CN116528974A - 包括多功能催化剂的废气处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于处理从柴油机排出的废气流的废气处理系统，其中所述废气处理系统包括具有入口端和出口端并且包括设置在基体上的涂层的第一催化剂，其中所述涂层包括负载在包括锆的氧化物材料上的钯，并进一步包括氧化钒以及包括铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种；具有入口端和出口端并且包括设置在基材上的涂层的第二催化剂，其中所述涂层包括氧化钒以及包括铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种，其中至多0.0001重量％的第二催化剂的涂层由铂族金属组成。

Description

包括多功能催化剂的废气处理系统
本发明涉及一种用于处理从柴油机排出的废气流的废气处理系统以及使用所述系统处理从柴油机排出的废气流的方法。
已知的问题是，即使没有上游氧化催化剂，由于三氧化硫从发动机排出并且由SCR催化剂内部产生，基于具有CHA型的骨架结构的含铜沸石材料的紧密耦合选择性催化还原(SCR)催化剂可能随着时间硫酸化。在此，术语“紧密耦合”催化剂在本文中用于定义接收从发动机排出的废气流的第一催化剂的催化剂。因此，紧密耦合SCR催化剂不能提供足够的DeNOx来满足超低氮氧化物(NOx)和氧化亚氮(N2O)的排放，例如硫酸化后的CARB。
WO 2018/224651 A1公开了不同的废气处理系统，以满足超低氮氧化物(NOx)和氧化亚氮(N2O)的排放，例如硫酸化再生后的CARB。然而，仍然需要在保持或增加DeNOx的同时进一步减少氧化亚氮的排放。
因此，本发明的目的是提供一种废气处理系统，用于处理从柴油机排出的废气流，防止硫酸化，以保持足够的DeNOx，满足环境要求，并大大减少氧化亚氮的排放。
令人惊讶的是，发现根据本发明的并在下文中描述的用于处理离开柴油机的废气流的废气处理系统允许硫酸化后再生，以保持足够的甚至增加的DeNOx，以满足环境要求，以及大大减少氧化亚氮的排放。
因此，本发明涉及一种用于处理从柴油机排出的废气流的废气处理系统，所述废气处理系统具有用于将所述废气流引入所述废气处理系统的上游端，其中所述废气处理系统包括
(i)具有入口端和出口端并且包括设置在基材上的涂层的第一催化剂，其中该涂层包括负载在包含锆的氧化物材料上的钯，并进一步包括氧化钒和包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种多或多种；
(ii)具有入口端和出口端并且包括设置在基材上的涂层的第二催化剂，其中该涂层包括氧化钒和包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种，其中第二催化剂的至多0.0001重量％的涂层由铂族金属组成；
其中根据(i)所述的第一催化剂是废气处理系统的上游端的下游的废气处理系统的第一催化剂，并且其中该第一催化剂的入口端设置在第一催化剂的出口端的上游；
其中在废气处理系统中，根据(ii)所述的第二催化剂位于根据(i)所述的第一催化剂的下游，并且其中第二催化剂的入口端设置在第二催化剂的出口端上游。
第一催化剂
优选的是，根据(i)所述的第一催化剂的出口端与根据(ii)所述的第二催化剂的入口端流体连通，并且在根据(i)所述的第一催化剂的出口端和根据(ii)所述的第二催化剂的入口端之间，废气处理系统中没有用于处理离开第一催化剂的废气流的催化剂。
优选70-98重量％，更优选75-95重量％，更优选80-90重量％的包含在根据(i)所述的第一催化剂的涂层中的氧化物材料由锆和氧组成，优选由二氧化锆组成。
优选地，包含在根据(i)所述的第一催化剂的涂层中的氧化物材料进一步包括镧、铪、铝、硅和钛中的一种或多种，更优选镧和铪中的一种或多种，更优选镧和铪。
优选95-100重量％，更优选99-100重量％，更优选99.5-100重量％的包含在根据(i)所述的第一催化剂的涂层中的氧化物材料由氧、锆、镧和铪组成。更优选1.5-15重量％，更优选5-15重量％的氧化物材料由镧组成，以La2O3计算，更优选0.5-15重量％，更优选1-5重量％的氧化物材料由铪组成，以HfO2计算。
优选5至40重量％，更优选7至20重量％，更优选8至15重量％的根据(i)所述的第一催化剂的涂层由氧化物材料组成。
至于第一催化剂的涂层，优选其包含钯，其负载量以元素钯计算，在1至80g/ft3范围内，更优选在5至50g/ft3范围内，更优选在7.5至40g/ft3范围内，更优选在10-20g/ft3范围内。
优选的是，根据(i)所述的第一催化剂的涂层包括包含铜和铁中一种或多种的沸石材料，其中60-95重量％，更优选80-93重量％，更优选82-92重量％的根据(i)所述的第一催化剂的涂层由包括铜和铁中一种或多种的沸石材料组成。
至于包含在第一催化剂的涂层中的沸石材料，优选所述沸石材料具有AEI、GME、CHA、MFI、BEA、FAU、MOR类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，优选AEI、CHA、BEA类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，更优选CHA或AEI类型的骨架结构，更优选CHA类型的骨架结构。
优选包含在第一催化剂的涂层中的沸石材料，更优选具有骨架结构类型CHA的沸石材料，具有至少0.5微米，更优选0.5至1.5微米范围内，更优选0.6至1.0微米范围内，更优选0.6至0.8微米范围内的平均晶粒尺寸，通过扫描电子显微镜法测定。
优选包含在第一催化剂的涂层中的沸石材料包含铜，其中包含在沸石材料中的铜的量，以CuO计算，更优选在0.1至10.0重量％范围内，更优选在2.0至7.0重量％范围内，更优选在2.5至5.5重量％范围内，更优选在2.5至3.5重量％范围内，基于沸石材料的重量。更优选包含在沸石材料中的铁的量，以Fe2O3计算，在0至0.01重量％范围内，更优选在0至0.001重量％范围内，更优选在0至0.0001重量％范围，基于沸石材料的重量。
优选地，沸石材料具有CHA类型的骨架结构，并且包括铜，更优选以上述公开的量。
优选95％至100重量％，更优选地98至100重量％，更优选99至100重量％的该第一催化剂的涂层的沸石材料的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中一种或多种组成，其中在骨架结构中，Si/Al的摩尔比，以SiO2:Al2O3的摩尔比计算，更优选在2:1至50:1的范围内，更优选在4:1至45:1的范围内，更优选在10:1至40:1的范围内，更优选在20:1至35:1的范围内。
还可优选地，包含在第一催化剂的涂层中的沸石材料包括铁，其中包含在沸石材料中的铁的量，以Fe2O3计算，更优选在0.1至10.0重量％的范围内，更优选在1.0至7.0重量％的范围内，更优选在2.5至5.5重量％的范围内，基于沸石材料的重量。更优选地，更优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％的所述沸石材料的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中一种或多种组成，其中在骨架结构中，Si/Al的摩尔比，以SiO2:Al2O3的摩尔比计算，更优选在2:1至50:1的范围内，更优选在4:1至45:1的范围内，更优选在10:1至40:1的范围内，更优选在20:1至35:1的范围内。
在本发明的上下文中，优选的是，所述第一催化剂的涂层进一步包括金属氧化物，其中该金属氧化物更优选包括二氧化锆、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅以及包括Zr、Al、Ti和Si中两种或更多种的混合氧化物中的一种或多种，更优选包括氧化铝和二氧化锆中的一种或多种，更优选地包括二氧化锆，更优选是二氧化锆。
优选的是，所述第一催化剂的涂层包括其量在1至15重量％范围内，更优选2至10重量％范围内，更优选3至8重量％范围内的所述金属氧化物，更优选为二氧化锆，基于包含铜和铁中的一种或多种的沸石材料的重量。
优选地，作为替代，根据(i)所述的第一催化剂的涂层包括氧化钒而不包括包含铜和铁中的一种或多种的沸石材料。更优选地，该氧化钒是氧化钒(V)和氧化钒(IV)中的一种或多种，其中该氧化钒任选地含有钨、铁和锑中的一种或多种。优选地，氧化钒负载在包含钛、硅和锆中的一种或多种的氧化物材料上，更优选包含钛和硅中的一种或多种的氧化物材料，更优选包含二氧化钛和二氧化硅中的一种或多种的氧化物材料，更优选在二氧化钛上，其中二氧化钛任选地包含钨和硅中的一种或多种。
在本发明的上下文中，优选的是，95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的第一催化剂的涂层由负载在氧化物材料上的钯、具有CHA类型骨架结构并且包括铜的沸石材料以及更优选如前述定义的金属氧化物组成。
优选的是第一催化剂的基材包括陶瓷或金属物质。
优选地第一催化剂的基材包括陶瓷物质，更优选由其组成，其中所述陶瓷物质更优选包括氧化铝，二氧化硅，硅酸盐，铝硅酸盐、优选堇青石或莫来石，钛酸铝，碳化硅，二氧化锆，镁氧矿、优选尖晶石，以及二氧化钛中的一种或多种，更优选碳化硅和堇青石中一种或多种，更优选堇青石，更优选由其组成。优选的是，第一催化剂的基材是堇青石。或者，第一催化剂的基材优选包括金属物质，更优选由其组成，其中金属物质优选包括氧以及铁、铬和铝中的一种或多种，更优选由其组成。
优选的是，第一催化剂的基材是整料，更优选是蜂窝状整料，更优选是流通式蜂窝状整料。
优选第一催化剂的基材具有基材长度，并且第一催化剂的涂层以基材长度的95至100％，更优选99至100％设置在基材上。
优选的是，第一催化剂包括负载量在1至6g/in3范围内，更优选在1.5至5g/in3范围内，更优选在2至4g/in3范围内的涂层。
优选的是，第一催化剂的涂层是第一催化剂的唯一涂层。
优选地至多0.001重量％，更优选0至0.0001重量％，更优选0至0.00001重量％的第一催化剂的涂层由铂、铱、锇和铑组成。换言之，优选地第一催化剂的涂层基本上不含铂、铱、锇和铑，更优选不含铂、铱、锇和铑。
优选地至多有0.1重量％，更优选0至0.01重量％，更优选0至0.001重量％，更优选0至0.0001重量％的第一催化剂的涂层由二氧化铈组成。换言之，优选第一催化剂的涂层基本上不含二氧化铈，更优选不含二氧化铈。
第二催化剂
优选的是，根据(ii)所述的第二催化剂是选择性催化还原催化剂。实际上，其更优选是用于选择性催化还原NOx的选择性催化还原催化剂。
至于根据(ii)所述的第二催化剂的涂层，优选包括包含铜和铁中一种或多种的沸石材料；其中80至100重量％，更优选90至99重量％，更优选95至98重量％的根据(ii)所述的第二催化剂的涂层由包含铜和铁中一种或多种的沸石材料组成。
优选地，包含在第二催化剂的涂层中的沸石材料具有AEI、GME、CHA、MFI、BEA、FAU、MOR类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，优选AEI、CHA、BEA类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，更优选CHA或AEI类型的骨架结构，更优选CHA类型的骨架结构。
优选所述包含在第二催化剂的涂层中的沸石材料，更优选具有骨架结构类型CHA的沸石材料，具有至少0.5微米，更优选0.5至1.5微米范围内，更优选0.6至1.0微米范围内，更优选0.6至0.8微米范围内的平均晶粒尺寸，通过扫描电子显微镜法测定。
优选的是，包含在第二催化剂的涂层中的沸石材料包括铜，其中以CuO计算，包含在沸石材料中的铜的量更优选在0.1至10.0重量％范围内，更优选在2.0至7.0重量％范围内，更优选在2.5至5.5重量％范围内，更优选在2.5至3.5重量％范围内，基于沸石材料的重量。
更优选的是，包含在沸石材料中的铁的量，以Fe2O3计算，在0至0.01重量％范围内，更优选在0至0.001重量％范围内，更优选在0至0.0001重量％范围，基于沸石材料的重量。
优选的是，包含在第二催化剂的涂层中的沸石材料具有CHA型的骨架结构，并且包含铜，更优选以上文公开的量。
优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％的包含在第二催化剂的涂层中的沸石材料的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中一种或多种组成，其中在骨架结构中，Si/Al的摩尔比，以SiO2:Al2O3的摩尔比计算，更优选在2:1至50:1的范围内，更优选在4:1至40:1的范围内，更优选在10:1至40:1的范围内，更优选在20:1至35:1的范围内。
还可以优选的是，包含在第二催化剂的涂层中的沸石材料包括铁，其中包含在沸石材料中的铁的量，以Fe2O3计算，更优选在0.1至10.0重量％的范围内，更优选在1.0至7.0重量％的范围内，更优选在2.5至5.5重量％的范围内，基于沸石材料的重量。更优选95至100重量％，更优选地98至100重量％，更优选地99至100重量％的沸石材料的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中一种或多种组成，其中在骨架结构中，Si与Al的摩尔比，以SiO2:Al2O3的摩尔比计算，更优选在2:1至50:1的范围内，更优选在4:1至40:1的范围内，更优选在10:1至40:1的范围内，更优选在20:1至35:1的范围内。
在本发明的上下文中，优选的是，第二催化剂的涂层进一步包括金属氧化物，其中金属氧化物更优选包括二氧化锆、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅以及包括Zr、Al、Ti和Si的两种或更多种的混合氧化物中的一种或多种，更优选包括氧化铝和二氧化锆中的一种或多种，更优选地包括二氧化锆，更优选是二氧化锆。
优选的是，第二催化剂的涂层包括其量在0.5至15重量％范围内，更优选在1至8重量％范围内，更优选在1.5至5重量％范围内的金属氧化物，更优选二氧化锆，基于包含铜和铁中的一种或多种的沸石材料的重量。
优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的第二催化剂的涂层包括包含铜和铁中一种或多种的沸石材料、更优选具有CHA类型的骨架结构的沸石材料，以及优选如前述所定义的金属氧化物。
优选的是，第二催化剂的涂层包括氧化钒，其中氧化钒更优选是氧化钒(V)和氧化钒(IV)中的一种或多种，其中所述氧化钒任选地含有钨、铁和锑中的一种或多种。优选地，该氧化钒负载在包含钛、硅和锆中的一种或多种的氧化物材料上，更优选包含钛和硅中的一种或多种的氧化物材料，更优选包含二氧化钛和二氧化硅中的一种或多种的氧化物材料，更优选在二氧化钛上，其中二氧化钛任选地含有钨和硅中的一种或多种。
优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的第二催化剂的涂层由氧化钒组成，优选负载在前述定义的氧化物材料上。
优选0至0.0001重量％，更优选0至0.00001重量％，更优选0至0.000001重量％的第二催化剂的涂层由铂族金属组成。换言之，优选的是，第二催化剂的涂层基本上不含铂族金属，更优选不含铂族金属。
优选的是，第二催化剂的基材包括陶瓷或金属物质。
优选的是，所述第二催化剂的基材包括陶瓷物质，更优选由其组成，其中所述陶瓷物质更优选包括氧化铝，二氧化硅，硅酸盐，铝硅酸盐、优选堇青石或莫来石，钛酸铝，碳化硅，二氧化锆，镁氧矿、优选尖晶石，以及二氧化钛中的一种或多种，更优选碳化硅和堇青石中一种或多种，更优选堇青石，更优选由其组成。更优选的是，第二催化剂的基材是堇青石。或者，优选的是，第二催化剂的基材包括金属物质，更优选由其组成，其中金属物质更优选包括氧以及铁、铬和铝中的一种或多种组成，更优选由其组成。
优选地，第二催化剂的基材是整料，更优选蜂窝状整料，更优选流通式蜂窝状整料。
优选第二催化剂的基材具有基材长度，并且第二催化剂的涂层以基材长度的95至100％，更优选99至100％设置在基材上。
至于第二催化剂，优选的是，所述第二催化剂包括负载量在1至6g/in3范围内，更优选在1.25至4g/in3范围内，更优选在1.5至3g/in3范围内的涂层。
至于第二催化剂的涂层，优选的是，所述涂层是第二催化剂的唯一涂层。
优选的是，第一催化剂的涂层包括负载在包含锆的氧化物材料上的钯、和具有CHA类型的骨架结构并且包括铜的沸石材料以及更优选如前述定义的金属氧化物，更优选由其组成；并且第二催化剂的涂层包括具有CHA类型的骨架结构并包括铜的沸石材料和更优选如前述定义的金属氧化物，更优选由其组成，其中至多0.0001重量％的第二催化剂的涂层由铂族金属组成。
优选的是，第一催化剂的基材包括堇青石，更优选由其组成，第二催化剂的基材包括堇青石，更优选由其组成。
优选地，在其上设置该第一催化剂的涂层的该第一催化剂的基材是第一基材，在其上设置该第二催化剂的涂层的该第二催化剂的基材是第二基材，其中第一基材和第二基材彼此不同。或者，优选的是，在其上设置该第一催化剂的涂层的该第一催化剂的基材和在其上设置该第二催化剂的涂层的该第二催化剂的基材共同形成单片基材，其中所述单片基材包括入口端和出口端，其中所述入口端设置在所述出口端的上游，并且其中第一催化剂的涂层从所述单片基材的入口端向所述单片基材的出口端设置在所述单片基材上，并且第二催化剂的涂层从所述单片基材的出口端向所述单片基材的入口端设置在所述单片基材上，其中第一催化剂的涂层覆盖基材长度的25至75％，和第二催化剂的涂层覆盖基材长度的25至75％。
更优选的是，第一催化剂的涂层覆盖基材长度的25至70％，更优选35至65％，更优选45至55％，第二催化剂的涂层覆盖基材长度的25至70％，更优选35至65％，更优选45至55％。或者，更优选的是，第一催化剂的涂层覆盖基材长度的50至75％，更优选69至75％，第二催化剂的涂层覆盖基材长度的25至50％，更优选25至31％。
优选的是，第一催化剂的涂层和第二催化剂的涂层重叠。或者，优选的是，在第一催化剂的涂层和第二催化剂的涂层之间存在间隙。
在本发明的上下文中，优选的是，第一催化剂的基材具有1至10英寸范围内，更优选2至8英寸范围内，更优选14至7.5英寸范围内，更优选5至7英寸范围内的基材长度。
优选地，第二催化剂的基材具有1至10英寸范围内，更优选1.5至7英寸范围内，更优选2至5英寸范围内，更优选2至4英寸范围内的基材长度。
优选地，第一基材的长度大于第二基材的长度，其中第一基材的长度相对于第二基材的长度的比更优选在1.1:1至4:1范围内，更优选在1.5:1至3.5:1范围内，更优选在1.9:1至2.1:1范围内。
优选地，第一催化剂的基材具有4至17英寸范围内，更优选7至15英寸范围内，更优选8至14英寸范围内，更优选9至13英寸范围内，更优选9至11英寸范围内的基材宽度。
优选地，第二催化剂的基材具有4至20英寸范围内，更优选7至18英寸范围内，更优选9至16英寸范围内，更优选10至15英寸范围内，更优选11至14英寸范围内的基材宽度。
优选的是，本发明的废气处理系统进一步包括用于将流体喷射到从柴油机排出的废气流中的第一喷射器，所述第一喷射器位于该第一催化剂的上游和该废气处理系统的上游端的下游。优选所述流体是尿素水溶液。
优选地，本发明的废气处理系统进一步包括用于将流体喷射到从柴油机排出的废气流中的第二喷射器，所述喷射器位于第一催化剂的上游和废气处理系统上游端的下游，其中流体更优选地包括烃。
第三催化剂
优选地，本发明的废气处理系统进一步包括
(iii)具有入口端和出口端并且包括设置在基材上的第一涂层和设置在第一涂层上的第二涂层的第三催化剂，
其中第一涂层包括负载在氧化物材料上的铂族金属，并且任选地进一步包括氧化钒和包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种，
其中第二涂层包括氧化钒和包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种；
其中在废气处理系统中，根据(iii)所述的第三催化剂位于根据(ii)所述的第二催化剂的下游，并且其中第三催化剂的入口端设置在第三催化剂的出口端的上游。
优选的是，根据(ii)所述的第二催化剂的出口端与根据(iii)所述的第三催化剂的入口端流体连通，并且在根据(ii)所述的第二催化剂的出口端和根据(iii)所述的第三催化剂的入口端之间，废气处理系统中没有设置用于处理离开第二催化剂的废气流的催化剂。
至于根据(iii)所述的第三催化剂，优选所述催化剂为氨氧化催化剂。
优选包含在根据(iii)所述的第三催化剂中的第一层涂层中的铂族金属是铂、钯、铑、铱和锇中的一种或多种，更优选铂、钯和铑中的一种或多种，更优选铂和钯中的一种或多种，更优选铂。
至于第三催化剂的第一涂层，优选的是，所述第一涂层包括负载量以元素金属计算，更优选以元素Pt计算，在0.5至30g/ft3范围内，更优选在1至15g/ft3范围内，更优选在1.5至5g/ft3范围内的铂族金属，更优选铂。
优选包含在根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层中的氧化物材料包括二氧化钛、二氧化锆和氧化铝中的一种或多种，更优选二氧化钛和二氧化锆中的一种或多种，更优选二氧化钛。更优选的是，85至98.5重量％，更优选85至95重量％的氧化物材料由二氧化钛组成，以TiO2计算。
优选包含在根据(iii)所述的第三催化剂的涂层中的氧化物材料进一步包括硅、铝、钛和锆中的一种或多种，更优选硅和铝中的一种或多种，更优选硅。
优选95至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的包含在根据(iii)所述的第三催化剂的涂层中的氧化物材料，由氧、钛和硅组成。更优选1.5至15重量％，更优选5至15重量％的氧化物材料由硅组成，以SiO2计算。
优选70至100重量％，更优选80至100重量％，更优选90至100重量％，更优选95至100重量％，更优选99至100重量％的根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层由氧化物材料组成。
作为替代方案，优选5至40重量％，更优选7至20重量％，更优选8至15重量％的根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层由氧化物材料组成。
优选根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层包括包含铜和铁中一种或多种的沸石材料，其中60至95重量％，更优选80至93重量％，更优选82至92重量％的根据(iii)所述的第三催化剂的第一层涂层由包含铜和铁中一种或多种的沸石材料组成。
至于包含在第三催化剂的第一涂层中的沸石材料，优选的是，所述沸石材料具有AEI、GME、CHA、MFI、BEA、FAU、MOR类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，更优选AEI、CHA、BEA类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，更优选CHA或AEI类型的骨架结构，更优选CHA类型的骨架结构。
优选包含在第三催化剂的第一涂层中的沸石材料，更优选具有骨架结构类型CHA的沸石材料，具有至少为0.5微米，更优选0.5至1.5微米范围内，更优选0.6至1.0微米范围内，更优选0.6至0.8微米范围内的平均晶粒尺寸，通过扫描电子显微镜法测定。
优选包含在第三催化剂的第一涂层中的沸石材料包含铜，其中包含在沸石材料中的铜的量，以CuO计算，更优选在1至12重量％范围内，更优选在1.5至10重量％范围内，更优选在3至8重量％范围内，更优选在4.5至6.5重量％范围内，基于沸石材料的重量。优选包含在沸石材料中的铁的量，以Fe2O3计算，在0至0.01重量％范围内，更优选在0至0.001重量％范围内，更优选在0至0.0001重量％范围，基于沸石材料的重量。
优选的是，包含在第三催化剂的第一涂层中的沸石材料具有CHA类型的骨架结构并且包含铜，更优选以上述公开的量。
优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％的包含在第三催化剂的第一涂层中的沸石材料的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中一种或多种组成，其中在骨架结构中，Si/Al的摩尔比，以SiO2:Al2O3的摩尔比计算，更优选在2:1至50:1的范围内，更优选在4:1至45:1的范围内，更优选在10:1至40:1的范围内，更优选在15:1至25:1的范围内。
优选的是，包含在第三催化剂的第一涂层中的沸石材料包含铁，其中包含在沸石材料中的铁的量，以Fe2O3计算，更优选在0.1至10.0重量％范围内，更优选在1.0至7.0重量％范围内，更优选在2.5至5.5重量％范围内，基于沸石材料的重量。沸石材料的更优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中一种或多种组成，其中在骨架结构中，Si与Al的摩尔比，以SiO2:Al2O3的摩尔比计算，更优选在2:1至50:1范围内，更优选在4:1至45:1范围内，更优选在10:1至40:1范围内，更优选在15:1至25:1范围内。
至于第三催化剂的第一涂层，优选的是，所述涂层进一步包括金属氧化物，其中金属氧化物更优选包括二氧化锆、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅以及包含Zr、Al、Ti和Si中两种或更多种的混合氧化物中的一种或多种，更优选地包括氧化铝和二氧化锆中的一种或多种，更优选地包括二氧化锆，更优选是二氧化锆。
优选地，第三催化剂的第一涂层包括金属氧化物，更优选二氧化锆，其量在1至15重量％范围内，更优选2至10重量％范围内，更优选3至8重量％范围内，基于包括铜和铁中一种或多种的沸石材料的重量。
优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的第三催化剂的第一涂层由负载在氧化物材料上的铂族金属，更优选铂，和具有CHA类型的骨架结构并且包含铜的沸石材料，以及优选上述定义的金属氧化物组成。
优选的是，根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层包括氧化钒而不包括包含铜和铁中一种或多种的沸石材料，其中氧化钒更优选为氧化钒(V)和氧化钒(IV)中的一种或多种，其中氧化钒任选地含有钨、铁和锑中的一种或多种。
优选地氧化钒负载在包含钛、硅和锆中的一种或多种的氧化物材料上，更优选包含钛和硅中的一种或多种的氧化物材料，更优选包含二氧化钛和二氧化硅中的一种或多种的氧化物材料，更优选在二氧化钛上，其中二氧化钛任选地含有钨和硅中的一种或多种。
优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的第三催化剂的第一涂层由负载在氧化物材料上的铂族金属，更优选铂，以及负载在上述定义的氧化物材料上的氧化钒组成。
至于根据(iii)所述的第三催化剂的第二涂层，优选的是，所述涂层包括包含铜和铁中一种或多种的沸石材料；其中80-100重量％，更优选90-99重量％，更优选95-98重量％的根据(iii)所述的第三催化剂的第二涂层由包含铜和铁中一种或多种的沸石材料组成。
优选的是，包含在第三催化剂的第二涂层中的沸石材料具有AEI、GME、CHA、MFI、BEA、FAU、MOR类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，更优选AEI、CHA、BEA类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，更优选CHA或AEI类型的骨架结构，更优选CHA类型的骨架结构。
优选包含在第三催化剂的第二涂层中的沸石材料、优选具有骨架结构类型CHA的沸石材料，具有至少0.5微米，更优选0.5至1.5微米范围内，更优选0.6至1.0微米范围内，更优选0.6至0.8微米范围内的平均晶粒尺寸，通过扫描电子显微镜法测定。
优选的是，包含在第三催化剂的第二涂层中的沸石材料包括铜，其中包含在沸石材料中的铜的量，以CuO计算，优选在1至12重量％范围内，更优选在1.5至10重量％范围内，更优选在3至8重量％范围内，更优选在4.5至6.5重量％范围内，基于沸石材料的重量。更优选包含在沸石材料中的铁的量，以Fe2O3计算，在0至0.01重量％范围内，更优选在0至0.001重量％范围内，更优选在0至0.0001重量％范围内，基于沸石材料的重量。
优选的是，包含在第三催化剂的第二涂层中的沸石材料具有CHA类型的骨架结构，并且包含铜，更优选以上述公开的量。
优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％的包含在第三催化剂的第二涂层中的沸石材料的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中一种或多种组成，其中在骨架结构中，Si/Al的摩尔比，以SiO2:Al2O3的摩尔比计算，更优选在2:1至50:1范围内，更优选在4:1至45:1范围内，更优选在10:1至40:1范围内，更优选在15:1至25:1范围内。
还可优选地，包含在第三催化剂的第二涂层中的沸石材料包括铁，其中包含在沸石材料中的铁的量，以Fe2O3计算，更优选在0.1至10.0重量％范围内，更优选在1.0至7.0重量％范围内，更优选在2.5至5.5重量％范围内，基于沸石材料的重量，并且更优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％的该沸石材料的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中的一种或多种组成，其中在骨架结构中，Si/Al的摩尔比，以SiO2:Al2O3的摩尔比计算，更优选在2:1至50:1范围内，更优选在4:1至45:1范围内，更优选在10:1至40:1范围内，更优选在15:1至25:1范围内。
至于第三催化剂的第二涂层，优选的是，所述涂层进一步包括金属氧化物，其中所述金属氧化物更优选包括二氧化锆、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅以及包括Zr、Al、Ti和Si中两种或更多种的混合氧化物中的一种或多种，更优选包括氧化铝和二氧化锆中的一种或多种，更优选包括二氧化锆，更优选是二氧化锆。
优选地，第三催化剂的第二涂层包括其量在1至15重量％之间，更优选在2至10重量％之间，更优选在3至8重量％之间的金属氧化物，更优选二氧化锆，基于包括铜和铁中一种或多种的沸石材料的重量。
优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的第三催化剂的第二涂层由包含铜和铁中一种或多种的沸石材料、更优选具有CHA型的骨架结构的沸石材料，和更优选如上述定义的金属氧化物组成。
优选的是，所述第三催化剂的第二涂层包括氧化钒，其中所述氧化钒更优选为氧化钒(V)和氧化钒(IV)中的一种或多种，其中氧化钒任选地含有钨、铁和锑中的一种或多种。
优选地，氧化钒负载在包含钛、硅和锆中一种或多种的氧化物材料上，更优选包含钛和硅中一种或多种的氧化物材料，更优选包含二氧化钛和二氧化硅中一种或多种的氧化物材料，更优选在二氧化钛上，其中二氧化钛任选地含有钨和硅中的一种或多种。
优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的第三催化剂的第二涂层由氧化钒组成，更优选地负载在如上述所定义的氧化物材料上。
优选0至0.0001重量％，更优选0至0.000001重量％的第三催化剂的第二涂层由铂族金属组成。换言之，优选的是，所述第三催化剂的第二涂层基本上不含铂族金属，更优选不含铂族金属。
至于第三催化剂的基材，优选包含陶瓷或金属物质。
优选第三催化剂的基材包括陶瓷物质，更优选由其组成，其中所述陶瓷物质更优选包括氧化铝，二氧化硅，硅酸盐，铝硅酸盐、优选堇青石或莫来石，钛酸铝，碳化硅，二氧化锆，镁氧矿、优选尖晶石，以及二氧化钛中的一种或多种，更优选碳化硅和堇青石中的一种或多种，更优选堇青石，更优选由其组成。优选的是，第三催化剂的基材是堇青石。或者，第三催化剂的基材优选包括金属物质，更优选由其组成，其中金属物质优选包括氧以及铁、铬和铝中的一种或多种组成，更优选由其组成。
优选所述第三催化剂的基材为整料，更优选为蜂窝状整料，更优选为流通式蜂窝状整料。
优选第三催化剂的基材具有基材长度，并且第三催化剂的第一涂层以基材长度的95至100％，更优选99至100％设置在基材上，并且第三催化剂的第二涂层以基材长度的95至100％，更优选99至100％设置在基材上。
优选的是，第三催化剂包括负载量在1至6g/in3范围内，更优选在1.25至4g/in3范围内，更优选在1.5至2.5g/in3范围内的第一涂层。
优选第三催化剂包括负载量在0.25至4g/in3范围内，更优选在0.5至2g/in3范围内，更优选在0.75至1.5g/in3范围内的第二涂层。
优选的是，第三催化剂包括在1.25至10g/in3范围内，更优选在1.75至6g/in3范围内，更优选在2.25至4g/in3范围内的催化负载量。
优选的是，根据(iii)所述的第三催化剂由第一涂层和第二涂层组成。
因此，本发明优选涉及上文所定义的废气处理系统，其中第一催化剂的涂层包括负载在包括锆的氧化物材料上的钯，和具有CHA类型骨架结构并包括铜的沸石材料，以及更优选地如上述所定义的金属氧化物，更优选由其组成，
其中第二催化剂的涂层包括具有CHA类型骨架结构并包括铜的沸石材料，和更优选如上述所定义的金属氧化物，更优选由其组成，其中至多0.0001重量％的第二催化剂的涂层由铂族金属组成，和
其中第三催化剂的第一涂层更优选包括负载在包含二氧化钛的氧化物材料上的铂，和具有CHA类型骨架结构并包括铜的沸石材料，以及更优选如上述所定义的金属氧化物，更优选地由其组成；并且其中第三催化剂的第二涂层更优选包括具有CHA类型骨架结构并且包括铜的沸石材料，和优选如上述所定义的金属氧化物，更优选由其组成。
在本发明的上下文中，优选第一催化剂的基材包括堇青石，更优选由其组成，第二催化剂的基材包括堇青石，更优选由其组成，并且第三催化剂的基材包括堇青石，更优选由其组成。
优选地，第三催化剂的基材具有1至10英寸范围内，更优选1.5至7英寸范围内，更优选2至5英寸范围内，更优选2至4英寸范围内的基材长度。
优选的是，第一催化剂的基材具有基材长度，其中第一基材的长度大于第三基材的长度，其中第一基材的长度相对于第三基材的长度的比更优选在1.1:1至4:1范围内，更优选在1.5:1至3.5:1范围内，更优选在1.9:1至2.1:1范围内。
优选第三催化剂的基材具有4至20英寸范围内，更优选7至18英寸范围内，更优选9至16英寸范围内，更优选10至15英寸范围内，更优选11至14英寸范围内的基材宽度。
优选的是，本发明的废气处理系统进一步包括微粒过滤器、柴油氧化催化剂和氨氧化催化剂中的一种或多种，其中该微粒过滤器、柴油氧化催化剂和氨氧化催化剂中的一种或多种位于根据(ii)所述的第二催化剂的下游。或者，当废气处理系统包括根据(iii)所述的第三催化剂时，优选所述微粒过滤器、柴油氧化催化剂和氨氧化催化剂中的一种或多种位于根据(iii)所述的第三催化剂的下游。
本发明还涉及一种处理从柴油机排出的废气流的方法，包括
提供从柴油机排出的废气流，以及
使所述气体通过根据本发明的废气处理系统。
本发明通过以下一组实施方案和由所示的从属和回引得到的实施方案的组合来说明。特别需要注意的是，在提到的实施方案范围内的每个实例中，例如在诸如术语“实施方案1至4中任一项的系统”的上下文中，该范围内的每个实施方案都意在为技术人员明确公开，即该术语的措辞应被本领域技术人员理解为与“实施方案1、2、3和4中任一实施方案的系统”同义。此外，要明确指出的是，下面一组实施方案不是确定保护范围的一组权利要求，而是代表针对本发明的一般和优选方面的描述的适当结构部分。
1.一种用于处理柴油机排出的废气流的废气处理系统，所述废气处理系统具有用于将所述废气流引入所述废气处理系统的上游端，其中所述废气处理系统包括
(i)具有入口端和出口端并且包括设置在基材上的涂层的第一催化剂，其中该涂层包括负载在包含锆的氧化物材料上的钯，并进一步包括氧化钒和包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种；
(ii)具有入口端和出口端并且包括设置在基材上的涂层的第二催化剂，其中该涂层包括氧化钒和包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种，其中至多0.0001重量％的第二催化剂的涂层由铂族金属组成；
其中根据(i)所述的第一催化剂是废气处理系统的上游端的下游的废气处理系统的第一催化剂，并且其中第一催化剂的入口端布置在第一催化剂的出口端的上游；
其中在废气处理系统中，根据(ii)所述的第二催化剂位于根据(i)所述的第一催化剂的下游，并且其中第二催化剂的入口端布置在第二催化剂的出口端的上游。
2.实施方案1的废气处理系统，其中根据(i)所述的第一催化剂的出口端与根据(ii)所述的第二催化剂的入口端流体连通，并且其中在根据(i)所述的第一催化剂的出口端和根据(ii)所述的第二催化剂的入口端之间，没有用于处理从第一催化剂排出的废气流的催化剂位于该废气处理系统中。
3.实施方案1或2的废气处理系统，其中70至98重量％，优选75至95重量％，更优选80至90重量％的包含在根据(i)所述的第一催化剂的涂层中的氧化物材料由锆和氧组成，优选由二氧化锆组成。
4.实施方案1至3中任一项的废气处理系统，其中包含在根据(i)所述的第一催化剂的涂层中的氧化物材料进一步包括镧、铪、铝、硅和钛中的一种或多种，优选镧和铪中的一种或多种，更优选镧和铪。
5.实施方案1至3中任一项的废气处理系统，其中95至100重量％，优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的包含在根据(i)所述的第一催化剂的涂层中的氧化物材料由氧、锆、镧和铪组成；
其中优选1.5至15重量％，更优选5至15重量％的氧化物材料由镧组成，以La2O3计算，并且优选0.5至15重量％，更优选1至5重量％的氧化物材料由铪组成，以HfO2计算。
6.实施方案1至5中任一项的废气处理系统，其中5至40重量％，优选7至20重量％，更优选8至15重量％的根据(i)所述的第一催化剂的涂层由氧化物材料组成。
7.实施方案1至6中任一项的废气处理系统，其中第一催化剂的涂层包括负载量在1至80g/ft3，优选5至50g/ft3，更优选7.5至40g/ft3，更优选10至20g/ft3范围内的钯，以元素Pd计算。
8.实施方案1至7中任一项的废气处理系统，其中根据(i)所述的第一催化剂的涂层包括包含铜和铁中一种或多种的沸石材料，其中60至95重量％，优选80至93重量％，更优选82至92重量％的根据(i)所述的第一催化剂的涂层由包含铜和铁中一种或多种的沸石材料组成。
9.实施方案1至8中任一项的废气处理系统，其中包含在第一催化剂涂层中的沸石材料具有AEI、GME、CHA、MFI、BEA、FAU、MOR类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，优选AEI、CHA、BEA类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，更优选CHA或AEI类型的骨架结构，更优选CHA类型的骨架结构。
10.实施方案1至9中任一项的废气处理系统，其中所述包含在第一催化剂的涂层中的沸石材料，优选具有骨架结构类型CHA的沸石材料，具有至少0.5微米，优选0.5至1.5微米范围内，更优选0.6至1.0微米范围内，更优选0.6至0.8微米范围内的平均晶粒尺寸，通过扫描电子显微镜法测定。
11.实施方案1至10中任一项的废气处理系统，其中包含在第一催化剂的涂层中的沸石材料包括铜，其中包含在沸石材料中的铜的量，以CuO计算，优选在0.1至10.0重量％范围内，更优选在2.0至7.0重量％范围内，更优选在2.5至5.5重量％范围内，更优选在2.5至3.5重量％范围内，基于沸石材料的重量，
其中包含在沸石材料中的铁的量，以Fe2O3计算，更优选在0至0.01重量％范围内，更优选在0至0.001重量％范围内，更优选在0至0.0001重量％范围内，基于沸石材料的重量。
12.实施方案1至11中任一项的废气处理系统，其中95至100重量％，优选98至100重量％，更优选99至100重量％的第一催化剂的涂层的沸石材料的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中一种或多种组成，其中在骨架结构中，Si/Al的摩尔比以SiO2:Al2O3摩尔比计算，优选在2:1至50:1范围内，更优选在4:1至45:1范围内，更优选在10:1至40:1范围内，更优选在20:1至35:1范围内。
13.实施方案1至10中任一项的废气处理系统，其中包含在第一催化剂的涂层中的沸石材料包括铁，其中包含在沸石材料中的铁的量，以Fe2O3计算，优选在0.1至10.0重量％范围内，更优选在1.0至7.0重量％范围内，更优选在2.5至5.5重量％范围内，基于沸石材料的重量，并且其中优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％的沸石材料的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中一种或多种组成，其中在骨架结构中，Si/Al的摩尔比以SiO2:Al2O3摩尔比计算，优选在2:1至50:1范围内，更优选在4:1至45:1范围内，更优选在10:1至40:1范围内，更优选在20:1至35:1范围内。
14.实施方案1至13中任一项的废气处理系统，其中该第一催化剂的涂层进一步包括金属氧化物，其中所述金属氧化物优选包括二氧化锆、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅以及包括Zr、Al、Ti和Si中两种或更多种的混合氧化物中的一种或多种，更优选包括氧化铝和二氧化锆中的一种或多种，更优选包括二氧化锆，更优选是二氧化锆；
其中第一催化剂的涂层更优选包括其量在1至15重量％，更优选2至10重量％，更优选3至8重量％范围内的金属氧化物，基于包含铜和铁中一种或多种的沸石材料的重量。
15.实施方案1至7中任一项的废气处理系统，其中根据(i)所述的第一催化剂的涂层包括氧化钒而不包括包含铜和铁中一种或多种的沸石材料，
其中氧化钒优选为氧化钒(V)和氧化钒(IV)中的一种或多种，其中该氧化钒任选含有钨、铁和锑中的一种或多种。
16.实施方案15的废气处理系统，其中氧化钒负载在包含钛、硅和锆中的一种或多种的氧化物材料上，优选包含钛和硅中的一种或多种的氧化物材料，更优选包含二氧化钛和二氧化硅中一种或多种的氧化物材料，更优选负载在二氧化钛上，其中二氧化钛任选含有钨和硅中的一种或多种。
17.实施方案1至14中任一项的废气处理系统，其中95至100重量％，优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的第一催化剂的涂层由负载在在氧化物材料上的钯，和具有CHA类型的骨架结构且包含铜的沸石材料，以及优选如实施方案14中所定义的金属氧化物组成。
18.实施方案1至17中任一项的废气处理系统，其中第一催化剂的基材包括陶瓷或金属物质。
19.实施方案1至18中任一项的废气处理系统，其中该第一催化剂的基材包括陶瓷物质，优选由其组成，其中陶瓷物质优选包括氧化铝，二氧化硅，硅酸盐，铝硅酸盐、优选堇青石或莫来石，铝钛酸盐，碳化硅，二氧化锆，镁氧矿、优选尖晶石，以及二氧化钛中的一种或多种组成，更优选碳化硅和堇青石中的一种或多种，更优选堇青石，更优选由其组成，或
其中第一催化剂的基材包括金属物质，优选由其组成，其中金属物质优选包括氧以及铁、铬和铝中的一种或多种，更优选由其组成。
20.实施方案1至19中任一项的废气处理系统，其中该第一催化剂的基材是整料，优选是蜂窝状整料，更优选是流通式蜂窝状整料。
21.实施方案1至20中任一项的废气处理系统，其中该第一催化剂的基材具有基材长度，并且第一催化剂的涂层以基材长度的95至100％，更优选99至100％设置在基材上。
22.实施方案1至21中任一项的废气处理系统，其中该第一催化剂包括负载量在1至6g/in3范围内，优选在1.5至5g/in3范围内，更优选在2至4g/in3范围内的涂层。
23.实施方案1至22中任一项的废气处理系统，其中该第一催化剂的涂层是第一催化剂的唯一涂层。
24.实施方案1至23中任一项的废气处理系统，其中至多0.001重量％，优选0至0.0001重量％，更优选0至0.00001重量％的第一催化剂的涂层由铂、铱、锇和铑组成。
25.实施方案1至25中任一项的废气处理系统，其中根据(ii)所述的第二催化剂是选择性催化还原催化剂。
26.实施方案1至25中任一项的废气处理系统，其中根据(ii)所述的第二催化剂的涂层包括包含铜和铁中一种或多种的沸石材料；其中80至100重量％，优选90至99重量％，更优选95至98重量％的根据(ii)所述的第二催化剂涂层由包含铜和铁中一种或多种的沸石材料组成。
27.实施方案1至26中任一项的废气处理系统，其中包含在第二催化剂的涂层中的沸石材料具有AEI、GME、CHA、MFI、BEA、FAU、MOR类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，优选AEI、CHA、BEA类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，更优选CHA或AEI类型的骨架结构，更优选CHA类型的骨架结构。
28.实施方案1至27中任一项的废气处理系统，其中所述包含在第二催化剂的涂层中的沸石材料，优选具有骨架结构类型CHA的沸石材料，具有至少0.5微米，优选0.5至1.5微米范围内，更优选0.6至1.0微米范围内，更优选0.6至0.8微米范围内的平均晶粒尺寸，通过扫描电子显微镜法测定。
29.实施方案1至28中任一项的废气处理系统，其中包含在第二催化剂的涂层中的沸石材料包括铜，其中包含在沸石材料中的铜的量，以CuO计算，优选在0.1至10.0重量％范围内，更优选在2.0至7.0重量％范围内，更优选在2.5至5.5重量％范围内，更优选在2.5至3.5重量％范围内，基于沸石材料的重量；
其中包含在沸石材料中的铁的量，以Fe2O3计算，更优选在0至0.01重量％范围内，更优选在0至0.001重量％范围内，更优选在0至0.0001重量％范围内，基于沸石材料的重量。
30.实施方案1至29中任一项的废气处理系统，其中95至100重量％，优选98至100重量％，更优选99至100重量％的包含在第二催化剂的涂层中的沸石材料的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中一种或多种组成，其中在骨架结构中，Si/Al的摩尔比以SiO2:Al2O3摩尔比计算，优选在2:1至50:1范围内，更优选在4:1至40:1范围内，更优选在10:1至40:1范围内，更优选在20:1至35:1范围内。
31.实施方案1至28中任一项的废气处理系统，其中包含在第二催化剂的涂层中的沸石材料包括铁，其中包含在沸石材料中的铁的量，以Fe2O3计算，优选在0.1至10.0重量％范围内，更优选在1.0至7.0重量％范围内，更优选在2.5至5.5重量％范围内，基于沸石材料的重量，并且其中优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％的沸石材料的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中一种或多种组成，其中在骨架结构中，Si/Al的摩尔比以SiO2:Al2O3摩尔比计算，优选在2:1至50:1范围内，更优选在4:1至40:1范围内，更优选在10:1至40:1范围内，更优选在20:1至35:1范围内。
32.实施方案1至31中任一项的废气处理系统，其中第二催化剂的涂层进一步包括金属氧化物，其中金属氧化物优选包括二氧化锆、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅以及包括Zr、Al、Ti和Si中两种或多种的混合氧化物中的一种或多种，更优选包括氧化铝和二氧化锆中的一种或多种，更优选包括二氧化锆，更优选是二氧化锆；
其中第二催化剂的涂层更优选包括其量在0.5至15重量％，更优选1至8重量％，更优选1.5至5重量％范围内的金属氧化物，基于包含铜和铁中的一种或多种的沸石材料的重量。
33.实施方案1至32中任一项的废气处理系统，其中95至100重量％，优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的第二催化剂的涂层包括包含铜和铁中一种或多种的沸石材料，优选具有CHA类型的骨架结构的沸石材料，和优选如实施方案32中所定义的金属氧化物。
34.实施方案1至25中任一项的废气处理系统，其中第二催化剂的涂层包括氧化钒，其中氧化钒优选为氧化钒(V)和氧化钒(IV)中的一种或多种，其中氧化钒任选含有钨、铁和锑中的一种或多种。
35.实施方案34的废气处理系统，其中氧化钒负载在包含钛、硅和锆中一种或多种的氧化物材料上，优选包含钛和硅中的一种或多种的氧化物材料，更优选包含二氧化钛和二氧化硅中的一种或多种的氧化物材料，更优选负载在二氧化钛上，其中二氧化钛可选含有钨和硅中的一种或多种。
36.实施方案34或35的废气处理系统，其中95至100重量％，优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的第二催化剂的涂层由氧化钒组成，优选负载在如实施方案35中所定义的氧化物材料上。
35.实施方案1至34中任一项的废气处理系统，其中0至0.0001重量％，优选0至0.00001重量％，更优选0至0.000001重量％的第二催化剂的涂层由铂族金属组成。
36.实施方案1至35中任一项的废气处理系统，其中该第二催化剂的基材包括陶瓷或金属物质。
37.实施方案1至36中任一项的废气处理系统，其中该第二催化剂的基材包括陶瓷物质，优选由其组成，其中陶瓷物质优选包括氧化铝，二氧化硅，硅酸盐，铝硅酸盐、优选堇青石或莫来石，铝钛酸盐，碳化硅，二氧化锆，镁氧矿、优选尖晶石，以及二氧化钛中的一种或多种组成，更优选碳化硅和堇青石中的一种或多种，更优选堇青石，更优选由其组成；或
其中第二催化剂的基材包括金属物质，优选由其组成，其中金属物质优选包括氧以及铁、铬和铝中一种或多种，更优选由其组成。
38.实施方案1至37中任一项的废气处理系统，其中第二催化剂的基材是整料，优选是蜂窝状整料，更优选是流通式蜂窝状整料。
39.实施方案1至38中任一项的废气处理系统，其中第二催化剂的基材具有基材长度，并且其中第二催化剂的涂层以基材长度的95至100％，优选99％至100％设置在基材上。
40.实施方案1至39中任一项的废气处理系统，其中第二催化剂包括负载量在1至6g/in3范围内，优选在1.25至4g/in3范围内，更优选在1.5至3g/in3范围内的涂层。
41.实施方案1至40中任一项的废气处理系统，其中第二催化剂的涂层是第二催化剂的唯一涂层。
42.实施方案1至41中任一项的废气处理系统，其中第一催化剂的涂层包括负载在包括锆的氧化物材料上的钯，和具有CHA类型骨架结构并包括铜的沸石材料，以及优选如实施方案14所定义的金属氧化物，优选由其组成，并且
其中第二催化剂的涂层包括具有CHA类型骨架结构并包括铜的沸石材料，和优选如实施方案32中所定义的金属氧化物，优选由其组成，其中至多0.0001重量％的第二催化剂的涂层由铂族金属组成。
43.实施方案1至42中任一项的废气处理系统，其中第一催化剂的基材包括堇青石，优选由其组成，和第二催化剂的基材包括堇青石，优选由其组成。
44.实施方案1至43中任一项的废气处理系统，其中在其上设置第一催化剂的涂层的第一催化剂的基材是第一基材，并且在其上设置第二催化剂的涂层的第二催化剂的基材是第二基材，其中第一基材和第二基材彼此不同。
45.实施方案1至43中任一项的废气处理系统，其中在其上设置第一催化剂的涂层的第一催化剂的基材和在其上设置第二催化剂的涂层的第二催化剂的基材，共同形成单一基材，其中所述单一基材包括入口端和出口端，其中入口端设置在出口端的上游，并且其中该第一催化剂的涂层从所述单一基材的入口端向出口端设置在所述单一基材上，并且该第二催化剂的涂层从所述单一基材的出口端向入口端设置在所述单一基材上，其中该第一催化剂的涂层覆盖25至75％的基材长度，并且第二催化剂的涂层覆盖25至75％的基材长度。
46.实施方案45的废气处理系统，其中第一催化剂的涂层覆盖25至70％，优选35至65％，更优选45至55％的基材长度，并且第二催化剂的涂层覆盖25至70％，优选35至65％，更优选45至55％的基材长度。
47.实施方案45的废气处理系统，其中第一催化剂的涂层覆盖50至75％，优选69至75％的基材长度，并且第二催化剂的涂层覆盖25至50％，优选25至31％的基材长度。
48.实施方案45至47中任一项的废气处理系统，其中第一催化剂的涂层和第二催化剂的涂层重叠。
49.实施方案45至47中任一项的废气处理系统，其中在第一催化剂的涂层和第二催化剂的涂层之间有间隙。
50.实施方案1至49中任一项的废气处理系统，其中第一催化剂的基材具有1至10英寸范围内，优选2至8英寸范围内，更优选14至7.5英寸范围内，更优选5至7英寸范围内的基材长度。
51.实施方案1至50中任一项的废气处理系统，其中第二催化剂的基材具有1至10英寸范围内，优选1.5至7英寸范围内，更优选2至5英寸范围内，更优选在2至4英寸范围内的基材长度。
52.实施方案50或51的废气处理系统，其中第一基材的长度大于第二基材的长度，其中第一基材的长度相对于第二基材的长度的比优选在1.1∶1至4∶1范围内，优选在1.5∶1至3.5∶1范围内，更加优选在1.9∶1至2.1∶1范围内。
53.实施方案1至52中任一项的废气处理系统，其中第一催化剂的基材具有4至17英寸范围内，优选7至15英寸范围内，更优选8至14英寸范围内，更优选9至13英寸范围内，更优选9至11英寸范围内的基材宽度。
54.实施方案1至53中任一项的废气处理系统，其中第二催化剂的基材具有4至20英寸范围内，优选7至18英寸范围内，更优选9至16英寸范围内，更优选10至15英寸范围内，更优选11至14英寸范围内的基材宽度。
55.实施方案1至54中任一项的废气处理系统，进一步包括用于将流体喷射到从柴油机排出的废气流中的第一喷射器，所述第一喷射器位于第一催化剂的上游和废气处理系统上游端的下游。
56.实施方案55的废气处理系统，其中所述流体是尿素水溶液。
57.实施方案1至56中任一项的废气处理系统，进一步包括用于将流体喷射到从柴油机排出的废气流中的第二喷射器，所述喷射器位于第一催化剂的上游和废气处理系统上游端的下游，其中所述流体优选包括烃类。
58.实施方案1至57中任一项的废气处理系统，进一步包括
(iii)具有入口端和出口端并且包括设置在基材上的第一涂层和设置在第一涂层上的第二涂层的第三催化剂，
其中第一涂层包括负载在氧化物材料上的铂族金属，并且任选进一步包括氧化钒以及包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种，
其中第二涂层包括氧化钒以及包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种；
其中在废气处理系统中，根据(iii)所述的第三催化剂位于根据(ii)所述的第二催化剂的下游，并且其中第三催化剂的入口端设置在第三催化剂的出口端的上游。
59.实施方案58的废气处理系统，其中根据(ii)所述的第二催化剂的出口端与根据(iii)所述的第三催化剂的入口端流体连通，并且在根据(ii)所述的第二催化剂的出口端和根据(iii)所述的第三催化剂的入口端之间，没有用于处理从第二催化剂排出的废气流的催化剂位于废气处理系统中。
60.实施方案58或59的废气处理系统，其中根据(iii)所述的第三催化剂是氨氧化催化剂。
61.实施方案58至60中任一项的废气处理系统，其中根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层中包含的铂族金属是铂、钯、铑、铱和锇中的一种或多种，优选铂、钯和铑中的一种或多种，更优选铂和钯中的一种或多种，更优选铂。
62.实施方案58至61中任一项的废气处理系统，其中该第三催化剂的第一涂层包括负载量，以元素金属计算，优选以元素Pt计算，在0.5至30g/ft3范围内，优选在1至15g/ft3范围内，更优选在1.5至5g/ft3范围内的铂族金属，优选铂。
63.实施方案58至62中任一项的废气处理系统，其中包含在根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层中的氧化物材料包括二氧化钛、二氧化锆和氧化铝中的一种或多种，优选二氧化钛和二氧化锆中的一种或多种，更优选二氧化钛；
其中更优选85至98.5重量％，更优选85至95重量％的氧化物材料由二氧化钛组成，以TiO2计算。
64.实施方案58至63中任一项的废气处理系统，其中包含在根据(iii)所述的第三催化剂的涂层中的氧化物材料进一步包括硅、铝、钛和锆中的一种或多种，优选硅和铝中的一种或多种，更优选硅。
65.实施方案58至64中任一项的废气处理系统，其中95至100重量％，优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的包含在根据(iii)所述的第三催化剂的涂层中的氧化物材料由氧、钛和硅组成；
其中优选1.5至15重量％，更优选5至15重量％的氧化物材料由硅组成，以SiO2计算。
66.实施方案58至65中任一项的废气处理系统，其中5至40重量％，优选7至20重量％，更优选8至15重量％的根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层由氧化物材料组成，或其中70至100重量％，优选80至100重量％，更优选90至100重量％，更优选95至100重量％，更优选99至100重量％的根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层由氧化物材料组成。
67.实施方案58至66中任一项的废气处理系统，其中根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层包括包含铜和铁中一种或多种的沸石材料，其中60至95重量％，优选80至93重量％，更优选82至92重量％的根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层由包含铜和铁中一种或多种的沸石材料组成。
68.实施方案58至67中任一项的废气处理系统，其中包含在第三催化剂的第一涂层中的沸石材料具有AEI、GME、CHA、MFI、BEA、FAU、MOR类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，优选AEI、CHA、BEA类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，更优选CHA或AEI类型的骨架结构，更优选CHA类型的骨架结构。
69.实施方案58至68中任一项的废气处理系统，其中所述包含在第三催化剂的第一涂层中的沸石材料，优选具有骨架结构类型CHA的沸石材料，具有至少0.5微米，优选0.5至1.5微米范围内，更优选0.6至1.0微米范围内，更优选在0.6至0.8微米范围内的平均晶粒尺寸，通过扫描电子显微镜法测定。
70.实施方案58至69中任一项的废气处理系统，其中包含在第三催化剂的第一涂层中的沸石材料包括铜，其中包含在沸石材料中的铜的量，以CuO计算，优选在1至12重量％范围内，更优选在1.5至10重量％范围内，更优选在3至8重量％范围内，更优选在4.5至6.5重量％范围内，基于沸石材料的重量，
其中包含在沸石材料中的铁的量，以Fe2O3计算，更优选在0至0.01重量％范围内，更优选在0至0.001重量％范围内，更优选在0至0.0001重量％范围内，基于沸石材料的重量。
71.实施方案58至70中任一项的废气处理系统，其中95至100重量％，优选98至100重量％，更优选99至100重量％的包含在第三催化剂的第一涂层中的沸石材料的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中一种或多种组成，其中在骨架结构中，Si/Al的摩尔比，以SiO2:Al2O3的摩尔比计算，优选在2:1至50:1范围内，更优选在4:1至45:1范围内，更优选在10:1至40:1范围内，更优选在15:1至25:1范围内。
72.实施方案58至69中任一项的废气处理系统，其中包含在第三催化剂的第一涂层中的沸石材料包括铁，其中包含在该沸石材料中的铁的量，以Fe2O3计算，优选在0.1至10.0重量％范围内，更优选在1.0至7.0重量％范围内，更优选在2.5至5.5重量％范围内，基于沸石材料的重量，并且其中优选95至100％的重量％，更优选98至100％的重量％，更优选99至100％的重量的沸石材料的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中一种或多种组成，其中在骨架结构中，Si/Al的摩尔比，以SiO2:Al2O3的摩尔比计算，优选在2:1至50:1范围内，更优选在4:1至45:1范围内，更优选在10:1至40:1范围内，更优选在15:1至25:1范围内。
73.实施方案58至72中任一项的废气处理系统，其中该第三催化剂的第一涂层进一步包括金属氧化物，其中该金属氧化物优选包括二氧化锆、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅以及包括Zr、Al、Ti和Si中两种或更多种的混合氧化物中的一种或多种，更优选包括氧化铝和二氧化锆中的一种或多种，更优选包括二氧化锆，更优选是二氧化锆；
其中第三催化剂的第一涂层更优选包括其量在1至15重量％范围内，更优选2至10重量％范围内，更优选3至8重量％范围内的金属氧化物，基于包括铜和铁中一种或多种的沸石材料的重量。
74.实施方案58至73中任一项的废气处理系统，其中95至100重量％，优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的第三催化剂的第一涂层由负载在氧化物材料上的铂族金属，优选铂，和具有CHA类型型骨架结构包括铜的沸石材料，以及优选如实施方案73中所定义的金属氧化物组成。
75.实施方案58至66中任一项的废气处理系统，其中根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层包括氧化钒，而不包括包含铜和铁中一种或多种的沸石材料，
其中氧化钒优选氧化钒(V)和氧化钒(IV)中的一种或多种，其中该氧化钒任选含有钨、铁和锑中的一种或多种。
76.实施方案75的废气处理系统，其中氧化钒被负载在包括钛、硅和锆中的一种或多种的氧化物材料上，优选包括钛和硅中的一种或多种的氧化物材料，更优选包括二氧化钛和二氧化硅中的一种或多种的氧化物材料，更优选在二氧化钛上，其中二氧化钛任选地含有钨和硅中的一种或多种。
77.实施方案75或76的废气处理系统，其中95至100重量％，优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的第三催化剂的第一涂层由负载在氧化物材料上的铂族金属，优选铂，和负载在如实施方案76所定义的氧化物材料上的氧化钒组成。
78.实施方案58至77中任一项的废气处理系统，其中根据(iii)所述的第三催化剂的第二涂层包括包含铜和铁中一种或多种的沸石材料；其中80至100重量％，优选90至99重量％，更优选95至98重量％的根据(iii)所述的第三催化剂的第二涂层由包括铜和铁中一种或多种的沸石材料组成。
79.实施方案58至78中任一项的废气处理系统，其中包含在第三催化剂的第二涂层中的沸石材料具有AEI、GME、CHA、MFI、BEA、FAU、MOR类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，优选AEI、CHA、BEA类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，更优选CHA或AEI类型的骨架结构，更优选CHA类型的骨架结构。
80.实施方案58至79中任一项的废气处理系统，其中所述包含在第三催化剂的第二涂层中的沸石材料，优选具有骨架结构类型CHA的沸石材料，具有至少0.5微米，优选0.5至1.5微米范围内，更优选0.6至1.0微米范围内，更优选0.6至0.8微米范围内的平均晶粒尺寸，通过扫描电子显微镜法测定。
81.实施方案58至80中任一项的废气处理系统，其中包含在第三催化剂的第二涂层中的沸石材料包括铜，其中包含在沸石材料中的铜的量，以CuO计算，优选在1至12重量％范围内，更优选在1.5至10重量％范围内，更优选在3至8重量％范围内，更优选在4.5至6.5重量％范围内，基于该沸石材料的重量，
其中在沸石材料中包含的铁的量，以Fe2O3计算，更优选在0至0.01重量％范围内，更优选在0至0.001重量％范围内，更优选在0至0.0001重量％范围内，基于沸石材料的重量。
82.实施方案58至81中任一项的废气处理系统，其中95至100重量％，优选98至100重量％，更优选99至100重量％的包含在第三催化剂的第二涂层中的沸石材料的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中一种或多种组成，其中在该骨架结构中Si/Al的摩尔比，以SiO2:Al2O3的摩尔比计算，优选在2:1至50:1范围内，更优选在4:1至45:1范围内，更优选在10:1至40:1范围内，更优选在15:1至25:1范围内。
83.实施方案58至82中任一项的废气处理系统，其中包括在第三催化剂的第二涂层中的沸石材料包括铁，其中包含在该沸石材料中的铁的量，以Fe2O3计算，优选在0.1至10.0重量％范围内，更优选在1.0至7.0重量％范围内，更优选在2.5至5.5重量％范围内，基于沸石材料的重量，并且其中优选95至100重量％，更优选98至100重量％，更优选99至100重量％的沸石材料的骨架结构由Si、Al、O以及任选H和P中一种或多种组成，其中在骨架结构中，Si/Al的摩尔比，以SiO2:Al2O3的摩尔比计算，优选在2:1至50:1范围内，更优选在4:1至45:1范围内，更优选在10:1至40:1范围内，更优选在15:1至25:1范围内。
84.实施方案58至83中任一项的废气处理系统，其中该第三催化剂的第二涂层进一步包括金属氧化物，其中该金属氧化物优选包括二氧化锆、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅以及包括Zr、Al、Ti和Si中两种或更多种的混合氧化物中的一种或多种，更优选包括氧化铝和二氧化锆中的一种或多种，更优选包括二氧化锆，更优选是二氧化锆；
其中第三催化剂的第二涂层更优选包括其量在1至15重量％，更优选2至10重量％，更优选3至8重量％范围内的金属氧化物，基于包含铜和铁中一种或多种的沸石材料的重量。
85.实施方案58至84中任一项的废气处理系统，其中95至100重量％，优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的第三催化剂的第二涂层由包括铜和铁中的一种或多种的沸石材料，优选具有CHA类型的骨架结构的沸石材料，和优选如实施方案84中所定义的金属氧化物组成。
86.实施方案58至77中任一项的废气处理系统，其中该第三催化剂的第二涂层包括氧化钒，其中该氧化钒优选为氧化钒(V)和氧化钒(IV)中的一种或多种，其中该氧化钒任选地包含钨、铁和锑中的一种或多种。
87.实施方案86的废气处理系统，其中该氧化钒负载在包括钛、硅和锆中一种或多种的氧化物材料上，优选包含钛和硅中的一种或多种的氧化物材料，更优选包含二氧化钛和二氧化硅中的一种或多种的氧化物材料，更优选在二氧化钛上，其中二氧化钛任选含有钨和硅中的一种或多种。
88.实施方案86或87的废气处理系统，其中95至100重量％，优选98至100重量％，更优选99至100重量％，更优选99.5至100重量％的第三催化剂的第二涂层由氧化钒组成，优选负载在如实施方案87所定义的氧化物材料上。
89.实施方案58至88中任一项的废气处理系统，其中0至0.0001重量％，优选0至0.00001重量％，更优选0至0.000001重量％的该第三催化剂的第二涂层的由铂族金属组成。
90.实施方案58至89中任一项的废气处理系统，其中第三催化剂的基材包括陶瓷或金属物质。
91.实施方案58至90中任一项的废气处理系统，其中该第三催化剂的基材包括陶瓷物质，更优选由其组成，其中所述陶瓷物质更优选包括氧化铝，二氧化硅，硅酸盐，铝硅酸盐、优选堇青石或莫来石，钛酸铝，碳化硅，二氧化锆，镁氧矿、优选尖晶石，以及二氧化钛中的一种或多种，更优选碳化硅和堇青石中一种或多种，更优选堇青石，更优选由其组成，或
其中该第三催化剂的基材包括金属物质，优选由其组成，其中该金属物质优选包括氧以及铁、铬和铝中的一种或多种，更优选由其组成。
92.实施方案58至91中任一项的废气处理系统，其中该第三催化剂的基材是整料，优选蜂窝状整料，更优选流通式蜂窝状整料。
93.实施方案58至92中任一项的废气处理系统，其中该第三催化剂的基材具有基材长度，并且其中该第三催化剂的第一涂层以基材长度的95至100％，更优选99至100％设置在基材上，并且第三催化剂的第二涂层以基材长度的95至100％，更优选99至100％设置在基材上。
94.实施方案58至93中任一项的废气处理系统，其中该第三催化剂包括负载量在1至6g/in3范围内，优选在1.25至4g/in3范围内，更优选在1.5至2.5g/in3范围内的第一涂层。
95.实施方案58至94中任一项的废气处理系统，其中第三催化剂包括负载量在0.25至4g/in3范围内，优选在0.5至2g/in3范围内，更优选在0.75至1.5g/in3范围内的第二涂层。
96.实施方案58至95中任一项的废气处理系统，其中第三催化剂包括在1.25至10g/in3范围内，优选在1.75至6g/in3范围内，更优选在2.25至4g/in3范围内的催化剂负载量。
97.实施方案58至96中任一项的废气处理系统，其中根据(iii)所述的第三催化剂由第一涂层和第二涂层组成。
98.实施方案58至97中任一项的废气处理系统，其中该第一催化剂的涂层包括负载在包括锆的氧化物材料上的钯，和具有CHA类型的骨架结构并包括铜的沸石材料，以及优选如实施方案14中所定义的金属氧化物，优选由其组成，
其中该第二催化剂的涂层包括具有CHA类型的骨架结构并包括铜的沸石材料，以及优选如实施方案32中所定义的金属氧化物，优选由其组成，其中至多0.0001重量％的第二催化剂的涂层由铂族金属组成，和
其中第三催化剂的第一涂层优选包括负载在包含二氧化钛的氧化物材料上的铂，具有CHA型骨架结构并包括铜的沸石材料，以及优选如实施方案73中所定义的金属氧化物，更优选由其组成；并且其中第三催化剂的第二涂层优选包括具有CHA型骨架结构并且包括铜的沸石材料和优选如实施方案84中所定义的金属氧化物，更优选由其组成。
99.实施方案58至98中任一项的废气处理系统，其中该第一催化剂的基材包括堇青石，优选由其组成，该第二催化剂的基材包括堇青石，优选由其组成，并且该第三催化剂的基材包括堇青石，优选由其组成。
100.实施方案58至99中任一项的废气处理系统，其中该第三催化剂的基材具有1至10英寸范围内，优选在1.5至7英寸范围内，更优选在2至5英寸范围内，更优选在2至4英寸范围内的基材长度。
101.实施方案100的废气处理系统，其中该第一催化剂的基材具有基材长度，其中第一基材的长度大于第三基材的长度，其中第一基材的长度相对于第三基材的长度的比优选在1.1∶1至4∶1范围内，优选在1.5∶1至3.5∶1范围内，更加优选在1.9∶1至2.1∶1范围内。
102.实施方案58至101中任一项的废气处理系统，其中第三催化剂的基材具有在4至20英寸范围内，优选在7至18英寸范围内，更优选在9至16英寸范围内，更优选在10至15英寸范围内，更优选在11至14英寸范围内的基材宽度。
103.实施方案1至102中任一项的废气处理系统，进一步包括微粒过滤器、柴油氧化催化剂和氨氧化催化剂中的一种或多种，其中当所述第三催化剂包含在系统中时，微粒过滤器、柴油氧化催化剂和氨氧化催化剂中的一种或多种位于根据(ii)所述的第二催化剂的下游或如实施方案58至102中任一项所定义根据(iii)所述的第三催化剂的下游。
104.一种处理从柴油机排出的废气流的方法，包括
提供从柴油机排出的废气流，以及
使所述气体通过根据实施方案1至103中任一项的废气处理系统。
在本发明的上下文中，术语“给定组分/涂层的负载量”(以g/in3或g/ft3为单位)是指每单位基材的体积的所述组分/涂层的质量，其中基材的体积是由基材的横截面乘以其上存在所述组分/涂层的基材的轴向长度所定义的体积。例如，如果提到延伸到基材轴向长度的x％的第一涂层的负载量并且具有X g/in3的负载量，则所述负载量将指整个基材体积(单位为in3)的每x％的第一涂层为X克。
在本发明的上下文中，需要注意的是，当包含在沸石材料中的铜和/或铁的量是基于该沸石材料的重量％来定义时，这意味着它是基于沸石材料的重量，即包含相应的铜和/或铁的沸石材料。
此外，在本发明的上下文中，术语“X是A、B和C中的一种或多种”，其中X是给定特征，并且A、B和C中每一种代表所述特征的具体实现，应理解为公开X是A、或B、或C、或A和B、或A和C、或A和B和C。在这方面，需要注意的是，本领域技术人员能够将上述抽象术语转移到具体的实例中，例如，其中X是化学元素，A、B和C是具体元素，如Li、Na和K，或者X是温度，A、B和C是具体温度，如10℃、20℃和30℃。在这方面，进一步指出的是，本领域技术人员能够将上述术语扩展到所述特征的较不具体的实现，例如，“X是A和B中的一种或多种”，公开X是A、或B、或A和B，或扩展到所述特征的更具体的实现，例如“X是A、B、C和D中的一种或多种”，公开X是A、或B、或C、或D，或A和B，或A和C，或A和D，或B和C，或B和D，或C和D，或A和B和C，或A和B和D，或B和C和D，或A和B和C和D。
此外，在本发明的上下文中，术语“内壁表面”应理解为壁的“裸露”或“裸的”或“空白”表面，即在未处理状态下的壁表面，它除了表面可能被污染的任何不可避免的杂质之外由壁的材料组成。例如，在本发明的上下文中，优选的是将第三催化剂的第一涂层设置在基材的内壁的表面，更优选是流通式基材。
在本发明的上下文中，术语“由……组成”，关于一种或多种组分的重量％，表示基于所讨论实体的100重量％的所述组分的重量％。例如，措辞“其中0至0.0001重量％的第一涂层由铂族金属组成”表示在组成所述涂层的100重量％的组分中，0至0.0001重量％是铂族金属。
通过以下参考例、对比例和实施例进一步说明本发明。
实施例
参考例1 Dv10、Dv50和Dv90值的测定
使用Sym-Patec HELOS设备通过静态光散射法测定粒度分布，其中样品的光学浓度在5至10％范围内。
参考例2 BET比表面积的测量
根据DIN 66131或DIN ISO 9277使用液氮测定BET比表面积。
参考例3一般涂覆方法
为了给流通基材涂覆一层或多层涂层，将流通式基材垂直浸入用于特定长度的基材的给定的混合物中，以使基材充满混合物。以这种方式，混合物与基材的壁接触。基材在混合物中停留一段特定时间，通常为1-10秒。施加真空以将混合物吸入基材中。然后将基材从混合物中取出。基材绕其轴旋转，使浸入的面现在指向上方，高压空气迫使装载的混合物通过基材。
参考例4多功能催化剂的制备(混合-单涂层)
将Pd初湿浸润到锆基氧化物载体上(88重量％的ZrO2与10重量％的La2O3以及2重量％的HfO2，具有BET比表面积为67m2/g，Dv50为3微米，Dv90为16微米)。首先，确定氧化物载体的可用孔体积，并基于该值制备体积等于可用孔体积的稀释的钯盐溶液。然后在持续搅拌下在30分钟内，将稀释的溶液滴加到Zr基氧化物载体中形成湿润的材料。然后将得到的材料在590℃的烘箱中煅烧，并冷却。煅烧后，将得到的粉末与蒸馏水混合，形成含40％固体的含水混合物，并用有机酸将pH值调至3.75。此时，将浆料研磨，直到混合物的颗粒具有10微米的Dv90。
另外，将Cu-CHA沸石材料(Cu:3.25重量％，以CuO计算，基于Cu-CHA的重量，CHA的Dv90为25微米，SiO2:Al2O3为31，BET比表面积为约625m2/g)添加到去离子水中，形成混合物。此外，将可溶性锆溶液(30重量％ZrO2)作为粘合剂加入到包含水和Cu-CHA的混合物中。将pH值调整到7。最终混合物的固体含量为43重量％。
此时，将浸渍Pd的ZrO2混合物混合到Cu-CHA混合物中，并将pH值再次调整到7。最终的混合物准备在蜂窝状流通型堇青石整料基材(直径:26.67厘米(10.5英寸)×长度:15.24厘米(6英寸)圆柱形基材，具有400/(2.54)2个泡孔/平方厘米和0.1毫米(4密耳)壁厚))上布置。根据本文参考例3中定义的涂覆方法，用最终混合物涂覆基材。为了实现3.0g/in3的目标洗涂层的负载量，沿基材的整个长度对基材涂覆两次，一次从基材的入口端到出口端，一次从基材的出口端到入口端，在每个涂覆步骤之后进行干燥和煅烧步骤。为了干燥涂覆的基材，将基材置于90℃的烘箱中约30分钟。干燥后，将涂覆的基材在590℃下煅烧30分钟。煅烧后催化剂中的涂层的最终负载量为3.0g/in3，包括2.56g/in3 Cu-CHA，0.3g/in3二氧化锆/HfO3/La2O3，0.13g/in3二氧化锆(粘合剂)和15g/ft3的Pd负载量。
参考例5选择性催化还原(SCR)催化剂的制备
将乙酸氧锆水溶液在水中稀释。计算乙酸氧锆的用量使得煅烧后催化剂中二氧化锆的负载量为0.06g/in3，以ZrO2计算。为此，加入根据US 8 293199B2第15栏第26至52行的发明实施例2制备的Cu-CHA沸石，不同的是喷雾干燥该沸石。计算Cu-CHA的量，使煅烧后催化剂中Cu-CHA的负载量为2.04g/in3。然后研磨所得的浆料，直至所得Dv90如本文参考例1中所述测定为10微米。
然后将最终的浆料在未涂覆的蜂窝状流通型堇青石整料基材(直径:31.75厘米(12.5英寸)×长度:7.62厘米(3英寸)圆柱形基材，具有400/(2.54)2个泡孔/平方厘米和0.1毫米(4密耳)壁厚)的全长上布置。然后，将涂覆的基材在120℃下干燥10分钟，在160℃下干燥30分钟，然后在450℃下煅烧30分钟。煅烧后的洗涂层负载量为2.1g/in3。
参考例6氨氧化(AMOX)催化剂的制备
第一涂层(底涂层):
向Si掺杂的二氧化钛粉末(10wt％SiO2，BET比表面积为200m2/g，Dv90为20微米)中加入铂胺溶液。在590℃煅烧后，最终的Pt/Si-二氧化钛具有0.46重量％的Pt含量，基于Si-二氧化钛的重量。将该材料加入水中，并研磨浆料直至所得Dv90为10微米，如参考例1中所述。向Cu-CHA沸石材料(5.1重量％的CuO，SiO2:Al2O3摩尔比为18)的含水浆料中加入乙酸氧锆溶液，以便在煅烧后获得5重量％的ZrO2，基于沸石材料的重量。向该Cu-CHA浆料中加入含Pt的浆料并搅拌，形成最终的浆料。然后，使用参考例3中描述的涂覆方法，从基材的入口侧向出口侧，将最终的浆料在未涂覆的蜂窝状流通型堇青石整料基材(直径:31.75厘米(12.5英寸)×长度:7.62厘米(3英寸)圆柱形基材，具有400/(2.54)2个泡孔/平方厘米和0.1毫米(4密耳)壁厚)的全长上布置，形成第一(底)涂层。然后将涂覆的基材干燥并煅烧。煅烧后的第一涂层的负载量为约2g/in3，其中1.67g/in3的Cu-CHA负载量，0.08g/in3的ZrO2负载量，0.25g/in3的Si-二氧化钛负载量，和2g/ft3的PGM负载量。
第二涂层(顶涂层):
向Cu-CHA沸石材料(5.1重量％的CuO和SiO2:Al2O3摩尔比为18)的含水浆料中加入乙酸氧锆溶液，以便在煅烧后获得5重量％的ZrO2，基于沸石材料的重量。然后，从基材的入口侧向出口侧，将浆料在已涂覆第一涂层的蜂窝状堇青石整料基材的全长上布置，并用参考例3中描述的涂覆方法覆盖该第一涂层。之后，对涂覆的基材进行干燥和煅烧。煅烧后该第二涂层的负载量为1.0g/in3。
煅烧后催化剂中的最终催化剂负载量(底+顶涂层)约为3g/in3。
参考例7多功能催化剂(层状)的制备
第二涂层(底涂层):
用水稀释乙酸氧锆水溶液。计算乙酸氧锆的用量，使得煅烧后催化剂中的二氧化锆的负载量为0.08g/in3，以ZrO2计算。为此，加入根据US 8 293199B2第15栏第26至52行的发明实施例2制备的Cu-CHA沸石，不同的是喷雾干燥该沸石。计算Cu-CHA的用量，使得煅烧后催化剂中Cu-CHA的负载量为2.6g/in3。然后对得到的浆料进行研磨，直至所得Dv90如本文参考例1中所述测定为10微米
然后将最终的浆料在未涂覆的蜂窝状堇青石整料基材(直径:26.67厘米(10.5英寸)×长度:15.24厘米(6英寸)圆柱形基材，具有400/(2.54)2个泡孔/平方厘米和0.10毫米(4密耳)壁厚)的全长上布置。然后，将涂覆的基材在120℃下干燥10分钟，在160℃下干燥30分钟，然后在450℃下煅烧30分钟。煅烧后该洗涂层负载量为2.7g/in3。
第一涂层(顶涂层):
将Pd初湿浸润到锆基氧化物载体上(88重量％的ZrO2与10重量％的La2O3以及2重量％的HfO2，具有BET比表面积为67m2/g，Dv50为3微米，和Dv90为16微米)。首先，确定氧化物载体的可用孔体积，并基于该值制备体积等于可用孔体积的稀释的钯盐溶液。将硝酸钯溶液(钯含量，按元素Pd计算，为17.56重量％)与蒸馏水混合，直至固体含量降至6.1％。然后在持续搅拌下，在30分钟内将稀释的溶液滴加到Zr基氧化物载体中，得到有约25重量％的水的固体材料。然后将所得材料在590℃的烘箱中煅烧并冷却。煅烧后，将所得粉末与蒸馏水混合在一起形成混合物，其中最终固体含量为41重量％，基于混合物的重量，并且用有机酸将混合物水相的pH值设置为3.75。此时，研磨该浆料，直到混合物的颗粒具有10微米的Dv90。
研磨后，向混合物中加入氢氧化锆溶液(二氧化锆含量，以ZrO2计算，为50重量％)和乙酸锆溶液(二氧化锆含量，以ZrO2计算，为30重量％)。计算ZrOH的量使其占Al基氧化物载体的量的1/35。计算ZrOAc的量使其占Al基氧化物载体的量的1/10。所获得的最终混合物的固体含量按所述最终混合物的重量计算下降到38重量％。此时，该混合物已准备好在已经涂覆底涂层的基材上进行布置。根据本文参考例3中定义的涂覆方法，用所述最终混合物在基材的整个长度上涂覆已经涂覆底涂层的基材一次。干燥条件与底涂层相同，涂覆的基材在带式煅烧炉中以不同的温度阶段进行煅烧，包括在450℃下约30分钟。煅烧后催化剂中顶涂层的最终负载量为0.3g/in3，包括0.26g/in3的Zr基氧化物载体，0.03g/in3的二氧化锆(来自ZrOH和ZrOAc)以及15g/ft3的Pd负载量。
煅烧后催化剂中最终催化剂负载量(底+顶涂层)为约3g/in3。
对比例1不是根据本发明的废气处理系统的制备
对比例1的系统是通过组合三种催化剂制备，即根据参考例7的多功能层状催化剂(催化剂A)、根据参考例5的选择性催化还原催化剂(催化剂B)和根据参考例6的氨氧化催化剂(催化剂C)。催化剂A是该系统的第一催化剂，并且位于催化剂B的上游，催化剂B位于催化剂A的下游和催化剂C的上游，催化剂C位于催化剂B的下游。
实施例1根据本发明的废气处理系统的制备
实施例1的系统是通过组合三种催化剂制备，即根据参考例4的多功能混合催化剂(催化剂A)、根据参考例5的选择性催化还原催化剂(催化剂B)和根据参考例6的氨氧化催化剂(催化剂C)。催化剂A是该系统的第一催化剂，并且位于催化剂B的上游，催化剂B位于催化剂A的下游和催化剂C的上游，催化剂C位于催化剂B的下游。
对比例2不是根据本发明的废气处理系统的制备
对比例2的系统是通过组合三种催化剂制备，即根据参考例4的多功能混合催化剂(催化剂A)、根据参考例6的氨氧化催化剂(催化剂B)和根据参考例6的氨氧化催化剂(催化剂C)。催化剂A是该系统的第一催化剂，并且位于催化剂B的上游，催化剂B位于催化剂A的下游和催化剂C的上游，催化剂C位于催化剂B的下游。
对比例3不是根据本发明的废气处理系统的制备
对比例3的系统是通过组合三种催化剂制备，即根据参考例7的多功能层状催化剂(催化剂A)、根据参考例7的多功能层状催化剂(催化剂B)和根据参考例6的氨氧化催化剂(催化剂C)。催化剂A是该系统的第一催化剂，并且位于催化剂B的上游，催化剂B位于催化剂A的下游和催化剂C的上游，催化剂C位于催化剂B的下游。
表1废气处理系统
催化剂A 催化剂B 催化剂C
对比例1 参考例7 参考例5 参考例6
实施例1 参考例4 参考例5 参考例6
对比例2 参考例4 参考例6 参考例6
对比例3 参考例7 参考例7 参考例6
实施例2对比例1-3和实施例1的系统进行测试—NOx的转化和N2O的排放
NOx的转化率和N2O的排放是在系统入口处的高温下即390℃测量的。测试是在EUVI 13L发动机稳定状态下进行的。
表2测量条件
从图2可以看出，实施例1的废气处理系统允许在两个系统的催化剂A的出口端获得85％的NOx转化率，在催化剂B的出口端获得100％的NOx转化率，在催化剂C的出口端获得100％的NOx转化率。相反，对比例1至3的废气处理系统在催化剂A的出口端表现出较低或相似的NOx转化率，即约为82％或85％，并且在催化剂B的出口端表现出较低的NOx转化率，即约小于99％和小于95％。此外，从图3可以看出，用根据本发明的实施例1的系统获得了最低的氧化亚氮排放，该系统包括作为第一催化剂(A)的多功能混合催化剂和不含铂族金属的下游SCR催化剂(B)。因此，该实施例表明，与使用层状多功能催化剂作为系统的第一催化剂和/或包含铂族金属的第二催化剂的其他系统相比，根据本发明的系统允许提高NOx的转化率，同时减少氧化亚氮的排放。对比例说明了现有技术，如WO 2018/224651 A1。
实施例4对比例1-3和实施例1的系统测试—NOx的转化率和N2O的排放量
NOx的转化率和N2O的排放量是在瞬态HDD US FTP法定循环内测量，整个循环中系统入口处的温度范围为155至277℃。测试在EU VI 13L上进行，发动机在FTP内的NOx排放量为150g，并且尿素投料采用NOx跟随投料策略，ANR为1.1。依次运行三个FTP，在循环之间进行冷浸。报告第三个FTP的结果，以确保稳定的读数并消除氨储存对Cu-沸石的影响。
从图4和5可以看出，与对比例1至3的系统相比，实施例1的废气处理系统在催化剂A、B和C的出口端呈现最高的NOx转化率，即约56％、约86％和约88％，以及在上述系统的催化剂出口端最低的N2O排放量。因此，该实施例表明，在稳态条件和瞬态条件下与使用层状多功能催化剂作为系统的第一催化剂的其他系统相比，根据本发明的系统允许提高NOx的转化率，同时减少氧化亚氮的排放量。
附图简述
图1是包含三种催化剂，催化剂A、催化剂B和催化剂C的系统的示意图，附图不一定按比例绘制。
图2显示了在稳态条件下，实施例1和对比例1至3的系统的催化剂A、B和C下游测量的NOx转化率。
图3显示了在稳态条件下，实施例1和对比例1至3的系统的催化剂A、B和C下游测量的N2O排放量。
图4显示了在瞬态测试条件下，实施例1和对比例1至3的系统的催化剂A、B和C下游测量的NOx转化率。
图5显示了在瞬态测试条件下，实施例1和对比例1至3的系统的催化剂A、B和C下游测量的N2O排放。
引用的文献
-WO 2018/224651 A1

Claims (15)

1.一种用于处理从柴油机排出的废气流的废气处理系统，所述废气处理系统具有用于将所述废气流引入所述废气处理系统的上游端，其中所述废气处理系统包括
(i)具有入口端和出口端并且包括设置在基材上的涂层的第一催化剂，其中所述涂层包括负载在包含锆的氧化物材料上的钯，并且进一步包括氧化钒以及包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种；
(ii)具有入口端和出口端并且包括设置在基材上的涂层的第二催化剂，其中所述涂层包括氧化钒以及包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种，其中至多0.0001重量％的第二催化剂的涂层由铂族金属组成；
其中根据(i)所述的第一催化剂是在所述废气处理系统上游端的下游的所述废气处理系统的第一催化剂，并且其中所述第一催化剂的入口端设置在第一催化剂的出口端的上游；
其中在所述废气处理系统中，根据(ii)所述的第二催化剂位于根据(i)所述的第一催化剂的下游，并且其中所述第二催化剂的入口端设置在第二催化剂的出口端的上游。
2.根据权利要求1所述的废气处理系统，其中70至98重量％，优选75至95重量％，更优选80至90重量％的包含在根据(i)所述的第一催化剂的涂层中的氧化物材料由锆和氧组成，优选由二氧化锆组成。
3.根据权利要求1或2所述的废气处理系统，其中包含在根据(i)所述的第一催化剂的涂层中的氧化物材料进一步包括镧、铪、铝、硅和钛中的一种或多种，优选包括镧和铪中的一种或多种，更优选包括镧和铪。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的废气处理系统，其中5至40重量％，优选7至20重量％，更优选8至15重量％的根据(i)所述的第一催化剂的涂层由氧化物材料组成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的废气处理系统，其中根据(i)所述的第一催化剂的涂层包括包含铜和铁中一种或多种的沸石材料，其中60至95重量％，优选80至93重量％，更优选82至92重量％的根据(i)所述的第一催化剂的涂层由包含铜和铁中一种或多种的沸石材料组成。
6.权利要求1至5中任一项所述的废气处理系统，其中包含在所述第一催化剂的涂层中的沸石材料具有AEI、GME、CHA、MFI、BEA、FAU、MOR类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，优选AEI、CHA、BEA类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，更优选CHA或AEI类型的骨架结构，更优选CHA类型的骨架结构。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的废气处理系统，其中根据(ii)所述的第二催化剂的涂层包括包含铜和铁中一种或多种的沸石材料；其中80至100重量％，优选90至99重量％，更优选95至98重量％的根据(ii)所述的第二催化剂的涂层由包含铜和铁中一种或多种的沸石材料组成。
8.权利要求1至7中任一项所述的废气处理系统，其中包含在第二催化剂的涂层中的沸石材料具有AEI、GME、CHA、MFI、BEA、FAU、MOR类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，优选AEI、CHA、BEA类型的骨架结构或其中两种或更多种的混合物，更优选CHA或AEI类型的骨架结构，更优选CHA类型的骨架结构。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的废气处理系统，其中所述第一催化剂的涂层包括负载在包含锆的氧化物材料上的钯，和具有CHA类型骨架结构并包括铜的沸石材料，以及优选金属氧化物，优选由负载在包含锆的氧化物材料上的钯，和具有CHA类型骨架结构并包括铜的沸石材料，和优选金属氧化物组成，和
其中所述第二催化剂的涂层包括具有CHA类型骨架结构并包括铜的沸石材料，和优选金属氧化物，优选由具有CHA类型骨架结构并包括铜的沸石材料和优选金属氧化物组成，其中至多0.0001重量％所述第二催化剂的涂层由铂族金属组成。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的废气处理系统，进一步包括用于将流体喷射到从所述柴油机排出的废气流中的第一喷射器，所述第一喷射器位于所述第一催化剂的上游和所述废气处理系统上游端的下游。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的废气处理系统，进一步包括
(iii)具有入口端和出口端并且包括设置在基材上的第一涂层和设置在第一涂层上的第二涂层的第三催化剂，
其中所述第一涂层包括负载在氧化物材料上的铂族金属，并任选进一步包括氧化钒以及包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种，
其中所述第二涂层包括氧化钒以及包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种；
其中在所述废气处理系统中，根据(iii)所述的第三催化剂位于根据(ii)所述的第二催化剂的下游，并且其中所述第三催化剂的入口端设置在第三催化剂的出口端的上游。
12.根据权利要求11所述的废气处理系统，其中包含在根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层中的铂族金属是铂、钯、铑、铱和锇中的一种或多种，优选铂、钯和铑中的一种或多种，更优选铂和钯中的一种或多种，更优选铂。
13.根据权利要求11或12所述的废气处理系统，其中包含在根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层中的氧化物材料包括二氧化钛、二氧化锆和氧化铝中的一种或多种，优选二氧化钛和二氧化锆中的一种或多种，更优选二氧化钛；
其中更优选85至98.5重量％，更优选85至95重量％的氧化物材料由二氧化钛组成，以TiO2计算。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的废气处理系统，其中5至40重量％，优选7至20重量％，更优选8至15重量％的根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层由氧化物材料组成，或
其中70-100重量％，优选80-100重量％，更优选90-100重量％，更优选95-100重量％，更优选99-100重量％的根据(iii)所述的第三催化剂的第一涂层由氧化物材料组成。
15.一种处理从柴油机排出的废气流的方法，包括
提供从柴油机排出的废气流，以及
使所述气体通过根据权利要求1至14中任一项所述的废气处理系统。
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