分区的排气系统技术方案

催化制品具有包括入口、出口和轴向长度的流通式基材；包含第一SCR催化剂的SCR区；和包含(a)ASC区和DOC区或(b)混合的ASC和DOC区的氧化区，其中氧化区包含氨氧化催化剂和DOC催化剂，SCR区从入口端定位于基材上和从入口延伸至小于基材的轴向长度，DOC区或混合的ASC和DOC区从出口端定位于基材上，和当DOC区存在时，ASC区位于SCR区和DOC区之间。在其它催化制品中，ASC区还包括DEC催化剂。描述了在SCR方法使用催化制品的方法，其中减少了氨泄漏的量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分区的排气系统
本专利技术涉及经分区以提供组合的SCR、氨泄漏催化剂(ASC)和柴油氧化催化剂(DOC)或柴油放热催化剂(DEC)活性的基材。
技术介绍
在柴油发动机、固定式燃气轮机和其它系统中的烃燃烧产生废气，废气必须经处理以除去包括NO(一氧化氮)和NO2(二氧化氮)的氮氧化物(NOx)，其中NO是主要的所形成的NOx。众所周知，NOx会造成人类的多种健康问题，并造成许多有害的环境影响，包括形成烟雾和酸雨。为了减轻废气中NOx对人类和环境的影响，希望消除这些不希望的组分，优选通过不产生其它有害或有毒物质的方法。贫燃和柴油发动机中产生的废气通常具有氧化性。在被称为选择性催化还原(SCR)的方法中，需要用催化剂和还原剂选择性地还原NOx，该方法将NOx转化成单质氮(N2)和水。在SCR方法中，在废气与催化剂接触之前，将气态还原剂(通常为无水氨、氨水或尿素)添加至废气流中。还原剂被吸收到催化剂上，并且随着气体通过或经过经催化的基材，NOx被还原。为了使NOx的转化最大化，往往需要向气流中添加超过化学计量量的氨。但是，将过量的氨释放到大气中将不利于人类健康和环境。另外，氨是腐蚀性的，特别是其含水形式。排气催化剂下游的排气管线区域中的水和氨的冷凝会导致会损害排气系统的腐蚀性混合物。因此应该消除废气中氨的释放。在许多传统的排气系统中，在SCR催化剂的下游安装氨氧化催化剂(也称为氨泄漏催化剂或“ASC”)，以通过将氨转化成氮而从废气中除去氨。氨泄漏催化剂的使用可以允许经过典型的柴油驱动循环使NOx转化率大于90％。希望具有一种催化剂，该催化剂提供通过SCR的NOx除去和选择性氨转化成氮两者，其中在车辆驱动循环的宽温度范围内发生氨转化，和形成最少的氮氧化物和一氧化二氮副产物。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术涉及催化剂制品，其包括含有入口和出口的基材，含第一SCR催化剂的第一区和含柴油氧化催化剂(DOC)的第二区，其中第一区位于基材的入口侧上和第二区位于基材的出口侧上。催化剂制品可以进一步包括含氨泄漏催化剂(ASC)的第三区，其中第三区位于第一区和第二区之间。氨泄漏催化剂(ASC)包括(a)第一SCR催化剂或第二SCR催化剂和(b)氨氧化催化剂。催化剂制品可以在第一区中提供对尿素或氨的非常快速响应。催化剂制品可以在第一区中具有非常低的NH3储存量。在第二方面，本专利技术涉及催化剂制品，其包括含有入口和出口的基材，含第一SCR催化剂的第一区和含氨泄漏催化剂(ASC)的第二区，其中第一区位于基材的入口侧上和第二区位于紧邻第一区的下游。氨泄漏催化剂(ASC)可以包括(a)第一SCR催化剂或第二SCR催化剂和(b)氨氧化催化剂。催化剂制品可以在第一区中提供对尿素或氨的非常快的响应。催化剂制品可以在第一区中具有非常低的NH3储存量。在另一方面，本专利技术涉及排气系统，其包括本专利技术第一方面的催化制品和用于在废气中引入NH3或形成NH3的装置，其中用于在废气中引入NH3或形成NH3的装置位于催化制品之前。在又一方面，本专利技术涉及燃烧来源，其包括含有以下的排气系统：本专利技术第一方面的催化剂制品和用于在废气中引入NH3或在废气中形成NH3的装置，其中用于在废气中引入NH3或在废气中形成NH3的装置位于催化制品之前。在仍另一方面，本专利技术涉及降低由废气中的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。在另一方面，本专利技术涉及降低废气中NOx形成的方法，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。在又一方面，本专利技术涉及降低废气中烃形成的方法，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制品接触。在另一方面，本专利技术涉及催化制品，其包括具有入口、出口和轴向长度的流通式基材；含第一SCR催化剂的SCR区；和含(a)ASC区和DOC区或(b)混合的ASC和DOC区的氧化区，其中氧化区包括氨氧化催化剂和DOC催化剂，SCR区从入口端定位于基材上和从入口延伸至小于基材的轴向长度，DOC区或混合的ASC和DOC区从出口端定位于基材上，和当DOC区存在时，ASC区位于SCR区和DOC区之间。催化制品可以进一步包括第二SCR催化剂，其中第二SCR催化剂位于氧化区中。在一些构造中，第一SCR催化剂的一部分可以覆盖第二SCR催化剂的全部或一部分。在其它构造中，第二SCR催化剂的一部分可以覆盖第一SCR催化剂的全部或一部分。第一和第二SCR催化剂的不同之处可以在于：包括不同的成分，具有不同的催化剂负载量，或两者。DOC可以为DEC。氧化区可以包括含氨氧化催化剂和DOC催化剂的组合的ASC/DOC区，其中SCR区从入口延伸和覆盖组合的ASC/DOC区的一部分，组合的ASC/DOC区从出口延伸至小于轴向长度。DOC催化剂可以产生放热和可以生成NO2用于下游过滤器的被动再生。在另一方面，本专利技术涉及排气系统，其包括本专利技术第一方面的催化制品和用于在废气中形成NH3或在废气中引入NH3的装置。在仍另一方面，本专利技术涉及在柴油发动机的排气中提供低温NOx控制与良好的ASC选择性和DOC能力结合的方法，其中该方法包括使发动机的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描绘了其中第一SCR催化剂定位于DOC之前的废气流中的构造。图2描绘了其中第一SCR催化剂定位于ASC之前的废气流中和DOC位于ASC的下游的通用构造。图3描绘了其中第一SCR催化剂定位于ASC之前的废气流中和DOC位于ASC的下游和ASC为SCR和氧化催化剂的共混物的构造。图4描绘了其中第一SCR催化剂定位于ASC之前的废气流中和DOC位于ASC的下游，和ASC为具有含氧化催化剂的底层和含SCR催化剂的顶层的双层的构造。图5描绘了其中第一SCR催化剂定位于ASC之前的废气流中和DOC位于ASC的下游，和ASC为其中第一SCR催化剂的一部分还存在于含氧化催化剂的底层上方的顶层中的双层的构造。图6描绘了其中第一SCR催化剂定位于ASC之前的废气流中的构造。图7描绘了构造其中第一SCR催化剂定位于ASC之前的废气流中和ASC为SCR和氧化催化剂的共混物。图8描绘了其中第一SCR催化剂定位于ASC之前的废气流中和ASC为具有含氧化催化剂的底层和含SCR催化剂的顶层的双层的构造。图9描绘了其中第一SCR催化剂定位于ASC之前的废气流中和ASC为其中第一SCR催化剂的一部分还存在于含氧化催化剂的底层上方的顶层中的双层的构造。图10是显示出对于三种类型的SCR催化剂而言NOx转化的量相对氨填充水平的图。图11描绘了其中第一SCR催化剂定位于氨氧化催化剂之前的废气流和覆盖氨氧化催化剂的一部分但不是整个长度的构造。DOC定位在氨氧化催化剂的未被第一SCR催化剂覆盖的剩余顶部部分上方。图12描绘了其中第一SCR催化剂定位于氨氧化催化剂和DOC的混合物之前的废气流的构造，其中氨氧化催化剂和DOC的混合物包括两个阶梯部分。图13描绘了其中第一SCR催化剂定位于氨氧化催化剂和DOC的混合物之前的废气流中的构造。氨氧化催化剂和DOC的混合物在ASC区中被第一SCR催化剂覆盖。图14描绘了其中第一SCR催化剂定位于氨氧化催化剂和DOC的混合物之前的废气流的构造。氨氧化催化剂和DOC的混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
催化制品，其包括:i.具有入口、出口和轴向长度的流通式基材；ii.具有第一SCR催化剂和定位于所述基材上从所述入口至小于所述基材的轴向长度的SCR区；和iii.和包括含PGM的氨氧化催化剂和含PGM的DOC催化剂的氧化区，其中，含PGM的氨氧化催化剂和含PGM的DOC催化剂布置在(a)ASC区和单独的DOC区或(b)混合的ASC和DOC区，其中所述DOC区或所述混合的ASC和DOC区定位于所述基材上从所述出口端至小于所述基材的轴向长度，和当所述单独的DOC区存在时，所述ASC区位于所述SCR区和所述DOC区之间，条件是所述DOC催化剂具有相对于所述氨氧化催化剂更高浓度(克/立方米)的PGM。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.18 US 62/181,268;2015.06.18 US 62/181,5981.催化制品，其包括:i.具有入口、出口和轴向长度的流通式基材；ii.具有第一SCR催化剂和定位于所述基材上从所述入口至小于所述基材的轴向长度的SCR区；和iii.和包括含PGM的氨氧化催化剂和含PGM的DOC催化剂的氧化区，其中，含PGM的氨氧化催化剂和含PGM的DOC催化剂布置在(a)ASC区和单独的DOC区或(b)混合的ASC和DOC区，其中所述DOC区或所述混合的ASC和DOC区定位于所述基材上从所述出口端至小于所述基材的轴向长度，和当所述单独的DOC区存在时，所述ASC区位于所述SCR区和所述DOC区之间，条件是所述DOC催化剂具有相对于所述氨氧化催化剂更高浓度(克/立方米)的PGM。2.根据权利要求1的催化制品，其中所述第一SCR催化剂叠覆混合的ASC/DOC区或ASC区的一部分。3.根据权利要求1或2的催化制品，其中(a)所述ASC区包括含氨氧化催化剂的底层和含所述第一SCR催化剂的顶层，其中在所述ASC区中所述第一SCR催化剂覆盖所述氨氧化催化剂的整个部分，和(b)所述DOC区包括含氨氧化催化剂的底层和含所述DOC催化剂的顶层，其中在所述DOC区中所述DOC催化剂覆盖所述氨氧化催化剂的整个部分。4.根据权利要求1或2的催化制品，其中所述ASC区包括含氨氧化催化剂和DOC的混合物的底层，和所述第一SCR的一部分还形成覆盖所述ASC区中的氨氧化催化剂和DOC的混合物的整个部分的顶层，和所述DOC区包括氨氧化催化剂和DOC的混合物，其中所述混合物位于所述ASC区和所述DOC区中的基材上。5.根据权利要求1或2的催化制品，其中所述ASC区包括含氨氧化催化剂和DOC的混合物的底层，其中所述底层位于所述基材上，和所述第一SCR的一部分形成覆盖所述ASC区中的底层的整个部分的顶层，和DOC区包括氨氧化催化剂和DEC的混合物，其中所述DOC区中的氨氧化催化剂和DOC的混合物位于所述基材上。6.根据权利要求1或2的催化制品，其中所述氧化区包括混合的ASC/DOC区，所述混合的...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·A·吉尔伯特，M·拉尔森，A·D·纽曼，C·R·纽曼，
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