具有改进的氨泄漏控制的CNG发动机废气处理用新型多区域催化剂制造技术

公开了一种三元催化剂制品，及其在压缩天然气发动机用排气系统中的用途。用于处理压缩天然气(CNG)发动机的废气的催化剂制品包含：基材，其包含入口端和出口端，并且具有轴长L；第一催化区域，其起始于该出口端并延伸小于该轴长L，其中第一催化区域包含第一PGM组分；和第二催化区域，其起始于该入口端，其中第二催化区域包含第二PGM组分；其中第一PGM组分包含钯、铂或其组合；和其中第二PGM组分包含铑。和其中第二PGM组分包含铑。和其中第二PGM组分包含铑。

【技术实现步骤摘要】
具有改进的氨泄漏控制的CNG发动机废气处理用新型多区域催化剂


[0001]本专利技术涉及一种催化的制品，其可用于处理压缩天然气(CNG)发动机的废气排放物。

技术介绍

[0002]压缩天然气(CNG)由简单烃(主要是甲烷)组成，这使得每单位能量产生的二氧化碳生成量低得多，并且CNG已被用作替代常规的汽油、柴油燃料的清洁能源。除此之外，CNG因其供应量大且价格相对较低而受到市场的青睐，因此近年来CNG发动机在汽车市场上越来越受到关注，尤其是对于使用CNG发动机在化学计量校准下运行的重型汽车。即使用CNG运行，汽车废气排放物也不可避免，该废气排放物通常由典型污染物如烃(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(“NO
x”)组成，并且CNG发动机的废气排放控制通常采用传统的汽油排放催化剂，即三元催化器(TWC)，而氨(NH3)被认为是在化学计量CNG发动机上的三元催化器(TWC)运行过程中的副产品，其会带来新的污染物排放问题，例如导致空气质量下降的二次无机气溶胶的形成。因此，已经试图通过氨泄漏催化剂(ASC)来使氨排放受到控制，这也是重型柴油机后处理系统中典型的排放控制方案。
[0003]尽管在化学计量CNG发动机反处理系统的催化剂取得了进展，但是氨气泄漏控制通常通过氧化催化剂或氧化催化剂与选择性催化还原(SCR)功能的组合，该选择性催化还原(SCR)功能在催化剂设计中包含分子筛沸石作为载体材料，例如CN109261200和WO201811552中描述的那些。然而，目前很少有在用于NH3泄漏控制的设计中，对于不含有任何分子筛沸石的氧化催化剂或SCR功能催化剂的TWC设计，旨在解决化学计量CNG发动机的氨排放问题的努力。为了满足日益严格的排放法规(如中国VI法规对重型CNG发动机的NH3<10ppm)，作为结果，减少NH3排放物也是系统排放的挑战，需要密切关注。本方面在催化剂设计上提出一种新的方案，它不仅可以转化典型污染物控制如HC、CO、NO
x
，还可以通过本专利技术所述的具有多催化区域的新型和优化的TWC设计来同时提供氨泄漏控制的解决方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个方面涉及用于处理压缩天然气(CNG)发动机的废气的催化剂制品，其包含：基材，其包含入口端和出口端，并且具有轴长L；第一催化区域，其起始于该出口端并延伸小于该轴长L，其中第一催化区域包含第一PGM组分；和第二催化区域，其起始于该入口端，其中第二催化区域包含第二PGM组分；其中第一PGM组分包含钯、铂或其组合；和其中第二PGM组分包含铑。
[0005]本专利技术进一步包括用于CNG发动机的排气系统，其包含本专利技术的催化剂制品。
[0006]本专利技术进一步包括处理CNG发动机的废气，特别是处理化学计量CNG发动机的废气。该方法包括使该废气与本专利技术的催化剂制品接触。
附图说明
[0007]图1显示了对比催化剂1和4的结构，其中第一催化区域延伸轴长L的100％，作为底层；第二催化区域延伸轴长L的100％，作为顶层。
[0008]图2a显示了根据本专利技术的一个实施方案，第一催化区域从出口端延伸小于轴长L的100％；第二催化区域从入口端延伸小于轴长L的100％。第二和第一催化区域的总长度大于轴长L。
[0009]图2b显示了根据本专利技术的一个实施方案，第一催化区域从入口端延伸小于轴长L的100％；第二催化区域从出口端延伸轴长L的100％。第二和第一催化区域的总长度大于轴长L。
[0010]图2c显示了对比催化剂3的结构，其中第一催化区域从入口端延伸小于轴长L的100％；第二催化区域从出口端延伸小于轴长L的100％。第二和第一催化区域的总长度大于轴长L。
[0011]图2d显示了根据本专利技术的一个实施方案，第一催化区域从出口端延伸小于轴长L的100％；第二催化区域从入口端延伸小于轴长L的100％。第二和第一催化区域的总长度等于或小于轴长L。
[0012]图2e显示了根据本专利技术的一个实施方案，第二催化区域从入口端延伸小于轴长L的100％；第一催化区域从出口端延伸轴长L的100％。第二和第一催化区域的总长度大于轴长L，并且第一催化区域部分覆盖第二催化区域。
[0013]图3a显示了根据本专利技术的一个实施方案，第一催化区域从出口端延伸小于轴长L的100％；第二催化区域从入口端延伸小于轴长L的100％。第二和第一催化区域的总长度大于轴长L。第三催化区域从出口端延伸小于轴长L的100％。
[0014]图3b显示了根据本专利技术的一个实施方案，第一催化区域从出口端延伸小于轴长L的100％；第二催化区域延伸轴长L的100％，覆盖第一催化区域。第三催化区域延伸轴长L的100％，并且叠覆第一和第二催化区域作为顶层。
[0015]图3c显示了根据本专利技术的一个实施方案，第一催化区域从出口端延伸小于轴长L的100％；第二催化区域从入口端延伸小于轴长L的100％。第二和第一催化区域的总长度等于或小于轴长L。第三催化区域延伸轴长L的100％，并且叠覆第一和第二催化区域作为顶层。
[0016]图3d显示了根据本专利技术的一个实施方案，第一催化区域从出口端延伸小于轴长L的100％；第二催化区域从入口端延伸小于轴长L的100％。第二和第一催化区域的总长度等于或小于轴长L。第三催化区域从出口端延伸小于轴长L的100％。
[0017]图3e显示了根据本专利技术的一个实施方案，第一催化区域从出口端延伸小于轴长L的100％；第二催化区域从入口端延伸小于轴长L的100％。第二和第一催化区域的总长度等于或小于轴长L。第三催化区域从入口端延伸小于轴长L的100％。
[0018]图3f显示了根据本专利技术的一个实施方案，第一催化区域从出口端延伸小于轴长L的100％；第二催化区域从入口端延伸小于轴长L的100％。第二和第一催化区域的总长度大于轴长L。第三催化区域延伸轴长L的100％，并且叠覆第一和第二催化区域作为顶层。
[0019]图3g显示了根据本专利技术的一个实施方案，第一催化区域从出口端延伸小于轴长L的100％；第二催化区域从入口端延伸小于轴长L的100％。第二和第一催化区域的总长度大
于轴长L。第三催化区域从出口端延伸小于轴长L的100％。
[0020]图4显示了根据本专利技术的一个实施方案，第一催化区域从出口端延伸小于轴长L的100％；第二催化区域从入口端延伸小于轴长L的100％。第二和第一催化区域的总长度可以小于、等于或大于轴长L。第三催化区域从入口端延伸小于轴长L的100％；第四催化区域从出口端延伸小于轴长L的100％。第三和第四催化区域的总长度可以小于、等于或大于轴长L。第一和第二催化区域构成底层；并且第三和第四催化区域构成顶层。
具体实施方式
[0021]本专利技术涉及燃烧废气例如化学计量CNG发动机所产生的废气的催化处理，并且涉及相关的催化制品和系统。更具体地，本专利技术涉及抑制氨排放，并且在车辆排气系统中同时处理NO
x
、CO和HC。本专利技术的方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于处理压缩天然气(CNG)发动机的废气的催化剂制品，其包含：基材，其包含入口端和出口端，并且具有轴长L；第一催化区域，其起始于该出口端并延伸小于该轴长L，其中第一催化区域包含第一PGM组分；和第二催化区域，其起始于该入口端，其中第二催化区域包含第二PGM组分；其中第一PGM组分包含钯、铂或其组合；和其中第二PGM组分包含铑。2.根据权利要求1所述的催化剂制品，其中第一催化区域延伸该轴长L的20
‑
99％。3.根据权利要求1或2所述的催化剂制品，其中第二催化区域延伸该轴长L的20
‑
100％。4.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂制品，其中第二催化区域与第一催化区域交叠。5.根据权利要求4所述的催化剂制品，其中第二催化区域与第一催化区域交叠该轴长L的5
‑
90％。6.根据权利要求5所述的催化剂制品，其中第二催化区域与第一催化区域交叠该轴长L的40
‑
80％。7.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂制品，其中第二催化区域基本上不含铑之外的PGM金属。8.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂制品，其中第二催化区域包含至多25g/ft3的铑。9.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂制品，其中第一催化区域进一步包含铑。10.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂制品，其中第一PGM组分包括钯。11.根据权利要求10所述的催化剂制品，其中第一催化区域包含0.1
‑
300g/ft3的钯。12.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂制品，其中第一催化区域进一步包含第一储氧性能(OSC)材料，第一碱金属或碱土金属组分，和/或第一无机氧化物。13.根据权利要求12所述的催化剂制品，其中第一OSC材料选自二氧化铈、氧化锆、二氧化铈
‑
氧化锆混合氧化物和氧化铝
‑
二氧化铈
‑
氧化锆混合氧化物。14.根据权利要求13所述的催化剂制品，其中第一OSC材料包括二氧化铈
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氧化锆混合氧化物。15.根据权利要求12
‑
14中任一项所述的催化剂制品，其中第一无机氧化物选自氧化铝、氧化锆、氧化镁、二氧化硅、镧、钕、镨、钇的氧化物及其混合氧化物或复合氧化物。16.根据权利要求15所述的催化剂制品，其中第一无机氧化物是氧化铝、镧/氧化铝复...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔东升，王静文，郑翔，
申请(专利权)人：庄信万丰上海化工有限公司，
类型：发明
国别省市：