用于超低NOx和冷启动的废气处理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于处理离开内燃机的废气流的废气处理系统，其中所述废气处理系统包括(i)包含涂层和第一基材的第一催化剂，其中该涂层包含负载于包含钛的第一氧化物载体上的钒氧化物；(ii)用于将包含碳氢化合物的流体喷射到由根据(i)的第一催化剂的出口端出来的废气流中的碳氢化合物喷射器；(iii)包含涂层和第二基材的第二催化剂，其中该涂层包含在包含锆、硅、铝和钛中一种或多种的第二氧化物载体上的钯。体上的钯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于超低NOx和冷启动的废气处理系统
[0001]本专利技术涉及一种用于处理离开内燃机的废气流的废气处理系统，包括第一含钒催化剂、碳氢化合物喷射器和第二催化剂，涉及一种制备该第一含钒催化剂的方法以及一种使用所述废气处理系统处理离开内燃机的废气的方法。
[0002]例如，已知将包括紧密耦合SCR(ccSCR)的系统设计成满足超低NOx和N2O排放(如CARB)。US 2018/0258811 A1公开了一种废气处理系统，包括包含含有用铜活化的沸石的涂层的第一还原催化剂装置和包含钒的第二还原催化剂装置，该第一还原催化剂装置是该废气处理系统中的第一活性组件。US 2017/0152780 A1公开了一种废气处理系统，包括第一还原催化剂装置，在该第一还原催化剂装置下游至少部分包含催化氧化涂层以捕获烟灰颗粒并氧化氮氧化物中的一种或多种的微粒过滤器以及在该过滤器下游用于降低NOx的第二还原催化剂装置。
[0003]该ccSCR(若基于Cu沸石SCR)可能随着时间而被硫酸化，即使没有上游氧化催化剂，即由于来自发动机和在该SCR上内部产生的SO3。因此，随着时间的推移，该ccSCR不能提供足以满足超低排放的DeNOx。WO 2018/224651 A2公开了一种废气处理系统，包括包含负载于氧化物材料上的钯和SCR组分的第一催化剂，其中该第一催化剂是该系统的第一活性组分，以及在下游的第二催化剂，该第二催化剂包含铂族金属以及钒氧化物和包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种。然而，仍然需要提供防止硫酸盐化并且呈现出改进的DeNOx以满足环境要求，同时成本有效的废气处理系统。
[0004]因此，本专利技术的目的是要提供防止硫酸盐化，改进总体耐化学污染和中毒性，呈现出改进的DeNOx以满足环境要求，尤其是通过在瞬态条件下具有快速DeNOx响应，同时成本有效的废气处理系统。惊人地发现本专利技术的废气处理系统防止硫酸盐化，改进总体耐化学污染和中毒性，呈现出改进的DeNOx以满足环境要求，尤其是通过在瞬态条件下具有快速DeNOx响应，同时成本有效。
[0005]因此，本专利技术涉及一种用于处理离开内燃机的废气流的废气处理系统，所述废气处理系统具有将所述废气流引入所述废气处理系统中的上游端，其中所述废气处理系统包括：
[0006](i)具有入口端和出口端并且包含涂层和第一基材的第一催化剂，其中该第一基材具有入口端、出口端和从该第一基材的入口端向出口端延伸的基材轴长并且包括多个由内壁限定的通道，其中通道和内壁之间的界面由内壁表面限定，其中该涂层分配在该第一基材的内壁表面上并且该涂层包含负载于包含钛的第一氧化物载体上的钒氧化物；
[0007](ii)用于将包含碳氢化合物的流体喷射到由根据(i)的第一催化剂的出口端出来的废气流中的碳氢化合物喷射器；
[0008](iii)具有入口端和出口端并且包含涂层和第二基材的第二催化剂，其中该第二基材具有入口端、出口端和从该第二基材的入口端向出口端延伸的基材轴长并且包括多个由内壁限定的通道，其中通道和内壁之间的界面由内壁表面限定，其中该涂层分配在该第二基材的内壁表面上并且该涂层包含在包含锆、硅、铝和钛中一种或多种的第二氧化物载体
[0009]上的钯；
[0010]其中根据(i)的第一催化剂是该废气处理系统的在该废气处理系统上游端的下游的第一催化剂并且其中该第一催化剂的入口端排列在该第一催化剂出口端的上游；
[0011]其中在该废气处理系统中，根据(iii)的第二催化剂位于根据(i)的第一催化剂的下游和根据(ii)的碳氢化合物喷射器的下游并且其中该第二催化剂的入口端排列在该第二催化剂出口端的上游。
[0012]优选根据(i)的第一催化剂的出口端与根据(iii)的第二催化剂的入口端流体连通并且在根据(i)的第一催化剂的出口端和根据(iii)的第二催化剂的入口端之间没有用于处理由该第一催化剂出来的废气流的催化剂位于该废气处理系统中。
[0013]优选该第一催化剂包含氮氧化物(NOx)还原组分。
[0014]优选该第一催化剂中所含钒氧化物是氧化钒(V)、氧化钒(IV)和氧化钒(III)中的一种或多种。
[0015]对于该第一催化剂的涂层，优选所述涂层基于该第一氧化物载体的重量以在1.0
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10重量％，更优选2.0
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8.0重量％，更优选2.5
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6.0重量％范围内的量包含该钒氧化物。
[0016]优选该包含钛的第一氧化物载体进一步包含钨、硅、锆和锑中的一种或多种，更优选钨、硅和锑中的一种或多种。更优选该第一氧化物载体进一步包含钨和硅。或者，更优选该第一氧化物载体进一步包含锑和硅。
[0017]因此，本专利技术优选涉及一种用于处理离开内燃机的废气流的废气处理系统，所述废气处理系统具有将所述废气流引入所述废气处理系统的上游端，其中所述废气处理系统包括：
[0018](i)具有入口端和出口端并且包含涂层和第一基材的第一催化剂，其中该第一基材具有入口端、出口端和从该第一基材的入口端向出口端延伸的基材轴长并且包括多个由内壁限定的通道，其中通道和内壁之间的界面由内壁表面限定，其中该涂层分配在该第一基材的内壁表面上并且该涂层包含负载于包含钛的第一氧化物载体上的钒氧化物，
[0019]其中该涂层基于该第一氧化物载体的重量以在1.0
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10重量％，更优选2.0
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8.0重量％范围内的量包含该钒氧化物并且其中该包含钛的第一氧化物载体进一步包含钨、硅、锆和锑中的一种或多种，更优选钨、硅和锑中的一种或多种；
[0020](ii)用于将包含碳氢化合物的流体喷射到由根据(i)的第一催化剂的出口端出来的废气流中的碳氢化合物喷射器；
[0021](iii)具有入口端和出口端并且包含涂层和第二基材的第二催化剂，其中该第二基材具有入口端、出口端和从该第二基材的入口端向出口端延伸的基材轴长并且包括多个由内壁限定的通道，其中通道和内壁之间的界面由内壁表面限定，其中该涂层分配在该第二基材的内壁表面上并且该涂层包含在包含锆、硅、铝和钛中一种或多种的第二氧化物载体上的钯；
[0022]其中根据(i)的第一催化剂是该废气处理系统的在该废气处理系统上游端的下游的第一催化剂并且其中该第一催化剂的入口端排列在该第一催化剂出口端的上游；
[0023]其中在该废气处理系统中，根据(iii)的第二催化剂位于根据(i)的第一催化剂的下游和根据(ii)的碳氢化合物喷射器的下游并且其中该第二催化剂的入口端排列在该第二催化剂出口端的上游。
[0024]在本专利技术上下文中，优选80
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98重量％，更优选85
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95重量％的该第一氧化物载体由二氧化钛构成。更优选2
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10重量％，更优选5
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15重量％的该第一氧化物载体由作为WO3和SiO2计算的钨和硅构成。或者，更优选2
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10重量％，更优选5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理离开内燃机的废气流的废气处理系统，所述废气处理系统具有将所述废气流引入所述废气处理系统中的上游端，其中所述废气处理系统包括：(i)具有入口端和出口端并且包含涂层和第一基材的第一催化剂，其中所述第一基材具有入口端、出口端和从所述第一基材的入口端向出口端延伸的基材轴长并且包括多个由内壁限定的通道，其中通道和内壁之间的界面由内壁表面限定，其中所述涂层分配在所述第一基材的内壁表面上并且所述涂层包含负载于包含钛的第一氧化物载体上的钒氧化物；(ii)用于将包含碳氢化合物的流体喷射到由根据(i)的第一催化剂的出口端出来的废气流中的碳氢化合物喷射器；(iii)具有入口端和出口端并且包含涂层和第二基材的第二催化剂，其中所述第二基材具有入口端、出口端和从所述第二基材的入口端向出口端延伸的基材轴长并且包括多个由内壁限定的通道，其中通道和内壁之间的界面由内壁表面限定，其中所述涂层分配在所述第二基材的内壁表面上并且所述涂层包含在包含锆、硅、铝和钛中一种或多种的第二氧化物载体上的钯；其中根据(i)的第一催化剂是所述废气处理系统的在所述废气处理系统上游端的下游的第一催化剂并且其中所述第一催化剂的入口端排列在所述第一催化剂出口端的上游；其中在所述废气处理系统中，根据(iii)的第二催化剂位于根据(i)的第一催化剂的下游和根据(ii)的碳氢化合物喷射器的下游并且其中所述第二催化剂的入口端排列在所述第二催化剂出口端的上游。2.权利要求1的系统，其中所述第一催化剂的涂层基于所述第一氧化物载体的重量以在1.0
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10重量％，优选2.0
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8.0重量％，更优选2.5
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6.0重量％范围内的量包含所述钒氧化物。3.权利要求1或2的系统，其中所述包含钛的第一氧化物载体进一步包含钨、硅、锆和锑中的一种或多种，优选钨、硅和锑中的一种或多种；其中所述第一氧化物载体优选进一步包含钨和硅或者所述第一氧化物载体优选进一步包含锑和硅；其中优选80
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98重量％，更优选85
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95重量％的所述第一氧化物载体由二氧化钛构成，其中更优选2
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10重量％，更优选5
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15重量％的所述第一氧化物载体由分别作为WO3和SiO2或者作为Sb2O3和SiO2计算的钨和硅或锑和硅构成。4.权利要求1
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3中任一项的系统，其中根据(iii)的第二催化剂的涂层中所含第二氧化物载体包含锆和铝中的一种或多种，优选铝和任选锆；其中更优选90
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100重量％，更优选95
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100重量％，更优选98
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100重量％，更优选99
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100重量％的所述第二氧化物载体由铝、氧和任选锆构成；其中更优选60
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95重量％，更优选75
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85重量％的所述第二氧化物载体由氧化铝构成且更优选5
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40重量％，更优选15
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25重量％的所述第二氧化物载体由二氧化锆构成。5.权利要求1
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4中任一项的系统，其中根据(iii)的第二催化剂的涂层以在5
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90g/ft3，优选10
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70g/ft3，更优选30
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60g/ft3范围内的量包含钯。6.权利要求5的系统，其中钯是存在于根据(iii)的第二催化剂的涂层中的唯一铂族金属。7.权利要求1
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6中任一项的系统，其中98
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100重量％，优选99
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100重量％，更优选99.5
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100重量％所述第二催化剂的涂层由负载于包含锆、硅、铝和钛中一种或多种，优选铝和锆
的第二氧化物载体上的钯构成。8.权利要求1
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6中任一项的系统，其中根据(iii)的第二催化剂的涂层进一步包含沸石材料，所述沸石材料包含Cu...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：