用于处理废气的催化制品制造技术

提供了一种催化制品，其包含(a)具有通道壁的流通式蜂窝体基底；(b)第一NH3‑

Catalytic products for treating exhaust gas

【技术实现步骤摘要】
用于处理废气的催化制品
[0001]本申请是申请日为2015年5月15日、申请号为201580032905.X、发 明名称为“用于处理废气的催化制品”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]专利技术背景
专利

[0003]本专利技术涉及用于处理燃烧废气的催化制品和方法。
[0004]相关领域说明
[0005]烃基燃料在发动机中的燃烧产生废气，其包含大部分的是相对无 毒的氮气(N2)、水蒸气(H2O)和二氧化碳(CO2)。但是废气还包含相对 小部分的有害的和/或有毒的物质，例如来自于不完全燃烧的一氧化碳 (CO)、来自于未燃烧的燃料的烃(HC)、来自于过高燃烧温度的氮氧化 物(NO
x
)和微粒物质(大部分是烟灰)。为了缓解释放到大气中的烟道气 和废气的环境影响，需要消除或降低不期望的组分的量，优选通过不 进而产生其他有害的或有毒的物质的方法。
[0006]典型地，来自于贫燃内燃机的废气由于高比例的氧而具有净氧化 效应，该氧被提供来确保烃燃料的充分燃烧。在这样的气体中，要除 去的最麻烦的组分之一是NO
x
，其包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2) 和一氧化二氮(N2O)。将NO
x
还原成N2特别成问题，因为废气包含足 够的氧来促进氧化反应而非还原反应。不过，NO
x
可以通过通常称作 选择性催化还原(SCR)的方法来还原。SCR方法包括在催化剂存在下 和借助于还原剂例如氨将NO
x
转化成单质氮(N2)和水。在SCR方法中， 在废气接触SCR催化剂之前，将气态还原剂例如氨添加到废气流中。 还原剂吸附到催化剂上，并且NO
x
还原反应在气体经过催化型基底之 中或之上时发生。使用氨的化学计量比的SCR反应的化学式是：
[0007]4NO+4NH3+O2→
4N2+6H2O
[0008]2NO2+4NH3+O2→
3N2+6H2O
[0009]NO+NO2+2NH3→
2N2+3H2O
[0010]已知具有交换的过渡金属的沸石可以用作SCR催化剂。常规的用 铜交换的小孔沸石特别可用于在低温实现高的NO
x
转化率。但是，NH3与吸附在交换的沸石的过渡金属上的NO的相互作用会导致不期望的 副反应，其产生N2O。该N2O特别难以从废气流除去。因此，仍然需 要获得高的NO
x
转化率，并且产生最少的N2O的改进的方法。本专利技术 尤其满足这种需要。

技术实现思路

[0011]申请人已经发现，具有至少两个催化区，其每个包含铜负载的分 子筛的催化基底可以明显降低不期望的N2O的产生，同时在SCR反 应中保持整体上高的N2选择性，条件是位于上游区中的铜负载的分子 筛催化剂的Cu:Al摩尔比低于下游区中的铜负载的分子筛。例如，高 的N2选择性和低的N2O副产物可以在SCR方法中，通过使废气经过 这样的基底之中或之上来实现，该基底具有包含Cu:Al摩尔比是约 0.1
‑
0.375的铜负载的分子筛的上游NH3‑
SCR催化剂区和Cu:Al摩尔 比是约0.3
‑
0.6的下游NH3‑
SCR催化剂区。在一个优选的实施方
案中， 上游分子筛的二氧化硅与氧化铝(SAR)之比高于下游分子筛。在另一 优选的实施方案中，上游分子筛催化剂的铜负载量低于下游分子筛催 化剂。在又一优选的实施方案中，上游分子筛催化剂具有与下游分子 筛催化剂相比更高的SAR和更低的铜负载量。
[0012]因此，在一方面中，提供了一种催化制品，其包含(a)流通式蜂窝 体基底，其具有入口侧、出口侧、从该入口侧到该出口侧的轴长，和 通过从该入口侧延伸到该出口侧的通道壁限定的多个通道；(b)第一 NH3‑
SCR催化剂组合物，其涂覆于第一区中的通道壁之上和/或之内； 和(c)第二NH3‑
SCR催化剂组合物，其涂覆于第二区中的通道壁之上 和/或之内，条件是第一区在第二区上游，和第一和第二区是串联的； 和进一步条件是第一NH3‑
SCR催化剂包含铜与铝摩尔比是约 0.1
‑
0.375的第一铜负载的分子筛，和第二NH3‑
SCR催化剂包含铜与 铝摩尔比是约0.3
‑
约0.6的第二铜负载的分子筛。
[0013]在另一方面中，提供了一种催化剂制品，其包含(a)流通式蜂窝体 基底，其具有入口侧、出口侧、从该入口侧到该出口侧的轴长，和通 过从该入口侧延伸到该出口侧的通道壁限定的多个通道；(b)由第一载 体涂层(washcoat)组成的第一催化区；(c)由第一载体涂层和第二载体 涂层组成的第二催化区；(d)由第二载体涂层组成的第三催化区；和(e) 由第三载体涂层上的第二载体涂层组成的第四催化区；其中第一载体 涂层包含第一铜负载的分子筛，第二载体涂层包含第二铜负载的分子 筛，其中第一和第二分子筛是不同的材料，和第三载体涂层包含氨氧 化催化剂，和其中第一、第二、第三和第四区串联布置在基底上，在 该串联中每个区与下一区相邻，第一区最接近于该入口侧，和第四区 最接近于该出口侧。
[0014]在本专利技术又一方面中，提供了一种用于处理废气的系统，其包含： (a)本文所述的催化制品；和(b)选自DOC、NAC、外部NH3注射器、 二级SCR催化剂、ASC和微粒过滤器的一种或多种废气处理部件， 其中根据权利要求1所述的催化制品和一种或多种废气处理部件流体 连通，并且是串联的。
[0015]在本专利技术的另一方面中，提供了一种处理废气的方法，其包括： (a)使包含NO
x
和NH3的废气与根据权利要求1所述的催化制品接触； 和(b)将NO
x
的至少一部分选择性还原成N2和H2O。
[0016]在一些实施方案中，本专利技术涉及以下项目：
[0017]1.催化制品，其包含：
[0018]a.流通式蜂窝体基底，其具有入口侧、出口侧、从该入口侧到该出 口侧的轴长，和通过从该入口侧延伸到该出口侧的通道壁限定的多个通 道；
[0019]b.第一NH3‑
SCR催化剂组合物，其涂覆于第一区中的通道壁之上 和/或之内；和
[0020]c.第二NH3‑
SCR催化剂组合物，其涂覆于第二区中的通道壁之上 和/或之内，条件是第一区在第二区上游，和第一和第二区相邻或至少部 分重叠；
[0021]其中第一NH3‑
SCR催化剂包含铜与铝原子比为约0.1
‑
0.375的第一 铜负载的分子筛，和第二NH3‑
SCR催化剂包含铜与铝原子比为约0.3
‑ꢀ
约0.6的第二铜负载的分子筛。
[0022]2.根据项目1所述的催化制品，其中第一区与第二区相邻。
[0023]3.根据项目1所述的催化制品，其中第一区完全重叠于第二区。
[0024]4.根据项目1所述的催化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.催化制品，其包含：a.流通式蜂窝体基底，其具有入口侧、出口侧、从该入口侧到该出口侧的轴长，和通过从该入口侧延伸到该出口侧的通道壁限定的多个通道，b.由第一载体涂层组成的第一催化区，c.由第一载体涂层和第二载体涂层组成的第二催化区，d.由第二载体涂层组成的第三催化区，和e.由第三载体涂层上的第二载体涂层组成的第四催化区，其中第一载体涂层包含第一铜负载的分子筛，第二载体涂层包含第二铜负载的分子筛，其中第一和第二分子筛是不同的材料，和第三载体涂层包含氨氧化催化剂，和其中第一、第二、第三和第四区串联布置在该基底上，在该串联中每个区与下一区相邻，第一区最接近于该入口侧，和第四区最接近于该出口侧。2.根据权利要求1所述的催化制品，其中所述第一载体涂层包含第一NH3‑
SCR催化剂组合物，所述第一NH3‑
SCR催化剂包含铜与铝原子比为0.1
‑
0.375的第一铜负载的分子筛。3.根据权利要求1所述的催化制品，其中所述第二载体涂层包含第二NH3‑
SCR催化剂组合物，所述第二NH3‑
SCR催化剂包含铜与铝原子比为0.3
‑
0.6的第二铜负载的分子筛。4.根据权利要求1所述的催化制品，其中第一催化区的Cu:Al比小于第二催化区的C...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：