ES2928633T3 - Método para la preparación de un catalizador monolítico para la reducción de óxidos de nitrógeno, COV y monóxido de carbono en un gas de escape - Google Patents
Método para la preparación de un catalizador monolítico para la reducción de óxidos de nitrógeno, COV y monóxido de carbono en un gas de escape Download PDFInfo
- Publication number
- ES2928633T3 ES2928633T3 ES17730796T ES17730796T ES2928633T3 ES 2928633 T3 ES2928633 T3 ES 2928633T3 ES 17730796 T ES17730796 T ES 17730796T ES 17730796 T ES17730796 T ES 17730796T ES 2928633 T3 ES2928633 T3 ES 2928633T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- titania
- suspension
- compounds
- platinum group
- vanadium compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 7
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 title claims description 9
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 15
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 40
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 29
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 28
- 150000003682 vanadium compounds Chemical class 0.000 claims description 26
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 23
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 23
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 6
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 5
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 5
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 4
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical group O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 claims description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 150000002941 palladium compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) nitrate Chemical compound [Pd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- -1 platinum group metal compound Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000010718 Oxidation Activity Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007848 Bronsted acid Substances 0.000 description 1
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006255 coating slurry Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012702 metal oxide precursor Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002940 palladium Chemical class 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
- B01J37/038—Precipitation; Co-precipitation to form slurries or suspensions, e.g. a washcoat
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/024—Multiple impregnation or coating
- B01J37/0248—Coatings comprising impregnated particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
- B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/864—Removing carbon monoxide or hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
- B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/20—Vanadium, niobium or tantalum
- B01J23/22—Vanadium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/648—Vanadium, niobium or tantalum or polonium
- B01J23/6482—Vanadium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/652—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/6527—Tungsten
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
- B01J27/25—Nitrates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0236—Drying, e.g. preparing a suspension, adding a soluble salt and drying
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
- B01J37/031—Precipitation
- B01J37/035—Precipitation on carriers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1023—Palladium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20723—Vanadium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20776—Tungsten
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
Método para la preparación de un catalizador monolítico para la reducción de óxidos de nitrógeno COV y monóxido de carbono en un gas de escape, el catalizador comprende al menos un metal del grupo del platino, óxido de vanadio, titania y opcionalmente óxido de tungsteno. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método para la preparación de un catalizador monolítico para la reducción de óxidos de nitrógeno, COV y monóxido de carbono en un gas de escape
La presente invención se refiere a la fabricación de un catalizador de forma monolítica para su uso en la eliminación o reducción del contenido de óxidos de nitrógeno, compuestos orgánicos volátiles (COV) y monóxido de carbono de gas de escape.
En particular, la invención proporciona un método para la preparación de un catalizador que comprende óxido de vanadio, titania y metales del grupo del platino (MGP) soportados sobre y dentro de las paredes de un sustrato monolítico con gradientes axiales y radiales reducidos de concentraciones de paladio sobre el sustrato.
Los MGP, en particular los catalizadores de óxido de vanadio promovidos por paladio, ofrecen una actividad de oxidación de CO y COV muy alta en combinación con una actividad de reducción catalítica selectiva (RCS) de moderada a alta de óxidos de nitrógeno y una alta resistencia al azufre.
Los catalizadores de forma monolítica del tipo anterior se preparan normalmente recubriendo el sustrato monolítico con un revestimiento que contiene un material portador de catalizador e impregnando el sustrato recubierto con una disolución de precursores de los óxidos de metal activos catalíticos. Alternativamente, el revestimiento también puede contener los precursores.
El revestimiento de un sustrato monolítico o monolítico de panal de abeja se realiza habitualmente mediante captación de suspensión en el sustrato vertiendo la suspensión en los canales del sustrato monolítico, sumergiendo el sustrato en un lado en la suspensión de revestimiento y aplicando opcionalmente vacío en el lado opuesto o bombeando la suspensión de revestimiento al interior de los canales.
Tras haberse recubierto con el revestimiento, el sustrato se seca y finalmente se calcina para la activación de los componentes catalíticos en el recubrimiento.
Un problema con el revestimiento y/o la impregnación del sustrato es que puede afectar a los gradientes de concentración de los componentes catalíticos, tanto a través del grosor de la capa de revestimiento como a lo largo del eje de los canales en un monolito. Como tal, tiene un impacto potencial sobre la calidad y el rendimiento del catalizador acabado tal como se mencionó anteriormente.
Los gradientes de concentración son desventajosos en particular en catalizadores de RCS de vanadio promovidos por MGP. La actividad catalítica en la reacción de RCS y la oxidación de CO y COV depende de la concentración de MGP sobre la superficie activa catalítica del sustrato recubierto.
La formación de gradientes es en particular un problema en la impregnación de un sustrato que está precargado con óxido de vanadio. Eso se debe a la fuerte y rápida adsorción de MGP sobre óxido de vanadio en el sustrato de catalizador que hace necesario impregnar el sustrato de catalizador con cantidades en exceso de paladio/platino con el fin de alcanzar una carga mínima en el centro del sustrato. El proceso de producción también puede ser difícil de controlar, por ejemplo, el agotamiento de los precursores de MGP si se aplica impregnación en húmedo.
Para utilizar de manera eficiente los MGP costosos y proporcionar la actividad de oxidación requerida en todas las partes del sustrato es necesario evitar la formación de gradientes de concentración de MGP por toda la longitud axial y vertical del sustrato catalizado.
Hemos encontrado que los gradientes pueden eliminarse o disminuirse sustancialmente cuando se disminuye la tasa de adsorción de MGP sobre un sustrato de catalizador. En lugar de tener compuestos precursores de MGP disueltos en un líquido de impregnación acuoso, los compuestos precursores se añaden a una suspensión acuosa que contiene compuestos de vanadio precipitados sobre partículas de titania, que actúan como portador para los MGP y que se usa para el recubrimiento del sustrato. En esta suspensión acuosa, los compuestos de MGP se adsorben sobre las partículas de compuesto de vanadio soportado y de ese modo no se disuelven en la fase acuosa de la suspensión acuosa, lo que de lo contrario daría como resultado gradientes no deseados debido a la fuerte y rápida adsorción de compuestos de MGP disueltos sobre la superficie y posiblemente dentro de las paredes del sustrato.
Conforme a los hallazgos y las observaciones anteriores, esta invención proporciona un método para la preparación de un catalizador monolítico para la reducción de óxidos de nitrógeno, COV y monóxido de carbono en un gas de escape, comprendiendo el catalizador al menos un metal del grupo del platino, óxido de vanadio, titania y opcionalmente óxido de tungsteno, comprendiendo el método las etapas de:
a) proporcionar un sustrato monolítico;
b) proporcionar una disolución acuosa de un compuesto de vanadio;
c) proporcionar una disolución acuosa de uno o más compuestos del al menos un metal del grupo del platino;
d) añadir partículas de titania a la disolución acuosa del compuesto de vanadio para obtener una suspensión que comprende las partículas de titania suspendidas en la disolución de compuesto de vanadio acuosa;
e) hacer precipitar al menos parte del compuesto de vanadio en la suspensión de la etapa d) sobre la superficie de las partículas de titania para obtener una suspensión de partículas de compuesto de vanadio soportado sobre titania;
f) ajustar el valor de pH de la suspensión a un valor de al menos 6 y añadir la disolución acuosa del uno o más compuestos del al menos un metal del grupo del platino a la suspensión para la que se ha ajustado el pH de las partículas de compuesto de vanadio soportado sobre titania para obtener una suspensión de revestimiento que contiene una fase sólida suspendida con el uno o más compuestos del al menos un metal del grupo del platino adsorbidos sobre las partículas de compuesto de vanadio soportado sobre titania; o
añadir la disolución acuosa del uno o más compuestos del al menos un metal del grupo del platino a la suspensión de las partículas de compuesto de vanadio soportado sobre titania y ajustar posteriormente el valor de pH de la suspensión a un valor de al menos 6 para obtener una suspensión de revestimiento que contiene una fase sólida suspendida con el uno o más compuestos del al menos un metal del grupo del platino adsorbidos sobre las partículas de compuesto de vanadio soportado sobre titania;
g) recubrir el sustrato monolítico con una capa de la suspensión de revestimiento de la etapa f);
h) disminuir el valor de pH de la capa recubierta sobre el sustrato monolítico por debajo de 6 y disolver el uno o más compuestos del al menos un metal del grupo del platino de las partículas de compuesto de vanadio soportado sobre titania sobre y al interior de las paredes del sustrato monolítico; y
i) secar y calcinar el sustrato monolítico revestido.
El valor de pH de la suspensión es uno de los parámetros clave en la fase de adición de disolución de los compuestos de paladio/platino y tiene que monitorizarse cuidadosamente hasta al menos 6. El propósito de ajustar el valor de pH de la suspensión es impedir la disolución del/de los compuesto(s) de MGP en la fase acuosa de la suspensión con el fin de controlar una captación más lenta y uniforme del/de los compuesto(s) sobre el sustrato de catalizador.
Los experimentos han mostrado que valores de pH que disminuyen por debajo de 6 dan como resultado la disolución de cantidades crecientes del/de los compuesto(s) de MGP en la fase acuosa de la suspensión y el revestimiento preparado a partir de la suspensión.
Basándose en estos experimentos, la suspensión se ajusta preferiblemente a pH 8, lo que también permite una cierta caída en el valor de pH en las etapas de preparación posteriores.
Se ha mostrado adicionalmente que particularmente el metavanadato de amonio (AMV) potencia la adsorción de compuestos de Pd sobre las partículas de titania-compuesto de vanadio en la suspensión. La adición de AMV garantiza que el Pd no se disuelva en la fase acuosa hasta un pH de 6.
Por tanto, en una realización preferida de la invención, el compuesto de vanadio usado en la invención es metavanadato de amonio.
Se sabe que el paladio metálico u oxídico es el catalizador más útil en la eliminación catalítica combinada de monóxido de carbono, COV y óxidos de nitrógeno.
En consecuencia, el al menos un compuesto del al menos un metal del grupo del platino es uno o más compuestos de paladio, que en la etapa de calcinación de la invención se convierte en paladio metálico y/u oxídico.
La suspensión preparada tal como se describió anteriormente se usa para revestir sustratos monolíticos. Debido a que el/los compuesto(s) de MGP se retiene(n) en la fase sólida del revestimiento, el/los compuesto(s) de MGP se distribuirá(n) uniformemente sobre todo el exterior de las paredes en el sustrato monolítico. En ese punto, el valor de pH del revestimiento húmedo presente sobre la pared se disminuye por debajo de 6 y el/los compuesto(s) de MGP se disuelve(n) de las partículas de compuesto de vanadio soportado sobre titania y empieza(n) a migrar al interior de las paredes y finalmente acaba(n) distribuido(s) uniformemente en el interior de y sobre las paredes.
Se ha observado adicionalmente que un sustrato monolítico que comprende óxido de vanadio, titania y opcionalmente tungsteno antes de revestirse con el revestimiento preparado según la invención, presenta sitios de ácido tanto de Bronsted como de Lewis, lo que disminuye el valor de pH de la capa de revestimiento por debajo de 6 tras haberse aplicado el revestimiento sobre la superficie del sustrato monolítico. En ese punto, la acidez de óxido de vanadio
titania contenida en el sustrato monolítico empieza a disminuir el valor de pH de la capa de recubrimiento húmeda y el/los compuesto(s) de MGP se disuelve(n) de las partículas de compuesto de vanadio soportado sobre titania en la capa de revestimiento y empieza(n) a migrar al interior de las paredes. De este modo, el/los compuesto(s) de MGP se distribuye(n) uniformemente al interior de las paredes del sustrato monolítico.
Por tanto, en una realización específica de la invención, el sustrato monolítico proporcionado en la etapa a) del método según la invención se dota de óxido de vanadio, titania y opcionalmente óxido de tungsteno dentro de las paredes antes de recubrirse con el revestimiento. El óxido de vanadio comprendido en el sustrato monolítico es preferiblemente pentóxido de vanadio que tiene la actividad más alta en la reacción de RCS.
Un compuesto de MGP preferido para su uso en la invención es nitrato de paladio, que es soluble en agua y precipita a un valor de pH de aproximadamente 6 o superior, tal como se desea en la invención.
Claims (8)
- REIVINDICACIONES1 Método para la preparación de un catalizador monolítico para la reducción de óxidos de nitrógeno, COV y monóxido de carbono en un gas de escape, comprendiendo el catalizador al menos un metal del grupo del platino, óxido de vanadio y titania, comprendiendo el método las etapas de:a) proporcionar un sustrato monolítico;b) proporcionar una disolución acuosa de un compuesto de vanadio;c) proporcionar una disolución acuosa de uno o más compuestos del al menos un metal del grupo del platino; d) añadir partículas de titania a la disolución acuosa del compuesto de vanadio para obtener una suspensión que comprende las partículas de titania suspendidas en la disolución de compuesto de vanadio acuosa;e) hacer precipitar al menos parte del compuesto de vanadio en la suspensión de la etapa d) sobre la superficie de las partículas de titania para obtener una suspensión de partículas de compuesto de vanadio soportado sobre titania;f) ajustar el valor de pH de la suspensión a un valor de al menos 6 y añadir la disolución acuosa del uno o más compuestos del al menos un metal del grupo del platino a la suspensión para la que se ha ajustado el pH de las partículas de compuesto de vanadio soportado sobre titania para obtener una suspensión de revestimiento que contiene una fase sólida suspendida con el uno o más compuestos del al menos un metal del grupo del platino adsorbidos sobre las partículas de compuesto de vanadio soportado sobre titania; oañadir la disolución acuosa del uno o más compuestos del al menos un metal del grupo del platino a la suspensión de las partículas de compuesto de vanadio soportado sobre titania y ajustar posteriormente el valor de pH de la suspensión a un valor de al menos 6 para obtener una suspensión de revestimiento que contiene una fase sólida suspendida con el uno o más compuestos del al menos un metal del grupo del platino adsorbidos sobre las partículas de compuesto de vanadio soportado sobre titania;g) recubrir el sustrato monolítico con una capa de la suspensión de revestimiento de la etapa f);h) disminuir el valor de pH de la capa recubierta sobre el sustrato monolítico por debajo de 6 y disolver el uno o más compuestos del al menos un metal del grupo del platino de las partículas de compuesto de vanadio soportado sobre titania sobre y al interior de las paredes del sustrato monolítico; yi) secar y calcinar el sustrato monolítico revestido.
- 2. - El método según la reivindicación 1, en el que el valor de pH en la etapa f) se ajusta a al menos 8.
- 3. - El método según la reivindicación 1 o 2, en el que el compuesto de vanadio es metavanadato de amonio.
- 4. - El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el al menos un compuesto del metal del grupo del platino es uno o más compuestos de paladio.
- 5. - El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el valor de pH de la capa de revestimiento en la etapa h) se disminuye proporcionando óxido de vanadio y titania en el sustrato monolítico proporcionado en la etapa a).
- 6. - El método según la reivindicación 5, en el que el óxido de vanadio es pentóxido de vanadio.
- 7. - El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el uno o más compuestos del al menos un metal del grupo del platino es nitrato de paladio.
- 8. - El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el catalizador comprende además óxido de tungsteno.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DKPA201600365 | 2016-06-21 | ||
PCT/EP2017/064898 WO2017220473A1 (en) | 2016-06-21 | 2017-06-19 | Method for the preparation of a monolithic catalyst for the reduction of nitrogen oxides, voc and carbon monoxide in an off-gas |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2928633T3 true ES2928633T3 (es) | 2022-11-21 |
Family
ID=59070675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES17730796T Active ES2928633T3 (es) | 2016-06-21 | 2017-06-19 | Método para la preparación de un catalizador monolítico para la reducción de óxidos de nitrógeno, COV y monóxido de carbono en un gas de escape |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10717074B2 (es) |
EP (1) | EP3471876B1 (es) |
JP (1) | JP6931364B2 (es) |
KR (1) | KR102330444B1 (es) |
CN (1) | CN109310989B (es) |
DK (1) | DK3471876T3 (es) |
ES (1) | ES2928633T3 (es) |
WO (1) | WO2017220473A1 (es) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11378278B2 (en) | 2019-12-11 | 2022-07-05 | Umicore Ag & Co. Kg | System and process for efficient SCR at high NO2 to NOx ratios |
CN111420660A (zh) * | 2020-03-21 | 2020-07-17 | 华南理工大学 | 一种用于净化燃煤烟气中有机废气的贵金属复合钒钛催化剂及其制备方法与应用 |
CN114308114B (zh) * | 2020-09-30 | 2023-02-10 | 大连理工大学 | 一种脱硝催化剂及其制备方法、应用 |
US11635010B1 (en) | 2021-10-05 | 2023-04-25 | Umicore Ag & Co. Kg | Combustion turbine and heat recovery system combination with SCR reactor assembly, and methods of assembling and using the same |
WO2024052387A1 (en) | 2022-09-06 | 2024-03-14 | Umicore Ag & Co. Kg | Catalytic system and method for the removal of hcn from off-gases of a fluid cracking unit using same, and fcc unit assembly including the catalytic system |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990013352A1 (en) * | 1989-05-01 | 1990-11-15 | Allied-Signal Inc. | Catalytic destruction of organohalogen compounds |
DE3940758A1 (de) * | 1989-12-09 | 1991-06-13 | Degussa | Verfahren zur reinigung der abgase von dieselmotoren |
DE4116364A1 (de) | 1991-05-18 | 1992-11-19 | Basf Ag | Metalloxide enthaltender katalysator fuer verfahren zum oxidativen abbau von organischen verbindungen aus abgasen von verbrennungsanlagen |
JP3506392B2 (ja) * | 1994-02-09 | 2004-03-15 | 三井金属鉱業株式会社 | 還元剤として炭化水素のみを用いた排気ガス浄化用触媒 |
JP2002066320A (ja) * | 2000-09-04 | 2002-03-05 | Toyota Motor Corp | シフト触媒 |
US7138358B2 (en) | 2001-11-13 | 2006-11-21 | Sud-Chemie Inc. | Catalyzed diesel particulate matter filter with improved thermal stability |
US7393511B2 (en) * | 2005-02-16 | 2008-07-01 | Basf Catalysts Llc | Ammonia oxidation catalyst for the coal fired utilities |
BRPI0612620A2 (pt) * | 2005-06-16 | 2017-06-20 | Johnson Matthey Plc | composição de catalisador, método para a fabricação da mesma, e, processo para a hidrogenação de um composto nitro orgânico ou nitrila na amina correspodente |
US7820583B2 (en) | 2006-08-24 | 2010-10-26 | Millennium Inorganic Chemicals, Inc. | Nanocomposite particle and process of preparing the same |
JP5192754B2 (ja) | 2007-08-22 | 2013-05-08 | 三菱重工業株式会社 | 排ガス処理触媒、及び排ガス処理システム |
KR100962082B1 (ko) | 2008-07-31 | 2010-06-09 | 희성촉매 주식회사 | 수소를 이용한 질소산화물의 환원제거용 촉매 및 이를이용한 질소산화물의 환원제거 방법 |
CN104661729A (zh) * | 2012-10-25 | 2015-05-27 | 托普索公司 | 选择性氧化进一步包含二氧化硫的尾气中的一氧化碳与挥发性有机化合物的方法 |
US9227176B2 (en) * | 2012-11-30 | 2016-01-05 | Johnson Matthey Public Limited Company | Ammonia oxidation catalyst |
CN103028395B (zh) * | 2012-12-21 | 2015-06-24 | 西南石油大学 | 一种整体负载型V2O5-WO3/TiO2SCR催化剂制备方法 |
DK178520B1 (da) * | 2014-10-14 | 2016-05-09 | Haldor Topsoe As | Fremgangsmåde til at fremstille et katalyseret stoffilter og et katalyseret stoffilter |
CN105536771A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-05-04 | 东营信拓汽车消声器有限公司 | 一种用于柴油发动机尾气脱硝的蜂窝状催化剂及制备方法 |
-
2017
- 2017-06-19 CN CN201780036663.0A patent/CN109310989B/zh active Active
- 2017-06-19 JP JP2018564770A patent/JP6931364B2/ja active Active
- 2017-06-19 KR KR1020187035248A patent/KR102330444B1/ko active IP Right Grant
- 2017-06-19 EP EP17730796.4A patent/EP3471876B1/en active Active
- 2017-06-19 DK DK17730796.4T patent/DK3471876T3/da active
- 2017-06-19 WO PCT/EP2017/064898 patent/WO2017220473A1/en unknown
- 2017-06-19 ES ES17730796T patent/ES2928633T3/es active Active
- 2017-06-19 US US16/096,380 patent/US10717074B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20190143315A1 (en) | 2019-05-16 |
JP2019524423A (ja) | 2019-09-05 |
US10717074B2 (en) | 2020-07-21 |
WO2017220473A1 (en) | 2017-12-28 |
CN109310989A (zh) | 2019-02-05 |
DK3471876T3 (da) | 2022-11-21 |
KR102330444B1 (ko) | 2021-11-26 |
CN109310989B (zh) | 2022-04-15 |
JP6931364B2 (ja) | 2021-09-01 |
EP3471876B1 (en) | 2022-08-24 |
KR20190019930A (ko) | 2019-02-27 |
EP3471876A1 (en) | 2019-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2928633T3 (es) | Método para la preparación de un catalizador monolítico para la reducción de óxidos de nitrógeno, COV y monóxido de carbono en un gas de escape | |
TWI712577B (zh) | 具有增強的孔結構的多孔體 | |
CN108607614B (zh) | 一种银催化剂及其制备方法和应用 | |
BRPI0818684B1 (pt) | Material suportado de partícula compósita, processos para produzir o mesmo, e , para produzir éster de ácido carboxílico | |
KR20120046706A (ko) | 알루미나 지지체, 그 제조 방법, 및 그로부터 제조된 은 촉매, 그리고 그 용도 | |
JP2004512162A (ja) | Co、vocおよびハロゲン化有機物の放出物を消失させる触媒 | |
KR20120034047A (ko) | 은 촉매용 알루미나 담체, 그 제조 및 그 용도 | |
Qiao et al. | Highly effective ferric hydroxide supported gold catalyst for selective oxidation of CO in the presence of H 2 | |
CN105618047B (zh) | 一种制备环氧化用银催化剂的方法及其应用 | |
ES2920475T3 (es) | Método de preparación de un catalizador monolítico para reducción catalítica selectiva de óxidos de nitrógeno | |
CN106311230B (zh) | 用于烯烃环氧化的银催化剂的制备方法、催化剂及应用 | |
JP2016513005A (ja) | 銀ベース酸化エチレン触媒のための改質された担体 | |
JP4497926B2 (ja) | エチレンオキシド触媒担体の調製 | |
TWI632138B (zh) | 具有降低鈉含量之建基於銀之環氧乙烷觸媒 | |
TWI632954B (zh) | 改善環氧乙烷觸媒的催化效能之載體處理 | |
JP5084302B2 (ja) | ガス状または蒸気状の炭化水素(VOC)を酸化し且つNOxを選択還元する触媒を製造する方法 | |
RU2619945C1 (ru) | Способ приготовления никелевого катализатора | |
CN107812542B (zh) | 一种α-氧化铝载体及其制备方法与应用 | |
BR112019000787B1 (pt) | Método para a preparação de um catalisador à base de vanádio | |
JP6929757B2 (ja) | 高活性白金触媒の製造方法 | |
JP2000354770A (ja) | 活性成分の担持方法 | |
CN115364834A (zh) | 一种改性α-氧化铝载体及其制备方法和银催化剂与应用 | |
CN116196923A (zh) | 一种银催化剂及其制备方法与应用 | |
CN107619365A (zh) | 过氧化氢的自发催化分解法 |