JP2018537264A - 燃焼タービンで使用するためのゾーニングされたアンモニアスリップ触媒 - Google Patents

Abstract

燃焼タービンからのＮＯｘ、炭化水素、ＣＯ、ＳＯｘおよびアンモニアのうちの１つ以上を含む排ガス流を処理するための触媒物品が、（ａ）軸方向長さを定める入口端部および出口端部を有する基材と、（ｂ）１種以上の貴金属を含む酸化触媒を含む酸化層であって、基材上に配置され、基材の軸方向長さを覆う、酸化層と、（ｃ）ＳＣＲ触媒を含むＳＣＲ層であって、酸化層上に配置され、酸化層の一部分と重なっており、その一部分が１００％未満である、ＳＣＲ層と、を含む。【選択図】図１ａ

Description

本発明は、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）およびＣＯ酸化触媒（Ｏｘｉｃａｔｓ）を含む物品、ならびに燃焼タービン排気装置からのアンモニアおよびＣＯ排出物を制御するためのそのような物品を製造および使用する方法に関する。

発電所およびエンジンにおける炭化水素系燃料の燃焼は、比較的無害な窒素（Ｎ_２）、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、および二酸化炭素（ＣＯ_２）を大部分において含む排ガスを生成する。しかし、排ガスはまた、不完全燃焼からの一酸化炭素（ＣＯ）、未燃焼燃料からの炭化水素（ＨＣ）、過度の燃焼温度からの窒素酸化物（ＮＯｘ）、およびパティキュレートマター（主に煤）などの有害物質および／または有毒物質を比較的小さい部分において含む。大気中に放出される排ガスの環境への影響を緩和するために、好ましくは他の有害物質または有毒物質を生成しないプロセスによって望ましくない成分の量を除去または低減することが望ましい。

典型的には、発電所およびリーンバーンエンジンからの排ガスは、炭化水素燃料の適切な燃焼を確実にするために提供される酸素の割合が高いため、正味の酸化作用を有する。そのようなガスでは、除去すべき最もやっかいな成分の１つは、一酸化窒素（ＮＯ）および二酸化窒素（ＮＯ_２）を含むＮＯｘである。排ガスには還元よりも酸化反応を促進するのに十分な酸素が含まれているので、ＮＯｘのＮ_２への還元は特に問題である。それにもかかわらず、ＮＯｘは、選択的触媒還元（ＳＣＲ）として一般に知られているプロセスによって還元することができる。ＳＣＲプロセスは、触媒の存在下における、アンモニアなどの窒素系還元剤を用いた、元素窒素（Ｎ_２）および水へのＮＯｘの転化を含む。ＳＣＲプロセスでは、排ガスをＳＣＲ触媒と接触させる前に、アンモニアなどのガス状還元剤が、排ガス流に添加される。還元剤は触媒上に吸収され、ガスが、触媒を有する基材を通過するまたはその上を通る際に、ＮＯ還元反応が起こる。アンモニアを用いるＳＣＲの化学式は、以下の通りである。
４ＮＯ＋４ＮＨ_３＋Ｏ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ
２ＮＯ_２＋４ＮＨ_３＋Ｏ_２→３Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ
ＮＯ＋ＮＯ_２＋２ＮＨ_３→２Ｎ_２＋３Ｈ_２Ｏ

いくらかのアンモニアは、反応せずにＳＣＲ触媒を通過する可能性があり（「アンモニアスリップ」とも呼ばれる）、放出されたアンモニアガスが、大気に悪い影響を及ぼし、他の燃焼種と反応する可能性があるため、これは望ましくない。アンモニアスリップを低減するために、ＳＣＲシステムは、ＳＣＲ触媒の下流に、アンモニア酸化触媒（ＡＭＯＸ）（アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）としても知られる）を含むことができる。

排ガス中の過剰なアンモニアを酸化する触媒は、既知である。例えば、米国特許第７，３９３，５１１号には、チタニア、アルミナ、シリカ、ジルコニアなどの担体上に白金、パラジウム、ロジウムまたは金などの貴金属を含むアンモニア酸化触媒が記載されている。他のアンモニア酸化触媒は、チタニア担体上の酸化バナジウム、酸化タングステン、および酸化モリブデンの第１の層、ならびにチタニア担体上の白金の第２の層を含む（例えば、米国特許第８，２０２，４８１号および第７，４１０，６２６号を参照）。

現在のＡＳＣ技術は、ＮＨ_３をＮ_２に選択的に転化するために、酸化機能とＳＣＲ機能の組合せを使用する。ガスタービン用途では、ＡＳＣの主な機能は、ＮＨ_３スリップを制御することである。しかしながら、ＡＳＣは酸化機能を有するので、ＡＳＣは、揮発性有機炭素（ＶＯＣ）および一酸化炭素（ＣＯ）を酸化するために使用される上流の酸化触媒に取って代わることができ、より単純で潜在的に低コストであるＳＣＲ−ＡＳＣ触媒システムが得られる。

より厳しい排出要件のために、現在、ガスタービンは、一般に、５ｐｐｍ未満のＣＯを排出することが要求されており、このことは、９０％以上のＣＯの転化率を必要とする可能性がある。ＡＳＣによって提供されるＣＯの転化は、必要なシステム性能目標を満たすのに十分ではない可能性がある。したがって、多くの場合、ＳＣＲ−ＡＳＣシステムに追加のＣＯ酸化機能を付加することが望ましい。しかしながら、ＡＳＣは、かなりのＣＯ酸化をすでに触媒しているので、必要とされる追加のＣＯ酸化能力は小さい。このシステムは、（上流から下流への表記法を用いて）ＳＣＲ−ＡＳＣ−ＣＯ酸化触媒構成を有する。

ＳＣＲ−ＡＳＣ−ＣＯ酸化触媒システムでは比較的少量のＣＯ酸化能力しか要求されないので、ＣＯ酸化触媒は、比較的小さい深さを有することができる。これは、触媒の製造およびパッケージングにおいて問題を生じ得る。この製造およびパッケージングの問題に対処することが、本発明の目的である。

２層ＡＳＣは、ＮＨ_３をＮ_２に選択的に酸化することが、当業者には知られている。２層ＡＳＣは、ボトム層と呼ばれる酸化触媒の層でコーティングされた基材（例えば、コージェライトハニカムモノリス）からなる。ＳＣＲ触媒を含む追加の層が、ボトム層の上にコーティングされる（すなわち、トップ層）。この触媒のボトム層は、形状および構造において、燃焼排気装置中で典型的に使用される酸化触媒と同様であり、その酸化機能を有効に行なうことができる。

上述したように、ＡＳＣ単独によって提供されるＣＯ酸化性能を超える性能が必要とされる、ガスタービンのＳＣＲ−ＡＳＣ−酸化触媒システムでは、必要な酸化触媒の長さは、非常に短く、おそらくは２５ｍｍ以下であり得る。このような短い長さの触媒を作製し、この短い触媒を適切なハウジングに取り付けることは、非常に難しいことである。より長い触媒を使用してもよいが、これは、あまり経済的ではない解決法であり、より大きな圧力損失を有し、両方とも重大な欠点である。

ＡＳＣ−ＣＯ酸化触媒の形状を作製する１つの方法は、基材入口から基材出口まで連続的に酸化触媒層（ボトム層）で単一の不活性基材（例えば、コージェライトハニカム）をコーティングし、次いで、ＳＣＲ触媒を含む層（トップ層）によってボトム層を部分的に覆うことである。これは、基材の後部に、ＣＯ酸化触媒として作用する比較的短いボトム層ゾーンを残すであろう。ＡＳＣおよびＣＯ酸化触媒の両方を単一のより長い基材上にコーティングすることによって、製造および触媒のパッケージングの問題が回避される。

第１の態様では、本発明は、燃焼タービンからのＮＯｘ、炭化水素、ＣＯ、ＳＯｘおよびアンモニアのうちの１つ以上を含む排ガス流を処理するための触媒物品に関し、該触媒物品は、（ａ）軸方向長さを定める入口端部および出口端部を有する基材と、（ｂ）１種以上の貴金属を含む酸化触媒を含む酸化層であって、基材上に配置され、基材の軸方向長さを覆う、酸化層と、（ｃ）ＳＣＲ触媒を含むＳＣＲ層であって、酸化層上に配置され、酸化層の一部分と重なっており、その一部分が１００％未満である、ＳＣＲ層と、を含む。

第２の態様では、本発明は、本発明の第１の態様による触媒物品を含む排気システムに関する。

第３の態様では、本発明は、本発明の第２の態様による排気システムを含む燃焼タービンに関する。

第４の態様では、本発明は、ＣＯおよびＨＣを含む排ガスを本発明の第１の態様の触媒物品と接触させることによって、燃焼タービンからの排ガス中のＣＯおよびＨＣの転化率を高める方法に関する。

第５の態様では、本発明は、燃焼タービンの排ガス中のアンモニアスリップを低減する方法に関し、該方法は、アンモニアを含む排ガスを本発明の第１の態様による触媒物品と接触させることを含む。

第６の態様では、本発明は、燃焼タービンの排ガス中のＣＯおよびＨＣの転化率を高め、アンモニアスリップを低減する方法に関し、該方法は、ＣＯ、ＨＣおよびアンモニアを含む排ガスを、本発明の第１の態様による触媒物品と接触させることを含む。

第７の態様では、本発明は、硫黄を含む排ガスを本発明の第１の態様の触媒物品と接触させることによって、燃焼タービンからの排ガス中の触媒の硫黄耐性を増加させる方法に関し、該触媒物品において、ＳＣＲ層が、出口端部から入口端部に向かって延びている。

本発明がより完全に理解されるように、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

ＳＣＲ触媒を含むトップ層が、酸化触媒を含むボトム層の上に配置され、トップ層が、出口端部からボトム層を覆い、ボトム層の入口が、トップ層によって覆われていない構成を示す。 ＳＣＲ触媒を含むトップ層が、酸化触媒を含むボトム層の上に配置され、トップ層が、入口端部からボトム層を覆い、ボトム層の出口が、トップ層によって覆われていない構成を示す。 ２つのトップ層があり、それぞれがＳＣＲ触媒を含み、酸化触媒を含むボトム層の上に位置し、トップ層の１つが、ボトム層の入口に位置し、第２のトップ層が、ボトム層の出口に位置し、２つのトップ層の間のボトム層の部分が、トップ層によって覆われていない構成を示す。 ＳＣＲ触媒を含むトップ層が、２つの隣接する酸化触媒を含むボトム層の上に配置され、第１の酸化触媒が、入口に位置し、第２の酸化触媒が、出口に位置し、ボトム層の入口が、トップ層によって覆われていない構成を示す。 ＳＣＲ触媒を含むトップ層が、２つの隣接する酸化触媒を含むボトム層の上に配置され、第１の酸化触媒が、入口に位置し、第２の酸化触媒が、出口に位置し、ボトム層の出口が、トップ層によって覆われていない構成を示す。 ２つのトップ層があり、それぞれがＳＣＲ触媒を含み、２つの隣接する酸化触媒を含むボトム層の上に位置し、第１の酸化触媒が、入口に位置し、第２の酸化触媒が、出口に位置し、第１の酸化触媒の入口および第２の酸化触媒の出口が、それぞれトップ層の１つによって覆われ、第１の酸化触媒の一部および第２の酸化触媒の一部を含むボトム層の部分が、トップ層によって覆われていない構成を示す。 第１のＳＣＲ触媒を含む第１のトップ層と、第２のＳＣＲ触媒を含む第２のトップ層とが、酸化触媒を含むボトム層の上に位置し、第２のトップ層が、出口に位置し、第１のトップ層が、第２のトップ層の入口側に配置され、入口端部のボトム層の一部が、トップ層によって覆われていない構成を示す。 第１のＳＣＲ触媒を含む第１のトップ層と、第２のＳＣＲ触媒を含む第２のトップ層とが、酸化触媒を含むボトム層の上に位置し、第１のトップ層が、入口に位置し、第２のトップ層が、第１のトップ層の出口側に配置され、出口端部のボトム層の一部が、トップ層によって覆われていない構成を示す。 第１のＳＣＲ触媒を含む第１のトップ層と、第２のＳＣＲ触媒を含む第２のトップ層とが、第１の酸化触媒および第２の酸化を含むボトム層の上に位置し、第１の酸化触媒が、入口に配置され、第２の酸化触媒が、第１の酸化触媒に隣接して、出口から延び、第２のトップ層が、出口に位置し、第１のトップ層が、第２のトップ層の入口側に位置し、入口端部のボトム層の一部が、トップ層によって覆われていない構成を示す。 第１のＳＣＲ触媒を含む第１のトップ層と、第２のＳＣＲ触媒を含む第２のトップ層とが、酸化触媒を含むボトム層の上に位置し、第１の酸化触媒が、入口に配置され、第２の酸化触媒が、第１の酸化触媒に隣接して、出口から延び、第１のトップ層が、入口に位置し、第２のトップ層が、第１のトップ層の出口側に配置され、出口端部のボトム層の一部が、トップ層によって覆われていない構成を示す。

本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈上他に明示しない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「触媒」への言及は、２種以上の触媒の混合物などを含む。

「アンモニアスリップ」という用語は、ＳＣＲ触媒を通過する未反応アンモニアの量を意味する。

「軸方向長さ」という用語は、基材の入口端部と出口端部との間の距離を意味する。

「担体」という用語は、触媒が固定される材料を意味する。

「耐熱性金属酸化物担体」という用語は、高温で使用できる金属酸化物を含むセラミック材料を意味する。

「貴金属」という用語は、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウムおよびイリジウムを意味する。

「か焼する」または「か焼」という用語は、材料を空気または酸素中で加熱することを意味する。この定義は、か焼のＩＵＰＡＣ定義と一致している。（ＩＵＰＡＣ．Ｃｏｍｐｅｎｄｉｕｍ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙ，２ｎｄ ｅｄ．（ｔｈｅ”Ｇｏｌｄ Ｂｏｏｋ”）．Ｃｏｍｐｉｌｅｄ ｂｙ Ａ．Ｄ．ＭｃＮａｕｇｈｔ ａｎｄ Ａ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ．Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｏｘｆｏｒｄ（１９９７）．ＸＭＬ ｏｎ−ｌｉｎｅ ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ ｖｅｒｓｉｏｎ：ｈｔｔｐ：／／ｇｏｌｄｂｏｏｋ．ｉｕｐａｃ．ｏｒｇ（２００６−）ｃｒｅａｔｅｄ ｂｙ Ｍ．Ｎｉｃ，Ｊ．Ｊｉｒａｔ，Ｂ．Ｋｏｓａｔａ；ｕｐｄａｔｅｓ ｃｏｍｐｉｌｅｄ ｂｙ Ａ．Ｊｅｎｋｉｎｓ．ＩＳＢＮ０−９６７８５５０−９−８．ｄｏｉ：１０．１３５１／ｇｏｌｄｂｏｏｋ．）か焼は、金属塩を分解し、触媒内の金属イオンの交換を促進するため、および触媒を基材に付着させるために行われる。か焼に使用される温度は、か焼される材料中の成分に依存し、一般に約４００℃〜約９００℃でおおよそ１〜８時間である。場合によっては、か焼は、約１２００℃の温度まで行うことができる。本明細書に記載の方法を含む用途では、か焼は、一般に、約４００℃〜約７００℃の温度でおおよそ１〜８時間、好ましくは約４００℃〜約６５０℃の温度でおおよそ１〜４時間行われる。

「約」という用語は、おおよそを意味し、この用語が関連する値の、任意選択で±２５％、好ましくは±１０％、より好ましくは±５％、または最も好ましくは±１％の範囲を指す。

様々な数値要素の範囲（複数可）が提供される場合、特に指定しない限り、範囲（複数可）は、その値を含むことができる。

「連続酸化層」という用語は、酸化層が、主に中断することなく、時々不連続の存在を許容することを意味する。

本発明の第１の態様では、燃焼タービンからのＮＯｘ、炭化水素、ＣＯ、ＳＯｘおよびアンモニアのうちの１つ以上を含む排ガス流を処理するための触媒物品が、（ａ）軸方向長さを定める入口端部および出口端部を有する基材と、（ｂ）１種以上の貴金属を含む酸化触媒を含む酸化層であって、基材上に配置され、基材の軸方向長さを覆う、酸化層と、（ｃ）ＳＣＲ触媒を含むＳＣＲ層であって、酸化層上に配置され、酸化層の一部分と重なっており、その一部分が１００％未満である、ＳＣＲ層と、を含む。

ＳＣＲ層は、いくつかの構成で存在することができる。ＳＣＲ層は、入口端部から出口端部に向かって延びることができる。ＳＣＲ層は、出口端部から入口端部に向かって延びることができる。ＳＣＲ層は、基材の入口端部からある距離のところから基材の出口端部に向かって延びることができ、基材の入口部分および出口部分を覆わない。ＳＣＲ層は、入口端部から出口端部に向かって、かつ出口端部から入口端部に向かって延びることができる。

触媒物品は、第２の触媒コーティングが第１の触媒コーティングと完全に重なり合う比較品よりも高いＣＯ／ＨＣ転化率を提供することができる。

触媒物品は、第２の触媒コーティングが第１の触媒コーティングと完全に重なり合う比較品よりも、低減されたアンモニアスリップをもたらすことができる。

触媒物品は、第２の触媒コーティングが第１の触媒コーティングと完全に重なり合う比較品よりも高いＣＯ／ＨＣ転化率および低減されたアンモニアスリップをもたらすことができる。

ＳＣＲ層は、第１のＳＣＲ触媒および第２のＳＣＲ触媒を含むことができ、第１のＳＣＲ触媒は、第２のＳＣＲ触媒とは異なり、第１のＳＣＲ触媒は、第２のＳＣＲ触媒に対して物品の入口側に配置される。

第１のＳＣＲ触媒および第２のＳＣＲ触媒は、異なる触媒種を含むことができる。異なる種とは、化学的に異なる触媒を意味する。例えば、第１のＳＣＲ触媒が卑金属（バナジウムなど）であり、第２のＳＣＲ触媒が金属含有モレキュラーシーブ（銅チャバザイト（Ｃｕ−ＣＨＡ）など）であってもよく、または第１のＳＣＲ触媒が金属含有モレキュラーシーブ（Ｃｕ−ＣＨＡなど）であり、第２のＳＣＲ触媒が、異なる金属含有モレキュラーシーブ（鉄チャバザイト（Ｆｅ−ＣＨＡ）など）であってもよい。

酸化層は、第１の酸化触媒および第２の酸化触媒を含むことができ、第１の酸化触媒は、第２の酸化触媒とは異なり、第１の酸化触媒は、第２の酸化触媒に対して物品の入口側に位置する。

第１の酸化触媒および第２の酸化触媒は、酸化触媒の充填量について異なることができる。好ましくは、酸化触媒の充填量は、第１の酸化触媒におけるよりも第２の酸化触媒において多い。

第１の酸化触媒および第２の酸化触媒は、異なる触媒種を含むことができる。

第１のＳＣＲ触媒および第２のＳＣＲ触媒は、ＳＣＲ触媒の充填量について異なることができる。好ましくは、ＳＣＲ触媒の充填量は、第１の酸化触媒上よりも第２の酸化触媒上で多い。

触媒物品は、第３の触媒コーティングをさらに含むことができ、第３の触媒コーティングは、出口端部から入口端部に向かって延び、第１の触媒コーティングは、第２の触媒コーティングによっても第３の触媒コーティングによってもコーティングされていない領域を含む。第３の触媒コーティングは、第２の触媒コーティングにおけるＳＣＲ触媒とは異なるＳＣＲ触媒を含むことができる。

ＳＣＲゾーンは、基材の軸方向長さの９５％以下の上に、好ましくは９０％以下の上に延びることができ、より好ましくは７５％以下の上に延び、さらに好ましくは５０％以下の上に延びる。

触媒物品中のＳＣＲ触媒および酸化触媒の種々の構成を、図１〜図４に示す。

図１ａ〜図１ｃは、ボトム層に酸化触媒があり、トップ層にＳＣＲ触媒がある構成を示す。これらの構成では、ボトム層は、１つ以上の酸化触媒を含むことができ、トップ層は、１つ以上のＳＣＲ触媒を含むことができる。１つより多いＳＣＲ触媒または酸化触媒が、層中に存在する場合、１つより多いＳＣＲ触媒および／または１つより多い酸化触媒は、混合物として存在する。

１つより多い触媒が、１つの層に存在し、触媒が分離されている場合の構成を、図２〜図４に示す。図２ａ〜図２ｃは、ボトム層の異なる部分に２つの酸化触媒があり、トップ層にＳＣＲ触媒がある構成を示す。図３ａおよび図３ｂは、ボトム層に酸化触媒があり、トップ層に２つのＳＣＲ触媒があり、それぞれがトップ層の異なる部分にある構成を示す。図４ａおよび図４ｂは、それぞれがボトム層の異なる部分にある２つの酸化触媒と、それぞれがトップ層の異なる部分にある２つのＳＣＲ触媒とがある構成を示す。

図１ａおよび図２ａは、トップ層によって覆われていないボトム層の部分が、基材の入口端部に位置する構成を示す。図１ｂおよび図２ｂは、トップ層によって覆われていないボトム層の部分が、基材の出口端部に位置する構成を示す。図１ｃおよび図２ｃは、トップ層によって覆われていないボトム層の部分が、２つのＳＣＲ触媒の間に位置する構成を示す。

図１ａは、ＳＣＲ触媒を含むトップ層が、酸化触媒を含むボトム層の上に配置され、トップ層が、出口から入口に向かってボトム層を覆い、入口から延びるボトム層の一部が、トップ層によって覆われていない構成を示す。この構成の触媒物品は、１つ以上の酸化触媒を含むウォッシュコートを基材の軸方向長さの上に塗布することによって最初にボトム層を形成することによって、作製することができる。次いで、ボトム層の上にトップ層を塗布する前に、ウォッシュコートを乾燥させ、好ましくは、か焼することができる。トップ層は、１つ以上のＳＣＲ触媒を含むウォッシュコートを、酸化触媒を含むボトム層の上に出口から入口に向かって塗布するが、入口から延びる部分を覆わないようにすることによって、形成することができる。次いで、触媒物品を乾燥させ、か焼することができる。

図１ｂは、ＳＣＲ触媒を含むトップ層が、酸化触媒を含むボトム層の上に配置され、トップ層が、入口端部からボトム層を覆い、出口から延びるボトム層の一部が、トップ層によって覆われていない構成を示す。この構成の触媒物品は、１つ以上の酸化触媒を含むウォッシュコートを基材の軸方向長さの上に塗布することによって最初にボトム層を形成することによって、作製することができる。次いで、ボトム層の上にトップ層を塗布する前に、ウォッシュコートを乾燥させ、好ましくは、か焼することができる。トップ層は、１つ以上のＳＣＲ触媒を含むウォッシュコートを、酸化触媒を含むボトム層の上に入口から出口に向かって塗布するが、出口から延びる部分を覆わないようにすることによって、形成することができる。

図１ｃは、２つのトップ層があり、それぞれがＳＣＲ触媒を含み、酸化触媒を含むボトム層の上に位置し、トップ層の１つが、ボトム層の入口に位置し、第２のトップ層が、ボトム層の出口に位置し、２つのトップ層の間のボトム層の部分が、トップ層によって覆われていない構成を示す。この構成の触媒物品は、１つ以上の酸化触媒を含むウォッシュコートを基材の軸方向長さの上に塗布することによってボトム層を形成することによって、作製することができる。次いで、ウォッシュコートを乾燥させ、好ましくは、か焼することができる。トップ層は、１つ以上のＳＣＲ触媒を含むウォッシュコートを、酸化触媒を含むボトム層の上に入口端部および出口端部から塗布することによって形成することができ、２つのＳＣＲ層は、それらの間に空間を有し、酸化層は、２つのＳＣＲ層によって完全にコーティングされてはいない。次いで、触媒物品を乾燥させ、か焼することができる。

図２ａは、ＳＣＲ触媒を含むトップ層が、２つの隣接する酸化触媒を含むボトム層の上に配置され、第１の酸化触媒（酸化１）が、入口に位置し、第２の酸化触媒（酸化２）が、出口に位置し、入口から延びるボトム層の一部が、トップ層によって覆われていない構成を示す。この構成の触媒物品は、１つ以上の酸化触媒を含む第１のウォッシュコートを、基材の軸方向長さの全部ではなく一部分の上に入口側または出口側のいずれかから塗布することによって、最初にボトム層を形成することによって、作製することができる。この層は、任意選択で乾燥させることができ、次いで、少なくとも１つの異なる酸化触媒を含む第２のウォッシュコートを、第１のウォッシュコートが塗布されなかった基材の端部から塗布することができる。図２ａでは、第１のウォッシュコート（酸化１）を基材の入口側から塗布し、次に第２のウォッシュコート（酸化２）を基材の出口から塗布した。第１のウォッシュコートが基材の出口側から塗布される場合には、ラベルが逆になる（図示せず）。これは、図２ｂ、図２ｃ、図４ａ、および図４ｂの酸化触媒のラベリング、ならびに図３ａ、図３ｂ、図４ａ、および図４ｂのＳＣＲ触媒のラベリングにも適用される。次いで、ボトム層の上にトップ層を塗布する前に、ボトム層のウォッシュコート（複数可）を乾燥させ、好ましくは、か焼することができる。トップ層は、１つ以上のＳＣＲ触媒を含むウォッシュコートを、酸化触媒を含む層の上に出口端部から塗布することによって形成することができる。次いで、触媒物品を乾燥させ、か焼することができる。

図２ｂは、ＳＣＲ触媒を含むトップ層が、２つの隣接する酸化触媒を含むボトム層の上に配置され、第１の酸化触媒（酸化１）が、入口に位置し、第２の酸化触媒（酸化２）が、出口に位置し、出口から延びるボトム層の一部が、トップ層によって覆われていない構成を示す。この構成の触媒物品は、１つ以上の酸化触媒を含む第１のウォッシュコートを、基材の軸方向長さの全部ではなく一部分の上に入口側または出口側のいずれかから塗布することによって、最初にボトム層を形成することによって、作製することができる。この層は、任意選択で乾燥させることができる。少なくとも１つの異なる酸化触媒を含む第２のウォッシュコートを、第１のウォッシュコートが塗布されなかった基材の端部から塗布することができる。次いで、ボトム層の上にトップ層を塗布する前に、ボトム層のウォッシュコート（複数可）を乾燥させ、好ましくは、か焼することができる。トップ層は、１つ以上のＳＣＲ触媒を含むウォッシュコートを、酸化触媒を含むボトム層の上に入口から出口に向かって塗布するが、出口から延びる部分を覆わないようにすることによって、形成することができる。次いで、触媒物品を乾燥させ、か焼することができる。

図２ｃは、２つのトップ層があり、それぞれがＳＣＲ触媒を含み、２つの隣接する酸化触媒を含むボトム層の上に位置し、第１の酸化触媒（酸化１）が、入口に位置し、第２の酸化触媒（酸化２）が、出口に位置し、第１の酸化触媒の入口および第２の酸化触媒の出口が、それぞれトップ層の１つによって覆われ、第１の酸化触媒の一部および第２の酸化触媒の一部を含むボトム層の部分が、トップ層によって覆われていない構成を示す。この構成の触媒物品は、１つ以上の酸化触媒を含む第１のウォッシュコートを、基材の軸方向長さの全部ではなく一部分の上に入口側または出口側のいずれかから塗布することによって、ボトム層を形成することによって、作製することができる。この層は、任意選択で乾燥させることができる。次いで、少なくとも１つの異なる酸化触媒を含む第２のウォッシュコートを、第１のウォッシュコートが塗布されなかった基材の端部から塗布する。図２および図４では、第１のウォッシュコート（酸化１）を基材の入口側から塗布し、次に第２のウォッシュコート（酸化２）を基材の出口から塗布した。第１のウォッシュコートが基材の出口側から塗布された場合には、ラベルが逆になる（図示せず）。次いで、ボトム層のウォッシュコート（複数可）を乾燥させ、好ましくは、か焼することができる。トップ層は、１つ以上のＳＣＲ触媒を含むウォッシュコートを、酸化触媒を含むボトム層の上に入口端部および出口端部から塗布することによって形成することができ、ＳＣＲ触媒を含むウォッシュコートは、それらの間に空間を有し、酸化層は、２つのＳＣＲ層によって完全にコーティングされてはいない。次いで、触媒物品を乾燥させ、か焼することができる。

図２ａ〜図２ｃにおいて、第１の酸化触媒層（酸化１）と第２の酸化触媒層（酸化２）の長さは、おおよそ同じであるように示されている。いくつかの構成では、酸化１および酸化２のそれぞれの長さは、酸化層全体が基材の軸方向長さを覆うという要件を満たしながら、互いに異なっていてもよい。

図３ａは、第１のＳＣＲ触媒（ＳＣＲ１）を含む第１のトップ層および第２のＳＣＲ触媒（ＳＣＲ２）を含む第２のトップ層が、酸化触媒を含むボトム層の上に配置され、第２のトップ層が、出口に位置し、第１のトップ層が、第２のトップ層の入口側に第２のトップ層に隣接して位置し、入口から延びるボトム層の一部が、トップ層によって覆われていない構成を示す。この構成の触媒物品は、１つ以上の酸化触媒を含むウォッシュコートを基材の軸方向長さの上に塗布することによってボトム層を形成することによって、作製することができる。次いで、ウォッシュコートを乾燥させ、好ましくは、か焼することができる。第１のトップ層は、１つ以上のＳＣＲ触媒を含むウォッシュコートを、酸化触媒を含むボトム層の一部の上に塗布することによって形成することができ、インジェクタ装置の出口は、第１のウォッシュコートを、第１のウォッシュコートと第２のウォッシュコートが接触する酸化層上の所望の点に近い場所に配置する。第２のトップ層は、第１のトップ層のＳＣＲ触媒とは異なる１つ以上のＳＣＲ触媒を含むウォッシュコートを、酸化触媒を含むボトム層の上に出口端部から塗布することによって形成することができる。次いで、触媒物品を乾燥させ、か焼することができる。

図３ｂは、第１のＳＣＲ触媒（ＳＣＲ１）を含む第１のトップ層および第２のＳＣＲ触媒（ＳＣＲ２）を含む第２のトップ層が、酸化触媒を含むボトム層の上に配置され、第１のトップ層が、入口に位置し、第２のトップ層が、第１のトップ層に隣接して位置し、出口から延びるボトム層の一部が、トップ層によって覆われていない構成を示す。この構成の触媒物品は、１つ以上の酸化触媒を含むウォッシュコートを基材の軸方向長さの上に塗布することによってボトム層を形成することによって、作製することができる。次いで、ウォッシュコートを乾燥させ、好ましくは、か焼することができる。第２のトップ層は、１つ以上のＳＣＲ触媒を含むウォッシュコートを、酸化触媒を含むボトム層の一部の上に塗布することによって形成することができ、インジェクタ装置の端部は、第１のウォッシュコートを、第１のウォッシュコートと第２のウォッシュコートが接触する酸化層上の所望の点に近い場所に配置する。第１のトップ層は、第２のトップ層のＳＣＲ触媒とは異なる１つ以上のＳＣＲ触媒を含む第１のウォッシュコートを、酸化触媒を含むボトム層の上に出口端部から塗布することによって形成することができる。次いで、触媒物品を乾燥させ、か焼することができる。

図３ａおよび図３ｂでは、第１のＳＣＲウォッシュコート（ＳＣＲ１）および第２のＳＣＲウォッシュコート（ＳＣＲ２）の長さは、おおよそ同じであるように示されている。いくつかの構成では、これら２つのウォッシュコートの長さが、異なってもよい。

図４ａは、第１のＳＣＲ触媒（ＳＣＲ１）を含む第１のトップ層および第２のＳＣＲ触媒（ＳＣＲ２）を含む第２のトップ層が、第１の酸化触媒（酸化１）および第２の酸化触媒（酸化２）を含むボトム層の上に配置され、第１のトップ層は、第１の酸化触媒の一部の上に入口に位置し、第２のトップ層は、第２の酸化触媒の一部の上に出口に位置し、２つのトップ層の間のボトム層の部分は、トップ層によって覆われていない構成を示す。この構成の触媒物品は、１つ以上の酸化触媒を含む第１のウォッシュコートを、入口または出口のいずれかから基材の軸方向長さの一部の上に塗布し、次いで、第１のウォッシュコートの酸化触媒とは異なる１つ以上の酸化触媒を含む第２のウォッシュコートを、第１のウォッシュコートを塗布するのに使用されなかった端部から基材の軸方向長さの残りの部分の上に塗布することによって、ボトム層を形成することによって、作製することができる。次いで、ウォッシュコートを乾燥させ、好ましくは、か焼することができる。第１のトップ層は、１つ以上のＳＣＲ触媒を含むウォッシュコートを、酸化触媒を含むボトム層の１つまたは両方の一部の上に塗布することによって形成することができ、インジェクタ装置の端部は、第１のウォッシュコートを、第１のウォッシュコートと第２のウォッシュコートが接触する酸化層上の所望の点に近い場所に配置する。第２のトップ層は、第１のトップ層を形成する際に使用された第１のウォッシュコートのＳＣＲ触媒とは異なる１つ以上のＳＣＲ触媒を含む第２のウォッシュコートを、第２の酸化ボトム層の１つの少なくとも一部の上に、出口端部から塗布することによって、形成することができる。次いで、触媒物品を乾燥させ、か焼することができる。

図４ｂは、第１のＳＣＲ触媒（ＳＣＲ１）を含む第１のトップ層および第２のＳＣＲ触媒（ＳＣＲ２）を含む第２のトップ層が、第１の酸化触媒（酸化１）および第２の酸化触媒（酸化２）を含むボトム層の上に配置され、第２のトップ層（ＳＣＲ２）が、第２の酸化触媒の一部の上に出口端部に位置し、第１のトップ層（ＳＣＲ１）が、第２のトップ層の入口側に第２のトップ層に隣接して位置し、入口から延びるボトム層の一部が、トップ層によって覆われていない構成を示す。第２のＳＣＲ触媒は、第１の酸化層および第２の酸化層の両方の一部を覆っているように示されている。

いくつかの構成では、第２のＳＣＲ層は、第２の酸化ワッシュコートのみの一部を覆い、第１のＳＣＲ層は、少なくとも第１の酸化層のすべておよび任意選択で少なくとも第２の酸化層の一部を覆うことができる。

第２のトップ層は、１つ以上のＳＣＲ触媒を含むウォッシュコートを、酸化触媒を含むボトム層の一部の上に塗布することによって形成することができ、インジェクタ装置の端部は、第２のウォッシュコートを、第１のウォッシュコートと第２のウォッシュコートが接触する酸化層上の所望の点に近い場所に配置する。この構成の触媒物品は、１つ以上の酸化触媒を含む第１のウォッシュコートを、入口または出口のいずれかから基材の軸方向長さの一部の上に塗布し、次いで、第１のウォッシュコートの酸化触媒とは異なる１つ以上の酸化触媒を含む第２のウォッシュコートを、第１のウォッシュコートを塗布するのに使用されなかった端部から基材の軸方向長さの残りの部分の上に塗布することによって、ボトム層を形成することによって、作製することができる。次いで、ウォッシュコートを乾燥させ、好ましくは、か焼することができる。第２のトップ層は、１つ以上のＳＣＲ触媒を含むウォッシュコートを、酸化触媒を含むボトム層の１つまたは両方の一部の上に塗布することによって形成することができ、インジェクタ装置の端部は、第２のウォッシュコートを、第１のウォッシュコートと第２のウォッシュコートが接触する酸化層上の所望の点に近い場所に配置する。第１のトップ層は、第２のトップ層を形成する際に使用された第２のウォッシュコートのＳＣＲ触媒とは異なる１つ以上のＳＣＲ触媒を含む第１のウォッシュコートを、第２の酸化ボトム層の１つの少なくとも一部の上に、入口端部から塗布することによって、形成することができる。次いで、触媒物品を乾燥させ、か焼することができる。

図４ａ及び図４ｂにおいて、第１のＳＣＲ触媒層（ＳＣＲ１）及び第２のＳＣＲ触媒層（ＳＣＲ２）の長さは、おおよそ同じであるように示されており、第１の酸化触媒層（酸化１）及び第２の酸化触媒層（酸化２）の長さは、おおよそ同じであるように示されており、ＳＣＲウォッシュコートの長さの合計は、酸化層の全長、すなわち軸方向長さよりも短い。いくつかの構成では、酸化触媒層全体が、酸化層全体が基材の軸方向長さを覆うという要件を満たしながら、これらのＳＣＲ層の長さおよび／または酸化触媒層の長さは、互いに異なっていてもよい。

ＳＣＲ触媒
様々な構成において、組成物は、第１のＳＣＲ触媒または第１のＳＣＲ触媒および第２のＳＣＲ触媒を含むことができる。

第１のＳＣＲ触媒は、後述するように、異なる活性成分を含むことによって、活性成分の異なる充填量を有することによって、またはその両方によって、第２のＳＣＲ触媒とは異なることができる。

いくつかの構成では、第２のＳＣＲ触媒の充填量（例えば、グラム／立方インチまたはグラム／リットルとして表される）は、第１のＳＣＲ触媒の充填量よりも高い。

第１および第２のＳＣＲ触媒中の活性成分は、卑金属、卑金属の酸化物、混合金属酸化物、モレキュラーシーブ、金属交換モレキュラーシーブまたはそれらの混合物からなる群から、独立して選択することができる。卑金属は、セリウム、クロム、コバルト、銅、鉄、マンガン、モリブデン、ニッケル、タングステン、バナジウムおよびジルコニウム、およびそれらの混合物からなる群から選択することができる。

アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリアおよびそれらの組み合わせなどの耐熱性金属酸化物上に担持されたバナジウムからなるＳＣＲ組成物が、周知であり、モバイル用途で商業的に広く使用されている。典型的な組成物が、米国特許第４，０１０，２３８号および第４，０８５，１９３号に記載されており、その全体の内容が、参照により本明細書に組み込まれる。特にモバイル用途において商業的に使用される組成物は、ＷＯ_３およびＶ_２Ｏ_５がそれぞれ０〜２０重量％および０．１〜６重量％の範囲の濃度で分散されたＴｉＯ_２を含む。第２のＳＣＲ触媒は、ＭｎＯ_２上にＮｂ−Ｃｅ−ＺｒまたはＮｂを含むことができる。これらの触媒は、結合剤および促進剤として作用するＳｉＯ_２およびＺｒＯ_２などの他の無機材料を含んでもよい。

ＳＣＲ触媒が卑金属である場合、触媒物品は、少なくとも１つの卑金属促進剤をさらに含むことができる。本明細書中で使用される場合、「促進剤」は、触媒に添加されたときに触媒の活性を増加させる物質を意味すると理解される。卑金属促進剤は、金属、金属の酸化物、またはそれらの混合物の形態であり得る。少なくとも１つの卑金属触媒促進剤は、ネオジム（Ｎｄ）、バリウム（Ｂａ）、セリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びそれらの酸化物から選択され得る。少なくとも１つの卑金属触媒促進剤は、好ましくは、ＭｎＯ_２，Ｍｎ_２Ｏ_３，Ｆｅ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２，ＣｕＯ，ＣｏＯ，ＣｅＯ_２およびこれらの混合物であり得る。

少なくとも１つの卑金属触媒促進剤は、硝酸塩または酢酸塩などの水溶液中の塩の形態で触媒に添加することができる。

少なくとも１つの卑金属触媒促進剤および少なくとも１つの卑金属触媒、例えば銅が、水溶液から酸化物担体材料（複数可）上に含浸されてもよく、酸化物担体材料（複数可）を含むウォッシュコートに添加されてもよく、またはウォッシュコートで予めコーティングされた担体に含浸されてもよい。

ＳＣＲ触媒は、モレキュラーシーブまたは金属交換モレキュラーシーブを含むことができる。本明細書で使用される場合、「モレキュラーシーブ」とは、気体または液体の吸着剤として使用され得る、正確で均一なサイズの小さな細孔を含む準安定材料を意味すると理解される。細孔を通過するのに十分小さい分子は吸着され、大きい分子は吸着されない。モレキュラーシーブは、ゼオライトモレキュラーシーブ、非ゼオライトモレキュラーシーブ、またはそれらの混合物であり得る。

ＳＣＲ触媒は、モレキュラーシーブが、小細孔、中細孔、大細孔、またはそれらの混合物であるモレキュラーシーブまたは金属交換モレキュラーシーブを含むことができる。「小細孔モレキュラーシーブ」は、８個の四面体原子の最大リングサイズを含むモレキュラーシーブである。「中細孔モレキュラーシーブ」は、１０個の四面体原子の最大リングサイズを含むモレキュラーシーブである。「大細孔モレキュラーシーブ」は、１２個の四面体原子の最大リングサイズを有するモレキュラーシーブである。

ＳＣＲ触媒は、アルミノシリケートモレキュラーシーブ、金属含有アルミノシリケートモレキュラーシーブ、アルミノホスフェート（ＡｌＰＯ）モレキュラーシーブ、金属含有アルミノホスフェート（ＭｅＡｌＰＯ）モレキュラーシーブ、シリコアルミノホスフェート（ＳＡＰＯ）モレキュラーシーブ、および金属含有シリコアルミノホスフェート（ＭｅＡＰＳＯ）モレキュラーシーブ、およびそれらの混合物からなる群から選択されたモレキュラーシーブを含むことができる。

アルミノシリケートモレキュラーシーブおよび金属含有アルミノシリケートモレキュラーシーブは、ゼオライトモレキュラーシーブである。アルミノホスフェート（ＡｌＰＯ）モレキュラーシーブ、金属含有アルミノホスフェート（ＭｅＡｌＰＯ）モレキュラーシーブ、シリコアルミノホスフェート（ＳＡＰＯ）モレキュラーシーブ、および金属含有シリコアルミノホスフェート（ＭｅＡＰＳＯ）モレキュラーシーブは、非ゼオライトモレキュラーシーブである。

アルミノシリケートゼオライトは、ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３として定義されるシリカ／アルミナモル比（ＳＡＲ）を、少なくとも約５から、好ましくは少なくとも約１５、有用な範囲は約１０から２００で有することができる。

いずれのＳＣＲ触媒も、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＦＷ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ、及びＺＯＮ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなるフレームワークタイプの群から選択される小細孔モレキュラーシーブを含むことができる。好ましくは、小細孔モレキュラーシーブは、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＥＲＩ、ＩＴＥ、ＫＦＩ、ＬＥＶ、及びＳＦＷからなるフレームワークタイプの群から選択される。

いずれのＳＣＲ触媒も、ＡＥＬ、ＡＦＯ、ＡＨＴ、ＢＯＦ、ＢＯＺ、ＣＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＩ、ＤＡＣ、ＥＵＯ、ＦＥＲ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＨ、ＩＴＲ、ＪＲＹ、ＪＳＲ、ＪＳＴ、ＬＡＵ、ＬＯＶ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＲＥ、ＭＴＴ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＯＢＷ、ＰＡＲ、ＰＣＲ、ＰＯＮ、ＰＵＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＳＴＷ、ＳＶＲ、ＳＺＲ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＶＳＶ、ＷＥＩ、及びＷＥＮ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなるフレームワークタイプの群から選択される中細孔モレキュラーシーブを含むことができる。好ましくは、中細孔モレキュラーシーブは、ＦＥＲ、ＭＦＩ、及びＳＴＴからなるフレームワークタイプの群から選択される。

いずれのＳＣＲ触媒も、ＡＦＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＹ、ＡＳＶ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＳＶ、ＣＡＮ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＦＯ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＺＴ、ＦＡＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＳＶ、ＩＴＧ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＳＲ、ＬＴＦ、ＬＴＬ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＳＥ、ＭＴＷ、ＮＰＯ、ＯＦＦ、ＯＫＯ、ＯＳＩ、ＲＯＮ、ＲＷＹ、ＳＡＦ、ＳＡＯ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＯ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＯＦ、ＳＯＳ、ＳＴＯ、ＳＳＦ、ＳＳＹ、ＵＳＩ、ＵＷＹ、及びＶＥＴ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなるフレームワークタイプの群から選択される大細孔モレキュラーシーブを含むことができる。好ましくは、大細孔モレキュラーシーブは、ＢＥＡ、ＭＯＲ、及びＯＦＦからなるフレームワークタイプの群から選択される。

好ましくは、ＳＣＲ触媒は、モレキュラーシーブまたは金属含有モレキュラーシーブを含み、モレキュラーシーブまたは金属含有モレキュラーシーブ中のモレキュラーシーブは、ＡＥＩ、ＢＥＡ（ベータゼオライト）、ＣＨＡ（チャバザイト）、ＦＡＵ（ゼオライトＹ）、ＦＥＲ（フェリエライト）、ＭＦＩ（ＺＳＭ−５）、及びＭＯＲ（モルデナイト）からなる群から選択されるフレームワークタイプを含む。

金属交換モレキュラーシーブは、モレキュラーシーブの外部表面上の、またはチャネル、キャビティ、もしくはケージ内のエクストラフレームワークサイトに堆積された、周期表のＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、ＶＩＩＩＢ、ＩＢまたはＩＩＢ族のうちの１つからの少なくとも１種の金属を有することができる。好ましくは、金属は、セリウム、クロム、コバルト、銅、ガリウム、インジウム、イリジウム、鉄、マンガン、モリブデン、ニッケル、パラジウム、白金、ルテニウム、レニウム、銀、スズおよび亜鉛からなる群から選択される。より好ましくは、金属含有モレキュラーシーブ中の金属は、銅または鉄を含む。

金属は、０価の金属原子もしくはクラスター、孤立したカチオン、単環式もしくは多環式オキシカチオン、または広範囲の金属酸化物を含むが、これらに限定されない、いくつかの形態の１つであり得る。好ましくは、金属は、鉄、銅、およびそれらの混合物または結合物であり得る。

適切な溶媒中の金属前駆体の混合物または溶液を用いて、金属をモレキュラーシーブと結合させることができる。用語「金属前駆体」は、ゼオライト上に分散されて触媒活性金属成分を与えることができる任意の化合物または錯体を意味する。本発明は、特定のタイプ、組成、または純度の金属前駆体に限定されない。好ましくは、溶媒は、他の溶媒を使用することの経済面および環境的側面の両方のために、水である。

好ましい金属である銅が使用される場合、適切な錯体または化合物には、無水および水和硫酸銅、硝酸銅、酢酸銅、銅アセチルアセトナート、酸化銅、水酸化銅、ならびに銅アンミン塩（例えば、［Ｃｕ（ＮＨ_３）_４］^２＋）が含まれるが、これらに限定されない。

モレキュラーシーブを金属成分の溶液に添加して懸濁液を形成し、次いでこれを反応させて、金属成分をゼオライト上に分布させることができる。金属は、モレキュラーシーブの細孔チャネル内および外部表面上に分布させることができる。金属は、イオン形態または金属酸化物として分布させることができる。例えば、銅は、銅（ＩＩ）イオン、銅（Ｉ）イオン、または酸化銅として分布されてもよい。金属を含有するモレキュラーシーブを、懸濁液の液相から分離し、洗浄し、乾燥させることができる。次いで、得られた金属含有モレキュラーシーブを、か焼して、モレキュラーシーブ中に金属を固定することができる。好ましくは、ＳＣＲ触媒は、Ｃｕ−ＳＣＲ、Ｆｅ−ＳＣＲ、バナジウム、混合酸化物、活性Ｃｅ−Ｚｒまたは活性ＭｎＯ_２を含む。Ｃｕ−ＳＣＲ触媒は、銅およびモレキュラーシーブを含み、Ｆｅ−ＳＣＲ触媒は、鉄およびモレキュラーシーブを含む。

金属交換モレキュラーシーブは、モレキュラーシーブの外部表面上の、またはチャネル、キャビティ、もしくはケージ内のエクストラフレームワークサイトに配置された、約０．１０重量％〜約１０重量％の範囲のＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、ＶＩＩＩＢ、ＩＢまたはＩＩＢ族の金属を含有することができる。好ましくは、エクストラフレームワーク金属は、約０．２重量％〜約５重量％の範囲の量で存在することができる。

金属交換モレキュラーシーブは、好ましくは、触媒の総重量の約０．１重量％〜約２０．０重量％の銅または鉄を有する、銅（Ｃｕ）または鉄（Ｆｅ）を担持したモレキュラーシーブである。より好ましくは、銅または鉄は、触媒の総重量の約０．５重量％〜約１５重量％で存在している。最も好ましくは、銅または鉄は、触媒の総重量の約１重量％〜約９重量％で存在している。

混合酸化物上に担持された金属は、（ｉ）セリウムおよびジルコニウムからなる担体材料としての混合酸化物もしくは複合酸化物またはそれらの混合物の上に分散された少なくとも１種の遷移金属、または（ｉｉ）少なくとも１種の遷移金属が上に分散された、不活性酸化物担体材料上に分散された、単一の酸化物としての酸化セリウムおよび酸化ジルコニウム、もしくはそれらの複合酸化物、または単一の酸化物と複合酸化物との混合物、からなる少なくとも１つの触媒成分を含有する触媒組成物を含むことができ、少なくとも１種の遷移金属は、ＶＩＢ族金属、ＩＢ族金属、ＩＶＡ族金属、ＶＢ族金属、ＶＩＩＢ族金属、ＶＩＩＩ族金属、およびこれらの任意の２つ以上の混合物からなる群から選択され、但し少なくとも１種の選択された遷移金属がタングステンであり、触媒成分中の酸化物としてのセリウムおよびジルコニウムの含有量が、Ｃｅ_ＸＺｒ_１−ＸＯ_２（Ｘ＝０．１〜０．５）である。

ＳＣＲ触媒は、０．５ｇ／ｉｎ^３〜３．０ｇ／ｉｎ^３、好ましくは１．０ｇ／ｉｎ^３〜２．５ｇ／ｉｎ^３、より好ましくは１．２５ｇ／ｉｎ^３〜２．０ｇ／ｉｎ^３の量でＳＣＲ層中に存在することができる。酸化触媒は、０．２ｇ／ｉｎ^３〜１．６ｇ／ｉｎ^３、好ましくは０．３５ｇ／ｉｎ^３〜１．２５ｇ／ｉｎ^３、より好ましくは０．５ｇ／ｉｎ^３〜１．０ｇ／ｉｎ^３で酸化層中に存在することができる。

酸化触媒
酸化触媒は、貴金属またはその混合物を含むことができる。好ましくは、貴金属は、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウムまたはロジウム、またはそれらの組み合わせである。より好ましくは、貴金属は、白金またはパラジウムまたは白金とパラジウムとの組み合わせである。

白金族金属は、約０．１ｇ／ｆｔ^３〜約７５ｇ／ｆｔ^３、好ましくは約２ｇ／ｆｔ^３〜約５０ｇ／ｆｔ^３、より好ましくは約５ｇ／ｆｔ^３〜約３０ｇ／ｆｔ^３の量で存在することができる。

貴金属は、好ましくは、耐熱性金属酸化物担体上に配置される。

アンモニア酸化触媒は、低いアンモニア貯蔵容量を有する担体上の白金、パラジウム、または白金とパラジウムとの組み合わせを含むことができる。用語「低いアンモニア貯蔵容量を有する担体」は、担体１ｍ^３当たり０．００１ｍｍｏｌ未満のＮＨ_３を貯蔵する担体を意味する。低いアンモニア貯蔵容量を有する担体は、好ましくは、ＡＥＩ、ＡＮＡ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＣＤＯ、ＣＦＩ、ＣＨＡ、ＣＯＮ、ＤＤＲ、ＥＲＩ、ＦＡＵ、ＦＥＲ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＦＷ、ＩＦＹ、ＩＨＷ、ＩＭＦ、ＩＲＮ、ＩＲＹ、ＩＳＶ、ＩＴＥ、ＩＴＧ、ＩＴＮ、ＩＴＲ、ＩＴＷ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＯＺ、ＬＴＡ、ＬＴＦ、ＭＥＬ、ＭＥＰ、ＭＦＩ、ＭＲＥ、ＭＳＥ、ＭＴＦ、ＭＴＮ、ＭＴＴ、ＭＴＷ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＯＮ、ＮＳＩ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＲＴＥ、ＲＴＨ、ＲＵＴ、ＲＷＲ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＦＨ、ＳＦＮ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＧＴ、ＳＯＤ、ＳＳＦ、ＳＳＯ、ＳＳＹ、ＳＴＦ、ＳＴＯ、ＳＴＴ、ＳＶＲ、ＳＶＶ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＵＯＶ、ＵＴＬ、ＵＷＹ、ＶＥＴ、ＶＮＩからなる群から選択されるフレームワークタイプを有するモレキュラーシーブまたはゼオライトである。より好ましくは、低いアンモニア貯蔵容量を有する担体は、ＢＥＡ、ＣＤＯ、ＣＯＮ、ＦＡＵ、ＭＥＬ、ＭＦＩおよびＭＷＷからなる群から選択されるフレームワークタイプを有するモレキュラーシーブまたはゼオライトであり、さらにより好ましくは、フレームワークタイプは、ＢＥＡとＭＦＩからなる群から選択される。

低いアンモニア貯蔵容量を有する担体は、シリカ担体であり得る。シリカ担体は、シリカ、または（ａ）少なくとも１００、（ｂ）少なくとも２００、（ｃ）少なくとも２５０、（ｄ）少なくとも３００、（ｅ）少なくとも４００、（ｆ）少なくとも５００、（ｇ）少なくとも７５０、および（ｈ）少なくとも１０００、のうちの少なくとも１つのシリカ対アルミナ比を有するゼオライトを含むことができる。

シリカ担体は、ＢＥＡ、ＣＤＯ、ＣＯＮ、ＦＡＵ、ＭＥＬ、ＭＦＩまたはＭＷＷフレームワークタイプ、好ましくはＢＥＡまたはＭＦＩフレームワークタイプを有するモレキュラーシーブを含むことができる。

ブレンド中における低いアンモニア貯蔵容量を有する担体上の白金の量に対するＳＣＲ触媒の量の比は、これらの成分の重量に基づいて、０．１〜３００：１、好ましくは３：１〜３００：１、より好ましくは７：１〜１００：１の範囲であり得、さらにより好ましくは１０：１〜５０：１の範囲であリ得る。

用語「活性成分充填量」は、ブレンド中の白金の担体の重量＋白金の重量＋第１のＳＣＲ触媒の重量を指す。白金は、約０．０１〜約０．３重量％、好ましくは約０．０３〜０．２重量％、より好ましくは約０．０５〜０．１７重量％、最も好ましくは約０．０７〜０．１５重量％の活性成分充填量で触媒中に存在することができる。

白金は、層の重量に対して、約０．１重量％〜２重量％、好ましくは０．１〜１重量％、より好ましくは０．１重量％〜０．５重量％で酸化層中に存在することができる。

パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ルテニウム（Ｒｕ）又はロジウム（Ｒｈ）などの追加の触媒が、好ましくはＰｔとのブレンド中に、Ｐｔと共に存在することができる。

酸化層は、ＳＣＲ触媒をさらに含むことができ、ここで酸化層中の酸化触媒およびＳＣＲ触媒は、ブレンドとして存在する。

ＳＣＲ触媒または酸化触媒を含むウォッシュコートは、好ましくは、表面コーティングを提供する溶液、懸濁液またはスラリーである。ＳＣＲ触媒を含有するトップ層は、層の重量に対して約８０％以上の量でＳＣＲ触媒を含有することができる。残りは、結合剤などを含む。貴金属コーティングは、好ましくは、耐熱性金属酸化物担体の重量に対して約０．０５〜５重量％の貴金属を含有する。

ウォッシュコートは、アルミナ、シリカ、非ゼオライトシリカアルミナ、チタニア、ジルコニア、セリアのうちの１つ以上を含む、充填剤、結合剤、安定剤、レオロジー調整剤、および他の添加剤などの非触媒成分も含むことができる。

スラリーは、グラファイト、セルロース、デンプン、ポリアクリレート、およびポリエチレンなどの細孔形成剤を含むことができる。これらの追加成分は、必ずしも所望の反応を触媒するとは限らず、代わりに、例えば、その動作温度範囲を増加させること、触媒の接触表面積を増加させること、触媒の基材への付着性を増加させることなどによって、触媒材料の有効性を改善する。

ボトム層コーティングは、好ましくは、貴金属約０．１〜４０ｇ／ｆｔ^３、より好ましくは約０．５〜２０ｇ／ｆｔ^３、さらにより好ましくは約１〜１０ｇ／ｆｔ^３のウォッシュコート充填量を生成するのに十分な量で、基材に塗布される。

トップ層コーティングは、＞０．２５ｇ／ｉｎ^３、例えば、＞０．５０ｇ／ｉｎ^３、または＞０．８０ｇ／ｉｎ^３、例えば０．８０〜３．００ｇ／ｉｎ^３などのＳＣＲ触媒ウォッシュコート充填量を生成するために、ボトム層の上に塗布することができる。好ましい実施形態では、ウォッシュコート充填量は、＞１．００ｇ／ｉｎ^３、例えば＞１．２ｇ／ｉｎ^３、＞１．５ｇ／ｉｎ^３、＞１．７ｇ／ｉｎ^３または＞２．００ｇ／ｉｎ^３または例えば１．５〜２．５ｇ／ｉｎ^３などである。

本発明で使用される基材は、好ましくは、セラミック、セラミック状材料または耐熱性金属からなる。セラミックまたはセラミック状材料の例には、コージェライト、α−アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、ムライト、スポジュメン、アルミナ−シリカ−マグネシアまたはケイ酸ジルコニウムが含まれる。耐熱性金属の例には、ステンレス鋼が含まれる。

燃焼タービンに用いることができる２つの基材設計は、ハニカムとプレートである。好ましいハニカム基材は、両端が開いており、基材の入口面から出口面まで概して延びており、高い表面積対体積比をもたらす複数の隣接した平行な流路を含むいわゆるハニカム形状を有するフロースルーモノリスを含む。ハニカム構造体は、コージェライトなどの押出成形セラミック材料、またはステンレス鋼などの波形金属箔で作ることができる。コージェライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、セラミックおよび金属に加えて、基材に使用できる他の材料には、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、チタン酸アルミニウム、α−アルミナ、ムライト、例えば針状ムライト、ポルサイト、Ａｌ_２ＯｓＺＦｅ、Ａｌ_２Ｏ_３／ＮｉもしくはＢ_４ＣＺＦｅなどのサーメット、またはそれらの任意の２つ以上のセグメントを含む複合物が含まれる。好ましい材料には、コージェライト、炭化ケイ素、およびチタン酸アルミナが含まれる。燃焼タービン用途では、ハニカムフロースルーモノリスは、好ましくは、約５０〜約４００セル／平方インチ（ｃｐｓｉ）、より好ましくは約５０〜約２５０セル／平方インチの低いセル密度を有する。

出口端部から入口端部に向かって延びるＳＣＲ層を有する触媒物品は、第２の触媒コーティングが第１の触媒コーティングと完全に重なり合う比較品よりも、より高い硫黄耐性および／またはより大きなＣＯ／ＨＣ転化率を提供することができる。

出口端部から入口端部に向かって延びるＳＣＲ層を有する触媒物品は、第２の触媒コーティングが第１の触媒コーティングと完全に重なり合う比較品よりも、より高いＣＯ／ＨＣ転化率を提供することができる。

出口端部から入口端部に向かって延びるＳＣＲ層を有する触媒物品は、第２の触媒コーティングが第１の触媒コーティングと完全に重なり合う比較品よりも、低減されたアンモニアスリップ、より高いＣＯ／ＨＣ転化率を提供することができる。

基材の入口端部からある距離のところから基材の出口端部に向かって延び、基材の入口部分および出口部分を覆っていないＳＣＲ層を有する触媒物品は、第２の触媒コーティングが第１の触媒コーティングと完全に重なり合う比較品よりも、より高い硫黄耐性を提供することができる。

プレート型触媒は、ハニカム型よりも、圧力損失がより小さく、詰まりおよび汚れを受けにくい。ハニカム形状は、プレート型に比べて小さいが、圧力損失が大きく、簡単に詰まる。プレート基材は、ステンレス鋼などの金属で作ることができる。プレート基材は、好ましくは、波形金属であり、好ましくは、基材を通る複数の穴または開口を含む。

排気システムは、本発明の第１の態様によるＳＣＲ触媒および触媒物品を含む。

燃焼タービンは、本発明による排気システムを備える。

燃焼タービンからの排ガス中のＣＯおよびＨＣの転化率を高める方法は、ＣＯおよびＨＣを含む排ガスを、本発明の第１の態様による触媒物品と接触させることを含む。

燃焼タービンからの排ガス中のアンモニアスリップを低減する方法は、アンモニアを含む排ガスを、本発明の第１の態様による触媒物品と接触させることを含む。

燃焼タービンからの排ガス中のＣＯおよびＨＣの転化率を高め、アンモニアスリップを低減する方法は、ＣＯ、ＨＣおよびアンモニアを含む排ガスを、本発明の第１の態様による触媒物品と接触させることを含む。

燃焼タービンからの排ガス中の触媒の硫黄耐性を増加させる方法は、硫黄を含む排ガスを、ＳＣＲ層が出口端部から入口端部に向かって延びている、本発明の第１の態様の触媒物品と接触させることを含む。

本明細書に記載の触媒物品は、硫黄を含む排ガスを触媒物品と接触させることによって、燃焼タービンからの排ガス中の触媒の硫黄耐性を増加させるために使用することができる。

本明細書に記載の触媒物品は、硫黄を含む排ガスを触媒物品と接触させることにより、硫黄の存在による触媒の失活を減少させるために使用することができる。

本発明は、以下の説明の１つ以上に従って定めることもできる。

１） （Ａ）軸方向長さを定める入口端部および出口端部を有する基材と、（ｂ）１種以上の貴金属を含む酸化触媒を含む酸化層であって、基材上に配置され、基材の軸方向長さを覆う、酸化層と、（ｃ）ＳＣＲ触媒を含むＳＣＲ層であって、酸化ゾーン上に配置され、酸化層の一部分と重なっており、その一部分が１００％未満である、ＳＣＲ層と、を含む触媒物品であって、燃焼タービンからのＮＯｘ、炭化水素、ＣＯ、ＳＯｘおよびアンモニアのうちの１つ以上を含む排ガス流を処理するように構成されている触媒物品。

２） ＳＣＲ層が、入口端部から出口端部に向かって延びる、１）に記載の触媒物品。

３） ＳＣＲ層が、出口端部から入口端部に向かって延びる、１）に記載の触媒物品。

４） ＳＣＲ層が、入口端部から出口端部に向かって、かつ出口端部から入口端部に向かって延びる、１）に記載の触媒物品。

５） ＳＣＲ層が、第１のＳＣＲ触媒および第２のＳＣＲ触媒を含み、第１のＳＣＲ触媒が第２のＳＣＲ触媒とは異なり、第１のＳＣＲ触媒が、第２のＳＣＲ触媒に対して物品の入口側に配置されている、１）〜５）のいずれか１つに記載の触媒物品。

６） 第１のＳＣＲ触媒および第２のＳＣＲ触媒が、ＳＣＲ触媒の充填量について異なる、５）に記載の触媒物品。

７） 第２のＳＣＲ触媒の充填量が、第１のＳＣＲよりも多い、５）または６）に記載の触媒物品。

８） 第１のＳＣＲ触媒および第２のＳＣＲ触媒が、異なる触媒種を含む、５）、６）または７）に記載の触媒物品。

９） 酸化層が、第１の酸化触媒と第２の酸化触媒とを含み、第１の酸化触媒が第２の酸化触媒とは異なり、第１の酸化触媒が、第２の酸化触媒に対して物品の入口側に配置されている、１）〜８）のいずれか１つに記載の触媒物品。

１０） 第１の酸化触媒と第２の酸化触媒が、酸化触媒の充填量について異なる、１）〜９）のいずれか１つに記載の触媒物品。

１１） 酸化触媒の充填量が、第１の酸化触媒におけるよりも第２の酸化触媒においてより多い、１）〜１０）のいずれか１つに記載の触媒物品。

１２） 第１の酸化触媒と第２の酸化触媒が、異なる触媒種を含む、１）〜１１）のいずれか１つに記載の触媒物品。

１３） 第３の触媒コーティングをさらに含み、第３の触媒コーティングは、出口端部から入口端部に向かって延び、第１の触媒コーティングは、第２の触媒コーティングによっても第３の触媒コーティングによってもコーティングされていない領域を含む、２）〜１２）のいずれか１つに記載の触媒物品。

１４） 第３の触媒コーティングが、第２の触媒コーティングにおけるＳＣＲ触媒とは異なるＳＣＲ触媒を含む、１３）に記載の触媒物品。

１５） ＳＣＲゾーンが、基材の軸方向長さの９０％以下を覆う、１）〜１４）のいずれか１つに記載の触媒物品。

１６） ＳＣＲゾーンが、基材の軸方向長さの７５％以下に延びる、１）〜１５）のいずれか１つに記載の触媒物品。

１７） ＳＣＲゾーンが、基材の軸方向長さの５５％以下に延びる、１）〜１６）のいずれか１つに記載の触媒物品。

１８） 酸化触媒が、白金族金属を含む、１）〜１７）のいずれか１つに記載の触媒物品。

１９） 白金族金属が、白金またはパラジウムまたはルテニウムまたはそれらの混合物である、１）〜１８）のいずれか１つに記載の触媒物品。

２０） 酸化触媒が、低いアンモニア貯蔵容量を有する担体上の白金を含む、１）〜１９）のいずれか１つに記載の触媒物品。

２１） 低いアンモニア貯蔵容量を有する担体が、シリカ担体である、２０）に記載の触媒物品。

２２） シリカ担体が、シリカまたは（ａ）≧１００、（ｂ）≧２００、（ｃ）≧２５０、≧３００、（ｄ）≧４００、（ｅ）≧５００、（ｆ）≧７５０および（ｇ）≧１０００の少なくとも１つのシリカ対アルミナ比を有するゼオライトを含む、２１）に記載の触媒物品。

２３） シリカ担体が、ＢＥＡまたはＭＦＩを含む、２１）または２２）に記載の触媒物品。

２４） 酸化層が、ＳＣＲ触媒をさらに含み、酸化層中の酸化触媒およびＳＣＲ触媒が、ブレンドとして存在する、１）〜２３）のいずれか１つに記載の触媒物品。

２５） 物品が、第２の触媒コーティングが第１の触媒コーティングと完全に重なり合う比較品よりも高いＣＯ／ＨＣ転化率を提供する、１）〜２４）のいずれか１つに記載の触媒物品。

２６） 物品が、第２の触媒コーティングが第１の触媒コーティングと完全に重なり合う比較品よりも低減されたアンモニアスリップを提供する、１）〜２５）のいずれか１つに記載の触媒物品。

２７） 物品が、第２の触媒コーティングが第１の触媒コーティングと完全に重なり合う比較品よりも高いＣＯ／ＨＣ転化率および低減されたアンモニアスリップを提供する、１）〜２６）のいずれか１つに記載の触媒物品。

２８） １種以上の貴金属が、耐熱性金属酸化物担体上に配置されている、１）〜２７）のいずれか１つに記載の触媒物品。

２９） ＳＣＲ触媒が、卑金属、卑金属の酸化物、モレキュラーシーブ、金属含有モレキュラーシーブ、混合酸化物に担持された金属、またはそれらの混合物を含む、１）〜２８）のいずれか１つに記載の触媒物品。

３０） 卑金属が、セリウム、クロム、コバルト、銅、鉄、マンガン、モリブデン、ニッケル、タングステンおよびバナジウム、およびそれらの混合物からなる群から選択される、２９）に記載の触媒物品。

３１） ＳＣＲ触媒が、金属含有モレキュラーシーブを含み、金属が、セリウム、クロム、コバルト、銅、ガリウム、インジウム、イリジウム、鉄、マンガン、モリブデン、ニッケル、パラジウム、白金、ルテニウム、レニウム、銀、スズおよび亜鉛からなる群から選択される、２９）に記載の触媒物品。

３２） 金属含有モレキュラーシーブ中の金属が、銅または鉄を含む、３１）に記載の触媒物品。

３３） ＳＣＲ触媒が、アルミノシリケートモレキュラーシーブ、アルミノホスフェートモレキュラーシーブ、シリコアルミノホスフェートモレキュラーシーブ、金属含有アルミノシリケートモレキュラーシーブ、金属含有アルミノホスフェートモレキュラーシーブ、または金属含有シリコアルミノホスフェートモレキュラーシーブを含む、１）〜３０）、３１）および３２）のいずれか１つに記載の触媒物品。

３４） ＳＣＲ触媒が、モレキュラーシーブまたは金属含有モレキュラーシーブを含み、モレキュラーシーブまたは金属含有モレキュラーシーブ中のモレキュラーシーブが、ＡＥＩ、ＢＥＡ（ベータゼオライト）、ＣＨＡ（チャバザイト）、ＦＡＵ（ゼオライトＹ）、ＦＥＲ（フェリエライト）、ＭＦＩ（ＺＳＭ−５）およびＭＯＲ（モルデナイト）からなる群から選択されるフレームワークタイプを含む、１）〜３０）および３１）〜３３）のいずれか１つに記載の触媒物品。

３５） 混合酸化物上に担持された金属が、（ｉ）セリウムおよびジルコニウムからなる担体材料としての混合酸化物もしくは複合酸化物またはそれらの混合物の上に分散された少なくとも１種の遷移金属、または（ｉｉ）少なくとも１種の遷移金属が上に分散されている、不活性酸化物担体材料上に分散された、単一の酸化物としての酸化セリウムおよび酸化ジルコニウム、もしくはそれらの複合酸化物、または単一の酸化物と複合酸化物との混合物、からなる少なくとも１つの触媒成分を含有する触媒組成物を含み、少なくとも１種の遷移金属が、ＶＩＢ族金属、ＩＢ族金属、ＩＶＡ族金属、ＶＢ族金属、ＶＩＩＢ族金属、ＶＩＩＩ族金属、およびこれらの任意の２つ以上の混合物からなる群から選択され、但し少なくとも１種の選択された遷移金属がタングステンであり、触媒成分中の酸化物としてのセリウムおよびジルコニウムの含有量が、Ｃｅ_ＸＺｒ_１−ＸＯ_２（Ｘ＝０．１〜０．５）である、２９）に記載の触媒物品。

３６） ＳＣＲ触媒が、ＳＣＲ層中に０．５ｇ／ｉｎ^３〜３．０ｇ／ｉｎ^３、好ましくは１．０ｇ／ｉｎ^３〜２．５ｇ／ｉｎ^３、より好ましくは１．２５ｇ／ｉｎ^３〜２．０５ｇ／ｉｎ^３の量で存在する、１）〜３５）のいずれか１つに記載の触媒物品。

３７） 酸化触媒が、酸化層中に０．２ｇ／ｉｎ^３〜１．６ｇ／ｉｎ^３、好ましくは０．３５ｇ／ｉｎ^３〜１．２５ｇ／ｉｎ^３、より好ましくは０．５ｇ／ｉｎ^３〜１．０ｇ／ｉｎ^３で存在する、１）〜３６）のいずれか１つに記載の触媒物品。

３８） 基材が、コージェライト、炭化ケイ素、チタン酸アルミナまたは金属を含む、１）〜３７）のいずれか１つに記載の触媒物品。

３９） １）〜３８）のいずれか１つに記載の触媒物品を含む排気システム。

４０） 燃焼タービンからの排ガス中のＣＯおよびＨＣの転化率を高める方法であって、ＣＯおよびＨＣを含む排ガスを、１）〜３７）のいずれか１つに記載の触媒物品と接触させることを含む、方法。

４１） 燃焼タービンからの排ガス中のアンモニアスリップを低減する方法であって、アンモニアを含む排ガスを、１）〜３７）のいずれか１つに記載の触媒物品と接触させることを含む、方法。

４２） 燃焼タービンからの排ガス中のＣＯおよびＨＣの転化率を高め、アンモニアスリップを低減する方法であって、ＣＯ、ＨＣおよびアンモニアを含む排ガスを、１）〜３７）のいずれか１つに記載の触媒物品と接触させることを含む、方法。

本発明がより十分に理解されるように、以下の実施例が、説明のためにのみ提供される。

実施例
実施例１
チタニア、タングステナ、バナジア、および適切な結合剤を含有する押出成形されたＳＣＲ触媒を作製した。ＳＣＲ触媒のセル密度は、１４０セル／平方インチ（ｃｐｓｉ）であった。

実施例２（比較）
２層のアンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）を、セラミック２３０ｃｐｓｉ基材上に作製した。基材の全長に沿って連続的なアルミナウォッシュコート層を有する第１の層をコーティングした。次いで、Ｐｔが、硝酸白金溶液からウォッシュコートアルミナ層に、５ｇ／ｆｔ^３のＰｔの充填量まで含浸された。結合剤と混合されたＣｕ含浸ＣＨＡゼオライトを含有する第２のウォッシュコートを、Ｐｔアルミナ層の１００％を覆う連続層で塗布した。

実施例３
ゾーニングされたＡＳＣ／酸化触媒（ＯＣ）を、セラミック２３０ｃｐｓｉ基材上に作製した。基材の全長に沿って連続的なアルミナウォッシュコート層を有する第１の層をコーティングした。次いで、Ｐｔが、硝酸白金溶液からウォッシュコートアルミナ層に、５ｇ／ｆｔ^３のＰｔの充填量まで含浸された。結合剤と混合されたＣｕ含浸ＣＨＡゼオライトを含有する第２のウォッシュコートを、Ｐｔアルミナ層の前部８５％を覆う連続層で塗布した。

実施例４
ゾーニングされたＡＳＣ／ＯＣを、セラミック２３０ｃｐｓｉ基材上に作製した。基材の全長に沿って連続的なアルミナウォッシュコート層を有する第１の層をコーティングした。次いで、Ｐｔが、硝酸白金溶液からウォッシュコートアルミナ層に、５ｇ／ｆｔ^３のＰｔの充填量まで含浸された。結合剤と混合されたＣｕ含浸ＣＨＡゼオライトを含有する第２のウォッシュコートを、Ｐｔアルミナ層の前部７０％を覆う連続層で塗布した。

サンプルテスト
実施例１〜４の触媒を実験室規模の反応器中で種々の組み合わせで試験した。触媒に供給されたガス組成は、５０ｐｐｍのＣＯ、２４ｐｐｍのＮＯ、６ｐｐｍのＮＯ_２、３０ｐｍのＮＨ_３、１５％のＯ_２、８％の水、３％のＣＯ_２であり、残りはＮ_２であった。ＣＯ、ＮＯｘ、およびＮＨ_３の転化率が、２００〜４５０℃の範囲の定常状態温度点に保持された反応器で測定された。

実施例５
実施例１および実施例２を、直列（実施例１のＳＣＲ触媒が、比較例２のＡＳＣの上流）に反応器に挿入し、ＳＣＲ＋ＡＳＣの全体積にわたるガス毎時空間速度（ＧＨＳＶ）が８０，０００ｈｒ^−１であるような流速で、上記の手順に従って試験した。

実施例５は、比較例２のＡＳＣが、２００℃でそれぞれ少なくとも５５％および２０％のＮＯｘおよびＣＯの転化率、３００℃で少なくとも８５％および４５％の転化率、４００℃で少なくとも７５％および６０％の転化率、ならびに４５０℃で少なくとも５０％および６５％の転化率を提供することができることを示す。

これらの濃度は、ＮＨ_３の初期濃度から、２００、３００、４００および４５０℃でそれぞれ６０％、８６％、８９％および８８％のＮＨ_３濃度の減少を表す。

実施例６
実施例１および実施例３を、直列（実施例１のＳＣＲ触媒が、実施例３のＡＳＣの上流）に反応器に挿入し、ゾーニングされたＡＳＣ／ＯＣ触媒のＳＣＲ＋ＡＳＣ部分におけるＧＨＳＶが８０，０００ｈｒ^−１であり、ゾーニングされたＡＳＣ／ＯＣのＯＣ部分におけるＧＨＳＶが１，０４０，１１５ｈｒ^−１であるような流速で、上記の手順に従って試験した。

実施例６は、ＡＳＣとしての実施例３のＡＳＣが、２００℃でそれぞれ少なくとも６０％および４０％のＮＯｘおよびＣＯの転化率、３００℃で少なくとも８０％および６５％の転化率、４００℃で少なくとも７５％および７５％の転化率、ならびに４５０℃で少なくとも５０％および８０％の転化率を提供することができることを示す。

これらの濃度は、ＮＨ_３の初期濃度から、２００、３００、４００および４５０℃でそれぞれ７１％、９２％、９２％および９１％のＮＨ_３濃度の減少を表す。

実施例７
実施例１および実施例４を、直列（実施例１のＳＣＲ触媒が、実施例４のＡＳＣの上流）に反応器に挿入し、ゾーニングされたＡＳＣ／ＯＣ触媒のＳＣＲ＋ＡＳＣ部分におけるＧＨＳＶが８０，０００ｈｒ^−１であり、ゾーニングされたＡＳＣ／ＯＣのＯＣ部分におけるＧＨＳＶが４８０Ｋｈｒ^−１であるような流速で、上記の手順に従って試験した。

実施例６は、ＡＳＣとしての実施例４のＡＳＣが、２００℃でそれぞれ少なくとも５５％および４０％のＮＯｘおよびＣＯの転化率、３００℃で少なくとも８０％および７０％の転化率、４００℃で少なくとも７０％および７５％の転化率、ならびに４５０℃で少なくとも５０％および８０％の転化率を提供することができることを示す。

これらの濃度は、ＮＨ_３の初期濃度から、２００、３００、４００および４５０℃でそれぞれ６６％、９３％、９２％および９１％のＮＨ_３濃度の減少を表す。

本発明は、特定の実施形態を参照して本明細書に図示され説明されているが、本発明は、示された詳細に限定されるものではない。むしろ、特許請求の範囲および均等物の範囲内で、かつ本発明から逸脱することなく、細部において様々な変更を加えることができる。

Claims (20)

1. 燃焼タービンからのＮＯｘ、炭化水素、ＣＯ、ＳＯｘおよびアンモニアのうちの１つ以上を含む排ガス流を処理するための触媒物品であって、
   （ａ）軸方向長さを定める入口端部および出口端部を有する基材と、
   （ｂ）１種以上の貴金属を含む酸化触媒を含む酸化層であって、前記基材上に配置され、前記基材の前記軸方向長さを覆う酸化層と、
   （ｃ）ＳＣＲ触媒を含むＳＣＲ層であって、前記酸化層上に配置され、前記酸化層の一部分と重なっており、前記一部分が１００％未満である、ＳＣＲ層と
   を含む触媒物品。
2. （ｉ）前記ＳＣＲ層が、前記入口端部から前記出口端部に向かって延びる、（ｉｉ）前記ＳＣＲ層が、前記出口端部から前記入口端部に向かって延びる、または（ｉｉｉ）前記ＳＣＲ層が、前記入口端部から前記出口端部に向かって、かつ前記出口端部から前記入口端部に向かって延びる、請求項１に記載の触媒物品。
3. 前記ＳＣＲ層が、第１のＳＣＲ触媒および第２のＳＣＲ触媒を含み、前記第１のＳＣＲ触媒が、前記第２のＳＣＲ触媒とは異なっており、前記第１のＳＣＲ触媒が、前記第２のＳＣＲ触媒に対して前記触媒物品の入口側に配置されている、請求項１または２に記載の触媒物品。
4. 前記第１のＳＣＲ触媒および前記第２のＳＣＲ触媒が、ＳＣＲ触媒の充填量について異なる、請求項３に記載の触媒物品。
5. 前記第２のＳＣＲ触媒の充填量が、前記第１のＳＣＲよりも多い、請求項３または４に記載の触媒物品。
6. 前記第１のＳＣＲ触媒および前記第２のＳＣＲ触媒が、異なる触媒種を含む、請求項３から５のいずれか一項に記載の触媒物品。
7. 前記酸化層が、第１の酸化触媒および第２の酸化触媒を含み、前記第１の酸化触媒が、前記第２の酸化触媒とは異なっており、前記第１の酸化触媒が、前記第２の酸化触媒に対して前記触媒物品の入口側に配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の触媒物品。
8. 前記第１の酸化触媒および前記第２の酸化触媒が、酸化触媒の充填量について異なる、請求項７に記載の触媒物品。
9. 酸化触媒の充填量が、前記第１の酸化触媒におけるよりも前記第２の酸化触媒において多い、請求項７または８に記載の触媒物品。
10. 前記第１の酸化触媒および前記第２の酸化触媒が、異なる触媒種を含む、請求項７から９のいずれか一項に記載の触媒物品。
11. 第３の触媒コーティングをさらに含み、前記第３の触媒コーティングが、前記出口端部から前記入口端部に向かって延び、第１の触媒コーティングが、第２の触媒コーティングによっても前記第３の触媒コーティングによってもコーティングされていない領域を含む、請求項２から１０のいずれか一項に記載の触媒物品。
12. 前記第３の触媒コーティングが、前記第２の触媒コーティングにおけるＳＣＲ触媒とは異なるＳＣＲ触媒を含む、請求項１１に記載の触媒物品。
13. ＳＣＲゾーンが、前記基材の前記軸方向長さの９０％以下を覆う、請求項１から１２のいずれか一項に記載の触媒物品。
14. 前記酸化層が、ＳＣＲ触媒をさらに含み、前記酸化層中の前記酸化触媒および前記ＳＣＲ触媒が、ブレンドとして存在する、請求項１から１３のいずれか一項に記載の触媒物品。
15. 請求項１から１４のいずれか一項に記載の触媒物品を備える排気システム。
16. 請求項１５に記載の排気システムを備える燃焼タービン。
17. 燃焼タービンの排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）の転化率を高める方法であって、ＣＯおよびＨＣを含む排ガスを、請求項１から１４のいずれか一項に記載の触媒物品と接触させることを含む、方法。
18. 燃焼タービンの排ガス中のアンモニアスリップを低減する方法であって、アンモニアを含む排ガスを、請求項１から１４のいずれか一項に記載の触媒物品と接触させることを含む、方法。
19. 燃焼タービンの排ガス中のＣＯおよびＨＣの転化率を高め、かつアンモニアスリップを低減する方法であって、ＣＯ、ＨＣおよびアンモニアを含む排ガスを、請求項１から１４のいずれか一項に記載の触媒物品と接触させることを含む、方法。
20. 硫黄を含む排ガスを、請求項１から１４のいずれか一項に記載の触媒物品であって、前記ＳＣＲ層が前記出口端部から前記入口端部に向かって延びている触媒物品と、接触させることによって、燃焼タービンからの前記排ガス中の触媒物品の硫黄耐性を増加させる方法。

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