FI97334B - Kantaja-aine platinaryhmän metalleja sisältäviä kolmitiekatalysaattoreita varten, jotka alentavat pakokaasujen H2S-päästöä - Google Patents

Kantaja-aine platinaryhmän metalleja sisältäviä kolmitiekatalysaattoreita varten, jotka alentavat pakokaasujen H2S-päästöä Download PDF

Info

Publication number
FI97334B
FI97334B FI900516A FI900516A FI97334B FI 97334 B FI97334 B FI 97334B FI 900516 A FI900516 A FI 900516A FI 900516 A FI900516 A FI 900516A FI 97334 B FI97334 B FI 97334B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
alumina
carrier material
weight
cerium oxide
material according
Prior art date
Application number
FI900516A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI97334C (fi
FI900516A0 (fi
Inventor
Bernd Engler
Edgar Koberstein
Rainer Domesle
Peter Schubert
Original Assignee
Degussa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Degussa filed Critical Degussa
Publication of FI900516A0 publication Critical patent/FI900516A0/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI97334B publication Critical patent/FI97334B/fi
Publication of FI97334C publication Critical patent/FI97334C/fi

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/945Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/10Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts 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
    • B01J23/56Platinum group metals
    • B01J23/63Platinum group metals with rare earths or actinides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

97334
Kantaja-aine platinaryhmän metalleja sisältäviä kolmitie-katalysaattoreita varten, jotka alentavat pakokaasujen H2S-päästöä 5 Keksintö koskee kantajamateriaalia platinaryhmään kuuluvaa metallia sisältäviä kolmitoimikatalysaattoreita varten, jotka on tarkoitettu polttomoottorikoneiden pakokaasujen puhdistukseen, johon kantajamateriaaliin on mahdollisesti sekoitettu yhtä tai useampaa epäjalon metallin 10 oksidia, autojen pakokaasujen puhdistusta varten, ja jolla on pienentynyt taipumus H2S-päästöihin ja joka koostuu aktiivisesta alumiinioksidista ja vähintään 10 p-%:n cerium-oksidiosuudesta kantajan kaikkien aineosien summasta laskettuna.
15 Nykyiset suuritehoiset pakokaasukatalysaattorit varastoivat moottoria laihalla seoksella käytettäessä huomattavat määrät polttoaineesta peräisin olevasta rikkidioksidista sulfaatin ja sulfiitin muodossa. Polttoaine-seoksen rikastuessa, esimerkiksi ajoneuvon kiihdytyksessä, 20 pakokaasussa esiintyvä vety pelkistää katalysaattorin näin varastoimat rikkiyhdisteet ja ne vapautuvat nopeasti rikkivedyn muodossa. Koska sellaiset rikkivetypäästöt ovat ". ympäristöhygienisistä syistä epätoivottavia, on olemassa . . pakottava tarve vähentää niitä.
25 EP-julkaisussa 0 244 127 ehdotetaan ongelman rat- *···* kaisuksi nikkelin lisäämistä. Koska nikkeli ja sen yhdis- '...· teet eivät kuitenkaan ole terveydelle vaarattomia, sel- ; laisten katalysaattoreiden valmistus ja käsittely edellyt tää laajoja turvatoimenpiteitä. Siksi syntyi tarve kehit-30 tää autojen pakokaasuille soveltuvia katalysaattoreita, jotka osoittavat ilman nikkelin lisäystäkin selvästi pie-. nempää taipumusta rikkivetypäästöihin.
.Koska autojen pakokaasujen puhdistukseen tarkoitettujen suurtehokatalysaattoreiden ceriumoksidisisällöt ovat : 35 nykyisin melko suuria ja ceriumoksidilla on voimakas tai- 2 97334 pumus varastoida rikkidioksidia, rikkivedyn päästöön vaikuttaa enemmän se, missä muodossa ceriumoksidi on katalysaattorin kantajamateriaalin aineosana tai ainoana kanta-j amateriaalina.
5 Nyt on todettu, että kuvattu ongelma voidaan rat kaista, jos ainakin kantajamateriaalin ceriumoksidi lisätään, edullisesti pääosin, suihkukuivattujen rakeidin muodossa.
Keksintö koskee siis kantajamateriaalia platinaryh-10 män metallia sisältäviä kolmitoimikatalysaattoreita varten, jotka on tarkoitettu polttomoottorikoneiden pakokaasujen puhdistukseen, johon kantajamateriaaliin on mahdollisesti sekoitettu yhtä tai useampaa epäjalon metallin oksidia, autojen pakokaasujen puhdistusta varten, ja jolla 15 on pienentynyt taipumus H2S-päästöihin ja joka koostuu aktiivisesta alumiinioksidista ja vähintään 10 p-%:n cerium-oksidiosuudesta kantajan kaikkien aineosien summasta laskettuna ja on valmistettavissa siten, että 0-90 massa-osasta aktiivista, mahdollisesti hilastabiloitua alumiini-20 oksidia ja/tai sen kulloistakin esiastetta ja 10 - 100 massaosasta ceriumoksidia tai sen liukoista ja/tai liukenematonta esiastetta (Ce02:ksi laskettuna) koostuva vesi-suspensio suihkukuivataan ja näin saatavaa ainetta hehku-. . tetaan 350 - 1 140 °C:ssa, edullisesti 700 - 1 050 °C:ssa, 1 25 15 minuutista 24 tuntiin.
• · · • · *···* Keksinnön mukainen kantajamateriaali voi koostua *...* siis Al203:n ja ceriumoksidin seoksesta tai pelkästään ce- • « · ·.· · riumoksidista. Olennaista on, että mainittu seos tai pelk kä ceriumoksidi on saatu suihkukuivaamalla vesisuspensios-30 ta. Oksidien sijasta voidaan käyttää niiden esiasteita, siis suoloja, kuten esimerkiksi cerium(III)nitraattia, ..*. ammonium(IV)ceriumnitraattia, cerium(III)kloridia, cerium- (III)oksalaattia, cerium(III)asetaattia jne., tai hydrok- · sideja. Lisäksi on olennaista, että suihkukuivausta seuraa : ' 35 hehkutus mainituissa olosuhteissa lopullisten ominaisuuk- 3 97334 sien antamiseksi suihkukuivatuille rakeille. Käytettävä aktiivinen laumiinioksidi on edullisesti seostamalla ja kalsinoimalla saatavan, ns. siirtymäsarjaan kuuluvan alumiinioksidin, kuten y-Al203:n muodossa. Yksi myös hyvin 5 soveltuva alumiinioksidin esiaste on puhdas pseudoböhmiit-ti tai böhmiitti tai niiden seos.
Niinikään sopivia esiasteita ovat sellaiset, jotka koostuvat pseudoböhmiitistä ja/tai böhmiitistä sekä siir-tymäsarjan laumiinioksidista ja/tai kuumentamalla saata-10 vasta alumiinioksidista.
Uusia kantajamateriaaleja voidaan käyttää suulake-puristeiden, granulaattien tai puristeiden muodossa olevana irtotavarana tai inerteillä kantajilla olevina päällysteinä. Niihin voidaan sekoittaa epäjalojen metallien oksi-15 deja, kuten esimerkiksi Ti02:a, Zr02:a, La203:a, CaO:ta,
BaOrta, Fe203:a jne., jotka muuntavat katalyyttisesti aktiivisten platinaryhmän alkuaineiden vaikutusta.
Keksinnön mukaiset kantajamateriaalit voidaan sinänsä kiinnittää päällystyksessä dispersion avulla tavan-20 omaisille, katalyyttisesti inerteille, keraamisille tai metallisille rakennetta vahvistaville materiaaleille, jotka ovat irtotavaran, yksikappaleisessa tai kennomaisessa muodossa, jo riittävällä tartuntavoimalla. Keksinnön erään . . edullisen variantin mukaan tätä ominaisuutta voidaan vielä ·/;/ 25 parantaa, jos patenttivaatimusten 1-3 mukaisesti saata- • · ’···' vaan, suihkukuivattuun kanta jamateriaaliin yhdistetään • · · :...· vielä enintään 80 massaosaa tavanomaista gamma-alumiiniok- • · · sidia tai sen esiastetta ja/tai tavanomaista ceriumoksidia (Ce02:ksi laskettuna) tai sen liukoisia ja/tai molempien 30 oksidien esiasteita, oksidimuodon valmistamiseksi suorittaa siten kalsinointi. Esiasteiden hajottamiseksi tarpeel-. liset lämpötilat ja ajat ovat silloin riittäviä. Tämä kal sinointi voidaan yksikappaleista katalysaattoria valmistettaessa toteuttaa kuitenkin vasta dispersiolevityksellä 35 saatavalla, kantajamateriaalista koostuvalla päällysteel- 4 97334 lä. Keksintöä valaistaan seuraavaksi tarkemmin suoritus-esimerkkien avulla.
Vertailuesimerkki 1
Keraaminen kennomainen kordieriittikappale, joka 5 sisälsi 62 kennoa/cm2, päällystettiin 160 g:11a oksidi-seosta/1 kantajatilavuutta. Siihen käytettiin vesisuspensiota, joka kiintoainepitoisuus oli 52 p-% ja jossa oksi-diseoksen koostumus aktivoinnin jälkeen oli seuraava: 61,4 massaosaa ^-alumiinioksidia 10 36,8 massaosaa ceriumoksidia, lisätty cerium(lii)asetaat- tina 1,8 massaosaa zirkoniumoksidia, lisätty zirkonyyliasetaat-tina
Sen jälkeen kun kantaja oli päällystetty oksidiker-15 roksella, sitä kuivattiin 120 °C:ssa ja sitten 15 minuuttia 350 eC:ssa ja aktivoitiin vielä 2 tuntia 600 °C:ssa. Näin päällystetty kennomainen kappale upotettiin sen jälkeen vesiliuokseen, joka sisälsi heksaklooriplatinahappoa ja rodiumkloridia massasuhteessa 5:1 ja kuivattiin. Tämän 20 käsittely jälkeen kokonaisjalometallisisältö oli 1,41 g/1 kantajatilavuutta. 550 °C:ssa ilman läsnäollessa suorite-, ,·. tun kaksituntisen hehkutuksen jälkeen tapahtui lopuksi kantajamateriaalille saostuneiden jalometallisuolojen pel- . . kistys vetyvirrassa 550 °C:ssa pelkistysajan ollessa 4 • « · ' 25 tuntia.
• i t *···* Esimerkki 1 • · ·
Samanlainen keraaminen kennomainen kappale kuin « ♦ ·.♦ · vertailuesimerkissä 1 päällystettiin samanlaisella oksidi- kerroksella ja olennaisilta osiltaan samalla tavalla kuin 30 vertailuesimerkissä 1 on esitetty. Vertailuesimerkistä 1 poikkeavasti ceriumoksidikomponenttina käytettiin kuiten-. kin suihkukuivaamalla valmistettua Ce02-Al203-seosta, jossa
Ce02:n ja Al203:n massasuhde oli 1:1. Oksidiseoksen A1203-osuuden vajaus täytettiin ^-Al203:a lisäämällä.
5 97334
Suihkukuivattujen rakeiden valmistus toteutettiin tavanomaisessa kaupallisessa suihkukuivurissa suihkuttamalla liuos-suspensiota, joka koostui pseudoböhmiitistä, vedestä ja liuenneesta cerium(III)nitraatista. Näin saatua 5 tuotetta hehkutettiin 12 tuntia 350 °C:ssa ja lisäksi 6 tuntia 1 000 eC:ssa ilman ollessa läsnä.
Jalometallin kerrostaminen päällystetylle kantajalle tapahtui vertailuesimerkin 1 mukaisella menetelmällä.
Esimerkki 2 10 Tämän katalysaattorin valmistus tapahtui esimerkin 1 mukaisesti. Suihkukuivattujen rakeiden valmistuksessa käytettiin kuitenkin peudoböhmiitin sijasta kuumentamalla saatua alumiinioksidia (Degussa AG:n Aluminiumoxid C). Suihkukuivattuja rakeita hehkutettiin tässä esimerkissä 12 15 tuntia 350 °C:ssa ja sen jälkeen 12 tuntia 1 000 °C:ssa.
Esimerkki 3
Katalysaattorin valmistus tapahtui esimerkin 2 mukaisesti. Hehkutusaika toisessa hehkutusvaiheessa suihku-kuivattujen rakeiden valmistuksessa oli kuitenkin 24 tun-20 tia.
Esimerkki 4
Kantajakappaleen päällystys oksidikerroksella samoin kuin jalometallien kerrostus tapahtuivat esimerkin 2 mukaisella menetelmällä. Erona esimerkkiin 2 oli se, että 25 ceriumoksidikomponenttina käytetyissä suihkukuivatuissa • * rakeissa Ce02:n ja Al203:n massasuhde oli 3:7. Suihkukuivat- « · · tujen rakeidein hehkutus ennen niiden käyttämistä wash • · S.! coat -komponenttina toteutettiin 1 000 °C:ssa (6 tuntia) ilman ollessa läsnä.
30 Esimerkki 5 Tämän katalysaattorin valmistus tapahtui esimerkin . .· 4 mukaisesti sillä erotuksella, että suihkukuivatuissa • · .·· rakeissa Ce02:n ja Al203:n suhde oli 1:9.
: '· 35 6 97334
Esimerkki 6 Tämän katalysaattorin valmistus tapahtui esimerkin 2 mukaisesti. Siitä poikkeavasti suihkukuivattujen rakeiden toisessa hehkutusvaiheessa tyydyttiin kuitenkin 12 5 tunnin hehkutukseen 1 000 °C:ssa ilman ollessa läsnä.
Esimerkki 7 Tämän katalysaattorin valmistus tapahtui esimerkin 2 mukaisesti sillä erotuksella, että suihkukuivurista tulleita raakarakeita hehkutettiin 12 tuntia 700 °C:ssa ilman 10 ollessa läsnä.
Esimerkki 8
Katalysaattorin valmistus tapahtui esimerkin 7 mukaisesti. Siitä poikkeavasti suihkukuivattuja rakeita hehkutettiin kuitenkin 12 tuntia 800 °C:ssa ilman ollessa 15 läsnä.
Esimerkki 9
Katalysaattorin valmistus tapahtui esimerkin 7 mukaisesti. Siitä poikkeavasti suihkukuivattuja rakeita hehkutettiin kuitenkin 12 tuntia 950 °C:ssa ilman ollessa 20 läsnä.
Esimerkki 10 . Katalysaattorin valmistus tapahtui esimerkin 7 mu- kaisesti. Siitä poikkeavasti suihkukuivattu ja rakeita heh- ; kutettiin kuitenkin 12 tuntia 1 050 °C:ssa ilman ollessa 25 läsnä.
t
Esimerkki 11 4 *···" Katalysaattorin valmistus tapahtui esimerkin 7 mu- • · ’·’ kaisesti. Siitä poikkeavasti suihkukuivattu ja rakeita hehkutettiin kuitenkin 15 minuuttia 1 140 °C:ssa ilman olles- 30 sa läsnä.
Vertailuesimerkki 2 ; ;* Keraaminen kennomainen kappale (62 kennoa/cm2) pääl lystettiin 100 g:11a oksidiseosta/1 kantajatilavuutta, kuivattiin ja aktivoitiin samalla tavalla kuin vertailu- 7 97334 esimerkissä 1 on esitetty. Oksidikerroksen koostumus oli seuraava: 90 massaosaa ^-alumiinioksidia 10 massaosaa ceriumoksidia, lisätty cerium(III)nitraattia 5 Jalometallien platina ja rodium kerrostus ja akti vointi tapahtuivat vertailuesimerkissä 1 esitetyllä menetelmällä. Platinakomponenttina oli heksaklooriplatinahappo ja rodiumkomponenttina rodiumnitraatti. Valmiin katalysaattorin kokonaisjalometallisisältö oli 1,41 g/1 kantaja-10 tilavuutta. Platinan ja rodiumin suhde oli jälleen 5:1. Esimerkki 12
Katalysaattorin valmistus tapahtui olennaisilta osiltaan vertailuesimerkin 2 mukaisesti. Ceriumoksidikom-ponenttina käytettiin kuitenkin suihkukuivaarnalla ja heh-15 kuttamalla valmistettua ceriumoksidia.
Suihkukuivattujen ceriumoksidirakeiden valmistamiseksi suihkukuivuriin suihkutettiin cerium(III)asetaatin vesiliuosta (18 g/100 ml). Saatua raakatuotetta hehkutettiin 4 tuntia 350 °C:ssa ja vielä 24 tuntia 950 °C:ssa.
20 Vertailuesimerkki 3
Keraaminen kennomainen kappale (62 kennoa/cm2) pääl- ; lystettiin 120 g:11a seuraavaa oksidiseosta/1 kantajatila- » vuutta, kuivattiin ja aktivoitiin samalla tavalla kuin :vertailuesimerkissä 1 on esitetty: 25 20 massaosaa y-alumiinioksidia III 80 massaosaa ceriumoksidia, lisätty ammoniumcerium( IV)nit- *···' raattina « · • · '·' Jalometallien kerrostus ja aktivointi toteutettiin myös vertailuesimerkin 1 mukaisesti.
30 Esimerkki 13 Tämä katalysaattori valmistettiin olennaisilta : ·1 osiltaan vertailuesimerkin 3 mukaisesti sillä erotuksella, • t t että ceriumoksidikomponenttina käytettiin suihkukuivaamal-' la ja hehkuttamalla valmistettua ceriumoksidi-alumiiniok- > i
* I
' 35 sidiseosta.
8 97334
Suihkukuivattujen rakeiden valmistus tapahtui suih-kukuivurissa suihkuttamalla suspensio-liuosta, joka koostui V-alumiinioksidista, vedestä ja liuenneesta ammonium-cerium (IV)nitraatista.
5 Näin saatua tuotetta aktivoitiin 6 tuntia 350 eC:ssa ja vielä 18 tuntia 980 °C:ssa. Näin käsitellyissä suihkukuivatuissa rakeissa Ce02:n ja Al203:n massa-suhde oli 80:20.
Esimerkki 14 10 Katalysaattori valmistettiin olennaisilta osiltaan vertailuesimerkin 3 mukaisesti. Poikkeuksena oli kuitenkin se, että ^-Al203 lisättiin yksinomaan aikaisemmin valmistettuina, suihkukuivattuina, ceriumoksidi-Al203-rakeina, joissa massasuhde oli 1:1. Ceriumoksidivajaus täytettiin 15 ammoniumcerium(IV)nitraattia lisäämällä.
Suihkukuivattujen rakeiden valmistus tapahtui esimerkin 2 mukaisella menetelmällä. Siitä poikkeavasti suih-kukuivattuja rakeita hehkutettiin kuitenkin 20 tuntia 900 eC:ssa.
20 Katalysaattoreiden testaus
Edellä olevien valmistusesimerkkien mukaisesti valmistettujen katalysaattoreiden testaaminen sen suhteen, millaiset ominaisuudet niillä on pakokaasun haitallisten . . aineiden, hiilimonoksidin, hiilivetyjen ja typen oksidien ·;·· 25 muuttamisessa, samoin kuin rikkivetypäästöominaiskäyrän *···* suhteen tehtiin testauslaitteistossa, joka toimii synteet- tisellä kaasuseoksella, joka vastaa polttomoottorissa käy-·,·: tettävää kaasuseosta. Testikatalysaattoreiden muoto oli yleisesti ottaen sylinterimäinen (läpimitta x korkeus = 25 30 x 76 mm). Katalysaattorin läpi virtaavan kaasun nopeus oli 50 000 h"1. Hiilivetykomponenttina käytettiin esimerkin-. .·. omaisesti propaania.
9 97334
Testaussykli H2S-päästöominaiskäyrän määrittämiseksi (h2S-testisykli)
Testisykli koostuu olennaisilta osiltaan 3 mittaus-vaiheesta (katso testikaavio, kuva 1). Vaihe I kuvaa S02:n 5 suoraa, stationaarista muuttumista H2S:ksi katalysaattorilla vallitsevien pakokaasuolosuhteiden ollessa pelkistävät (rikas seos). Vaiheessa II tapahtuu määritelty rikkioksi-din varastointi (varastointi tapahtuu TO · S02:na tai TO · S03:na; TO = kantajaoksidi). Vaiheessa lii (rikinpois-10 to) mitataan integraalisesti rikkivetypäästö 3 tai 15 min:n käyttöajan jälkeen pakokaasun ollessa rikasta.
Tällä testaussyklillä voidaan määrittää kvantitatiivisesti pakokaasukatalysaattoreiden rikinvarastointi-ja -päästökäyttäytyminen. Rikkivedyn kokonaispäästö (mit-15 tausvaiheiden I ja III summa) on käytännössä merkitsevä, ja siksi se valittiin rajoittavaksi mittaussuureeksi. Pakokaasun lämpötila ennen katalysaattoria oli kaikissa mittausvaiheissa 470 °C. Rikkaana pakokaasuna (λ= 0,92) käytettiin seuraavaa synteettistä seosta: 20
Taulukko 1
Synteettisen pakokaasun koostumus,Λ = 0,92
Komponentti til-% :.i : 25 N2 76,69 • · · C02 10 ; h20 10 :T: 02 0,25 CO/H2 = 3/1 2,85 30 NO 0,15 C3H8 0,06 . .·. S02 0,002 10 97334
Laihempi pakokaasuseos ( λ = 1,02) erosi rikkaasta ainoastaan happi- ja CO/H2-pitoisuuden suhteen; kaasuseos tasapainotettiin 100 til-%:iin typellä.
5 Taulukko 2
Synteettisen pakokaasun koostumus, Λ = 1/02
Komponentti til-% N2 77,65 10 02 1,48 C0/H2 = 3/1 0,66 muuten kuten edellä
Katalyyttinen aktiivisuus 15 Haitallisten aineiden CO, HC ja NO konversio määri tettiin tasapaino-olosuhteissa pakokaasun lämpötilan ollessa 450 °C. Katalysaattoreiden kylmäkäynistysominaisuuk-sien karakterisoimiseksi nostettiin pakokaasun lämpötila lineaarisesti 75 °C:sta 450 °C:seen kuumennusnopeudella 20 15 °C/min. Samalla seurattiin haitallisten aineiden kon versiota. Lämtötiloja, joissa saavutettiin konversioaste 50 %, merkitään lyhyesti indeksillä 50. Tämä indeksi mit-taa katalysaattorin käynnistysystävällisyyttä kyseisen pakokaasun komponentin muuttamisen suhteen.
·' : 25 Vanhenemiskäyttäytymisen karakterisoimiseksi käsi- • ♦ · teltiin katalysaattoreita 24 tuntia ilmassa lämötilassa O 950 °C.
• « ♦ · · • · 1 30 « • · · • · 1 « « « • · · i · 35 11 97334
Taulukko 3
Synteettisen pakokaasun koostumus, Λ = 1,01 (laiha seos) komponentti til-% 5 N2 72,55 C02 14,00 H20 10,00 02 1,42 CO 1,40 10 H2 0,47 NO 0,10 C3H8 0,06
Rikkaan pakokaasun ( X =0,98) simuloitiin käytetty 15 kaasuseos eroaa edellä mainitusta koostumuksesta vain siinä suhteessa, että hapen osuus valittiin pienemmäksi ja typen osuus vastaavasti suuremmaksi.
Teknisesti tärkeitä ovat tuoreiden katalysaattorei-den kokonaisrikkivetypäästöt, jotka pienenevät huomatta-20 vasti käytettäessä keksinnön mukaista valmistusmenetelmää (katso taulukko 4). Pakokaasukatalysaattoreiden valmistus vaikuttaa vain epäolennaisesti aktiivisuuteen haitallisten aineiden hiilimonoksidin (CO), hiilivetyjen (HC) ja typpioksidin (NO) konversion suhteen (taulukot 5-8). Viimeksi 25 mainittu pätee sekä tuoreisiin että vanhentuneisiin kata- « *···' lysaattoreihin.
• « · ♦ · ♦ • · • · ♦ ♦ « 1 · · « · 12 97334 ----c ____ C 'p w-f· :rö E 3 C ^ m
· ^ P
CO c :to .p
«N :0 -H
K e 4J g
P I
O <m :c co P >i <\i
H CD CM 10 ►£ U
H -P O ----4- —--- K1______ HO* C\
Λ O O I
o co +j
Xi G II C -H
•H ♦· wy’-* *r- *H S' (0 en S E φ i tn > “ CO 3 f'"* (N n)
---„--^ -P
T se v ·” *· :o «ί +j Ό
P
~ :0 •H e >,
-P *“ CO
C ε i •H fsj
O «M -H O
P Q) CO
(Π --------------O
(0 -f" Ό MP »rvl
H (0 O
> </}
φ (VJ
-G C o e e -H ..··*“ Q.
ιβ en r ε o.
Il o o -e *7 _ T "" Sf
~ CO
° -P
to
•H
S f
e ς a CO
. .· a> e cn : : e ^ o . b -h <- φ • * * 6----—--o-—— 5 ^ : .· w o . o 4/1 T3 e : 0 C Q.
··· g ς et • · c c\j e "... o o o
. . *-··»- CJ
*.· · co ° | «N _____________
. H « “ · VK I
Ί jC^ :oj tn
H ο β V. :o O
-¾ Λ (1) -P >
^ -P C -POP
“ m -H :θ 2 (0 « > p >, o 2 m -h en co -h • ·*. *0 <0 P *r“i M +J G Cl rö ... ” 0 -PcNtno> • o tu -p o o ai u
•HP P -P CO G -P
> » to Ai C - rö :\ p to-H 3u>to ^ to > (U ^ EC O to 13 97334
Taulukko 4
Katalysaattoreiden rikkivetypäästöominaisuudet
Katalysaattori Kokonaisrikkivetypäästö (mg S:ä/m3 pakokaasua)
Katalysaattori tuore
Vertailuesimerkki 1 222
Esimerkki 1 16e
Esimerkki 2 13g
Esimerkki 3 eg
Esimerkki 4 162
Esimerkki 5 125
Esimerkki 6 202
Esimerkki 7 189
Esimerkki 8 172
Esimerkki 9 151 ‘ Esimerkki 10 133 . . Esimerkki 11 112
Vertailuesimerkki 2 117 - • · · ;*** Esimerkki 12 7 8 ·»· - — — — — — — — — ^ — — — — — — — — — — — - — — — — •
Vertailuesimerkki 3 -24 1
Esimerkki 13 161
Esimerkki 14 16a • · • · f * • · 14 97334
Taulukko 5
Katalysaat- Käynnistuslämpötila (°C) tori -τη- tuore λ=ο,9β λ = ι,οι COso HC s o NO50 CO 5 o H C 5 o NO5 o
Sorkki ' '56 261 ,6' ,50 181
Esimerkki. 1 157 207 166 152 180
Esimerkki 2 154 234 154 148 171
Esimerkki 3 168 260 179 161 182
Esimerkki 4 171 217 179 168 185
Esimerkki 5 162 207 168 147 177
Esimerkki 6 152 234 158 148 175
Esimerkki 7 154 241 158 150 183
Esimerkki 8 156 244 152 149 183
Esimerkki 9 155 231 151 147 178 « * · ; Esimerkki 10 159 239 162 148 173 I /
I I
Esimerkki 1 1 1 53 235 1 47 1 49 1 76 ··· — — - “ — — — — - — — — — — — — - — — — ~ — - - — — — — — - — — — — — — • · · • Vertailu- *** esimerkki 2 215 287 201 199 230 * * • ·
Esimerkki, 12 217 280 203 203 229 esimiriK 3 193 326 186 187 233
Esimerkki 13 195 315 182 183 234 • • $ Ψ · I! Esimerkki u 191 317 185 184 231 t * » 1
I I I
15 97334
Taulukko 6
Katalysaatto- Käynnistyslämpötila (°C) 'ri --p-- vanhentunut λ = 0,9θ λ = 1,01 CO50 HC50 NO5 o COj o HC50 NO5 o 1 222 342 226 208 285
Esimerkki 1 213 317 218 199 273
Esimerkki 2 208 321 211 200 269
Esimerkki 3 212 333 214 203 275
Esimerkki 4 215 319 217 200 277
Esimerkki 5 220 321 223 209 285
Esimerkki 6 209 332 215 203 268
Esimerkki 7 207 324 211 186 287
Esimerkki 8 180 317 187 173 283
Esimerkki 9 198 319 205 190 278
Esimerkki 1 0 198 323 202 182 278
Esimerkk.i1 1 198 3 1 7 _ 2 0 0_____1§1____2 8 3____~__ : .·. Simlrkki 2 280 - 265 267 3 1 0
Esimerkki 12 278 - 268__ _ 269 312 ’···1 Vertailu- 3 275 _ 260 259 306 <·;·> esimerkki
Esimerkki 13 278 - 26 1 257 309
Esimerkki 14 273 - 259 259 309 ____LI_____ * · ·
III
· · 16 97334
Taulukko 6
Katalysaatto- Tasapainokonversio (%) .ri : r — - tuore λ = 0,98 λ = 1 , 0 1
CO HC NO CO HC NO
Vertailu- S 81 96 100 99 99 10 esimerkki
Esimerkki 1 9 4 96 100 99 99 U
Esimerkki 2 84 97 100 99 99 16
Esimerkki 3 Θ3 96 100 99 99 13
Esimerkki 4 90 97 1 00 99 99 1 1
Esimerkki 5 91 93 100 99 99 14
Esimerkki 6 85 95 100 99 99 18
Esimerkki 7 83 96 100 99 99 11
Esimerkki 8 84 92 100 99 99 15
Esimerkki 9 83 95 100 99 99 15
Esimerkki 10 82 97 100 99 99 16 : : : Esimerkki 11 90 97 100 99 99 15 esimerkki 2 79 89 99 99 99 25 • · ·
Esimerkki 1 2 8 1 86 99 99 99 26 • · · — — -1-- — — — — — — ----- — _ · — — — — —- — esimerkki 3 91 46 99 99 99 2 1
Esimerkki 1390 49 99 99 99 23 . .·, Esimerkki 1 4 90 48 99 99 99 2 1 » i » • · · 1 't im lli< M t-M · · · · it 97334
Taulukko 8
Katalysaatto- Tasapainokonversio (%) ri___ vanhentunut λ = 0,9 8 (rikas) λ = 1,01 (laiha)
CO HC NO CO HC NO
r ----- elimlrki 1 80 15 99 99 86 23
Esimerkki 1 92 36 99 99 87 25
Esimerkki 2 91 23 99 99 86 24
Esimerkki 3 89 13 99 99 85 26
Esimerkki 4 92 34 99 99 66 24
Esimerkki 5 90 33 99 99 87 22
Esimerkki 6 82 17 99 99 91 21
Esimerkki 7 93 39 99 99 91 19
Esimerkki 8 91 33 99 99 88 23
Esimerkki 9 92 18 99 99 89 24 ....· EsimerkkilO 95 23 99 99 83 26 : Esimerkkil 1 _ 95 _ 41 _ _99____99 _ 86 _ _19__ X esimerkki 2 76 1 1 97 99 95 2* ·*· .Esimerkki 1273 14 97 99 97 25 • · * — — ______________ _________ _ ________ SSkki 3 67 9 99 99 96 22
Esimerkki 1369 10 99 99 96 23
Esimerkki U 67 1 0 99 99 9 7 23 • · · • · • · · • · · ; · _I_I_I__I_k_

Claims (5)

97334
1. Kantajamateriaali platinaryhmän metallia sisäl-5 täviä kolmitoimikatalysaattoreita varten, jotka on tarkoitettu polttomoottorikoneiden pakokaasujen puhdistukseen, johon kantajamateriaaliin on mahdollisesti sekoitettu yhtä tai useampaa epäjalon metallin oksidia, autojen pakokaasujen puhdistusta varten, ja jolla on pienentynyt taipumus
10 H2S-päästöihin ja joka koostuu aktiivisesta alumiinioksidista ja vähintään 10 p-%:n ceriumoksidiosuudesta kantajan kaikkien aineosien summasta laskettuna, tunnettu siitä, että se valmistetaan niin, että 0-90 massaosasta aktiivista, mahdollisesti hilastabiloitua alumiinioksidia 15 ja/tai sen kulloistakin esiastetta ja 10 - 100 massaosasta ceriumoksidia tai sen liukoista ja/tai liukenematonta esiastetta (Ce02:ksi laskettuna) koostuva vesisuspensio suih-kukuivataan ja näin saatavaa ainetta hehkutetaan 350 - 1 140 °C:ssa, edullisesti 700 - 1 050 °C:ssa, 15 20 minuutista 24 tuntiin.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kantajamateriaali, tunnettu siitä, että aktiivisena laumiiniok- ··· sidina käytetään seostamalla ja kalsinoimalla saatua, ns. ‘ siirtymäsarjan alumiinioksidia tai kuumentamalla saatua , 25 alumiinioksidia.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kantajamateriaa-li, tunnettu siitä, että alumiinioksidin esi- • · · asteena käytetään pseudoböhmiittiä ja/tai böhmiittiä.
4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen kantajamate-30 riaali, tunnettu siitä, että käytetään pseudoböh- miitin ja/tai böhmiitin sekä siirtymäsarjan alumiinioksi- . din ja/tai kuumentamalla saadun alumiinioksidin seoksia. « · · I”
5. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen kantajamate- • · riaali, tunnettu siitä, että 100 massaosaan edel-: 35 listen patenttivaatimusten mukaista kantajamateriaalia yhdistetään vielä enintään 80 massaosaa tavanomaista 97334 gamma-alumiinioksidia tai sen esiastetta ja/tai tavanomaista ceriumoksidia (Ce02:ksi laskettuna) tai sen liukoisia ja/tai liukenemattomia esiasteita. • · · • · • · · • · • · 1 · · • · • · · • · · • · 97334
FI900516A 1989-02-01 1990-02-01 Kantaja-aine platinaryhmän metalleja sisältäviä kolmitiekatalysaattoreita varten, jotka alentavat pakokaasujen H2S-päästöä FI97334C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3902913 1989-02-01
DE3902913A DE3902913A1 (de) 1989-02-01 1989-02-01 Traegermaterial fuer platingruppenmetall-haltige dreiweg-katalysatoren mit verringerter neigung zur h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)s-emission

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI900516A0 FI900516A0 (fi) 1990-02-01
FI97334B true FI97334B (fi) 1996-08-30
FI97334C FI97334C (fi) 1996-12-10

Family

ID=6373194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI900516A FI97334C (fi) 1989-02-01 1990-02-01 Kantaja-aine platinaryhmän metalleja sisältäviä kolmitiekatalysaattoreita varten, jotka alentavat pakokaasujen H2S-päästöä

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5024985A (fi)
EP (1) EP0381063B1 (fi)
JP (1) JP3442382B2 (fi)
KR (1) KR0131335B1 (fi)
BR (1) BR9000372A (fi)
CA (1) CA2009029C (fi)
DE (2) DE3902913A1 (fi)
FI (1) FI97334C (fi)
MX (1) MX170849B (fi)
ZA (1) ZA90371B (fi)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI90631C (fi) * 1992-04-23 1994-03-10 Kemira Oy Menetelmä katalyytissä käytettävän tukiaineen parantamiseksi
EP0613714B1 (en) * 1993-01-11 2001-07-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Process for purifying exhaust gases
US5965481A (en) * 1993-05-14 1999-10-12 Institut Francais Du Petrole Process for preparing a catalyst suitable for the treatment of exhaust gases from internal combustion engines
SE9302913L (sv) * 1993-09-09 1995-03-10 Perstorp Ab Bilavgaskatalysator samt förfarande för framställning av densamma
EP0721368A1 (en) * 1993-10-01 1996-07-17 ASEC Manufacturing Company NOBLE METAL CATALYSTS FOR THE REDUCTION OF NO x? IN THE EXHAUST GASES FROM INTERNAL COMBUSTION ENGINES CONTAINING EXCESS OXYGEN
US5919727A (en) * 1996-11-14 1999-07-06 W. R. Grace & Co.-Conn. Ceric oxide washcoat
WO2000057993A1 (en) 1999-03-26 2000-10-05 Cabot Corporation Fumed metal oxide comprising catalytic converter
DE19955456A1 (de) * 1999-11-17 2001-05-23 Degussa Verfahren zur Herstellung eines Stickoxid-Speichermaterials und damit hergestelltes Speichermaterial
JP3858625B2 (ja) * 2000-07-27 2006-12-20 株式会社豊田中央研究所 複合酸化物とその製造方法及び排ガス浄化用触媒とその製造方法
DE10138574A1 (de) 2001-08-06 2003-02-27 Degussa Granulate auf Basis von pyrogen hergestelltem Aluminiumoxid, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
AU2005304693B2 (en) * 2004-11-08 2011-06-09 Trustees Of Tufts College Apparatus and methods for non-regenerative and regenerative hot gas desulfurization
US7731837B2 (en) * 2006-09-08 2010-06-08 The Penn State Research Foundation Oxidatively regenerable adsorbents for sulfur removal
DE102008061644B4 (de) * 2008-12-12 2014-01-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Zellulärer Werkstoff für Hochtemperaturanwendungen und Verfahren zu seiner Herstellung
US10865709B2 (en) 2012-05-23 2020-12-15 Herng Shinn Hwang Flex-fuel hydrogen reformer for IC engines and gas turbines
US20140357475A1 (en) * 2013-05-29 2014-12-04 Cdti Systems and Methods Using Cu-Mn Spinel Catalyst on Varying Carrier Material Oxides for TWC Applications
US10626790B2 (en) 2016-11-16 2020-04-21 Herng Shinn Hwang Catalytic biogas combined heat and power generator

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3993572A (en) * 1972-08-04 1976-11-23 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Rare earth containing catalyst composition
US3870455A (en) * 1973-12-10 1975-03-11 Engelhard Min & Chem Method for catalytically supported thermal combustion
US4331565A (en) * 1980-11-28 1982-05-25 General Motors Corporation Method for forming high surface area catalyst carrier and catalyst using same
JPS57209819A (en) * 1981-06-19 1982-12-23 Nissan Motor Co Ltd Preparation of active alumina pellet supporting cerium uniformly
FR2559754A1 (fr) * 1984-02-20 1985-08-23 Rhone Poulenc Spec Chim Oxyde cerique a nouvelles caracteristiques morphologiques et son procede d'obtention
EP0244127A1 (en) * 1986-04-16 1987-11-04 Johnson Matthey, Inc., Method for catalytically controlling exhaust gaz from automobiles
US4714694A (en) * 1986-06-30 1987-12-22 Engelhard Corporation Aluminum-stabilized ceria catalyst compositions, and methods of making the same
US4760044A (en) * 1987-06-15 1988-07-26 Allied-Signal Inc. Catalyst for minimizing the H2 S emissions from automotive exhaust and method of its manufacture
DE3735033A1 (de) * 1987-10-16 1989-04-27 Duerrwaechter E Dr Doduco Katalysator und verfahren zu seiner herstellung
US4868150A (en) * 1987-12-22 1989-09-19 Rhone-Poulenc Inc. Catalyst support material containing lanthanides
US4900712A (en) * 1988-09-30 1990-02-13 Prototech Company Catalytic washcoat and method of preparation of the same

Also Published As

Publication number Publication date
EP0381063B1 (de) 1993-08-04
CA2009029A1 (en) 1990-08-01
MX170849B (es) 1993-09-20
DE3902913A1 (de) 1990-08-09
EP0381063A1 (de) 1990-08-08
ZA90371B (en) 1990-10-31
FI97334C (fi) 1996-12-10
FI900516A0 (fi) 1990-02-01
DE59002127D1 (de) 1993-09-09
CA2009029C (en) 1996-04-16
KR0131335B1 (ko) 1998-04-14
JP3442382B2 (ja) 2003-09-02
KR900012677A (ko) 1990-09-01
DE3902913C2 (fi) 1992-03-19
US5024985A (en) 1991-06-18
BR9000372A (pt) 1990-12-04
JPH03196837A (ja) 1991-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI97334B (fi) Kantaja-aine platinaryhmän metalleja sisältäviä kolmitiekatalysaattoreita varten, jotka alentavat pakokaasujen H2S-päästöä
ES2458499T5 (es) Método para preparación de un material de almacenamiento de NOx
FI96747C (fi) Katalysaattori polttomoottorin pakokaasujen puhdistusta varten, jolla on vähentynyt rikkivetypäästö sekä sen valmistus ja käyttö
KR970000296B1 (ko) 백금-비함유 3원 촉매
US6777370B2 (en) SOx tolerant NOx trap catalysts and methods of making and using the same
KR970000297B1 (ko) 로듐을 함유하지 않는 3원 촉매
JP4098835B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒
US6813884B2 (en) Method of treating diesel exhaust gases
US20050164879A1 (en) Layered SOx tolerant NOx trap catalysts and methods of making and using the same
EP2969191B1 (en) Catalyst materials for no oxidation
BRPI0713882A2 (pt) catalisador de três vias
AU2244099A (en) Storage material for sulfur oxides
CA2165054A1 (en) Layered catalyst composite
PL205823B1 (pl) Katalizator do oczyszczania gazów spalinowych i sposób wytwarzania katalizatora do oczyszczania gazów spalinowych
KR19990022366A (ko) 배기가스정화용촉매및배기가스정화방법
JPH02111442A (ja) 内燃機関の排出ガス浄化用触媒、触媒の製造方法および排出ガス浄化方法
JPH0824643A (ja) 排気ガス浄化用触媒および排気ガス浄化方法
JP2013176774A (ja) 触媒作用トラップ
CA2635218C (en) Hydrogen sulfide production-suppressing member and exhaust gas-purifying catalyst
KR100416735B1 (ko) 자동차 배기가스 정화용 촉매 및 그 제조방법
JP3789231B2 (ja) 排ガス浄化用触媒
US20120214665A1 (en) Oxygen adsorbent based on lanthanoide oxysulfate, method for producing it, and exhaust gas purifying catalyst containing it
JPH07829A (ja) 希薄混合気燃焼エンジン用卑金属触媒系
JP3378096B2 (ja) 排ガス浄化用触媒
JP3835436B2 (ja) 排ガス浄化方法及び排ガス浄化用触媒

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed

Owner name: DEGUSSA AKTIENGESELLSCHAFT