一种用于氢内燃机的后处理系统及其制备方法技术方案

本发明专利技术涉及一种氢内燃机的后处理系统，还涉及其制备方法。一种用于氢内燃机的后处理系统，包括载体以及涂覆于载体进口端和出口端内壁的双层催化剂层，所述的双层催化剂层，靠近载体侧的一层的涂层，在进口端为含有Cu和沸石的组合物涂层，在出口端为含有Pt和/或Pd的贵金属涂层，含有Cu和沸石的组合物涂层和含有Pt和/或Pd的贵金属涂层上都覆盖有Fe和沸石的组合物涂层。本发明专利技术的系统维持了高NO转化效率和低N2O排放浓度，同时具有高H2转化效率。转化效率。转化效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于氢内燃机的后处理系统及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种氢内燃机的后处理系统，还涉及其制备方法。

技术介绍

[0002]氢能源是一种未来的清洁能源。在移动源的使用上有氢燃料电池和氢内燃机两种方式。氢内燃机的排放主要有NO
x
和未燃烧的H2。常规的系统为DOC+SCR，其中DOC用于H2的氧化，SCR用于NO
x
的还原，同时还需要控制N2O的排放。常规设计的问题在于发动机产生的NO
x
经过前端的DOC，NO
x
中的部分NO会被DOC氧化成NO2，在下游的SCR上NO2和还原剂氨气容易生成N2O，造成控制N2O排放的难度加大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种新的用于氢内燃机的后处理系统。该系统将DOC和SCR进行耦合，并且将DOC的功能置于SCR的出口端，避免NO
x
和DOC发生接触，同时保留H2氧化功能，也可以氧化过量喷射尿素带来的NH3。在该催化剂的顶层采用Fe
‑
SCR来满足NO
x
和N2O的排放要求。
[0004]本专利技术的另一个目的是提供上述后处理系统的制备方法。
[0005]本专利技术实现上述目的技术方案为：一种用于氢内燃机的后处理系统，包括载体以及涂覆于载体进口端和出口端内壁的双层催化剂层，所述的双层催化剂层，靠近载体侧的一层的涂层，在进口端为含有Cu和沸石的组合物涂层，在出口端为含有Pt和/或Pd的贵金属涂层，含有Cu和沸石的组合物涂层和含有Pt和/或Pd的贵金属涂层上都覆盖有Fe和沸石的组合物涂层。
[0006]优选的，进口端的含有Cu和沸石的组合物涂层长度为载体全长的40%
‑
90%。
[0007]优选的，出口端的含有Pt和/或Pd的贵金属涂层长度为载体全长的10%
‑
60%。
[0008]优选的，所述载体为直通式蜂窝陶瓷载体，或直通式金属蜂窝载体。
[0009]优选的，所述Cu和沸石的组合物涂层中Cu的质量百分比为2.5%
‑
4.5%。
[0010]优选的，所述贵金属涂层中贵金属含量为2g/ft3‑
20g/ft3。
[0011]优选的，所述Fe和沸石的组合物涂层中的沸石为beta，ZSM5，MOR，FER，MFI沸石中的至少一种。
[0012]优选的，所述Cu和沸石的组合物涂层中的沸石为CHA、AEI结构沸石中的至少一种。
[0013]一种上述的用于氢内燃机的后处理系统的制备方法，步骤为：S1、将含2.5
‑
4.5%Cu的Cu
‑
沸石加水搅拌均匀，加入氧化锆粘合剂，加水调节粘度和固含量，将浆料涂敷于空白陶瓷蜂窝载体上，涂敷量（干重）为100
‑
160g/L；干燥并煅烧，形成进口端载体侧的Cu
‑
SCR催化剂；S2、将硝酸铂溶液和氧化铝浆料进行混合，调节粘度和固含量，从出口端涂敷，通过涂敷量的控制来控制贵金属的浓度为2g/ft3‑
20g/ft3，干燥并煅烧后，形成出口端载体侧的贵金属催化剂；
S3、将含Fe 3.0
‑
5.0wt%的Fe
‑
沸石加水搅拌均匀，然后加入15wt%的水性氧化铝，加水调节粘度和固含量；将浆料分别从前述带有Cu
‑
SCR催化剂和贵金属催化剂的两侧进行涂敷，长度要保证Fe
‑
沸石的浆料能将载体侧的催化剂覆盖，涂敷量（干重）为60
‑
150g/L；干燥并煅烧，形成成品。
[0014]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术将DOC和SCR进行耦合，并且将DOC的功能置于SCR的出口端，避免NO
x
和DOC发生接触，同时保留H2氧化功能，也可以氧化过量喷射尿素带来的NH3。在该催化剂的顶层采用Fe
‑
SCR来满足NO
x
和N2O的排放要求。本专利技术的系统维持了高NO转化效率和低N2O排放浓度，同时具有高H2转化效率。
附图说明
[0015]图1为实施例1
‑
3和对比例1
‑
2性能测试方式的示意图；图2为对比例3性能测试方式的示意图。
具体实施方式
[0016]下面将结合具体实施例、对比例及附图对本专利技术作进一步详细描述。
[0017]实施例1一种氢内燃机后处理系统，其制备方法为：S1、将含3.0%Cu的Cu
‑
CHA沸石加水搅拌均匀，加入氧化锆粘合剂，加水调节粘度和固含量，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3英寸，目数为400，壁厚为4mm，涂敷量（干重）为140g/L；从进口端涂敷1.5英寸长度；在100
‑
150℃的温度下干燥，在550℃的温度下煅烧，形成进口端载体侧的Cu
‑
SCR催化剂。
[0018]S2、将硝酸铂溶液和氧化铝浆料进行混合，调节粘度和固含量，从出口端涂敷1.5英寸长度，通过涂敷量的控制来控制Pt的浓度为5g/ft3，在100
‑
150℃的温度下干燥，在550℃的温度下煅烧，形成出口端载体侧的贵金属催化剂。
[0019]S3、将含Fe 4.2wt%的Fe
‑
Beta沸石加水搅拌均匀，然后加入15wt%的水性氧化铝，加水调节粘度和固含量；将浆料分别从前述带有Cu
‑
SCR催化剂和贵金属催化剂的两侧进行涂敷，长度分别为1.7英寸，以保证Fe
‑
beta的浆料能将载体侧的催化剂覆盖，涂敷量（干重）为120g/L；在100
‑
150℃的温度下干燥，在550℃的温度下煅烧，形成成品。
[0020]实施例2一种氢内燃机后处理系统，其制备方法为：S1、将含3.0%Cu的Cu
‑
CHA沸石加水搅拌均匀，加入氧化锆粘合剂，加水调节粘度和固含量，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3英寸，目数为400，壁厚为4mm，涂敷量（干重）为140g/L；从进口端涂敷2英寸长度；在100
‑
150℃的温度下干燥，在550℃的温度下煅烧，形成进口端载体侧的Cu
‑
SCR催化剂。
[0021]S2、将硝酸铂溶液和氧化铝浆料进行混合，调节粘度和固含量。从出口端涂敷1英寸长度，通过涂敷量的控制来控制Pt的浓度为5g/ft3。 在100
‑
150℃的温度下干燥，在550℃的温度下煅烧，形成出口端载体侧的贵金属催化剂。
[0022]S3、将含Fe 4.2wt%的Fe
‑
Beta沸石加水搅拌均匀，然后加入15wt%的水性氧化铝，
加水调节粘度和固含量；将浆料分别从前述带有Cu
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于：包括载体以及涂覆于载体进口端和出口端内壁的双层催化剂层，所述的双层催化剂层，靠近载体侧的一层的涂层，在进口端为含Cu和沸石的组合物涂层，在出口端为含Pt和/或Pd的贵金属涂层，含Cu和沸石的组合物涂层和含有Pt和/或Pd的贵金属涂层上都覆盖有含Fe和沸石的组合物涂层。2.根据权利要求1所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于：进口端的含Cu和沸石的组合物涂层长度为载体全长的40%
‑
90%。3.根据权利要求1所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于：出口端的含Pt和/或Pd的贵金属涂层长度为载体全长的10%
‑
60%。4.根据权利要求1所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于：所述载体为直通式蜂窝陶瓷载体，或直通式金属蜂窝载体。5.根据权利要求1所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于：所述含Cu和沸石的组合物涂层中Cu的质量百分比为2.5%
‑
4.5%。6.根据权利要求1所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于：所述含Pt和/或Pd的贵金属涂层中贵金属含量为2g/ft3‑
20g/ft3。7.根据权利要求1所述的用于氢内燃机的后处理系统，其特征在于：所述含Fe和沸石的组合物涂层中的沸石为beta，ZSM5，MOR，FER，MFI沸石中的至少一种。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪利峰，方学卫，路中将，汪雨飞，方学钊，
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：