本发明专利技术涉及降低来自含过渡金属的催化器的二苯并二噁烯排放和
氧芴排放的设备。具体地，本发明专利技术涉及用于降低来自含过渡金属的催化
器中的多氯化的二苯并二噁烯类化合物(PCDD)和多氯化的氧芴类化合
物(PCDF)的设备，该含过渡金属的催化器用于借助于氨和/或释放氨的
还原剂选择性催化还原内燃机废气中的氧化氮。
还设想到，在至少一个含过渡金属的SCR催化器的上游安装至少一
个用于氧化含烃的PCDD前体物质和PCDF前体物质的催化器和/或在至
少一个含过渡金属的SCR催化器的下游安装至少一个用于分解多氯化
的二苯并二噁烯类化合物和/或多氯化的氧芴类化合物的催化器，其中该
至少一个用于分解PCDD、PCDF的催化器和/或至少一个用于氧化它们
的含烃前体物质的催化器还具有借助于氨还原氧化氮的活性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及权利要求1的前序部分的方法。
技术介绍
氧化氮(Stickoxide)属于在燃烧过程中产生并从环境角度看 一再降 低其允许排放量的受限废气成分。降低氧化氮主要借助于催化器 (Katalysator),在富氧废气中还需还原剂，以提高选择性和NOx转化 率(Umsatze)。这类方法称为选择性催化还原，简称SCR法，自1980 年来已用于发电厂领域。可使用含V2〇5的混合氧化物如以 V2(VW03/Ti02形式作为SCR催化器。典型的V205含量为0.2-3%。作 为还原剂可使用氨或释放出氨的呈固态或溶液形式的化合物如尿素或 曱酸铵。其反应按如下进行4NO + 4NH3 + 02 O 4N2 + 6H20 (1)在内燃机(Brennkraftmaschine)特别是汽车中的内燃机的氧化氮还原 中该SCR方法引起了特别的问题，因为必须注意到不造成排出未消耗的 氨。不同于发电厂领域，其未提供足够准确和耐用的废气传感器以调节 汽车中的系统，并由此避免在过量计量添加时的NH3排放。为最小化细颗粒(Feinstoffpartikel),在发电厂领域及在汽车中均 使用所谓的颗粒分离器或颗粒过滤器。汽车中应用的带有颗粒分离器的典型装置例如在EP 1072765 Al中 有所描述。这类装置与带有颗粒过滤器的装置的差别在于颗粒分离器的 通道直径明显大于所存在的最大颗粒的直径，而在颗粒过滤器中该过滤 器通道的直径在颗粒直径的范围内。由于这种差别，颗粒过滤器有被堵 塞的危险，这增加废气背压并降低发动机功率。带有颗粒过滤器的装置 和方法可参见EP 0341832 A2。该上述的两种装置和方法的特征在于， 在每一情形下在颗粒分离器或颗粒过滤器的上游安装的氧化催化器-至少是含铂作为活性物质的催化器-也借助于所含的残余氧将废气中的一6氧化氮氧化成二氧化氮。2NO + 02 <=C> 2N02 (2)这时要注意上述反应的平衡在高温下位于NO侧。结果在高温下可 达到的N02含量会由于该热力学限制而受限。该N02在颗粒分离器或颗粒过滤器中再与碳颗粒反应生成CO、 C02、 N2和NO。利用强氧化剂N02实现连续去除所沉积的细颗粒，由此可省去如在 其它装置中必须昂贵进行的再生循环(Regenerationszykle )。这称之为 "被动(passive)"再生。2N02 + C G 2NO + C02 (3) 2N02 + C ^ 2NO + CO (4) 2C + 2N02 ^ N2 + 2C02 (5)如果借助于N02不能实现颗粒过滤器中沉积的碳的完全氧化，则会 增加碳含量和由此增加废气背压。为避免这点，实际上为该颗粒过滤器增多(vermehrt)配置催化层以氧 化NO。如上所述，其主要是含铂催化器。但该方法的缺点在于，在颗 粒过滤器中形成的NO"义可用于氧化在用于NO氧化的所述催化活性层 下游而沉降的颗粒，即在过滤介质中的颗粒。相反，如果在过滤器表面 和由此在催化活性层上形成沉降的颗粒层，即所谓的滤饼，那么该NO 氧化催化器在该滤饼下游存在，则那里沉降的炭黑颗粒不可借助于来自 施加于颗粒过滤器上的NO氧化催化器的N02所氧化。此外准确地说，仅在粗气体側(Rohgasseite )上所施加的催化剂层 (Katalysatorschicht )有助于该体系的性能，因为在净气体侧 (Reingasseite)上催化形成的N02不再可与粗气体侧上和过滤材料内部所 沉降的炭黑接触。该颗粒过滤器涂层的另一问题是，过滤器的几何表面积(oberfMch) 明显小于通常使用的催化器基材的几何表面积。其原因是该过滤器的粗 气体侧(Rohgasseite)需要相对大的自由横截面，并由此需要相对大的7自由体积以^存炭黑和发动机油灰。如果使用陶资过滤器基材，则通过50 cpsi-200 cpsi的小的单元结构(Zelligkeit)来实现。相反，纯的催化 器通常有400 cpsi 900 cpsi的单元密度。通过从50 cpsi增加到900 cpsi 使几何表面积从1 m2/1增加到4 m2/1，由此可使催化器上的转化率大大 增力口。由于此原因，尽管有过滤器的催化涂层，但不能弃去该颗粒过滤器 前的NO氧化催化器，以致产生相对大的结构体积。如果NO氧化催化 器和颗粒过滤器形成一个结构单元，其本身就是所述情况，其中该颗粒 过滤器的入口区被配置为NO氧化催化器(DE 10327030 Al)。虽然通过该措施可以甚至在直至250。C温度进行炭黑氧化，但出现 的应用情况是本身未达到该废气温度并因此不能确保可靠地运行该颗 粒过滤器。这通常在低负载的和装在汽车中的发动机情况下出现，例如 额外具有高空载部分(Leerlaufanteile)的轿车、干线客车或垃圾车情况。因此特别在此情况下，可应用颗粒过滤器再生的第二种可能性其 在于有效提高废气温度。这通常通过在氧化催化器上游加入烃实现。通 过烃在催化器上的放热氧化产生明显的温度升高。如果由此温度升高达到大于600°C,则导致用氧来氧化碳的反应。C + 02 G C02 (7)但在该所谓的"主动(active)"过滤器再生情况下存在如下风险，即 通过炭黑燃烧导致高达IOO(TC的强烈的不可控制的温度升高，并由此常 导致颗粒过滤器和/或其下游连接的催化器受损。因为该温度升高必须保持几分钟以确保炭黑颗粒的定量氧化，所以 烃的需要量不是可以忽略的并使其效率恶化，因为内燃机燃料通常作为 烃源应用。可通过安装在废气管路中的单独的喷嘴添加烃。另一可能性是经燃 料的后期补喷(spate Nacheinspritzung)进入产生高烃排放的燃烧室。为符合将来生效的废气规定，同时使用减少氧化氮排放的装置及减 少细颗粒排放的装置是必要的。一种解决方案在于，对颗粒过滤器涂以SCR活性材料(JP 2004-376102)。但这里难以使用丫205作为SCR活性成分。其原因是该催化剂有小的热稳定性。在大于650。C的废气温度下导致V205升华。如 上所述，因为该温度完全可能在颗粒过滤器上出现，所以对所述和其它 高温应用使用不含v2o5而含过渡金属特别是含铁、含钴或含铜的催化 器。在这方面特别有利的是通过离子交换将这些过渡金属整合进沸石中 (DE 3912596 C2)。基于沸石非常大的表面，由此该活性表面大大增加并 特别在低温下明显提高可达到的转化率。但含过渡金属的催化器的缺点在于，在存在氯化物和烃的条件下， 于200-400°C温度范围时会形成高毒性的多氯化的二苯并二嗜烯类化合 物(Dibenzo-Dioxine )(PCDD)和多氯化的氧芴类化合物(Dibenzo-Fumne ) (PCDF)。在汽车中形成二哺烯所需的氯化物如通过生物燃料、发动机油或吸 入空气(冬天撒盐，在近海岸行驶)达到废气中，并由此达到催化器。形 成PCDD和PCDF所需的烃由于燃料的不完全燃烧本来就含于废气中。
技术实现思路
根据权利要求1，本专利技术的方法解决了在含过渡金属特别是含铁和/ 或含铜和/或含钴的催化器上形成或排放多氯化的二苯并二P恶烯类化合 物(Dibenzo-Fumne ) (PCDD)和多氯化的氧茴类化合物(Dibenzo-F本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于降低来自含过渡金属的催化器中多氯化的二苯并二噁烯类化合物（ＰＣＤＤ）和多氯化的氧芴类化合物（ＰＣＤＦ）的排放的设备，该含过渡金属的催化器用于借助于氨和／或释放氨的还原剂选择性催化还原内燃机废气中的氧化氮，其特征在于，在至少一个含过渡金属的ＳＣＲ催化器的上游安装至少一个用于氧化含烃的ＰＣＤＤ前体物质和ＰＣＤＦ前体物质的催化器和／或在至少一个含过渡金属的ＳＣＲ催化器的下游安装至少一个用于分解多氯化的二苯并二噁烯类化合物和／或多氯化的氧芴类化合物的催化器，其中该至少一个用于分解ＰＣＤＤ、ＰＣＤＦ的催化器和／或至少一个用于氧化它们的含烃的前体物质的催化器还具有借助于氨还原氧化氮的活性。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·多林，
申请(专利权)人：德国曼商用车辆股份公司，
类型：发明
国别省市：DE
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