用于柴油机尾气处理的SCR催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于柴油发动机排放控制技术领域。一种用于柴油机尾气处理的SCR催化剂，包括载体，所述载体包括蜂窝陶瓷载体、金属蜂窝载体或金属泡沫载体；涂敷于所述载体上的底层催化剂，所述底层催化剂包括含Fe和/或Cu的沸石；以及涂敷于所述底层催化剂上的面层催化剂，所述面层催化剂包括贵金属和金属氧化物。本发明专利技术SCR催化剂应用于柴油机后处理系统中作为前置SCR，可有效避免催化剂失活。可有效避免催化剂失活。可有效避免催化剂失活。

【技术实现步骤摘要】
用于柴油机尾气处理的SCR催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于柴油发动机排放控制
，具体涉及一种用于柴油机尾气处理的SCR催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]现行柴油机尾气排放标准规定，燃油未充分燃烧带来的CO/HC、燃烧过程中生成的PM和NO
x
，都需要利用后处理系统来控制它们的排放。常规方法包括：利用柴油氧化催化剂(DOC)来控制CO/HC的排放，同时生成NO2，来满足后续柴油机颗粒捕集器(CSF)的被动再生和选择性还原催化剂(SCR)的反应；或燃烧燃油为CSF的主动再生提供足够的温度，壁流式带催化剂涂层的CSF来进行颗粒的处理和SCR来进行NO
x
的排放。在CSF的捕集的微粒物质(PM)再生中，分为以NO2为氧化剂的被动再生和以O2为氧化剂的主动再生。
[0003]常规的柴油机尾气的后处理系统为从发动机增压器出口依次连接DOC单元、CSF、SCR单元和ASC(氨泄露催化剂)单元，在CSF和SCR单元之间设置尿素溶液喷单元，ASC单元可集成在SCR单元上，也可以是单独的催化剂单元。DOC被用来生成NO2供CSF进行被动再生，或是燃烧燃油为主动再生提供足够的温度，ASC单元用来防止尿素过喷时所带来的NH3泄露。
[0004]随着柴油机尾气排放法规的加严和发动机排放温度的降低，现有的处理系统将很难达到法规的要求。因此，目前开发了一种前置SCR的后处理系统，如图2所示，将SCR布置在发动机的出口位置，提高了SCR的反应温度，从而提高了系统NO
x
转化效率，但SCR容易中毒。对于前置的Fe
‑
SCR而言，发动机尾气中的碳氢化合物会造成SCR中的沸石结焦，性能急剧下降。对Cu
‑
SCR而言，柴油中的硫会造成性能的下降。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种柴油机尾气处理的SCR催化剂，该SCR催化剂应用于柴油机后处理系统中作为前置SCR，可有效避免催化剂失活。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种用于柴油机尾气处理的SCR催化剂，包括载体，所述载体包括蜂窝陶瓷载体、金属蜂窝载体或金属泡沫载体；
[0008]涂敷于所述载体上的底层催化剂，所述底层催化剂包括含Fe和/或Cu的沸石；
[0009]以及涂敷于所述底层催化剂上的面层催化剂，所述面层催化剂包括贵金属和金属氧化物。
[0010]进一步的，所述沸石为Beta、FAU、MFI、ZSM5、CHA、SAPO、AEI、AFX结构中的至少一种。
[0011]进一步的，所述贵金属包括铂、钯、铑中的至少一种；所述金属化合物包括氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛及其物理混合物或包括原子掺杂组合在内的化学组合。
[0012]进一步的，所述面层催化剂部分涂敷于所述底层催化剂上，从所述载体进气口端起涂敷长度为所述载体长度的10
‑
60％。
[0013]进一步的，所述面层催化剂的涂敷量为30
‑
150g/L。
[0014]进一步的，所述贵金属在含量为每立方英尺的所述载体中的含量为2
‑
60g。
[0015]一项所述的SCR催化剂的制备方法，包括以下步骤：在载体表面均匀涂敷底层催化剂材料，干燥后煅烧或直接涂敷面层催化剂材料，涂敷后干燥、煅烧即可。
[0016]进一步的，干燥温度为100
‑
150℃，煅烧温为450
‑
550℃。
[0017]一种所述的SCR催化剂在柴油尾气的后处理系统中的应用。
[0018]本专利技术具有如下有益效果：
[0019]1.本专利技术SCR催化剂可以氧化来自发动机尾气中的碳氢化合物，避免催化剂的碳氢中毒；
[0020]2.本专利技术SCR催化剂在硫中毒后，可以氧化来自发动机的高浓度碳氢，以提高催化剂的温度，从而实现催化剂硫中毒之后的再生。
附图说明
[0021]图1为本专利技术SCR催化剂的截面结构示意图；
[0022]图2为本专利技术SCR催化剂前置的柴油尾气后处理系统流程图；
[0023]1.载体，2.底层催化剂，3.面层催化剂。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本专利技术进行详细的说明，实施例仅是本专利技术的优选实施方式，不是对本专利技术的限定。
[0025]一种用于柴油机尾气处理的SCR催化剂，如图1所示，包括载体1，所述载体1包括蜂窝陶瓷载体、金属蜂窝载体或金属泡沫载体；
[0026]涂敷于所述载体1上的底层催化剂2，所述底层催化剂2包括含Fe和/或Cu的沸石；
[0027]以及涂敷于所述底层催化剂2上的面层催化剂3，所述面层催化剂3包括贵金属和金属氧化物。
[0028]下表为本专利技术SCR催化剂实施例1
‑
6和对比例1
‑
2的各层结构的参数表：
[0029][0030][0031]对比例1
[0032]一种SCR催化剂的制备方法，包括以下步骤：将含Fe 4.2wt％的Fe
‑
Beta沸石加水搅拌均匀，然后加入10wt％的水性氧化铝，加水调节浆料固含量至32％。加入增粘剂调浆料粘度至3000cps；将浆料涂敷于NGK的空白陶瓷蜂窝载体上，载体直径为5.66英寸，长度为4英寸，目数为400，壁厚为4mm，涂敷量(干重)为132g/L；在100
‑
150℃的温度下干燥，在550℃的温度下煅烧即可。
[0033]对比例2
[0034]一种SCR催化剂的制备方法，包括以下步骤：将含Cu 3.3wt％的Cu
‑
CHA沸石加水搅拌均匀，然后加入15wt％的水性氧化铝，加水调节浆料固含量至30％，加入增粘剂调浆料粘度至1500cps；将浆料涂敷于NGK的空白陶瓷蜂窝载体上，载体直径为5.66英寸，长度为4英寸，目数为400，壁厚为4mm，涂敷量(干重)为115g/L；在100
‑
150℃的温度下干燥，在550℃的温度下煅烧即可。
[0035]实施例1
[0036]一种SCR催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0037]S1.将含Fe 4.2wt％的Fe
‑
Beta沸石加水搅拌均匀，然后加入wt％的水性氧化铝，加水调节浆料固含量至32％。加入增粘剂调浆料粘度至3000cps；将浆料涂敷于NGK的空白陶瓷蜂窝载体上，载体直径为5.66英寸，长度为4英寸，目数为400，壁厚为4mm，涂敷量(干重)为132g/L；在100
‑
150℃的温度下干燥，在550℃的温度下煅烧，形成底层催化剂；
[0038]S2.将粒径为3
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6um的氧化铝加水混合，制得氧化铝悬浮液，加入氯酸铂和硝酸钯溶液，保证金属态的铂和钯的质量比为2:1，涂敷后贵金属总浓度为10g本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于柴油机尾气处理的SCR催化剂，其特征在于，包括载体，所述载体包括蜂窝陶瓷载体、金属蜂窝载体或金属泡沫载体；涂敷于所述载体上的底层催化剂，所述底层催化剂包括含Fe和/或Cu的沸石；以及涂敷于所述底层催化剂上的面层催化剂，所述面层催化剂包括贵金属和金属氧化物。2.根据权利要求1所述的用于柴油机尾气处理的SCR催化剂，其特征在于，所述沸石为Beta、FAU、MFI、ZSM5、CHA、SAPO、AEI、AFX结构中的至少一种。3.根据权利要求1所述的用于柴油机尾气处理的SCR催化剂，其特征在于，所述贵金属包括铂、钯、铑中的至少一种；所述金属化合物包括氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛及其物理混合物或包括原子掺杂组合在内的化学组合。4.根据权利要求1所述的用于柴油机尾气处理的SCR催化剂，其特征在于，所述面层催化剂部分涂敷于所述底层催化剂上，从所述载体进气口端起涂敷长度为所述载体长度的10
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【专利技术属性】
技术研发人员：汪利峰，
申请(专利权)人：惠州市瑞合环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：