RU2777331C2 - Катализатор селективного каталитического восстановления - Google Patents
Катализатор селективного каталитического восстановления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2777331C2 RU2777331C2 RU2019134781A RU2019134781A RU2777331C2 RU 2777331 C2 RU2777331 C2 RU 2777331C2 RU 2019134781 A RU2019134781 A RU 2019134781A RU 2019134781 A RU2019134781 A RU 2019134781A RU 2777331 C2 RU2777331 C2 RU 2777331C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- component
- catalytic
- catalyst composition
- oxide
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 92
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 77
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical group O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 34
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitrogen oxide Substances O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 claims abstract description 29
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 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 claims abstract description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052813 nitrogen oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- GRUMUEUJTSXQOI-UHFFFAOYSA-N vanadium dioxide Chemical group O=[V]=O GRUMUEUJTSXQOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 37
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 11
- 210000003660 Reticulum Anatomy 0.000 claims description 10
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000001603 reducing Effects 0.000 claims description 7
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 7
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium(0) Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 3
- QCGKJLSEKPPOHW-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-);vanadium Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V].[Fe+3] QCGKJLSEKPPOHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 claims description 3
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 9
- 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 abstract description 8
- 229910052676 chabazite Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N Vanadium(V) oxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 3
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008012 organic excipient Substances 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 2
- PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N Aluminium silicate Chemical compound O=[Al]O[Si](=O)O[Al]=O PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000873 Beta-alumina solid electrolyte Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000614 Poison Toxicity 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N TiO Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N Tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- KARVSHNNUWMXFO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane;hydrate Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O KARVSHNNUWMXFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000008011 inorganic excipient Substances 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 2
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Chemical compound O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910001929 titanium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N tungstate Chemical compound [O-][W]([O-])(=O)=O PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- GMVPRGQOIOIIMI-DODZYUBVSA-N Alprostadil Chemical compound CCCCC[C@H](O)C=C[C@H]1[C@H](O)CC(=O)[C@@H]1CCCCCCC(O)=O GMVPRGQOIOIIMI-DODZYUBVSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 210000002421 Cell Wall Anatomy 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- OFJATJUUUCAKMK-UHFFFAOYSA-N Cerium(IV) oxide Chemical compound [O-2]=[Ce+4]=[O-2] OFJATJUUUCAKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000197727 Euscorpius alpha Species 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N Neodymium Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N Silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 230000000240 adjuvant Effects 0.000 description 1
- OJMOMXZKOWKUTA-UHFFFAOYSA-N aluminum;borate Chemical compound [Al+3].[O-]B([O-])[O-] OJMOMXZKOWKUTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGMCGTFMFPEQLT-UHFFFAOYSA-M aluminum;magnesium;silicon;hydroxide;tetradecahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[OH-].[Mg].[Mg].[Al].[Al].[Si].[Si].[Si].[Si] DGMCGTFMFPEQLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 description 1
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000009924 canning Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005591 charge neutralization Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- 229910001649 dickite Inorganic materials 0.000 description 1
- TUKQLEWOUPCTOS-UHFFFAOYSA-N dimagnesium;dioxido(oxo)silane;hydroxy-oxido-oxosilane;hydrate Chemical compound O.[Mg+2].[Mg+2].O[Si]([O-])=O.O[Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O TUKQLEWOUPCTOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229910052621 halloysite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910000271 hectorite Inorganic materials 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 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
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000273 nontronite Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning Effects 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N precursor Substances N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000006254 rheological additive Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910000275 saponite Inorganic materials 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus hexaoxide Chemical compound O1P(O2)OP3OP1OP2O3 VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Настоящее изобретение относится к композиции катализатора селективного каталитического восстановления для превращения оксидов азота (NOx) в выхлопных газах с использованием азотного восстановителя. Каталитическая композиция содержит смесь первого компонента и второго компонента, при этом массовое отношение первого компонента ко второму компоненту составляет от 10:90 до 25:75. Первый компонент представляет собой Н–форму алюмосиликатного шабазитного цеолита (CHA); или смесь Н–формы алюмосиликатного морденитного цеолита (MOR) и H–формы алюмосиликатного шабазитного цеолита (CHA). Второй компонент представляет собой оксид ванадия, нанесенный на металлоксидный носитель. Металлоксидный носитель представляет собой диоксид титана, стабилизированный диоксидом кремния диоксид титана, или смесь диоксида титана и стабилизированного диоксидом кремния диоксида титана. Изобретение также относится к каталитическому покрытию из пористого оксида, каталитическому изделию, покрытому каталитическим покрытием, каталитическому изделию, содержащему каталитическую композицию, выхлопной системе, содержащей каталитическую композицию, двигателю внутреннего сгорания автомобильного транспортного средства, содержащего выхлопную систему, автомобильному транспортному средству, содержащему двигатель. Технический результат изобретения заключается в улучшенной активности конверсии NOx и пониженном образовании N2O. 7 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 табл., 3 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к композиции катализатора селективного каталитического восстановления для превращения оксидов азота (NOx) в выхлопных газах с использованием азотного восстановителя и
В заявке заявителя WO 2014/027207 A1 описана каталитическая композиция для обработки оксидов азота в выхлопных газах, образованных в результате процесса сгорания, например, из двигателя внутреннего сгорания (мобильного или стационарного), газовой турбины или электростанции, работающей на угле или нефти, причем катализатор содержит смесь первого компонента и второго компонента, где первый компонент представляет собой алюмосиликатный или ферросиликатный молекулярно–ситовый компонент, и при этом молекулярное сито находится либо в H+ форме, либо подвергнуто ионному обмену с одним или несколькими переходными металлами, и второй компонент представляет собой оксид ванадия, нанесенный на металлоксидный носитель, выбранный из оксида алюминия, диоксида титана, диоксида циркония, оксида церия, диоксида кремния и их сочетаний.
В ЕР 255121А2 описан катализатор, содержащий (А)’ оксид титана, (B)’ оксид по меньшей мере одного металла, выбранного из вольфрама и молибдена, (С)’ оксид ванадия, и (D)’ по меньшей мере один металл, выбранный из группы, состоящей из иттрия, лантана, церия, неодима, меди, кобальта, марганца и железа, причем компонент (D)’ осаждается на цеолите, этот катализатор предназначен для удаления оксидов азота в выхлопных газах источника фиксированной генерации, содержащего оксиды азота и соединение мышьяка, как например, топочная печь или паровой котел.
В US 4798813 описан катализатор для удаления оксидов азота из выхлопных газов печей сгорания, содержащих летучие каталитические яды, такие как мышьяк, селен и теллур. Катализатор содержит диоксид титана с площадью поверхности 20 м2/г или менее и цеолит, содержащий 0,01–20% масс. нанесенной на него меди; средний диаметр пор 10 Å или менее; и молярное отношение диоксид кремния/оксид алюминия составляет 10 или более.
В US 4735927A1 описан катализатор для селективного восстановления оксидов азота до азота в присутствии аммиака, который устойчив к отравлению оксидами серы, содержащимися в выхлопных газах. Катализатор представляет собой композитные тела, образованные из смеси анатаза (5–40% масс.), цеолита (50–90%), связующего материала (0–30%) и, необязательно, промотора, выбранного из оксидов ванадия, молибдена и меди, в количестве по меньшей мере 0,1% масс.
В WO 88/02659 описан катализатор для удаления оксидов азота из топочных газов электростанций или промышленных печей, причем катализатор состоит из кислотостойкого цеолита с размером пор 3–6,5 Å в его кислотной форме (Н–форма). Компоненты катализатора могут включать в качестве дополнительных агентов небольшие количества элементов переходных металлов: железа, ванадия, молибдена, вольфрама, никеля, кобальта, меди, хрома и/или урана. В дополнение к этому катализатор может содержать до 40% масс. оксида титана, в расчете на массу катализатора.
В US 2002/0004446A1 описана основа катализатора для разрушения оксида азота в присутствии восстановителя при температурах 400–750 °C, причем основа катализатора содержит: активный материал, содержащий обменный ион водорода, кислотный цеолит и активный компонент, причем указанный активный материал содержит 40–60% масс. указанного цеолита и 40–60% масс. указанного активного компонента, причем указанный активный компонент содержит 70–95% масс. диоксида титана, 2–30% масс. триоксида вольфрама, 0,1–10% масс. оксида алюминия и 0,1–10% масс. диоксида кремния.
В WO 2008/089957 А1 описана каталитическая композиция для восстановления оксидов азота в выхлопных газах дизельных двигателей, причем катализатор содержит по меньшей мере два оксида, выбранные из V2O5, WO3, TiO2, и металлзамещенный цеолит, не содержащий благородного металла. Замещающий металл предпочтительно представляет собой Co, Cu, Fe или Ni, особенно Fe.Содержание металлзамещенных цеолитов в каталитической композиции ограничено менее чем 10% масс., при этом 5–8% масс. является особенно предпочтительным.
В US 4663300A описана каталитическая композиция и способ восстановления оксидов азота в топочных газах до азота. Катализатор содержит диоксид титана, морденит и металлический компонент. Предпочтительный металлический компонент включает оксид ванадия и оксид вольфрама. Присутствует по меньшей мере 15% масс. морденита, причем предпочтительным является Н–морденит с высоким содержанием диоксида кремния.
В EP 2614886 A1 описан катализатор восстановления NOx для каталитического восстановления оксида азота аммиаком в отработанных газах котельного агрегата в результате сжигания угля с высоким содержанием серы, угля из бассейна Паудер Ривер (США), биомассы и т.д., также содержащих каталитические яды, такие как мышьяк, фосфор и калий. Такие катализаторы требуют низкого коэффициента окисления SO2, чтобы избежать эмиссии SO3 и образования так называемых «кислотных дождей», а также высокой активности в окислении ртути, присутствующей в выхлопных газах. Катализатор состоит из каталитической композиции, которая содержит титан (Ti), оксид фосфора, молибден (Mo) и/или вольфрам (W), оксид ванадия (V) и цеолит с высоким содержанием диоксида кремния, который имеет отношение SiO2/Al2O3 не менее 20.
После продолжающихся исследований в связи с композициями катализаторов, описанными в WO 2014/027207 A1, авторы изобретения обнаружили, что комбинация (смесь) Н–формы алюмосиликатного шабазитного цеолита или комбинация Н–формы алюмосиликатного шабазитного цеолита с Н–формой алюмосиликатного морденитного цеолита, второго компонента так же как и первого компонента со вторым, нанесенным компонентом оксида ванадия, имеет лучшую конверсию NOx и более низкую или сопоставимую селективность по N2O (т.е. селективность для превращения NOx в N2, а не в N2O), особенно при испытании в новом состоянии, чем композиция, включающая только H–форму морденитного цеолита, описанная в US 4663300A, или композиция, включающая только промотированный железом алюмосиликатный цеолит MFI, описанный в WO 2014/027207 A1, особенно при температурах до 400°С. Этот синергизм определяется согласно прилагаемой формуле изобретения и как описано ниже.
В соответствии с первым аспектом изобретение предлагает каталитическую композицию селективного каталитического восстановления для превращения оксидов азота (NOx) в выхлопных газах с использованием азотного восстановителя, причем каталитическая композиция содержит смесь первого компонента и второго компонента, где первый компонент представляет собой Н–форму алюмосиликатного шабазитного цеолита (CHA); или смесь Н–формы алюмосиликатного морденитного цеолита (MOR) и H–формы алюмосиликатного шабазитного цеолита (CHA); и второй компонент представляет собой оксид ванадия, нанесенный на металлоксидный носитель, который представляет собой диоксид титана, стабилизированный диоксидом кремния диоксид титана, или смесь диоксида титана и стабилизированного диоксидом кремния диоксида титана, при этом массовое отношение первого компонента ко второму компоненту составляет от 10:90 до 25:75.
Настоящее изобретение теперь будет описано подробнее. В следующих ниже параграфах различные аспекты/варианты осуществления изобретения определены более детально. Каждый определенный таким образом аспект/вариант осуществления может быть объединен с любым другим аспектом/вариантом осуществления или аспектами/вариантами осуществления, если явным образом не указано иное. В частности, любой признак, обозначенный как предпочтительный или имеющий преимущества, может быть объединен с любым другим признаком или признаками, обозначенными как предпочтительные или имеющие преимущества. Предполагается, что признаки, раскрытые в связи с продуктом, могут быть объединены с признаками, раскрытыми в связи со способом, и наоборот.
Кроме того, термин «содержащий», используемый в данном документе, можно заменить на определения «состоящий по существу из» или «состоящий из». Подразумевается, что термин «содержащий» означает, что названные элементы являются существенными, но могут быть добавлены и другие элементы и они по–прежнему образуют конструкцию в пределах объема формулы изобретения. Термин «состоящий по существу из» ограничивает объем формулы изобретения указанными материалами или стадиями, и теми, которые не оказывают существенного влияния на основные характеристики и характеристики новизны заявленного изобретения. Термин «состоящий из» закрывает пункт формулы изобретения для включения материалов, отличных от тех, которые указаны, за исключением примесей, обычно с ними связанных.
Если присутствует и то и другое, массовое отношение Н–формы алюмосиликатного морденитного цеолита (MOR) к Н–форме алюмосиликатного шабазитного цеолита (CHA) предпочтительно составляет от 5:3 до 3:5, наиболее предпочтительно от 1:1 до 3:5. Преимущества этих параметров показаны в приведенных ниже примерах.
Необязательно, массовое отношение первого компонента ко второму компоненту составляет от 15:85 до 20:80.
Предпочтительно, когда каталитическая композиция согласно первому аспекту изобретения предназначена для экструзии в субстрат, каталитическая композиция содержит один или более связующих компонентов, при этом массовое отношение совокупной массы первого и второго компонентов к совокупной массе одного или более связующих компонентов составляет от 80:20 до 95:5, предпочтительно от 90:10 до 85:15. Один или более связующих компонентов могут представлять собой глину, например, оксид алюминия и/или стекловолокно.
Код типа решетки CHA (определенный Международной цеолитной ассоциацией) относится к семейству природных или синтетических молекулярных сит, имеющих одинаковую структуру. CHA определяется наличием наибольшего отверстия пор из восьми тетраэдрических атомов, и молекулярные сита, обладающие этим свойством, упоминаются в литературе как «мелкопористые» молекулярные сита. Алюмосиликатные молекулярные сита обычно называют цеолитами. Предпочтительным алюмосиликатным цеолитом структурного типа CHA является SSZ–13. Синтетический алюмосиликат CHA известен и был широко исследован и охарактеризован. См., например, патент US 4544538, WO 2008/106519 и WO 2008/132452.
Морденит с типом решетки MOR был первоначально определен как природный минерал, но впоследствии он был получен синтетически (см., Meier, W.M., The crystal structure of mordenite (ptilolite) Z. Kristallogr., 115, 439–450 (1961); и патент US № 4503023). Аналогичным образом, тип решетки CHA был первоначально определен как природный минерал, но впоследствии он был получен синтетически (см. D.S. Coombs et al. Can. Mineral. 35 (1997) 1571–1606; и патент US 4544538). Хотя в настоящем изобретении можно использовать природный морденит и/или шабазит при условии, что приняты соответствующие меры для удаления примесей и противоионов, таких как кальций, магний, стронций, натрий и/или калий, присутствующих в природном материале, например, промывка и ионный обмен с аммонием (см., например, DE 102005010221), мы предпочитаем использовать синтетический алюмосиликатный морденит. Морденит, добавляемый в смесь, используемую для получения продукта согласно изобретению (см. пример 1), может быть предварительно приготовленной Н–формой морденита или аммониевой формой, которая после прокаливания превращается в Н–форму по мере удаления из нее аммиака.
Предпочтительно отношение диоксида кремния к оксиду алюминия (SAR) синтетического алюмосиликатного CHA составляет 20–50. Если SAR слишком высокое, площадь поверхности цеолита уменьшается, и кислотных центров слишком мало для эффективного накопления аммиака и/или для активности конверсии NOx. Если SAR слишком низкое, цеолит подвержен структурному нарушению и, следовательно, разрушению каркаса и площади поверхности в результате гидротермического старения в процессе использования. Природный шабазит имеет SAR 2–8.
SAR синтетического алюмосиликатного морденита для использования в изобретении может составлять 10–30 по тем же самым причинам, которые обсуждались выше в связи с CHA. Природный морденит обычно имеет SAR 8–12.
Пригодные для использования глины включают фуллерову землю, сепиолит, гекторит, смектит, каолин и смеси любых двух или более из них, где каолин может быть выбран из суббентонита, аноксита, галлуазита, каолинита, диккита, накрита и смесей любых двух или более из них; смектит может быть выбран из группы, состоящей из монтмориллонита, нонтронита, вермикулита, сапонита и смесей любых двух или более из них; и фуллерова земля может представлять собой монтмориллонит или палыгорскит (аттапульгит).
Неорганические волокна могут быть выбраны из группы, состоящей из углеродных волокон, стекловолокна, металлических волокон, борного волокна, волокон из оксида алюминия, волокон из диоксида кремния, волокон из диоксида кремния–оксида алюминия, волокон из карбида кремния, волокон из титаната калия, волокон из бората алюминия и керамических волокон. Неорганические волокна могут улучшать механическую прочность прокаленного продукта для использования в предпочтительных применениях для автомобилей и во время «консервирования» прокаленного продукта для использования в выхлопной системе автомобиля.
Оксид алюминия предпочтительно представляет собой гамма–оксид алюминия. Когда используют оксид алюминия, чтобы обеспечить связывание с оксидом алюминия, предпочтительно добавлять водный раствор водорастворимой соли металла к оксиду алюминия или веществу–предшественнику оксида алюминия перед добавлением других исходных материалов. В качестве альтернативы можно использовать любой другой переходный оксид алюминия, т.е. альфа–оксид алюминия, бета–оксид алюминия, хи–оксид алюминия, эта–оксид алюминия, ро–оксид алюминия, каппа–оксид алюминия, тета–оксид алюминия, дельта–оксид алюминия, лантан–бета–оксид алюминия и смеси любых двух или более таких переходных оксидов алюминия. Оксид алюминия также может быть добавлен в экструдируемую смесь в виде золя с тем преимуществом, что полученный прокаленный продукт будет более механически прочным.
Предпочтительно, для повышения термической устойчивости катализатора и активности конверсии NOx в свежем состоянии, металлоксидный носитель второго компонента содержит оксид вольфрама, оксид молибдена, оксид вольфрама и оксид молибдена, но более предпочтительно оксид вольфрама.
Оксид ванадия второго компонента может содержать ванадат железа, поскольку он может обеспечить определенные преимущества, включая улучшенную активность при низких температурах (180–350 °С) и более высокую термоустойчивость, чем у оксида ванадия, как описано в WO 2011/127505.
Каталитическая композиция может, включая любое связующее, содержать 0,5–5,0% масс. ванадия в расчете на V2O5, предпочтительно 1,0–3,0% масс. в расчете на общую массу каталитической композиции в целом. Этот способ расчета применим также, когда ванадиевый компонент представляет собой ванадат железа (FeVO4).
В соответствии со вторым аспектом предлагается каталитическое покрытие из пористого оксида, содержащее каталитическую композицию согласно первому аспекту изобретения, содержащую один или более наполнителей, связующих, технологических добавок, воду и допирующие добавки. Технологические добавки могут включать реологические модификаторы для использования в таких способах, которые раскрыты, например, в таких способах нанесения покрытий, как в WO 99/047260 A1, WO 2011/080525 A1, WO 2014/195685 A1 или WO 2015/145122 A2.
В соответствии с третьим аспектом изобретение предлагает каталитическое изделие, содержащий монолитный субстрат, покрытый каталитическим покрытием из пористого оксида согласно второму аспекту изобретения. Субстрат может быть металлическим проточным субстратом, керамическим проточным субстратом, фильтром с проточными стенками, металлокерамическим фильтром или фильтром неполного потока.
В соответствии с четвертым аспектом предпочтительное каталитическое изделие содержит каталитическую композицию согласно первому аспекту изобретения в форме экструдированного субстрата, предпочтительно сотового монолита. В этом случае предпочтительно каталитическая композиция содержит вольфрамат вместо молибдата.
Следует иметь в виду, что эффект изобретения, т.е. улучшенная активность конверсии NOx и пониженное образование N2O, достигается независимо от того, присутствует ли каталитическая композиция в виде покрытия из пористого оксида, нанесенного на инертный субстрат, или в виде экструдированного субстрата.
Способы получения экструдированного каталитического изделия согласно четвертому аспекту изобретения известны, например, из WO 2014/027207 A1 и WO 2011/092521 A1 или любого из способов, которые описаны здесь в качестве известного уровня техники. Подходящие органические вспомогательные вещества, такие как связующие, наполнители, модификаторы пор, экструзионные смазки и пластификаторы, могут быть добавлены для облегчения перемешивания с образованием однородной экструдируемой массы. Органические вспомогательные вещества могут включать целлюлозу, водорастворимые смолы, такие как полиэтиленоксид или полиэтиленгликоль, и выгорают из конечного субстрата во время прокаливания.
Каталитическое изделие в соответствии с третьим или четвертым аспектом изобретения может содержать вторую каталитическую композицию в форме покрытия из пористого оксида для селективного восстановления NOx с использованием азотного восстановителя и/или для окисления NH3, при этом вторая каталитическая композиция представляет собой: (a) каталитическую смесь в соответствии с первым аспектом изобретения; (b) молекулярное сито, промотированное переходным металлом; (c) металл платиновой группы нанесенный на оксид металла; или (d) катализатор, содержащий оксид ванадия, нанесенный на диоксид титана. Следует отметить, что вариант (а) уже определен третьим аспектом изобретения и поэтому он может быть удален из любого пункта формулы изобретения, зависимого от пункта третьего аспекта изобретения.
Каталитическое изделие по третьему или четвертому аспектам изобретения может содержать катализатор нейтрализации проскока аммиака (ASC), содержащий первый слой (с) для окисления аммиака и второй слой, содержащий катализатор согласно первому аспекту изобретения, при этом первый слой расположен непосредственно на субстрате, и второй слой перекрывает первый слой. Такое расположение выгодно тем, что оно может способствовать следующим реакциям. В первом слое: 2NH3+1,5O2 → N2+3H2O (+ NO и/или NO2); и во втором слое: NO+NH3+¼O2 → N2+3/2H2O; или NO+NO2+2NH3 → 2N2+3H2O; или NO2+4/3NH3 → 7/6N2+2H2O. Источником NO и NO2 в реакциях второго слоя могут быть сами выхлопные газы и/или побочные реакции в первом слое, которые образуют NO или NO2. Источником аммиака в реакциях второго слоя могут быть сами выхлопные газы и/или аммиак, адсорбированный на компонентах второго слоя из выхлопных газов.
В соответствии с пятым аспектом предложена выхлопная система для очистки выхлопных газов, содержащая катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), расположенный выше по потоку от катализатора нейтрализации проскока аммиака (ASC), при этом по меньшей мере один из SCR и ASC катализатора включает катализатор в соответствии с первым аспектом изобретения.
Выхлопная система в соответствии с пятым аспектом изобретения может содержать катализатор окисления, содержащий металл платиновой группы, нанесенный на оксид металла, нанесенный на монолитный субстрат и расположенный выше по потоку от каталитической композиции SCR. Это должно способствовать окислению оксида азота, присутствующего в выхлопных газах, до диоксида азота в приблизительном соотношении от 4NO:NO2 до примерно NO:3NO2 по объему. Это сделано для ускорения кинетически более быстрого превращения NOx, чем в отдельности NO или NO2 (см., например, S. Kasaoka et al., Nippon Kagaku Kaishi, 1978, No. 6, pp. 874–881).
Каталитическая композиция SCR согласно изобретению может использоваться для очистки выхлопных газов из стационарных источников выбросов NOx, таких как газовая турбина или электростанция, работающая на угле или нефти. В этом случае каталитическая композиция может быть нанесена на так называемый субстрат пластинчатого типа из гофрированного перфорированного металлического листа. Каталитические композиции для данного применения предпочтительно включают молибдат вместо вольфрамата. Однако предпочтительно и в соответствии с шестым аспектом, изобретение предусматривает автомобильный двигатель внутреннего сгорания, работающий на бедной смеси, содержащий выхлопную систему согласно пятому аспекту по изобретению.
Согласно седьмому аспекту изобретение предусматривает автомобильное транспортное средство, содержащее двигатель согласно шестому аспекту изобретения.
Согласно восьмому аспекту изобретение предусматривает способ очистки выхлопных газов, которые необязательно имеют соотношение NO к NO2 от примерно 4:1 до примерно 1:3 по объему, эти соотношения могут быть повышены пассивно, например, соответствующим образом сконструированным катализатором окисления, причем указанный способ включает стадии: контактирования потока выхлопных газов, содержащего NOx и NH3, с катализатором согласно первому аспекту изобретения или каталитическим изделием согласно третьему или четвертому аспектам изобретения; и превращения по меньшей мере части NOx в N2 и/или превращения по меньшей мере части NH3 в по меньшей мере один из N2, NO и NO2 в соответствии с реакциями, описанными выше в отношении первого и второго слоев, где первый слой представляет собой (с), т.е. металл платиновой группы, нанесенный на оксид металла.
Для более полного понимания изобретения приведены следующие примеры только в качестве иллюстрации.
ПРИМЕРЫ
Пример 1: Получение экструдированного сотового субстрата
Катализатор с экструдированным сотовым субстратом в соответствии с WO 2014/027207 А1 получали сначала путем смешивания порошкообразной коммерчески доступной H–формы алюмосиликата CHA, коммерчески доступной порошкообразной H–формы алюмосиликатного морденита или смеси как порошкообразной H–формы алюмосиликата CHA, так и порошкообразной H–формы алюмосиликатного морденита с 2% масс. V2O5–10% масс. WO3/TiO2, сбалансированной с неорганическими вспомогательными веществами для улучшения реологических свойств экструзии и повышения механической прочности экструдата. Все цеолиты были синтетическими и выбраны из предпочтительных диапазонов SAR. Подходящие органические вспомогательные вещества добавляли для облегчения перемешивания с образованием однородной экструдируемой массы. Экструдируемую массу экструдировали с образованием цилиндрического сотового тела диаметром 1 дюйм (2,54 см) × 70 мм длины в проточной конфигурации (т. е. ячейки открыты с обоих концов), имеющего плотность 400 ячеек на квадратный дюйм (62 ячейки на см2) и имеющего толщину стенки сотовой ячейки 0,011 дюйма (0,028 см). Сформированные таким образом экструдированные сотовые субстраты затем сушили и прокаливали с получением конечного продукта.
Соответствующие пропорции цеолитов, V2O5 – WO3/TiO2, неорганических вспомогательных веществ выбирали таким образом, чтобы после удаления органических вспомогательных веществ прокаливанием экструдированные субстраты имели состав в % масс., приведенный в таблице 1 ниже.
Таблица 1
| Пример | V2O5 – WO3/TiO2 (% масс.) | Неорганические вспомогательные вещества (% масс.) | Fe–MFI (% масс.) | H–CHA (% масс.) | H–MOR (% масс.) |
| 1 | 71,4 | 12,6 | 0,0 | 8,0 | 8,0 |
| 2 | 71,4 | 12,6 | 0,0 | 16,0 | 0,0 |
| 3 | 77,4 | 12,6 | 0,0 | 10,0 | 0,0 |
| Сравнительный пример 1 | 71,4 | 12,6 | 16,0 | 0,0 | 0,0 |
| Сравнительный пример 2 | 71,4 | 12,6 | 0,0 | 0,0 | 16,0 |
Пример 2: Состаривание экструдированного сотового субстрата
Экструдированные каталитические сотовые субстраты, полученные в примере 1, подвергали термическому старению (без воды) на стадии ускоренного старения, либо путем нагревания их в печи на воздухе при температуре выше 600°С в течение 2 ч (называются в настоящем описании «свежие») или при 650°С в течение 100 ч (называются в настоящем описании «состаренные»), чтобы смоделировать ожидаемое воздействие сотовых субстратов на выхлопные газы автомобилей в течение срока службы транспортного средства в соответствии с европейским экологическим стандартом по выхлопам.
Пример 3: Каталитические характеристики катализатора
Каждый из свежих и состаренных субстратов подвергали воздействию модельных выхлопных газов дизельного двигателя с объемной скоростью примерно 120000 ч–1. Модельные выхлопные газы содержали примерно 9,3% масс. О2, примерно 7,0% масс. H2O, примерно 300 ч/млн NOx (только NO), примерно 300 ч/млн NH3 и остальное – N2. Активность свежих и состаренных каталитических субстратов в конверсии NOx определяли при температурах 180, 215, 250, 300 и 400 °С. Полученные данные по конверсии NOx в % представлены в таблицах 2 и 3 (чем выше значения, тем лучше).
Таблица 2. Конверсия NO
x
(%) для образцов свежих каталитических субстратов
| Температура (°C) | Сравнительный пример 1 (16% масс. Fe–MFI) |
Пример 1 (16% масс. 50 H–CHA: 50 H–MOR) |
Пример 2 (16% масс. H–CHA) |
Пример 3 (10% масс. H–CHA) |
Сравнительный пример 4 (16% масс. H–MOR) |
| 180 | 21,0 | 19,4 | 23,0 | 22,9 | 18,5 |
| 215 | 44,4 | 41,4 | 49,1 | 48,0 | 41,4 |
| 250 | 63,0 | 61,0 | 70,6 | 69,4 | 62,2 |
| 300 | 79,6 | 77,7 | 85,9 | 85,3 | 79,0 |
| 400 | 88,1 | 88,3 | 92,9 | 92,6 | 89,2 |
| 500 | 80,5 | 81,1 | 82,3 | 80,6 | 82,8 |
Таблица 3.Конверсия NO
x
(%) для образцов состаренных каталитических субстратов
| Температура (°C) | Сравнительный пример 1 16% масс. Fe–MFI |
Пример 1 16% масс. 50 H–CHA: 50 H–MOR |
Пример 2 16% масс. H–CHA |
Пример 3 10% масс. H–CHA |
Сравнительный пример 4 16% масс. H–MOR |
| 180 | 4,1 | 9,4 | 4,4 | 9,1 | 8,7 |
| 215 | 9,5 | 21,8 | 10,5 | 21,3 | 21,3 |
| 250 | 18,5 | 40,5 | 21,4 | 39,3 | 40,5 |
| 300 | 36,0 | 67,0 | 40,4 | 64,2 | 65,9 |
| 400 | 56,3 | 85,0 | 64,1 | 81,9 | 82,6 |
| 500 | 24,4 | 73,8 | 22,0 | 54,2 | 68,0 |
N2O (ч/млн), образованный над «состаренными» образцами каталитических субстратов при 500°C показан в таблице 4 (чем ниже значения, тем лучше).
Таблица 4. Образованный N
2
O (ч/млн) для «состаренных» каталитических субстратов при 500°C
| Сравнительный пример 1 16% масс. Fe–MFI |
Пример 1 16% масс. 50 H–CHA: 50 H–MOR |
Пример 2 16% масс. H–CHA |
Пример 3 10% масс. H–CHA |
Сравнительный пример 4 16% масс. H–MOR |
|
| Образованный N2O (ч/млн) |
9,8 | 9,6 | 15,6 | 16,8 | 10,6 |
Из данных, представленных в таблицах 2, 3 и 4, можно видеть, что активность конверсии NOx свежих субстратов для примера 1 сопоставима с обоими сравнительными примерами, тогда как в примерах 2 и 3 оказывается лучше, чем в обоих сравнительных примерах. Активность конверсии NOx состаренными субстратами для примера 1 была лучше, чем для любого сравнительного примера, в примере 3 сопоставима с активностью сравнительного примера 2 и в примере 2 – с активностью сравнительного примера 1. Данные проскока N2O в таблице 4 показывают, что пример 1 имеет более низкое образование N2O, чем сравнительный пример 2, и сравнимое образование N2O со сравнительным примером 1. В обоих примерах 2 и 3 образуется умеренно больше N2O, чем в сравнительных примерах.
В целом, эти данные показывают следующий порядок предпочтения: пример 1 >> пример 3 > пример 2.
Вышеприведенное подробное описание было представлено для пояснения и иллюстрации и не предназначено для ограничения объема прилагаемой формулы изобретения. Многие изменения в предпочтительных в настоящее время вариантах осуществления, проиллюстрированных в данном документе, будут очевидны для специалиста в данной области и остаются в объеме прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов.
Во избежание неопределенности, полное содержание всех процитированных здесь документов включено в настоящее описание посредством ссылки.
Claims (20)
1. Каталитическая композиция селективного каталитического восстановления для превращения оксидов азота (NOx) в выхлопных газах с использованием азотного восстановителя, причем каталитическая композиция содержит смесь первого компонента и второго компонента, где первый компонент представляет собой Н–форму алюмосиликатного шабазитного цеолита (CHA); или смесь Н–формы алюмосиликатного морденитного цеолита (MOR) и H–формы алюмосиликатного шабазитного цеолита (CHA); и второй компонент представляет собой оксид ванадия, нанесенный на металлоксидный носитель, который представляет собой диоксид титана, стабилизированный диоксидом кремния диоксид титана, или смесь диоксида титана и стабилизированного диоксидом кремния диоксида титана, при этом массовое отношение первого компонента ко второму компоненту составляет от 10:90 до 25:75.
2. Каталитическая композиция по п.1, в которой массовое отношение Н–формы алюмосиликатного морденитного цеолита (MOR) к Н–форме алюмосиликатного шабазитного цеолита (CHA) составляет от 5:3 до 3:5, предпочтительно от 1:1 до 3:5.
3. Каталитическая композиция по п.1 или 2, в которой массовое отношение первого компонента ко второму компоненту составляет от 15:85 до 20:80.
4. Каталитическая композиция по пп.1, 2 или 3, содержащая один или более связующих компонентов, при этом массовое отношение совокупной массы первого и второго компонентов к совокупной массе одного или более связующих компонентов составляет от 80:20 до 95:5, предпочтительно от 90:10 до 85:15.
5. Каталитическая композиция по п.4, в которой один или более связующих компонентов представляют собой глину, оксид алюминия и/или стекловолокно.
6. Каталитическая композиция по любому из предшествующих пунктов, в которой металлоксидный носитель второго компонента содержит оксид вольфрама.
7. Каталитическая композиция по любому из предшествующих пунктов, в которой оксид ванадия второго компонента содержит ванадат железа.
8. Каталитическая композиция по любому из предшествующих пунктов, в которой смесь содержит 0,5–5,0% масс. ванадия в расчете на V2O5, предпочтительно 1,0–3,0% масс. в расчете на общую массу каталитической композиции в целом.
9. Каталитическое покрытие из пористого оксида, содержащее каталитическую композицию по любому из предшествующих пунктов, содержащую один или более наполнителей, связующих, технологических добавок, воду и допирующие добавки.
10. Каталитическое изделие, содержащее монолитный субстрат, покрытый каталитическим покрытием из пористого оксида по п.9, в котором субстрат является металлическим проточным субстратом, керамическим проточным субстратом, фильтром с проточными стенками, металлокерамическим фильтром или фильтром неполного потока.
11. Каталитическое изделие по п.10, содержащее вторую каталитическую композицию в форме покрытия из пористого оксида для селективного восстановления NOx с использованием азотного восстановителя и/или для окисления NH3, при этом вторая каталитическая композиция представляет собой: (a) каталитическую композицию по любому из пп.1–8; (b) молекулярное сито, промотированное переходным металлом; (c) металл платиновой группы, нанесенный на оксид металла; или (d) катализатор, содержащий оксид ванадия, нанесенный на диоксид титана.
12. Каталитическое изделие по п.11, в котором субстрат содержит катализатор нейтрализации проскока аммиака (ASC), содержащий первый слой (с) для окисления аммиака и второй слой, содержащий каталитическую композицию по любому из пп.1–8, при этом первый слой расположен непосредственно на субстрате, и второй слой перекрывает первый слой.
13. Каталитическое изделие, содержащее каталитическую композицию по любому из пп.1–8 в форме экструдированного субстрата.
14. Каталитическое изделие по п.13, отличающееся тем, что оно имеет форму сотового монолита.
15. Каталитическое изделие по п.13 или 14, содержащее вторую каталитическую композицию в форме покрытия из пористого оксида для селективного восстановления NOx с использованием азотного восстановителя и/или для окисления NH3, при этом вторая каталитическая композиция представляет собой: (a) каталитическую композицию по любому из пп.1–8; (b) молекулярное сито, промотированное переходным металлом; (c) металл платиновой группы, нанесенный на оксид металла; или (d) катализатор, содержащий оксид ванадия, нанесенный на диоксид титана.
16. Каталитическое изделие по п.15, в котором субстрат содержит катализатор нейтрализации проскока аммиака (ASC), содержащий первый слой (с) для окисления аммиака и второй слой, содержащий каталитическую композицию по любому из пп.1–8, при этом первый слой расположен непосредственно на субстрате, и второй слой перекрывает первый слой.
17. Выхлопная система для очистки выхлопных газов, содержащая катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), расположенный выше по потоку от катализатора нейтрализации проскока аммиака (ASC), при этом по меньшей мере один из SCR и ASC катализатора содержит каталитическую композицию по любому из пп.1–8.
18. Выхлопная система по п.17, дополнительно содержащая катализатор окисления, содержащий металл платиновой группы, нанесенный на оксид металла, нанесенный на монолитный субстрат и расположенный выше по потоку от каталитической композиции SCR.
19. Двигатель внутреннего сгорания автомобильного транспортного средства, работающий на бедной смеси, содержащий выхлопную систему по п.17 или 18.
20. Автомобильное транспортное средство, содержащее двигатель по п.19.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB1705279.6A GB201705279D0 (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | Selective catalytic reduction catalyst |
| GB1705279.6 | 2017-03-31 | ||
| PCT/GB2018/050784 WO2018178645A1 (en) | 2017-03-31 | 2018-03-26 | Selective catalytic reduction catalyst |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019134781A3 RU2019134781A3 (ru) | 2021-04-30 |
| RU2019134781A RU2019134781A (ru) | 2021-04-30 |
| RU2777331C2 true RU2777331C2 (ru) | 2022-08-02 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2396254C2 (ru) * | 2006-03-16 | 2010-08-10 | Сепса Кимика, С.А. | Способ получения высокорастворимых линейных алкилбензолсульфонатов |
| RU2535706C2 (ru) * | 2008-10-15 | 2014-12-20 | Джонсон Мэттей Паблик Лимитед Компани | Алюмосиликатный цеолит, содержащий переходный металл |
| US20150075140A1 (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | Johnson Matthey Public Limited Company | EXHAUST SYSTEM WITH A MODIFIED LEAN NOx TRAP |
| RU2548997C2 (ru) * | 2009-12-24 | 2015-04-20 | Джонсон Мэтти Плс | Выхлопная система двигателя внутреннего сгорания с принудительным воспламенением топлива транспортного средства |
| US20150224486A1 (en) * | 2012-08-17 | 2015-08-13 | Johnson Matthey Public Limited Company | ZEOLITE PROMOTED V/TiW CATALYSTS |
| WO2015154829A1 (en) * | 2014-04-07 | 2015-10-15 | Haldor Topsøe A/S | Method for producing metal exchanged microporous materials by solid-state ion exchange |
| RU2612136C2 (ru) * | 2011-06-01 | 2017-03-02 | Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани | Катализатор для холодного пуска и его применение в выхлопных системах |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2396254C2 (ru) * | 2006-03-16 | 2010-08-10 | Сепса Кимика, С.А. | Способ получения высокорастворимых линейных алкилбензолсульфонатов |
| RU2535706C2 (ru) * | 2008-10-15 | 2014-12-20 | Джонсон Мэттей Паблик Лимитед Компани | Алюмосиликатный цеолит, содержащий переходный металл |
| RU2548997C2 (ru) * | 2009-12-24 | 2015-04-20 | Джонсон Мэтти Плс | Выхлопная система двигателя внутреннего сгорания с принудительным воспламенением топлива транспортного средства |
| RU2612136C2 (ru) * | 2011-06-01 | 2017-03-02 | Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани | Катализатор для холодного пуска и его применение в выхлопных системах |
| US20150224486A1 (en) * | 2012-08-17 | 2015-08-13 | Johnson Matthey Public Limited Company | ZEOLITE PROMOTED V/TiW CATALYSTS |
| US20150075140A1 (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | Johnson Matthey Public Limited Company | EXHAUST SYSTEM WITH A MODIFIED LEAN NOx TRAP |
| WO2015154829A1 (en) * | 2014-04-07 | 2015-10-15 | Haldor Topsøe A/S | Method for producing metal exchanged microporous materials by solid-state ion exchange |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| И.М. КОЛЕСНИКОВ. Катализ в газонефтяной отрасли. − Москва − 2012, стр.327. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2556207C2 (ru) | Состав катализатора для селективного каталитического восстановления выхлопного газа | |
| US20160096169A1 (en) | Molecular Sieve Catalyst For Treating Exhaust Gas | |
| WO2018064318A1 (en) | A novel zeolite synthesis with alkaline earth metal | |
| EP3388392B1 (en) | Copper-containing zeolites having a low alkali metal content, method of making thereof, and their use as scr catalysts | |
| US10500575B2 (en) | Selective catalytic reduction catalyst | |
| GB2558467A (en) | Catalyst for treating exhaust gas | |
| EP3038749A1 (en) | Zeolite blend catalysts for treating exhaust gas containing nox | |
| CA2486158C (en) | Catalyst for removing nitrogen oxides, method for production the same, and method for removing nitrogen oxides | |
| JP2017510443A (ja) | 排気ガス処理のための方法及びシステム | |
| US10926251B2 (en) | Selective catalytic reduction catalyst | |
| JP5594121B2 (ja) | 新規メタロシリケート及び窒素酸化物浄化触媒 | |
| RU2777331C2 (ru) | Катализатор селективного каталитического восстановления | |
| RU2777330C2 (ru) | Катализатор селективного каталитического восстановления | |
| US20170291140A1 (en) | Thermally stable nh3-scr catalyst compositions | |
| US20230249162A1 (en) | Vanadium-free titania-based scr catalyst article |