设计在SCR系统中位于首位的氨泄漏催化剂技术方案

公开了一种催化剂制品，其具有包含氨储存性低的载体上的铂与第一SCR催化剂的共混物的氨泄漏催化剂(ASC)，和第二催化剂例如柴油氧化催化剂、柴油放热催化剂(DEC)、NOx吸收剂、选择性催化还原/被动NOx吸附剂(SCR/PNA)、冷起动催化剂(CSC)或三元催化剂(TWC)。该催化剂制品还可以含有一种或两种另外的SCR催化剂。催化剂可以以多种构造之一存在。该催化制品可用于选择性催化还原(SCR)废气中的NOx和减少氨泄漏量。还描述了在SCR方法中使用该催化制品的方法，其中减少了氨泄漏量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】设计在SCR系统中位于首位的氨泄漏催化剂专利
本专利技术涉及氨泄漏催化剂(ASC)，含有氨泄漏催化剂的制品，和制造和使用这样的制品来减少氨泄漏的方法。专利技术背景柴油发动机、固定式燃气轮机和其他系统中的烃燃烧产生废气，必须处理该废气来除去氮氧化物(NOx)，其包括NO(一氧化氮)和NO2(二氧化氮)，并且NO占形成的NOx的主要部分。已知NOx引起人们的许多健康问题，以及引起许多有害的环境效应，包括形成烟雾和酸雨。为了减轻来自于废气中的NOx对于人和环境的影响，令人期望的是消除这些不期望的组分，优选通过不产生其他有害或有毒物质的方法。贫燃和柴油发动机产生的废气通常是氧化性的。NOx需要在被称作选择性催化还原(SCR)的方法中用催化剂和还原剂选择性还原，该方法将NOx转化成单质氮(N2)和水。在SCR方法中，将气态还原剂，典型地是无水氨、氨水或尿素添加到废气流中，然后使该废气接触催化剂。还原剂吸收到催化剂上，并且在气体经过催化型基底之中或之上时还原NOx。为了使NOx的转化率最大，经常必需向气流中添加大于化学计量量的氨。但是，过量的氨释放到大气中将对人的健康和对环境有害。另外，氨是苛性的，特别是它的含水形式。排气催化剂下游的排气管线区域中氨和水的冷凝会产生腐蚀性混合物，其会损坏排气系统。所以，应当消除废气中氨的释放。在许多常规排气系统中，氨氧化催化剂(也被称作氨泄漏催化剂或”ASC”)安装在SCR催化剂下游，来通过将氨转化成氮来从废气中除去氨。使用氨泄漏催化剂会使得典型的柴油机驱动周期中NOx转化率大于90％。令人期望的是拥有提供通过SCR除去NOx和将氨选择性转化成氮气二者的催化剂，其中氨转化在车辆驾驶循环中的宽温度范围进行，并且形成最少的氧化氮和一氧化二氮副产物。
技术实现思路
在第一方面中，本专利技术涉及一种催化剂制品，其包含：包含入口端和出口端的基底、第一区和第二区，其中第一区包含氨泄漏催化剂(ASC)，该氨泄漏催化剂含有铂族金属，和含有金属交换分子筛、钒或贱金属的第一SCR催化剂，和第二区包含选自以下的第二催化剂：柴油氧化催化剂(DOC)、柴油放热催化剂(DEC)、催化型烟灰过滤器(CSF)、NOx吸收剂、选择性催化还原/被动NOx吸附剂(SCR/PNA)、冷起动催化剂(CSC)或三元催化剂(TWC)，其中第一区相对于第二区位于气流的上游。在另一方面中，本专利技术涉及一种排气系统，其包含本专利技术第一方面的催化制品，和用于在废气中形成NH3的装置。在又一方面中，本专利技术涉及一种燃烧源，其包含排气系统，该排气系统包含本专利技术第一方面的催化剂制品，和用于在废气中形成NH3的装置。在又一方面中，本专利技术涉及一种在催化剂中提供放热的方法，其中该方法包括使含烃废气与本专利技术第一方面的催化剂接触。在另一方面中，本专利技术涉及一种减少由废气中的NH3形成N2O的方法，其中该方法包括使含氨废气与本专利技术第一方面的催化剂制品接触。附图说明图1描绘的构造中，ASC在废气流中位于DOC或其他催化剂之前。图2描绘的构造中，ASC是双层，并且在废气流中位于DOC或其他催化剂之前。还显示了双层的说明。图3描绘的构造中，ASC是共混物，并且在废气流中位于DOC或其他催化剂之前。图4描绘的构造中，ASC在废气流中位于过滤器之前，并且SCR位于过滤器之后，其中ASC可以双层或共混物，和过滤器是涂覆的或未涂覆的。图5描绘的构造中，ASC在废气流中位于过滤器之前和之后，其中过滤器之前的ASC是双层，具有覆盖氨氧化催化剂的入口侧和顶部二者的SCR，过滤器之后的ASC是双层，具有覆盖氨氧化催化剂的入口侧的SCR，和过滤器是涂覆的或未涂覆的。图6描绘的构造中，ASC在废气流中位于过滤器之前和之后，其中两个ASC均是双层，具有覆盖氨氧化催化剂的入口侧和顶部二者的SCR，和过滤器是涂覆的或未涂覆的。图7描绘的构造中，ASC在废气流中位于DOC或其他催化剂之前，并且ASC是双层，具有在SCR的入口侧上的氨泄漏催化剂，并且SCR在DOC或其他催化剂之间。图8描绘的构造中，ASC在废气流中位于DOC或其他催化剂之前，并且ASC是双层，具有在SCR的入口侧上的氨泄漏催化剂，并且SCR的一部分覆盖氨氧化催化剂的顶部，和SCR在DOC或其他催化剂之间。图9描绘的构造中，ASC在废气流中位于SCR催化剂之前，SCR催化剂在DOC或其他催化剂上游，其中ASC是双层，具有在氨氧化催化剂之前的SCR催化剂。在其他构造(未示出)中，ASC中的SCR催化剂的一部分或者ASC与DOC或其他催化剂之间的SCR的一部分可以覆盖氨氧化层的顶部。图10的图显示了使用新鲜的催化剂的NH3转化率、N2O选择性和NOx选择性。图11的图显示了使用老化的催化剂的NH3转化率、N2O选择性和NOx选择性。图12的图显示了使用新鲜的催化剂的NO转化率。图13的图显示了使用老化的催化剂的NO转化率。图14的图显示了使用新鲜的催化剂的CO转化率。图15的图显示了使用老化的催化剂的CO转化率。图16的图显示了使用新鲜的参照催化剂的烃(HC)转化率。图17的图显示了使用具有1:5Pt:Pd比的新鲜的催化剂的烃(HC)转化率。图18的图显示了使用具有2:1Pt:Pd比的新鲜的催化剂的烃(HC)转化率。图19的图显示了使用老化的参照催化剂的烃(HC)转化率。图20的图显示了使用具有1:5Pt:Pd比的老化的催化剂的烃(HC)转化率。图21的图显示了使用具有2:1Pt:Pd比的老化的催化剂的烃(HC)转化率。图22的图显示了在含有具有Pt作为唯一PGM的参照催化剂的排气系统中不同位置处的温度。图23的图显示了在以1:5负载含有Pt和Pd的参照催化剂的排气系统中不同位置处的温度。图24的图显示了在以2:1负载含有Pt和Pd的参照催化剂的排气系统中不同位置处的温度。具体实施方式作为本说明书和附加的权利要求书中所用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指代物，除非上下文另有明确指示。因此，例如提及“一种催化剂”时包括两种或更多种催化剂的混合物等。术语“氨泄漏”表示经过SCR催化剂的未反应的氨的量。术语“载体”表示催化剂固定到的材料。术语“氨储存性低的载体”典型地表示每m3载体储存小于0.001mmolNH3的载体。氨储存性低的载体优选是具有选自以下的骨架类型的分子筛或沸石：AEI、ANA、ATS、BEA、CDO、CFI、CHA、CON、DDR、ERI、FAU、FER、GON、IFR、IFW、IFY、IHW、IMF、IRN、IRY、ISV、ITE、ITG、ITN、ITR、ITW、IWR、IWS、IWV、IWW、JOZ、LTA、LTF、MEL、MEP、MFI、MRE、MSE、MTF、MTN、MTT、MTW、MVY、MWW、NON、NSI、RRO、RSN、RTE、RTH、RUT、RWR、SEW、SFE、SFF、SFG、SFH、SFN、SFS、SFV、SGT、SOD、SSF、SSO、SSY、STF、STO、STT、SVR、SVV、TON、TUN、UOS、UOV、UTL、UWY、VET、VNI。更优选地，分子筛或沸石的骨架类型选自BEA、CDO、CON、FAU、MEL、MFI和MWW，甚至更优选骨架类型选自BEA和MFI。术语“煅本文档来自技高网...

【技术保护点】
催化剂制品，其包含：包含入口端和出口端的基底、第一区和第二区，其中第一区包含氨泄漏催化剂(ASC)，该氨泄漏催化剂包含铂族金属和含有金属交换分子筛、钒或贱金属的第一SCR催化剂，和第二区包含选自以下的第二催化剂：柴油氧化催化剂(DOC)、柴油放热催化剂(DEC)、催化型烟灰过滤器(CSF)、NOx吸收剂、选择性催化还原/被动NOx吸附剂(SCR/PNA)、冷起动催化剂(CSC)或三元催化剂(TWC)，其中第一区相对于第二区位于气流的上游。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.18 US 62/181,2711.催化剂制品，其包含：包含入口端和出口端的基底、第一区和第二区，其中第一区包含氨泄漏催化剂(ASC)，该氨泄漏催化剂包含铂族金属和含有金属交换分子筛、钒或贱金属的第一SCR催化剂，和第二区包含选自以下的第二催化剂：柴油氧化催化剂(DOC)、柴油放热催化剂(DEC)、催化型烟灰过滤器(CSF)、NOx吸收剂、选择性催化还原/被动NOx吸附剂(SCR/PNA)、冷起动催化剂(CSC)或三元催化剂(TWC)，其中第一区相对于第二区位于气流的上游。2.根据权利要求1所述的催化剂制品，其中第一区和第二区位于同一基底上，并且第一区位于该基底的入口侧上，第二区位于该基底的出口侧上。3.根据权利要求1所述的催化剂制品，其进一步包含第二基底，其中第一区位于第一基底上，第二区位于第二基底上，并且第一基底位于第二基底的上游。4.根据权利要求3所述的催化剂制品，其中该制品包含第一部件和第二部件，其中第一区位于第一部件上，第二区位于第二部件上，并且第一部件位于第二部件的上游。5.根据权利要求1-4中任一项所述的催化制品，其中该氨泄漏催化剂包含：包含铂族金属的底层，和位于该底层上面的包含第一SCR催化剂的顶层。6.根据权利要求1-4中任一项所述的催化制品，其中该氨泄漏催化剂包含氨储存性低的载体上的铂族金属与第一SCR催化剂的共混物。7.根据权利要求6所述的催化剂制品，其中该共混物进一步包含MnO2上的Pd、Nb-Ce-Zr或Nb。8.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂制品，其中第二区包含氧化催化剂与第二SCR催化剂的共混物。9.根据前述权利要求中任一项所述的催化制品，其进一步包含第二SCR催化剂，其中第二SCR催化剂位于该氨氧化催化剂与第二催化剂之间。10.根据权利要求9所述的催化制品，其中第二SCR催化剂的一部分至少部分地叠覆该氨氧化催化剂。11.根据权利要求9所述的催化剂制品，其中第二SCR催化剂完全覆盖第一层，第一层包含载体上的铂与第一SCR催化剂的共混物，该载体优选氨储存性低的载体。12.根据权利要求9所述的催化剂制品，其中当第二SCR催化剂在该氨泄漏催化剂和第二催化剂之间时，第二SCR包含促进的Ce-Zr或促进的MnO2。13.根据权利要求8-12中任一项所述的催化剂制品，其中第二SCR催化剂是贱金属、贱金属的氧化物、分子筛、金属交换的分子筛或其混合物。14.根据权利要求13所述的催化剂制品，其中该贱金属选自钒(V)、钼(Mo)和钨(W)、铬(Cr)、铈(Ce)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)和锆(Zr)及其混合物。15.根据权利要求14所述的催化剂制品，其进一步包含至少一种贱金属促进剂。16.根据权利要求13-15中任一项所述的催化剂制品，其中该分子筛或该金属交换的分子筛是小孔的、中孔的、大孔的或其混合的。17.根据权利要求13-16中任一项所述的催化剂制品，其中第二SCR催化剂包括选自以下的小孔分子筛：铝硅酸盐分子筛、金属取代的铝硅酸盐分子筛、铝磷酸盐(AlPO)分子筛、金属取代的铝磷酸盐(MeAlPO)分子筛、硅-铝磷酸盐(SAPO)分子筛和金属取代的硅-铝磷酸盐(MeSAPO)分子筛及其混合物。18.根据权利要求13-17中任一项所述的催化剂制品，其中第二SCR催化剂包括选自以下骨架类型的小孔分子筛：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、TSC、UEI、UFI、VNI、YUG和ZON及其混合物和/或共生体。19.根据权利要求13-18中任一项所述的催化剂制品，其中第二SCR催化剂包括选自以下骨架类型的小孔分子筛：AEI、AFX、CHA、DDR、ERI、ITE、KFI、LEV和SFW。20.根据权利要求13-17中任一项所述的催化剂制品，其中第二SCR催化剂包括选自以下骨架类型的中孔分子筛：AEL、AFO、AHT、BOF、BOZ、CGF、CGS、CHI、DAC、EUO、FER、HEU、IMF、ITH、ITR、JRY、JSR、JST、LAU、LOV、MEL、MFI、MFS、MRE、MTT、MVY、MWW、NAB、NAT、NES、OBW、PAR、PCR、PON、PUN、RRO、RSN、SFF、SFG、STF、STI、STT、STW、SVR、SZR、TER、TON、TUN、UOS、VSV、WEI和WEN及其混合物和/或共生体。21.根据权利要求13-17中任一项所述的催化剂制品，其中第二SCR催化剂包括选自以下骨架类型的大孔分子筛：AFI、AFR、AFS、AFY、ASV、ATO、...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·拉松，D·米卡勒夫，
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