本发明专利技术涉及改善选择性催化还原(SCR)的可能性，SCR是在适合于此的废气催化转化器‑SCR催化转化器上在燃烧过程的废气中氮氧化物与氨的选择性反应。出于这个目的，所述催化转化器中用于储存氨的材料以一定方式分布于催化剂载体上，以使得当在流动方向上检视时，具有低氨储存容量的区域之后是较高氨储存容量的区域。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】具有改善的NOx转化率的SCR催化转化器 本专利技术涉及改善选择性催化还原（SCR)的可能性，SCR是在适合于此的废气催化 转化器-SCR催化转化器上在燃烧过程的废气中氮氧化物与氨的选择性反应。出于这个目 的，催化转化器中用于储存氨的材料以特定方式分布于催化剂载体上。 燃烧过程的废气，特别是柴油发动机的废气，以及直喷式稀混合气操作的汽油发 动机的废气，除了因燃料的不完全燃烧而产生的有害气体一氧化碳（CO)和烃（HC)之外还 含有微粒物质（PM)和氮氧化物（NOx)。此外，柴油发动机的废气含有例如至多15体积％的 氧气。据知，可氧化的有害气体CO和HC可以经由使其在适合的氧化催化转化器上通过而 转化成无害的二氧化碳（CO 2)和水（H2O),并且微粒可以经由使废气通过适合的微粒过滤器 而去除。用于在氧气存在下从废气中去除氮氧化物的技术在现有技术中也是众所周知的。 SCR方法是这些"脱氮方法"之一。在这里，可以将按原样的或呈可在环境条件下分解成氨 的前体化合物形式的氨添加至废气流中，"环境条件"应理解为意谓在SCR催化转化器上游 的废气流的空间区域中的当前条件。为了进行SCR方法，需要用于提供还原剂的来源、用于 按要求将还原剂计量入废气中的注射装置以及在废气的流动路径中布置的SCR催化转化 器。还原剂来源、SCR催化转化器以及在SCR催化转化器上游布置的注射装置的整体也被 称为SCR系统。 在未来适用法定限值下，用于去除由发动机排放的所有有害气体的废气后处理 将对于所有新登记的柴油车辆和直喷式稀混合气燃烧汽油发动机来说一般是必需的。因 此，对于用于柴油废气后处理的当前应用来说组合柴油氧化催化转化器、柴油微粒过滤器 以及SCR系统就变得有必要，这些集合体的组合引起操作条件的改变，尤其对于SCR催化 转化器的操作条件。在此时，三个这类系统正在测试中：在根据EP1054722 Bl的所谓的 "SCRT"系统"中，在废气的流动方向上连续地布置柴油氧化催化转化器、柴油微粒过滤器 以及SCR系统。这个系统的另一种修改示于EP2112339 Al(cDPF-DOC-SCR)中。或者，SCR 系统可以布置于接近发动机的柴油氧化催化转化器与车辆底盘中的柴油微粒过滤器之间 (DOC-SCR-DPF ；W012123660 Al)〇 用于氮氧化物的现代SCR系统的清洁效率在最佳范围内大于95 %。这是SCR方法 当前被视为用于客车中的应用以及用于商用车中的标准应用的柴油废气脱氮的最有前景 的清洁方法的原因。特别对于客车来说，然而，必须注意到在NEDC ( "新欧洲行驶循环（New European Driving Cycle) "）或 WHTC (世界统一瞬态循环（World Harmonized Transient Cycle))中出现的有待清洁的废气的温度越来越多地移动至更冷的范围内。这意味着安装 于底盘中的SCR催化转化器经受更少的热用于必需的反应。SCR反应在相当大的程度上将 仅在约200-250°C下开始。此外，作为还原剂氨的来源的尿素的计量可以仅在从180°C的温 度下以受控方式成为可能。为了不必接受排气系统中尿素和反应产物的不合需要的沉积， 废气温度的这种趋势导致SCR系统由于普遍的低温而不再能够有效地用于NEDC的所谓的 "内城区"（ECE)中。结果造成在ECE中氮氧化物穿透并且因此在NEDC的总行驶循环中超 过所需NOx限值。上述也适用于商用车对应的瞬态循环，WHTC。在由计量硬件设定的计量 限下，特别是冷部件以及在截止阶段后热部件的起动尤其有挑战性。 因此，继续寻求可能来增加 SCR催化转化器的有效性以确保有可能跨越最宽温度 范围进行氮氧化物的最佳还原。一个策略是始终发现可以催化SCR反应的更新的并且更强 效的材料。已经显示有利的是，例如，除了催化活性材料之外或作为催化活性材料使用能够 暂时储存氨的这类材料以抵消用于还原的足量氨的选择性过剩或缺乏（W005099873 A1)。 此外，开始考虑氮氧化物还原催化转化器、特别是氮氧化物储存催化转化器和SCR催化转 化器的特殊组合（例如，W010022909 Al)，以能够跨越更宽的温度范围进行至无害氮气的还 原。另一种可能是使用呈堆叠（例如，EP2428659 Al)或分区（例如，EP2040834 Al)形式 的SCR催化转化器。 为了增加催化转化器的有效性，还已经提出了提供用催化活性材料各向异性地 加载载体（US20040254072 A1、US20110123421 AUEP1486248 A1)。关于 SCR 催化转 化器，US20120186229 Al教导了应在入口处而非出口处施加更高浓度的催化活性组分。 EP1892396 Bl提倡出于热绝缘的原因在微粒过滤器的出口区域中布置的SCR催化转化器 的流动方向上增加催化活性物质。 本专利技术还涉及SCR催化转化器的进一步改善。在这种情况下，所发现的解决方案 至少在效率方面，或如果效率相同的话，在成分因素方面应优于现有技术的催化转化器。 本领域的技术人员以明显的方式从现有技术产生的这些和其它任务由根据本发 明权利要求1的特征的SCR催化转化器或SCR催化转化器的布置来解决。从属于权利要求 1的附属项涉及根据本专利技术的方法的优选实施例。权利要求5和6涉及配备有根据本专利技术 的催化转化器的废气清洁系统，并且权利要求7涉及使用用于使氮氧化物减至最低的SCR 催化转化器进行的方法。 使用用于使稀混合气燃烧发动机的废气中的氮氧化物通过与氨反应而还原的废 气催化转化器，其具有一个或多个支撑体并且包含一种或多种用于氨的储存材料，其中具 有氨储存容量的材料在废气的流动方向上以一定方式分布于一个或多个支撑体上，以使 得当在流动方向上检视时，具有较低氨储存容量的区域之后是较高氨储存容量的区域，其 中确定对于所考虑的反应的催化活性的材料由具有氨储存容量的材料制成，并且其中作 为后者，使用选自包括以下的群组的化合物：沸石，诸如丝光沸石（MOR)、Y-沸石（FAU)、 ZSM-5 (MFI)、镁碱沸石（FER)、菱沸石（CHA)和β-沸石（BEA)，以及类沸石材料，诸如磷酸 铝（AlPO)和磷酸硅铝（SAPO)，或其混合物，并且其中作为支撑体的微粒过滤器本身不具有 催化活性材料的增加，得到给定任务的令人惊讶的简单而又并非不太有利的解决方案。使 用根据本专利技术的催化转化器或催化转化器系统，有可能节省具有类似活性的起始材料成本 或确保使用相同组分的催化转化器或催化转化器系统的更高有效性。 基本上，这里要求保护的废气催化转化器由一个或多个支撑体组成，在其上面或 在其内部-例如，在多孔壁结构内部-引入上文所提到的催化活性材料（即，最终发挥催化 功能的材料）和储存材料（提供氨储存容量的材料）。本领域的技术人员很清楚在这种情 况下可能是什么载体。这被称作所谓的流通式单块或微粒过滤器（Christian HagelUken， "Autoabgaskatalysatoren"，2005年，第2版，第27-46页）。这类集合体（过滤器以及流通式单块）-甚 至具有SCR活性涂层-为本领域的技术人员充分知晓（例如，US2011271664本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于使稀混合气燃烧发动机的废气中的氮氧化物通过与氨反应而还原的废气催化转化器，所述废气催化转化器具有一个或多个支撑体并且包含一种或多种用于氨的储存材料，其中具有氨储存容量的材料在所述废气的流动方向上以一定方式分布于所述一个或多个支撑体上，以使得当在所述流动方向上检视时，具有较低氨储存容量的区域之后是较高氨储存容量的区域，其特征在于：确定所预期的反应的催化活性的材料由具有氨储存容量的材料制成，并且作为后者，使用选自包括以下的群组的化合物：沸石，诸如丝光沸石(MOR)、Y‑沸石(FAU)、ZSM‑5(MFI)、镁碱沸石(FER)、菱沸石(CHA)和β‑沸石(BEA)，以及类沸石材料，诸如磷酸铝(AlPO)和磷酸硅铝(SAPO)，或其混合物，其中作为支撑体的微粒过滤器本身不具有催化活性材料的增加。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·瑞斯，M·塞伊勒，
申请(专利权)人：优美科股份公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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