BRPI0807379B1

BRPI0807379B1 - Method for treating emissions produced in the exhaust gas current of a poor burn or diesel vehicle, catalyst for the amoxia oxidation, and treatment system for a nox containing exhaust chain.

Info

Publication number: BRPI0807379B1
Application number: BRPI0807379-1A
Authority: BR
Inventors: Tyler Caudle Matthew; Dieterle Martins; A. Roth Stanley; Xue Wen-Mein
Original assignee: Basf Catalysts Llc
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2017-12-26
Also published as: MY151931A; JP2010519039A; KR20150065907A; RU2009135861A; CN105251359A; JP2015166083A; BRPI0807379A2; EP3778009A1; EP2117702A2; US20080292519A1; JP5761917B2; EP2117702B1; KR20160079935A; CA2679599A1; KR101974704B1; WO2008106523A3; CA2679599C; KR20170089936A; WO2008106523A2; KR20090114480A

Description

“MÉTODO PARA TRATAR EMISSÕES PRODUZIDAS NA CORRENTE DE GÁS DE ESCAPAMENTO DE UM VEÍCULO DE QUEIMA POBRE OU A DIESEL, COMPOSIÇÃO DE CATALISADOR DE OXIDAÇÃO BIFUNCIONAL PARA A OXIDAÇÃO DE AMÔNIA, E, SISTEMA DE TRATAMENTO PARA UMA CORRENTE DE ESCAPAMENTO CONTENDO NOx” REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido reivindica o benefício da prioridade sob 35 U.S.C. § 119(e) para o Pedido de Patente U.S. N° 60/891.835, depositado em 27 de fevereiro de 2007, e para o Pedido de Patente U.S. N° 12/038.459, depositado em 27 de fevereiro de 2008, que são incorporados a este, a título referencial, em sua totalidade.

CAMPO TÉCNICO

Sistemas de tratamento de emissões de escapamento e catalisadores para motores de combustão interna e métodos para a sua manufatura e uso como motores de queima pobre, incluindo os motores a diesel e os motores a gasolina de queima pobre, são expostos. FUNDAMENTOS O escapamento de um motor a diesel é uma mistura heterogênea, que contém não apenas emissões gasosas, tais que monóxido de carbono (“CO”), hidrocarbonetos não-queimados ou parcialmente queimados ou oxigenados dos mesmos (“HC”) e óxidos de nitrogênio (“NOx”), mas também materiais em fase condensada (líquidos e sólidos) que constituem os assim denominados materiais em partículas ou matéria em partículas. Com frequência, as composições de catalisador e os substratos, sobre os quais as composições são dispostas, são providos em sistemas de escapamento de motor a diesel, de um modo a converter certos ou todos estes componentes de escapamento a componentes inócuos. Por exemplo, os sistemas a diesel podem conter um ou mais de um catalisador de oxidação de diesel, um filtro de fuligem e um catalisador para a redução de NOx.

Uma tecnologia para a redução de NOx comprovada, aplicada a fontes estacionárias com condições de escapamento pobres, é a Redução Catalítica Seletiva (SCR) de amônia. Neste processo, NOx (= NO + NO2) é reagido com amônia para formar dinitrogênio (N2) por meio de um catalisador composto, de um modo típico, de metais base. Esta tecnologia é capaz de uma redução de NOx superior a 90%, e, deste modo, ela representa uma das melhores abordagens para que sejam alcançados os objetivos de redução de NOx. A SCR provê conversões eficientes de NOx, desde que a temperatura de escapamento esteja dentro da faixa de temperatura ativa do catalisador. A redução da espécie de NOx para N2 usando NH3 é de interesse para satisfazer aos objetivos de emissão de NOx em motores de queima pobre. Uma consequência do uso de NH3 é aquele sob as condições de conversão incompleta ou de oscilações de temperatura de escapamento. NH3 pode escapar partir do escapamento do veículo. De um modo a evitar o escape de NH3, uma quantidade subestequiométrica de NH3 pode ser injetada ao interior da corrente de escapamento, mas haverá uma conversão de NOx diminuída. De um modo alternativo, o NH3 pode ser dosado em excesso ao interior do sistema, de um modo a aumentar a taxa de conversão de NOx, mas o escapamento precisa ser então adicionalmente tratado, de um modo a que seja removido o NH3 escapado ou em excesso. Mesmo em uma dosagem subestequiométrica de NH3, um aumento na temperatura de escapamento pode liberar a amônia armazenada no catalisador de redução de NOx, resultando em um escape de NH3. Catalisadores de oxidação à base de metal precioso convencionais, tais que platina suportada sobre alumina, podem ser muito eficientes na remoção de NH3, mas eles produzem N20 e NOx de um modo considerável como produtos colaterais indesejáveis do produto de N2 desejado. Deste modo, existe uma necessidade quanto a uma composição de catalisador, que seja ativa para a oxidação de NH3, em temperaturas tão baixas quanto de 225°C e que apresentam uma seletividade de N2 em excesso de cerca de 60%, entre 250°C e 400°C.

Existe também uma necessidade quanto a catalisadores de oxidação de amônia, que são estáveis contra a operação a longo prazo térmica, química, e quanto à tensão física de uma operação de veículo normal, o que inclui temperaturas de até cerca de 450°C para uma aplicação a diesel típica. De um modo adicional, um sistema de escapamento de veículo pode operar durante períodos curtos em temperaturas de acima de 800°C, por exemplo, durante a regeneração térmica de um filtro em partículas. É importante que um catalisador de oxidação de amônia seja estável, a fatores de tensão térmicos agudos, do mesmo modo. Devido a esta razão, são identificadas condições de cura aceleradas, que simulam os efeitos cumulativos destes fatores de tensão a longo prazo e agudos sobre a atividade do catalisador. Uma tal condições de cura envolve a exposição do catalisador a temperaturas de 700°C a 800°C durante entre 5 e 50 horas, na presença de até 10% de vapor d' água, em ar.

SUMÁRIO

Os aspectos da invenção referem-se a catalisadores, a métodos e a sistemas para o tratamento do gás de escapamento. De acordo com uma ou mais modalidades da invenção, os métodos para o tratamento de emissões produzidas na corrente de gás de escapamento de um veículo a diesel são providos. Uma corrente de escapamento de motor de veículo é passada através de um catalisador de redução de NOx. A corrente de gás de escapamento, que deixa o catalisador de redução de NOx, que pode conter amônia, é passada através de um catalisador de oxidação. O catalisador de oxidação compreende platina, um segundo metal a partir de um dos grupos VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB, ou IIB da Tabela Periódica, um óxido de metal refratário, e um zeólito. O catalisador de oxidação pode ser eficaz para a remoção de amônia, em temperaturas abaixo de cerca de 300°C, de um modo preferido abaixo de 250°C. O catalisador de oxidação pode não exibir um decréscimo significativo na eficiência de remoção de amônia na cura hidrotérmica. De acordo com uma ou mais modalidades, a cura hidrotérmica refere-se à cura de um catalisador em temperaturas de até cerca de 700°C, de um modo específico de até cerca de 800°C, durante até 50 horas, por exemplo, de cerca de 5 a cerca de 25 horas, na presença de cerca de 10% de vapor d’água, em ar.

Outras modalidades da invenção são dirigidas a catalisadores para a oxidação de amônia. O catalisador compreende dois metais distintos, tendo uma função complementar: Um componente de platina suportado sobre um óxido metálico refratário ou zeólito; e um zeólito, sobre o qual um segundo metal, partir de um dos grupos VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB, ou IIB da Tabela Periódica, é suportado. OP segundo metal pode estar presente sobre o zeólito como cátions metálicos associados com os sítios de troca iônica da estrutura do zeólito. O componente de platina suportado provê uma função de oxidação de amônia altamente ativa e termicamente estável. O segundo metal suportado sobre o zeólito provê uma via adicional para o consumo de NH3 e NOx através da reação de redução catalítica seletiva, que serve para aumentar a seletividade do catalisador para a produção de N2. O componente de metal/zeólito pode ser também projetado para decompor N20, produzido pela oxidação de NH3 por meio do componente de platina/óxido metálico refratário, em baixas temperaturas, para N2, deste modo aperfeiçoando, ainda mis, a seletividade de N2. O catalisador de oxidação precisa ser eficaz para remover amônia em temperaturas baixo de 300°C, de um modo preferido abaixo de 250°C. O catalisador de oxidação precisa não exibir um decréscimo significativo na eficiência de remoção de amônia, na cura hidrotérmica, em temperaturas de cerca de 700°C. De acordo com uma ou mais modalidades, o segundo metal é o cobre, presente como íons de cobre (II) associados com sítios de troca iônica no zeólito.

Outras modalidades da invenção são dirigidas a sistemas de tratamento para uma corrente de escapamento contendo NOx. O sistema de tratamento compreende um catalisador a montante, que é eficaz par diminuir NOx; e um catalisador de oxidação a jusante sendo eficaz para a oxidação de amônia. O catalisador de oxidação compreende platina, um segundo metal de um dos grupos VB, VIB, VIIIB, IB ou IIB da Tabela Periódica, um oxido de metal refratário, e um zeólito. O catalisador de oxidação pode ser eficaz pra remover a amônia em temperaturas abaixo de cerca de 300°C, de um modo preferido abaixo de 250°C. O catalisador de oxidação pode não exibir um decréscimo significativo na eficiência de remoção de amônia na cura hidrotérmica.

De acordo com uma ou mais modalidades, os catalisadores usados nos métodos ou nos sistemas de catalisador de redução de NOx compreendem um catalisador de SCR, um catalisador de LNT, ou um outro catalisador para a destruição de NOx, que resulta no escape de amônia a partir do catalisador de redução de NOx. Em uma ou mais modalidades, as composições do catalisador de redução de NOx e do catalisador de oxidação são dispostas sobre substratos separados. Em outras modalidades, o catalisador de redução de NOx e o catalisador de oxidação são dispostos sobre o mesmo substrato.

Em uma ou mais modalidades, a platina é distribuída sobre o óxido metálico refratário. A platina pode ser também distribuída sobre o zeólito. Em uma ou mais modalidades, a platina está presente em uma quantidade em uma faixa de cerca de 0,1 g/0,028 m3 a cerca de 10 g/0,028 m3, com base no volume de catalisador total.

Em uma ou mais modalidades, o metal partir de um dos grupos VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB ou IIB da Tabela Periódica é distribuído sobre o zeólito. O metal pode ser distribuído sobre o zeólito em uma quantidade de entre 0,1 % e 5%, em peso, do zeólito. Em modalidades específicas, o metal é cobre ou ferro, ou uma mistura de ambos.

De acordo com uma ou mais modalidades, o óxido metálico refratário é selecionado a partir de alumina, sílica, zircônia, titânia, céria, e misturas físicas ou combinações químicos dos mesmos, incluindo combinações dopadas atomicamente. Em certas modalidades, a carga total do suporte de óxido metálico refratário sobre o substrato está entre cerca de 0,01 g/16,40 cm3 e 2,0 g/16,40 cm3 com base no volume do catalisador total. Em uma ou mais modalidades, o zeólito possui uma das seguintes estruturas de cristal: CHA, BEA, FAU, MOR, MFI. Em uma modalidade, a razão molar de sílica para alumina no zeólito é de cerca de 2 a cerca de 250. Em modalidades específicas, a carga total do zeólito sobre o substrato está entre cerca de 0,1/16,40 cm3 e 4,0 g/16,40 cm3, com base no volume de catalisador total. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 mostra uma ilustração esquemática de uma modalidade de um sistema de tratamento de emissão; A Figura 2 amostra o perfil de oxidação de NH3 em estado estável para dois catalisadores: Símbolos Fechados = 0, 57% de Pt sobre A1203, carga de catalisador 0,5 g/16,40 cm3, carga de Pt 5g/0,028 m3, Símbolos Abertos = 0,57 de Pt sobre AI2O3, carga de catalisador 0,5 g/16,40 cm3, carga de Pt 5 g/0,028 m3 + 2,5 g/16,40 cm3 de beta zeólito com troca de ferro (Fe = 1,1 % medido como Fe203, SAR = 30). NH3 - 500 ppm, NO = 0, 02 = 10% (como ar), H20 = 5%, equilíbrio = N2, GHSV = 100.000/hora. As linhas sólidas são interpolações entre os pontos de dados; A Figura 3 mostra o perfil de concentração de entrada de NH3 e o perfil de temperatura do reator para o experimento de extinção de NH3 de rampa de pulsos para a avaliação de oxidação de NH3 provisória. Composição do gás: 02 = 10%, H20 = 5%, C02 = 5%, equilíbrio = N2, GHSV = 100. 000/hora; A Figura 4 mostra o perfil de emissão instantâneo para um catalisador de oxidação de amônia bifuncional representativo, avaliado pelo teste de extinção de rampa de pulsos. Catalisador = 1, 8%, em peso, de Pt sobre AI2O3, 1,0 g/16,40 cm3, carga de Pt = 30 g/0,028 m3 + 0,5 g/16,40 cm3 de beta zeólito; A Figura 5 mostra o perfil de emissão instantânea para um catalisador de oxidação de amônia bifimcional representativo, avaliado pelo teste de extinção de rampa de pulsos. Catalisador = 1,8 %, em peso, de Pt sobre AI2O3, 1,0 g/16,40 cm3, carga de Pt = 30 g/0,028 m3 + 0, 5 g/16,40 cm3 de beta zeólito; A Figura 6 mostra a seletividade para NOx (= NO + NO2) para uma série de catalisadores de oxidação de amônia tendo diferentes níveis de beta zeólito com troca de ferro no catalisador, avaliados pelo teste de extinção de rampa de pulsos. A linha sólida é um ajuste de quadrados mínimos linear aos dados; A Figura 7 mostra a conversão fracionária de amônia como uma função da quantidade de beta zeólito com troca de ferro no catalisador, para uma série de catalisadores de oxidação de amônia bifuncionais, avaliados pelo teste de extinção de rampa de pulsos. A linha sólida é um ajuste de quadrados mínimos linear aos dados; e A Figura 8 mostra o perfil de oxidação de NH3 em estado estável para dois catalisadores: Símbolos Fechados = 0,57% de Pt sobre AI2O3, carga de catalisador 0,5 g/16,40 cm3, carga de Pt 5 g/0,028 m3; Símbolos Abertos = 0,57% de Pt sobre AI2O3, carga de catalisador 0,5 g/16,40 cm3, carga de Pt 5g/0,028 m3 + chabazita com troca de cobre, carga de catalisador = 2,5 g/16,40 cm3(Cobre = 2,5% medido como CuO, SAR = 30). NH3 = 500 ppm, NO = 0, O2 = 10% (como ar), H2O = 5%, equilíbrio = N2, GHSV = 100.000/hora. As linhas sólidas são interpolações lineares entre os pontos de dados.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Antes de descrever as várias modalidades exemplares da invenção, deve ser entendido que a invenção não está limitada aos detalhes de construção ou aos estágios de processo expostos na descrição que se segue. A invenção é capaz de outras modalidades e de ser praticada ou de ser executada de vários modos.

Como usado neste relatório e nas reivindicações apensas, as formas singulares “um”, “uma” e “o” incluem os vários referentes plurais, a não ser que o contexto o indique claramente de um outro modo. Deste modo, por exemplo, a referência a “ um catalisador” inclui uma mistura de dois ou mais catalisadores, e os similares. Como aqui usado, o termo” reduzir” significa diminuir em quantidade e “diminuição” significa um decréscimo na quantidade, causado por qualquer meio. Quando eles aparecem neste, os termos “ corrente de escapamento” e o termo “ corrente de escapamento do motor” refere-se ao efluente a partir do motor assim como ao efluente jusante de um ou mais outros componentes do sistema de catalisador incluindo, mas sem estar limitado a um catalisador de oxidação de diesel e/ou a um filtro de fuligem.

De acordo com uma ou mais modalidades da invenção, os métodos para o tratamento de emissões produzidas na corrente de gás de escapamento de um veículo a diesel ou de queima pobre são providos.

Em um modalidade, uma corrente de escapamento de motor de veículo é passada através de um catalisador de redução de NOx. A corrente de escapamento, que deixa o catalisador de redução de NOx, que pode conter amônia, é passada através de um catalisador de oxidação. O catalisador de oxidação compreende platina, um segundo metal a partir de um dos grupos VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB, ou IIB da tabela periódica, um óxido de metal refratário, e um zeólito. O catalisador de oxidação pode ser eficaz para remover amônia em temperaturas abaixo de cerca de 300°C, de um modo preferido abaixo de 250°C. O catalisador de oxidação pode não exibir redução significativa na eficiência de remoção de amônia na cura em temperaturas de até cerca de 700°C, de um modo preferido de até cerca de 800°C, durante até 50 horas, na presença de cerca de 10% de vapor d’água em ar. O catalisador de redução de NOx de um ou mais modalidades compreende um catalisador de redução catalítica seletiva (SCR), um catalisador de retenção de NOx pobre (LNT), ou um outro catalisador para a destruição de NOx, que resulta em uma possível emissão ou escape de amônia a partir do catalisador de redução de NOx. O catalisador de redução de NOx e a composição de catalisador de oxidação podem ser dispostos como uma camada de revestimento de lavagem sobre os mesmos ou sobre substratos diferentes. Além disso, o catalisador de SCR e o catalisador de oxidação de amônia seletiva podem estar no mesmo alojamento de catalisador ou podem estar em alojamentos de catalisador diferentes.

Outros aspectos são dirigidos a catalisadores para a oxidação de amônia. Em uma modalidade, o catalisador compreende dois materiais distintos tendo um função complementar; um componente de platina suportado sobre um óxido metálico refratário ou zeólito; e um zeólito, sobre o qual um segundo metal, a partir de um dos grupos VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB ou IIB da Tabela Periódica, é suportado. O segundo metal pode estar presente sobre o zeólito como cátions metálicos associados com sítios de troca iônica sobre a estrutura do zeólito. O componente de platina suportado provê uma função de oxidação de amônia altamente ativa e termicamente estável. O segundo metal suportado sobre o zeólito provê um trajeto adicional para o consumo de NH3 e NOx através de reação de redução catalítica seletiva, o que serve para aumentar a seletividade do catalisador para a produção de N2. O componente de metal/zeólito pode ser designado para decompor N20, produzido pela oxidação de NH3 pelo componente de platina/óxido metálico refratário, em baixas temperaturas, para N2, de um modo a melhorar, ainda mais, seletividade de N2. O catalisador de oxidação pode ser eficaz para remover a amônia em temperaturas abaixo de 300°C, de um modo preferido baixo de 250°C. O catalisador de oxidação pode não exibir um decréscimo significativo na eficiência de remoção de amônia, mediante cura em temperaturas de até 700°C, de um modo preferido de até 800°C, durante até 50 horas, na presença de cerca de 10% de vapor d’ água em ar. De acordo com uma ou mais modalidades, o segundo metal é cobre, presente como íons de cobre (II), associados com sítios de troca de íon no zeólito.

Outras modalidades destinam-se a sistemas de tratamento para uma corrente de gás de escapamento contendo NOx; e um catalisador de oxidação a jusante sendo eficaz para oxidar a amônia. O catalisador de oxidação compreende platina, um segundo metal a partir de um dos grupos VB, VTB, VIIB, IIIB, IB, ou IIB da Tabela Periódica, um óxido de metal refratário, e um zeólito. O catalisador de oxidação pode ser eficaz para remover a amônia em temperaturas abaixo de cerca de 300°C, de um modo preferido abaixo de 250°C. O catalisador de oxidação pode não exibir um decréscimo significativo na eficiência de remoção de amônia, mediante a cura em temperaturas de até cerca de 700°C, de um modo preferido de até cerca de 800°C, durante até 50 horas, na presença de cerca de 10% de vapor d’ água em ar. O sistema de tratamento de motor de acordo com uma ou mais modalidades inclui um sistema de medição para dosar a amônia, ou um precursor de amônia, ou um mistura de diferentes precursores de amônia, de um modo contínuo, ou em intervalos periódicos ao interior da corrente de escapamento.

Uma modalidade de um sistema de tratamento de emissão de acordo com a invenção é representado, de um modo esquemático, na Figura 1. Como pode ser observado na Figura 1, o escapamento contendo poluentes gasosos (incluindo hidrocarbonetos não-queimados, monóxido de carbono e NOx) e material em partículas é transportada através do sistema de tratamento de emissões denotado como 110 escapamento, contendo poluentes gasosos (incluindo hidrocarbonetos não-queimados, monóxido de carbono e NOx) e o material em partículas, é transportada a partir do motor 19 a uma posição jusante n corrente de escapamento. O agente de redução é injetado como uma pulverização através de um bocal (não mostrado) o interior da corrente de escapamento. A uréia aquosa mostrada em uma linha 25 pode servir como um precursor de amônia, que pode ser misturado com ar em um outra linha 26 em uma estação de mistura 24. A válvula 23 pode ser usada para dosar quantidades precisas de uréia aquosa, que são convertidas na corrente de escapamento para amônia. A corrente de escapamento com a amônia adicionada é convertida para o substrato do catalisador de SCR 12 (também aqui referido, incluindo nas reivindicações como “o primeiro substrato” contendo CuCHA de acordo com uma ou mais modalidades. Na passagem através do primeiro substrato 12, o componente NOx da corrente de escapamento é convertido, através de redução catalítica seletiva de NOx com NH3 para N2 e H20. Em adição, o NH3 em excesso, que emerge a partir da zona de entrada, pode ser convertido, através de oxidação a um catalisador de oxidação de amônia a jusante (não mostrado) também contendo CuCHA, de um modo a converter a amônia para N2 e H20. O primeiro substrato é, de um modo típico, um fluxo através de um substrato de monólito. Como será apreciado, após um distância de mistura, antes que ele seja introduzido no catalisador de SCR, a concentração de amônia radial, perpendicular ao fluxo de gás de escapamento, pode ou não, ser uniforme. No catalisador de SCR 16, o NOx é convertido, com o auxílio de NH3, para N2 e H20. O NH3 residual escape do catalisador de SCR 16 para um Catalisador de Oxidação de NH3 16, a jusante. No Catalisador de Oxidação de NH3, o NH3 residual é convertido para N2 e H20. O Substrato De acordo com uma ou mais modalidades, o substrato para o catalisador de oxidação de amônia pode ser qualquer um daqueles materiais usados, de um modo típico, para a preparação de catalisadores automotivos e que irá compreender, de um modo típico, uma estrutura alveolar metálica ou cerâmica. Qualquer substrato adequado pode ser empregado, tal que um substrato de fluxo atravessante monolítico, tendo uma pluralidade de passagens de fluxo de gás paralelas, finas, que se estendem a partir de uma entrada para um face de saída do substrato, de um modo tal que as estejam abertas ao fluxo de fluido. As passagens, que são, de um modo essencial, trajetos diretos a partir da entrada de fluido para a saída de fluido, são definidas pelas paredes, sobre as quais o material catalítico é revestido como um “ revestimento de lavagem “, de um modo tal que os gases, que fluem através das passagens, sejam colocados em contato com o material catalítico. As passagens de fluxo do substrato monolítico são canais de paredes delgadas, que podem ser de qualquer configuração em seção transversal, tais que trapezoidais, retangulares, quadradas, senoidais, hexagonais, ovais, circulares, etc. Tais estruturas podem conter de cerca de 60 a cerca de 1200 ou mais aberturas de entrada de gás (isto é, “células” por 6,45 cm2 de seção transversal (cpsi). Um substrato de fluxo atravessante comercialmente disponível representativo é o material de cordierita Corning 400/6,que é construído a partir de cordierita e possui 400 cpsi (400 por 6,45 cm2 de seção transversal (cpsi)) e uma espessura de parede de 6 mil (152,4 micrômetros). No entanto, deve ser entendido que a invenção não está limitada um tipo de substrato, material ou geometria particular. O substrato cerâmico pode ser produzido a partir de qualquer material refratário adequado, por exemplo, cordierita, cordierita -a-alumina, nitreto de silício, zircônio mulita, espodumeno, alumina -sílica magnésia, silicato de zircônio, silimanita, silicatos de magnésio, zircônio, petalita, a-alumina, aluminossilicatos, e os similares.

Os substratos úteis para os compósitos de catalisador bifuncionais de modalidades da presente invenção podem ser também de natureza metálica e são compostos de um ou mais metais ou de ligas metálicas. Os suportes metálicos exemplares incluem os metais resistentes ao calor e as ligas metálicas, tais que titânio e aço inoxidável, assim como outras ligas, nas quais o ferro é um componente substancial ou principal. Tais ligas podem conter um ou mais de níquel, cromo e/ou alumínio, e a quantidade total destes metais pode compreender pelo menos 15%, em peso, da liga, por exemplo, de 10-25% de cromo, 3-8%, em peso, de alumínio e até 20%, em peso, de níquel. As ligas podem também conter pequenas quantidades ou quantidades traço de um ou mais outros metais, tais que manganês, cobre, vanádio, titânio, e os similares. Os substratos metálicos podem ser empregados em várias formas, tais que em folha corrugada ou em forma monolítica. Um substrato metálico comercialmente disponível representativo é manufaturado por Emitec. No entanto, será entendido que a invenção não está limitada a um tipo de substrato, material ou geometria particular. A superfície dos substratos metálicos pode ser oxidada em altas temperaturas, por exemplo, de 1000°C, ou mais altas, de um modo a formar uma camada de óxido sobre a superfície do substrato, melhorando resistência à corrosão da liga. Uma tal oxidação induzida por alta temperatura pode também melhorar a aderência do suporte de óxido metálico refratário e de componentes metálicos de promoção catalítica ao substrato.

Os Suportes de Catalisador De acordo com uma ou mis modalidades, a platina é depositada sobre um suporte de óxido metálico refratário de alta área superficial. Exemplos de óxidos metálicos refratários de alta área superficial incluem, mas não estão limitados a, alumina, sílica, titânia, céria, e zircônia e misturas físicas ou combinações dos mesmos, que incluem combinações atomicamente dopadas. O óxido d e metal refratário pode consistir ou conter um óxido misto, tal que sílica-alumina, aluminossilicatos que podem ser amorfos ou cristalinos, alumina-zircônia, alumina-lantana, alumina-bária-lantânia-neodímio, alumina-cromo, alumina-bária, alumina-céria, e os similares. Um óxido metálico refratário exemplar compreende gama-alumina tendo uma área superficial específica de cerca de 50 a cerca de 300 m2/g. O componente de zeólito de algumas modalidades compreende um aluminossilicato poroso, sobre o qual é depositado um metal a partir de um dos grupos VB, VIB, VIIB, VIIIB, EB, ou IIB da Tabela Periódica. Um exemplo destes metais inclui ferro e cobre. O componente de zeólito pode ter qualquer uma das estruturas de armação relacionadas em Database of Zeolite Structures, publicado pelo International Zeolite Association (IZA). As estruturas de armação incluem, mas não estão limitadas, àquelas dos tipos CHA, FAU, BEA, MFI e MOR. O componente de platina de algumas modalidades pode ser suportado sobre um zeólito, que pode possuir qualquer uma das estruturas de armação relacionadas em Database of Zeolite Structures publicado por International Zeolite Association (IZA). As estruturas de armação incluem, mas não estão limitadas, àquelas dos tipos CHA, FAU, BEA, MFI e MOR.

As Camadas de Revestimento de Lavagem De acordo com uma ou mais modalidades, o catalisador é aplicado como um camada de revestimento de lavagem, que é depositada sobre, isto é, é revestida sobre e aderida, ao substrato. Um método adequado de preparação do componente de platina é o de preparar uma mistura ou uma solução de um precursor de platina em um solvente adequado, por exemplo, a água. De um modo geral, a partir de um ponto de vista de aspectos econômicos e ambientais, são preferidas as soluções aquosas de compostos ou complexos de platina solúveis. De um modo típico, é utilizado um precursor de platina sob a forma de um composto ou de um complexo, de um modo a que seja alcançada uma dispersão do precursor sobre o suporte. Para os propósitos da presente invenção, o termo “ precursor de platina”, significa qualquer composto, complexo, ou similar que, mediante calcinação ou fase inicial de uso do mesmo, seja decomposto, ou de um outro modo convertido, a um forma cataliticamente ativa. Os complexos ou compostos de platina adequados incluem, mas não estão limitados a, cloretos de platina (por exemplo, sais de [PtCl4] ", [PtCl6] ", hidróxidos de platina (por exemplo, sais de [Pt(OH)6]2"), platina aminas (por exemplo, sais de [Pt(NH3)4]2+, [Pt(NH3)4]4+), hidratos de platina (por exemplo, sais de [Pt(OH2)4]2+), platina bis (acetil acetonatos), e compostos mistos ou complexos (por exemplo [ Pt(NH3)2(Cl)2]). Um fonte de platina comercialmente representativa é 99% de hexacloroplatinato de amônio de Strem Chemicals, Inc., que pode conter traços de outros metais preciosos. No entanto, deverá ser entendido que esta invenção não está restrita a precursores de platina de um tipo, composição, ou pureza particular. Uma mistura ou solução do precursor de platina é adicionada ao suporte através de vários meios químicos. Estes incluem a impregnação de uma solução do precursor de platina sobre o suporte, o que pode ser seguido por um estágio de fixação, que incorpora o componente ácido (por exemplo, o ácido acético) ou o componente básico (por exemplo, hidróxido de amônio). Este sólido úmido pode ser quimicamente reduzido ou calcinado, ou usado como tal. De um modo alternativo, o suporte pode ser suspenso em um veículo adequado (por exemplo, a água) e reagido com o precursor de platina em solução. Este último método é mais típico quando o suporte é um zeólito, e é desejado fixar o precursor de platina a sítios de troca de íon na armação do zeólito. Os estágios de processamento adicionais podem incluir a fixação através de um componente ácido (por exemplo, o ácido acético) ou um componente básico (por exemplo, o hidróxido de amônio), redução química, ou, calcinação.

Em uma ou mais modalidades, a camada de revestimento de lavagem contém um zeólito, sobre o qual foi distribuído um metal a partir de um dos grupos VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB, ou IIB da Tabela Periódica.

Zeólitos exemplares incluem, mas não estão limitados, zeólitos tendo uma das seguintes estruturas de cristal, CHA, BEA, FAU, MOR, MFI. Um metal exemplar desta série é o cobre. Um método adequado para a distribuição do metal sobre o zeólito é o de primeiramente preparar uma mistura ou uma solução do precursor metálico em um solvente adequado, por exemplo, a água. De um modo geral, a partir do ponto de vista de aspectos econômicos e ambientais, são preferidas as soluções aquosas de compostos ou complexos solúveis. Para os propósitos da presente invenção, o termo “ precursor metálico “ significa qualquer composto, complexo, ou o similar, que pode ser dispersado sobre o suporte de zeólito, de um modo a fornecer um componente metálico cataliticamente ativo. Para o cobre metálico do Grupo IB exemplar, complexos adequados ou compostos incluem, mas não estão limitados a, sulfato de cobre anidro e hidratado, nitrato de cobre, acetato de cobre, acetil acetonato de cobre, óxido de cobre, hidróxido de cobre, e sais de cobre aminas (por exemplo, [Cu(NH3)4] . Uma fonte de cobre comercialmente disponível representativa é 97% de acetato de cobre de Strem Chemicals, Inc., que pode conter traços de outros metais, em particular de ferro e níquel. No entanto, pode ser entendido que está invenção não está restrita precursores metálicos de um tipo, composição ou pureza particular. O zeólito pode ser deixado reagir, de um modo tal que o componente de cobre seja distribuído sobre o zeólito. Isto pode resultar em que o cobre seja distribuído sobre os canis de poro do zeólito, assim como sobre a superfície externa do zeólito. O cobre pode ser distribuído como íons de cobre (II), íons de cobre (I), ou como óxido de cobre. Após o cobre ter sido distribuído sobre o zeólito, o zeólito pode ser separado a partir da fase líquida da suspensão, lavado, e secado. Ele pode ser também calcinado, de um modo a fixar o cobre.

De um modo a aplicar a camada de catalisador ao substrato, partículas finamente divididas do catalisador, que consistem do componente de platina e/ou do componente de zeólito metálico, são suspensas em um veículo apropriado, por exemplo, a água, de um modo a formar uma suspensão. Outros promotores e/ou estabilizadores e/ou tensoativos podem ser adicionados à suspensão como misturas ou soluções em água ou em um veículo miscível em água. Em uma ou mais modalidades, suspensão é triturada, de um modo a resultar em que substancialmente todos os sólidos possuam tamanhos de partícula inferiores a cerca de 10 mícrons, isto é, entre cerca de 0,1 - 8 mícrons, em um diâmetro médio. A trituração pode ser executada em um moinho de esferas, um moinho Eiger contínuo, ou um outro equipamento similar. Em uma ou mais modalidades, a suspensão ou pasta pode ter um pH de cerca de 2 a menos do que cerca de 7. O pH da suspensão pode ser ajustado, se necessário, através da adição de uma quantidade adequada de um ácido orgânico ou inorgânico à suspensão. O conteúdo de sólidos da suspensão pode ser, por exemplo, de 20-60%, em peso, e, de um modo mais particular, de cerca de 35-45%, em peso. O substrato pode ser então imerso na suspensão, ou a suspensão pode, ser um outro modo, ser revestida sobre o substrato, de um modo tal que seja depositada, sobre o substrato uma carga desejada da camada de catalisador. Depois disso, o substrato é secado a cerca de 100°C e calcinado através de aquecimento, por exemplo, a de 30-650 °C durante cerca de 1 hora a cerca de 3 horas. A secagem e a calcinação são executadas, de um modo típico, em ar. Os processos de revestimento, secagem e calcinação podem ser repetidos, se necessário, de um modo a que seja alcançada a carga final desejada de catalisador sobre o suporte. Em alguns casos, a remoção completa do líquido e de outros componentes voláteis pode não ocorrer até que o catalisador seja colocado em uso e submetido às temperaturas elevadas encontradas durante a operação.

Após a calcinação, a carga de catalisador pode ser determinada através do cálculo da diferença em pesos revestidos e não-revestidos do substrato. Como será evidente para aqueles de habilidade na arte, a carga de catalisador pode ser modificada através da alteração do conteúdo de sólidos da suspensão de revestimento e da viscosidade da suspensão. De um modo alternativo, imersões repetidas do substrato na suspensão de revestimento podem ser conduzidas, seguidas pela remoção da suspensão em excesso, tal como acima descrito. Em uma modalidade específica, a carga da camada de lavagem sobre o substrato está entre cerca d e 0,2 a cerca de 3,0 g/16,40 cm3, ou de um modo típico de cerca de 2,0/16,40 cm3.

EXEMPLOS

Exemplo 1: Preparação de um catalisador de oxidação de amônia bifuncional.

Uma preparação de catalisador AMOx bifuncional foi iniciada com uma impregnação do precursor de Pt(IV) básico sobre um suporte de óxido pelo método de umidade incipiente. O Pt (IV) foi fixado ao suporte através da impregnação subsequente de um ácido orgânico, de um modo a diminuir foi pH superficial e precipitar o Pt (IV). O pó resultante foi então suspenso em água deionizada, de um modo a fornecer uma suspensão de aproximadamente 40% de sólidos, e moído ou através de um moinho contínuo ou através de um moinho de esferas convencional, de um modo a fornecer uma distribuição de partícula tendo 90 % da quantidade de partículas inferiores a 10 pm. O pH foi monitorado e não foi deixado exceder a 5, de um modo a evitar ressolubilização do Pt (IV). Em separado, um segundo componente, que consiste, de um modo típico, de um zeólito com troca de metal de transição, foi suspenso em água, de um modo a fornecer uma suspensão de aproximadamente 40% de sólidos, e moído a uma distribuição de tamanho de partícula de agregado, tendo 90% da quantidade de partículas inferiores a 10 pm. A esta suspensão, foram adicionados aproximadamente 3 % de Zr02 (base em sólidos) como uma solução de acetato de zircônio. Isto foi requerido de um modo a evitar a geleificação na mistura das duas suspensões. As duas porções foram misturadas em porções apropriadas para fornecer a razão requerida de Pt suportado e de componentes de zeólito com troca metálica. A suspensão resultante foi analisada quanto ao conteúdo de Pt correto, e revestida sobre um monólito cerâmico cilíndrico convencional, tendo dimensões de 1,0 “ OD por 3,0” de comprimento, uma densidade celular de 400 células/6,45 cm2, e uma espessura de parede de 6 mil (152,4 micrômetros). O revestimento foi executado pela imersão do monólito na suspensão, em paralelo com os canais, removendo a suspensão em excesso através de fluxo de ar, e secagem e calcinação do núcleo do catalisador úmido resultante. Em alguns casos, aplicações repetidas foram requeridas, de um modo a que fossem obtidas as cargas objetivas, de um modo particular para cargas totais >1,0 g/16,40 cm3. Os núcleos de catalisador foram curados, de um modo usual, em alta temperatura, antes da avaliação da atividade do catalisador. As condições de cura específicas para cada avaliação foram, cada qual, tal como abaixo descritas.

Exemplo 2: Avaliação em estado estável de um catalisador de Pt/Al203 + catalisador FeBEA A Figura 2 mostra uma representação gráfica da conversão de NH3 percentual e da seletividade percentual para N2 para um catalisador, que consiste de 0,57%, em peso, em A1203 (0,5 g/16,40 cm3) fornecendo uma carga de Pt total de 5 g/0,028 m3 (símbolos fechados). O catalisador foi tratado a 750°C durante 5 horas, em ar, antes da avaliação. Os dados mostram a conversão quase completa de NH3 a 250°C, mas este catalisador possuía a propriedades indesejável de reduzir, de um modo constante, a seletividade de N2 foi de apenas 36%, que não é provavelmente, adequada para a aplicação a veículo. A baixa seletividade em alta temperatura é um resultado da produção de NOx considerável pelo catalisador de Pt suportado, de acordo com a Equação 1. O óxido nítrico é bem conhecido como sendo um produto de oxidação primário para a amônia em relação a platina suportada nas temperaturas operacionais para o escapamento de veículo.

Equação 1 4 NH3 + 502 —» 4 NO + 6 H2 E ilustrada na Figura 2 a conversão de NH3 e os dados de seletividade para um catalisador, que consiste de uma mistura de 0,57 %, em peso, de Pt sobre AI2O3 (0,5 g/16,40 cm3 (e beta zeólito com troca de ferro (2,5 g/16,40 cm2) (símbolos abertos). A carga de catalisador total sobre o monólito foi de 3,0 g/16,40 cm3. O conteúdo de ferro do beta zeólito com troca de ferro foi de 1,1 %, em peso, medido como Fe2C>3. Os dados nos símbolos abertos mostram claramente uma conversão de NH3 quase equivalente quanto para o catalisador sem o componente ferro-beta. Isto era esperado, pois a carga total do componente Pt suportado foi a mesma que acima, e o processo de oxidação primário em relação a PT/AI2O3, Equação 1, é amplamente não-afetado pela presença do componente ferro-beta. No entanto, a seletividade de N2 foi substancialmente melhorada em altas temperaturas, na presença de um componente de beta zeólito com troca de ferro. A 400°C, a seletividade de N2 aumentou para 70% no catalisador contendo ferro-beta, uma melhora de duas vezes em relação ao catalisador Pt/Al203. Os zeólitos com troca de ferro são catalisadores bem conhecidos para a coproporção de NH3 e NO, de um modo a produzir N2 em um modo altamente seletivo, através da reação de SCR, Equação 2. Isto fornece os meios para entender a origem do aumento de seletividade na presença de ferro beta zeólito. O componente de Pt suportado converte NH3 para NO de acordo com a Equação 1. O ferro beta zeólito funciona então, de um modo a converter o intermediário de NO para N2 usando um equivalente de NH3 não - regido, de acordo com a reação de SCR na Equação 2. Com base neste esquema, é prontamente evidente que a seletividade ótima deverá ser obtida quando a taxa para a Equação 2 for competitiva com, ou mais rápida do que a taxa para a Equação 1. Como um resultado, esperamos que seja observado um decréscimo na produção de NOx e um aumento na seletividade de N2, à medida em que a quantidade de componente de SCR no catalisador foi aumentada (vide Exemplo 5). Estes dados ilustram, deste modo, o valor do conceito bifuncional no projeto de catalisadores para a oxidação de amônia seletiva.

Equação 2. 4 NH3 + 6 NO —» 5 N2 + 6 H20 Exemplo 3: Teste de rampa de pulsos de catalisadores de oxidação de amônia Uma avaliação de rampa de pulsos foi desenvolvida, de um modo a dosar a atividade e a seletividade de catalisadores de oxidação de amônia, sob condições provisórias. Os testes foram executados sobre catalisadores revestidos sobre monólitos de fluxo atravessante cilíndrico de dimensões de 0,75” (1,9 cm) OD x 2,5” (6,35 cm) de comprimento, com uma densidade de célula de 400 células/16,40 cm2 (400 células/6,45 cm2) (e uma espessura de parede de 6 mil (152,4 micrômetros). O teste envolveu três estágios. Primeiro, o catalisador foi exposto durante 1800 segundos a uma corrente gasosa de 150°C contendo 500 ppm de amônia, 10 % de dioxigênio, 5% de vapor d’água, e 5% de dióxido de carbono, o equilíbrio sendo dinitrogênio. A GHVS foi de 100.000/hora, com base no volume de catalisador total. Então, a alimentação de amônia foi desligada e o catalisador foi equilibrado durante um período adicional de 1200 segundos, após o que não havia NH3 observável na fase gasosa. Neste ponto, a temperatura foi aumentada, de um modo linear, de 150°C para 500 °C durante um período de 3000 segundos. Durante esta rampa de temperatura, a amônia foi adicionada, de um modo periódico, à corrente em 0,07 mmol pulsados, com uma duração de pulso de 5 segundos, seguido por um tempo de residência de 55 segundos. Não foi adicionada amônia durante o período de residência. A Figura 3 ilustra este perfil de amônia experimental para um substrato de cordierita neutro, demonstrando a concentração de amônio durante a fase de pré-equilíbrio de adsorção e dessorção de amônia e durante a fase de rampa de pulsos.

Exemplo 4: Perfis de emissão instantâneos para o catalisador de oxidação de amônia bifuncional típico A Figura 4 mostra um perfil de emissão instantânea típico para um catalisador de platina suportado. Este catalisador consistia de 1 g/16,40 cm3 de SBA-150 alumina, sobre o qual foram suportados 30 g/0,028 m3, junto com um adicional de 0,5 g/16,40 cm3 de beta zeólito. Na região de baixa temperatura, em que a amônia não é consumida, os dados mostram uma ampliação considerável dos pulsos de NH3, devido à retenção de NH3 pelo componente de zeólito. Uma tal ampliação não foi observada em catalisadores que não possuíam zeólito. A medida em que esta temperatura foi aumentada a acima de 200°C, a quantidade de NH3 na saída diminuiu à medida em que o NH3 começa a ser consumido em relação ao catalisador. Isto foi associado com a aparência imediata de N20 na corrente de saída. N20 foi a emissão não - N2 primária observada até 300°C, após o que NOx tomou-se o mais prevalecente. Este padrão de emissões foi típico para um catalisador de platina suportado, mas não contendo funcionalidades catalíticas adicional. O objetivo da adição de uma segunda funcionalidade catalítica à formação de catalisador foi, portanto, o de diminuir a produção de NOx e/ou N20.

Exemplo 5: Dados de emissão cumulativa para um catalisador de oxidação de amônia bifuncional A integração dos dados de emissão instantânea na Figura 4 fornecem o perfil de emissão cumulativa para a oxidação de amônia, mostrado na Figura 5. A parte de catalisador foi a mesma que para o Exemplo 3. A inflexão do perfil de NH3 entre 200°C e 250°C indica a região de extinção e a linha plana para NH3 acima de 250°C indica que não houve emissão de amônia acima desta temperatura. Os dados revelam, de um modo claro, o início da produção de N20 a 225°C e o início da produção de NOx a 300°C. Usando os dados integrados, a emissão líquida de cada uma das espécies contendo N, ao longo da duração do teste, foi determinada, com a exceção de N2. A produção de dinitrogênio líquida foi determinada a partir de um cálculo de equilíbrio de massa, assumindo que os únicos produtos de oxidação de NH3 são N2, NO, N02 e N20. As seletividades catalíticas para cada espécie foram calculadas como a razão da emissão total daquela espécie para ο NH3 convertido.

Exemplo 6: Seletividade de NOx como uma função do conteúdo de ferro beta para catalisadores de amônia bifuncionais baseados em platina suportada e zeólito ferro beta A Figura 6 mostra uma representação gráfica da seletividade líquida do catalisador de produção de NOx como uma função do conteúdo do zeólito ferro beta na composição de catalisador. As composições de catalisadores usadas para gerar a Figura 6 são providas na Tabela 1. A Figura 6 mostra os dados para Pt suportado sobre alumina SBA-150, sobre uma sílica -alumina Siralox 1,5, e sobre uma titânia INE 108. Para todas estas amostras, a tendência geral foi a de produzir níveis mais baixos da espécie NOx à medida em que o zeólito ferro-beta é aumentado.

Tabela 1: Exemplo 7: Conversão de amônia como uma função do conteúdo de ferro beta para catalisadores de oxidação de amônia bifuncionais, baseados em platina suportada e em zeólito ferro beta. É importante demonstrar que as duas funções no catalisador de oxidação de amônia bifuncional são cineticamente independentes, de um modo tal que a atividade de cada componente não é afetada, de um modo negativo, pelo outro. O zeólito ferro beta não é um catalisador eficaz em si mesmo para a oxidação de amônia pela Equação 1, e de um modo tal que a conversão da amônia líquida é dominada pelo componente de platina suportado. Isto é demonstrado, de um modo claro, na Figura 7, que demonstra que a conversão de amônia, e portanto a taxa para a oxidação de amônia, não foram afetadas pela quantidade de zeólito ferro beta na amostra. O componente ferro beta não contribuiu fortemente para a oxidação de amônia, mas também não inibiu a extinção da oxidação de amônia em relação ao componente de platina suportado. Os dados também demonstraram que o componente ferro beta não influenciou a produção de N20, o que foi consistente com a observação de que catalisadores à base de ferro não reagem com N20 abaixo de 400°C. Isto reforça a independência cinética do componente de platina suportado e do componente de ferro beta.

Exemplo 8: Avaliação em estado estável de um catalisador de Pt/Al2C>3 + CuCHA bifuncional O esquema ilustrado nas Figuras 1 e 2 sugere que a seletividade para N2 pode ser aumentada pelo aumento da quantidade do componente ativo de SCR, ou através do uso de um componente de SCR intrinsecamente mais ativo. A última estratégia foi ilustrada através da preparação de um catalisador contendo 0,57% de Pt, em peso, sobre Al2/C>3 (carga de 0,5 g/0,028 m3) e um zeólito de chabazita com troca de cobre (carga Λ CuCHA, 2,5 g/0,028 m ), de um modo a fornecer uma carga de catalisador total de 3,0 g/16,40 cm3. A carga total do componente de Pt suportado foi idêntica àquela no Exemplo 2 (5 g/0,028 m3 de Pt). O catalisador foi curado a 750°C, durante 5 horas, em ar. O catalisador foi avaliado em condições de oxidação de NH3 em estado estável. A conversão de NH3 e a seletividade de N2 foram representados graficamente como símbolos abertos na Figura 8, junto com a amostra de controle apenas de Pt suportado em símbolos fechados. Como no Exemplo 2, a conversão de NH3 foi similar para o catalisador com e sem o componente CuCHA. No entanto, a seletividade de N2 foi substancialmente mais alta para o catalisador contendo CUCHA, em relação à amostra de controle, e foi também mais alta do que a amostra contendo FeBEA. A 400 °C, o catalisador converte 100% do NH3 para N2 e não houve essencialmente a formação de NOx, ao mesmo tempo em que o catalisador contendo FeBEA produz aproximadamente 30% de NOx a 400 °C. Isto é consistente com a observação independente de que CuCHA é um catalisador muito mais ativo para a reação de SCR do que o é FeBEA. A referência ao longo de todo este relatório a “ uma modalidade “, “certas modalidades “, “uma ou mais modalidades” ou a “ uma modalidade “ significa que um aspecto, estrutura, material ou característica particular, descrito em conexão com a modalidade, está incluído em pelo menos uma modalidade da invenção. Deste modo, o aparecimento das frases, tais que “em uma ou mais modalidades “, “em certas modalidades “, “ em uma modalidade ou em uma modalidade “ em vários locais ao longo deste relatório não se referem, de um modo necessário, a uma mesma modalidade da invenção. Além disso, os aspectos, estruturas, materiais ou características particulares podem ser combinados, de um modo adequado, em uma ou mais modalidades.

Embora a invenção tenha sido aqui descrita com referência a modalidades particulares, deve ser entendido que estas modalidades são meramente ilustrativas dos princípios e das aplicações da presente invenção. Será evidente para aquele versado a arte que muitas modificações e variações podem ser introduzidas no método e no aparelho da presente invenção, sem que haja afastamento do espírito e do escopo da invenção. Deste modo, é intencionado que a presente invenção inclua modificações e variações que estejam dentro do escopo das reivindicações apensas e de seus equivalentes.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Composição de catalisador de oxidação bifuncional para a oxidação de amônia, caracterizado pelo fato de compreender um primeiro catalisador para catalisar a oxidação da amônia compreendendo platina suportado sobre um óxido metálico refratário selecionado a partir de alumina, sílica, zircônia, titânia e misturas físicas ou combinações químicos dos mesmos, incluindo combinações dopadas atomicamente, e um segundo catalisador para aumentar a seletividade de N2, o segundo catalisador compreendendo um segundo metal a partir de um dos grupos VIIIB ou IB da Tabela Periódica distribuído sobre um zeólito, em que dito zeólito possui uma das estruturas de cristal que se seguem: CHA, BEA, FAU, MOR, MFI.

2. Composição de catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o óxido metálico refratário é alumina.

3. Composição de catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a platina é distribuída sobre o zeólito.

4. Composição de catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a platina está presente em uma faixa de 0,1 g/0,028 m3 a 10 g/0,028 m3, com base na mistura de catalisador total.

5. Composição de catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o metal a partir de um dos grupos VIUB ou IB da tabela periódica está presente sobre o zeólito em uma quantidade entre 0,1 % e 5%, em peso, de zeólito.

6. Composição de catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o metal a partir de um dos grupos VIUB ou IB da tabela periódica é cobre.

7. Composição de catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o metal a partir de um dos grupos VIUB ou IB da tabela periódica é ferro.

8. Composição de catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a carga total do suporte de óxido metálico refratário sobre o substrato está entre 0,01 g/16,40 cm3 e 2,0 g/16,40 cm3, com base no volume de catalisador total.

9. Composição de catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão molar de sílica para alumina no zeólito é de 4 a 250.

10. Composição de catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a carga total de zeólito sobre o substrato está entre 0,1 g/16,40 cm3 e 4,0 g/16,40 cm3, com base no volume de catalisador total.

11. Composição de catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado a composição de catalisador de oxidação bifuncional apresenta uma seletividade de N2 em excesso de 60%, entre 250°C e 400°C.

12. Método para tratar emissões produzidas na corrente de gás de escapamento de um veículo de queima pobre ou a diesel, caracterizado pelo fato de compreender: passar uma corrente de escapamento do motor do veículo através de pelo menos uma composição de catalisador de redução de NOx; e passar a corrente de escapamento, que deixa a composição de catalisador de redução de NOx e contendo amônia através de uma composição de catalisador de oxidação bifuncional eficaz para oxidar amônia conforme definida na reivindicação 1.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a composição de catalisador de redução de NOx compreende um catalisador de SCR, um catalisador de LNT ou um outro catalisador para a destruição de NOx, que resulta no escape de amônia a partir do catalisador de redução de NOx.

14. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a composição de catalisador de redução de NOx e a composição de catalisador de oxidação são dispostos sobre substratos separados.

15. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a composição de catalisador de redução de NOx e a composição de catalisador de oxidação são dispostos sobre o mesmo substrato.

16. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o óxido metálico refratário é alumina.

17. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a platina é distribuída sobre o zeólito.

18. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a platina está presente em uma quantidade de 0,1 g/0,028 m3 a 10 g/0,028 m3, com base no volume de catalisador total.

19. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o metal a partir de um dos grupos VIIIB ou IB da tabela periódica está presente sobre o zeólito em uma quantidade de entre 0,1 % e 5%, em peso, de zeólito.

20. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o metal a partir de um dos grupos VIUB ou IB da tabela periódica é cobre.

21. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o metal a partir de um dos grupos VIIIB ou IB da tabela periódica é ferro.

22. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o óxido metálico refratário é selecionado a partir de alumina, sílica, zircônia, titânia, céria, e misturas físicas ou combinações químicas das mesmas, que incluem combinações dopadas atomicamente.

23. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a carga total do suporte de óxido metálico refratário sobre o substrato está entre 0,01 g/16,40 cm3 e 2,0 g/16,40 cm3, com base no volume de catalisador total.

24. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o zeólito possui uma das estruturas de cristal que se seguem: CHA, BEA, FAU, MOR, MFI.

25. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a razão molar de sílica para alumina no zeólito é de 2 a 250.

26. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a carga total do zeólito no substrato está entre 0,1 g/16,40 cm3 e 4,0 g/16,40 cm3, com base no volume de catalisador total.

27. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a composição de catalisador de oxidação bifuncional apresenta uma seletividade de N2 em excesso de 60%, entre 250°C e 400°C.

28. Sistema de tratamento para uma corrente de escapamento contendo NOx, caracterizado pelo fato de compreender: pelo menos uma composição de catalisador de redução de NOx a montante, eficaz para diminuir NOx; e uma composição de catalisador de oxidação bifuncional a jusante eficaz para remover a amônia conforme definida na reivindicação 1.

29. Sistema de tratamento de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o catalisador de redução de NOx compreende um catalisador de SCR, um catalisador de LNT, ou um outro catalisador para a destruição de NOx, que resulte em um escape de amônia a partir do catalisador de redução de NOx.

30. Sistema de tratamento de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que a composição de catalisador de redução de NOx e a composição de catalisador de oxidação bifuncional são dispostas sobre substratos separados.

31. Sistema de tratamento de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que a composição de catalisador de redução de NOx e a composição de catalisador de oxidação bifuncional são dispostos sobre o mesmo substrato.

32. Sistema de tratamento de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de compreender um sistema de medição para dosar a amônia ou um precursor de amônia ao interior da corrente de escapamento.

33. Sistema de tratamento de acordo com a reivindicação 28, caracterizado a composição de catalisador de oxidação bifuncional apresenta uma seletividade de N2 em excesso de 60%, entre 250°C e 400°C.