用于内燃发动机的排气系统，该排气系统包含：贫NOx阱(LNT)，其上具有NOx储存和还原区的壁流式整料基底，该壁流式整料基底具有40％或更高的预涂覆孔隙率，该NOx储存和还原区包含负载在第一载体上的铂族金属，第一载体包含一种或多种碱土金属化合物、镁/铝混合氧化物、二氧化铈和至少一种贱金属氧化物，该贱金属氧化物选自氧化铜、氧化锰、氧化铁和氧化锌。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】排气系统本专利技术涉及用于内燃(IC)发动机的排气系统，涉及用在这样的排气系统中的催化整料基底，涉及制造这样的催化型整料基底的方法，和涉及处理废气的方法。内燃发动机是污染物的潜在来源。希望减少来自内燃发动机的污染物排放。在经济体如欧盟、美国和全世界，已经实施了越来越严格的环境法规，并计划了进一步的法规，以减少污染物从各种来源，特别是内燃发动机排放到大气中。关注的污染物包括NOx、一氧化碳、颗粒物质、烃、硫化氢和氨气。已经提出多种方法用于减少来自IC发动机的排放。WO-A-2010/004320公开了用于贫燃内燃发动机的排气系统，其包含第一基底整料，第一基底整料包含用于氧化一氧化氮(NO)的催化剂，下游是具有入口通道和出口通道的壁流式过滤器，其中该入口通道包含NOx吸收剂催化剂，该出口通道包含用于用含氮还原剂对氮氧化物进行选择性催化还原的催化剂。WO-A-2012/175948公开了一种用于内燃发动机、用于处理一系列污染物的排气系统，其具有贫NOx阱和催化型基底。该催化型基底具有第一区和第二区，其中第一区包含负载在载体上的铂族金属，第二区包含负载在沸石上的铜或铁。第一区或第二区另外包含负载在无机氧化物上的贱金属氧化物或贱金属。WO-A-2005/014146公开了使用单个整料的催化剂布置，和净化操作在贫条件下的内燃发动机的废气的方法。将薄壁、多孔的载体涂覆在具有氮氧化物储存催化剂的一侧上和在具有SCR催化剂的另一侧上。例如当空气中的氮气与氧气在IC发动机内反应时，会产生氮氧化物(NOx)。这样的氮氧化物可以包含一氧化氮和/或二氧化氮。一种减少NOx排放的催化方法是具有氧化催化剂的贫NOx阱，其将内燃发动机中产生的NOx有效地转化为氮气，不过废气中的一些NOx会在该阱变得饱和时泄漏。一些副产物还可以由贫NOx阱产生，例如非选择性还原路径可以导致产生氨气。当在贫条件中(低燃料/氧气比)产生废气时，NOx吸附在贫NOx吸附剂阱(LNT)上。LNT可以通过将它与富(高燃料/氧气比)废气(在发动机管理系统的控制下产生)间歇接触来再生。这样的富化促进吸附的NOx的解吸和NOx在LNT中存在的还原催化剂上的还原。富废气还由NOx产生氨气(NH3)。NOx阱可以在标准操作期间储存高浓度的硫。该硫需要被定期除去以保持NOx阱的性能。使用高温贫/富循环来使催化剂脱硫。但是，该方法使H2S释放到环境中。虽然H2S目前不是受管制的污染物，但是提供减少硫化氢排放的手段是有利的。WO-A-2014/080220公开了一种在整料基底上的分区催化剂，其用于控制脱硫期间在贫NOx阱中形成的硫化氢气体。但是，难以在减少H2S释放的同时保持催化剂对其他污染物的良好性能和保持对颗粒物质的良好过滤。US-A-2011/0014099公开了一种催化活性颗粒物质过滤器，其具有硫化氢阻塞功能。US-A-2008/214390公开了一种用于净化废气的催化剂，其能够抑制硫化氢排放。US-A-2009/082199公开了一种适于净化来自IC发动机的废气的催化剂，特别是其能够抑制硫化氢排放。在该文献中，铂族金属催化剂和氧化物被描述为是分开的，以避免PGM催化剂的劣化/中毒。在用在过滤器基底上的催化剂载体涂层(washcoat)中，H2S还原性材料和PGM分开会导致该过滤器基底的孔隙率显著降低，因为多层或厚的催化剂容易堵塞过滤器基底中的通道和孔。孔隙率降低容易使过滤器基底作为颗粒过滤器的有效性降低。并且，催化组分分开会需要使用另外的整料，这在空间珍贵的一些排气系统中可能是困难的。所以，存在持续的需求，要减少H2S排放，同时还不降低催化除去其他污染物如颗粒物质、烃和CO的有效性，特别是因为新法规降低了IC发动机排放的可接受水平。本专利技术的目的是解决这些问题。因此，在第一方面中，本专利技术提供一种用于内燃发动机的排气系统，其中该排气系统包含贫NOx阱(LNT)和其上具有NOx储存和还原区的壁流式整料基底，该壁流式整料基底具有40％或更高的预涂覆孔隙率(优选40％-75％)，该NOx储存和还原区包含负载在第一载体上的铂族金属，其中第一载体包含一种或多种碱土金属化合物、镁/铝混合氧化物、二氧化铈和至少一种贱金属氧化物，该至少一种贱金属氧化物选自氧化铜、氧化锰、氧化铁和氧化锌。可以有两种或更多种贱金属氧化物的混合物。这是非常有利的，因为这样的排气系统实现NOx和颗粒物质还有CO和烃的排放的减少。并且，该排气系统有利地减少H2S排放。通过本专利技术的排气系统，在单个整料中实现减少NOx、H2S和颗粒物质排放，是非常有利的。壁流式整料基底相对高的孔隙率实现有效的催化活性和颗粒物质过滤，甚至是对于更具挑战性的新近的用于车辆IC发动机的驾驶测试周期。并且，根据本专利技术，使用贱金属氧化物显著降低对LNT脱硫期间形成的H2S的排放，同时保持对NOx的有效吸附，甚至当该贱金属氧化物合并在PGM载体涂层(washcoat)中时。令人惊讶地，使用贱金属氧化物不毒化PGM，也不显著影响NOx储存和还原区。这使得贱金属、NOx储存和还原材料(例如碱土金属化合物，优选钡化合物)和PGM存在于单个载体涂层中，这可以减小多孔整料上催化剂涂层的厚度，由此保持良好的颗粒物质性能并降低不可接受的背压的可能性。优选地，贱金属氧化物包括氧化锌。优选地，可以将氧化锌引入载体涂层中。可选地，第一载体中的氧化锌可以源自引入载体涂层中的通常适合的锌化合物(例如硝酸锌、碳酸锌、氢氧化锌或者其两种或更多种的混合物)，其在后续烧制过程中分解来形成氧化锌。优选地，第一载体包含1重量％或更少的氧化锆。优选氧化铈不含锆或氧化锆。第一载体通常包含粒状材料，优选粒度(例如d90粒度)为1μm-25μm，更优选2μm-20μm，甚至更优选2μm-15μm，或者2μm-12μm，最优选4μm-10μm。优选地，该或各碱土金属化合物包括镁、钙、锶或钡的氧化物、羧酸盐(例如醋酸盐)、碳酸盐和/或氢氧化物或者这些化合物的任意两种或更多种的混合物。更优选地，碱土金属化合物包括钡化合物。虽然在制备催化剂期间，在空气或贫发动机废气的存在下，碱土金属物类可以以氧化物、羧酸盐(例如醋酸盐)、碳酸盐和/或氢氧化物的形式存在，但是碱土金属物类的一些或大部分，例如钡，可以为氧化物、碳酸盐和/或氢氧化物的形式。镁/铝混合氧化物可以包括镁掺杂的氧化铝。镁/铝混合氧化物可以包括铝酸镁尖晶石。优选地，镁/铝混合氧化物包含0.1重量％-12重量％的量的镁，基于该镁/铝混合氧化物的重量计。优选第一载体以90-200g/ft3的负载量包含碱土金属化合物(优选一种或多种钡化合物)，基于该碱土金属的重量计。第一载体通常以100-300g/ft3的负载量包含贱金属氧化物，基于该贱金属(如视情况而定的Zn、Cu、Fe和/或Mn)的重量计。优选地，铂族金属可以选自铂、钯和铑或其混合物。优选的铂族金属可以包含Pt:Pd重量比2:1-8:1的铂和钯的混合物。Pt:Pd重量比优选>3:1，更优选>4:1，更优选3:1-7:1，最优选4:1-6:1。优选NOx储存和还原区中的总铂族金属负载量为5-100g/ft3，优选10-90g/ft3，更优选20-80g/本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于内燃发动机的排气系统，该排气系统包含：a.贫NOx阱，和b.其上具有NOx储存和还原区的壁流式整料基底，该壁流式整料基底具有40％或更高的预涂覆孔隙率，该NOx储存和还原区包含负载在第一载体上的铂族金属，第一载体包含一种或多种碱土金属化合物、镁/铝混合氧化物、二氧化铈和至少一种贱金属氧化物，该贱金属氧化物选自氧化铜、氧化锰、氧化铁和氧化锌。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.29 US 62/329,3131.用于内燃发动机的排气系统，该排气系统包含：a.贫NOx阱，和b.其上具有NOx储存和还原区的壁流式整料基底，该壁流式整料基底具有40％或更高的预涂覆孔隙率，该NOx储存和还原区包含负载在第一载体上的铂族金属，第一载体包含一种或多种碱土金属化合物、镁/铝混合氧化物、二氧化铈和至少一种贱金属氧化物，该贱金属氧化物选自氧化铜、氧化锰、氧化铁和氧化锌。2.根据权利要求1所述的排气系统，其中该贱金属氧化物包括氧化锌。3.根据前述权利要求中任一项所述的排气系统，其中第一载体包含1重量％或更少的氧化锆。4.根据前述权利要求中任一项所述的排气系统，其中该或各碱土金属化合物包括镁、钙、锶或钡的氧化物、羧酸盐、碳酸盐和/或氢氧化物或者这些化合物的任意两种或更多种的混合物。5.根据前述权利要求中任一项所述的排气系统，其中该镁/铝混合氧化物包括镁掺杂的氧化铝。6.根据前述权利要求中任一项所述的排气系统，其中该镁/铝混合氧化物包括在镁掺杂的氧化铝上喷雾干燥的二氧化铈。7.根据前述权利要求中任一项所述的排气系统，其中该镁/铝混合氧化物包含0.1重量％-12重量％的量的镁，基于该镁/铝混合氧化物的重量计。8.根据前述权利要求中任一项所述的排气系统，其中该镁/铝混合氧化物包括铝酸镁尖晶石。9.根据前述权利要求中任一项所述的排气系统，其中第一载体包含负载量90-200g/ft3的该碱土金属，基于该碱土金属的重量计。10.根据前述权利要求中任一项所述的排气系统，其中第一载体包含负载量100-300g/ft3的该贱金属氧化物，基于该金属的重量计。11.根据前述权利要求中任一项所述的排气系统，其中该铂族金属选自铂、钯、铑及其任意两种或更多种的混合物。12.根据权利要求11所述的排气系统，其中该铂族金属包含Pt:Pd重量比2:1-8:1，优选3:1-7:1的铂和钯的混合物。13.根据前述权利要求中任一项所述的排气系统，其中该NOx储存和还原区中的总...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·布朗，A·奇菲，J·拉德克利夫，
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
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。