用于处理机动车排气的催化剂系统及其制造方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于后处理机动车排气的催化剂系统。本发明专利技术也涉及包含所述催化剂单元的排气处理系统。本发明专利技术也涉及用于处理摩托车排气的排气处理方法。排气在排入大气前需要满足各种规范。本发明专利技术的催化剂系统有效地将有害的烃(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)减少成较无害的组分从而满足排放规范。所述催化剂系统的优点在于经济和高效、降低的背压并同时满足排放规范、催化剂中的贵金属的最优利用以致成本降低。致成本降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理机动车排气的催化剂系统及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种用于处理机动车排气的催化剂系统。具体地，本专利技术涉及用于减少摩托车排气中的烃、一氧化碳和氮氧化物的催化剂系统。本专利技术还涉及制备所述催化剂的方法。排气在排入大气前需要满足各种规范。本专利技术也涉及包含所述催化剂单元的排气处理系统。本专利技术也涉及用于处理摩托车排气的排气处理方法。
[0002]背景
[0003]包含内燃机的机动车在全世界广泛用于运输。来自内燃机的产物或排气具有许多不同的组分。该产物可能含有部分转化的进料(烃)、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等。机动车的更广泛的使用导致这些产物的更广泛产物。
[0004]来自机动车发动机的排气通常含有排放物，如烃(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO
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)。这样的排放物相对有害并且在排入大气前需要预处理。此外，排放处理规范逐年变得更严格。最近，在许多国家已经要求或将要求更严格的排放标准以通过进一步限制排放物如HC、CO、NO
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来改善环境状况。
[0005]车辆如摩托车或小型摩托车(scooter)通常配备废气排放净化装置，如净化发动机排出的废气的催化剂。来自排气净化装置的净化排气随后以无害状态排放到大气中。在一个实例中，使用催化剂单元作为排气净化装置。将催化剂单元安置在消音器内或在一端连向发动机且另一端连向消音器的排气管的中间。该催化剂单元用于降低尾管排放水平。通常，以蜂窝或丸粒几何构建催化剂单元以使排气暴露于由一种或多种贵金属如铂族金属，包括铂、钯、铑制成的大表面。催化剂单元主要由基底、洗涂层和一个或多个贵金属层组成，贵金属例如为铂、钯和铑。
[0006]本领域中众所周知的是，已经开发出各种催化剂和排气净化系统并用于机动车，以解决具有挑战性的排放控制问题。但是，催化剂系统始终存在改善和进步的空间。
[0007]参考CN专利申请CN105664939A，其公开了由支承体和洗涂层组成的用于处理摩托车排气的催化转化器。所述洗涂层由氧化铝或储氧材料和包含铂、钯和铑的贵金属组成。首先，由于贵金属极其昂贵，这种催化剂的高成本对这种催化剂的应用而言仍是关键因素。此外，对这种催化剂重要的是以最大可能的方式处理排气，例如三元转化(TWC)催化剂。因此，希望开发在可满足日益严格的法规的同时使用有限贵金属的催化剂系统。
[0008]进一步参考US专利申请US20120128558 Al，其公开了由至少两个前层和两个后层与基底一起组成的TWC催化剂。该文献公开了所有层包含铂族金属组分，且后底层基本不含含二氧化铈的储氧组分。尽管这种催化剂系统可满足排放规范，但仍然需要减少排气中的烃。此外，需要开发具有改进的反应物排气转化率的催化剂。
[0009]尽管现有技术公开了各种催化剂系统以处理排气料流，但已知的系统要么不令人满意，要么非常昂贵。因此，仍然需要成本有效、设计精良的用于后处理摩托车排气的催化剂系统。
[0010]有鉴于此，本公开的专利技术人认为需要开发克服现有技术的所有问题并且成本有效的催化剂系统。在此特别需要改进催化剂的效率，即烃的转化率。本专利技术提供用于将排气的
有害组分转化成可排入大气的较无害组分的改进的催化剂系统和排气处理方法。这种改进的催化剂有效减少排放，尤其是排气中存在的烃。该催化剂系统不仅产生经济效益，还解决环境方面的问题和满足排放规范。
[0011]本专利技术的一个目的是提供有效催化来自摩托车排气的HC、CO和NO
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的减少的催化剂。
[0012]本专利技术的另一目的是有效减少来自摩托车的排气中的排放物。
[0013]本专利技术的再一目的涉及成本有效的催化剂系统。
[0014]本专利技术的又一目的是提供用于有效处理机动车排气的排气处理系统。
[0015]专利技术概述
[0016]本专利技术涉及一种用于后处理机动车排气的催化剂系统。具体地，本专利技术涉及用于减少摩托车排气中的烃、一氧化碳和氮氧化物的催化剂系统。排气在排入大气前需要满足各种规范。本专利技术也涉及包含所述催化剂单元的排气处理系统。本专利技术也涉及用于处理摩托车排气的排气处理方法。
[0017]在本公开的一个方面，本专利技术涉及有效催化来自摩托车排气的HC、CO和NO
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的减少的催化剂系统。所述用于后处理摩托车排气的催化剂系统包含顺序的两个模块(bricks)1和2。模块1位于上游，其包含涂布在基底1上的洗涂层1和洗涂层2。模块2位于下游，其包含涂布在基底2上的洗涂层3。所有洗涂层1、2和3包含贵金属Pt、Pd和Rh。基底1和/或基底2具有包含储氧组分和耐火金属氧化物的金属基底(包括纵向结构)。模块1和模块2的洗涂层的厚度比为1.25至1.35。催化剂系统的总平均贵金属为35至40g/ft3。PGM载量在模块1中为45至50g/ft3，在模块2中为25至30g/ft3。
[0018]本专利技术的专利技术人已经意外地发现，通过提供除模块1和模块2的洗涂层的厚度比之外还包括各种特征的催化剂，可获得有效减少排气中的排放物的成本有效的催化剂系统。
[0019]在本公开的另一个方面，本专利技术涉及包含本专利技术的催化剂系统或单元的排气处理系统。该排气处理系统可具有催化剂单元以及其它用于有效处理的单元。
[0020]在本公开的另一个方面，本专利技术涉及一种用催化剂系统处理排气的方法。
[0021]附图简述
[0022]考虑联系附图作出的下列详述，本专利技术本身以及进一步的特征和附带优点将更加明显。现在仅举例描述本专利技术的一个或多个实施方案，其中类似的附图标记代表类似的要素并且其中：
[0023]图1图示根据本专利技术的一个实施方案的催化剂的示意图；
[0024]图2图示根据本专利技术的一个实施方案的催化剂的示意图；
[0025]图3图示根据本专利技术的一个实施方案的催化剂的示意图；
[0026]图4图示根据本专利技术的一个实施方案的催化剂的示意图；
[0027]图5显示实施例1至4的GVS上的总HC(THC)排放；
[0028]图6显示实施例2和3的累计THC排放；
[0029]图7显示实施例2和3的累计NO
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排放；
[0030]图8显示实施例5和6的累计THC排放；
[0031]图9显示实施例7和8的累计烃排放；
[0032]如果没有明确注明，说明书中参考的附图不应被理解为按比例绘制，并且这些附
图仅是示例性的。
[0033]专利技术详述
[0034]尽管本专利技术能有各种修改和替代形式，但其实施方案已举例显示在附图中并将在下文中描述。但是，应该理解的是，无意将本专利技术限于公开的特定形式，而是相反，本公开应该涵盖落在本专利技术的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
[0035]术语“包含”或其任何其它变型意在涵盖非排他性的包含，因此包含一系列组件或步骤的装置、结构或方法不仅包括这些组件或步骤，还可包括没有明确列举的或这样的装置或结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理机动车排气的催化剂系统，其包含一个或多个基底和在基底上的一个或多个洗涂层，形成两个或更多个模块，其中位于上游的第一模块包含涂布在第一基底上的第一洗涂层和第二洗涂层，位于下游的第二模块包含涂布在第二基底上的第三洗涂层，其中所述洗涂层包含选自Pt、Pd和Rh的贵金属，第一基底和/或第二基底具有包含储氧组分和耐火金属氧化物的金属基底，其特征在于第一模块和第二模块的洗涂层厚度比为1.25至1.35。2.如权利要求1中所述的催化剂系统，其中所述催化剂系统中的贵金属具有35至40g/ft3的总平均载量。3.如权利要求1或2中所述的催化剂系统，其中贵金属载量在第一模块中为45至50g/ft3，在第二模块中为25至30g/ft3。4.如权利要求1中所述的催化剂系统，其中第一模块中的Pd/Rh重量比在2.5至2.8的范围内；且第二模块中的Pd/Rh重量比在1/5至1/3的范围内。5.如权利要求1至4任一项中所述的催化剂系统，其中所述双模块系统一起在排气管中距机动车发动机的排气口50mm。6.如权利要求1中所述的催化剂系统，其中所述金属基底是纵向结构的整料。7.如权利要求1或6中所述的催化剂系统，其中所述洗涂层施加在单个基底上。8.如权利要求1或6中所述的催化剂系统，其中所述基底具有二氧化铈储氧组分且耐火金属氧化物组分是铌、钼、钽、钨和铼的一种或多种。9.一种制备用于后处理机动车排气的催化剂的方法，其包括步骤：在一个或多个基底上制备和涂布一个或多个洗涂层，形成两个或更多个模块，其包括a.用水稀释可溶性贵金属溶液以达到初湿，b.在所述贵金属溶液上浸渍氧化铝、铈和锆氧化物粒子，c.加入水和另一可溶性贵金属溶液，形成浆料，d.将所述浆料施加在金属基底上，e.干燥和在500℃
‑
600℃的温度下煅烧至少2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘欣竹，H，
申请(专利权)人：巴斯夫催化剂上海有限公司，
类型：发明
国别省市：