RU2438777C2 - Фильтр твердых частиц выхлопных газов дизельного двигателя с каталитическим покрытием, способ его изготовления и его применение - Google Patents
Фильтр твердых частиц выхлопных газов дизельного двигателя с каталитическим покрытием, способ его изготовления и его применение Download PDFInfo
- Publication number
- RU2438777C2 RU2438777C2 RU2009109744/04A RU2009109744A RU2438777C2 RU 2438777 C2 RU2438777 C2 RU 2438777C2 RU 2009109744/04 A RU2009109744/04 A RU 2009109744/04A RU 2009109744 A RU2009109744 A RU 2009109744A RU 2438777 C2 RU2438777 C2 RU 2438777C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- catalyst
- particulate filter
- zeolites
- zeolite
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 5
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 86
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 68
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 39
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 39
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 18
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 claims abstract description 17
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims abstract description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 31
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 21
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 13
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims description 12
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 10
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 15
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 9
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 6
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 5
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000505 Al2TiO5 Inorganic materials 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002816 fuel additive Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 2
- PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N neodymium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Nd+3].[Nd+3] PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N propan-2-yl (e)-but-2-enoate Chemical compound C\C=C\C(=O)OC(C)C AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 230000010718 Oxidation Activity Effects 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 235000019589 hardness Nutrition 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);praseodymium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Pr+3].[Pr+3] MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229910003447 praseodymium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
- F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
-
- 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
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/42—Platinum
-
- 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
-
- 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
- B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
-
- 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
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/44—Palladium
-
- 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
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/18—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the mordenite type
-
- 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
- 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
- B01J37/0244—Coatings comprising several layers
-
- 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
- B01J37/0246—Coatings comprising a zeolite
-
- 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
-
- 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
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
-
- 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
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
- F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
-
- 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
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0821—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with particulate filters
-
- 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
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
- F01N3/0835—Hydrocarbons
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/206—Rare earth metals
-
- 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
- B01D2255/20738—Iron
-
- 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
- B01D2255/20761—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/50—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/912—HC-storage component incorporated in the catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/915—Catalyst supported on particulate filters
- B01D2255/9155—Wall flow filters
-
- 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
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/08—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
- B01J29/10—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/12—Noble metals
- B01J29/126—Y-type faujasite
-
- 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
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/74—Noble metals
- B01J29/7415—Zeolite Beta
-
- 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
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/80—Mixtures of different zeolites
-
- 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
- F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
- F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
-
- 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
- F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
- F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
- F01N2370/04—Zeolitic material
-
- 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
- F01N2510/00—Surface coverings
- F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
- F01N2510/063—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction zeolites
-
- 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
- F01N2510/00—Surface coverings
- F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
- F01N2510/068—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings
- F01N2510/0682—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings having a discontinuous, uneven or partially overlapping coating of catalytic material, e.g. higher amount of material upstream than downstream or vice versa
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S502/00—Catalyst, solid sorbent, or support therefor: product or process of making
- Y10S502/514—Process applicable either to preparing or to regenerating or to rehabilitating catalyst or sorbent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
Изобретение относится к каталитическим фильтрам для очистки выхлопных газов дизельных двигателей. Описан фильтр твердых частиц для обработки выхлопных газов дизельных двигателей, имеющий впускную сторону и выпускную сторону для выхлопных газов и аксиальную длину, покрытый первым катализатором, который в качестве каталитически активных компонентов содержит металлы платиновой группы на материалах-носителях, отличающийся тем, что материалы-носители для металлов платиновой группы выбраны из группы, состоящей из окиси алюминия, диоксида кремния, диоксида титана, двуокиси циркония, окиси церия и их смесей или смешанных оксидов, первый катализатор дополнительно содержит по меньшей мере один цеолит для накопления углеводородов, начиная от впускной стороны, фильтр твердых частиц покрыт на части длины вторым катализатором, который не содержит цеолита. Описан способ изготовления указанного выше фильтра, в котором оба катализатора наносят на фильтр твердых частиц в форме суспензионного покрытия. Описано применение указанного выше фильтра для снижения содержания окиси углерода, углеводородов и частиц сажи в выхлопных газах дизельных двигателей. Технический результат - описанный фильтр улучшает преобразование углеводородов в оксид углерода. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к фильтру твердых частиц выхлопных газов дизельного двигателя с каталитическим покрытием для очистки выхлопных газов дизельных двигателей, способу нанесения покрытия на фильтр и его применению.
Фильтры твердых частиц могут отфильтровывать имеющие форму частиц составные части выхлопных газов, прежде всего частицы сажи, из выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и, таким образом, предотвращать их выброс в атмосферу. В принципе, для этого могут использоваться как поверхностные фильтры, так и фильтры с высокой проницаемостью фильтрующего материала. Поверхностные фильтры обычно состоят из керамических материалов, таких как, например, карбид кремния, кордерит, титанат алюминия или муллит. С помощью этих фильтров достигается степень фильтрации более 95%. В качестве альтернативы поверхностным фильтрам также могут использоваться и открытые структуры для улавливания частиц сажи. Эти открытые структуры являются в первую очередь керамической пеной или фильтрами из металлической проволочной сетки. Эффективность фильтрации этих открытых фильтровальных систем существенно ниже, чем эффективность типичных поверхностных фильтров (<70%).
Однако проблемой при эксплуатации фильтра твердых частиц в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания является собственно не фильтрация частиц сажи, а периодическая регенерация используемых фильтров. Поскольку необходимые для воспламенения и сгорания сажи с кислородом температуры более 550°C могут достигаться в современных дизельных двигателях легковых автомобилей обычно только в режиме полной нагрузки, то обязательно необходимы дополнительные меры по окислению отфильтрованных частиц сажи для предотвращения блокировки фильтра. В целом, здесь различают пассивные и активные меры по нагреву. При активных мерах для повышения температуры фильтра твердых частиц используется, например, электрический термоэлемент (например, штифты свечи накаливания или также микроволновые термоэлементы) или работающая на топливе горелка. Такие активные меры всегда сопровождаются повышенным потреблением топлива. По этой причине во многих представленных на рынке системах предпочитают использовать пассивные меры. В пассивных системах за счет использования катализаторов необходимая для сжигания частиц сажи температура воспламенения снижается. Этого можно достичь посредством двух различных концепций. Первой концепцией является использование металлоорганических присадок к топливу, например соединений церия и железа, которые сжигаются с топливом и внедряются в слой сажи как однородный катализатор, распределяясь в форме металлических кластеров. Альтернативой основывающимся на присадках системам является нанесение на фильтр твердых частиц каталитически активного материала.
Поскольку снижения температуры воспламенения сажи посредством каталитических мер в целом недостаточно для обеспечения полной регенерации фильтра во всех рабочих состояниях двигателя, в сегодняшней практике обычно прибегают к комбинации пассивных и активных мер. Особенно хорошо зарекомендовала себя комбинация фильтра твердых частиц с расположенным выше по потоку катализатором окисления. За счет дополнительного впрыска дополнительного топлива в комбинации с другими проводимыми на двигателе мероприятиями (например, дросселированием) несгоревшее топливо и окись углерода попадают на дизельный катализатор окисления и там каталитически преобразуются в двуокись углерода и воду. За счет высвобождающейся при этом теплоты реакции выхлопные газы, а тем самым и последовательно включенный фильтр твердых частиц, нагреваются. В комбинации со снижением температуры воспламенения сажи за счет каталитического покрытия фильтра или также за счет использования присадок к топливу необходимое количество дополнительного впрыска может быть снижено и фильтр может быть регенерирован практически в любой рабочей точке на графической характеристике двигателя.
В первом поколении систем дополнительной обработки выхлопных газов с фильтрами твердых частиц с каталитическим покрытием фильтры располагались в большинстве случаев после одного или двух предварительно включенных катализаторов окисления в днище кузова транспортного средства. В новых системах дополнительной обработки выхлопных газов фильтры устанавливаются как можно ближе за двигателем. Из-за ограниченного конструктивного пространства и для снижения затрат катализатор окисления в этих случаях частично или полностью устанавливается на фильтр. Такой расположенный близко к двигателю фильтр для соблюдения задаваемых законодательством предельных значений окиси углерода (СО) и углеводородов (НС) должен иметь соответственно высокий потенциал окисления во время всего требуемого пробега. Наряду с этим он должен дополнительно в течение всего времени работы быть в состоянии преобразовывать во время активной регенерации фильтра дополнительно впрыскиваемые углеводороды, чтобы создавать, таким образом, необходимую для достижения температуры воспламенения сажи экзотермию. Кроме того, каталитически активное покрытие для использования такого фильтра рядом с двигателем должно иметь высокую термическую стабильность.
До сегодняшнего дня для дизельных легковых автомобилей практически повсеместно используются покрытия фильтров с платиной. Также стали известны покрытия с платиной и палладием (DE 102004040549 A1). Покрытия с платиной и палладием отличаются очень хорошей температурной стабильностью, однако имеют меньшую свежую активность, чем каталитические покрытия только с платиной. В принципе, покрытия с платиной и палладием описаны уже достаточно давно. По причине существенно меньшего допуска Pt/Pd-покрытий относительно утомления серой и связанного с этим снижения каталитической активности использование палладия в катализаторах выхлопных газов для дизельных легковых двигателей долгое время было воспрепятствовано. Но поскольку утомление серой является обратимым при высоких температурах утомлением, в периодически активно регенерирующих системах, например в фильтрах твердых частиц, центры благородных металлов каталитического покрытия во время регенерации одновременно обессериваются. Таким образом, восстанавливается исходная активность окисления.
WO 02/26379 А1 описывает, среди прочего, сажевый фильтр, который имеет два расположенных друг над другом слоя катализатора. Первый слой находится на впускных каналах фильтра и содержит компоненты для окисления окиси углерода и углеводородов. Эти компоненты состоят из материалов-носителей с осажденными на них металлами платиновой группы, при этом материалы-носители выбраны из группы, состоящей из оксида алюминия, оксида кремния, оксида титана, двуокиси циркония и цеолита, а металлы платиновой группы выбраны из платины, палладия и родия. Второй слой нанесен на первый слой и содержит компоненты для снижения температуры воспламенения сажи, прежде всего, по меньшей мере одно накапливающее кислород соединение и по меньшей мере один металл платиновой группы.
Задача изобретения заключается в разработке фильтра твердых частиц с каталитическим покрытием с улучшенным преобразованием оксида углерода и углеводородов, который, помимо этого, имеет высокую устойчивость к старению также и при часто повторяющихся регенерациях фильтра.
Эта задача решена посредством фильтра твердых частиц с каталитическим покрытием согласно независимому пункту изобретения. Предпочтительные формы осуществления фильтра и способ нанесения покрытия на фильтр и его применение указаны в зависимых пунктах.
Фильтр твердых частиц имеет впускную сторону и выпускную сторону для выхлопных газов и аксиальную длину. На фильтр по всей его длине нанесен первый катализатор, который содержит в качестве каталитически активных компонентов металлы платиновой группы на материалах-носителях. Фильтр отличается тем, что материалы-носители для металлов платиновой группы выбраны из группы, состоящей из окиси алюминия, диоксида кремния, диоксида титана, двуокиси циркония, окиси церия и их смесей или смешанных оксидов, и что первый катализатор дополнительно содержит по меньшей мере один цеолит для накопления углеводородов. Кроме того, начиная от впускной стороны, фильтр твердых частиц на части длины покрыт вторым катализатором, который не содержит цеолита.
Использованные для первого катализатора цеолиты имеют предпочтительно модуль (молярное соотношение SiO2 и Al2O3) более 10, чтобы быть достаточно стабильными относительно кислотных компонентов выхлопных газов и максимальных температур выхлопных газов. Подходящими цеолитами являются, например, морденит, силикалит, Y-цеолит, ZSM-5-цеолит и бета-цеолит или их смеси, при этом цеолиты имеют молярное соотношение диоксида кремния к оксиду алюминия от 10 до 400. Наряду с цеолитами могут быть использованы также и другие материалы, например активированный уголь.
Во время рабочих фаз двигателя с низкой температурой выхлопных газов, ниже прим. 200°C, цеолиты накапливают содержащиеся в выхлопных газах углеводороды. Это важно, так как при низких температурах выхлопных газов окисление углеводородов на активных центрах благородных металлов катализатора невозможно. Такие рабочие фазы возникают в современных дизельных двигателях легковых автомобилей как во время запуска без прогрева, так и во время фаз холостого хода, а также при движении по городу. Напротив, при температурах выше прим. 200°C преобладает десорбция углеводородов.
Однако при таких повышенных температурах катализатора высвобождаемые из накапливающих компонентов углеводороды могут быть преобразованы в активных центрах катализатора в двуокись углерода и воду.
Для повышения каталитической активности цеолиты могут быть дополнительно каталитически активированы металлами платиновой группы (платина, палладий, родий, иридий) или переходными металлами (например, железом, медью, церием). Для активации металлами платиновой группы цеолиты могут быть, например, пропитаны водными растворами растворимых временных соединений. После пропитывания цеолиты высушивают, кальцинируют и, при необходимости, восстанавливают. Наполнение благородными металлами на цеолитах составляет предпочтительно от 0,1 до 10 вес.% относительно общего веса цеолитов и металлов платиновой группы.
При использовании замененных переходными металлами цеолитов (железом, медью и церием) цеолиты легируются в форме аммиака или натрия за счет ионного обмена с переходными металлами. При этом ионный обмен может быть выполнен либо в растворе, либо в качестве так называемого ионного твердофазного обмена. Наполнение переходными металлами составляет предпочтительно прим. 1-15 вес.% относительно общего веса.
Первый катализатор содержит по меньшей мере один или несколько металлов платиновой группы, предпочтительно комбинацию платины и палладия с весовым соотношением платины и палладия от 1:10 до 20:1, предпочтительно от 1:1 до 10:1, прежде всего 2:1. В качестве материалов-носителей для металлов платиновой группы подходят окись алюминия, диоксид кремния, диоксид титана, двуокись циркония, окись церия и их смеси или смешанные оксиды. При этом материалы-носители могут быть термически стабилизированы за счет легирования редкоземельными оксидами, оксидами щелочноземельных металлов или диоксидом кремния. Например, для оксида алюминия за счет легирования оксидом бария, оксидом лантана или диоксидом кремния температура преобразования из γ- в α-оксид алюминия повышается с прим. 950 до 1100°C. Концентрация элементов легирования, рассчитанная как оксид и относительно общего веса стабилизированного оксида алюминия, обычно составляет при этом от 1 до 40 вес.%. При использовании оксида церия в качестве материала-носителя предпочтительно использовать смешанные оксиды церия/циркония, так как они, как правило, имеют большую температурную стабильность, чем чистый оксид церия. Стабильность смешанных оксидов церия/циркония можно еще больше улучшить за счет легирования оксидом празеодима или оксидом неодима. Кроме того, смешанные оксиды церия/циркония также имеют преимущественные свойства накопления кислорода, что затрагивает как максимальную емкость накопления кислорода, так и кинетику накопления и высвобождения кислорода.
Начиная от впускной стороны, фильтр твердых частиц по части своей длины покрыт вторым катализатором. Этот второй катализатор может быть идентичен или также различен с первым катализатором как в отношении каталитически активных благородных металлов, так и в отношении использованных материалов-носителей.
Предпочтительно для дополнительного покрытия используется катализатор с тем же составом, что и первый катализатор. Однако второй катализатор не содержит цеолитов. Длина второго катализатора может составлять от 5 до 80% общей длины субстрата фильтра, предпочтительно от 10 до 50%.
Нанесение второго катализатора с впускной стороны фильтра приводит к ступенчатой концентрации каталитически активных компонентов. В передней части фильтра находится больше каталитически активных компонентов. Это является преимуществом особенно при расположенных рядом с двигателем фильтрах твердых частиц с встроенным катализатором окисления. Часто используемые субстраты фильтров с карбидом кремния имеют большую термическую массу и в предписанных для сертификации испытательных циклах, например NEDC (New European Driving Cycle), имеют сильный аксиальный температурный градиент. Прежде всего, при использовании более длинных фильтров твердых частиц (>150 мм) температуры, которые необходимы для преобразования оксида углерода и углеводородов, как правило, не достигаются в расположенной ниже по потоку задней части фильтра в течение всего испытательного цикла. Следовательно, в фильтре с равномерным покрытием часть благородного металла способствовала бы лишь в незначительной степени или даже вообще не способствовала бы преобразованию оксида углерода и углеводородов. По этой причине предпочтительно, особенно в фильтрах, расположенных рядом с двигателем, распределять благородные металлы ступенчато по длине фильтра твердых частиц, так чтобы со стороны притока имелась зона с повышенным наполнением благородными металлами, а со стороны оттока - зона с пониженным наполнением благородными металлами. Однако следует избегать, чтобы с выпускной стороны фильтра концентрация благородных металлов опускалась ниже минимальной концентрации прим. в 0,1 г/л, так как иначе при активной регенерации фильтра существует опасность так называемых вторичных выбросов, то есть прорывов окиси углерода и углеводородов.
При нанесении на фильтры твердых частиц покрытия необходимо обращать особое внимание на возможно малое увеличение встречного давления за счет покрытия. Было установлено, что увеличение встречного давления за счет покрытия может быть удержано низким, если материалы катализатора в основном осаждаются в пористых стенах субстрата фильтра. Для этой цели могут быть использованы различные способы:
- введение в форме твердых порошковых материалов, взвешенных в водном растворе, при этом средний диаметр частицы порошковых материалов должен быть существенно меньше среднего диаметра поры субстрата фильтра;
- введение в форме рассолов;
- введение в форме растворов предшественников последующих материалов-носителей, которые переводятся в свою окончательную форму только за счет последующей кальцинации.
Введение материалов катализатора в форме твердых порошковых материалов приводит к каталитической активности и температурной устойчивости, которые существенно превосходят эти свойства в других двух способах нанесения покрытия. Введение в форме растворов предшественников последующих материалов-носителей, напротив, имеет существенные преимущества в отношении характеристик встречного давления фильтров твердых частиц с покрытием и поэтому является подходящим способом нанесения покрытия, прежде всего, при применении критических субстратов (низкая пористость, низкий средний диаметр поры).
В случае применения твердых порошковых металлов их превращают в суспензию, например, в воде и с целью превращения в однородную массу и создания заданного распределения размеров частиц перемалывают. Размол при этом выполняют так, чтобы максимальный размер частиц в суспензии был менее 10 мкм. Как правило, это имеет место, если диаметр d50 меньше 2 мкм. Только такой малый размер частиц позволяет осаждать катализатор практически полностью в поры субстрата. Использованные в суспензии материалы-носители обычно активированы с элементами платиновой группы еще до внесения в суспензию. Однако существует также возможность добавления растворенных предшествующих соединений каталитически активных металлов платиновой группы только в суспензию материалов-носителей. Кроме того, последующее пропитывание фильтра водными предшественниками металлов платиновой группы может происходить также и после нанесения материалов-носителей на субстрат фильтра.
Было установлено, что определение диаметра частиц путем размола для материалов катализатора и цеолитов должно происходить предпочтительно раздельно. Материалы катализатора и цеолиты имеют различную твердость. Только за счет раздельного перемалывания обоим материалам можно гарантировать сравнимое распределение размера частиц. Поэтому для покрытия фильтров сначала создают две отдельные суспензии. Первая суспензия содержит материалы-носители, которые активированы благородными металлами (например, платиной, палладием). Вторая суспензия содержит цеолиты. Предпочтительно цеолиты легируются благородным металлом в предшествующей технологической операции путем пропитывания или ионного обмена. Но благородный металл может добавляться в суспензию цеолитов также и с помощью подходящих предшествующих соединений. Затем в обеих суспензиях раздельно за счет помола создается средний диаметр частиц d50 менее 2 мкм, при этом значение d90 максимально должно составлять 5-6 мкм. Непосредственно перед собственно процессом нанесения покрытия обе суспензии смешивают в однородную массу.
Как первый, так и второй катализатор могут содержать цеолиты. Однако для расположенных рядом с двигателем фильтров твердых частиц оказалось предпочтительным, если цеолиты распределены по всей длине фильтра равномерно. В этом случае только первый катализатор содержит цеолиты. Тогда второй катализатор служит только для повышения концентрации каталитически активных благородных металлов в передней части фильтра твердых частиц. При подобном расположении, прежде всего при переходных условиях, таких как, например, в NEDC, можно оптимально использовать в фильтре сильно выраженный в субстратах фильтра из карбида кремния температурный профиль.
Распределение цеолитов между первым и вторым катализаторами влияет на образование противодавления выхлопных газов фильтров с покрытием. Если цеолиты вносятся только во второй катализатор, то встречное давление существенно выше, чем в случае, если цеолиты наносятся с первым катализатором равномерно по всей длине фильтра. Использование цеолитов в первом и втором катализаторах при одинаковом общем наполнении цеолитами, напротив, по сравнению с расположением цеолитов исключительно в первом катализаторе не имеет значительного различия в характеристиках встречного давления.
В принципе, емкость накопления для углеводородов увеличивается с увеличением количества цеолитов. Однако максимально используемое количество цеолитов значительно зависит от пористости и среднего диаметра пор используемого субстрата фильтра. Обычные наполнения цеолитами составляют от 5 г/л (объем фильтра) в субстратах с низкой пористостью (<50%) до прим. 50 г/л в субстратах с высокой пористостью (>50%). Предпочтительно соотношение цеолитов с легированными благородным металлом материалами-носителями составляет в предлагаемых фильтрах твердых частиц от 0,1 до 10.
Для фильтров твердых частиц подходят известные субстраты фильтров. Предпочтительно используют так называемые стеновые поточные фильтры из карбида кремния, кордирита, титаната алюминия или муллита. Для того чтобы обеспечить оптимальное осаждение материалов катализатора и цеолитов в порах субстратов фильтра, материал фильтров должен иметь открытую пористую структуру с пористостью от 40 до 80% и средним диаметром пор от 9 до 30 мкм.
Далее, изобретение поясняется подробнее со ссылкой на последующие примеры. Было изготовлено несколько фильтров твердых частиц с различными покрытиями и исследовано на стенде для испытания двигателей и на тестовом транспортном средстве в Европейском тестовом цикле NEDC на предмет их очистительной производительности. Фильтры были измерены в свежем состоянии и после гидротермического старения (атмосфера из 10% H2O,10% O2, остаток N2; 16 ч при 750°C в камерной печи).
Каждый из использованных субстратов был фильтром из карбида кремния с плотностью ячеек в 46,5 см-1 (300 cpsi) и толщиной стен канала в 0,3 мм (12 mil). Пористость использованного материала фильтра составляла 60%, средний диаметр пор составлял 20 мкм. Корпуса фильтров имели длину в 152,4 мм.
Измерения встречного давления.
Для оценки влияния наполнения фильтров грубой очистки цеолитами было измерено встречное давление трех фильтров грубой очистки с различным наполнением оксидами-носителями и цеолитами в аппаратуре встречного давления при расходе от 150 до 300 м3/ч.
Первый фильтр был без наполнения. На второй фильтр было нанесено покрытие суспензии оксида алюминия, которая после сушки и кальцинирования имела концентрацию наполнения прим. 30 г/л. На третий фильтр было нанесено покрытие из оксида алюминия и смеси цеолитов из Y- и бета-цеолитов (соотношение смеси 1:1). Оксид алюминия и цеолиты перемалывались согласно изобретению раздельно до тех пор, пока средний размер частиц оксида алюминия и цеолитов не составил менее 2 мкм. Наполнение третьего фильтра составляло 30 г/л оксида алюминия и 10 г/л смеси цеолитов.
Измерения на аппаратуре встречного давления показали, что покрытие второго фильтра увеличивает встречное давление при чистой суспензии оксида алюминия по сравнению с первым фильтром без покрытия на прим. 15-20%. Добавление всего 10 г/л цеолита, напротив, приводило в третьем фильтре к противодавлению, возросшему на прим. 50% по сравнению с субстратом без покрытия.
Сравнительный пример (фильтр V).
Сначала на субстрат фильтра однородно по всей длине фильтра был нанесен Pt/Pd-катализатор на материале-носителе из стабилизированного γ-оксида алюминия. Суспензия покрытия перемалывалась до тех пор, пока не был получен средний диаметр частиц менее 2 мкм. За счет этого материал катализатора при покрытии был почти полностью осажден в порах субстрата фильтра. Pt/Pd - соотношение этого первого слоя катализатора составило 2:1, а наполнение благородным металлом 2,12 г/л (60 г/фт3). Во время второго шага покрытия на половину длины фильтра был нанесен второй слой катализатора с содержанием благородных металлов также 2,12 г/л (60 г/фт3) и идентичным соотношением Pt/Pd. Тем самым возникающее в результате заполнение сравниваемого фильтра V составило ок. 90 г/фт3 или 3,18 г/л. Также и второй слой катализатора был по существу осажден в порах субстрата фильтра.
Пример 1 (фильтр F1).
На второй субстрат фильтра был нанесен предлагаемый катализатор. При этом на фильтр сначала равномерно по всей длине фильтра было нанесено покрытие с наполнением благородными металлами в 2,21 г/л (соответствует 60 г/фт3). Однако, в отличие от сравниваемого примера, предлагаемое покрытие содержало дополнительно к стабилизированному γ-оксиду алюминия, покрытому Pt/Pd в соотношении 2:1, также и смесь цеолитов из Y- и бета-цеолитов (соотношение смеси 1:1). Оба цеолита были легированы перед добавлением в суспензию покрытия низким количеством Pt (0,5 весовых процента) посредством пропитывания (импрегнирования). Соотношение γ-оксида алюминия и смеси цеолитов составило прим. 1:1. Затем на следующем шаге нанесения покрытия на впускную сторону фильтра по длине в 76,2 мм с использованием идентичной суспензии покрытия было нанесено дополнительно 2,12 г/л благородного металла. Тем самым общая концентрация благородных металлов Pt и Pd на фильтре F1 составила 3,18 г/л (90 г/фт3) при соотношении Pt/Pd 2:1.
Проверка каталитической активности обоих фильтров в свежем состоянии и после гидротермального старения в печи была проведена на сертифицированном по ЕВРО IV легковом автомобиле с дизельным двигателем 103 кВт, 2,0 л с системой впрыска насос-форсунка. При этом фильтры располагались рядом с двигателем и без предварительно включенного дизельного катализатора окисления измерялись в тестовом цикле в NEDC (New European Driving Cycle). Результаты, включая необработанные выбросы транспортного средства, объединены в таблице 1.
На основании выбросов в NEDC можно явно распознать, что благодаря использованию цеолитов в качестве компонентов накопления НС в фильтре F1, выброс НС как в свежем состоянии, так и после термического старения (16 часов, 790°C) был существенно снижен. Примечательным является, что то же самое относится и к выбросам CO. После старения наблюдается снижение выбросов CO более чем на 30%.
Пример 2 (фильтры F2 и F3).
Аналогично примеру 1 (фильтр F1) еще на два субстрата фильтра было нанесено покрытие с наполнением благородных металлов в 3,18 г/л. В отличие от фильтра F1 в фильтре F2 количество цеолита в 20 г/л было нанесено исключительно в первом каталитическом слое по всей длине фильтра. В фильтре F3 цеолиты были нанесены исключительно во втором слое катализатора. Использованными цеолитами были, как в примере 1, смесь из Y-цеолита и бета-цеолита (соотношение смеси 1:1). Каждый из использованных цеолитов был легирован 0,5 вес.% Pt.
Точно так же проверка каталитической активности фильтров F2 и F3 была проведена как в свежем состоянии, так и после гидротермального старения в печи на сертифицированном по ЕВРО IV легковом автомобиле с дизельным двигателем 103 кВт, 2,0 л с системой впрыска насос-форсунка. Результаты также представлены в таблице 1.
Также и для фильтров F2 и F3 прежде всего после гидротермального старения при 790°C проявляются улучшенные параметры выброса как в отношении определенных в NEDC углеводородов, так и в отношении выбросов CO. Преимуществом является использование компонентов накопления HC по всей длине фильтра. Распределение количества цеолита между первым и вторым катализаторами не выявило преимущества по сравнению с исключительным применением цеолитов в первом катализаторе. Исключительное использование цеолитов во втором катализаторе менее выгодно в отношении выбросов углеводородов и окиси углерода в NEDC. По сравнению с F1 выброс HC увеличивается прим. на 60%, выброс CO возрастает прим. на 18%. Тем не менее использование цеолитов в «высоко нагруженной» зоне на впуске фильтра также вызывает значительное снижение выброса вредных веществ в NEDC по сравнению с фильтром сравнительного примера V.
| Таблица 1 | |||
| Необработанные и пакетные выбросы CO и HC в NEDC (дизельный легковой автомобиль 103 кВт, 2,0 л, сертифицированный по Евро IV) | |||
| Фильтр | Состояние | Выброс СО [г/км] | Выброс НС [г/км] |
| Необработанный выброс | - | 0,96 | 0,23 |
| V | свежий | 0,033 | 0,039 |
| V | утомленный | 0,230 | 0,056 |
| F1 | свежий | 0,027 | 0,012 |
| F1 | утомленный | 0,157 | 0,029 |
| F2 | свежий | 0,044 | 0,013 |
| F3 | свежий | 0,048 | 0,021 |
| F2 | утомленный | 0,143 | 0,028 |
| F3 | утомленный | 0,185 | 0,047 |
Пример 3 (фильтры F4, F5, F6, F7).
В еще одной программе испытаний на четыре фильтра твердых частиц с каталитическим покрытием наносили различное количество цеолитов. Четыре фильтра с F4 по F7 были изготовлены аналогично фильтру F1. При этом на фильтры сначала равномерно по всей длине фильтра было нанесено наполнение благородных металлов в 2,21 г/л (соответствует 60 г/фт3). На втором шаге нанесения покрытия на фильтры была нанесена зона на длину в 76,2 мм с дополнительными 2,12 г/л благородных металлов, так что было получено общее наполнение благородными металлами в 90 г/фт3 (Pt/Pd=2:1). В то время как количество оксидов-носителей (стабилизированный оксид γ-алюминия) поддерживалось постоянным, на четыре фильтра наносилось покрытие с различным количеством цеолита (от 10 до 40 г/л), при этом как для первого катализатора, так и для второго катализатора использовалась одинаковая цеолитовая смесь из 50% Y- и 50% бета-цеолита, что и для фильтра F1. Концентрация Pt на цеолитах при этом составила 0,5 вес.%. Таблица 2 показывает составы четырех предлагаемых фильтров F4-F7.
Для проверки емкости накопления HC предлагаемых фильтров в зависимости от содержания цеолитов были проведены тесты на накопление на 4-цилиндровом дизельном двигателе с системой впрыска Common Rail (2,2 л, 100 кВт). Тесты на накопление были проведены на постоянной точке работы двигателя с впускной температурой фильтра в прим. 110°C. Выбросы HC перед и после катализатора были записаны с помощью FID-анализатора (АМА 2000, Pierburg). Тесты на накопление продолжались соответственно до тех пор, пока концентрация HC после катализатора в течение ок. 10 минут не достигала своего постоянного значения. Сохраненное количество HC было определено из концентрации HC до и после катализатора.
На основании представленных в таблице 2 результатов становится ясно, что накопленное количество HC благодаря использованию цеолитов скачкообразно увеличивается. Использование лишь 10 г/л цеолита приводит к 2,5-кратному увеличению количества углеводородов, накопленных в тесте на накопление. С дальнейшим увеличением содержания цеолитов в отдельных катализаторах постоянно увеличивается и емкость накопления HC. Только при содержании цеолита более 25 г/л, возможно, возникает своего рода насыщение.
| Таблица 2 | |||
| Содержание благородных металлов и цеолитовое наполнение для фильтров с F4 по F7 и осажденное количество HC во время теста на накопление HC на испытательном стенде двигателя | |||
| Фильтр | Содержание благородных металлов [г/л] | Цеолитовое наполнение [г/л] | Сохраненная масса HC [г] |
| V | 90 | нет | 1,29 |
| F4 | 90 | 10 | 2,49 |
| F5 | 90 | 17 | 3.62 |
| F6 | 90 | 23 | 4,77 |
| F7 | 90 | 40 | 5,74 |
Накопление углеводородов компонентами накопления HC снижает адсорбцию углеводородных видов на активных центрах окисления катализатора. За счет этого оказывается положительное воздействие на преобразование окиси углерода.
За счет осаждения цеолитов в порах субстратов фильтра максимально подавляется их отрицательное воздействие на встречное давление фильтра.
Claims (10)
1. Фильтр твердых частиц для обработки выхлопных газов дизельных двигателей, имеющий впускную сторону и выпускную сторону для выхлопных газов и аксиальную длину, покрытый первым катализатором, который в качестве каталитически активных компонентов содержит металлы платиновой группы на материалах-носителях, отличающийся тем, что
- материалы-носители для металлов платиновой группы выбраны из группы, состоящей из окиси алюминия, диоксида кремния, диоксида титана, двуокиси циркония, окиси церия и их смесей или смешанных оксидов,
- первый катализатор дополнительно содержит по меньшей мере один цеолит для накопления углеводородов,
- начиная от впускной стороны фильтр твердых частиц покрыт на части длины вторым катализатором, который не содержит цеолита.
- материалы-носители для металлов платиновой группы выбраны из группы, состоящей из окиси алюминия, диоксида кремния, диоксида титана, двуокиси циркония, окиси церия и их смесей или смешанных оксидов,
- первый катализатор дополнительно содержит по меньшей мере один цеолит для накопления углеводородов,
- начиная от впускной стороны фильтр твердых частиц покрыт на части длины вторым катализатором, который не содержит цеолита.
2. Фильтр твердых частиц по п.1, отличающийся тем, что цеолиты выбраны из группы, состоящей из морденита, силикалита, Y-цеолита, ZSM-5-цеолита, бета-цеолита или их смесей, причем цеолиты имеют молярное соотношение диоксида кремния к оксиду алюминия от 10 до 400.
3. Фильтр твердых частиц по п.2, отличающийся тем, что используются цеолиты, замещенные ионами переходных металлов.
4. Фильтр твердых частиц по п.3, отличающийся тем, что в качестве переходных металлов используются железо, медь или церий или их смеси.
5. Фильтр твердых частиц по п.2, отличающийся тем, что цеолиты находятся в Н- или Na-форме и также каталитически активированы по меньшей мере одним металлом платиновой группы, при этом концентрация металлов платиновой группы составляет от 0,1 до 10 вес.% относительно общего веса цеолитов.
6. Фильтр твердых частиц по п.1, отличающийся тем, что оба катализатора содержат в качестве металлов платиновой группы платину и палладий в весовом соотношении от 1:10 до 20:1.
7. Фильтр твердых частиц по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что катализаторы в основном осаждены в порах фильтра твердых частиц.
8. Фильтр твердых частиц по п.1, отличающийся тем, что фильтр твердых частиц является стеновым проточным фильтром из керамического материала, стены которого имеют структуру с открытыми порами с пористостью от 40 до 80% и средним диаметром пор от 9 до 30 мкм.
9. Способ изготовления фильтра твердых частиц по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что оба катализатора наносят на фильтр твердых частиц в форме суспензионного покрытия.
10. Применение фильтра твердых частиц по одному из пп.1-8 для снижения содержания окиси углерода, углеводородов и частиц сажи в выхлопных газах дизельных двигателей.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102006039028.8 | 2006-08-19 | ||
| DE102006039028 | 2006-08-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009109744A RU2009109744A (ru) | 2010-09-27 |
| RU2438777C2 true RU2438777C2 (ru) | 2012-01-10 |
Family
ID=38616393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009109744/04A RU2438777C2 (ru) | 2006-08-19 | 2007-08-17 | Фильтр твердых частиц выхлопных газов дизельного двигателя с каталитическим покрытием, способ его изготовления и его применение |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7922987B2 (ru) |
| EP (1) | EP2054153B1 (ru) |
| JP (1) | JP5713561B2 (ru) |
| KR (2) | KR20140120360A (ru) |
| CN (1) | CN101516502B (ru) |
| BR (1) | BRPI0715693B1 (ru) |
| CA (1) | CA2661783C (ru) |
| RU (1) | RU2438777C2 (ru) |
| WO (1) | WO2008022967A1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2599985C2 (ru) * | 2012-04-05 | 2016-10-20 | Басф Корпорейшн | Платино-палладиевый дизельный катализатор окисления с функциями сжигания со/нс и накопления нс |
| RU2650992C2 (ru) * | 2013-04-24 | 2018-04-18 | Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани | Подложка фильтра, содержащая зонально нанесенное покрытие из пористого оксида с катализатором |
| RU2721563C2 (ru) * | 2013-05-17 | 2020-05-20 | Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани | Катализатор окисления для двигателя с воспламенением от сжатия |
Families Citing this family (53)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8574408B2 (en) | 2007-05-11 | 2013-11-05 | SDCmaterials, Inc. | Fluid recirculation system for use in vapor phase particle production system |
| FR2916366B1 (fr) * | 2007-05-23 | 2009-11-27 | Saint Gobain Ct Recherches | Filtre a particules texture pour applications catalytiques |
| US8575059B1 (en) | 2007-10-15 | 2013-11-05 | SDCmaterials, Inc. | Method and system for forming plug and play metal compound catalysts |
| WO2009125829A1 (ja) * | 2008-04-10 | 2009-10-15 | 日揮ユニバーサル株式会社 | Ｐｅｔ延伸炉内ガスの浄化用触媒、同触媒を用いるｐｅｔ延伸炉内ガスの浄化方法およびｐｅｔ延伸炉の汚れ防止方法 |
| JP5273446B2 (ja) * | 2008-05-12 | 2013-08-28 | 日産自動車株式会社 | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
| EP2123345B1 (de) * | 2008-05-23 | 2010-08-04 | Umicore AG & Co. KG | Vorrichtung zur Reinigung von Dieselabgasen |
| US8512657B2 (en) | 2009-02-26 | 2013-08-20 | Johnson Matthey Public Limited Company | Method and system using a filter for treating exhaust gas having particulate matter |
| GB0903262D0 (en) * | 2009-02-26 | 2009-04-08 | Johnson Matthey Plc | Filter |
| US8637426B2 (en) * | 2009-04-08 | 2014-01-28 | Basf Corporation | Zoned catalysts for diesel applications |
| JP5794981B2 (ja) * | 2009-05-29 | 2015-10-14 | コーニング インコーポレイテッド | 低すす堆積コーティングを有する微粒子フィルター |
| DE102009033635B4 (de) * | 2009-07-17 | 2020-11-05 | Umicore Ag & Co. Kg | Katalytisch aktives Partikelfilter mit Schwefelwasserstoff-Sperrfunktion, seine Verwendung und Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden und Partikeln |
| FR2949690B1 (fr) | 2009-09-04 | 2011-10-21 | Saint Gobain Ct Recherches | Filtre a particules en sic incorporant du cerium |
| CN102574055B (zh) * | 2009-11-12 | 2015-11-25 | 尤米科尔股份公司及两合公司 | 改进的柴油氧化催化剂 |
| US20110143930A1 (en) * | 2009-12-15 | 2011-06-16 | SDCmaterials, Inc. | Tunable size of nano-active material on nano-support |
| US8652992B2 (en) | 2009-12-15 | 2014-02-18 | SDCmaterials, Inc. | Pinning and affixing nano-active material |
| US9126191B2 (en) | 2009-12-15 | 2015-09-08 | SDCmaterials, Inc. | Advanced catalysts for automotive applications |
| US9149797B2 (en) | 2009-12-15 | 2015-10-06 | SDCmaterials, Inc. | Catalyst production method and system |
| US8803025B2 (en) | 2009-12-15 | 2014-08-12 | SDCmaterials, Inc. | Non-plugging D.C. plasma gun |
| US8557727B2 (en) | 2009-12-15 | 2013-10-15 | SDCmaterials, Inc. | Method of forming a catalyst with inhibited mobility of nano-active material |
| US9119309B1 (en) | 2009-12-15 | 2015-08-25 | SDCmaterials, Inc. | In situ oxide removal, dispersal and drying |
| US8263033B2 (en) * | 2010-02-23 | 2012-09-11 | Ford Global Technologies, Llc | Palladium-contaning oxidation catalyst |
| KR101180949B1 (ko) * | 2010-07-09 | 2012-09-07 | 기아자동차주식회사 | 디젤 분진 필터용 촉매, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 디젤 차량용 매연 저감 장치 |
| JP2012035206A (ja) * | 2010-08-09 | 2012-02-23 | Johnson Matthey Japan Inc | 排ガス浄化触媒 |
| US8669202B2 (en) | 2011-02-23 | 2014-03-11 | SDCmaterials, Inc. | Wet chemical and plasma methods of forming stable PtPd catalysts |
| US20120308439A1 (en) * | 2011-06-01 | 2012-12-06 | Johnson Matthey Public Limited Company | Cold start catalyst and its use in exhaust systems |
| MX2014001718A (es) | 2011-08-19 | 2014-03-26 | Sdcmaterials Inc | Sustratos recubiertos para uso en catalisis y convertidores cataliticos y metodos para recubrir sustratos con composiciones de recubrimiento delgado. |
| RU2543168C2 (ru) * | 2011-09-07 | 2015-02-27 | Закрытое Акционерное Общество "Саровские Лаборатории", Российская Федерация, | Состав адсорбента для удаления токсичных веществ из выхлопных газов автомобиля и способ его изготовления |
| GB201121468D0 (en) * | 2011-12-14 | 2012-01-25 | Johnson Matthey Plc | Improvements in automotive catalytic aftertreatment |
| GB201207313D0 (en) | 2012-04-24 | 2012-06-13 | Johnson Matthey Plc | Filter substrate comprising three-way catalyst |
| US8568674B1 (en) | 2012-08-10 | 2013-10-29 | Basf Corporation | Diesel oxidation catalyst composites |
| GB201219600D0 (en) * | 2012-10-31 | 2012-12-12 | Johnson Matthey Plc | Catalysed soot filter |
| US9511352B2 (en) | 2012-11-21 | 2016-12-06 | SDCmaterials, Inc. | Three-way catalytic converter using nanoparticles |
| US9156025B2 (en) | 2012-11-21 | 2015-10-13 | SDCmaterials, Inc. | Three-way catalytic converter using nanoparticles |
| US8980209B2 (en) | 2012-12-12 | 2015-03-17 | Basf Corporation | Catalyst compositions, catalytic articles, systems and processes using protected molecular sieves |
| CN104837557B (zh) | 2012-12-12 | 2018-06-01 | 巴斯夫公司 | 使用大颗粒分子筛的催化剂组合物、催化制品、系统和方法 |
| CN103127950B (zh) * | 2013-02-22 | 2014-12-03 | 岳阳怡天化工有限公司 | 一种Cu-ZSM催化剂的制备方法 |
| US9034287B2 (en) | 2013-03-13 | 2015-05-19 | Basf Corporation | Catalyst compositions, articles, methods and systems |
| GB2512648B (en) | 2013-04-05 | 2018-06-20 | Johnson Matthey Plc | Filter substrate comprising three-way catalyst |
| WO2015013545A1 (en) | 2013-07-25 | 2015-01-29 | SDCmaterials, Inc. | Washcoats and coated substrates for catalytic converters |
| MX2016004991A (es) | 2013-10-22 | 2016-08-01 | Sdcmaterials Inc | Diseño de catalizador para motores de combustion diesel de servicio pesado. |
| JP2016535664A (ja) | 2013-10-22 | 2016-11-17 | エスディーシーマテリアルズ， インコーポレイテッド | リーンＮＯｘトラップの組成物 |
| CN105813745B (zh) * | 2013-12-06 | 2019-11-05 | 庄信万丰股份有限公司 | 包含两种不同贵金属-分子筛催化剂的废气催化剂 |
| KR102504525B1 (ko) * | 2013-12-06 | 2023-02-28 | 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 | 냉간 시동 촉매 및 그것의 배기 시스템에의 용도 |
| CN106470752A (zh) | 2014-03-21 | 2017-03-01 | Sdc材料公司 | 用于被动nox吸附(pna)系统的组合物 |
| US9757718B2 (en) * | 2014-05-09 | 2017-09-12 | Johnson Matthey Public Limited Company | Ammonia slip catalyst having platinum impregnated on high porosity substrates |
| WO2017011786A1 (en) * | 2015-07-15 | 2017-01-19 | University Of Notre Dame Du Lac | Glass catalyst compositions for improved hydrothermal durability |
| CN111801160A (zh) * | 2018-02-26 | 2020-10-20 | 巴斯夫公司 | 用于汽油机废气后处理的催化剂 |
| WO2019221266A1 (ja) * | 2018-05-17 | 2019-11-21 | 東京濾器株式会社 | 排気ガス浄化触媒 |
| CN112118907B (zh) * | 2018-05-17 | 2023-05-12 | 东京滤器株式会社 | 排气净化催化剂 |
| EP3639921A1 (en) * | 2018-10-18 | 2020-04-22 | Umicore Ag & Co. Kg | Exhaust gas purification system for a gasoline engine |
| EP3639919A1 (en) * | 2018-10-18 | 2020-04-22 | Umicore Ag & Co. Kg | Exhaust gas purification system for a gasoline engine |
| JP6956826B2 (ja) * | 2020-04-03 | 2021-11-02 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化触媒装置 |
| KR20240064639A (ko) * | 2021-08-11 | 2024-05-13 | 바스프 코포레이션 | 부분적으로 코팅된 촉매층을 갖는 미립자 필터 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ZA963235B (en) * | 1995-06-15 | 1996-10-25 | Engelhard Corp | Diesel exhaust stream treating catalyst and method of use |
| ES2131980T3 (es) * | 1996-11-11 | 1999-08-01 | Degussa | Catalizador purificador de gas de escape con una mejor capacidad de conversion para hidrocarburos |
| JPH10202105A (ja) * | 1997-01-22 | 1998-08-04 | Toyota Motor Corp | ディーゼル排ガス用酸化触媒 |
| JP2003129826A (ja) * | 2001-10-25 | 2003-05-08 | Hitachi Ltd | デイーゼルエンジン排ガスの浄化方法 |
| JP4210552B2 (ja) * | 2003-05-06 | 2009-01-21 | 株式会社アイシーティー | ディーゼルエンジン排ガス浄化用触媒およびその製造方法 |
| JP4236543B2 (ja) * | 2003-09-08 | 2009-03-11 | 本田技研工業株式会社 | 窒素酸化物の接触分解のための触媒と方法 |
| DE102004020259A1 (de) * | 2004-04-26 | 2005-11-10 | Hte Ag The High Throughput Experimentation Company | Oxidationskatalysator für die simultane Entfernung von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen aus sauerstoffreichen Abgasen und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US20070238605A1 (en) * | 2004-04-26 | 2007-10-11 | Wolfgang Strehlau | Catalysts for the Simultaneous Removal of Carbon Monoxide and Hydrocarbons from Oxygen-Rich Exhaust Gases and Processes for the Manufacture Thereof |
| DE102004040548A1 (de) * | 2004-08-21 | 2006-02-23 | Umicore Ag & Co. Kg | Verfahren zum Beschichten eines Wandflußfilters mit feinteiligen Feststoffen und damit erhaltenes Partikelfilter und seine Verwendung |
| DE102004040550A1 (de) | 2004-08-21 | 2006-02-23 | Umicore Ag & Co. Kg | Verfahren zur Beschichtung eines Wandflußfilters mit einer Beschichtungszusammensetzung |
| US7722829B2 (en) * | 2004-09-14 | 2010-05-25 | Basf Catalysts Llc | Pressure-balanced, catalyzed soot filter |
| DE102004048247A1 (de) | 2004-10-04 | 2006-04-06 | Hte Ag The High Throughput Experimentation Company | Zeolithkatalysator für die simultane Entfernung von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen aus sauerstoffreichen Abgasen und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP1721665A1 (de) | 2005-05-13 | 2006-11-15 | HTE Aktiengesellschaft The High Throughput Experimentation Company | Katalysator zur Abgasbehandlung und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US8119075B2 (en) * | 2005-11-10 | 2012-02-21 | Basf Corporation | Diesel particulate filters having ultra-thin catalyzed oxidation coatings |
| DE102005062317B4 (de) | 2005-12-24 | 2008-08-21 | Umicore Ag & Co. Kg | Verfahren zur katalytischen Beschichtung von keramischen Wabenkörpern |
| DE102006007056A1 (de) | 2006-02-15 | 2007-08-16 | Hte Ag The High Throughput Experimentation Company | Oxidationskatalysator zur Abgasbehandlung und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US7576031B2 (en) * | 2006-06-09 | 2009-08-18 | Basf Catalysts Llc | Pt-Pd diesel oxidation catalyst with CO/HC light-off and HC storage function |
-
2007
- 2007-08-17 BR BRPI0715693A patent/BRPI0715693B1/pt active IP Right Grant
- 2007-08-17 CN CN2007800347195A patent/CN101516502B/zh active Active
- 2007-08-17 WO PCT/EP2007/058550 patent/WO2008022967A1/de active Application Filing
- 2007-08-17 KR KR1020147024331A patent/KR20140120360A/ko not_active Application Discontinuation
- 2007-08-17 KR KR20097005659A patent/KR101479474B1/ko active IP Right Grant
- 2007-08-17 RU RU2009109744/04A patent/RU2438777C2/ru active
- 2007-08-17 CA CA2661783A patent/CA2661783C/en active Active
- 2007-08-17 US US12/377,753 patent/US7922987B2/en active Active
- 2007-08-17 EP EP07788470.8A patent/EP2054153B1/de active Active
- 2007-08-17 JP JP2009525032A patent/JP5713561B2/ja active Active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2599985C2 (ru) * | 2012-04-05 | 2016-10-20 | Басф Корпорейшн | Платино-палладиевый дизельный катализатор окисления с функциями сжигания со/нс и накопления нс |
| US9533295B2 (en) | 2012-04-05 | 2017-01-03 | Basf Corporation | Pt-Pd diesel oxidation catalyst with CO/HC light-off and HC storage function |
| RU2650992C2 (ru) * | 2013-04-24 | 2018-04-18 | Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани | Подложка фильтра, содержащая зонально нанесенное покрытие из пористого оксида с катализатором |
| RU2721563C2 (ru) * | 2013-05-17 | 2020-05-20 | Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани | Катализатор окисления для двигателя с воспламенением от сжатия |
| US11794169B2 (en) | 2013-05-17 | 2023-10-24 | Johnson Matthey Public Limited Company | Oxidation catalyst for a compression ignition engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009109744A (ru) | 2010-09-27 |
| EP2054153B1 (de) | 2014-01-22 |
| CA2661783A1 (en) | 2008-02-28 |
| JP2010501326A (ja) | 2010-01-21 |
| CN101516502B (zh) | 2012-05-30 |
| JP5713561B2 (ja) | 2015-05-07 |
| KR20090055580A (ko) | 2009-06-02 |
| EP2054153A1 (de) | 2009-05-06 |
| KR101479474B1 (ko) | 2015-01-06 |
| BRPI0715693B1 (pt) | 2018-10-23 |
| WO2008022967A1 (de) | 2008-02-28 |
| KR20140120360A (ko) | 2014-10-13 |
| CA2661783C (en) | 2014-10-14 |
| BRPI0715693A2 (pt) | 2013-08-06 |
| CN101516502A (zh) | 2009-08-26 |
| US20100092358A1 (en) | 2010-04-15 |
| US7922987B2 (en) | 2011-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2438777C2 (ru) | Фильтр твердых частиц выхлопных газов дизельного двигателя с каталитическим покрытием, способ его изготовления и его применение | |
| JP5447757B2 (ja) | 触媒被覆された粒子フィルタ及びその製造方法並びにその使用 | |
| KR100545299B1 (ko) | 배기가스 정화용 필터 촉매 및 이의 제조 방법 | |
| JP5746720B2 (ja) | 圧力平衡化された触媒付き排気物品 | |
| JP5909191B2 (ja) | 帯状触媒スートフィルタ | |
| US8431186B2 (en) | Method for the coating of a diesel particle filter and diesel particle filter produced thereby | |
| US7465690B2 (en) | Methods for making a catalytic element, the catalytic element made therefrom, and catalyzed particulate filters | |
| US20040065078A1 (en) | Catalytic soot filter and use thereof in treatment of lean exhaust gases | |
| JP2006520264A (ja) | ディーゼルエンジンおよびディーゼルエンジン用の触媒作用を付与したフィルター | |
| EP1594609A1 (en) | Substrate for exhaust-gas purifying filter catalyst | |
| WO2014178633A1 (ko) | 가솔린직접분사엔진 매연여과용 촉매식 필터 | |
| JP4239864B2 (ja) | ディーゼル排ガス浄化装置 | |
| EP2606971B1 (en) | Oxidation catalyst suitable for combustion of light oil component | |
| KR100914279B1 (ko) | 배기가스정화촉매 및 그 제조방법 | |
| WO2014178632A1 (ko) | 가솔린엔진 배기가스 정화용 촉매시스템 |