxido de nitrogênio e dióxido de nitrogênio, entre outros. Os dois principais componentes do material particulado de exaustão são a fração orgânica solúvel (SOF) e a fração de fuligem. A SOF condensa na fuligem em camadas e geralmente é derivada de óleo diesel não queimado e óleos lubrificantes. A SOF pode existir na exaustão do diesel como vapor ou aerossol (ou seja, gotículas finas de condensado líquido), dependendo da temperatura do gás de exaustão. A fuligem é predominantemente composta por partículas de carbono.
[003] Catalisadores de oxidação compreendendo um metal precioso, tal como um ou mais metais do grupo da platina (PGMs), dispersos em um suporte de óxido de metal refratário, como alumina, são conhecidos para uso no tratamento de exaustão de motores a diesel, a fim de converter poluentes gasosos de hidrocarboneto e monóxido de carbono catalisando o oxidação desses poluentes em dióxido de carbono e água. Esses catalisadores têm sido geralmente contidos em unidades chamadas catalisadores de oxidação de diesel (DOC), que são colocados no caminho do fluxo de exaustão dos motores a diesel para tratar a exaustão antes que seja ventilada para a atmosfera. Normalmente, os catalisadores de oxidação de diesel são formados em substratos cerâmicos ou metálicos nos quais uma ou mais composições de revestimento de catalisador são depositadas. Além da conversão das emissões gasosas de HC e CO e do material particulado (porção SOF), os catalisadores de oxidação que contêm um ou mais PGMs promovem a oxidação de NO em NO2. Os catalisadores são normalmente definidos por sua temperatura de apagamento ou a temperatura na qual 50% de conversão é atingida, também chamada de T50.
[004] O NOx (uma combinação de NO e NO2) está contido em gases de exaustão, como aqueles de motores de combustão interna (por exemplo, em automóveis e caminhões), de instalações de combustão (por exemplo, centrais elétricas aquecidas por gás natural, óleo ou carvão), e de fábricas de produção de ácido nítrico. Vários métodos de tratamento têm sido usados para o tratamento de misturas de gases contendo NOx para diminuir a poluição atmosférica.
[005] Um método eficaz para reduzir o NOx de exaustão de motores de queima enxuta, como injeção direta de gasolina e motores de queima enxuta parcial, bem como de motores a diesel, requer a reação de NOx sob condições operacionais de motor de queima enxuta com um redutor adequado, como amônia, ureia, hidrogênio ou hidrocarbonetos na presença de um componente de catalisador de redução catalítica seletiva (SCR). O processo de SCR usa redução catalítica de óxidos de nitrogênio com um redutor (por exemplo, amônia) na presença de oxigênio atmosférico, resultando na formação predominantemente de nitrogênio e vapor: 4 NO + 4 NH3 + O2 → 4 N2 + 6 H2O (reação SCR padrão) (1), 2 NO2 + 4 NH3 + O2 → 3 N2 + 6 H2O (reação SCR lenta) (2); e NO+ NO2 + 2 NH3 → 2 N2 + 3 H2O (reação SCR rápida) (3),
[006] Peneiras moleculares, como zeólitos, têm sido usados na redução catalítica seletiva (SCR) de óxidos de nitrogênio com um redutor como amônia, ureia ou um hidrocarboneto na presença de oxigênio. Os zeólitos são materiais cristalinos com tamanhos de poros bastante uniformes que, dependendo do tipo de zeólito e do tipo e quantidade de cátions incluídos na rede do zeólito, variam de cerca de 3 a 10 Angstroms de diâmetro. Os zeólitos com aberturas de poros de 8 anéis e unidades de construção secundárias de seis anéis duplos, particularmente aqueles com estruturas em forma de gaiola, encontraram recentemente interesse no uso como catalisadores de SCR. Tipos específicos de zeólito com essas propriedades são a chabazita SSZ-13 (CHA) e SSZ-39 (AEI), que são um zeólito de poros pequenos com aberturas de poros de 8 membros (-3,8 Angstroms) acessíveis através de sua porosidade tridimensional.
[007] São conhecidos catalisadores zeólitos promovidos por metal, incluindo, entre outros, catalisadores zeólitos promovidos por ferro e cobre, para a redução catalítica seletiva de óxidos de nitrogênio com amônia. A prática de empregar CHA promovido por Cu como catalisador de SCR foi descrita no Pedido PCT WO 2008/106519.
[008] A patente US No. 5,958,370, em primeiro lugar, divulga a aplicação potencial de Cu-AEI em catalisadores de SCR.
[009] O pedido PCT WO 2008/132452 divulga um catalisador de SCR compreendendo pelo menos uma peneira molecular de poro pequeno, em que a referida peneira molecular compreende, entre outros, também promotores metálicos portadores de AEI.
[0010] Moliner et al. Chemical Communications (2012), 48 (66), 8264-8266, descreve a síntese de Cu-AEI e a sua utilização como um catalisador ativo e hidrotermicamente estável para a redução catalítica seletiva de NOx.
[0011] Com base no mesmo conjunto de dados experimentais, o Pedido PCT WO 2013/159825 reivindica a utilização de tal SCR AEI em combinação com um filtro de fuligem catalisado, no entanto, nenhum experimento para esta combinação em particular é fornecido.
[0012] O Pedido PCT WO 2014/141200 descreve zeólitos promovidos por metal com uma estrutura de AEI e uma razão molar de sílica para alumina (SAR) de cerca de 20 a cerca de 30 sendo mais hidrotermicamente estável em comparação com outros catalisadores de zeólito com SARs semelhantes e cargas de metal semelhantes.
[0013] Para melhorar ainda mais a conversão de NOx em sistemas de tratamento de exaustão de diesel, por conseguinte, é necessário um catalisador com eficiência de conversão de NO melhorada em relação às tecnologias atuais, enquanto fornece liberação de N2O minimizada, em particular em condições de baixa temperatura.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO
[0014] A presente invenção se refere a um sistema de tratamento de exaustão para um motor de queima enxuta, o sistema de tratamento de exaustão compreendendo um Catalisador de Oxidação de Diesel (DOC), um Filtro de Fuligem Catalisado (CSF), um primeiro injetor de redutor, um catalisador de Redução Catalisada Seletiva à base de zeólito AEI (SCR) e um primeiro Catalisador de Oxidação de Amônia (AMOX) a jusante para o catalisador de SCR à base de zeólito AEI.
[0015] Um primeiro aspecto da presente invenção se refere a um sistema de tratamento de exaustão para um motor de queima enxuta, o sistema de tratamento de exaustão compreendendo um Catalisador de Oxidação de
Diesel (DOC), um Filtro de Fuligem Catalisado (CSF), um primeiro injetor de redutor, um Catalisador de Redução Seletiva Catalisada à base de zeólito AEI (SCR) e um primeiro Catalisador de Oxidação de Amônia (AMOX) a jusante do catalisador de SCR à base de zeólito AEI; em que o zeólito AEI tem uma razão molar de sílica para alumina de 10-19, de preferência 14-18.
[0016] Um segundo aspecto da presente invenção se refere a um método para o tratamento de gases de exaustão de um motor de queima enxuta que compreende: (i) fornecer um sistema de tratamento de exaustão de acordo com o primeiro aspecto, e (ii) conduzir o gás de exaustão do motor de queima enxuta através do sistema de tratamento de exaustão.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0017] A Figura 1 é uma vista esquemática mostrando sistemas de tratamento de exaustão de acordo com uma ou mais formas de realização.
[0018] A Figura 2 é uma vista esquemática que mostra sistemas alternativos de tratamento de exaustão de acordo com uma ou mais formas de realização.
[0019] A Figura 3 é um gráfico que mostra a absorção de água do Zeólito AEI com SAR 16.
[0020] A Figura 4 é um gráfico que mostra a imagem SEM do Zeólito AEI com SAR 16.
[0021] A Figura 5 é um gráfico que mostra a imagem SEM do Zeólito AEI com SAR 21.
[0022] A Figura 6 é um gráfico que mostra os resultados comparativos para a conversão de NOx e formação de N2O para o sistema de tratamento de exaustão com o artigo de catalisador de SCR AEI do Exemplo 1 versus os sistemas de tratamento de exaustão para os artigos de catalisador de SCR AEI dos Exemplos comparativos 2 e 3.
[0023] A Figura 7 é um gráfico que mostra os resultados comparativos para a conversão de NOx e formação de N2O para o sistema de tratamento de exaustão com o artigo de catalisador de SCR AEI do Exemplo 1 versus o sistema de tratamento de exaustão para o artigo de catalisador de SCR AEI do Exemplo comparativo 2.
DESCRIÇÃO DE FORMAS DE REALIZAÇÃO
[0024] Antes de descrever várias formas de realização exemplares da invenção, deve ser entendido que a invenção não está limitada aos detalhes de construção ou etapas do processo estabelecidos na descrição a seguir. A invenção é capaz de outras formas de realização e de ser praticada ou realizada de várias maneiras.
[0025] Um importante problema encontrado no tratamento de correntes de gás de exaustão de automóvel é o assim chamado período de “arranque a frio”, o qual é o período de tempo no início do processo de tratamento, quando a corrente de gás de exaustão e o sistema de tratamento de gases de exaustão estão a temperaturas baixas. Além disso, durante certos períodos durante a condução normal, podem ocorrer baixas temperaturas, por exemplo, condução prolongada em baixa velocidade na cidade. Além disso, a melhoria contínua na eficiência da combustão de combustível com os desenvolvimentos recentes do motor está levando a uma diminuição geral nas temperaturas de saída do motor.
[0026] Em regiões de temperatura mais baixa em torno de 200 °C e mais baixas, há uma necessidade contínua de sistemas de tratamento de gases de exaustão para aumentar ainda mais a atividade, em particular para converter mais efetivamente óxidos de nitrogênio (NOx) em nitrogênio em temperaturas como as encontradas durante a arranque a frio ou condução prolongada em baixa velocidade na cidade. Como resultado, esforços consideráveis têm sido feitos para aliviar esse problema.
[0027] Além disso, a formação de óxido nitroso N2O como subproduto indesejado formado durante a reação de SCR, embora liberado em quantidades relativamente pequenas, deve ser minimizada ainda mais, devido ao seu alto “potencial de aquecimento global” (310 vezes maior do que o dióxido de carbono).
[0028] Foi surpreendentemente descoberto que tal catalisador de SCR baseado em AEI com uma razão molar de sílica para alumina de 10-19, de preferência 14-18, é mais eficaz na conversão de NOx sob várias condições de operação do motor em tal sistema de tratamento de exaustão em comparação com catalisadores AEI com maiores razões molares de sílica para alumina (SARs) no mesmo sistema de exaustão, bem como levando à liberação minimizada de N2O, mantendo níveis semelhantes de estabilidade hidrotérmica.
Mais surpreendentemente, tal sistema de catalisador também mostrou conversão aumentada de NOx não apenas em temperaturas muito baixas, mas também em altas temperaturas.
[0029] Assim, de acordo com as formas de realização da invenção, é fornecido um sistema de tratamento de exaustão para um motor de queima enxuta, o sistema de tratamento de exaustão compreendendo um Catalisador de Oxidação de Diesel (DOC), um Filtro de Fuligem Catalisado (CSF), um primeiro injetor de redutor, um Catalisador de Redução Seletiva Catalisada à base de zeólito AEI (SCR) e um primeiro Catalisador de Oxidação de Amônia (AMOX) a jusante para o catalisador de SCR à base de zeólito AEI; em que o zeólito AEI tem uma razão molar de sílica para alumina de 10-19, de preferência 14-18.
[0030] Com relação aos termos usados nesta divulgação, as seguintes definições são fornecidas.
[0031] Ao longo da descrição, incluindo as reivindicações, o termo “compreendendo um” ou “compreendendo uma” deve ser entendido como sendo sinônimo do termo “compreendendo pelo menos um/a”, a menos que especificado de outra forma, e “entre” deve ser entendido como incluindo os limites.
[0032] Os termos “um”, “uma” e “o”, “a” são usados para se referir a um ou mais de um (ou seja, a pelo menos um) do objeto gramatical do artigo.
[0033] O termo “e/ ou” inclui os significados “e”, “ou” e também todas as outras combinações possíveis dos elementos ligados a este termo.
[0034] Todas as percentagens e proporções são mencionadas em peso, a menos que seja indicado o contrário.
[0035] Tal como aqui utilizado, o termo ‘SAR’ se refere à razão molar de SiO2: Al2O3 ou razão molar de sílica para óxido de alumina. O pó de zeólito foi moldado em comprimidos e a razão molar de óxido de sílica para alumina (SAR) determinada por XRF com um PANalytical Axios-mAX.
[0036] Tal como aqui utilizado, os termos “catalisador” ou “material de catalização” ou “material catalítico” referem-se a um material ou mistura de materiais que promove uma reação.
COMPOSIÇÃO DE REDUÇÃO CATALÍTICA SELETIVA (SCR)
[0037] Um método eficaz para reduzir o NOx de exaustão de motores de queima enxuta, como injeção direta de gasolina e motores de queima enxuta parcial, bem como de motores a diesel, requer a reação de NOx sob condições operacionais de motor de queima enxuta com um redutor adequado, tal como amônia ou hidrocarboneto na presença de um componente de catalisador de redução catalítica seletiva (SCR). Nesse processo, o NOx é reduzido com um redutor adequado, como a amônia (NH3), a nitrogênio (N2) por meio de um catalisador de SCR. A tecnologia representa uma das melhores abordagens para atingir metas agressivas de redução de NOx. A fonte de amônia pode ser a ureia (normalmente presente em solução aquosa), entre outras. O SCR fornece conversões eficientes de NOx, desde que a temperatura de exaustão esteja dentro da faixa de temperatura ativa do catalisador, a janela de operação.
[0038] Composições de catalisador de SCR adequadas para uso no sistema podem catalisar eficazmente a redução de NOx, mesmo sob condições de baixa carga, que normalmente estão associadas a temperaturas de exaustão mais baixas, como ≤ 300 °C.
[0039] Composições de catalisador de SCR adequadas para uso no sistema também têm resistência térmica a temperaturas ≥ 550 °C. Essas altas temperaturas podem ser encontradas em condições de alta carga ou durante a regeneração de filtros de fuligem.
[0040] Pelas razões acima mencionadas, as composições de catalisador de SCR adequadas têm, de preferência, uma faixa de temperatura de operação ampla o suficiente para que possam acomodar as faixas de temperatura variáveis nas quais o veículo opera.
[0041] Em uma ou mais formas de realização, a conversão de NOx que passa através do catalisador de SCR está na faixa de cerca de 10% a cerca de 100% da conversão de NOx do sistema, de preferência na faixa de cerca de 30% a cerca de 100%, mais preferencialmente na faixa de cerca de 50% a cerca de 100%, nas condições de operação do motor.
[0042] Em uma ou mais formas de realização, um catalisador de SCR pode ser opcionalmente integrado com outras funções, como oxidação de CO, armazenamento de hidrocarbonetos, oxidação de hidrocarbonetos, armazenamento de NOx, oxidação de NO, armazenamento de amônia, oxidação de amônia, etc. como um catalisador ou em um “tijolo”. Por exemplo, um catalisador de SCR pode possuir a capacidade de uma função AMOx: conversão do componente NOx da corrente de exaustão em N2 e catalisar a reação de O2 com qualquer excesso de NH3 em N2 e H2O, de modo que NH3 não é emitido para a atmosfera. Por exemplo, um catalisador de SCR pode ser opcionalmente revestido com um filtro de fuligem. O filtro de fuligem catalisado compreendendo um catalisador de SCR é eficaz em duas funções: remoção do componente particulado da corrente de exaustão e conversão do componente NOx da corrente de exaustão em N2.
[0043] Em uma ou mais formas de realização, o SCR compreende pelo menos um zeólito ou componente de peneira molecular não zeolítica e/ ou pelo menos um componente de metal promotor.
[0044] Em formas de realização específicas, o SCR compreende um zeólito com tipo de estrutura selecionado a partir de, mas não limitado a, CHA, AEI, BEA, MFI, FAU, MOR, AFX e LTA ou uma mistura de dois ou mais dos mesmos e um tipo misto de dois ou mais dos mesmos, preferencialmente selecionados a partir do grupo que consiste em CHA, BEA e AEI, mais preferencialmente AEI.
[0045] O metal promotor pode ser qualquer um dos metais cataliticamente ativos reconhecidos que são usados na indústria de catalisador para formar zeólitos trocados por metal, particularmente aqueles metais que são conhecidos por serem cataliticamente ativos para tratar gases de exaustão derivados de um processo de combustão. Particularmente preferidos são os metais úteis nos processos de redução e armazenamento de NOx. O metal promotor deve ser amplamente interpretado e inclui especificamente cobre, ferro, vanádio, tungstênio, antimônio, níquel, zinco, molibdênio, cobalto, titânio, zircônio, manganês, cromo, nióbio, estanho, bismuto, etc; metais do grupo da platina, como platina, paládio, ródio, rutênio, índio e metais preciosos como ouro e prata, etc. Metais de transição são preferidos como metais promotores. Os metais básicos são mais preferidos como metais promotores.
[0046] Em uma ou mais formas de realização, o componente de metal básico é selecionado a partir de um ou ambos de cobre e ferro.
[0047] Em uma ou mais formas de realização específicas, o componente de metal promotor, por exemplo, selecionado a partir de cobre e ferro, tem um teor superior a cerca de 0,2% em peso, calculado como óxidos do metal e com base no peso total dos óxidos mais o zeólito ou composição de catalisador à base de peneira molecular não zeolítica. Em formas de realização específicas preferidas, o componente de metal básico tem um teor de cerca de 2% em peso a cerca de 10% em peso, de preferência de cerca de 2% em peso a cerca de 8% em peso, mais preferencialmente de cerca de 2,5% em peso a cerca de 6% em peso.
[0048] Em uma ou mais formas de realização específicas, o componente de metal promotor é cobre. O catalisador de SCR tem uma razão molar de cobre para alumina (alumina de zeólito ou peneira molecular não zeolítica) de cerca de 0,01 a 0,5, ou preferencialmente de 0,2 a 0,5.
[0049] Em uma ou mais formas de realização, o SCR compreende Cu e um zeólito com tipo de estrutura preferencialmente selecionado a partir de, mas não limitado a, CHA, AEI, BEA, MFI, FAU, MOR, AFX e LTA ou uma mistura de dois ou mais dos mesmos e um tipo misto de dois ou mais dos mesmos, mais preferencialmente selecionado a partir do grupo que consiste em CHA e AEI, em que o material zeolítico compreendendo cobre contido no catalisador de SCR tem uma estrutura do tipo AEI.
[0050] As peneiras moleculares são classificadas pela Structure Commission of the International Zeolite Association de acordo com as regras da lUPAC Commission on Zeolite Nomenclature. De acordo com esta classificação, zeólitos do tipo estrutura e outras peneiras moleculares microporosas cristalinas, para as quais uma estrutura foi estabelecida, são atribuídos a um código de três letras e são descritos no Atlas of Zeolite Framework Types, 5ª edição, Elsevier, Londres, Inglaterra (2001).
[0051] Entre os referidos materiais zeolíticos, SSZ-39 é um exemplo bem estudado, em que é o representante da classe de materiais zeolíticos com um esqueleto estrutural AEI. Além de aluminossilicatos, tais como
SSZ-39, a classe de materiais zeolíticos com um esqueleto estrutural AEI compreende compostos compreendendo ainda fósforo na estrutura estrutural que são, consequentemente, referidos como silicoaluminofosfatos (SAPO), no caso particular da estrutura de AEI denotada como SAPO-18. Os materiais zeolíticos do tipo de estrutura de AEI são caracterizados por sistemas tridimensionais de poros/ canais de anéis com 8 membros (8MR) contendo dois anéis de seis (D6R) e gaiolas.
[0052] Em uma ou mais formas de realização, há uma restrição quanto à razão molar SiO2: Al2O3 (SAR) exibida para o catalisador zeolítico inventivo com um esqueleto estrutural do tipo AEI. Consequentemente, a título de exemplo, o material zeolítico com um esqueleto estrutural do tipo AEI pode ter uma razão molar SiO2: Al2O3 compreendida na faixa de qualquer lugar de 5 a 20, em que preferencialmente, a razão molar de SiO2: Al2O3 está compreendida na faixa de 8 a 20, mais preferencialmente de 9 a 19,5, e ainda mais preferencialmente de 10 a 19. De acordo com formas de realização particularmente preferidas, o catalisador zeolítico inventivo tendo um esqueleto estrutural do tipo AEI tem uma razão molar de SiO2: Al2O3 compreendida na faixa de 14 a 18.
[0053] Em uma ou mais formas de realização, o zeólito AEI no catalisador de SCR, a título de exemplo, tem um tamanho de cristal na faixa de 0,1 a 2,5 mícrons, de preferência, o tamanho do cristal está na faixa de 0,3 a 2,0, mais preferencialmente de 0,5 a 1,8, e ainda mais preferencialmente de 0,8 a 1,5. De acordo com formas de realização particularmente preferidas, o catalisador zeolítico inventivo tendo um esqueleto estrutural do tipo AEI tem tamanho de cristal compreendido na faixa de 1,0 a 1,5 mícrons.
[0054] O tamanho do cristal foi obtido pela coleta de imagens dos cristais primários do pó de zeólito em um microscópio eletrônico Hitachi SU-1510 após o pré-tratamento da amostra de pó por pulverização com ouro.
[0055] Em uma ou mais formas de realização, o zeólito AEI no catalisador de SCR, a título de exemplo, tem um tamanho de aglomerado com um d10 médio na faixa de 0,5 a 2,5 mícrons, em que de um modo preferido, o tamanho de aglomerados com um d10 médio está compreendido na faixa de 0,7 a 2,0, mais preferencialmente 0,8 a 1,6, e ainda mais preferivelmente de 1,0 a 1,5. De acordo com formas de realização particularmente preferidas, o catalisador zeolítico inventivo tendo um esqueleto estrutural do tipo AEI tem um tamanho de aglomerado com um d10 médio compreendido na faixa de 1,2 a 1,4 mícrons.
[0056] A medição PSD foi conduzida em Sympatec Helos-quixel com uma lente R2. A amostra em pó foi suspensa em água DI para formar uma pasta com um teor de sólidos de 33,3% e submetida à medição PSD sem ultrassonicação prévia.
[0057] Em uma ou mais formas de realização, o zeólito AEI no catalisador de SCR, a título de exemplo, tem um tamanho de aglomerados com um d90 médio na faixa de entre 5 a 30 mícrons, em que, de preferência, o tamanho do aglomerado com um d90 médio está compreendido na faixa de 5,5 a 28, mais preferencialmente de 6 a 20, e ainda mais preferencialmente de 7 a
15. De acordo com formas de realização particularmente preferidas, o catalisador zeolítico inventivo tendo um esqueleto estrutural do tipo AEI tem um tamanho de aglomerados com um d90 médio compreendido na faixa de 7,2 a 14 mícrons.
[0058] Em uma ou mais formas de realização, o zeólito AEI no catalisador de SCR, a título de exemplo, tem uma área de superfície zeolítica (ZSA) de pelo menos 450 m2/ g, em que, de preferência, a área de superfície zeolítica é maior do que 470 m2/ g, mais preferivelmente maior do que cerca de 500 m2/ g, e ainda mais preferivelmente maior do que 525 m 2/ g. De acordo com formas de realização particularmente preferidas, o catalisador zeolítico inventivo possuindo um esqueleto estrutural do tipo AEI tem uma área de superfície zeolítica de 550 a 700 m2/ g.
[0059] Em uma ou mais formas de realização, o zeólito AEI no catalisador de SCR, a título de exemplo, tem uma área de superfície da matriz (MSA) menor do que 50 m2/ g, em que, de preferência, a área da superfície da matriz é menor do que 40 m2/ g, mais preferivelmente menor do que 30 m2/ g, e ainda mais preferencialmente menor do que 25 m2/ g. De acordo com formas de realização particularmente preferidas, o catalisador zeolítico inventivo possuindo um esqueleto estrutural do tipo AEI com a área de superfície da matriz sendo menor do que 20 m2/ g e maior do que 0 m2/ g.
[0060] Tal como aqui utilizado, o termo “área de superfície zeolítica” se refere ao método t-plot de deBoer para determinar a área de superfície do microporo por adsorção e dessorção de N2.
[0061] Tal como aqui utilizado, o termo “área superficial de matriz” se refere ao método t-plot de deBoer para determinar a área de superfície externa de adsorção e de dessorção de N2.
[0062] Conforme usado neste documento, o termo “área de superfície total” se refere ao método de Brunauer, Emmett, Teller (BET) para determinar a área de superfície por adsorção de N2. O diâmetro do poro e o volume total do poro também podem ser determinados por meio da adsorção ou dessorção de N2.
[0063] As medições de ZSA e MSA para as amostras de pó de zeólito foram realizadas em um Micromeritics ASAP 2420 usando o protocolo de medição t-plot com nitrogênio como gás de sonda. Antes da medição, a amostra é desgaseificada a 350 °C por 2 horas.
[0064] A medição BET para as amostras de pó de zeólito foram realizadas em um Micromeritics ASAP 2420 usando o protocolo de medição BET com nitrogênio como gás de sonda. Antes da medição, a amostra é desgaseificada a 350 °C por 2 horas.
[0065] Em uma ou mais formas de realização, o zeólito AEI no catalisador de SCR, a título de exemplo, tem uma densidade compactada após 100 batidas na faixa de qualquer lugar de 0,10 a 0,90 g/ ml, em que, de preferência, a densidade compactada após 100 batidas está compreendida na faixa de 0,15 a 0,75, mais preferencialmente de 0,2 a 0,6, e ainda mais preferencialmente de 0,25 a 0,5. De acordo com formas de realização particularmente preferidas, o catalisador zeolítico inventivo tendo um esqueleto estrutural do tipo AEI tem uma densidade compactada após 100 batidas compreendida na faixa de 0,3 a 0,4 g/ ml.
[0066] A densidade compactada é medida no ERWEKA SVM 222.
Cerca de 80 ml de amostra foi colocada em um cilindro graduado e compactada 100 vezes em 1 minuto com a altura da torneira sendo 3 mm.
[0067] Em uma ou mais formas de realização, o zeólito AEI no catalisador de SCR tem uma absorção de água de pelo menos 250 cm3/ g a uma pressão de água relativa P/ P0 de 0,5 a 295 K após desgaseificação por 5 horas a 300 °C, em que preferencialmente, a absorção de água é maior do que 255 cm3/ g, mais preferencialmente maior do que 260 cm3/ g e ainda mais preferencialmente maior do que 265 cm3/ g. De acordo com formas de realização particularmente preferidas, o catalisador zeolítico inventivo tendo um esqueleto estrutural do tipo AEI tem absorção de água de 270 a 850 cm3/ g a uma pressão de água relativa P/ P0 de 0,5 a 295 K após desgaseificação por 5 horas a 300 °C.
[0068] Isotermas de água foram medidas em um BEL Japan BELSORP-aqua3 para uma amostra de zeólito em pó. Antes das medições de adsorção de água, a água (analito) foi congelada rapidamente sob nitrogênio líquido e, em seguida, evacuada sob vácuo dinâmico pelo menos 5 vezes para remover quaisquer gases no reservatório de água. A temperatura de medição foi controlada com um circulador de água e ajustada para 298 K. Hélio foi usado para a estimativa do espaço morto para medições de adsorção de gás e água.
A amostra de pó de zeólito foi desgaseificada a 300 °C por 5 horas.
[0069] Dependendo das necessidades específicas de sua aplicação, o zeólito AEI de acordo com formas de realização particulares e preferidas do presente pedido pode ser empregado como tal, como na forma de um pó, um pó pulverizado ou um granulado pulverizado para fazer uma pasta.
[0070] No que diz respeito à fabricação de pasta e ao procedimento de revestimento para preparar o catalisador de AEI para o sistema de tratamento de gás de exaustão inventivo, não há nenhuma restrição particular em relação ao método de impregnação específico que é aplicado para introduzir Cu ou Fe, nem em relação a se a referida etapa é repetida e, em caso afirmativo, quantas vezes essa etapa é repetida. Assim, a título de exemplo, a produção de pasta pode ser conduzida com a ajuda de um solvente ou mistura de solventes em que o íon a ser trocado é adequadamente dissolvido ou suspenso. No que diz respeito ao tipo de solvente que pode ser usado, não há novamente nenhuma restrição particular a este respeito, desde que os íons a serem trocados, isto é, cobre e/ ou ferro e de preferência cobre ou ferro, possam ser solvatados ou suspensos.
[0071] Em uma ou mais formas de realização, o material zeolítico com um esqueleto estrutural do tipo AEI contém ferro ou cobre como um elemento não estrutural, bem como no que diz respeito a formas de realização particularmente preferidas em que o material zeolítico compreende apenas cobre como elemento não estrutural, não há restrição particular quanto à razão molar de Cu: Al do material zeolítico, desde que a carga total de ferro e cobre como elementos não estruturais calculados como Fe2O3 e CuO esteja compreendida na faixa de 0,1 a 25% em peso, de preferência 2,0 a 8,0% em peso, mais preferencialmente 2,5 a 6,0% em peso. Assim, a título de exemplo, a razão molar de Cu: Al do material zeolítico pode variar de 0,01 a 1, em que de preferência a razão molar de Cu: Al está compreendida na faixa de 0,1 a 0,5, mais preferencialmente de 0,2 a 0,5 e ainda mais preferencialmente de 0,25 a 0,45.
De acordo com formas de realização particularmente preferidas da presente invenção, a razão molar de Cu: Al do material zeolítico varia de 0,3 a 0,4.
[0072] Em uma ou mais formas de realização, o segundo material zeolítico tendo um esqueleto estrutural do tipo AEI, tipo CHA ou tipo BEA contém ferro ou cobre como um elemento não estrutural, bem como no que diz respeito a formas de realização particularmente preferidas em que apenas o material zeolítico compreende cobre como elemento não estrutural, não há novamente nenhuma restrição particular quanto à razão molar de Fe : Al do material zeolítico, desde que a carga total de cobre e ferro como elementos não estruturais, respectivamente calculado como Fe2O3 e CuO está compreendido na faixa de 0,1 a 25% em peso, de preferência 2,0 a 8,0% em peso, mais preferencialmente 2,5 a 6,0% em peso. Assim, a título de exemplo, a razão molar de Fe: Al do material zeolítico pode variar de 0,01 a 1, em que, de preferência, a razão molar de Fe: Al está compreendida na faixa de 0,05 a 0,7, mais preferencialmente de 0,1 a 0,5, mais preferencialmente de 0,15 a 0,4, mais preferencialmente de 0,18 a 0,35, e ainda mais preferencialmente de 0,2 a 0,3.
De acordo com formas de realização particularmente preferidas da presente invenção, a razão molar de Fe: Al do material zeolítico varia de 0,22 a 0,28.
[0073] Em algumas formas de realização preferidas, o material zeolítico é trocado por íons durante o processo de fabricação de pasta tanto com ferro ou cobre. De acordo com as referidas formas de realização preferidas da presente invenção, em que o material zeolítico é trocado por íons durante o processo de fabricação de pasta com cobre sozinho, não há restrição particular quanto à quantidade de cobre no material de troca iônica obtido durante o processo de fabricação de pasta, desde que a sua quantidade total está compreendida na faixa de 0,1 a 25% em peso calculado como CuO. De acordo com formas de realização particularmente preferidas, no entanto, a quantidade total de cobre está compreendida na faixa de 0,5 a 10% em peso, mais preferencialmente de 2 a 8% em peso, e ainda mais preferencialmente de 2,5 a 6% em peso. De acordo com suas formas de realização particularmente preferidas, a quantidade total de cobre que é trocado por íons durante o processo de fabricação de pasta está compreendido na faixa de 4 a 5% em peso calculado como CuO.
[0074] Os surpreendentes efeitos técnicos da presente invenção são particularmente pronunciados em um carregamento equilibrado de cobre e/ ou ferro no material zeolítico obtido durante o processo de fabricação de pasta e aplicado no sistema de tratamento de exaustão da invenção.
Consequentemente, as formas de realização da presente invenção são particularmente preferidas, em que a quantidade total de cobre e/ ou ferro no material de troca iônica está compreendida na faixa de 3 a 10% em peso calculada como Fe2O3 e CuO, respectivamente. Ainda mais preferencialmente, a quantidade total de cobre e/ ou ferro está compreendida na faixa de 3,5 a 8% em peso, e ainda mais preferencialmente de 4 a 6% em peso. De acordo com ainda outras formas de realização preferidas dos mesmos, a quantidade total de cobre e/ ou ferro no material de troca iônica obtido na etapa (3) varia de 4 a 5% em peso calculada como Fe2O3 e CuO, respectivamente.
[0075] Assim, a título de exemplo, qualquer composto adequado de ferro(II) e/ ou ferro(III), de preferência qualquer composto de ferro(II), pode ser empregado, tal como um ou mais sais de ferro(II) e/ ou ferro(III), e mais preferencialmente um ou mais sais de ferro(II), selecionados a partir do grupo que consiste em haletos de ferro, de preferência cloreto de ferro e/ ou brometo de ferro, mais preferencialmente cloreto de ferro, perclorato de ferro, sulfito de ferro, sulfato de ferro, hidrogenossulfato de ferro, nitrito de ferro, nitrato de ferro,
dihidrogenofosfato de ferro, hidrogenofosfato de ferro, carbonato de ferro, hidrogenocarbonato de ferro, acetato de ferro, citrato de ferro, malonato de ferro, oxalato de ferro, tartarato de ferro e misturas de dois ou mais dos mesmos. De preferência, o um ou mais compostos de ferro usados para troca iônica durante a etapa de fabricação de pasta são preferencialmente selecionados a partir do grupo que consiste em cloreto de ferro e/ ou brometo de ferro, de preferência cloreto de ferro, perclorato de ferro, sulfato de ferro, nitrato de ferro, acetato de ferro e misturas de dois ou mais dos mesmos, em que preferencialmente o um ou mais compostos de ferro é um composto de ferro(II) ou ferro(III). De acordo com formas de realização particularmente preferidas da presente invenção, o ferro usado para troca iônica durante a etapa de produção de pasta compreende nitrato de ferro, de preferência nitrato de ferro(III), em que ainda mais preferencialmente nitrato de ferro(III) é usado como o composto de ferro durante a etapa de produção de pasta.
[0076] Em relação ao composto de cobre que pode ser usado para troca iônica durante a etapa de fabricação de pasta, novamente, qualquer composto de cobre(I) e/ ou cobre(II) adequado pode ser usado, em que preferencialmente é usado um composto de cobre(II) que é de preferência um sal de cobre(II). Assim, a título de exemplo, um ou mais sais de cobre(II) podem ser usados, os quais são selecionados a partir do grupo que consiste em haletos de cobre(II), de preferência cloreto de cobre(II) e/ ou brometo de cobre(II), mais preferencialmente cloreto de cobre(II), perclorato de cobre(II), sulfito de cobre(II), hidrogenossulfato de cobre(II), sulfato de cobre(II), nitrito de cobre(II), nitrato de cobre(II), dihidrogenofosfato de cobre(II), hidrogenofosfato de cobre(II), fosfato de cobre(II), hidrogenocarbonato de cobre(II), carbonato de cobre(II), acetato de cobre(II), citrato de cobre(II), malonato de cobre(II), oxalato de cobre(II), tartarato de cobre(II), óxido de cobre(II) e misturas de dois ou mais dos mesmos, em que mais preferencialmente o sal de cobre(II) é selecionado a partir do grupo que consiste em cloreto de cobre(II) e/ ou brometo de cobre(II), de preferência cloreto de cobre(II), sulfato de cobre(II), nitrato de cobre(II), acetato de cobre(II), óxido de cobre(II) e misturas de dois ou mais dos mesmos. De acordo com formas de realização particularmente preferidas da presente invenção, o cobre usado para troca iônica durante a etapa de produção de pasta compreende óxido de cobre(II), em que mais preferencialmente o composto de cobre usado para troca iônica durante a etapa de produção de pasta é o óxido de cobre(II).
[0077] Assim, em uma ou mais formas de realização, o material zeolítico submetido ao processo de fabricação de pasta pode ser opcionalmente trocado por íon com H+ e/ ou NH4+, preferencialmente com H+ e/ ou preferencialmente e opcionalmente calcinado antes da troca iônica com cobre e/ ou ferro durante a etapa de fabricação da pasta. De acordo com formas de realização preferidas da presente invenção, o material zeolítico obtido é primeiro trocado por íon com H+ antes da troca iônica com cobre e/ ou ferro durante a etapa de fabricação de pasta. A este respeito, qualquer procedimento de troca iônica concebível, como, por exemplo, o tratamento do material zeolítico com um ácido, como um meio ácido e, em particular, com uma solução ácida pode ser empregado para alcançar a troca de elementos iônicos não estruturais contidos no material zeolítico contra H+. De acordo com a presente invenção, é no entanto particularmente preferido que a referida troca iônica de elementos não estruturais contra H+ seja alcançada por primeiro fazer a troca iônica de um ou mais dos elementos iônicos não estruturais contidos no material zeolítico contra amônio, tal como por meio de contato do material zeolítico com a solução contendo amônio, após o que o material zeolítico que foi trocado por íon com amônio é calcinado. De acordo com as referidas formas de realização particularmente preferidas, o procedimento de troca de amônio seguido pelo procedimento de calcinação é repetido uma ou mais vezes, e de preferência repetido duas vezes, proporcionando assim a forma H do material zeolítico usado no processo de fabricação de pasta.
[0078] Em algumas formas de realização preferidas, o pó ou material de zeólito AEI pulverizado em sua forma H é misturado com ou revestido por um aglutinante refratário adequado. Em geral, aglutinantes adequados são todos os compostos que conferem adesão e/ ou coesão entre as partículas de material zeolítico a serem ligadas, o que vai além da fisiossorção que pode estar presente sem um aglutinante. Exemplos de tais aglutinantes são óxidos de metal, tais como, por exemplo, SiO2, Al2O3, TiO2, ZrO2 ou MgO ou argilas, ou misturas de dois ou mais destes compostos. As argilas de ocorrência natural que podem ser empregadas incluem a família montmorilonita e caulim, cujas famílias incluem as subbentonitas e os caulins comumente conhecidos como argilas Dixie, McNamee, Geórgia e Flórida ou outras em que o principal constituinte mineral é aloisita, caulinita, dickita, nacrita ou anauxita. Essas argilas podem ser usadas no estado bruto como originalmente extraída ou inicialmente submetidas a calcinação, tratamento com ácido ou modificação química. Além disso, o material zeolítico de acordo com a presente invenção pode ser composto com um material de matriz porosa, tal como sílica-alumina, sílica-magnésia, sílica- zircônia, sílica-toria, sílica-berílio e sílica-titânia, bem como composições ternárias, tais como como sílica-alumina-tória, sílica-alumina-zircônia, sílica- alumina-magnésia e sílica-magnésia-zircônia.
[0079] Em algumas formas de realização preferidas, o pó ou o material pulverizado, opcionalmente após a mistura ou revestimento por um aglutinante refratário adequado, como descrito acima, é formado em uma pasta, por exemplo com água para formar uma mistura aquosa, que é depositada sobre um transportador refratário adequado. A pasta também pode compreender outros compostos, tais como, por exemplo, estabilizadores, antiespumantes, promotores, dispersantes, tensoativos, modificadores de reologia ou semelhantes. Normalmente, o veículo compreende um membro, muitas vezes referido como um veículo “favo de mel”, compreendendo um ou mais corpos refratários com uma pluralidade de passagens finas de fluxo de gás paralelas que se estendem através dos mesmos. Esses veículos são bem conhecidos na técnica e podem ser feitos de qualquer material adequado, como cordierita ou semelhante.
[0080] Em uma ou mais formas de realização, o processo de revestimento com a mistura aquosa em que a mistura aquosa consiste em água de 10 a 90% em peso, de preferência de 25 a 80% em peso, mais preferencialmente de 40 a 70% em peso.
[0081] Em uma ou mais formas de realização, a mistura aquosa preparada compreende o material oxídico não zeolítico em uma quantidade na faixa de 2 a 50% em peso, de preferência na faixa de 3 a 35% em peso, mais preferencialmente na faixa de 4 a 20% em peso, com base no peso do material zeolítico compreendido na mistura aquosa.
[0082] Em uma ou mais formas de realização, a mistura aquosa compreende ainda um precursor de um aglutinante oxídico, em que o precursor é de preferência um ou mais de um sal de alumínio, um sal de silício, um sal de zircônio e um sal de titânio, mais preferencialmente um ou mais de um sal de zircônio e um sal de alumínio, mais preferencialmente um sal de zircônio, mais preferencialmente acetato de zircônio; em que mais preferencialmente, na mistura aquosa preparada, a quantidade de precursor calculada como óxido, de preferência como alumina, sílica, zircônia ou titânia, mais preferencialmente do sal de zircônio calculado como ZrO2, está na faixa de 1 a 10% em peso, mais preferencialmente na faixa de 2 a 8% em peso, mais preferencialmente na faixa de 3 a 7% em peso, com base no peso do material zeolítico compreendido na mistura aquosa.
[0083] Em uma ou mais formas de realização, a mistura aquosa preparada compreende ainda um aditivo, de preferência em uma quantidade na faixa de 0,5 a 15% em peso, mais preferencialmente na faixa de 1 a 7,5% em peso, com base no peso do material zeolítico compreendido na mistura aquosa preparada.
[0084] Em uma ou mais formas de realização, a mistura aquosa preparada compreende ainda um açúcar, de preferência um ou mais de sacarose, glicose e frutose, mais preferencialmente sacarose, em que a mistura aquosa preparada compreende preferencialmente o açúcar em uma quantidade na faixa de 1 a 15% em peso, de preferência na faixa de 2 a 10% em peso, mais preferencialmente na faixa de 2,5 a 6% em peso, com base no peso do material zeolítico compreendido na mistura aquosa preparada.
[0085] Em uma ou mais formas de realização, a mistura aquosa preparada, em que o processo de preparação da pasta compreende ainda moer a mistura aquosa, de preferência até que as partículas da mistura aquosa tenham um D90 na faixa de 0,5 a 50 micrômetros, mais preferencialmente na faixa de 2 a 30 micrômetros, mais preferencialmente na faixa de 2 a 20 micrômetros.
[0086] Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de SCR preparada de acordo com o processo de preparação tem uma distribuição de tamanho de partícula (PSD) D50 de cerca de 1 mícron a cerca de 10 mícron. Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de SCR tem distribuição de tamanho de partícula D90 de cerca de 2 mícrons a cerca de 30 mícrons.
[0087] Em algumas formas de realização preferidas, o material zeolítico de acordo com qualquer uma das formas de realização particulares e preferidas, conforme descrito no presente pedido, é usado como um catalisador e/ ou suporte de catalisador, de preferência como um catalisador em um processo de redução catalítica seletiva (SCR) para a redução seletiva dos óxidos de nitrogênio NOx.
[0088] Consequentemente, a presente invenção se refere a um método para reduzir seletivamente óxidos de nitrogênio NOx por contato de uma corrente de gás contendo NOx com um catalisador contendo o material zeolítico tendo um esqueleto estrutural do tipo AEI de acordo com qualquer uma das formas de realização particulares e preferidas, conforme descrito no presente pedido, em particular sob condições de redução adequadas. Dentro do significado da presente invenção, os termos “óxidos de nitrogênio” e “NOx” designam monóxido de nitrogênio (NO), dióxido de nitrogênio (NO 2) e/ ou misturas dos mesmos e, de preferência, designam uma mistura de NO e NO2.
[0089] Para configurar o sistema de exaustão da invenção, o zeólito AEI pode ser disposto sobre um substrato. Em uma ou mais formas de realização, o substrato pode ser qualquer um dos materiais normalmente usados para preparar catalisadores e geralmente compreenderá uma estrutura de favo de mel de cerâmica ou metal. Qualquer substrato adequado pode ser empregado, tal como um substrato monolítico do tipo tendo finas passagens de fluxo de gás paralelas que se estendem através do mesmo a partir de uma face de entrada ou de saída do substrato, de modo que as passagens sejam abertas para fluxo de fluido através do mesmo (referido como fluxo em colmeia através de substratos). As passagens, que são caminhos essencialmente retos de sua entrada de fluido para sua saída de fluido, são definidas por paredes nas quais o material catalítico é disposto como um washcoat (camada de recobrimento), de modo que os gases que fluem através das passagens entram em contato com o material catalítico. As passagens de fluxo do substrato monolítico são canais de paredes finas, que podem ser de qualquer formato e tamanho de seção transversal adequados, como trapezoidal, retangular, quadrado, sinusoidal, hexagonal, oval, circular, etc. Tais estruturas podem conter cerca de 60 a cerca de 400 ou mais aberturas de entrada de gás (isto é, células) por polegada quadrada (2,54 cm x 2,54 cm) de seção transversal.
[0090] Em uma ou mais formas de realização, o substrato também pode ser um substrato de filtro de fluxo de parede, onde os canais são alternadamente bloqueados, permitindo que uma corrente gasosa que entra nos canais a partir de uma direção (direção de entrada) flua através das paredes do canal e saia dos canais a partir da outra direção (direção de saída). A composição de catalisador pode ser revestida no filtro de fluxo de passagem ou de fluxo de parede. Se um substrato de fluxo de parede for utilizado, o sistema resultante será capaz de remover material particulado juntamente com poluentes gasosos. O substrato de filtro de fluxo de parede pode ser feito de materiais comumente conhecidos na técnica, tais como cordierita, titanato de alumínio ou carboneto de silício. Será entendido que o carregamento da composição catalítica em um substrato de fluxo de parede dependerá das propriedades do substrato, como porosidade e espessura da parede, e normalmente será menor do que o carregamento em um substrato de fluxo de passagem.
[0091] Em uma ou mais formas de realização, o substrato de cerâmica pode ser feito de qualquer material refratário adequado, por exemplo, cordierita, cordierita-alumina, nitreto de silício, mulita de zircônio, espodumênio, alumina-sílica magnésia, silicato de zircônio, silimanita, silicato de magnésio, zircônio, petalita, alfa-alumina, um aluminossilicato e semelhantes.
[0092] Os substratos úteis para os catalisadores das formas de realização da presente invenção também podem ser de natureza metálica e ser compostos por um ou mais metais ou ligas metálicas. Os substratos metálicos podem ser empregados em vários formatos, tais como folha ondulada ou forma monolítica. Os suportes metálicos adequados incluem os metais resistentes ao calor e ligas metálicas, tais como titânio e aço inoxidável, bem como outras ligas nas quais o ferro é um componente substancial ou principal. Essas ligas podem conter um ou mais de níquel, cromo e/ ou alumínio, e a quantidade total desses metais pode compreender vantajosamente pelo menos 15% em peso da liga,
por exemplo, 10 a 25% em peso de cromo, 3 a 8% em peso de alumínio e até 20% em peso de níquel. As ligas também podem conter quantidades traço ou vestígios de um ou mais outros metais, como manganês, cobre, vanádio, titânio e semelhantes. A superfície ou os substratos de metal podem ser oxidados a altas temperaturas, por exemplo, 1000 °C e superiores, para melhorar a resistência à corrosão das ligas, formando uma camada de óxido nas superfícies dos substratos. Tal oxidação induzida por alta temperatura pode aumentar a aderência do suporte de óxido de metal refratário e promover cataliticamente componentes de metal para o substrato.
[0093] Em formas de realização alternativas, o material zeolítico de acordo com a presente invenção com um esqueleto estrutural do tipo AEI pode ser depositado sobre um substrato de espuma de célula aberta. Esses substratos são bem conhecidos na técnica e são normalmente formados de materiais cerâmicos ou metálicos refratários.
[0094] Em algumas formas de realização preferidas, o material zeolítico é revestido após o processo de fabricação de pasta em um substrato adequado, conforme descrito nas formas de realização anteriores. De acordo com as referidas formas de realização preferidas nas quais o material zeolítico é revestido após o processo de fabricação de pasta, não há restrição particular quanto à quantidade de pasta revestida em tal substrato, desde que o ganho seco total da mesma esteja compreendido na faixa de 10 a 350 g/ l calculado como ganho seco total após calcinação em relação ao volume do substrato em branco. De acordo com formas de realização particularmente preferidas, no entanto, o ganho seco total está compreendido na faixa de 20 a 300 g/ l, mais preferencialmente de 50 a 250 g/ l, e ainda mais preferencialmente de 80 a 200 g/ l. De acordo com suas formas de realização particularmente preferidas, o ganho seco total no substrato está compreendido na faixa de 100 a 200 g/ l calculado como ganho seco total após a calcinação em relação ao peso do substrato sem tratamento.
[0095] Em algumas formas de realização mais preferidas, a mistura aquosa é disposta de acordo com x% do comprimento axial do substrato da extremidade de entrada à extremidade de saída do substrato ou da extremidade de saída à extremidade de entrada do substrato, em que x está na faixa de 80 a 100, de preferência na faixa de 90 a 100, mais preferencialmente na faixa de 95 a 100, mais preferencialmente na faixa de 98 a 100.
[0096] Em uma ou mais formas de realização, o processo de revestimento com a pasta aquosa, em que o substrato é um substrato de filtro de fluxo de parede, de preferência um ou mais de um substrato de filtro de fluxo de parede de cordierita, um substrato de filtro de fluxo de parede de carboneto de silício e um substrato de filtro de fluxo de parede de titanato de alumínio, mais preferencialmente um ou mais de um substrato de filtro de fluxo de parede de carboneto de silício e um substrato de filtro de fluxo de parede de titanato de alumínio, mais preferencialmente um substrato de filtro de fluxo de parede de carboneto de silício.
[0097] Em uma ou mais formas de realização, o processo de revestimento com a pasta aquosa, em que o substrato é um substrato de fluxo de passagem, de preferência um ou mais de um substrato de fluxo de passagem de cordierita, um substrato de fluxo de passagem de carboneto de silício e um substrato de fluxo de passagem titanato de alumínio, mais preferencialmente um ou mais de um substrato de fluxo de passagem de carboneto de silício e um substrato de fluxo de passagem de titanato de alumínio, mais preferencialmente um substrato de fluxo de passagem de carboneto de silício.
[0098] Em uma ou mais formas de realização, o processo de revestimento com a pasta aquosa, em que a secagem do substrato revestido é realizada em uma atmosfera de gás com uma temperatura na faixa de 60 a 300 °C, de preferência na faixa de 90 a 200 °C, a atmosfera de gás preferencialmente compreendendo oxigênio.
[0099] Em uma ou mais formas de realização, o processo de revestimento com a pasta aquosa, em que a secagem é realizada em uma atmosfera de gás por uma duração na faixa de 10 segundos a 15 minutos, de preferência na faixa de 20 segundos a 10 minutos, mais preferencialmente de 30 segundos a 5 minutos, a atmosfera de gás preferencialmente compreendendo oxigênio.
[00100] O processo de revestimento com a pasta aquosa, em que a deposição compreende: (ii.1) dispor uma primeira porção da mistura aquosa sobre a superfície das paredes internas de um substrato que compreende uma extremidade de entrada, uma extremidade de saída, um comprimento axial do substrato que se estende desde a extremidade de entrada até a extremidade de saída e uma pluralidade de passagens definidas pelas paredes internas do substrato que se estendem através delas; e secar o substrato que compreende a primeira porção da mistura disposta sobre o mesmo; e (ii.2) dispor uma segunda porção da mistura aquosa sobre o substrato que compreende a primeira porção da mistura disposta sobre o mesmo obtida em (ii.1) e, opcionalmente, secar o substrato que compreende a primeira e a segunda porção da mistura disposta sobre o mesmo.
[00101] Em uma ou mais formas de realização, o processo de revestimento com a pasta aquosa, em que antes de dispor uma primeira porção da mistura aquosa na superfície das paredes internas de um substrato de acordo com (i.1), a mistura aquosa obtida é ainda diluída.
[00102] Em uma ou mais formas de realização, o processo de revestimento com a pasta aquosa, em que a mistura aquosa revestida e seca é ainda calcinada em uma atmosfera de gás com uma temperatura na faixa de 300 a 900 °C, de preferência na faixa de 400 a 650 °C, mais preferencialmente na faixa de 400 a 500 °C ou mais preferencialmente na faixa de 550 a 600 °C, a atmosfera de gás preferencialmente compreendendo oxigênio.
[00103] Em uma ou mais formas de realização, o processo de revestimento com a pasta aquosa, em que a calcinação é realizada em uma atmosfera de gás por uma duração na faixa de 0,1 a 4 horas, de preferência na faixa de 0,2 a 2,0 horas, a atmosfera de gás de preferência compreendendo oxigênio.
[00104] Em uma ou mais formas de realização, um catalisador de SCR compreendendo um material zeolítico compreendendo cobre, o referido catalisador sendo obtido ou obtenível pelo processo de revestimento com a pasta aquosa seguida por secagem e calcinação.
[00105] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de SCR, em que de 75 a 100% em peso, de preferência de 78 a 100% em peso, mais preferencialmente de 80 a 100% em peso, do cobre ou ferro compreendido no catalisador está compreendido no material zeolítico.
[00106] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de SCR, em que o catalisador compreende o material zeolítico com uma carga na faixa de 0,5 a 6 g/ pol³, de preferência na faixa de 1,2 a 5,5 g/ pol³, mais preferencialmente em a faixa de 1,7 a 4,5 g/ pol³.
[00107] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de SCR, em que o catalisador compreende o material oxídico não zeolítico com uma carga na faixa de 0,02 a 1,8 g/ pol³, de preferência na faixa de 0,1 a 1,35 g/ pol³, mais preferencialmente na faixa de 0,1 a 0,9 g/ pol³.
[00108] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de SCR, em que o catalisador compreende ainda um aglutinante oxídico, em que o aglutinante oxídico é selecionado a partir do grupo que consiste em alumina, sílica, zircônia, titânia, um óxido misto de dois ou mais de Si, Al, Zr e Ti, e uma mistura de dois ou mais dos mesmos, preferencialmente selecionado a partir do grupo que consiste em alumina, zircônia, um óxido misto de Al e Zr, e uma mistura dos mesmos, em que o aglutinante oxídico é mais preferencialmente zircônia; em que o catalisador compreende mais preferencialmente o aglutinante oxídico com uma carga na faixa de 0,01 a 0,9 g/ pol³, mais preferencialmente na faixa de 0,04 a 0,6 g/ pol³, mais preferencialmente na faixa de 0,06 a 0,3 g/ em ³.
[00109] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de SCR compreende pelo menos um material de óxido de metal inorgânico selecionado a partir de óxido de vanádio, óxido de molibdênio, óxido de nióbio.
Em certas formas de realização, o SCR compreende um óxido misto de óxido de vanádio e óxido de titânio. Em certas formas de realização, o SCR compreende um óxido misto de óxido de vanádio, óxido de silício e óxido de titânio. Em certas outras formas de realização, o SCR compreende um óxido misto de óxido de vanádio, óxido de tungstênio e óxido de titânio. Em certas outras formas de realização, o SCR compreende um óxido misto de óxido de vanádio, óxido de antimônio e óxido de titânio.
[00110] Em certas formas de realização, a composição de catalisador de SCR tem pelo menos um componente de metal de terras raras.
Em uma forma de realização específica, a composição de catalisador de SCR tem cério.
[00111] Em certas formas de realização, a composição de catalisador de SCR tem pelo menos um componente de metal alcalino e/ ou componente de metal alcalino-terroso.
[00112] Em uma ou mais formas de realização, o segundo catalisador de SCR opcional compreende um material zeolítico que compreende cobre ou ferro e tem um tipo de estrutura selecionado a partir do grupo que consiste em ABW, ACO, AEI, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFN, AFO, AFR, AFS,
AFT, AFV, AFX, AFY, AHT, ANA, APC, APD, AST, ASV, ATN, ATO, ATS, ATT, ATV, AVL, AWO, AWW, BCT, BEA, BEC, BIK, BOF, BOG, BOZ, BPH, BRE, BSV, CAN, CAS, CDO, CFI, CGF, CGS, CHA, -CHI, -CLO, CON, CSV, CZP, DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EEI, EMT, EON, EPI, ERI, ESV, ETR, EUO, *-EWT, EZT, FAR, FAU, FER, FRA, GIS, GIU, GME, GON, GOO, HEU, IFO, IFR, -IFU, IFW, IFY, IHW, IMF, IRN, IRR, -IRY, ISV, ITE, ITG, ITH, *- ITN, ITR, ITT, -ITV, ITW, IWR, IWS, IWV, IWW, JBW, JNT, JOZ, JRY, JSN, JSR, JST, JSW, KFI, LAU, LEV, LIO, -LIT, LOS, LOV, LTA, LTF, LTJ, LTL, LTN, MAR, MAZ, MEI, MEL, MEP, MER, MFI, MFS, MON, MOR, MOZ, *MRE, MSE, MSO, MTF, MTN, MTT, MTW, MVY, MWF, MWW, NAB, NAT, NES, NON, NPO, NPT, NSI, OBW, OFF, OKO, OSI, OSO, OWE, -PAR, PAU, PCR, PHI, PON, POS, PSI, PUN, RHO, -RON, RRO, RSN, RTE, RTH, RUT, RWR, RWY, SAF, SAO, SAS, SAT, SAV, SBE, SBN, SBS, SBT, SEW, SFE, SFF, SFG, SFH, SFN, SFO, SFS, *SFV, SFW, SGT, SIV, SOD, SOF, SOS, SSF, *-SSO, SSY, STF, STI, *STO, STT, STW, -SVR, SVV, SZR, TER, THO, TOL, TON, TSC, TUN, UEI, UFI, UOS, UOV, UOZ, USI, UTL, UWY, VET, VFI, VNI, VSV, WEI, -WEN, YUG, ZON, uma mistura de dois ou mais deles, e um tipo misto de dois ou mais deles, de preferência selecionado a partir do grupo que consiste em CHA, AEI, RTH, LEV, DDR, KFI, ERI, AFX, BEA, uma mistura de dois ou mais dos mesmos e um tipo misto de dois ou mais deles, mais preferencialmente selecionados a partir do grupo que consiste em CHA, AEI, RTH, AFX, BEA, uma mistura de dois ou mais dos mesmos e um tipo misto de dois ou mais dos mesmos, mais preferencialmente selecionado a partir do grupo que consiste em CHA e AEI e BEA, em que o material zeolítico compreendendo cobre ou ferro tem uma estrutura do tipo CHA.
[00113] Em uma ou mais formas de realização, o segundo catalisador de SCR compreende um material zeolítico, de preferência que tem um tipo de estrutura CHA, tem um tamanho médio de cristalito de pelo menos
0,1 micrômetro, de preferência na faixa de 0,1 a 3,0 micrômetros, mais preferencialmente na faixa de 0,3 a 1,9 micrômetro, mais preferencialmente na faixa de 0,4 a 1,5 micrômetro determinado por meio de microscopia eletrônica de varredura.
[00114] Em uma ou mais formas de realização, o segundo catalisador de SCR compreende um material zeolítico, que tem uma estrutura do tipo CHA, tem uma razão molar de sílica para alumina de pelo menos 5, de preferência na faixa de 5 a 40, mais preferencialmente na faixa de 8 a 35, mais preferencialmente na faixa de 10 a 25.
[00115] Em uma ou mais formas de realização, o segundo catalisador de SCR compreende um material zeolítico, que tem uma estrutura do tipo BEA, tem uma razão molar de sílica para alumina de pelo menos 5, de preferência na faixa de 5 a 50, mais preferencialmente na faixa de 8 a 40, mais preferencialmente na faixa de 10 a 30.
[00116] Em uma ou mais formas de realização, o segundo catalisador de SCR compreende um material zeolítico, que tem uma estrutura do tipo AEI, tem uma razão molar de sílica para alumina de pelo menos 10, de preferência na faixa de 10 a 30, mais preferencialmente na faixa de 12 a 25, mais preferencialmente na faixa de 14 a 19.
[00117] Em uma ou mais formas de realização, o segundo catalisador de SCR compreende um material zeolítico, em que a quantidade de cobre compreendida no material zeolítico, calculada como CuO, está na faixa de 0,1 a 10% em peso, de preferência na faixa de 1 a 8% em peso, mais preferencialmente na faixa de 2 a 6% em peso com base no peso do material zeolítico.
[00118] Em uma ou mais formas de realização, o segundo SCR compreende Fe e um zeólito com tipo de estrutura, preferencialmente selecionado a partir de, mas não limitado a, CHA, AEI, BEA, MFI, FAU, MOR,
AFX e LTA. Em uma forma de realização específica, o SCR compreende Fe e um zeólito com uma estrutura BEA. Em outra forma de realização específica, o SCR compreende Fe e um zeólito com uma estrutura CHA.
[00119] Em uma ou mais formas de realização, o segundo catalisador de SCR compreende um material zeolítico, em que a quantidade de ferro compreendida no material zeolítico, calculada como Fe 2O3, está na faixa de 0,1 a 10% em peso, de preferência na faixa de 1 a 8% em peso, mais preferencialmente na faixa de 2 a 6% em peso com base no peso do material zeolítico.
[00120] Em uma ou mais formas de realização, o segundo catalisador de SCR compreende pelo menos um material de óxido de metal inorgânico selecionado a partir de óxido de vanádio, óxido de molibdênio, óxido de nióbio. Em certas formas de realização, o SCR compreende um óxido misto de óxido de vanádio e óxido de titânio. Em certas formas de realização, o SCR compreende um óxido misto de óxido de vanádio, óxido de silício e óxido de titânio. Em certas outras formas de realização, o SCR compreende um óxido misto de óxido de vanádio, óxido de tungstênio e óxido de titânio. Em certas outras formas de realização, o SCR compreende um óxido misto de óxido de vanádio, óxido de antimônio e óxido de titânio.
[00121] Em uma ou mais formas de realização, a segunda composição de catalisador de SCR tem pelo menos um componente de metal de terras raras. Em uma forma de realização específica, a composição de catalisador de SCR tem cério.
[00122] Em uma ou mais formas de realização, a segunda composição de catalisador de SCR tem pelo menos um componente de metal alcalino e/ ou componente de metal alcalino-terroso.
[00123] Em uma ou mais formas de realização, a segunda composição de catalisador de SCR tem óxidos de metal refratários, tais como alumina, sílica, zircônia, titânia, céria, praseodímia, magnésia, óxido de bário, óxido de manganês, óxido de estanho, óxido de tungstênio, óxido de metal de terra rara, óxido de metal básico e semelhantes, bem como misturas físicas ou combinações químicas dos mesmos, que fornecem propriedades vantajosas, como ligação, estabilidade térmica, resistência ao enxofre, etc.
[00124] Um processo para preparar o segundo catalisador de SCR, o processo compreendendo: (i) preparar uma mistura aquosa compreendendo água, um material zeolítico tendo uma estrutura tipo CHA e uma fonte de cobre ou ferro; (ii) opcionalmente secar a mistura obtida em (i); e (iii) calcinar a mistura obtida em (i), ou em (ii).
[00125] Em uma ou mais formas de realização, a segunda composição de catalisador de SCR preparada de acordo com o processo de preparação tem uma distribuição de tamanho de partícula (PSD) D50 de cerca de 1 mícron a cerca de 10 mícron. Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de SCR tem distribuição de tamanho de partícula D90 de cerca de 2 mícrons a cerca de 30 mícrons.
[00126] Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de SCR preparado de acordo com o processo de preparação tem uma área de superfície total (BET) na faixa de cerca de 50 a cerca de 700 m2/ g.
Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de SCR preparada de acordo com o processo de preparação tem um volume total de poros (BET) na faixa de cerca de 0,3 a cerca de 1,5 cm3/ g. Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de SCR tem diâmetro de poro médio (BET) na faixa de cerca de 2 a cerca de 50 nm.
[00127] Em uma ou mais formas de realização, o SCR é revestido de acordo com o processo de preparação com pelo menos uma carga de washcoat de catalisador (ganho seco) de cerca de 0,5 a cerca de 6 g/ pol3,
de preferência de cerca de 1,5 a cerca de 5,5 g/ pol3, e mais preferencialmente de cerca de 2,0 a cerca de 4,5 g/ pol3.
COMPOSIÇÃO DO CATALISADOR DE OXIDAÇÃO DE DIESEL (DOC)
[00128] Conforme usado neste documento, o termo “DOC” se refere a um catalisador de oxidação de diesel, que controla as emissões de HC e CO dos veículos a diesel. O catalisador de DOC contém principalmente PGM, alumina, zeólito e titânia no substrato de cerâmica, de preferência contém Pt, titânia bem como sílica como aditivos no substrato de cerâmica.
[00129] Geralmente, uma composição de DOC compreende um ou mais componentes de metal do grupo da platina (PGM) dispersos em um suporte, como um suporte de metal refratário. Várias dessas composições de DOC são conhecidas para uso no tratamento de exaustão de motores a diesel, a fim de converter poluentes gasosos de hidrocarboneto (HC) e monóxido de carbono (CO) catalisando a oxidação desses poluentes em dióxido de carbono e água. Além da conversão de emissões gasosas de HC e CO e material particulado (porção SOF), várias dessas composições de DOC catalisam a oxidação de NO em NO2 para facilitar a reação de SCR a jusante (via reação de SCR rápida) para a remoção de NOx de exaustão. Opcionalmente, várias dessas composições de DOC são integradas com composições para mostrar pelo menos uma função de armazenamento de hidrocarboneto, armazenamento de NOx e apagamento de combustível.
[00130] Conforme usado neste documento, o termo “PGM” se refere ao metal do grupo da platina, tal como platina, paládio, rutênio, ródio, ósmio, irídio e/ ou ouro (Pt, Pd, Ru, Rh, Os, Ir e/ ou Au). Deve ser entendido que o PGM pode estar na forma metálica, com valência zero, ou o PGM pode estar na forma de óxido. Os componentes do PGM podem incluir o PGM em qualquer estado de valência. Os termos “componente de platina (Pt)”, “componente de ródio (Rh)”, “componente de paládio (Pd)”, “componente de irídio (Ir)”,
“componente de rutênio (Ru)”, e semelhantes referem-se ao respectivo composto de metal do grupo da platina, complexo ou semelhante que, após calcinação ou uso do catalisador, se decompõe ou de outro modo se converte em uma forma cataliticamente ativa, geralmente o metal ou o óxido de metal. Em algumas formas de realização, o componente de PGM é um metal ou um óxido do mesmo (por exemplo, incluindo, mas não se limitando a, platina ou um óxido do mesmo).
[00131] Em uma ou mais formas de realização, a composição de DOC divulgada neste documento compreende o carregamento total de PGM de cerca de 5 g/ pé3 a cerca de 250 g/ pé3, e de preferência de cerca de 10 g/ pé3 a cerca de 140 g/ pé3, calculado como o peso total do elemento PGM sobre o volume do catalisador de DOC.
[00132] Em uma ou mais formas de realização, a composição de DOC divulgada neste documento compreende o carregamento total de PGM de cerca de 0,1% em peso a cerca de 20% em peso, de preferência de cerca de 0,5% em peso a cerca de 10% em peso, com base no peso da composição de DOC seca.
[00133] Em uma ou mais formas de realização, a composição de DOC divulgada neste documento compreende um componente de platina (Pt) sem paládio (Pd).
[00134] Em uma ou mais formas de realização, a composição de DOC divulgada neste documento compreende um componente de paládio (Pd) sem platina (Pt).
[00135] Em uma ou mais formas de realização, a composição de DOC divulgada neste documento compreende um componente de platina e um componente de paládio. Em algumas formas de realização, a razão em peso de Pt/ Pd é de cerca de 10:1 a cerca de 1:10, de preferência de cerca de 1:2 a cerca de 2:1.
[00136] Em uma ou mais formas de realização, a composição de DOC pode compreender, por exemplo, um componente de platina na faixa de cerca de 0,1% em peso a cerca de 20% em peso, de preferência de cerca de 0,5% em peso a cerca de 10% em peso, com base no peso da composição de DOC seca.
[00137] Em uma ou mais formas de realização, a composição de DOC pode compreender, por exemplo, um componente de platina de cerca de 1 a cerca de 167 g/ pé3, com base no volume do catalisador de DOC.
[00138] Em uma ou mais formas de realização, a composição de DOC pode compreender, por exemplo, um componente de paládio de cerca de 0,1% em peso a cerca de 20% em peso, de preferência de cerca de 0,5% em peso a cerca de 10% em peso, com base no peso da composição de DOC seca.
[00139] Em uma ou mais formas de realização, a composição de DOC pode compreender, por exemplo, um componente de paládio de cerca de 1 a cerca de 167 g/ pé3, com base no volume do catalisador de DOC.
[00140] Em uma ou mais formas de realização, ambos os componentes de platina e paládio da composição de DOC divulgada são suportados em um material de suporte (em que o material de suporte no qual o componente de platina e o componente de paládio são suportados pode ser o mesmo ou diferente). Os materiais de suporte podem ser zeolíticos ou não zeolíticos. A referência a um “suporte não zeolítico” ou “suporte não zeólito” em uma camada de catalisador se refere a um material que não é um zeólito e que recebe os metais preciosos, estabilizadores, promotores, agentes aglutinantes e outros semelhantes através da associação, dispersão, impregnação ou outros métodos adequados. Exemplos de tais suportes não zeólitos incluem, mas não estão limitados a, óxidos de metal refratários de alta área de superfície. O material de suporte no qual o componente de platina e o componente de paládio cataliticamente ativos são depositados, por exemplo, compreende um óxido de metal refratário, que exibe estabilidade química e física em altas temperaturas, como as temperaturas associadas à gasolina ou exaustão de motor diesel.
[00141] Conforme usado neste documento, os termos “camada” e “em camadas” referem-se a uma estrutura que é suportada em uma superfície, por exemplo, um substrato.
[00142] Conforme usado neste documento, o termo “suporte” se refere a material de alta área superficial subjacente sobre o qual compostos químicos ou elementos adicionais são transportados.
[00143] Conforme usado aqui, o termo “óxidos de metal refratário” se refere a óxidos de metal que são extraordinariamente resistentes ao calor e ao desgaste, tais como alumina, sílica, zircônia, titânia, céria, praseodímia, magnésia, óxido de bário, óxido de manganês, óxido de estanho, tungstênio óxido, óxido de metal de terras raras, óxido de metal básico e semelhantes, bem como misturas físicas ou combinações químicas dos mesmos, incluindo combinações dopadas atomicamente e incluindo compostos de área de superfície elevada ou ativados, como alumina ativada. Estão incluídas combinações de óxidos de metal, tais como sílica-alumina, céria- zircônia, praseodímia-céria, alumina-zircônia, alumina-céria-zircônia, lantana- alumina, lantana-zircônia-alumina, bária-alumina, bária-lantana-alumina, baria- lantana-neodímia-alumina, e alumina-céria, alumina dopada com pelo menos um óxido de metal de terras raras e alumina dopada com pelo menos um óxido de metal básico.
[00144] Os materiais de alumina exemplificativos incluem boemita de poro grande, gama-alumina, delta/ teta alumina e alumina ativada, tais como gama-alumina de alta densidade aparente, gama-alumina de poro grande de baixa ou média densidade aparente e boemita de poro grande de baixa densidade aparente e gama-alumina. Suportes de óxido de metal com alta área de superfície, tais como materiais de suporte de alumina ou titânia, exibem tipicamente uma área de superfície BET, a alumina ativa tem uma área de superfície específica de cerca de 50 m2/ g a cerca de 400 m2/ g, de preferência de cerca de 60 m2/ g a cerca de 350 m2/ g, mais preferivelmente de cerca de 90 m2/ g a cerca de 250 m2/ g. A alumina ativa tem um volume de poro médio na faixa de cerca de 0,3 a cerca de 1,5 cm3/ g. A alumina ativa tem diâmetro de poro médio na faixa de cerca de 2 a cerca de 50 nm.
[00145] Em uma ou mais formas de realização, os suportes de óxido de metal úteis nas composições de catalisador de DOC aqui divulgadas são materiais de alumina dopada, tais como materiais de alumina dopada com Si (incluindo, mas não se limitando a 1 a 10% em peso de SiO2-Al2O3), materiais de titânia dopados, tais como materiais de titânia dopados com Si (incluindo, mas não se limitando a 1 a 15% em peso de SiO2-TiO2) ou materiais de zircônia dopados, tais como ZrO2 dopado com Si (incluindo, mas não limitado a 5 a 30% em peso de SiO2-ZrO2).
[00146] Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de DOC pode compreender qualquer um dos óxidos de metal refratário acima mencionados e em qualquer quantidade. Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador pode compreender de cerca de 50% em peso a cerca de 99,9% em peso, incluindo cerca de 60% em peso a cerca de 99,8% em peso, incluindo cerca de 70% em peso a cerca de 99,6% em peso de óxidos de metal refratário, com base no peso seco total da composição de catalisador.
[00147] Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de DOC pode, por exemplo, compreender de cerca de 10 a cerca de 99% em peso de alumina, de preferência de cerca de 15 a cerca de 95% em peso de alumina, mais preferencialmente de cerca de 20 a cerca de 85% em peso de alumina.
[00148] Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de DOC pode compreender um armazenamento de hidrocarboneto ou componente de adsorção de hidrocarboneto. Em algumas formas de realização, a camada inferior ou a camada superior de um catalisador de DOC compreende ainda um armazenamento de hidrocarboneto ou componente de adsorção de hidrocarboneto selecionado a partir de uma peneira molecular ou um zeólito, ou peneira molecular contendo céria ou óxidos metálicos contendo céria. O armazenamento de hidrocarboneto ou componente de adsorção de hidrocarboneto pode ser adicionado na forma de H+. O armazenamento de hidrocarboneto ou componente de adsorção de hidrocarboneto pode compreender ainda um ou mais metais cataliticamente ativos selecionados a partir de PGM (como platina, paládio, ródio, etc), cobre, ferro, cério, zircônio, bário, manganês, magnésio, cobalto, níquel, óxido de metal de terras raras, óxido de metal básico, etc.
[00149] Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de DOC tem distribuição de tamanho de partícula D50 de cerca de 1 mícron a cerca de 10 mícrons. Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de DOC tem distribuição de tamanho de partícula D 90 de cerca de 4 mícrons a cerca de 30 mícrons.
[00150] Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de DOC tem uma área de superfície total (BET) na faixa de cerca de 50 a cerca de 400 m2/ g. Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de DOC tem volume total de poros (BET) na faixa de cerca de 0,3 a cerca de 1,5 cm3/ g. Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de DOC tem diâmetro de poro médio (BET) na faixa de cerca de 2 a cerca de 50 nm. Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de DOC é revestida em um substrato com uma carga de washcoat (ganho seco) de cerca de 0,3 a cerca de 3,0 g/ pol3.
COMPOSIÇÃO DE FILTRO DE FULIGEM CATALISADA (CSF)
[00151] Além do uso de catalisadores de oxidação, os filtros de partículas de diesel são usados para atingir uma alta redução de material particulado em sistemas de tratamento de emissões de diesel. As estruturas de filtro conhecidas que removem o material particulado da exaustão de diesel incluem filtros de fluxo de parede em colmeia, filtros de fibra enrolada ou empacotada, espumas de células abertas, filtros de metal sinterizado, etc. No entanto, os filtros de fluxo de parede de cerâmica, descritos abaixo, recebem a maior atenção. Esses filtros podem remover mais de 90% do material particulado de exaustão de diesel.
[00152] Os substratos de filtro de fluxo de parede de cerâmica típicos são compostos de materiais refratários, tais como cordierita ou carboneto de silício. Substratos de fluxo de parede são particularmente úteis para filtrar material particulado de gases de exaustão de motores a diesel. Uma construção comum é uma estrutura em favo de mel de múltiplas passagens tendo as extremidades de passagens alternativas nos lados de entrada e de saída da estrutura em favo de mel obstruídas. Esta construção resulta em um padrão do tipo tabuleiro de xadrez em cada extremidade. As passagens conectadas na extremidade axial de entrada são abertas na extremidade axial de saída. Isto permite que o gás de exaustão com o material particulado arrastado entre nas passagens de entrada abertas, flua através das paredes internas porosas e saia através dos canais com extremidades axiais de saída abertas. O material particulado é assim filtrado nas paredes internas do substrato. A pressão do gás força o gás de exaustão através das paredes estruturais porosas para dentro dos canais fechados na extremidade axial a montante e abertos na extremidade axial a jusante. O filtro é uma estrutura física para remover as partículas de exaustão. O acúmulo de partículas aumentará a contrapressão do filtro no motor.
Assim, as partículas acumuladas devem ser continuamente ou periodicamente eliminadas por queima do filtro para manter uma contrapressão aceitável.
Infelizmente, as partículas de fuligem de carbono requerem temperaturas acima de 500 °C para queimar sob condições de exaustão ricas (enxuta) em oxigênio.
Essa temperatura é mais alta do que a normalmente presente na exaustão de diesel.
[00153] As composições de catalisador depositadas ao longo das paredes internas do substrato de fluxo de parede auxiliam na regeneração dos substratos de filtro, promovendo a combustão do material particulado acumulado. A combustão do material particulado acumulado restaura as contrapressões aceitáveis no sistema de exaustão. Esses processos podem ser processos de regeneração passivos ou ativos. Ambos os processos utilizam um oxidante como O2 ou NO2 para queimar o material particulado.
[00154] Os processos de regeneração passiva queimam o material particulado em temperaturas dentro da faixa normal de operação do sistema de exaustão de diesel. Preferencialmente, o oxidante utilizado no processo de regeneração é NO2 uma vez que a fração de fuligem queima a temperaturas muito mais baixas do que as necessárias quando O2 serve como o oxidante. Embora o O2 esteja prontamente disponível na atmosfera, o NO2 pode ser gerado ativamente usando catalisadores de oxidação a montante que oxidam o NO na corrente de exaustão.
[00155] Apesar da presença das composições de catalisador e disposições para utilizar NO2 como oxidante, os processos de regeneração ativos são geralmente necessários para limpar o material particulado acumulado, e restaurar contrapressões aceitáveis dentro do filtro. A fração de fuligem do material particulado geralmente requer temperaturas superiores a 500 °C para queimar em condições ricas em oxigênio (enxuta), que são temperaturas mais altas do que as tipicamente presentes na exaustão do diesel. Os processos de regeneração ativa são normalmente iniciados alterando o gerenciamento do motor para aumentar as temperaturas na frente do filtro até cerca de 550 °C a cerca de 650 °C. Dependendo do modo de condução, exotérmicas altas podem ocorrer dentro do filtro quando o resfriamento durante a regeneração não é suficiente (baixa velocidade/ carga baixa ou modo de condução inativo). Tais exotérmicas podem exceder 800 °C ou mais dentro do filtro.
[00156] Em uma ou mais formas de realização, o filtro de fuligem é revestido com um catalisador para promover a combustão de fuligem e, assim, promover a regeneração do filtro. Em uma ou mais formas de realização, o filtro de fuligem é revestido com um catalisador para promover a conversão de NOx. Em uma ou mais formas de realização, o filtro de fuligem é revestido com um catalisador para ter pelo menos uma função de oxidação de CO, armazenamento de hidrocarbonetos, oxidação de hidrocarbonetos, armazenamento de NOx, oxidação de NO e apagamento de combustível.
[00157] Em uma ou mais formas de realização, um filtro de fuligem catalisado (CSF) é disposto a jusante do catalisador de oxidação de diesel.
[00158] Em uma ou mais formas de realização, o filtro de fuligem catalisado tem uma pluralidade de passagens que se estendem longitudinalmente, delimitadas por paredes que se estendem longitudinalmente.
Em formas de realização específicas, as passagens de entrada têm uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída fechada, e as passagens de saída têm uma extremidade de entrada fechada e uma extremidade de saída aberta. Em uma ou mais formas de realização, o filtro de fuligem compreende um monólito de fluxo de parede com uma porosidade de parede de cerca de 40% a cerca de 70%. Em uma ou mais formas de realização, o filtro de fuligem compreende um monólito de fluxo de parede com um diâmetro de poro médio de cerca de 5 mícrons a cerca de 30 mícrons.
[00159] Em uma ou mais formas de realização, o filtro de fuligem catalisado compreende pelo menos uma composição de catalisador dentro das ou sobre as paredes do filtro de fuligem. Em uma ou mais formas de realização, a composição catalítica pode ser, por exemplo, revestida como um washcoat catalítico dentro das ou sobre as paredes do filtro de fuligem.
[00160] Em uma ou mais formas de realização, o filtro de fuligem é revestido com pelo menos um catalisador que permeia as paredes de um monólito de fluxo de parede. Em outras formas de realização, o filtro de fuligem é revestido com pelo menos um catalisador sobre as paredes de um monólito de fluxo de parede. Em ainda outras formas de realização, o filtro de fuligem é revestido com pelo menos um catalisador sobre as paredes e permeia as paredes de um monólito de fluxo de parede.
[00161] Em uma ou mais formas de realização, pelo menos cerca de 50% em volume de pelo menos um catalisador está localizado dentro das paredes do filtro de fuligem, de preferência pelo menos cerca de 70% em volume de pelo menos um catalisador está localizado dentro das paredes do filtro de fuligem, mais preferencialmente, pelo menos cerca de 90% em volume de pelo menos um catalisador está localizado dentro das paredes do filtro de fuligem.
[00162] Em uma ou mais formas de realização, o filtro de fuligem é revestido a partir das passagens de entrada do monólito de fluxo de parede. Em outras formas de realização, o filtro de fuligem é revestido a partir das passagens de saída do monólito de fluxo de parede. Em ainda outras formas de realização, o filtro de fuligem é revestido com pelo menos uma composição de catalisador a partir de ambas as passagens de entrada e de saída do monólito de fluxo de parede.
[00163] Em uma ou mais formas de realização, o filtro de fuligem catalisado compreende um ou mais materiais catalíticos. Os materiais catalíticos podem estar presentes dentro ou sobre o lado de entrada da parede apenas, dentro ou sobre o lado de saída apenas, ambos os lados de entrada e de saída, ou a própria parede pode consistir na totalidade, ou em parte, no material catalítico.
[00164] Em uma ou mais formas de realização, o filtro de fuligem catalisado inclui o uso de uma ou mais camadas de materiais catalíticos e combinações de uma ou mais camadas de materiais catalíticos dentro ou sobre as paredes de entrada e/ ou de saída.
[00165] Em uma ou mais formas de realização, o filtro de fuligem catalisado é eficaz na combustão do material particulado com dióxido de nitrogênio e é eficaz para otimizar a razão de NO para NO2 que sai do filtro.
[00166] Em uma ou mais formas de realização, a composição de CSF compreende pelo menos um PGM, tais como platina, paládio, rutênio, ródio, ósmio, irídio e/ ou ouro (Pt, Pd, Ru, Rh, Os, Ir e/ ou Au) Outros componentes catalíticos eficazes para promover a combustão de fuligem incluem vanádio, tungstênio, prata, rênio, cério, ferro, manganês, níquel, cobre (V, W, Ag, Re, Ce, Fe, Mn, Ni, Cu) e combinações dos mesmos. Esses componentes catalíticos podem ser usados sozinhos ou em materiais de suporte. Em formas de realização particulares, a composição de CSF aqui divulgada compreende o carregamento de PGM total de cerca de 0,5 g/ pé3 a cerca de 250 g/ pé3, calculado como o peso total do elemento PGM sobre o volume do catalisador de CSF; ou a composição de CSF aqui divulgada compreende carga total de PGM de cerca de 0,01% em peso a cerca de 10% em peso, com base no peso da composição de CSF seco.
[00167] Em formas de realização específicas, a composição de CSF divulgada neste documento compreende um componente de platina (Pt) sem paládio (Pd). Em outras formas de realização específicas, a composição de CSF divulgada neste documento compreende um componente de paládio (Pd) sem platina (Pt). Em ainda outras formas de realização específicas, a composição de CSF aqui divulgada compreende um componente de platina e um componente de paládio.
[00168] Em uma ou mais formas de realização, a composição de CSF pode compreender, por exemplo, um componente de platina de cerca de 0,002% em peso a cerca de 8% em peso, com base no peso da composição de CSF seco. A composição de CSF pode compreender, por exemplo, um componente de platina de cerca de 0,1 a cerca de 167 g/ pé3, com base no volume do catalisador de CSF. A composição de CSF pode compreender, por exemplo, um componente de paládio de cerca de 0,002% em peso a cerca de 8% em peso, com base no peso da composição de CSF seco. A composição de CSF pode compreender, por exemplo, um componente de paládio de cerca de 0,1 a cerca de 167 g/ pé3, com base no volume do catalisador de CSF.
[00169] Em uma ou mais formas de realização, a razão em peso Pt/ Pd é de cerca de 10:1 a cerca de 1:10. Em algumas formas de realização, a razão em peso Pt/ Pd é de cerca de 5:1 a cerca de 2:1.
[00170] Em uma ou mais formas de realização, ambos os componentes de platina e paládio da composição de CSF divulgada são suportados em um material de suporte (em que o material de suporte sobre o qual o componente de platina e o componente de paládio são suportados pode ser o mesmo ou diferente).
[00171] Em uma ou mais formas de realização específicas, os suportes de óxido de metal úteis nas composições de CSF divulgados neste documento são materiais de alumina dopada, tais como materiais de alumina dopada com Si (incluindo, mas não se limitando a 1 a 10% de SiO2-Al2O3), materiais de titânia dopada, tais como materiais de titânia dopada com Si (incluindo, mas não se limitando a 1 a 15% de SiO2-TiO2) ou materiais de zircônia dopada, tais como ZrO2 dopada com Si (incluindo, mas não se limitando a 5 a 30% de SiO2-ZrO2), suportes de óxido de metal de área de superfície elevada,
tais como materiais de suporte de alumina ou titânia, tipicamente exibem uma área de superfície total (BET) de cerca de 50 m2/ g a cerca de 400 m2/ g, de preferência de cerca de 60 m2/ g a cerca de 350 m2/ g, mais preferivelmente de cerca de 90 m2/ g a cerca de 250 m2/ g. Em uma ou mais formas de realização específicas, o material de suporte tem volume total de poros (BET) na faixa de cerca de 0,3 a cerca de 1,5 cm3/ g. Em uma ou mais formas de realização específicas, a alumina ativa tem diâmetro de poro médio (BET) na faixa de cerca de 2 a cerca de 50 nm.
[00172] Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de CSF pode compreender um armazenamento de hidrocarboneto ou componente de adsorção de hidrocarboneto. Por exemplo, a camada inferior ou a camada superior de um catalisador de CSF compreende ainda um armazenamento de hidrocarboneto ou componente de adsorção de hidrocarboneto selecionado a partir de uma peneira molecular ou um zeólito, ou peneira molecular contendo céria ou óxidos metálicos contendo céria. O armazenamento de hidrocarboneto ou componente de adsorção de hidrocarboneto pode ser adicionado na forma de H+. O armazenamento de hidrocarboneto ou componente de adsorção de hidrocarboneto pode compreender ainda um ou mais metais cataliticamente ativos selecionados a partir de PGM (como platina, paládio, ródio, etc), cobre, ferro, cério, zircônio, bário, manganês, magnésio, cobalto, níquel, óxido de metal de terras raras, óxido de metal básico, etc.
[00173] Em uma ou mais formas de realização, o filtro de fuligem catalisado contendo um catalisador que promove a reação de SCR é eficaz em duas funções: remoção do componente particulado da corrente de exaustão e conversão do componente NOx da corrente de exaustão em N2. Em formas de realização específicas, o filtro de fuligem catalisado que pode atingir a redução de NOx é depositado com a composição de catalisador de SCR.
[00174] Um aspecto adicional a ser considerado no filtro de fuligem catalisado é a seleção da composição apropriada do catalisador de SCR.
Em primeiro lugar, a composição de catalisador deve ser termicamente durável para que mantenha sua atividade catalítica SCR mesmo após exposição prolongada a temperaturas mais altas que são características da regeneração do filtro. Em segundo lugar, as composições de catalisador de SCR têm, de preferência, uma faixa de temperatura operacional ampla o suficiente para que possam acomodar as faixas de temperatura variáveis nas quais o veículo opera.
As temperaturas abaixo de 300 °C são normalmente encontradas, por exemplo, em condições de baixa carga ou na inicialização. O filtro de fuligem catalisado deve ter uma alta atividade específica combinada com uma alta estabilidade hidrotermal.
[00175] Em uma ou mais formas de realização, o filtro de fuligem catalisado compreendendo um catalisador que promove a reação de SCR é eficaz em duas funções: remoção do componente particulado da corrente de exaustão e conversão do componente NOx da corrente de exaustão em N2.
Em formas de realização específicas, o filtro de fuligem catalisado que pode atingir a redução de NOx é depositado com a composição de catalisador de SCR.
[00176] Em uma ou mais formas de realização, a conversão de NOx que passa através do CSF está na faixa de cerca de 10% a cerca de 100% da conversão de NOx no sistema, de preferência na faixa de cerca de 30% a cerca de 95%, mais preferencialmente na faixa de cerca de 50% a cerca de 90%, nas condições de operação do motor.
[00177] Em uma ou mais formas de realização, o CSF compreende pelo menos um componente de zeólito e um componente de metal básico selecionado a partir de um ou ambos de cobre e ferro.
[00178] Em algumas formas de realização preferidas, a composição de catalisador de SCR compreende de 95 a 100% em peso, de preferência de 98 a 100% em peso, mais preferencialmente de 99 a 100% em peso do esqueleto estrutural do material zeolítico consiste em Si, Al, O e opcionalmente H, em que no esqueleto estrutural, a razão molar de Si para Al, calculada como SiO2:Al2O3 molar, está de preferência na faixa de 2:1 a 50:1, mais preferencialmente na faixa de desde 2:1 a 45:1, mais preferivelmente na faixa de 10:1 a 19:1, mais preferivelmente na faixa de 14:1 a 18:1.
[00179] Em formas de realização específicas, o CSF compreende Cu e um zeólito com tipo de estrutura preferencialmente selecionado a partir de, mas não limitado a, CHA, AEI, BEA, MFI, FAU, MOR, AFX e LTA. Em uma forma de realização específica, o CSF compreende Cu e um zeólito com uma estrutura CHA. Em outra forma de realização específica, o CSF compreende Cu e um zeólito com uma estrutura de AEI.
[00180] Em outras formas de realização específicas, o CSF compreende Fe e um zeólito com tipo de estrutura preferencialmente selecionado a partir de, mas não limitado a, CHA, AEI, BEA, MFI, FAU, MOR, AFX e LTA. Em uma forma de realização específica, o CSF compreende Fe e um zeólito com uma estrutura BEA. Em outra forma de realização específica, o CSF compreende Fe e um zeólito com uma estrutura CHA.
[00181] As composições de zeólito que podem ser usadas de acordo com uma ou mais formas de realização específicas do CSF incluem zeólitos com uma estrutura CHA ou AEI. Os zeólitos CHA ou AEI exemplares têm uma razão molar de sílica para alumina (SAR) maior do que cerca de 8. Em uma forma de realização preferida, a razão molar de sílica para alumina (SAR) para CHA é de cerca de 10 a cerca de 35. Em outra forma de realização preferida, a razão molar de sílica para alumina (SAR) para AEI é de cerca de 14 a 19.
[00182] Em uma ou mais formas de realização específicas, o componente de metal básico selecionado a partir de cobre e ferro tem um teor superior a cerca de 0,2% em peso, calculado como óxidos de metal e com base no peso total dos óxidos mais a composição de catalisador à base de zeólito. Em formas de realização específicas preferidas, o componente de metal básico tem um teor de cerca de 0,2% em peso a cerca de 8% em peso, de preferência de cerca de 2% em peso a cerca de 6% em peso.
[00183] Outras composições úteis para CSF incluem peneiras moleculares não zeolíticas. Por exemplo, silicoaluminofosfatos, tais como, mas não se limitando a, SAPO-34, SAPO-44 e SAPO-18 podem ser usados de acordo com uma ou mais formas de realização.
[00184] Em uma ou mais formas de realização, o CSF compreende pelo menos um material de óxido de metal inorgânico selecionado a partir de óxido de vanádio e óxido de molibdênio. Em outras formas de realização, o CSF compreende um óxido misto de óxido de vanádio e óxido de titânio. Em certas outras formas de realização, o CSF compreende um óxido misto de óxido de vanádio, óxido de silício e óxido de titânio. Em certas outras formas de realização, o CSF compreende um óxido misto de óxido de vanádio, óxido de tungstênio e óxido de titânio. Em certas outras formas de realização, o CSF compreende um óxido misto de óxido de vanádio, óxido de antimônio e óxido de titânio.
[00185] Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de CSF tem distribuição de tamanho de partícula D50 de cerca de 1 mícron a cerca de 10 mícrons. Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de CSF tem distribuição de tamanho de partícula D90 de cerca de 2 mícrons a cerca de 30 mícrons.
[00186] Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de CSF tem uma área de superfície total (BET) na faixa de cerca de 50 a cerca de 700 m2/ g. Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de CSF tem volume total de poros (BET) na faixa de cerca de 0,3 a cerca de 1,5 cm3/ g. Em uma ou mais formas de realização, a composição de catalisador de CSF tem diâmetro de poro médio (BET) na faixa de cerca de 2 a cerca de 50 nm.
[00187] Em uma ou mais formas de realização, o CSF compreende uma parede de filtro porosa com um diâmetro de poro médio; e um revestimento de catalisador com um tamanho médio de partícula; em que a razão do diâmetro de poro médio do filtro para a distribuição de tamanho de partícula médio do catalisador D50 está na faixa de 0,5 a 50, e/ ou a razão entre o diâmetro de poro médio do filtro para a distribuição do tamanho médio de partícula do catalisador D 90 está na faixa de 0,25 a 30.
[00188] Em uma ou mais formas de realização, o CSF é revestido com pelo menos um catalisador com uma carga de washcoat (ganho seco) de cerca de 0,05 a cerca de 3,0 g/ pol3, de preferência de cerca de 0,1 a cerca de 2,5 g/ pol3.
COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR DE OXIDAÇÃO DE AMÔNIA (AMOX)
[00189] O escorrimento de amônia do catalisador de SCR de amônia apresenta vários problemas. O limite de odor para NH3 é de 20 ppm no ar. A irritação dos olhos e da garganta é perceptível acima de 100 ppm, a irritação da pele ocorre acima de 400 ppm e o IDLH é de 500 ppm no ar. O NH3 é cáustico, especialmente em sua forma aquosa. A condensação de NH3 e água em regiões mais frias da linha de exaustão a jusante dos catalisadores de exaustão dará uma mistura corrosiva. Portanto, é desejável eliminar a amônia antes que ela escorra pelo escapamento.
[00190] Um catalisador de oxidação de amônia seletivo (AMOx) é empregado para esse fim, com o objetivo de converter o excesso de amônia em N2. É desejável fornecer um catalisador para a oxidação seletiva da amônia que seja capaz de converter a amônia em uma ampla faixa de temperaturas onde o escorrimento de amônia ocorre no ciclo de condução dos veículos e pode produzir subprodutos mínimos de óxido de nitrogênio. O catalisador de AMOx também deve produzir N2O mínimo, que é um potente gás de efeito estufa. Um catalisador de oxidação de amônia ou AMOx se refere a um catalisador que promove a oxidação de NH3. De preferência, o catalisador de oxidação de amônia (Amox) é usado para converter a amônia em N2 como produto principal, e para a produção de subprodutos de óxidos de nitrogênio mínimas.
[00191] Uma ou mais formas de realização que incluem um catalisador de oxidação de amônia e uma segunda composição catalítica podem ser referidas como um catalisador de AMOx “multicomponente”.
[00192] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de oxidação de amônia pode ser opcionalmente integrado com outras funções, tais como SCR, oxidação de CO, armazenamento de hidrocarbonetos, oxidação de hidrocarbonetos, armazenamento de NOx, oxidação de NO, etc. como um catalisador ou em um “tijolo”.
[00193] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de oxidação de amônia pode ser opcionalmente integrado com outras funções como um catalisador ou em um “tijolo” por meio de diferentes layouts (zoneamento, camadas, homogêneo, etc.).
[00194] Tal como aqui utilizado, o termo “tijolo” se refere a um único artigo, tal como um monólito, tal como o fluxo através do monólito ou um filtro, tal como o filtro do fluxo de parede.
[00195] Em uma ou mais formas de realização, um catalisador de AMOx é opcionalmente integrado com uma composição de SCR zoneada ou uma composição de SCR em camadas. Em formas de realização específicas, uma camada de sub-revestimento ou uma camada superior compreendendo um catalisador de AMOx pode estar presente em uma zona a jusante de um substrato. Em formas de realização específicas, uma camada de sub-revestimento ou uma camada superior compreendendo um catalisador de AMOx pode se estender da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada na faixa de cerca de 10% a cerca de 80% do comprimento do substrato de um catalisador.
[00196] Em uma ou mais formas de realização, uma camada de AMOx também pode estar presente em um segundo substrato a jusante de um catalisador de SCR para fornecer um catalisador de AMOx a jusante.
[00197] Em uma ou mais formas de realização, um catalisador de oxidação de amônia (AMOx) pode compreender pelo menos um componente de metal precioso suportado, tal como um ou mais metais do grupo da platina (PGMs), que é eficaz para remover amônia de uma corrente de gás de exaustão. Em formas de realização específicas, o metal precioso pode incluir platina, paládio, ródio, rutênio, irídio, prata ou ouro. Em formas de realização específicas, o componente de metal precioso inclui misturas físicas ou combinações químicas ou atomicamente dopadas de metais preciosos.
[00198] Em formas de realização específicas, a composição de AMOx aqui divulgada compreende o carregamento total de PGM de cerca de 0,5 g/ pé3 a cerca de 10 g/ pé3, calculado como o peso total do elemento PGM sobre o volume do catalisador de AMOx, ou a composição de AMOx aqui divulgada compreende o carregamento total de PGM de cerca de 0,01% em peso a cerca de 2% em peso, com base no peso da composição de AMOx seca.
[00199] Em formas de realização específicas, o componente de metal precioso compreende platina (Pt). O catalisador de oxidação de amônia compreende o componente de platina (Pt) em uma quantidade na faixa de cerca de 0,5 g/ pé3 a cerca de 10 g/ pé3, ou o catalisador de oxidação de amônia compreende o componente de platina (Pt) em uma quantidade na faixa de cerca de 0,01% em peso a cerca de 2% em peso.
[00200] Em formas de realização específicas, o componente de metal precioso compreende paládio (Pd). O catalisador de oxidação de amônia compreende o componente de paládio (Pd) em uma quantidade na faixa de cerca de 0,5 g/ pé3 a cerca de 10 g/ pé3, ou o catalisador de oxidação de amônia compreende o componente de paládio (Pd) em uma quantidade na faixa de cerca de 0,01% em peso a cerca de 2% em peso.
[00201] Em formas de realização específicas, o componente de metal precioso compreende ródio (Rh). O catalisador de oxidação de amônia compreende o componente de ródio (Rh) em uma quantidade na faixa de cerca de 0,5 g/ pé3 a cerca de 10 g/ pé3, ou o catalisador de oxidação de amônia compreende o componente de ródio (Rh) em uma quantidade na faixa de cerca de 0,01% em peso a cerca de 2% em peso.
[00202] O componente de metal precioso é normalmente depositado sobre um suporte de óxido de metal refratário de alta área de superfície. Exemplos de óxidos de metal refratário de área de superfície elevada adequados incluem alumina, sílica, titânia, céria e zircônia, magnésia, óxido de bário, óxido de manganês, óxido de tungstênio e óxido de metal de terras raras óxido de metal de terras raras, óxidos de metal básico, bem como misturas físicas, combinações químicas e/ ou combinações dopadas atomicamente dos mesmos.
[00203] Em uma ou mais formas de realização, os suportes de óxido de metal úteis nas composições de AMOx aqui divulgadas são alumina ou materiais de alumina dopada, tais como materiais de alumina dopada com Si (incluindo, mas não se limitando a 1 a 10% de SiO2-Al2O3), titânia ou materiais de titânia dopada, tais como materiais de titânia dopada com Si (incluindo, mas não se limitando a 1 a 15% de SiO2-TiO2) ou zircônia ou materiais de zircônia dopada, tais como ZrO2 dopada com Si (incluindo, mas não se limitando a 5 a 30% de SiO2-ZrO2), suportes de óxido de metal de área de superfície elevada, tais como materiais de suporte de alumina ou titânia, tipicamente exibem uma área de superfície total (BET) de cerca de 50 m2/ g a cerca de 400 m2/ g, e de preferência a partir de cerca de 60 m2/ g a cerca de 350 m2/ g, por exemplo a partir de cerca de 90 m2/ g a cerca de 250 m2/ g. O material de suporte tem volume total de poro (BET) na faixa de cerca de 0,3 a cerca de 1,5 cm3/ g. A alumina ativa tem diâmetro de poro médio (BET) na faixa de cerca de 2 a cerca de 50 nm.
[00204] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de AMOx pode incluir pelo menos uma peneira molecular zeolítica ou não zeolítica. Em formas de realização específicas, a peneira molecular zeolítica ou não zeolítica tem um tipo de estrutura preferencialmente selecionado a partir de, mas não limitado a, CHA, AEI, BEA, MFI, FAU, MOR, AFX e LTA. Em formas de realização específicas, a peneira molecular zeolítica ou não zeolítica pode ser fisicamente misturada com pelo menos um componente de PGM suportado por óxido de metal. Em uma forma de realização específica, o PGM pode ser distribuído na superfície externa ou nos canais, cavidades ou gaiolas da peneira molecular zeolítica ou não zeolítica.
[00205] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de oxidação de amônia compreende pelo menos um componente de zeólito e um componente de metal básico selecionado a partir de um ou ambos de um componente de cobre e ferro.
[00206] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de AMOx compreende um revestimento de catalisador com uma camada inferior de um Pt suportado em um óxido de metal de alta área de superfície; e compreende ainda um segundo revestimento de catalisador com uma camada de Cu-CHA ou Cu-AEI.
[00207] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de oxidação de amônia compreende pelo menos um material de óxido de metal inorgânico selecionado a partir de óxido de vanádio e óxido de molibdênio.
[00208] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de oxidação de amônia tem distribuição de tamanho de partícula D 50 de cerca de 1 mícron a cerca de 10 mícrons e/ ou o catalisador de oxidação de amônia tem distribuição de tamanho de partícula D90 de cerca de 2 mícrons a cerca de 30 mícrons.
[00209] Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de oxidação de amônia tem uma área de superfície (BET) na faixa de cerca de 50 a cerca de 700 m2/ g. Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de oxidação de amônia tem volume médio de poro (BET) na faixa de cerca de 0,3 a cerca de 1,5 cm3/ g. Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de oxidação de amônia tem diâmetro de poro médio (BET) na faixa de cerca de 2 a cerca de 50 nm. Em uma ou mais formas de realização, o catalisador de oxidação de amônia é revestido em um substrato com um ganho seco de cerca de 0,3 a cerca de 3,0 g/ pol3.
COMPOSIÇÕES DE REVESTIMENTO
[00210] Para produzir artigos catalíticos, um substrato conforme divulgado neste documento é revestido com uma composição catalítica. Os revestimentos são “composições de revestimento catalítico” ou “revestimentos catalíticos”.
[00211] Os termos “composição de catalisador” e “composição de revestimento catalítico” são sinônimos. Um catalisador e/ ou composição sorvente, conforme descrito neste documento, pode compreender um ou mais suportes ou “veículos”, tais como pós porosos de óxido sólido inorgânico refratário, compreendendo ainda espécies funcionalmente ativas.
[00212] As composições catalisadoras e/ ou sorventes podem ser preparadas usando um aglutinante, por exemplo, um aglutinante ZrO2 derivado de um precursor adequado, tal como acetato de zirconila ou qualquer outro precursor de zircônio adequado, tal como nitrato de zirconila. O aglutinante de acetato de zirconila fornece um revestimento que permanece homogêneo e intacto após o envelhecimento térmico, por exemplo, quando o catalisador é exposto a altas temperaturas de pelo menos cerca de 600 °C, de preferência, cerca de 800 °C e ambientes de vapor de água mais elevados de cerca de 5% ou mais. Outros aglutinantes potencialmente adequados incluem, mas não estão limitados a, alumina e sílica. Os aglutinantes de alumina incluem óxidos de alumínio, hidróxidos de alumínio e oxihidróxidos de alumínio. Sais de alumínio e formas coloidais de alumina também podem ser usados. Os aglutinantes de sílica incluem várias formas de SiO2, incluindo silicatos e sílica coloidal. As composições de aglutinante podem incluir qualquer combinação de zircônia, alumina e sílica. Outros aglutinantes exemplificativos incluem boehmita ou gama-alumina. Em formas de realização específicas, o aglutinante é normalmente usado em uma quantidade de cerca de 1 a 10% em peso da carga total de washcoat.
[00213] Em uma ou mais formas de realização, o aglutinante pode ser à base de zircônia ou à base de sílica, tais como acetato de zircônio, sol de zircônia ou sol de sílica. Em formas de realização específicas, o aglutinante de alumina é normalmente usado em uma quantidade de cerca de 0,05 g/ pol3 a cerca de 0,5 g/ pol3.
SUBSTRATOS
[00214] Em uma ou mais formas de realização, as presentes composições de catalisador são dispostas sobre um substrato para formar um artigo catalítico. Os artigos catalíticos que compreendem os substratos são parte de um sistema de tratamento de gás de exaustão (por exemplo, artigos de catalisador incluindo, mas não se limitando a, artigos incluindo as composições SCR de AEI aqui divulgadas). Os substratos úteis são tridimensionais, tendo um comprimento, um diâmetro e um volume, semelhantes a um cilindro. A forma não precisa necessariamente estar em conformidade com um cilindro. O comprimento é um comprimento axial definido por uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída.
[00215] De acordo com uma ou mais formas de realização, o substrato para a(s) composição(ões) divulgada(s) pode ser construído de qualquer material tipicamente usado para preparar catalisadores automotivos e irá tipicamente compreender uma estrutura de metal ou cerâmica em favo de mel. O substrato normalmente fornece uma pluralidade de superfícies de parede sobre as quais a composição de washcoat é aplicada e aderida, agindo assim como um substrato para a composição de catalisador.
SUBSTRATOS DE FLUXO DE PASSAGEM
[00216] Qualquer substrato adequado para os artigos catalíticos divulgados neste documento pode ser empregado, tal como um substrato monolítico do tipo com passagens de fluxo de gás paralelas e finas que se estendem através de uma face de entrada ou de saída do substrato de modo que as passagens sejam abertas ao fluxo de fluido através dela (“substrato de fluxo de passagem”).
[00217] Em uma ou mais formas de realização, o substrato é um substrato de fluxo de passagem (por exemplo, substrato monolítico, incluindo um substrato monolítico em favo de mel de fluxo de passagem). Os substratos de fluxo de passagem têm passagens de fluxo de gás paralelas e finas que se estendem de uma extremidade de entrada a uma extremidade de saída do substrato, de modo que as passagens estão abertas ao fluxo de fluido. As passagens, que são essencialmente caminhos retos de sua entrada de fluido para sua saída de fluido, são definidas por paredes nas quais um revestimento catalítico é disposto de modo que os gases que fluem através das passagens entrem em contato com o material catalítico. As passagens de fluxo do substrato de fluxo de passagem são canais de paredes finas, que podem ter qualquer formato e tamanho de seção transversal adequados, tais como trapezoidal,
retangular, quadrado, sinusoidal, hexagonal, oval, circular, etc. O substrato de fluxo pode ser cerâmico ou metálico conforme descrito abaixo.
[00218] Os substratos de fluxo de passagem podem, por exemplo, ter um volume de cerca de 50 pol3 a cerca de 1200 pol3, uma densidade celular (aberturas de entrada) de cerca de 60 células por polegada quadrada (cpsi) a cerca de 1200 cpsi ou cerca de 200 a cerca de 900 cpsi, ou por exemplo de cerca de 300 a cerca de 600 cpsi e uma espessura de parede de cerca de 50 a cerca de 400 mícrons ou cerca de 100 a cerca de 200 mícrons.
[00219] Os substratos de cerâmica podem ser feitos de qualquer material refratário adequado, por exemplo, cordierita, cordierita- α - alumina, titanato de alumínio, titanato de silício, carboneto de silício, nitreto de silício, mulita de zircônio, espodumeno, alumina-sílica-magnésia, silicato de zircônio, silimanita, um magnésio silicato, zircônio, petalita, α-alumina, um aluminossilicato e semelhantes.
[00220] Os substratos também podem ser metálicos, compreendendo um ou mais metais ou ligas metálicas. Um substrato metálico pode incluir qualquer substrato metálico, tais como aqueles com aberturas ou “punções” nas paredes do canal. Os substratos metálicos podem ser empregados em vários formatos, tais como péletes, folha ondulada ou espuma monolítica. Exemplos específicos de substratos metálicos incluem ligas de metal básico resistentes ao calor, especialmente aquelas em que o ferro é um componente principal ou substancial. Tais ligas podem conter um ou mais dentre níquel, cromo e alumínio, e o total desses metais pode compreender vantajosamente pelo menos cerca de 15% em peso (porcentagem em peso) da liga, por exemplo, cerca de 10 a cerca de 25% em peso de cromo, cerca de 1 a cerca de 8% em peso de alumínio e de 0 a cerca de 20% em peso de níquel, em cada caso com base no peso do substrato. Exemplos de substratos metálicos incluem aqueles com canais retos; aqueles que têm lâminas salientes ao longo dos canais axiais para interromper o fluxo de gás e para abrir a comunicação do fluxo de gás entre os canais; e aqueles que têm lâminas e também orifícios para melhorar o transporte de gás entre os canais, permitindo o transporte de gás radial em todo o monólito.
SUBSTRATO DE FLUXO DE PAREDE
[00221] Outro substrato adequado é do tipo que tem uma pluralidade de passagens de fluxo de gás finas e substancialmente paralelas que se estendem ao longo do eixo longitudinal do substrato onde, tipicamente, cada passagem é bloqueada em uma extremidade do corpo do substrato, com passagens alternativas bloqueadas nas faces de extremidade opostas (“filtro de fluxo de parede”). Os substratos de fluxo de passagem e de fluxo de parede também são ensinados, por exemplo, na Publicação de Pedido Internacional No.
WO 2016/070090, que é aqui incorporado por referência na sua totalidade.
[00222] Em uma ou mais formas de realização, o substrato de catalisador compreende um substrato em favo de mel na forma de um filtro de fluxo de parede ou um substrato de fluxo de passagem. Em formas de realização preferencialmente específicas, o substrato é um filtro de fluxo de parede.
[00223] Em uma ou mais formas de realização, um artigo catalítico pode ser fornecido aplicando um revestimento catalítico (por exemplo, conforme divulgado aqui) ao substrato como um washcoat.
REVESTIMENTOS
[00224] Em uma ou mais formas de realização, um substrato é revestido com uma composição catalítica para formar um artigo catalítico. O revestimento catalítico pode compreender uma ou mais camadas de revestimento aderentes e finas dispostas sobre e em aderência a pelo menos uma porção de um substrato.
[00225] Em uma ou mais formas de realização, os presentes artigos catalíticos podem incluir o uso de uma ou mais camadas de catalisadores e combinações de uma ou mais camadas de catalisador. O revestimento catalítico pode estar sobre as superfícies da parede do substrato e/ ou nos poros das paredes do substrato, ou seja, “dentro” e/ ou “sobre” as paredes do substrato. Assim, a frase “um revestimento catalítico disposto sobre o substrato” significa em qualquer superfície, por exemplo, sobre uma superfície de parede e/ ou sobre uma superfície de poro. Em formas de realização específicas, camada(s) de revestimento catalítica(s) pode(m) compreender os componentes funcionais individuais, isto é, uma composição de catalisador de SCR AEI, tal como aqui descrito.
[00226] Em uma ou mais formas de realização, uma composição de catalisador pode, tipicamente, ser aplicada sob a forma de um washcoat, que contém material de suporte tendo nele espécies cataliticamente ativas. Em outras formas de realização específicas, uma composição catalítica pode, tipicamente, ser aplicada sob a forma de um washcoat contendo espécies ativas catalíticas.
[00227] Em uma ou mais formas de realização, um washcoat é formado por preparação de uma pasta contendo um teor em sólidos especificado (por exemplo, cerca de 10 a cerca de 60% em peso) de suportes em um veículo líquido, que é então aplicada a um substrato e seca e calcinada para fornecer uma camada de revestimento. Se múltiplas camadas de revestimento são aplicadas, o substrato é seco e calcinado após cada camada ser aplicada e/ ou após o número de camadas múltiplas desejadas serem aplicadas. Em uma ou mais formas de realização específicas, o(s) material(is) catalítico(s) é/ são aplicados ao substrato como um washcoat. Os aglutinantes também podem ser empregados conforme descrito acima.
[00228] Em uma ou mais formas de realização, a(s) composição(ões) de catalisador mencionada(s) acima é/ são geralmente independentemente misturadas com água para formar uma pasta para fins de revestimento de um substrato de catalisador, tal como um substrato do tipo favo de mel. Além das partículas de catalisador, a pasta pode conter opcionalmente um aglutinante (por exemplo, alumina, sílica), estabilizadores solúveis em água ou dispersíveis em água, promotores, espessantes associativos e/ ou tensoativos (incluindo tensoativos aniônicos, catiônicos, não iônicos ou anfotéricos).
[00229] Em uma ou mais formas de realização, uma faixa típica de pH para a pasta é de 5 ou cerca de 3 a cerca de 6. A adição de espécies ácidas ou básicas à pasta pode ser realizada para ajustar o pH em conformidade.
Em formas de realização preferencialmente específicas, o pH da pasta é ajustado pela adição de ácido acético.
[00230] Em uma ou mais formas de realização, a pasta pode ser moída para melhorar a mistura das partículas e a formação de um material homogêneo. A moagem pode ser realizada em um moinho de bolas, moinho contínuo ou outro equipamento semelhante, e o teor de sólidos da pasta pode ser, por exemplo, cerca de 10 a 60% em peso, mais particularmente cerca de 20 a 50% em peso. Em formas de realização específicas de um modo preferido, a pasta pós-moagem é caracterizada por um D90 de tamanho de partícula de cerca de 0,5 a cerca de 50 mícrons, de preferência de cerca de 2 a cerca de 30 mícrons, mais preferivelmente de cerca de 2 a cerca de 20 mícrons.
[00231] Em uma ou mais formas de realização, a pasta é então revestida no substrato do catalisador usando qualquer técnica de washcoat conhecida na técnica. Em formas de realização preferencialmente específicas, o substrato do catalisador é mergulhado uma ou mais vezes na pasta ou de outra forma revestido com a pasta. Posteriormente, o substrato revestido é seco a uma temperatura elevada (por exemplo, 100 a 150 °C) por um período de tempo (por exemplo, 10 segundos a 3 horas) e, em seguida,
calcinado por aquecimento, por exemplo, a 400 a 600 °C, tipicamente por cerca de 5 minutos a cerca de 3 horas. Após a secagem e calcinação, a camada final de revestimento de washcoat pode ser vista como essencialmente livre de solvente.
[00232] Em uma ou mais formas de realização, após a calcinação, a carga de catalisador obtida pela técnica de washcoat descrita acima pode ser determinada por meio do cálculo da diferença em pesos revestidos e não revestidos do substrato. Como será evidente para os técnicos no assunto, a carga de catalisador pode ser modificada alterando a reologia da pasta. Além disso, o processo de revestimento/ secagem/ calcinação para gerar um washcoat pode ser repetido conforme necessário para construir o revestimento até o nível de carga ou espessura desejada, o que significa que mais de um washcoat pode ser aplicado.
[00233] Em uma ou mais formas de realização, o(s) washcoat(s) podem ser aplicados de modo que diferentes camadas de revestimento possam estar em contato direto com o substrato. Alternativamente, um ou mais “sub-revestimentos” podem estar presentes, de modo que pelo menos uma porção de uma camada catalítica ou camadas de revestimento não estejam em contato direto com o substrato (mas, em vez disso, estejam em contato com o sub-revestimento). Um ou mais “sobre-revestimentos” também podem estar presentes, de modo que pelo menos uma porção da camada ou camadas de revestimento não sejam diretamente expostas a uma corrente ou atmosfera gasosa (mas, em vez disso, estejam em contato com o sobre- revestimento).
[00234] Diferentes camadas de revestimento podem estar em contato direto uma com a outra sem uma zona de sobreposição no “meio”. Alternativamente, diferentes camadas de revestimento podem não estar em contato direto, com uma “lacuna” entre as duas zonas. No caso de um “sub-
revestimento” ou “sobre-revestimento”, a lacuna entre as diferentes camadas é denominada “intercamada”. Um sub-revestimento é uma camada “sob” uma camada de revestimento, um sobre-revestimento é uma camada “sobre” uma camada de revestimento e uma intercamada é uma camada “entre” duas camadas de revestimento. O(s) intercamada(s), sobre-revestimento(s) e sub- revestimento(s) pode(m) conter uma ou mais composições funcionais ou pode(m) estar isento(s) de composições funcionais.
[00235] Em uma ou mais formas de realização, o revestimento catalítico pode compreender mais do que uma camada aderente fina, as camadas aderentes umas às outras e o revestimento aderente ao substrato. O revestimento inteiro compreende as “camadas de revestimento” individuais. O revestimento catalítico pode ser vantajosamente “zoneado”, compreendendo camadas catalíticas zoneadas. Isso também pode ser descrito como “zoneado lateralmente”. Por exemplo, uma camada pode se estender da extremidade de entrada em direção à extremidade de saída estendendo-se de cerca de 10% a cerca de 100%, por exemplo cerca de 10%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60%, cerca de 70%, cerca de 80%, ou cerca de 90% ou cerca de 100% do comprimento do substrato. Outra camada pode se estender da extremidade de saída em direção à extremidade de entrada, estendendo-se de cerca de 10% a cerca de 100%, por exemplo, cerca de 10%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60%, cerca de 70%, cerca de 80% ou cerca de 90% ou cerca de 100% do comprimento do substrato.
[00236] Em formas de realização específicas, diferentes camadas de revestimento podem ser adjacentes umas às outras e não se sobrepor.
[00237] Nas outras formas de realização específicas, as diferentes camadas podem sobrepor uma porção de cada uma delas,
proporcionando uma terceira zona do “meio”. A zona do meio pode se estender de cerca de 10% a cerca de 100% do comprimento do substrato, por exemplo, cerca de 10%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60% ou cerca de 70% ou 80% ou 90% do comprimento do substrato.
[00238] Em ainda outras formas de realização específicas, camadas diferentes podem se estender por todo o comprimento do substrato ou podem se estender, cada uma, em uma porção do comprimento do substrato e podem se sobrepor ou ficar sob a outra, parcial ou totalmente. Cada uma das diferentes camadas pode se estender tanto da entrada quanto da saída.
Diferentes composições catalíticas podem residir em cada camada de revestimento separada.
[00239] As zonas da presente divulgação são definidas pela relação das camadas de revestimento. Com relação às diferentes camadas de revestimento, há várias configurações de zoneamento possíveis. Por exemplo, pode haver uma zona a montante e uma zona a jusante, pode haver uma zona a montante, uma zona do meio e uma zona a jusante, pode haver quatro zonas diferentes, etc. Onde duas camadas são adjacentes e não se sobrepõem, há zonas a montante e a jusante. Onde duas camadas se sobrepõem até certo ponto, existem zonas a montante, a jusante e a do meio. Onde, por exemplo, uma camada de revestimento se estende por todo o comprimento do substrato e uma camada de revestimento diferente se estende da extremidade de saída em um certo comprimento e se sobrepõe a uma porção da primeira camada de revestimento, existem zonas a montante e a jusante. Os presentes revestimentos catalíticos podem compreender mais de uma camada idêntica.
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE GÁS DE EXAUSTÃO
[00240] A presente divulgação fornece ainda um sistema de tratamento de gás de exaustão para reduzir um nível de NOx em uma corrente de gás de exaustão de um motor de combustão interna, o sistema de tratamento de gás de exaustão compreendendo um artigo catalítico conforme divulgado neste documento.
[00241] Em outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método para reduzir um nível de NOx em uma corrente de gás de exaustão de um motor de combustão interna, o método compreendendo o contato da corrente de gás de exaustão com um artigo catalítico conforme divulgado neste documento, ou um sistema de tratamento de emissão conforme divulgado aqui.
A presente invenção, portanto, fornece um sistema de tratamento de gás de exaustão que incorpora os artigos catalíticos descritos neste documento, tal como um sistema de tratamento de gás de exaustão geralmente compreendendo um motor que produz uma corrente de gás de exaustão e um ou mais artigos catalíticos posicionados a jusante do motor em comunicação fluida com o fluxo de gás de exaustão.
[00242] Em uma ou mais formas de realização, o motor pode ser, por exemplo, um motor a diesel que opera em condições de combustão com ar em excesso daquelas necessárias para a combustão estequiométrica, isto é, condições enxutas. Em outras formas de realização, o motor pode ser um motor associado a uma fonte estacionária (por exemplo, geradores de eletricidade ou estações de bombeamento).
[00243] Em uma ou mais formas de realização, o sistema de tratamento de gases de exaustão compreende ainda um ou mais componentes catalíticos adicionais. A colocação relativa dos vários componentes catalíticos presentes no sistema de tratamento de emissões pode variar.
[00244] Nos presentes sistemas e métodos de tratamento de gás de exaustão, a corrente de gás de exaustão é recebida no(s) artigo(s) ou sistema de tratamento entrando na extremidade a montante e saindo na extremidade a jusante. A extremidade de entrada de um substrato ou o artigo é sinônimo de extremidade “a montante” ou extremidade “frontal”. A extremidade de saída é sinônimo de extremidade “a jusante” ou extremidade “traseira”. O sistema de tratamento está, em geral, a jusante e em comunicação fluida com um motor de combustão interna.
[00245] Em uma ou mais formas de realização, os sistemas de tratamento de gases de exaustão divulgados neste documento compreendem um artigo de catalisador de SCR AEI, que pode compreender um substrato de filtro de fluxo passagem ou de parede, conforme divulgado neste documento. Em particular, os sistemas compreendem um artigo de catalisador de SCR AEI adequado para converter NOx na presença de um agente redutor, por exemplo, amônia em temperaturas mais baixas. O componente de conversão de NOx das presentes composições de catalisador fornece propriedades de conversão de NOx desejáveis sob várias condições de operação do motor, em particular em operações de exaustão de motor com temperatura mais baixa.
[00246] Em uma ou mais formas de realização, os sistemas de tratamento de gases de exaustão da presente divulgação podem conter, além do artigo de catalisador de SCR AEI, por exemplo, um DOC, um injetor de redutor, um segundo componente de catalisador de SCR, um filtro de fuligem (que pode ser catalisado ou não catalisado) e/ ou um catalisador de oxidação de amônia (AMOx). Um DOC adequado para uso no sistema de tratamento de emissões é capaz de catalisar efetivamente a oxidação de CO e HC a dióxido de carbono (CO2). De preferência, o DOC é capaz de converter pelo menos 50% a cerca de 99% do componente de CO ou HC presente no gás de exaustão. O DOC pode estar localizado, por exemplo, a montante do artigo de catalisador de SCR AEI. Em algumas formas de realização, o DOC está localizado a montante do componente do artigo de catalisador de SCR AEI e/ ou filtro de fuligem. Em outras formas de realização, o componente de catalisador de SCR AEI pode estar localizado a montante do DOC e/ ou filtro de fuligem. Como tal, o artigo de catalisador de SCR AEI está localizado a montante de um catalisador de oxidação de amônia para fazer com que o sistema de tratamento de exaustão não libere espécies de NH3 para o escapamento.
[00247] Em uma ou mais formas de realização, o sistema de tratamento de gás de exaustão da presente divulgação pode compreender ainda um segundo componente de catalisador de SCR localizado a jusante do artigo de catalisador de SCR AEI. Um componente de catalisador de SCR adequado para uso no sistema de tratamento de emissão a jusante do artigo de catalisador de SCR AEI é capaz de catalisar efetivamente a redução do componente de exaustão de NOx a temperaturas elevadas de até 650 °C. De preferência, o segundo componente de catalisador de SCR é capaz de converter pelo menos 50% a cerca de 99% do componente NOx (por exemplo, NO) em N2 a temperaturas > 250 °C, dependendo da quantidade de redutor adicionado ao sistema. O redutor pode ser adicionado por um segundo injetor de redutor colocado a montante do segundo componente SCR. Os componentes do catalisador de SCR úteis usados no sistema de tratamento de emissões também devem ter resistência térmica a temperaturas superiores a 650 °C. Essas altas temperaturas podem ser encontradas durante a regeneração do filtro de fuligem catalisado.
[00248] Sistemas de tratamento de gases de exaustão exemplificados podem ser mais facilmente apreciados por referência às Figuras1 e 2, que representam representações esquemáticas de sistemas de tratamento de gases de exaustão de acordo com formas de realização da presente invenção.
[00249] Com referência à Figura 1, o sistema de tratamento de gases de exaustão é fornecido, em uma ou mais formas de realização, uma corrente de gases de exaustão contendo poluentes gasosos (por exemplo, hidrocarbonetos não queimados, monóxido de carbono e material particulado) e NO é transportado de um motor (321) para um DOC (322). No DOC (322),
hidrocarbonetos gasosos e não voláteis não queimados e monóxido de carbono são amplamente queimados para formar dióxido de carbono e água. O NO é parcialmente oxidado a NO2. A corrente de exaustão é então transportada para um CSF (327), que retém o material particulado presente na corrente de gás de exaustão. Após a remoção do material particulado, por meio do CSF (327), a corrente de gás de exaustão é transportada para o componente catalisador de SCR AEI (329), que fornece tratamento e/ ou conversão de NOx. O redutor (ureia ou amônia) é alimentado por um injetor de redutor (330) à entrada do componente de catalisador de SCR AEI (329). O gás de exaustão passa através do componente de catalisador de SCR AEI (329) a uma taxa de fluxo que permite tempo suficiente para a composição de catalisador reduzir o nível de NOx (em combinação com um redutor) nos gases de exaustão a uma determinada temperatura nos gases de exaustão. O componente de SCR AEI (329) é seguido por um componente de catalisador de oxidação de amônia seletivo (333) (AMOx) para remover o excesso de NH3 liberado a partir do componente de catalisador de SCR AEI (329) e seletivamente oxidá-lo em N2.
[00250] Em formas de realização alternativas, o CSF (327) pode ser movido para o local entre o componente de catalisador de SCR AEI (329) e o componente de catalisador de oxidação de amônia seletiva (333) (AMOx).
[00251] Em formas de realização alternativas, um segundo catalisador de SCR a jusante (334) pode ser colocado entre o catalisador de SCR AEI (329) e o de AMOx (333), e um redutor opcional é alimentado por um segundo injetor de redutor (335) para a entrada do segundo SCR (334) a jusante.
[00252] Em formas de realização alternativas, um segundo catalisador de SCR a montante (334) pode ser colocado entre o DOC (322) e o SCR AEI (329), o segundo catalisador de SCR (334) pode ser colocado a montante ou a jusante do CSF (327) e um redutor opcional é alimentado por um segundo redutor injetor (335) para a entrada do segundo SCR (334) a montante.
[00253] Com referência à Figura 2, outro sistema de tratamento de gás de exaustão é fornecido, em uma ou mais formas de realização, uma corrente de gás de exaustão contendo poluentes gasosos (por exemplo, hidrocarbonetos não queimados, material particulado de monóxido de carbono) e NO é transportado de um motor (411) para o componente de catalisador de SCR AEI (415) em posição de casal próximo, que fornece tratamento e/ ou conversão de NO. O redutor (ureia ou amônia) é alimentado por um injetor de redutor (414) à entrada do componente de catalisador de SCR AEI (415). O gás de exaustão passa através do componente de catalisador de SCR (415) a uma taxa de fluxo que permite tempo suficiente para a composição de catalisador reduzir o nível de NOx (em combinação com um redutor) nos gases de exaustão a uma determinada temperatura nos gases de exaustão. O componente de SCR AEI (415) é seguido por um componente de catalisador de oxidação de amônia seletiva (416) (AMOx) para remover o excesso de NH3 liberado do componente de catalisador de SCR AEI (415) e oxidá-lo seletivamente em N2.
[00254] A exaustão é então transferida para o DOC (422). No DOC (422), hidrocarbonetos não queimados gasosos e não voláteis e monóxido de carbono são amplamente queimados para formar dióxido de carbono e água.
A corrente de exaustão é então transportada para um CSF (427), que retém o material particulado presente na corrente de gás de exaustão. Após a remoção do material particulado, via CSF (427), a corrente de gás de exaustão é transportada para o segundo componente de catalisador de SCR (429) na posição subterrânea, que fornece tratamento e/ ou conversão de NO. O redutor (ureia ou amônia) é alimentado por um segundo injetor de redutor (430) à entrada de um componente de catalisador de SCR (429). O gás de exaustão passa através do componente de catalisador de SCR (429) a uma taxa de fluxo que permite tempo suficiente para a composição de catalisador reduzir o nível de NOx (em combinação com um redutor) nos gases de exaustão a uma determinada temperatura nos gases de exaustão. O componente de catalisador de SCR a jusante (429) é seguido por um componente de catalisador de oxidação de amônia seletiva (433) (AMOx) para remover o excesso de NH3 liberado do componente de catalisador de SCR (429) e oxidá-lo seletivamente em N2.
[00255] Em formas de realização alternativas, o CSF (427) pode ser movido para o local entre o componente de catalisador de SCR (429) e o componente de catalisador de oxidação de amônia seletiva (433) (AMOx).
[00256] Em formas de realização alternativas, o componente de catalisador de oxidação de amônia seletiva (416) (AMOx) pode ser removido: Neste cenário, o redutor (ureia ou amônia) é alimentado com uma quantidade bem controlada pelo injetor de redutor (414) para minimizar o escorregamento de amônia (NH3) do componente de catalisador de SCR AEI (415) e o DOC (422) oxida o NH3 liberado do componente de catalisador de SCR AEI (415).
[00257] Em formas de realização alternativas, o DOC (422) pode ser movido para o local a montante do componente de catalisador de SCR AEI (415).
[00258] Em uma ou mais formas de realização, os componentes conforme exemplificado nas Figuras 1 e 2 podem ser integrados como um catalisador ou em um “tijolo “por meio de diferentes layouts (zoneamento, camadas, homogêneo, etc.).
[00259] Em algumas formas de realização na Figura 1, o DOC (322) e o CSF (327) podem ser integrados como um catalisador, por exemplo, por meio de designs de washcoat de duas ou múltiplas camadas, designs de washcoat de zona frontal mais zona traseira, designs de washcoat homogêneos ou combinações dos mesmos. Em algumas formas de realização na Figura 2, o DOC (422) e o CSF (427) podem ser integrados em uma abordagem semelhante.
[00260] Em algumas formas de realização na Figura 1, o CSF (327) e o SCR AEI (329) podem ser integrados como um catalisador, por exemplo, por meio de designs de washcoat de duas ou multicamadas, designs de washcoat de zona frontal mais zona traseira, designs de washcoat homogêneos ou combinações dos mesmos. Em algumas formas de realização na Figura 2, o CSF (427) e o SCR (429) podem ser integrados em uma abordagem semelhante.
[00261] Em algumas formas de realização na Figura 1, o SCR AEI (329) e o AMOx (333) podem ser integrados como um catalisador, por exemplo, por meio de designs de washcoat de duas ou múltiplas camadas, designs de washcoat da zona frontal mais zona traseira, designs de washcoat homogêneos ou combinações dos mesmos. Em algumas formas de realização na Figura 2, o SCR AEI (415) e o AMOx (416) podem ser integrados em uma abordagem semelhante. Em algumas formas de realização na Figura 2, o SCR (429) e o AMOx (433) podem ser integrados em uma abordagem semelhante.
[00262] Os presentes artigos, sistemas e métodos são adequados para o tratamento de fluxos de gases de exaustão de fontes de emissões móveis, tais como caminhões e automóveis. Os presentes artigos, sistemas e métodos também são adequados para o tratamento de fluxos de exaustão de fontes estacionárias, tais como usinas de energia.
[00263] Será prontamente aparente para um técnico no assunto que modificações e adaptações adequadas às composições, métodos e aplicações aqui descritas podem ser feitas sem se afastar do escopo de quaisquer formas de realização ou aspectos dos mesmos. As composições e métodos fornecidos são exemplificativos e não se destinam a limitar o escopo das formas de realização reivindicadas. Todas as várias formas de realização,
aspectos e opções divulgadas neste documento podem ser combinadas em todas as variações. O escopo das composições, formulações, métodos e processos descritos neste documento incluem todas as combinações reais ou potenciais de formas de realização, aspectos, opções, exemplos e preferências neste documento. Todas as patentes e publicações citadas aqui são incorporadas por referência aos seus ensinamentos específicos, conforme observado, a menos que outras declarações específicas de incorporação sejam especificamente fornecidas.
[00264] Referência ao longo desta divulgação para “uma forma de realização”, “algumas formas de realização”, “certas formas de realização”, “uma ou mais formas de realização”, “formas de realização alternativas” ou “uma forma de realização” significa que um determinado recurso, estrutura, material ou característica descrito em conexão com a forma de realização está incluído em pelo menos uma forma de realização da invenção.
Assim, ao aparecer as frases tais como “uma forma de realização”, “algumas formas de realização”, “certas formas de realização”, “uma ou mais formas de realização”, “formas de realização alternativas” ou “uma forma de realização” em vários lugares ao longo desta descrição não estão necessariamente se referindo à mesma forma de realização da invenção. Além disso, os recursos, estruturas, materiais ou características particulares podem ser combinados de qualquer maneira adequada em uma ou mais formas de realização.
EXEMPLOS
[00265] A presente invenção é mais completamente ilustrada pelos seguintes exemplos, que são apresentados para ilustrar a presente invenção e não devem ser interpretados como limitativos da mesma. Salvo indicado de outra forma, todas as partes e percentagens são em peso e todas as percentagens em peso são expressas em base seca, o que significa excluindo o teor de água, a menos que indicado de outra forma.
PREPARAÇÃO DE ARTIGO DE CATALISADOR EXEMPLO 1
[00266] 23,0 g de sacarose e 23,5 g (97,66% em peso) de CuO foram misturados e dispersos em 494,8 g de água sob agitação para preparar uma pasta. Após 30 minutos de agitação, 82,70 g de Zr~OAc aquoso (30% em peso) foram adicionados seguidos por mais 10 minutos de agitação.
Em seguida, 479,2 g de Zeólito AEI de forma H (teor de sólidos 94,37% em peso) com SAR 16 (Clean A-01) foi alimentado lentamente, mantendo a temperatura da pasta abaixo de 30 °C. Dependendo das propriedades de reologia da pasta, agentes de retirada de espuma, modificadores de viscosidade e/ ou espessante(s), respectivamente, podem ser adicionados. Após 30 minutos de agitação, a pasta foi submetida a um processo de moagem para atingir um D 90 de 5,6 mícrons. A pasta foi mantida inativa durante a noite seguido por revestimento sobre um substrato de cordierita (1” × 4”, NGK 400/4) por submersão na pasta. O catalisador assim obtido foi seco rapidamente a 150 °C e, em seguida, calcinado a 550 °C por 1 hora. A composição do washcoat final foi de 4,59% em peso de CuO; 4,96% em peso de ZrO2; 90,45% em peso de AEI com uma carga total de washcoat de 2,1 g/ pol3.
[00267] A absorção de água do Zeólito AEI com SAR 16 é fornecida na Figura 3.
EXEMPLO COMPARATIVO 2
[00268] 23 g de sacarose e 23,5 g (97,66% em peso) de CuO foram misturados e dispersos em 512,7 g de água sob agitação para preparar uma pasta. Após 30 minutos de agitação, 82,70 g de Zr~OAc aquoso (30% em peso) foram adicionados seguidos por mais 10 minutos de agitação. Em seguida, 461,3 g de Zeólito AEI na forma H (teor de sólidos 98,03% em peso) com SAR 21 (Clean A-01) foi alimentado lentamente, mantendo a temperatura da pasta abaixo de 30 °C. Dependendo das propriedades de reologia da pasta, agentes de retirada de espuma, modificadores de viscosidade e/ ou espessante(s), respectivamente, podem ser adicionados. Após 30 minutos de agitação, a pasta foi submetida a um processo de moagem para atingir um D90 de 10,7 mícrons. A pasta foi mantida inativa durante a noite seguido por revestimento em um substrato de cordierita (1” × 4”, NGK 400/4) por submersão na pasta. O catalisador obtido foi seco rapidamente a 150 °C e, em seguida, calcinado a 550 °C por 1 hora. A composição do revestimento de lavagem final foi 4,59% em peso de CuO; 4,96% em peso de ZrO2 ; 90,45% em peso de AEI com uma carga total de washcoat de 2,1 g/ pol3.
EXEMPLO COMPARATIVO 3
[00269] 17,3 g de sacarose e 17,8 g (97,66% em peso) de CuO foram misturados e dispersos em 513,5 g de água sob agitação para preparar uma pasta. Após 30 minutos de agitação, 82,70 g de Zr~OAc aquoso (30% em peso) foram adicionados seguidos por mais 10 minutos de agitação.
Em seguida, 471,8 g de Zeólito AEI na forma H (teor de sólidos 97,04% em peso) com SAR 21 (Clean A-01) foram alimentados lentamente, mantendo a temperatura da pasta abaixo de 30 °C. Dependendo das propriedades de reologia da pasta, agentes de retirada de espuma, modificadores de viscosidade e/ ou espessante(s), respectivamente, podem ser adicionados. Após 30 minutos de agitação, a pasta foi submetida a um processo de moagem para atingir um D90 de 9,7 mícrons. A pasta foi mantida inativa durante a noite seguido por revestimento em um substrato de cordierita (1” × 4”, NGK 400/4) por submersão na pasta. O catalisador obtido foi seco rapidamente a 150 °C e, em seguida, calcinado a 550 °C por 1 hora. A composição do revestimento de lavagem final era de 3,47% em peso de CuO; 4,96% em peso de ZrO 2; 91,57% em peso de AEI com uma carga total de washcoat de 2,1 g/ pol3.
[00270] As propriedades do Zeólito AEI usado nos Exemplos 1 a 3 estão listadas na Tabela 1.
Tabela 1: Área de Área de Área de Densidade Zeólito D10 D50 D90 superfície superfície superfície aparente AEI (mícrons) (mícrons) (mícrons) total zeolítica da matriz (g/ cm3) (m2/ g) (m2/ g) (m2/ g)
SAR 1,34 3,24 7,29 0,33 569 559 10 16
SAR 1,62 5,92 12,92 0,38 583 569 14 21
[00271] As imagens de SEM do Zeólito AEI usado nos Exemplos 1 a 3 são mostradas nas Figuras 4 e 5. As imagens de SEM dos cristais primários do pó de zeólito foram coletadas em um microscópio eletrônico Hitachi SU-1510 após pré-tratamento da amostra de pó por pulverização com ouro.
AVALIAÇÃO DO SISTEMA CATALISADOR EXEMPLO 4
[00272] Os artigos catalíticos monolíticos dos Exemplos 1, 2 e 3 foram testados em um reator de laboratório com quatro catalisadores diferentes em série (DOC + CSF + SCR + AMOx) para simular a configuração de exaustão na Figura 1 com a exaustão simulada em (321), o DOC na posição de (322), o CSF na posição de (327), o injetor de amônia na posição de (330), o artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo 1 ou o artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo comparativo 2 ou o artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo comparativo 3 na posição (329) e o AMOx na posição (333). A composição de exaustão é monitorada antes do DOC na posição (322) e após o AMOx na posição (333). A injeção de amônia é monitorada separadamente após o injetor de amônia na posição (330) e antes do artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo 1 ou do artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo comparativo 2 ou do artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo comparativo 3 na posição (329).
[00273] Mais especificamente, um núcleo perfurado a partir de um DOC comercial com 40 g/ pé3 (Pt : Pd = 1:1) e dimensões de 1” x 2” foi colocado na primeira posição (322). Um núcleo perfurado a partir de um CSF comercial com 3 g/ pé3 (Pt : Pd = 10:1) e dimensões de 1” x 4” foi colocado na posição (327) após o DOC na posição (322). O artigo de catalisador de SCR AEI dos Exemplos 1 a 3 com dimensões de 1” x 4” foi colocado na posição (329) após o CSF na posição (327). A amônia foi injetada na posição (330) entre o CSF na posição (327) e o catalisador de SCR na posição (329). Um núcleo perfurado a partir de um AMOx comercial com 3 g/ pé3 (somente Pt) e Cu-CHA nas dimensões 1” x 1” foi colocado na posição (333) após os artigos de SCR do Exemplo na posição (329).
[00274] Três configurações diferentes foram avaliadas para o teste do sistema de exaustão seguindo a configuração mencionada anteriormente: (A) artigo DOC + CSF + SCR AEI do Experimento 1 + AMOx, (B) artigo DOC + CSF + SCR AEI do Exemplo comparativo 2 + AMOx, e (C) Artigo DOC + CSF + SCR AEI do Exemplo comparativo 3 + AMOx. As posições de DOC, CSF, SCR e AMOx são as mesmas descritas no parágrafo acima: DOC colocado na posição (322), CSF colocado na posição (327), SCR colocado na posição (329) e AMOx colocado na posição (333).
[00275] O artigo de catalisador de SCR AEI do sistema inventivo (A) do exemplo 1 tem a mesma composição de washcoat final de 4,59% em peso de CuO com o segundo sistema de exaustão (B) com o artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo comparativo 2. O artigo de catalisador de SCR AEI do sistema inventivo (A) do exemplo 1 tem a mesma razão molar de cobre para alumina de 0,33 com o terceiro sistema de exaustão (C) com artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo comparativo 3. O artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo comparativo 3 tem um composição de washcoat final de 3,47% em peso de CuO. O artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo comparativo 2 tem uma razão molar de cobre para alumina de 0,44. Todos os artigos de catalisador de SCR têm uma carga total de washcoat de 2,1 g/ pol3.
[00276] Um motor a diesel possui uma ampla faixa de temperatura operacional. Em sistemas de ureia-SCR bem projetados, a injeção de ureia pode ser possível em temperaturas tão baixas quanto cerca de 180 °C a cerca de 200 °C, quando um motor a diesel experimenta partida a frio ou quente, ou condições de condução, tais como baixa velocidade ou carga baixa.
180 °C é, por esta razão, escolhido como o ponto de baixa temperatura para avaliação de desempenho do SCR.
[00277] Os processos de regeneração ativa são normalmente iniciados alterando o gerenciamento do motor para aumentar as temperaturas na frente do filtro de cerca de 550 °C a cerca de 650 °C. As altas exotermas queimam fuligem e regeneram o filtro. ~ 580 °C é, por esta razão, escolhido como o ponto de alta temperatura para avaliação de desempenho do SCR.
[00278] O desempenho do SCR a baixa temperatura a 180 °C (177 a 181 °C) foi medido com a condição de fluxo de gás: 500 ppm de NO; 500 ppm de NH3; 5% de H2O; 10% de O2; N2 como equilíbrio e velocidade espacial para o SCR de 80000 horas-1, ou seja, fluxo de 68 L min-1. As concentrações de NO, NO2, N2O e NH3 foram medidas quantitativamente com um analisador FTIR. Resultados comparativos para conversão de NOx e formação de N2O são mostrados na Figura 6. Conforme ilustrado na Figura 6 o sistema inventivo (A) com o artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo 1 exibiu a maior conversão de NOx em comparação com os outros sistemas com o sistema (B) com o artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo comparativo 2 com o mesmo carregamento de CuO e com o sistema (C) com o artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo comparativo 3 com a mesma razão molar de cobre para alumina. Em particular, o sistema de exaustão (C) com o artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo comparativo 3 exibiu uma conversão de NOx de baixa temperatura muito desfavorável e, portanto, não foi considerado para teste em altas temperaturas. O sistema de exaustão (B) do exemplo comparativo 2 mostrou apenas um desempenho de NOx ligeiramente inferior em baixas temperaturas, mas uma geração muito maior de N2O indesejado.
[00279] A conversão de NOx de alta temperatura para os sistemas DOC + CSF + SCR + AMOx foi medida a uma temperatura de entrada de SCR de 584 °C +/- 1 °C em uma condição de fluxo de gás de 500 ppm de NO; 500 ppm de NH3; 5% de H2O; 10% de O2; N2 como equilíbrio e velocidade espacial para SCR de fluxo de 80000 h-1, 68L min-1. As concentrações de NO, NO2, N2O e NH3 foram medidas quantitativamente com um analisador FTIR.
Resultados comparativos para conversão de NOx e formação de N2O são mostrados na Figura 7.
[00280] Conforme ilustrado na Figura 7 o sistema inventivo (A) com o artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo 1 exibiu uma conversão de NOx muito maior em comparação com o sistema de exaustão (B) com o artigo de catalisador de SCR AEI dos exemplos comparativos 2 com o mesmo carregamento de CuO.
[00281] Em uma conclusão comparando todos os três sistemas de exaustão baseados em AEI com SAR diferente, mas com o artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo 1 para o artigo de catalisador de SCR AEI do sistema (B) com mesma carga absoluta de Cu e para o artigo de catalisador de SCR AEI do sistema (C) com mesma razão molar de cobre para alumina, o sistema de exaustão inventivo (A) com o artigo de catalisador de SCR AEI do exemplo 1 exibiu um desempenho de NOx superior desejável em ambas as temperaturas baixas e altas e, ao mesmo tempo, uma produção de N2O favorável a baixas temperaturas.

Claims (29)

REIVINDICAÇÕES
1. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO PARA UM MOTOR DE QUEIMA ENXUTA, caracterizado pelo sistema de tratamento de exaustão compreender um Catalisador de Oxidação de Diesel (DOC), um Filtro de Fuligem Catalisado (CSF), um primeiro injetor de redutor, um Catalisador de Redução Seletiva Catalisada à base de zeólito AEI (SCR) e um primeiro Catalisador de Oxidação de Amônia (AMOX) a jusante para o catalisador de SCR à base de zeólito AEI; em que o zeólito AEI tem uma razão molar de sílica para alumina de 10-19, de preferência 14-18.
2. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um segundo SCR colocado entre o catalisador de SCR à base de zeólito AEI e o primeiro catalisador de AMOx; e um segundo injetor de redutor opcional colocado entre o catalisador de SCR à base de zeólito AEI e o segundo catalisador de SCR.
3. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um segundo catalisador de SCR e um segundo catalisador de AMOx opcional, em que o catalisador de SCR à base de zeólito AEI e o segundo catalisador de AMOx são colocados a montante do DOC e do CSF; e o segundo catalisador de SCR e o primeiro catalisador AMOX são colocados a jusante do catalisador de DOC.
4. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender ainda um segundo injetor redutor na frente do segundo catalisador de SCR, em que o primeiro injetor redutor é colocado na frente do catalisador de SCR à base de zeólito AEI.
5. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo segundo catalisador de SCR compreender um material zeólito selecionado a partir do grupo que consiste em zeólito AEI, zeólito CHA e zeólito BEA.
6. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo catalisador de SCR à base de zeólito AEI e o segundo catalisador de SCR compreenderem um zeólito promovido por metal, o metal é independentemente selecionado a partir do grupo que consiste em um ou ambos entre ferro e cobre.
7. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo catalisador de SCR à base de zeólito AEI compreender de 2,0 a 10,0 por cento em peso do metal, de preferência 2,5 a 6,0 por cento em peso do metal, calculado como óxidos do metal e com base no peso total dos óxidos mais o catalisador de SCR à base de zeólito AEI.
8. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo segundo catalisador de SCR compreender de 2,0 a 8,0 por cento em peso do metal, de preferência 2,5 a 6,0 por cento em peso do metal, calculado como óxidos do metal e com base no peso total dos óxidos mais o segundo catalisador de SCR.
9. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo primeiro catalisador de AMOx e pelo segundo catalisador de AMOx compreenderem, independentemente, pelo menos um componente de metal do grupo da platina e pelo menos um material de suporte de alta área de superfície.
10. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo primeiro catalisador de AMOx e pelo segundo catalisador de AMOx compreenderem independentemente o metal do grupo da platina de 0,5 g/ pé3 a 10 g/ pé3, calculado como o peso total do elemento PGM sobre o volume do catalisador de AMOx, ou de 0,01% em peso a 2% em peso, com base no peso do catalisador de AMOx seco.
11. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo primeiro catalisador de AMOx e pelo segundo catalisador de AMOx compreenderem independentemente um óxido de metal de alta área de superfície com uma distribuição de tamanho de partícula D50 de 1 mícron a 10 mícron, ou um tamanho de partícula distribuição D90 de 2 mícrons a 30 mícrons.
12. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo primeiro catalisador de AMOx e pelo segundo catalisador de AMOx compreenderem independentemente um óxido de metal de alta área de superfície tendo uma área de superfície na faixa de 50 a 400 m2/ g, com base em caracterização BET, ou volume médio dos poros na faixa de 0,3 a 1,5 cm3/ g, ou raio médio dos poros na faixa de 2 a 50 nm.
13. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo primeiro catalisador AMOX e pelo segundo catalisador de AMOx compreenderem independentemente um revestimento de catalisador com uma camada inferior de um Pt suportado sobre um óxido de metal de alta área de superfície; e compreender ainda um segundo revestimento de catalisador com uma camada de Cu-CHA ou Cu-AEI.
14. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo catalisador de DOC compreender pelo menos um componente de metal do grupo da platina e pelo menos um material de suporte de alta área de superfície.
15. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo catalisador de DOC compreender a carga de metal do grupo da platina de 5 g/ pé3 a 250 g/ pé3 com base no volume do catalisador de DOC, ou de 0,5% em peso a 10% em peso com base no peso do catalisador de DOC seco.
16. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo catalisador de DOC compreender platina (Pt) sem paládio (Pd), ou compreender paládio (Pd) sem platina (Pt), ou compreender platina (Pt) e paládio (Pd) em uma razão em peso de Pt : Pd de 1:10 a 10:1.
17. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo catalisador de DOC compreender um óxido de metal de alta área de superfície com uma distribuição de tamanho de partícula D50 de 1 mícron a 10 mícron, ou uma distribuição de tamanho de partícula D90 de 4 mícrons a 30 mícrons.
18. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo catalisador de DOC compreender um óxido de metal de alta área de superfície, possuindo uma área de superfície na faixa de 50 a 400 m2/ g, com base na caracterização BET, ou um volume de poro médio na faixa de 0,3 a 1,5 cm3/ g, ou um raio médio de poro na faixa de 2 a 50 nm.
19. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo CSF compreender um catalisador que permeia as paredes de um monólito de fluxo de parede ou que forma um revestimento nas paredes superficiais de um monólito de fluxo de parede ou compreende uma combinação de revestimento de catalisador dentro da parede ou fora da parede.
20. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo CSF compreender pelo menos um metal promotor selecionado a partir de um componente de metal do grupo da platina, cobre, ferro, vanádio e molibdênio.
21. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo CSF compreender uma parede de filtro poroso com um diâmetro de poro médio; e um revestimento de catalisador com um tamanho médio de partícula; em que a razão do diâmetro médio do poro do filtro para a distribuição do tamanho de partícula médio do catalisador D50 está na faixa de 0,5 a 50, e/ ou a razão entre o diâmetro de poro médio de filtro para a distribuição do tamanho de partícula médio do catalisador D90 está na faixa de 0,25 a 30.
22. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 21, caracterizado pelo CSF ser revestido com o segundo catalisador de SCR; e em que a primeira injeção de redutor é colocada na frente do filtro.
23. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 22, caracterizado pelo zeólito AEI ter um tamanho de cristal de 0,1 a 2,5 mícrons, um tamanho de aglomerados com um d10 médio entre 0,5 mícron e 2,5 mícron e um d90 médio entre 5 mícrons a 30 mícrons.
24. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 23, caracterizado pelo zeólito AEI ter uma área de superfície de zeólito de pelo menos 450 m2/ g; e uma área de superfície da matriz de no máximo 50 m2/ g.
25. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 24, caracterizado pelo zeólito AEI ter uma densidade compactada após 100 batidas de 0,10 a 0,90 g/ ml.
26. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, caracterizado pelo zeólito AEI ter uma absorção de água de pelo menos 250 cm3/ g a 295 K após desgaseificação por 5 horas a 300 °C a uma pressão relativa da água P/ P0 de 0,5.
27. SISTEMA DE TRATAMENTO DE EXAUSTÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 26, caracterizado pelo zeólito SCR AEI e pelo segundo SCR serem revestidos em um monólito de cerâmica ou metálico com uma carga de catalisador de 50 a 250 g/ l.
28. MÉTODO PARA O TRATAMENTO DE GASES DE EXAUSTÃO DE UM MOTOR DE QUEIMA ENXUTA, caracterizado por compreender: (i) fornecer um sistema de tratamento de exaustão, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 27, e (ii) conduzir os gases de exaustão do motor de queima enxuta através do sistema de tratamento de exaustão.
29. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo gás de exaustão compreender hidrocarbonetos, monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio e materiais particulados.
BR112021006715-9A 2018-11-02 2019-10-24 sistema de tratamento de exaustão para um motor de queima enxuta e método para o tratamento de gases de exaustão de um motor de queima enxuta BR112021006715A2 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNPCT/CN2018/113696 2018-11-02
CN2018113696 2018-11-02
PCT/EP2019/079081 WO2020089043A1 (en) 2018-11-02 2019-10-24 Exhaust treatment system for a lean burn engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR112021006715A2 true BR112021006715A2 (pt) 2021-07-27

Family

ID=68344864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112021006715-9A BR112021006715A2 (pt) 2018-11-02 2019-10-24 sistema de tratamento de exaustão para um motor de queima enxuta e método para o tratamento de gases de exaustão de um motor de queima enxuta

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11511228B2 (pt)
EP (1) EP3873649A1 (pt)
JP (1) JP7467448B2 (pt)
KR (1) KR20210075195A (pt)
CN (1) CN112955244A (pt)
BR (1) BR112021006715A2 (pt)
WO (1) WO2020089043A1 (pt)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210153644A (ko) * 2019-05-09 2021-12-17 바스프 코포레이션 탄산구리를 포함하는 선택적 촉매 환원 촉매
JP2023528232A (ja) * 2020-05-15 2023-07-04 ビーエーエスエフ コーポレーション 選択的触媒還元触媒、及びそれを含む触媒物品
EP3915679A1 (de) * 2020-05-26 2021-12-01 UMICORE AG & Co. KG Katalysator, katalysatorsystem und abgasreinigungssystem zur reduzierung von ammoniak-emissionen
CN114452811B (zh) * 2021-12-27 2023-03-17 深圳华明环保科技有限公司 一种脱硫脱硝剂及其制备方法
CN115487824B (zh) * 2022-08-18 2023-10-13 无锡双翼汽车环保科技有限公司 一种矿用防爆柴油机尾气净化装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5958370A (en) 1997-12-11 1999-09-28 Chevron U.S.A. Inc. Zeolite SSZ-39
AR065501A1 (es) 2007-02-27 2009-06-10 Basf Catalysts Llc Catalizadores de zeolita cha de cobre
CN102974390A (zh) 2007-04-26 2013-03-20 约翰逊马西有限公司 过渡金属/沸石scr催化剂
PL3425182T3 (pl) 2012-04-27 2020-03-31 Umicore Ag & Co. Kg System oraz sposób oczyszczania gazów wydechowych silnika o spalaniu wewnętrznym
US9242238B2 (en) 2012-10-19 2016-01-26 Basf Corporation Mixed metal 8-ring small pore molecular sieve catalyst compositions, catalytic articles, systems, and methods
CN104703694B (zh) 2013-03-15 2018-12-21 庄信万丰股份有限公司 用于处理废气的催化剂
CN103263912B (zh) * 2013-05-27 2015-02-04 四川中自尾气净化有限公司 一种柴油车尾气净化催化剂及其制备方法
RU2744763C2 (ru) * 2013-12-02 2021-03-15 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани Синтез цеолита aei
RU2687854C2 (ru) * 2014-02-28 2019-05-16 Юмикор АГ унд Ко. КГ Способ очистки выхлопного газа двигателя с воспламенением от сжатия
US9561469B2 (en) * 2014-03-24 2017-02-07 Johnson Matthey Public Limited Company Catalyst for treating exhaust gas
EP3122442A1 (en) * 2014-03-24 2017-02-01 Johnson Matthey Public Limited Company Method and system for treating exhaust gas
JP6294126B2 (ja) * 2014-03-31 2018-03-14 株式会社キャタラー Ｓｃｒ用触媒及び排ガス浄化触媒システム
JP2017534447A (ja) 2014-10-30 2017-11-24 ビーエーエスエフ コーポレーション 混合金属型の大結晶モレキュラーシーブ触媒組成物、触媒物品、システムおよび方法
EP3222583A4 (en) 2014-11-21 2018-04-11 Mitsubishi Chemical Corporation Aei type zeolite, method for prodcuing same, and uses thereof
CA2977523C (en) * 2015-02-27 2023-05-02 Basf Corporation Exhaust gas treatment system
WO2016205509A1 (en) 2015-06-18 2016-12-22 Johnson Matthey Public Limited Company Ammonia slip catalyst with low n2o formation
CA3023823A1 (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Basf Corporation Catalyst composition comprising magnetic material adapted for inductive heating
CN110023242B (zh) * 2016-09-30 2023-01-31 庄信万丰股份有限公司 AEI和Cu-AEI沸石的合成
EP3607181B1 (en) * 2017-04-04 2024-02-28 BASF Corporation Ammonia generation system for nox emission control

Also Published As

Publication number Publication date
US11511228B2 (en) 2022-11-29
EP3873649A1 (en) 2021-09-08
US20210387145A1 (en) 2021-12-16
JP7467448B2 (ja) 2024-04-15
CN112955244A (zh) 2021-06-11
JP2022515962A (ja) 2022-02-24
WO2020089043A1 (en) 2020-05-07
KR20210075195A (ko) 2021-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109414649B (zh) 用于氧化催化剂组合的分区配置
EP3579970B1 (en) Catalytic article
US11511228B2 (en) Exhaust treatment system for a lean burn engine
KR102443392B1 (ko) 선택적 접촉 환원 물품 및 시스템
BR112021003005A2 (pt) composição de catalisador e artigo de redução catalítica seletiva e sistema de tratamento de gases de escape
US11413607B2 (en) Diesel oxidation catalysts for ultralow NOx control
CN111201075B (zh) 组合的NOx吸收剂和SCR催化剂
EP3579971B1 (en) Catalyst composition
US20220212162A1 (en) LOW TEMPERATURE NOx ADSORBER WITH ENHANCED HYDROTHERMAL STABILITY
CN111315970A (zh) 氨氧化减少的催化烟灰过滤器
KR20210130221A (ko) 저온 co 산화 촉매
US20230003150A1 (en) LEAN NOx TRAP PLUS LOW TEMPERATURE NOx ADSORBER SYSTEM FOR LOW TEMPERATURE NOx TRAPPING
EP3972724A1 (en) Coordinated emission control system including diesel oxidation catalyst and low temperature nox adsorber
JP2023509349A (ja) ＣｕおよびＰｄを含む、複合材中の共交換されたゼオライト
WO2021080894A1 (en) Low temperature nox adsorber with enhanced regeneration efficiency
KR20190127954A (ko) 통합된 배출물 제어 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
B06W Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette]