RU2726621C1 - Каталитический фильтр, содержащий катализатор окисления сажи и scr-катализатор - Google Patents
Каталитический фильтр, содержащий катализатор окисления сажи и scr-катализатор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2726621C1 RU2726621C1 RU2018114872A RU2018114872A RU2726621C1 RU 2726621 C1 RU2726621 C1 RU 2726621C1 RU 2018114872 A RU2018114872 A RU 2018114872A RU 2018114872 A RU2018114872 A RU 2018114872A RU 2726621 C1 RU2726621 C1 RU 2726621C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- cerium oxide
- catalyst
- doped cerium
- scr
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 261
- 239000004071 soot Substances 0.000 title claims abstract description 98
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 93
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 93
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 59
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 110
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 110
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 102
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 8
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 claims abstract description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 67
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 40
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 31
- YOSLGHBNHHKHST-UHFFFAOYSA-N cerium manganese Chemical compound [Mn].[Mn].[Mn].[Mn].[Mn].[Ce] YOSLGHBNHHKHST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 21
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 19
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 14
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 claims description 13
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 13
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 12
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 11
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 9
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 6
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 4
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 117
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004887 air purification Methods 0.000 abstract 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 71
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 71
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 55
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 55
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 27
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 18
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 13
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 12
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 12
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 11
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 8
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 8
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052676 chabazite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 6
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L calcium;1,3,5,2,4,6$l^{2}-trioxadisilaluminane 2,4-dioxide;dihydroxide;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[OH-].[OH-].[Ca+2].O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1.O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1 UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 5
- 241000264877 Hippospongia communis Species 0.000 description 4
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 4
- -1 silicalite Chemical compound 0.000 description 4
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 4
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 210000001175 cerebrospinal fluid Anatomy 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 3
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001657 ferrierite group Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Chemical compound [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N (D)-(+)-Pantothenic acid Chemical compound OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(O)=O GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L Copper hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cu+2] JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000005750 Copper hydroxide Substances 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RIOSMNKWWSAFGT-UHFFFAOYSA-N [O--].[Cu++].[Ce+3] Chemical compound [O--].[Cu++].[Ce+3] RIOSMNKWWSAFGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CNLWCVNCHLKFHK-UHFFFAOYSA-N aluminum;lithium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Li+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O CNLWCVNCHLKFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N ammonium carbamate Chemical compound [NH4+].NC([O-])=O BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N ammonium formate Chemical compound [NH4+].[O-]C=O VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N caesium oxide Chemical compound [O-2].[Cs+].[Cs+] KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001942 caesium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N carbonic acid monoamide Natural products NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 239000006255 coating slurry Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910001956 copper hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZKXWKVVCCTZOLD-UHFFFAOYSA-N copper;4-hydroxypent-3-en-2-one Chemical compound [Cu].CC(O)=CC(C)=O.CC(O)=CC(C)=O ZKXWKVVCCTZOLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 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 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012013 faujasite Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 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
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003455 mixed metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 238000002459 porosimetry Methods 0.000 description 1
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052642 spodumene Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
- B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- 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
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
-
- 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
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/32—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/34—Manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
-
- 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
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/83—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
-
- 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
-
- 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
- B01J29/064—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof containing iron group metals, noble metals or copper
-
- 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
- B01J29/76—Iron group metals or copper
- B01J29/763—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0215—Coating
-
- 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
- B01J37/08—Heat treatment
- B01J37/10—Heat treatment in the presence of water, e.g. steam
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/206—Rare earth metals
- B01D2255/2065—Cerium
-
- 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
- B01D2255/2066—Praseodymium
-
- 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
- B01D2255/2068—Neodymium
-
- 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
- B01D2255/20715—Zirconium
-
- 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
- B01D2255/2073—Manganese
-
- 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
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/915—Catalyst supported on particulate filters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/01—Engine exhaust gases
- B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
-
- 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
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
-
- 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
- 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
-
- 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
- Y02A50/2351—Atmospheric particulate matter [PM], e.g. carbon smoke microparticles, smog, aerosol particles, dust
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к катализаторам, системам и способам, которые используются для очистки отработавшего газа, который образуется при сгорании углеводородного топлива, в частности отработавшего газа, полученного на бедной смеси, содержащего сажу и оксиды азота, образуемого дизельным двигателем. Предложен каталитический фильтр, содержащий смесь SCR-катализатора и катализатора окисления сажи, где катализатор окисления сажи является легированным медью оксидом церия, легированным железом оксидом церия или легированным марганцем оксидом церия. Смесь SCR-катализатора и катализатора окисления сажи обеспечивает понижение максимальной температуры окисления для удаления сажи из фильтра. Заявленная группа изобретений, в частности применение заявленного фильтра, позволяет улучшить сгорание сажи и уменьшить чувствительность SCR-катализатора, содержащегося на фильтре, к деградации, а также катализатор окисления сажи также повышает устойчивость SCR-катализатора к отравлению и последующему ухудшению рабочих характеристик SCR. 16 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к катализаторам, системам и способам, которые используются для очистки отработавшего газа, который образуется при сгорании углеводородного топлива, в частности, отработавшего газа, полученного на бедной смеси, содержащего сажу и оксиды азота, образуемого дизельным двигателем.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Отработавший газ образуется при сгорании топлива, такого как природный газ, бензин, дизельное топливо, жидкое топливо или уголь. Когда сгорание происходит в камере, такой как двигатель или печь, образующийся в результате отработавший газ обычно очищается перед выпусканием в атмосферу через выхлопную трубу, дымовую трубу или тому подобное. Хотя большая часть отработавшего газа состоит из азота (N2), водяного пара (H2O) и углекислого газа (CO2), которые считаются неопасными соединениями, неочищенный отработавший газ также содержит относительно малые количества нежелательных вредных и/или токсичных веществ, таких как монооксид углерода (СО) в результате неполного сгорания, углеводороды (HC) из несгоревшего топлива, оксиды азота (NOx) (например, оксид азота (NO), диоксид азота (NO2) и закись азота (N2O)) из-за чрезмерно высоких температур сгорания, и твердые частицы (нерастворимые частицы угольной сажи). В дополнение к этому могут присутствовать небольшие количества жидких углеводородов (например, смазочное масло и несгоревшее топливо) и различные другие органические соединения. Настоящее изобретение относится к отработавшему газу, выпускаемому дизельными двигателями, которые обычно работают при высоком отношении воздуха к топливу (т.е. в условиях очень бедной смеси). Такие бедные условия часто приводят к образованию отработавшего газа с относительно высокой эмиссией твердых частиц и NOx - двух компонентов, которые, как оказалось, трудно эффективно конвертировать в более безвредные вещества.
Дизельные двигатели часто оснащены системами выпуска, включающими один или более каталитических компонентов, которые работают отдельно или вместе для очистки отработавшего газа перед его выпуском в атмосферу. Например, известно, что NOx может быть превращен в элементарный азот N2 и воду с помощью реакции NOx в отработавшем газе с NH3 в присутствии некоторых нанесенных на носитель катализаторов посредством процесса, обычно называемого селективным каталитическим восстановлением (SCR). Известные SCR-катализаторы включают ванадий (V2O5) на смеси оксида церия (CeO2) и оксида алюминия (Al2O3) на носителе (см. ЕР 0246859), или V2O5/WO3, нанесенный на TiO2 (см. WO 99/39809). Также были предложены и другие SCR-катализаторы, такие как смешанные оксиды металлов, например, Fe-W/CeZrO2 (WO 2009/001131) и алюмосиликатные и кремнийалюмофосфатные молекулярные сита, насыщенные внекаркасным металлом, как например, Cu:SAPO-34 (см. патент US 2010/0290963). Обработка NOx включает трансформацию в газовой фазе NOx в газообразный азот (N2) и водяной пар (H2O).
В отличие от обработки NOx, удаление сажи в отработавшем газе обычно включает механическое фильтрование. Например, выбросы сажи могут быть уменьшены с помощью пропускания содержащего сажу отработавшего газа через дизельный фильтр твердых частиц (DPF), такой как кордиеритовый фильтр с проточными стенками (см. патент US 2010/0170230). Когда содержащий сажу отработавший газ пропускают через фильтр, частицы, содержащие сажу, удаляются из газа и становятся помещенными на фильтр или в фильтр. Хотя этот способ может быть эффективным в удалении частиц, накопление частиц сажи на фильтре или в фильтре может вызывать нежелательное увеличение противодавления через фильтр. Это увеличение противодавления обычно приводит к снижению производительности и эффективности двигателя. Накопленная углеродная сажа может быть удалена из фильтра с помощью регенерации фильтра, которая обычно осуществляется путем периодического сжигания сажи. Один из таких методов сжигания включает каталитическое окисление сажи при низких температурах с помощью катализатора окисления сажи, нанесенного на фильтр (т.е. каталитического сажевого фильтра (CSF)) (US 4902487).
Традиционные системы выпуска содержат отдельные компоненты для обработки NOx (SCR) и обработки сажи (CSF). Тем не менее, часто желательна разработка отдельных компонентов системы выпуска, выполняющих более одной функции, чтобы уменьшить общий объем пространства, занимаемый системой выпуска, снизить затраты и т.д. Например, нанесение SCR-катализатора на фильтрующий субстрат (SCRF) служит для уменьшения общего размера системы очистки отработавшего газа, позволяя одному субстрату выполнять две функции, а именно каталитическую конверсию NOx с помощью SCR-катализатора и удаление сажи фильтром. Например, в патентной публикации US 2010/0180580 описан SCR-катализатор, который может быть нанесен на DPF с проточными стенками. Однако, удаление катализатора окисления сажи в SCRF требует, чтобы сажа, накопившаяся на поверхности фильтра, сжигалась при очень высоких температурах. Соответственно, остается потребность в эффективной системе для обработки сажи и NOx в отработавшем газе, полученном на бедной смеси. Настоящее изобретение удовлетворяет эту потребность наряду с некоторыми другими.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение связано с обнаружением того факта, что каталитический фильтр, имеющий SCR-катализатор, объединенный с катализатором окисления сажи, содержащим легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия, может давать более низкие температуры сгорания сажи, не влияя на SCR-реакцию. Благодаря покрытию фильтрующего субстрата смесью катализатора окисления сажи, позволяющего сжигать твердые частицы, и SCR-катализатора, сложность, размер и стоимость системы очистки отработавшего газа могут быть снижены. Кроме того, катализатор окисления сажи не будет расходовать восстановители на основе азота (мочевину, аммиак и т.д.), которые необходимы для осуществления SCR-реакции ниже по потоку. Следовательно, настоящее изобретение позволяет дозировать восстановитель в отработавший газ перед фильтром, содержащим катализатор окисления сажи.
В одном аспекте изобретения композиция содержит SCR-катализатор и катализатор окисления сажи, содержащий легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия, где композиция составлена для нанесения на фильтр, и SCR-катализатор и катализатор окисления сажи присутствуют в фильтре в виде смеси.
В другом аспекте изобретения фильтр содержит смесь SCR-катализатора и катализатора окисления сажи, содержащего легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия.
В еще одном аспекте изобретения система для очистки отработавшего газа, полученного на бедной смеси, включает: (а) инжектор азотсодержащего восстановителя; и (b) каталитический фильтр, содержащий (i) SCR-катализатор и (ii) катализатор окисления сажи, содержащий легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия, где SCR-катализатор и катализатор окисления сажи присутствуют на фильтре в виде смеси, и инжектор расположен выше по потоку и находится в сообщении по текучей среде с каталитическим фильтром.
В еще одном аспекте изобретения способ очистки отработавшего газа, полученного на бедной смеси, включает (a) пропускание потока отработавшего газа, полученного на бедной смеси, содержащего сажу, NOx и азотсодержащий восстановитель, через каталитический фильтр, содержащий (i) SCR-катализатор и (ii) катализатор окисления сажи, содержащий легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия, где SCR-катализатор и катализатор окисления сажи присутствуют на фильтре в виде смеси, (b) окисление по меньшей мере части сажи на каталитическом фильтре; и (c) восстановление по меньшей мере части NOx.
В еще одном аспекте изобретения способ улучшения сгорания сажи на SCR-содержащем фильтре включает обеспечение фильтра катализатором окисления сажи, содержащим легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия.
В другом аспекте изобретения способ снижения чувствительности SCR-катализатора, содержащегося на фильтре, к деградации, включает обеспечение фильтра катализатором окисления сажи, содержащим легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия.
В еще одном аспекте изобретения способ понижения температуры сгорания сажи на фильтре включает обеспечение фильтра катализатором окисления сажи, содержащим легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия.
В еще одном аспекте изобретения способ повышения устойчивости к SCR-катализатора на фильтре к отравлению включает обеспечение фильтра катализатором окисления сажи, содержащим легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 представлен график влияния содержания меди на температуру разложения.
На фиг.2 представлен график, показывающий зависимость между волновым числом и функцией Кубелки-Мунка для катализаторов с различными содержаниями меди в свежих образцах.
На фиг.3 представлен график, показывающий разницу между свежим и состаренным катализатором для температуры разложения сажи при различных содержаниях меди.
На фиг.4 представлен график, показывающий % конверсии NOx катализатора, содержащего CeZr Cu, и катализатора без CeZr.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к каталитическому фильтру, который способен удалять сажу и NOx из отработавшего газа, полученного на бедной смеси. Каталитический фильтр содержит SCR-катализатор и катализатор окисления сажи, содержащий легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия, где SCR-катализатор и катализатор окисления сажи присутствуют в фильтре в виде смеси.
Катализатор сгорания сажи
Катализатор сгорания сажи содержит легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия.
Легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия могут быть легированы: (a) диоксидом циркония, (b) диоксидом циркония и празеодимом, (c) диоксидом циркония и неодимом, или (d) диоксидом циркония, празеодимом и неодимом.
Медь или марганец могут присутствовать в количестве от 0,5% масс. до 15% масс. относительно массы легированного оксида церия.
Железо может присутствовать в количестве от 0,5% масс. до 10% масс. относительно массы легированного оксида церия.
SCR-катализатор
SCR-катализатор может содержать основной металл, оксид основного металла, металл, нанесенный на смешанный оксид, молекулярное сито, металлсодержащее молекулярное сито или смесь этого.
Основной металл может быть выбран из группы, состоящей из церия (Ce), хрома (Cr), кобальта (Co), меди (Cu), железа (Fe), марганца (Mn), молибдена (Mo), никеля (Ni), вольфрама (W) и ванадия (V), и их смесей.
Композиции SCR, состоящие из ванадия, нанесенного на тугоплавкий оксид металла, такой как оксид алюминия, диоксид кремния, диоксид циркония, диоксид титана, оксид церия и их комбинации, хорошо известны и широко используются в промышленных масштабах в мобильных установках. Типичные композиции описаны в патентах US 4010238 и US 4085193, полное содержание которых включено в настоящий документ посредством ссылки. Композиции, используемые в промышленном масштабе, особенно в мобильных установках, содержат TiO2, на который диспергированы WO3 и V2O5 в концентрациях от 5% масс. до 20% масс. и от 0,5% масс. до 6% масс., соответственно. Эти катализаторы могут содержать и другие неорганические материалы, такие как SiO2 и ZrO2, служащие связующими и промоторами.
SCR-катализатор может содержать металл, нанесенный на смешанный оксид, содержащий по меньшей мере один каталитический компонент, состоящий из (i) по меньшей мере одного переходного металла, диспергированного на смешанном оксиде или сложном оксиде или их смеси в качестве материала носителя, состоящего из церия и циркония; или (ii) оксида церия и оксида циркония в виде одиночных оксидов или их сложного оксида, или смеси одиночных оксидов и сложного оксида, диспергированных на инертном оксидном материале носителя, при этом по меньшей мере один переходный металл диспергирован на нем, при этом по меньшей мере один переходный металл выбран из группы, состоящей из металла группы VIB, металла группы IB, металла группы IVA, металла группы VB, металла группы VIIB, металла группы VIII и смесей любых двух или более из них, при условии, что по меньшей мере один выбранный переходный металл является вольфрамом, при условии, что содержание церия и циркония в виде оксидов в каталитическом компоненте представлено CexZr1-XO2, где X=0,1-0,5, предпочтительно X=0,2-0,5. Этот тип SCR-катализатора был описан в US 2012/0141347. По меньшей мере один переходный металл может быть выбран из группы, состоящей из Cr, Ce, Mn, Fe, Co, Ni, W и Cu. Предпочтительно, по меньшей мере один переходный металл выбран из группы, состоящей из Fe, W, Ce, Mn и Cu. Более предпочтительно, по меньшей мере один переходный металл включает железо и марганец. По меньшей мере один переходный металл может включать железо и вольфрам.
Общее количество по меньшей мере одного переходного металла, присутствующего в каталитическом компоненте, составляет от 0,1% масс. до 30% масс., исходя из общей массы каталитического компонента.
Каталитический компонент может состоять из (ii) оксида церия и оксида циркония в виде одиночных оксидов или их сложного оксида, или смеси одиночных оксидов и сложного оксида, диспергированных на инертном оксидном материале носителя, и инертный оксидный носитель выбирают из группы, состоящей из оксида алюминия, диоксида титана, нецеолитного алюмосиликата, оксида церия, диоксида циркония и смесей, сложных оксидов и смешанных оксидов любых двух или более из них.
Каталитический компонент может быть активирован при температуре по меньшей мере 600°С.
Каталитическая композиция может также содержать второй каталитический компонент, состоящий из железа и вольфрама, диспергированных на диоксиде циркония. Первый каталитический компонент и второй каталитический компонент могут быть расположены в отдельных зонах или слоях, или каталитическая композиция может быть смесью первого и второго каталитических компонентов.
SCR-катализатор может содержать по меньшей мере один каталитический компонент, состоящий из (i) двух или более переходных металлов, диспергированных на смешанном оксиде или сложном оксиде или их смеси в качестве материала носителя, состоящего из церия и циркония; или (ii) оксида церия и оксида циркония в виде одиночных оксидов или их сложного оксида, или смеси одиночных оксидов и сложного оксида, диспергированных на инертном оксидном материале носителя, на котором диспергировано по меньшей мере два переходных металла. Два или более переходных металла могут быть выбраны из группы, состоящей из металла группы VIB, металла группы IB, металла группы IVA, металла группы VB, металла группы VIIB, металла группы VIII и смесей любых двух или более из них. Предпочтительно, два или более переходных металла содержат вольфрам. Содержание церия и циркония в виде оксидов в катализаторе может быть представлено CexZr1-XO2, где X=0,1-0,9, предпочтительно X=0,1-0,5. Данный тип SCR-катализатора описан в публикации патентной заявки US 2012/0141347, полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Когда SCR-катализатор является основным металлом, каталитическое изделие может также содержать по меньшей мере один промотор основного металла. Используемый здесь термин «промотор» следует понимать как вещество, которое при добавлении в катализатор повышает активность катализатора. Промотор основного металла может присутствовать в виде металла, оксида металла или их смеси. По меньшей мере один промотор основного металла катализатора может быть выбран из бария (Ba), кальция (Ca), церия (Ce), лантана (La), магния (Mg), марганца (Mn), молибдена (Mo), неодима (Nd), ниобия (Nb), празеодима (Pr), стронция (Sr), тантала (Ta), олова (Sn), цинка (Zn), циркония (Zr), и их оксидов. По меньшей мере один промотор основного металла катализатора может предпочтительно быть CeO2, CoO, CuO, Fe2O3, MnO2, Mn2O3, SnO2 и их смесями.
По меньшей мере один промотор основного металла катализатора может быть добавлен в катализатор в виде соли в водном растворе, такой как нитрат или ацетат.
По меньшей мере один промотор основного металла катализатора и по меньшей мере один основной металл катализатора, например, медь, может быть пропитан из водного раствора на оксидный материал (материалы) носителя, может быть добавлен на покрытие из пористого оксида, содержащее оксидный материал (материалы) носителя, или может быть пропитан в носитель, предварительно покрытый покрытием из пористого оксида.
SCR-катализатор может содержать от по меньшей мере примерно 0,1% масс., по меньшей мере примерно 0,5% масс., по меньшей мере примерно 1% масс., или по меньшей мере примерно 2% масс. до не более чем примерно 10% масс., примерно 7% масс., примерно 5% масс. металла-промотора, исходя из общей массы металла-промотора и носителя.
SCR-катализатор может включать молекулярное сито или металлсодержащее молекулярное сито. Используемый здесь термин «молекулярное сито» следует понимать как метастабильный материал, содержащий мельчайшие поры точного и одинакового размера, который может использоваться в качестве адсорбента для газов или жидкостей. Молекулы, которые достаточно малы для того, чтобы пройти сквозь эти поры, адсорбируются, тогда как более крупные молекулы - нет. Используемый в настоящем документе термин «металлсодержащее молекулярное сито» означает молекулярное сито с обменным металлом или молекулярное сито с замещенным металлом. SCR-катализатор может включать алюмосиликатное молекулярное сито, алюмофосфатное молекулярное сито, кремнийалюмофосфатное молекулярное сито, металлсодержащее алюмосиликатное молекулярное сито, металлсодержащее алюмофосфатное молекулярное сито, или металлсодержащее кремнийалюмофосфатное молекулярное сито. Предпочтительно, молекулярное сито является металлсодержащим молекулярным ситом. Используемый в настоящем документе термин «молекулярное сито» включает молекулярные сита, выполненные из следующих материалов: алюмосиликаты, металлсодержащие алюмосиликаты, алюмофосфаты (AlPO), металлсодержащие алюмофосфаты (MeAlPO), кремнеалюмофосфаты (SAPO), и металлсодержащие кремнеалюмофосфаты (MeAPSO). Данный термин включает традиционные цеолитные молекулярные сита, которые ограничены микропористым алюмосиликатом, имеющим любую из каркасных структур, перечисленных в «Базе данных цеолитных структур» («Database of Zeolite Structures»), опубликованной Международной цеолитной ассоциацией (IZA). Специалисту будет понятно, что и другие описанные выше семейства также считаются цеолитами специалистами в данной области техники.
SCR-катализатор может включать мелкопористое молекулярное сито. Мелкопористое молекулярное сито содержит каналы, образованные максимум 8 тетраэдрическими атомами. SCR-катализатор может включать мелкопористое молекулярное сито, выбранное из группы, состоящей из алюмосиликатных молекулярных сит, металлсодержащих алюмосиликатных молекулярных сит, алюмофосфатных (AlPO) молекулярных сит, металлсодержащих алюмофосфатных (MeAlPO) молекулярных сит, кремнеалюмофосфатных (SAPO) молекулярных сит и металлсодержащих кремнеалюмофосфатных (MeAPSO) молекулярных сит, и их смесей.
SCR-катализатор может включать мелкопористое молекулярное сито, выбранное из группы типов решетки, состоящей из 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, SIV, THO, TS, UEI, UFI, VNI, YUG и ZON, и их смесей и/или фаз прорастаний. Предпочтительно мелкопористое молекулярное сито выбирают из группы типов решетки, состоящей из AEI, AFX, CHA, DDR, ERI, ITE, KFI, LEV и SFW.
SCR-катализатор может включать молекулярное сито или металлсодержащее молекулярное сито, при этом молекулярное сито или молекулярное сито в металлсодержащем молекулярном сите включает типы решетки, выбранные из группы, состоящей из: AEI, BEA (бета-цеолитов), CHA (шабазита), FAU (цеолита Y), FER (ферриерита), MFI (ZSM-5) и MOR (морденита). Неограничивающие примеры цеолитов, имеющие эти структуры, включают шабазит, фожазит, цеолит Y, ультрастабильный цеолит Y, бета-цеолит, морденит, силикалит, цеолит X и ZSM-5.
Алюмосиликатные цеолиты могут иметь молярное отношение диоксида кремния к оксиду алюминия (SAR, определяемое как SiO2/Al2O3) от по меньшей мере примерно 5, предпочтительно по меньшей мере примерно 20, с подходящими диапазонами от примерно 10 до 200.
Металлсодержащее молекулярное сито может иметь по меньшей мере один металл из групп VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB или IIB периодической таблицы, нанесенный на внекаркасные участки на внешней поверхности или внутри каналов, полостей или клеток молекулярных сит. Металлы могут находиться в одной из нескольких форм, включая, без ограничения, атомы или кластеры металлов с нулевой валентностью, изолированные катионы, моноядерные или полиядерные оксикатионы, или в виде удлиненных оксидов металлов. Предпочтительно, металл выбирают из группы, состоящей из церия, хрома, кобальта, меди, галлия, индия, иридия, железа, марганца, молибдена, никеля, палладия, платины, рутения, рения, серебра, олова и цинка. Более предпочтительно металлом является медь.
Металл можно комбинировать с молекулярным ситом, используя смесь или раствор предшественника металла в подходящем растворителе. Термин «предшественник металла» означает любое соединение или комплекс, которые могут быть диспергированы на молекулярном сите с образованием каталитически активного металлического компонента. Данное изобретение не ограничено предшественниками металла определенного типа, состава или чистоты. Предпочтительным растворителем является вода из-за экономических и экологических аспектов использования других растворителей. Когда в качестве предпочтительного металла используется медь, подходящие комплексы или соединения включают, без ограничения, безводный и гидратированный сульфат меди, нитрат меди, ацетат меди, ацетилацетонат меди, оксид меди, гидроксид меди и соли амминов меди (например, [Cu(NH3)4]2+).
Молекулярное сито может быть добавлено в раствор металлического компонента с образованием суспензии, которая затем может вступать в реакцию таким образом, что металлический компонент распределяется на молекулярном сите.
Металл может быть распределен в пористых каналах, а также на внешней поверхности молекулярного сита.
Металл может быть распределен в ионной форме или в виде оксида металла. Например, медь может быть распределена в виде ионов меди (II), ионов меди (I), или в виде оксида меди.
Молекулярное сито, содержащее металл, можно отделить от жидкой фазы суспензии, промыть и высушить. Полученное в результате металлсодержащее молекулярное сито затем может быть прокалено для закрепления металла в молекулярном сите.
Металлсодержащее молекулярное сито может содержать в диапазоне от примерно 0,10% масс. до примерно 10% масс. металла группы VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB или IIB, расположенного на внекаркасных участках на внешней поверхности или внутри каналов, полостей или клеток молекулярного сита. Предпочтительно внекаркасный металл может присутствовать в количестве, находящемся в диапазоне от примерно 0,2% масс. до примерно 5% масс. Массовый % металла в металлсодержащем молекулярном сите представляет собой отношение массы металла к общей массе металла и молекулярного сита, умноженное на 100.
SCR-катализатор может присутствовать в каталитическом изделии в концентрации от примерно 0,5 до примерно 2,0 г/куб.дюйм (30,5-122 кг/м3). Количество SCR, присутствующее в каталитическом изделии, может зависеть от типа SCR-катализатора в изделии. Когда SCR-катализатор содержит основной металл или его оксид, основной металл может присутствовать в концентрации от 0,01% масс. до 20% масс. в расчете на общую массу SCR-катализатора. Когда SCR-катализатор включает молекулярное сито или металлсодержащее молекулярное сито, молекулярное сито может присутствовать в концентрации от 40% масс. до 80% масс. в расчете на общую массу SCR-катализатора.
В некоторых композициях SCR-катализатор обычно наносят на фильтр в виде суспензии для покрытия из пористого оксида. Другие композиции SCR-катализатора можно наносить на фильтр в виде водного раствора.
Катализатор окисления сажи и SCR-катализатор могут присутствовать в массовом соотношении от 5:95 до 95:5, соответственно, предпочтительно от 5:95 до 50:50, более предпочтительно от 10:90 до 30:70.
Катализатор окисления сажи и SCR-катализатор могут включать и другие некаталитические компоненты, такие как носители, стабилизаторы и промоторы. Эти дополнительные компоненты необязательно катализируют желаемую реакцию, но вместо этого улучшают эффективность каталитического материала, например, путем увеличения диапазона его рабочих температур, увеличения площади поверхности контакта катализатора и т.д.
Катализатор, содержащий каталитический компонент, также может включать дополнительные некаталитические компоненты. Примеры таких необязательных некаталитических компонентов могут включать нелегированный оксид алюминия, диоксид титана, нецеолитный алюмосиликат, оксид церия и диоксид циркония, которые присутствуют в каталитической композиции, но служат одной или более некаталитическим целям.
Тип субстрата DPF для использования в настоящем изобретении не имеет особых ограничений при условии, что фильтр является подходящим субстратом как для SCR-катализатора, так и для катализатора окисления сажи, и обладает подходящими физическими свойствами, такими как пористость, средний размер пор и т.д., которые совместимы с катализаторами SCR и окисления сажи. Подходящий DPF может включать нетканые волокнистые фильтры и металлические или кордиеритовые соты, а также другие типы дизельных фильтров твердых частиц. Предпочтительными фильтрующими субстратами для использования в мобильных установках являются монолиты, имеющие так называемую сотовую геометрию, которая включает множество соседних параллельных каналов, причем каждый канал обычно имеет квадратное, круглое, шестиугольное или треугольное поперечное сечение. Сотовая форма обеспечивает большую каталитическую поверхность при минимальном общем размере и падении давления. Другие субстраты включают листы или экраны, которые могут быть разделены на зоны любым подходящим образом, включая, например, укладку в стопки, намотку или упорядочивание вокруг центральной оси. Другие субстраты включают упакованные слои, которые могут быть образованы гранулами адсорбента, предпочтительно удерживаемыми вместе связующим или спекаемых с образованием клейкой массы.
Сажевые фильтры для использования в настоящем изобретении могут быть изготовлены с использованием различных материалов, включая металлокерамику, керамику или металлическое волокно и т.д. Предпочтительным типом фильтра является так называемый фильтр «с проточными стенками», выполненный из пористой керамики или другого материала в виде монолитной решетки из множества мелких каналов, идущих по существу параллельно на большей части длины корпуса фильтра, при этом каналы на противоположных концах поочередно закрыты в шахматном порядке. Специфические материалы конструкции для монолитов с проточными стенками включают кордиерит, α-оксид алюминия, карбид кремния, нитрид кремния, диоксид циркония, муллит, сподумен, оксид алюминия-диоксид кремния-оксид магния или силикат циркония, керамические композиционные волокна или пористый тугоплавкий металл. Предпочтительные материалы включают кордиерит, карбид кремния и титанат-оксид алюминия.
Закрытие или закупоривание чередующихся противоположных концов каналов фильтра с проточными стенками заставляет отработавший газ проходить через стенки пористых керамических каналов. Несмотря на пористость, эти стенки предотвращают прохождение большей части твердых частиц через них. То есть, отработавший газ, неочищенный каталитическим фильтром, поступает в каналы субстрата (т.е. на вход фильтра), где он контактирует со стороной впуска стенки субстрата. Во время работы двигателя существует перепад давления между впускными и выпускными поверхностями субстрата (более высокое давление на впускной поверхности по сравнению с выпускной поверхностью) и, таким образом, перепад давления также существует между стороной впуска и стороной выпуска стенки субстрата. Этот перепад давления, наряду с газопроницаемым характером стенок, позволяет отработавшему газу, который поступает в канал, открытый к впускной поверхности, проходить от стороны впуска пористой стенки к стороне выпуска этой стенки и затем в соседний канал (т.е. выход фильтра), который открыт в расположенную ниже по потоку секцию системы выпуска. Фильтры с проточными стенками, используемые в настоящем изобретении, имеют примерно до 700 каналов (ячеек) на квадратный дюйм (6,5 см2) поперечного сечения. Фильтр с проточными стенками может содержать примерно от 100 до 400 ячеек на квадратный дюйм («cpsi»).
Фактическая форма и размеры фильтрующего субстрата, а также такие свойства, как толщина стенки канала, ее пористость и т.д., зависят от конкретной интересующей области применения. Для фильтрации важен средний размер пор пористого субстрата. Средний размер пор можно определять любыми подходящими способами, в том числе с помощью ртутной порометрии. Средний размер пор пористого субстрата должен иметь достаточно высокое значение, чтобы способствовать низкому противодавлению, обеспечивая при этом достаточную эффективность. Предпочтительные пористые субстраты имеют средний размер пор примерно от 5 мкм до 50 мкм, например, от примерно 10 мкм до примерно 40 мкм, от примерно 20 мкм до примерно 30 мкм, от примерно 10 мкм до примерно 25 мкм, от примерно 10 мкм до примерно 20 мкм, от примерно 20 мкм до примерно 25 мкм, от примерно 10 мкм до примерно 15 мкм, и от примерно 15 мкм до примерно 20 мкм.
Фильтры с проточными стенками могут иметь пористость по меньшей мере примерно 30%, предпочтительно по меньшей мере 40% (например, от 45% до 75%) и более предпочтительно по меньшей мере 55% (например, от 55% до 75%).
Фильтры с проточными стенками для использования по настоящему изобретению предпочтительно имеют эффективность не менее 70%, по меньшей мере примерно 75%, по меньшей мере примерно 80% или по меньшей мере примерно 90%. Эффективность может составлять от примерно 75% до примерно 99%, от примерно 75% до примерно 90%, от примерно 80% до примерно 90%, или от примерно 85% до примерно 95%. Эффективность является относительной для сажи и других частиц аналогичного размера и для концентраций твердых частиц, обычно обнаруживаемых в традиционном отработавшем газе дизельного двигателя. Например, твердые частицы в отработавшем газе дизельного двигателя могут иметь размер в диапазоне от 0,05 мкм до 2,5 мкм. Соответственно, эффективность может базироваться на этом диапазоне или поддиапазоне, например, 0,1-0,25 мкм, 0,25-1,25 мкм или 1,25-2,5 мкм. Предпочтительная пористость для кордиеритовых фильтров составляет от примерно 60% до примерно 75%.
Во время нормальной работы системы выпуска сажа и другие твердые частицы накапливаются на впускных сторонах фильтра, или на входе, что приводит к повышению противодавления. Чтобы сгладить это увеличение противодавления, фильтрующие субстраты непрерывно или периодически регенерируют путем сжигания накопившейся сажи. Процесс сжигания стимулируется катализатором окисления сажи. Отработавший газ также контактирует с SCR-катализатором, смешанным с катализатором окисления сажи, и вступает в реакцию с устранением большей части компонентов NOx из отработавшего газа.
Катализатор окисления сажи и SCR-катализатор могут быть включены в фильтр или нанесены на него с помощью любого практического средства, которое позволяет смеси из двух катализаторов присутствовать на фильтре. Так, например, покрытие из пористого оксида, содержащее смесь из двух катализаторов, может быть нанесено на впускную сторону (поверхность) фильтра. Способ применения и свойства покрытия из пористого оксида могут быть модифицированы с помощью методов, известных специалисту в данной области, таких как применение давления или вакуума. После нанесения покрытия из пористого оксида, его высушивают и затем прокаливают. Температура и продолжительность времени, используемые при прокаливании, могут изменяться в зависимости от конкретной используемой комбинации катализатора окисления сажи и SCR-катализатора. Прокаливание может осуществляться при температуре от примерно 400°С до примерно 600°C в течение примерно от 1 ч до примерно 3 ч. При некоторых комбинациях катализатора окисления сажи и SCR-катализатора каталитическое покрытие может быть активировано, предпочтительно при температуре от примерно 100°С до примерно 300°С в течение от примерно 1 ч до примерно 3 ч.
Другой аспект изобретения относится к системе для очистки отработавшего газа, полученного на бедной смеси. Такие системы очистки отработавшего газа представляют собой конфигурации из двух или более отдельных устройств или компонентов, каждое из которых способно модифицировать состав отработавшего газа независимо от другого (других), но при взаимодействии с ним (ними) с образованием взаимосвязанной схемы очистки отработавшего газа. Предпочтительно один или более компонентов системы очистки отработавшего газа взаимодействуют с образованием синергического эффекта.
Система по настоящему изобретению может содержать фильтр, содержащий смесь катализатора окисления сажи и SCR-катализатора, описанных в данном документе, находящийся в сообщении по текучей среде с инжектором или другим устройством для введения азотсодержащего восстановителя в отработавший газ, при этом инжектор или другое устройство расположено выше по потоку от фильтра.
Было обнаружено, что катализатор окисления сажи не будет расходовать восстановители на основе азота (мочевину, аммиак и т.д.), которые необходимы для осуществления SCR-реакции. Следовательно, настоящее изобретение позволяет дозировать восстановитель в отработавший газ перед фильтром, содержащим смесь катализатора окисления сажи и SCR-катализатора.
Система может также включать поток отработавшего газа, образованный двигателем внутреннего сгорания, работающим на бедной смеси, один или более трубопроводов для переноса потока отработавшего газа, при этом трубопроводы находятся в соединении по текучей среде с по меньшей мере некоторыми из компонентов системы выпуска, и/или источник азотсодержащего восстановителя.
Инжектор может непрерывно, периодически или с перерывами вводить восстановитель, такой как газообразный аммиак, аммиак в водном растворе, водный раствор мочевины или аммиак из генератора аммиака, в отработавший газ в дозе, эффективной для оптимизации последующей SCR-реакции. Инжектор находится в сообщении по текучей среде с потоком отработавшего газа и может быть прикреплен, соединен и/или интегрирован с трубопроводом, например, трубой, для направления отработавшего газа через по меньшей мере часть системы очистки отработавшего газа. Инжектор также может находиться в сообщении по текучей среде с резервуаром для подачи восстановителя для обеспечения повторных введений восстановителя.
Дозируемое количество азотсодержащего восстановителя, вводимое в систему, можно регулировать в зависимости от количества оксидов азота в отработавшем газе. Количество восстановителя может быть определено либо непосредственно (с использованием подходящего датчика NOx), или косвенно, например, с помощью использования предварительно скоррелированных справочных таблиц или карт, хранящихся в управляющем устройстве, которое определяет взаимосвязь между любыми измерениями, характеризующими состояние двигателя, и предполагаемым содержанием NOx в отработавшем газе. Дозирование азотсодержащего восстановителя может быть организовано таким образом, что от 60% до 200% теоретического аммиака присутствует в отработавшем газе, входящем в SCR-катализатор, рассчитанное при NH3/NO=1:1 и NH3/NO2=4:3. Управляющее устройство может содержать запрограммированный процессор, такой как электронный блок управления (ECU). Регулирование дозирования включает ограничение введения азотсодержащего восстановителя в поток отработавшего газа только тогда, когда установлено, что SCR-катализатор способен катализировать восстановление NOx с требуемой эффективностью или выше нее, например, при температурах выше 100°С, выше 150°С или выше 175°С. Установлению этого с помощью управляющего устройства может помочь один или более из подходящих входных сигналов датчиков, характеризующих состояние двигателя, выбранных из группы, состоящей из: температуры отработавшего газа, температуры слоя катализатора, положения педали акселератора, массового расхода отработавшего газа в системе, разрежения в коллекторе, времени зажигания, скорости двигателя, значения лямбда отработавшего газа, количества топлива, впрыскиваемого в двигатель, положения клапана рециркуляции отработавшего газа (EGR) и, следовательно, объема EGR и давления наддува.
Инжектор может быть расположен перед каталитическим фильтром, без промежуточных SCR или других каталитических компонентов между инжектором и фильтром, так что NH3 в выхлопном потоке не расходуется или не используется иным образом после того, как он входит в поток отработавшего газа и перед контактированием с SCR-катализатором на фильтре.
Весь или, по меньшей мере, часть восстановителя на основе азота, в частности NH3, может обеспечиваться катализатором-адсорбером NOX (NAC), NOx-ловушкой обедненного газа (LNT) или катализатором накопления/восстановления NOX (NSRC), расположенным выше по потоку от каталитического фильтра. Одна из функций NAC в настоящем изобретении заключается в обеспечении источника NH3 для последующей SCR-реакции. Соответственно, NAC конфигурируют в системе таким же образом, как и инжектор, - т.е. перед каталитическим фильтром и предпочтительно без промежуточных SCR или других каталитических компонентов между NAC и фильтром. Компоненты NAC, используемые в настоящем изобретении, включают каталитическую комбинацию основного материала (такого как щелочной металл, щелочноземельный металл или редкоземельный металл, включая оксиды щелочных металлов, оксиды щелочноземельных металлов и их сочетания) с благородным металлом (таким как платина) и, необязательно, с восстанавливающим каталитическим компонентом, таким как родий. Конкретные типы основного материала, использующегося в NAC, включают оксид цезия, оксид калия, оксид магния, оксид натрия, оксид кальция, оксид стронция, оксид бария и их сочетания. Драгоценный металл предпочтительно присутствует в количестве от примерно 10 г/фут3 до примерно 200 г/фут3 (0,35-7,0 кг/м3), например, от 20 г/фут3 до 60 г/фут3(0,7-2,1 кг/м3). В качестве альтернативы, драгоценный металл катализатора характеризуется средней концентрацией, которая может составлять от примерно 40 г/фут3 до примерно 100 г/фут3 (1,4-3,5 кг/м3).
При определенных условиях, например, в ходе периодических процессов регенерации в режиме богатой смеси, NH3 может генерироваться на катализаторе-адсорбере NOx. Помещение SCR-катализатора ниже по потоку за катализатором-адсорбером NOx может улучшить эффективность восстановления NOx всей системы. В комбинированной системе SCR-катализатор способен накапливать высвободившийся NH3 из NAC-катализатора в ходе процессов регенерации в режиме богатой смеси и утилизировать накопленный NH3 для селективного восстановления некоторого или всего количества NOx, который «проскакивает» через NAC-катализатор при нормальных условиях работы на бедной смеси.
Система может также содержать дизельный катализатор окисления (DOC) для окисления растворимой органической фракции на основе углеводородов (SOF) и содержания монооксида углерода в дизельных выхлопах путем простого окисления:
CO+½O2 → CO2
[HC]+O2 → CO2+H2O
DOC может также служить для окисления NO в NO2, который, в свою очередь, может быть использован для окисления твердых частиц в фильтре твердых частиц. Кроме того, DOC может служить для уменьшения содержания твердых частиц (PM) в отработавшем газе.
Предпочтительно, DOC помещают выше по потоку от каталитического фильтра и более предпочтительно перед инжектором SCR-восстановителя или NAC.
Катализатор окисления для окисления монооксида азота в отработавшем газе до диоксида азота может быть размещен выше по потоку от места дозирования азотсодержащего восстановителя в отработавший газ. Катализатор окисления может быть выполнен с возможностью давать газовый поток, входящий в цеолитный SCR-катализатор, имеющий отношение NO/NO2 от примерно 4:1 до примерно 1:3 по объему, например, при температуре отработавшего газа на входе в катализатор окисления от 250°С до 450°С. Система может также включать катализатор, расположенный близко к двигателю (Close Coupled Catalyst, CCC), перед DOC.
Катализатор окисления может включать, по меньшей мере один металл платиновой группы (или комбинацию двух или более таких металлов), такой как платина, палладий или родий, нанесенный на проточный монолитный субстрат. Другие металлические катализаторы, которые могут использоваться в DOC, включают алюминий, барий, церий, щелочные металлы, щелочноземельные металлы, редкоземельные металлы или комбинации двух или более из них. По меньшей мере один металл платиновой группы может быть платиной, палладием или комбинацией платины и палладия. Металл платиновой группы может быть нанесен на компонент покрытия из пористого оксида с высокой удельной поверхностью, такой как оксид алюминия, цеолит, такой как алюмосиликатный цеолит, диоксид кремния, нецеолитный алюмосиликат, оксид церия, диоксид циркония, диоксид титана или смешанный или сложный оксид, содержащий как оксид церия, так и диоксид циркония. Композиция дизельного катализатора окисления может содержать от примерно 10 г/фут3 до 120 г/фут3 (0,35-4,2 кг/м3) металла платиновой группы (например, платины, палладия или родия), диспергированного на тугоплавкий оксидный носитель (например, γ-оксид алюминия) с высокой удельной поверхностью.
Один или более дополнительных компонентов SCR-катализатора могут быть включены в систему, предпочтительно после каталитического фильтра, для дальнейшего снижения концентрации NOx в отработавшем газе. Например, после выхода из каталитического фильтра отработавший газ может пропускаться через проточный субстрат с покрытием из SCR-катализатора. В данном примере проточный SCR-катализатор расположен ниже по потоку от каталитического фильтра. Концентрация NOx в отработавшем газе уменьшается по мере того, как газ проходит через каталитический фильтр, и затем дополнительно уменьшается по мере того, как газ последовательно проходит через один или более проточных SCR-субстратов. Система может также включать дополнительный инжектор восстановителя выше по потоку от проточного SCR-катализатора и ниже по потоку от каталитического фильтра. Один или более расположенных ниже по потоку проточных SCR-катализаторов могут быть экструдированными изделиями.
Количество дополнительных компонентов проточных SCR-катализаторов может быть любым удобным числом, например, 1, 2, 3 или 4. Расположенный ниже по потоку SCR-катализатор (катализаторы) может быть таким же или может отличаться от SCR-катализатора, нанесенного на каталитический фильтр. Предпочтительные SCR-катализаторы включают медьсодержащие мелкопористые молекулярные сита, такие как шабазиты, имеющие внекаркасную или свободную медь, включая Cu:SSZ-13 и Cu:SAPO-34.
Система может также содержать катализатор проскока аммиака (ASC), расположенный ниже по потоку от каталитического фильтра. Катализатор проскока аммиака может быть расположен ниже по потоку от проточных SCR-компонентов. ASC служит для окисления большей части, если не всего, аммиака перед выпуском отработавшего газа в атмосферу или прохождением отработавшего газа через контур рециркуляции до поступления/повторного поступления отработавшего газа в двигатель. ASC снижает: (а) концентрацию проскока аммиака в результате SCR-реакции, (b) высвобождение аммиака с поверхности катализатора во время быстрого повышения температуры и/или (c) в результате использования стехиометрического избытка восстановителя. Предпочтительно, материал для ASC следует выбирать, отдавая предпочтение окислению аммиака вместо образования NOx или N2O. Предпочтительные каталитические материалы включают платину, палладий или их сочетание, причем платина или сочетание платина/палладий являются предпочтительными. Предпочтительно катализатор нанесен на носитель с высокой удельной поверхностью, включая, без ограничения, оксид алюминия.
ASC может быть нанесен на субстрат, предпочтительно на субстраты, которые выполнены с возможностью обеспечения большой контактной поверхности с минимальным противодавлением, такие как проточные металлические или кордиеритовые соты. Например, предпочтительный субстрат имеет от примерно 25 до примерно 300 ячеек на квадратный дюйм (CPSI) для обеспечения низкого противодавления.
Достижение низкого противодавления особенно важно для минимизации влияния ASC на производительность устройств EGR низкого давления. ASC можно наносить на субстрат в виде покрытия из пористого оксида, предпочтительно с достижением содержания от 0,3 г/куб.дюйм до 2,3 г/куб.дюйм (18,3-140,3 кг/м3). Для обеспечения дополнительной конверсии NOx переднюю часть субстрата можно покрыть только SCR-покрытием, и заднюю часть покрыть SCR и катализатором окисления NH3, таким как Pt или Pt/Pd на носителе из оксида алюминия.
Другой аспект изобретения относится к способу очистки отработавшего газа, в котором оксиды азота восстанавливаются азотсодержащим восстановителем при температуре по меньшей мере 100°С, предпочтительно от примерно 150°С до 750°С. Способ включает в себя стадии пропускания отработавшего газа, полученного на бедной смеси, содержащего сажу, NOx и азотсодержащий восстановитель, предпочтительно NH3,через каталитический фильтр, содержащий SCR-катализатор и катализатор окисления сажи, содержащий легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия, где SCR-катализатор и катализатор окисления сажи присутствуют на фильтре в виде смеси, при этом отработавший газ, выходящий из фильтра, имеет пониженную концентрацию сажи и NOx по сравнению с отработавшим газом, поступающим в фильтр.
Способ очистки отработавшего газа может также включать одну или более из следующих стадий: (а) накопление и/или сжигание сажи, которая находится в контакте со входом каталитического фильтра; (b) введение азотсодержащего восстановителя в поток отработавшего газа до контакта с каталитическим фильтром, предпочтительно без промежуточных каталитических стадий, включающих обработку NOx и восстановителя; (c) образование NH3 на катализаторе-адсорбере NOx и предпочтительное использование такого NH3 в качестве восстановителя в последующей SCR-реакции; (d) контактирование потока отработавшего газа с DOC для окисления растворимой органической фракции на основе углеводородов (SOF) и/или монооксида углерода в CO2, и/или для окисления NO в NO2, который, в свою очередь, может быть использован для окисления твердых частиц в фильтре твердых частиц; и/или для уменьшения содержания твердых частиц (PM) в отработавшем газе; (e) контактирование отработавшего газа с одним или более проточных SCR-катализаторных устройств в присутствии восстановителя для дальнейшего понижения концентрации NOx в отработавшем газе, при этом одно или более из проточных SCR-катализаторных устройств предпочтительно расположено ниже по потоку от каталитического фильтра; и (f) контактирование отработавшего газа с катализатором проскока аммиака, предпочтительно ниже по потоку от каталитического фильтра и, если имеется, с одним или более проточных SCR-катализаторных устройств, для окисления большей части, если не всего, аммиака перед выпуском отработавшего газа в атмосферу или прохождением отработавшего газа через контур рециркуляции до поступления/повторного поступления отработавшего газа в двигатель.
SCR-реакция может происходить в широком диапазоне температур, например, от примерно 175°С до примерно 900°С, в зависимости от типа двигателя и/или очищаемого отработавшего газа. Предпочтительно температура находится в диапазоне от 350°C до 800°C, более предпочтительно в диапазоне от 400°C до 700°C. Восстановление оксида азота может осуществляться в присутствии кислорода.
В описанных здесь способах добавление азотсодержащего восстановителя можно регулировать так, чтобы содержание NH3 на входе катализатора составляло 60-200% теоретического количества аммиака, рассчитанного при NH3/NO2=1:1 и NH3/NO2=4:3. Отношение монооксида азота к диоксиду азота во входящем в катализатор газе может составлять от 4:1 до 1:3 по объему. Отношение монооксида азота к диоксиду азота в газе можно регулировать с помощью окисления монооксида азота в диоксид азота с использованием катализатора окисления, расположенного выше по потоку от катализатора.
Азотсодержащий восстановитель может быть получен из любого подходящего источника, включая аммиак per se, гидразин или предшественник аммиака, выбранный из группы, состоящей из мочевины ((NH2)2CO), карбоната аммония, карбамата аммония, гидрокарбоната аммония и формиата аммония. NH3 также может быть получен с помощью NOx-ловушки обедненного газа или аналогичного устройства, расположенного перед фильтром.
Способ очистки отработавшего газа может осуществляться на газе, полученном в процессе сгорания, например, из двигателя внутреннего сгорания (мобильного или стационарного), газовой турбины и электростанций, работающих на угле или нефти. Способ может также использоваться для очистки газа промышленных процессов, таких как нефтепереработка, из нагревателей и котлов нефтеперерабатывающих установок, печей, химической обрабатывающей промышленности, коксовых печей, станций по переработке муниципальных отходов и инсинераторов. Способ может использоваться для очистки отработавшего газа автомобильного двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедной смеси, такого как дизельный двигатель, бензиновый двигатель, работающий на бедной смеси, или двигатель, работающий на сжиженном нефтяном газе или природном газе.
Фильтр, содержащий SCR-катализатор и катализатор окисления сажи, содержащий легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия, где SCR-катализатор и катализатор окисления сажи присутствуют на фильтре в виде смеси, может обеспечивать улучшенное сгорание сажи по сравнению с имеющимися в настоящее время фильтрами, содержащими SCR. SCRF-покрытия в настоящее время состоят из SCR-катализатора (обычно Fe или Cu цеолита) и связующих материалов для обеспечения адгезии SCR-катализатора к субстрату. Специальные дополнительные компоненты могут быть включены в покрытия для улучшения сгорания сажи, при одновременном сохранении хороших рабочих характеристик SCR. Компоненты для сгорания сажи, такие как щелочнометалльные элементы или их соединения, хорошо известны. Однако эти материалы могут в существенной степени негативно влиять на рабочие характеристики SCR-катализатора. Катализатор сгорания сажи, используемый в данном изобретении (легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия), разработан для сведения к минимуму любого влияния на рабочие характеристики SCR. Легированный оксид церия предпочтительно содержит (a) диоксид циркония, (b) диоксид циркония и празеодим, (c) диоксид циркония и неодим или (d) диоксид циркония, празеодим и неодим. Улучшение сгорания сажи SCRF является особенно важным, поскольку в отличие от каталитических сажевых фильтров (CSF), которые могут использовать Pt, чтобы способствовать сгоранию сажи посредством NO2, SCRF не может использовать такие компоненты из-за сильного действия Pt на SCR-реакцию из-за окисления аммиака.
Фильтр, содержащий SCR-катализатор и катализатор окисления сажи, содержащий легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия, где SCR-катализатор и катализатор окисления сажи присутствуют на фильтре в виде смеси, может обеспечить повышенную устойчивость к отравлению по сравнению с существующими фильтрами. Катализатор окисления сажи может также взаимодействовать с такими ядами SCR-катализатора, как PGM, неорганические зольные компоненты, тем самым сводя к минимуму взаимодействие золы или PGM с SCR-катализатором и последующее ухудшение рабочих характеристик SCR. Что касается проточных SCR-катализаторов, зола может ухудшить рабочие характеристики SCR-катализатора. Для SCRF катализаторов эффекты отравления могут быть гораздо более значительными из-за гораздо более высоких температур, которым подвергается катализатор, особенно во время регенераций. Кроме того, отношение концентрации золы к катализатору намного выше, поскольку значительная часть золы из двигателя собирается внутри фильтра, и поскольку концентрации SCR-катализатора могут быть гораздо ниже.
Способ улавливания твердых частиц из отработавшего газа, выпускаемого из двигателя, включает контактирование отработавшего газа, содержащего твердые частицы, с фильтром, содержащим смесь SCR-катализатора и катализатора окисления сажи, содержащего легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия. Легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия могут быть легированы: (a) диоксидом циркония, (b) диоксидом циркония и празеодимом, (c) диоксидом циркония и неодимом или (d) диоксидом циркония, празеодимом и неодимом.
Катализатор окисления сажи и SCR-катализатор могут присутствовать в массовом соотношении от 5:95 до 95:5, соответственно, предпочтительно от 5:95 до 50:50, более предпочтительно от 10:90 до 30:70.
Медь или марганец могут присутствовать в количестве от 0,5% масс. до 15% масс. относительно массы оксида церия.
Железо может присутствовать в количестве от 0,5% масс. до 10% масс. относительно массы оксида церия.
Композиция может также содержать один или более дополнительных оксидов металлов. Один или более дополнительных оксидов металлов могут включать оксид циркония, празеодима или неодима, или комбинации двух или более оксидов.
Количество SCR-катализатора в фильтре может быть уменьшено по сравнению с аналогичным фильтром без легированного медью оксида церия, легированного железом оксида церия или легированного марганцем оксида церия.
Способ очистки отработавшего газа, полученного на бедной смеси, включает: (a) пропускание потока отработавшего газа, полученного на бедной смеси, содержащего сажу, NOx и азотсодержащий восстановитель, через каталитический фильтр, содержащий смесь SCR-катализатора и катализатора окисления сажи, содержащего легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия, (b) окисление по меньшей мере части сажи с помощью катализатора окисления сажи; и (c) восстановление по меньшей мере части NOx с помощью SCR-катализатора. Легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия могут быть легированы: (a) диоксидом циркония, (b) диоксидом циркония и празеодимом, (c) диоксидом циркония и неодимом или (d) диоксидом циркония, празеодимом и неодимом.
Катализатор окисления сажи и SCR-катализатор могут присутствовать в массовом соотношении от 5:95 до 95:5, соответственно, предпочтительно от 5:95 до 50:50, более предпочтительно от 10:90 до 30:70.
Медь или марганец могут присутствовать в количестве от 0,5% масс. до 15% масс. относительно массы оксида церия.
Железо может присутствовать в количестве от 0,5% масс. до 10% масс. относительно массы оксида церия.
Композиция может также содержать один или более дополнительных оксидов металлов. Один или более дополнительных оксидов металлов могут включать оксид циркония, празеодима или неодима, или комбинации двух или более оксидов.
Количество SCR-катализатора в фильтре может быть уменьшено по сравнению с аналогичным фильтром без легированного медью оксида церия, легированного железом оксида церия или легированного марганцем оксида церия.
ПРИМЕРЫ
Следующие неограничивающие примеры предназначены для дальнейшей демонстрации конкретного аспекта некоторых вариантов осуществления изобретения.
Пример 1
Образцы 1-6 получали путем нанесения покрытия из пористого оксида, содержащего CeZr и различные количества Cu, на поверхность инертного субстрата, как показано ниже. Образец 7 получали путем нанесения покрытия из пористого оксида, содержащего CeZr и 5% масс. Fe, на поверхность инертного субстрата. Образцы 2-8 не содержали цеолита. Образцы сушили и затем прокаливали при 500°C в течение 1 ч.
Образец | Цеолит | Катализатор окисления сажи | Содержание Cu на катализаторе окисления сажи |
1 | Нет | CeZr | 0% |
2 | CeZr-Cu | 0,5% | |
3 | CeZr-Cu | 1% | |
4 | CeZr-Cu | 2% | |
5 | CeZr-Cu | 5% | |
6 | CeZr-Cu | 10% | |
7 | CeZr-Fe | 5% |
Каждый из образцов содержал примерно 10% сажи, добавленной на поверхность катализатора.
Образцы анализировали с помощью термогравиметрического анализа (TGA) на TA Q600 TGA для определения свойств сгорания сажи, начиная с температуры примерно 20°С, с использованием линейного изменения температуры 20°С/мин до 600°С в токе воздуха при 80 мл/мин при 20 мл/мин для определения количества сгоревшей сажи. Образцы 1-6 также анализировали с помощью спектроскопии в УФ/видимой области с использованием спектрофотометра Perkin Elmer Lambda 650s с интегрирующей сферой.
В приведенной ниже таблице показано влияние содержания меди на максимальную температуру окисления катализатора окисления сажи. CeZr с содержанием Cu 10% показал самую низкую температуру окисления сажи.
Образец | Цеолит | Катализатор окисления сажи | Содержание Cu на катализаторе окисления сажи | Максимальная температура окисления (°С) |
1 | Нет | CeZr | 0% | 502 |
2 | Нет | CeZr-Cu | 0,5% | 500 |
3 | Нет | CeZr-Cu | 1% | 496 |
4 | Нет | CeZr-Cu | 2% | 487 |
5 | Нет | CeZr-Cu | 5% | 478 |
6 | Нет | CeZr-Cu | 10% | 469 |
7 | Нет | CeZr-Fe | 5% | 510 |
На фиг.1 показан график, демонстрирующий, что уровень содержания меди связан с понижением температуры разложения в свежих (несостаренных) образцах. Свежие образцы, содержащие от 0,5% до 10% Cu, были более эффективными при понижении температуры окисления, чем свежий образец без Cu или с 5% Fe.
На фиг.2 показано влияние волнового числа на функцию Кубелки-Мунка для катализаторов с различными содержаниями меди в свежих образцах. По мере увеличения содержания меди максимальная температура окисления понижается.
Пример 2
Образцы примера 1 состаривали при 800°С в течение 16 ч. Образцы анализировали с помощью термогравиметрического анализа (TGA) и спектроскопии в УФ/видимой области, как описано в примере 1.
В приведенной ниже таблице показано влияние содержания меди на максимальную температуру окисления катализатора окисления сажи в состаренном катализаторе окисления сажи. CeZr с содержанием Cu 2% показал самую низкую максимальную температуру окисления сажи.
Образец | Максимальная температура окисления (°С) | |
8 | Состаренный CeZr 0% Cu | 526 |
9 | Состаренный CeZr 0,5% Cu | 523 |
10 | Состаренный CeZr 1% Cu | 518 |
11 | Состаренный CeZr 2% Cu | 513 |
12 | Состаренный CeZr 5% Cu | 521 |
13 | Состаренный CeZr 10% Cu | 529 |
14 | Состаренный CeZr 5% Fe | 555 |
Все состаренные образцы, содержащие Cu в любом количестве, были более эффективными при снижении температуры окисления, чем состаренные образцы, содержащие 5% Fe. Состаренные образцы, содержащие 0,5-5% Cu, были более эффективными при снижении температуры окисления, чем состаренные образцы, содержащие 0% Cu.
На фиг.3 показано, что существуют различия в каталитической активности между свежими и состаренными образцами, и содержания меди 2% и 10% обеспечивают самые низкие температуры разложения для состаренных и свежих образцов, соответственно.
Повышение содержания меди для состаренных катализаторов окисления сажи обнаруживает другую тенденцию, чем для свежих образцов. Состаренный катализатор окисления сажи самой низкой максимальной температурой окисления имеет содержание меди 2%, тогда как катализаторы окисления сажи с содержаниями Cu 5% и 10% имеют более высокую максимальную температуру окисления сажи. Образцы с высокими содержаниями меди после состаривания показали большее уменьшение эффективности окисления, возможно, из-за уровня спекания.
Пример 3
Характеристики свежего и гидротермически состаренного катализатора оценивали при стендовых испытаниях двигателя в пассивных (двигатель при 3000 об/мин с катализатором при 490°С) и активных (скорость потока выхлопных газов 100 кг/ч с катализатором при 630°С в течение 12 мин) условиях.
Контрольный катализатор содержал Cu-CHA в количестве 0,81 г/куб.дюйм (49,4 кг/м3). Катализатор по изобретению содержал Cu-CHA в количестве 0,81 г/куб.дюйм (49,4 кг/м3) и CeZr+Cu (2% масс.) в количестве 0,1 г/куб.дюйм (6,1 кг/м3). На фиг.4 показан % конверсии NOx при температурах от примерно 225°С до примерно 450°С. Катализатор, содержащий как Cu-CHA, так и CeZr-Cu (2% масс.), обеспечивал более высокую конверсию NOx, чем контрольный образец, который не содержал CeZr-Cu. Отношение NO2:NOx составляло от примерно 15% до примерно 35% в данном температурном диапазоне. Эти результаты показывают, что присутствие требуемого катализатора окисления сажи в смеси с SCR-катализатором не оказывает негативного влияния на рабочие характеристики SCR-катализатора.
Эффективность регенерации катализатора определялась в пассивных и активных условиях, как описано выше. Результаты представлены в таблице ниже.
Эффективность регенерации (%) | ||||
Пассивная | Активная | |||
Катализатор | Свежий | Состаренный | Свежий | Состаренный |
Контроль (Cu-CHA - нет CeZrCu) | 32 | 28 | 29 | 26 |
Cu-CHA+CeZr-Cu (2% масс.) | 53 | 42 | 35 | 31 |
Вышеприведенная таблица показывает, что и свежий и состаренный катализатор, содержащие CeZr-Cu катализатор окисления сажи, могут обеспечивать от примерно 15% до примерно 25% повышения эффективности регенерации фильтра в пассивных условиях и примерно 5% повышения эффективности регенерации фильтра в активных условиях.
Хотя изобретение проиллюстрировано и описано здесь со ссылкой на конкретные варианты осуществления, изобретение не ограничивается приведенными деталями. Напротив, могут быть сделаны различные изменения в деталях в пределах объема изобретения и диапазона эквивалентов формулы изобретения, без отклонения от сущности изобретения.
Claims (28)
1. Композиция, используемая в каталитическом фильтре для очистки отработавшего газа, содержащая: смесь SCR-катализатора и катализатора окисления сажи, содержащего легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия, где указанная композиция составлена для нанесения на фильтр, в которой катализатор окисления сажи и SCR-катализатор присутствуют в массовом соотношении от 5:95 до 95:5 соответственно.
2. Композиция по п.1, в которой легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия легированы: (a) диоксидом циркония, (b) диоксидом циркония и празеодимом, (c) диоксидом циркония и неодимом или (d) диоксидом циркония, празеодимом и неодимом.
3. Композиция по п.1 или 2, в которой катализатор окисления сажи и SCR-катализатор присутствуют в массовом соотношении от 5:95 до 50:50, предпочтительно от 10:90 до 30:70 соответственно.
4. Композиция по любому из предшествующих пунктов, в которой медь или марганец присутствуют в количестве от 0,5% масс. до 15% масс. относительно массы оксида церия или железо присутствует в количестве от 0,5% масс. до 10% масс. относительно массы оксида церия.
5. Композиция по любому из предшествующих пунктов, где композиция также содержит один или более дополнительных оксидов металлов.
6. Композиция по п.5, в которой один или более дополнительных оксидов металлов включают оксид циркония, празеодима или неодима или комбинации двух или более указанных оксидов.
7. Каталитический фильтр для очистки отработавшего газа, содержащий композицию по пп.1-6.
8. Каталитический фильтр по п.7, в котором количество SCR-катализатора в фильтре понижено по сравнению с аналогичным фильтром без легированного медью оксида церия, легированного железом оксида церия или легированного марганцем оксида церия.
9. Каталитический фильтр по п.7 или 8, в котором SCR-катализатор менее чувствителен к отравлению по сравнению с аналогичными фильтрами, которые не содержат легированного медью оксида церия, легированного железом оксида церия или легированного марганцем оксида церия.
10. Система для очистки отработавшего газа, полученного на бедной смеси, включающая: (а) инжектор азотсодержащего восстановителя; и (b) фильтр, содержащий композицию по пп.1-6, где указанный инжектор расположен выше по потоку и находится в сообщении по текучей среде с указанным каталитическим фильтром.
11. Система по п.10, в которой количество SCR-катализатора в фильтре понижено по сравнению с аналогичным фильтром без легированного медью оксида церия, легированного железом оксида церия или легированного марганцем оксида церия.
12. Система по п.10 или 11, в которой SCR-катализатор менее чувствителен к отравлению по сравнению с аналогичными фильтрами, которые не содержат легированного медью оксида церия, легированного железом оксида церия или легированного марганцем оксида церия.
13. Система по одному из пп.10-12, где система дополнительно содержит один или более дизельных катализаторов окисления, расположенных выше по потоку от инжектора, один или более проточных SCR-катализаторов, расположенных ниже по потоку от фильтра; и катализатор проскока аммиака, расположенный ниже по потоку от проточного SCR-катализатора (катализаторов).
14. Применение каталитического фильтра по любому из пп.7-9 для очистки отработавшего газа, полученного на бедной смеси.
15. Способ очистки отработавшего газа, полученного на бедной смеси, включающий (a) пропускание потока отработавшего газа, полученного на бедной смеси, содержащего сажу, NOx и азотсодержащий восстановитель, через каталитический фильтр по любому из пп.7-9, где SCR-катализатор и катализатор окисления сажи присутствуют на фильтре в виде смеси, (b) окисление по меньшей мере части сажи на каталитическом фильтре; и (c) восстановление по меньшей мере части указанного NOx.
16. Способ по п.15, в котором SCR-катализатор менее чувствителен к отравлению по сравнению с фильтрами, которые не содержат легированного медью оксида церия, легированного железом оксида церия или легированного марганцем оксида церия.
17. Применение композиции по любому из пп.1-6 для улучшения сгорания сажи на SCR-содержащем фильтре.
18. Способ улучшения сгорания сажи на SCR-содержащем фильтре, включающий обеспечение фильтра композицией по любому из пп.1-6.
19. Применение композиции по любому из пп.1-6 для уменьшения чувствительности SCR-катализатора, содержащегося на фильтре, к деградации.
20. Способ снижения чувствительности SCR-катализатора, содержащегося на фильтре, к деградации, включающий обеспечение фильтра с композицией по любому из пп.1-6.
21. Применение композиции по любому из пп.1-6 для понижения температуры сгорания сажи на фильтре.
22. Способ понижения температуры сгорания сажи на фильтре, включающий обеспечение фильтра композицией по любому из пп.1-6.
23. Применение каталитического фильтра по любому из пп.7-9 для повышения устойчивости SCR-катализатора на фильтре к отравлению.
24. Способ повышения устойчивости SCR-катализатора на фильтре к отравлению, включающий обеспечение фильтра катализатором окисления сажи, содержащим легированный медью оксид церия, легированный железом оксид церия или легированный марганцем оксид церия, где катализатор окисления сажи и SCR-катализатор присутствуют в массовом соотношении от 5:95 до 95:5 соответственно, предпочтительно от 5:95 до 50:50, более предпочтительно от 10:90 до 30:70.
25. Применение каталитического фильтра по любому из пп.7-9 для улавливания твердых частиц отработавшего газа, выпускаемого из двигателя.
26. Способ улавливания твердых частиц отработавшего газа, выпускаемого из двигателя, причем указанный способ включает: осуществление контакта отработавшего газа, содержащего твердые частицы, с каталитическим фильтром по любому из пп.7-9.
27. Применение каталитического фильтра по любому из пп.7-9 для очистки отработавшего газа, полученного на бедной смеси.
28. Способ по любому из пп.15, 16, 18, 20, 22, 24 и 26, в котором количество SCR-катализатора в фильтре понижено по сравнению с аналогичным фильтром без легированного медью оксида церия, легированного железом оксида церия или легированного марганцем оксида церия.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201562234123P | 2015-09-29 | 2015-09-29 | |
US62/234,123 | 2015-09-29 | ||
PCT/GB2016/052943 WO2017055810A1 (en) | 2015-09-29 | 2016-09-21 | Catalytic filter having a soot catalyst and an scr catalyst |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2726621C1 true RU2726621C1 (ru) | 2020-07-15 |
Family
ID=57113494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018114872A RU2726621C1 (ru) | 2015-09-29 | 2016-09-21 | Каталитический фильтр, содержащий катализатор окисления сажи и scr-катализатор |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9849421B2 (ru) |
EP (1) | EP3356019A1 (ru) |
JP (1) | JP6755306B2 (ru) |
KR (1) | KR20180059896A (ru) |
CN (1) | CN108348855A (ru) |
BR (1) | BR112018006174A2 (ru) |
DE (1) | DE102016118542A1 (ru) |
GB (1) | GB2544858B (ru) |
RU (1) | RU2726621C1 (ru) |
WO (1) | WO2017055810A1 (ru) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160310933A1 (en) * | 2015-04-23 | 2016-10-27 | Ut-Battelle, Llc | Catalyst for low temperature emission control and methods for using same |
BR112018003261B1 (pt) * | 2015-08-21 | 2021-08-03 | Basf Corporation | Catalisador, sistema para tratamento de gás de escape, e, método para tratar gás de escape |
KR102543002B1 (ko) * | 2015-09-29 | 2023-06-14 | 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 | 연소 터빈용 구역화된 암모니아 슬립 촉매 |
JP6955814B2 (ja) * | 2016-05-11 | 2021-10-27 | ビーエーエスエフ コーポレーション | 誘導加熱に対して適合された磁性材料を含む触媒組成物 |
JP7094969B2 (ja) * | 2017-02-08 | 2022-07-04 | ビーエーエスエフ コーポレーション | 触媒組成物 |
GB201705158D0 (en) * | 2017-03-30 | 2017-05-17 | Johnson Matthey Plc | Catalyst article for use in a emission treatment system |
JP6889012B2 (ja) * | 2017-04-18 | 2021-06-18 | エヌ・イーケムキャット株式会社 | 軽油燃焼用ディーゼル酸化触媒、及びこれを用いたディーゼルエンジンの排ガス浄化装置 |
CN111315970B (zh) * | 2017-11-10 | 2023-02-03 | 巴斯夫公司 | 氨氧化减少的催化烟灰过滤器 |
JP7076241B2 (ja) * | 2018-03-22 | 2022-05-27 | 日本碍子株式会社 | 酸化触媒の粉末、触媒担持構造体、酸化触媒の粉末の製造方法、および、触媒担持構造体の製造方法 |
GB201805312D0 (en) * | 2018-03-29 | 2018-05-16 | Johnson Matthey Plc | Catalyst article for use in emission treatment system |
JP7365357B2 (ja) | 2018-03-29 | 2023-10-19 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | 酸化ゾーンを有するscrf触媒を含む排気システム |
JP7342031B2 (ja) * | 2018-04-23 | 2023-09-11 | ビーエーエスエフ コーポレーション | ディーゼルエンジン排気ガス処理用の選択的接触還元触媒 |
CN109306886A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-02-05 | 江苏海事职业技术学院 | 一种海洋船舶内燃机循环燃烧系统 |
CN112536061B (zh) * | 2019-09-23 | 2023-05-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种废气处理催化剂及其制备方法 |
KR20230005817A (ko) * | 2020-04-30 | 2023-01-10 | 존슨 매세이 카탈리스츠 (저머니) 게엠베하 | 촉매 물품을 형성하는 방법 |
CN112892181A (zh) * | 2021-02-28 | 2021-06-04 | 江苏省环境工程技术有限公司 | 一种有色冶炼烟气多污染物一体化脱除方法 |
CN113048490B (zh) * | 2021-03-27 | 2022-10-11 | 洛南环亚源铜业有限公司 | 一种危废处理工艺及其处理装置 |
CN112943416B (zh) * | 2021-04-28 | 2022-10-25 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种dpf主动再生控制方法及颗粒捕捉器 |
DE102021125536A1 (de) | 2021-10-01 | 2023-04-06 | Umicore Ag & Co. Kg | Katalytisch aktiver Partikelfilter mit hoher Filtrationseffizienz |
WO2024039490A2 (en) * | 2022-07-21 | 2024-02-22 | Corning Incorporated | Wall-flow filter and methods for inhibiting release of very fine nano-particles in exhaust emissions |
CN115448726B (zh) * | 2022-09-05 | 2024-02-06 | 南京工业大学 | 一种酸刻蚀增强碳化硅膜材料催化性能的方法 |
CN115814802A (zh) * | 2022-09-23 | 2023-03-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种高效的碳烟催化氧化整体式催化剂及其制备方法 |
CN117720954B (zh) * | 2024-01-25 | 2024-05-28 | 青岛康洁聚能科技有限公司 | 一种非贵金属的一氧化碳助燃剂及其制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69601860T2 (de) * | 1995-01-13 | 1999-10-21 | Rhone Poulenc Chimie | Katalytische zusammensetzung auf basis von ceriumoxid und mangan-, eisen- oder praseodymium-oxid, methode zu deren herstellung und deren verwendung in nachverbrennungskatalyse bei kraftfahrzeugen |
US20060216227A1 (en) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | University Of Regina | Catalysts for hydrogen production |
RU2444405C2 (ru) * | 2006-10-19 | 2012-03-10 | Умикоре Аг Унд Ко. Кг | Ce-Zr-R-O-КАТАЛИЗАТОРЫ, ПРЕДМЕТЫ, ВКЛЮЧАЮЩИЕ Ce-Zr-R-O-КАТАЛИЗАТОРЫ, И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ Ce-Zr-R-O-КАТАЛИЗАТОРОВ |
WO2012059211A1 (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-10 | Haldor Topsøe A/S | Method for the preparation of a catalysed particulate filter and catalysed particulate filler |
US8414837B2 (en) * | 2007-11-01 | 2013-04-09 | Hino Motors, Ltd. | Selective reduction catalyst |
RU2488702C2 (ru) * | 2007-02-21 | 2013-07-27 | Умикоре Аг Унд Ко. Кг | Катализаторная система и ее применение |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5523086B2 (ru) | 1973-03-26 | 1980-06-20 | ||
US4085193A (en) | 1973-12-12 | 1978-04-18 | Mitsubishi Petrochemical Co. Ltd. | Catalytic process for reducing nitrogen oxides to nitrogen |
US4782039A (en) | 1986-05-19 | 1988-11-01 | Johnson Matthey, Inc. | Selective catalytic reduction catalyst and a process for preparing the catalyst |
US4902487A (en) | 1988-05-13 | 1990-02-20 | Johnson Matthey, Inc. | Treatment of diesel exhaust gases |
JPH08229404A (ja) * | 1995-02-27 | 1996-09-10 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 排ガス浄化触媒および排ガス浄化装置 |
GB9802504D0 (en) | 1998-02-06 | 1998-04-01 | Johnson Matthey Plc | Improvements in emission control |
ATE359857T1 (de) * | 1999-07-02 | 2007-05-15 | Engelhard Corp | Katalysatorsystem zum behandeln von abgasen aus dieselmotoren und verfahren |
WO2008015752A1 (fr) | 2006-08-03 | 2008-02-07 | Shimadzu Corporation | Soupape de régulation de fluide |
GB0618482D0 (en) | 2006-09-20 | 2006-11-01 | Johnson Matthey Plc | Washcoated particulate filter substrate |
DK3300791T3 (da) | 2007-04-26 | 2019-06-11 | Johnson Matthey Plc | Overgangsmetal/zeolit-scr-katalysatorer |
GB2450484A (en) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | Johnson Matthey Plc | Non-Zeolite base metal catalyst |
US8544260B2 (en) | 2008-12-24 | 2013-10-01 | Basf Corporation | Emissions treatment systems and methods with catalyzed SCR filter and downstream SCR catalyst |
EP2335810B1 (de) * | 2009-12-11 | 2012-08-01 | Umicore AG & Co. KG | Selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden im Abgas von Dieselmotoren |
EP2783741B1 (en) * | 2011-01-26 | 2021-03-31 | Ford Global Technologies, LLC | SCR and LNT catalysts for combined LNT-SCR applications |
US8959894B2 (en) * | 2011-03-24 | 2015-02-24 | GM Global Technology Operations LLC | Manganese-based oxides promoted lean NOx trap (LNT) catalyst |
RU2597090C2 (ru) * | 2011-05-31 | 2016-09-10 | Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани | Каталитический фильтр с двойной функцией |
WO2013060341A1 (en) * | 2011-10-24 | 2013-05-02 | Haldor Topsøe A/S | Catalyst composition for use in selective catalytic reduction of nitrogen oxides |
US9333490B2 (en) * | 2013-03-14 | 2016-05-10 | Basf Corporation | Zoned catalyst for diesel applications |
-
2016
- 2016-09-21 CN CN201680062726.5A patent/CN108348855A/zh active Pending
- 2016-09-21 BR BR112018006174A patent/BR112018006174A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2016-09-21 EP EP16778434.7A patent/EP3356019A1/en not_active Withdrawn
- 2016-09-21 JP JP2018516036A patent/JP6755306B2/ja active Active
- 2016-09-21 GB GB1616084.8A patent/GB2544858B/en active Active
- 2016-09-21 RU RU2018114872A patent/RU2726621C1/ru active
- 2016-09-21 WO PCT/GB2016/052943 patent/WO2017055810A1/en active Application Filing
- 2016-09-21 KR KR1020187012051A patent/KR20180059896A/ko unknown
- 2016-09-29 DE DE102016118542.6A patent/DE102016118542A1/de not_active Withdrawn
- 2016-09-29 US US15/279,511 patent/US9849421B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69601860T2 (de) * | 1995-01-13 | 1999-10-21 | Rhone Poulenc Chimie | Katalytische zusammensetzung auf basis von ceriumoxid und mangan-, eisen- oder praseodymium-oxid, methode zu deren herstellung und deren verwendung in nachverbrennungskatalyse bei kraftfahrzeugen |
US20060216227A1 (en) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | University Of Regina | Catalysts for hydrogen production |
RU2444405C2 (ru) * | 2006-10-19 | 2012-03-10 | Умикоре Аг Унд Ко. Кг | Ce-Zr-R-O-КАТАЛИЗАТОРЫ, ПРЕДМЕТЫ, ВКЛЮЧАЮЩИЕ Ce-Zr-R-O-КАТАЛИЗАТОРЫ, И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ Ce-Zr-R-O-КАТАЛИЗАТОРОВ |
RU2488702C2 (ru) * | 2007-02-21 | 2013-07-27 | Умикоре Аг Унд Ко. Кг | Катализаторная система и ее применение |
US8414837B2 (en) * | 2007-11-01 | 2013-04-09 | Hino Motors, Ltd. | Selective reduction catalyst |
WO2012059211A1 (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-10 | Haldor Topsøe A/S | Method for the preparation of a catalysed particulate filter and catalysed particulate filler |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2544858B (en) | 2020-04-15 |
JP2018535818A (ja) | 2018-12-06 |
GB201616084D0 (en) | 2016-11-02 |
BR112018006174A2 (pt) | 2018-10-09 |
KR20180059896A (ko) | 2018-06-05 |
GB2544858A (en) | 2017-05-31 |
WO2017055810A1 (en) | 2017-04-06 |
CN108348855A (zh) | 2018-07-31 |
US20170087513A1 (en) | 2017-03-30 |
EP3356019A1 (en) | 2018-08-08 |
US9849421B2 (en) | 2017-12-26 |
DE102016118542A1 (de) | 2017-03-30 |
JP6755306B2 (ja) | 2020-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2726621C1 (ru) | Каталитический фильтр, содержащий катализатор окисления сажи и scr-катализатор | |
US11571679B2 (en) | Passive NOx adsorber | |
EP3077085B1 (en) | Passive nox adsorber comprising noble metal and small pore molecular sieve | |
JP6119057B2 (ja) | 二元機能触媒フィルター | |
EP3274077B1 (en) | Passive nox adsorber comprising a noble metal and a molecular sieve having an off framework type | |
RU2634899C2 (ru) | Цеолитные катализаторы, содержащие металлы | |
US10618003B2 (en) | Noble metal-molecular sieve catalysts | |
US20140328738A1 (en) | Catalyst for Treating Exhaust Gas | |
GB2522978A (en) | Cold start catalyst and its use in exhaust systems | |
EP2723476A1 (en) | Catalyzed substrate and exhaust system for internal combustion engines | |
KR20190036543A (ko) | 배기 가스 촉매 및 필터 기재에 대한 촉매 결합제 | |
RU2775221C2 (ru) | Катализатор выхлопного газа и связующие катализатора для носителей фильтров | |
GB2538877A (en) | Passive NOx adsorber |