钨/二氧化钛氧化催化剂制造技术

提供一种用于处理排气的催化剂制品，包含(a)氧化催化剂，其包括WO3-TiO2载体上的至少一种贵金属，其中基于WO3和TiO2的组合重量，载体包含约1到约20重量百分比的WO3，以及(b)基材；其中第一和第二催化剂层在基材上和/或基材内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景
提供一种用于处理燃烧废气，并且尤其是用于减少与选择性催化还原工艺相关的氨逸出的氧化催化剂。
技术介绍
烃燃料燃烧产生的发动机废气和烟气包含大部分的相对良性的氮气(N2)，水蒸气(H2O)和二氧化碳(CO2)。但是废气同时也包含相对小部分的有害和/或有毒物质，例如来自不完全燃烧的一氧化碳(CO)，来自未燃烧燃料的烃(HC)，燃烧温度过高产生的氮氧化物(NOx)以及颗粒物质(大部分是烟尘)。为了减轻排放至大气中的废气对环境造成的影响，希望的是消除或减少不期望的组分，优选通过不会进而产生其它有害或有毒物质的方法。包括一氧化氮(NO)，二氧化氮(NO2)和一氧化二氮(N2O)的NOx是一种从难以从贫燃发动机产生的废气中去除的组分。在贫燃废气中将NOx还原成N2非常困难，这是因为该废气包含足够的氧气导致其有利于氧化反应而不是还原反应。尽管如此，仍然可以通过通常称作选择性催化还原(SCR)的工艺来还原NOx。SCR工艺包括在催化剂存在的情况下借助含氮还原剂(例如氨)将NOx转化成元素氮(N2)和水。在SCR工艺中，在废气接触SCR催化剂之前，气体还原剂，例如氨，被添加进废气流中。还原剂被吸收到催化剂上并且随着气体通过被催化的基材或者在被催化的基材上通过，发生NOx的还原反应。使用氨的化学计量SCR反应的化学方程式为：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2ONO+NO2+2NH3→2N2+3H2O大部分SCR工艺使用化学计量上过量的氨以使NOx的转化率最大化。经过SCR工艺未发生反应的氨(也被称为“氨逸出”)是不期望的，因为逸出的氨可能与其它燃烧物质发生反应和/或如果被释放的话对大气造成不利影响。为了减少氨逸出，SCR系统可以包括位于SCR催化剂下游的氨氧化催化剂(AMOX)(也被称为氨逸出催化剂(ASC))。用于在废气中氧化过量的氨的催化剂是已知。例如，美国专利No.7,393,511描述了一种包含贵金属的氨氧化催化剂，贵金属例如是负载于二氧化钛、氧化铝、二氧化硅、氧化锆等的载体上的铂、钯、铑、或金。然而，这些催化剂可能容易被经常存在于某些燃料中，特别是柴油中的SOx(例如，SO2和/或SO3)毒化。因此，在本领域中仍然需要改善的氨逸出催化剂。本专利技术尤其满足了这种需要。专利技术概述本专利技术部分地涉及一种非均相氧化催化剂，当其被用在SCR工艺下游时对于降低氨逸出特别有效。当位于基材上时，催化剂包含耐受SOx毒化的氧化性组分。申请人惊奇地发现，负载在钨/二氧化钛上的贵金属催化剂与常规的载体例如二氧化钛相比，甚至与通常被看作适用于高SOx应用的载体，例如二氧化钛和二氧化硅-二氧化钛相比更加不易受SOx毒化。本专利技术的催化剂的高SOx耐受性尤其有利于催化剂暴露在高浓度SOx的应用。因此，提供了一种用于处理废气的催化剂制品，其包含(a)氧化催化剂，氧化催化剂包括位于WO3-TiO2载体上的贵金属，其中基于WO3和TiO2的组合重量，载体包含约1到约20重量百分比的WO3，以及(b)基材；其中氧化催化剂位于基材上或者基材内。根据本专利技术的另一方面，提供一种处理废气的方法，包括(a)使包含NH3的废气流过具有氧化催化剂的基材，所述氧化催化剂包括WO3-TiO2载体上的贵金属，其中基于WO3和TiO2的组合的重量，所述载体包含约1到约20重量百分比的WO3，并且(b)氧化至少一部分的NH3以产生NOx和H2O，尤其是当流动的废气包含至少350ppm的SOx或者氧化催化剂暴露于大于5g/L的硫时。根据本专利技术的再一方面，提供一种再生废气颗粒过滤器的方法，包括(a)使废气流过具有氧化催化剂的基材，其中废气在进入基材之前包含SOx，并且其中氧化催化剂包含WO3-TiO2载体上的贵金属，其中基于WO3和TiO2的组合重量，载体包含约1到约20重量百分比的WO3；(b)在催化剂层中吸收至少一部分的SOx；并且(c)在催化剂层吸收至少5g/L的SOx之后，再生催化剂。附图说明图1A-1B为根据本专利技术的特定实施方案的催化剂制品的图；并且图2为描述了在不同温度下再生之后的硫酸化催化剂的NH3转化率的曲线图。具体实施方式在优选的实施方案中，本专利技术涉及一种用于改进环境空气质量，尤其是用于改进发电厂、燃气轮机、贫燃内燃机等产生的废气排放的催化剂制品。通过在宽的操作温度范围内降低废气中的NH3和/或NOx的浓度可以至少部分地改善排放。此外，本专利技术的催化剂的使用由于每单位运行时间需要更少的高温再生从而能够提高燃料经济性。此外，本专利技术的催化剂可以用于含硫水平相对较高的燃料，其通常被认为品质较差的燃料。有用的催化剂制品包括那些在氧化性环境中，并且尤其是催化剂经历高浓度的SOx的环境中优先氧化氨和/或还原NOx的催化剂制品。在优选的实施方案中，本专利技术的催化剂制品包括包含钨/二氧化钛载体上的至少一种贵金属的氧化催化剂。贵金属可以是钌、铼、铑、钯、银、锇、铱、铂和金中的一种或多种。优选地，贵金属为一种或多种的铂族金属(PGMs)，特别是钌、铑、钯、锇、铱和铂。在特定的实施方案中，贵金属为铂、钯或二者的结合。贵金属组分可以通过常规方法被添加至载体上，例如通过将包含金属的盐水溶液与载体混合以形成载体涂料，然后可以将其涂覆至基材上。基材上的贵金属优选的存在量为约0.1-30g/ft3，更优选地为约0.5-10g/ft3，并且甚至更优选地为约1-5g/ft3。基于钨/二氧化钛载体的重量，氧化催化剂优选地包含约0.05-约5重量百分比，更优选包含约0.1-约2重量百分比，并且甚至更优选地包含约0.5-1重量百分比的贵金属。基材上的钨/二氧化钛载体的存在量为约0.01-约3g/in2，更优选地为约0.05-约1g/in2，并且甚至更优选地为约0.1-约0.5g/in2。在特定的实施方案中，催化剂中没有或基本没有钌、铼、铑、钯、银、锇、铱、铂和/或金中的一种或多种。在特定的实施方案中，氧化催化剂没有或基本没有稀土金属。优选地，氧化催化剂没有或基本没有碱金属和碱土金属，例如钠、钾、钙和镁中的一种或多种。优选地，氧化催化剂没有或基本没有钒和/或钼。在特定的实施方案中，氧化催化剂没有或基本没有锰、硅、锆、铝、铈以及它们的氧化物。在特定的实施方案中，氧化催化剂没有或基本没有选自铜、铁、镍、钴、铬、铪、镧、镓和锌等金属中的一种或多种。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理废气的催化剂制品，包含：a.氧化催化剂，其包括WO3‑TiO2载体上的至少一种贵金属，其中基于WO3和TiO2的组合重量，载体包含约1到约20重量百分比的WO3，以及b.基材；其中所述氧化催化剂位于所述基材上或者所述基材内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.26 US 61/858,9131.一种用于处理废气的催化剂制品，包含：
a.氧化催化剂，其包括WO3-TiO2载体上的至少一种贵金属，其中基于WO3和TiO2的组合重量，载体包含约1到约20重量百分比的WO3，以及
b.基材；
其中所述氧化催化剂位于所述基材上或者所述基材内。
2.权利要求1所述的催化剂制品，其中基于WO3和TiO2的组合重量，所述
载体包含约2到约10重量百分比的WO3。
3.权利要求1或2所述的催化剂制品，其中所述氧化催化剂基本上不含V、
Ce、Zr、Al、Si和Mo。
4.权利要求1、2或3所述的催化剂制品，其中所述至少一种贵金属为Au、
Ag、Pt、Pd、Rh或它们的组合。
5.权利要求4所述的催化剂制品，其中所述贵金属为Pt、Pd或它们的组
合。
6.前述任一项权利要求所述的催化剂制品，其中所述氧化催化剂由WO3-TiO2载体上的贵金属组成。
7.前述任一项权利要求所述的催化剂制品，进一步包含载体涂料，其中所
述载体涂料包含所述氧化催化剂。
8.前述任一项权利要求所述的催化剂制品，进一步包含用于在氧的存在下
选择性还原NOx和/或用于储存NH3的第二催化剂，其中所述第二催化剂位于所
述基材上或者所述基材内，但是与所述氧化催化剂物理分离。
9.权利要求8所述的催化剂制品，其中所述氧化催化剂位于在所述基材上
作为第一载体涂层并且所述第二催化剂位于在所述基材上作为第二载体涂层，
其中所述第一载体涂层完全覆盖第二层但是与第二层分离。
10.权利要求9所述的催化剂制品，其中所述第二催化剂层包括选自Al2O3、
TiO2、CeO2、SiO2和ZrO2的高表面积金属氧化物，或者铝硅酸盐或硅铝磷酸盐分
子筛，其中金属氧化物或分...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·M·米卡勒夫，A·C·帕森斯，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB