【技术实现步骤摘要】
本专利技术大体上涉及汽油机排气后处理系统的领域。
技术介绍
1、来自汽油机驱动的车辆的排气通常用一种或多种三元转化(twc)汽车催化剂处理，这种催化剂有效消除在等于或接近化学计量空/燃比条件下运行的发动机的排气中的nox、一氧化碳(co)和烃(hc)污染物。产生化学计量条件的确切空/燃比随燃料中碳和氢的相对比例而变。14.65:1的空燃比(a/f)(空气重量/燃料重量)是与平均化学式为chl.88的烃燃料如汽油的燃烧对应的化学计量比。因此使用符号λ代表将特定a/f比除以给定燃料的化学计量a/f比的结果，因此λ＝1是化学计量混合物，λ>1是稀燃混合物，且λ<1是富燃混合物。
2、具有电子燃料喷射系统的汽油机提供不断变化的空气-燃料混合物，其在稀燃和富燃排气之间快速不断循环。最近，为了改进燃料经济性，以汽油为燃料的发动机正被设计成在稀燃条件下运行。稀燃条件是指向这样的发动机供应的燃烧混合物中的空燃比保持在高于化学计量比以使所得排气“稀燃”，即该排气的氧含量相对较高。稀燃汽油直接喷射式(gdi)发动机提供燃料效率效益，这有助于减少在过量空气中进行燃料燃烧的温室气体排放。稀燃的主要副产物是nox，其后处理仍是一个主要挑战。
3、必须减少氮氧化物(nox)的排放以符合排放法规标准。当汽油机稀燃运行时，由于排气中的过多氧气，twc催化剂无法有效减少nox排放。在富氧环境下减少nox的两种最有前景的技术是脲选择性催化还原(scr)和稀燃nox捕集(lnt)。
4、脲scr系统需要带有喷射系统的第
5、汽油机的排气可以用含有碱金属或碱土金属组分(ba、k等)的催化剂/nox吸附剂处理，其在稀燃(富氧)运行期间储存nox并在富燃(富燃料)运行期间释放储存的nox。在富燃(或化学计量)运行期间，催化剂/nox吸附剂的催化剂组分促进nox通过nox(包括从nox吸附剂中释放的nox)与排气中存在的hc、co和/或氢的反应还原成氮气。但是，nox吸附组分也容易与排气中的硫氧化物反应形成更稳定的金属硫酸盐，由此降低nox储存容量。要求在还原气氛中在高温(>650℃)下处理以从lnt催化剂中除去硫和恢复nox储存容量。
6、图1显示现有技术的汽油机中常用的示例性发动机排气系统配置。具体而言，图1显示发动机排气系统100，其包含经由排气管道115位于汽油机110下游的twc催化剂120、经由排气管道125位于twc催化剂120下游的任选汽油微粒过滤器130和经由排气管道135位于twc催化剂120和任选汽油微粒过滤器130下游的scr催化制品140。汽油微粒过滤器130可以用一种或多种铂族金属，尤其是钯和铑催化。
7、为了符合现行政府排放法规，在汽油机用途中需要解决nox排放和scr催化剂的硫中毒的技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一方面涉及一种用于处理汽油机排气料流的排气处理系统。在第一实施方案中，一种用于处理含有nox、颗粒物和硫的汽油机排气料流的排气系统包含：选自三元转化(twc)催化剂、稀燃nox捕集器(lnt)和集成lnt-twc的至少一个催化制品；在所述至少一个催化制品下游的含铂催化制品；和直接位于所述含铂催化制品下游的选择性催化还原(scr)催化制品，所述scr催化制品包括分子筛。
2、在第二实施方案中，改进了第一实施方案的排气系统，其中所述至少一个催化制品由twc催化剂构成。
3、在第三实施方案中，改进了第一实施方案的排气系统，其中所述至少一个催化制品由lnt构成。
4、在第四实施方案中，改进了第一实施方案的排气系统，其中所述至少一个催化制品包括twc催化剂和lnt。
5、在第五实施方案中，改进了第四实施方案的排气系统，其中所述lnt和twc集成在单个基底上。
6、在第六实施方案中，改进了第一至第五实施方案任一项的排气系统，其中所述至少一个催化制品和所述含铂催化制品在单个基底上。
7、在第七实施方案中，改进了第一至第五实施方案任一项的排气系统，其中所述含铂催化剂在微粒过滤器上。
8、在第八实施方案中，改进了第七实施方案的排气系统，其中所述微粒过滤器是壁流式过滤器。
9、在第九实施方案中，改进了第一至第五实施方案任一项的排气系统，其中所述含铂催化剂在流通型基底上。
10、本专利技术的第二方面涉及一种用于处理汽油机排气料流的排气系统。在第十实施方案中，一种用于处理含有nox、颗粒物和硫的汽油机排气料流的排气系统包含：三元转化(twc)催化剂；在所述twc催化剂下游的含铂催化烟炱过滤器；直接位于所述催化烟炱过滤器下游的第一选择性催化还原(scr)催化制品；和直接位于第一scr催化制品下游的第二选择性催化还原催化剂(scr)；其中第一和第二scr催化制品各自独立地包括分子筛。
11、在第十一实施方案中，改进了第一至第八实施方案任一项的排气系统，其中所述含铂催化制品进一步包含选自pd、rh、ru、ir和os的附加铂族金属(pgm)，并且其中铂以所述含铂催化制品中的总pgm的至少50重量％的量存在。
12、在第十二实施方案中，改进了第一至第八实施方案任一项的排气系统，其进一步包含在所述scr催化制品下游的氨氧化(amox)催化剂。
13、在第十三实施方案中，改进了第一实施方案的排气系统，其中所述scr催化制品在具有入口和出口的基底上，并在出口处包括氨氧化催化剂(amox)。
14、在第十四实施方案中，改进了第一至第十三实施方案任一项的排气系统，其中所述汽油机是稀燃汽油直接喷射式(gdi)发动机。
15、在第十五实施方案中，改进了第一至第八实施方案任一项的排气处理系统，其中在排气富燃时所述至少一个催化制品生成nh3。
16、在第十六实施方案中，改进了第十一实施方案的排气处理系统，其中所述附加铂族金属是钯。
17、在第十七实施方案中，改进了第一至第十实施方案任一项的排气处理系统，其中所述分子筛是具有双六环(d6r)单元的分子筛。
18、在第十八实施方案中，改进了第一至第十七实施方案任一项的排气系统，其中所述分子筛选自骨架类型aei、aft、afx、cha、eab、emt、eri、fau、gme、jsr、kfi、lev、ltl、ltn、moz、mso、mww、off、sas、sat、sav、sbs、sbt、sfw、ssf、szr、tsc、wen及其组合。
19、在第十九实施方案中，改进了第一至第十八实施方案任一项的排气处理系统，其中所述分子筛选自骨架类型aei、aft、afx、cha、eab、eri、kfi、lev、sas、sat和sav。
20、在第二十实施方案中，改进了第一至第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于处理含有NOx、颗粒物和硫的汽油机排气料流的排气系统，所述系统包含：
2.权利要求1的排气系统，其中所述至少一个催化制品由TWC催化剂构成。
3.权利要求1的排气系统，其中所述至少一个催化制品由LNT构成。
4.权利要求1的排气系统，其中所述至少一个催化制品包括TWC催化剂和LNT。
5.权利要求4的排气系统，其中所述LNT和TWC催化剂集成在单个基底上。
6.权利要求1的排气系统，其中所述至少一个催化制品和所述含铂催化制品在单个基底上。
7.权利要求1的排气系统，其中所述含铂催化剂在微粒过滤器上。
8.权利要求7的排气系统，其中所述微粒过滤器是壁流式过滤器。
9.权利要求1的排气系统，其中所述含铂催化剂在流通型基底上。
10.一种用于处理含有NOx、颗粒物和硫的汽油机排气料流的排气系统，所述系统包含：
11.权利要求1-9任一项的排气处理系统，其中所述附加铂族金属是钯。
12.权利要求1-9任一项的排气系统，其进一步包含在所述SCR催化
13.权利要求12的排气系统，其中所述SCR催化制品在具有入口和出口的基底上，并且所述AMOx催化剂在出口处。
14.权利要求1-10任一项的排气系统，其中所述汽油机是稀燃汽油直接喷射式(GDI)发动机。
15.权利要求1-9任一项的排气处理系统，其中在汽油机排气料流富燃时所述一个或多个催化制品生成NH3。
16.权利要求1的排气处理系统，其中所述分子筛是具有双六环(d6r)单元的分子筛。
17.权利要求16的排气系统，其中所述分子筛选自骨架类型AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、EMT、ERI、FAU、GME、JSR、KFI、LEV、LTL、LTN、MOZ、MSO、MWW、OFF、SAS、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SSF、SZR、TSC、WEN及其组合。
18.权利要求17的排气处理系统，其中所述分子筛选自骨架类型AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、ERI、KFI、LEV、SAS、SAT和SAV。
19.权利要求18的排气处理系统，其中所述分子筛选自骨架类型AEI、CHA和AFX。
20.权利要求19的排气处理系统，其中所述分子筛是CHA骨架类型。
21.权利要求20的排气处理系统，其中所述CHA骨架型分子筛选自铝硅酸盐沸石、硼硅酸盐、镓硅酸盐、SAPO、AlPO、MeAPSO和MeAPO。
22.权利要求21的排气处理系统，其中所述CHA骨架型分子筛选自SSZ-13、SSZ-62、菱沸石、沸石K-G、Linde D、Linde R、LZ-218、LZ-235、LZ-236、ZK-14、SAPO-34、SAPO-44、SAPO-47和ZYT-6。
23.权利要求22的排气处理系统，其中所述分子筛选自SSZ-13和SSZ-62。
24.权利要求16-23任一项的排气处理系统，其中所述分子筛用选自Cu、Fe、Co、Ni、La、Ce、Mn、V、Ag及其组合的金属助催化。
25.权利要求24的排气处理系统，其中所述分子筛用选自Cu、Fe及其组合的金属助催化。
26.权利要求24的排气处理系统，其中所述分子筛用Cu助催化。
27.一种处理稀燃发动机的含有颗粒物、氨、NOx和硫的发动机排气料流的方法，所述方法包括：
28.权利要求27的方法，其中所述至少一个催化制品由TWC构成。
29.权利要求27的方法，其中所述分子筛包含具有双六环(d6r)单元的铝硅酸盐沸石。
30.权利要求29的方法，其中所述沸石是用铜助催化的CHA骨架型沸石。
...【技术特征摘要】
1.一种用于处理含有nox、颗粒物和硫的汽油机排气料流的排气系统，所述系统包含：
2.权利要求1的排气系统，其中所述至少一个催化制品由twc催化剂构成。
3.权利要求1的排气系统，其中所述至少一个催化制品由lnt构成。
4.权利要求1的排气系统，其中所述至少一个催化制品包括twc催化剂和lnt。
5.权利要求4的排气系统，其中所述lnt和twc催化剂集成在单个基底上。
6.权利要求1的排气系统，其中所述至少一个催化制品和所述含铂催化制品在单个基底上。
7.权利要求1的排气系统，其中所述含铂催化剂在微粒过滤器上。
8.权利要求7的排气系统，其中所述微粒过滤器是壁流式过滤器。
9.权利要求1的排气系统，其中所述含铂催化剂在流通型基底上。
10.一种用于处理含有nox、颗粒物和硫的汽油机排气料流的排气系统，所述系统包含：
11.权利要求1-9任一项的排气处理系统，其中所述附加铂族金属是钯。
12.权利要求1-9任一项的排气系统，其进一步包含在所述scr催化制品下游的氨氧化(amox)催化剂。
13.权利要求12的排气系统，其中所述scr催化制品在具有入口和出口的基底上，并且所述amox催化剂在出口处。
14.权利要求1-10任一项的排气系统，其中所述汽油机是稀燃汽油直接喷射式(gdi)发动机。
15.权利要求1-9任一项的排气处理系统，其中在汽油机排气料流富燃时所述一个或多个催化制品生成nh3。
16.权利要求1的排气处理系统，其中所述分子筛是具有双六环(d6r)单元的分子筛。
17.权利要求16的排气系统，其中所述分子筛选自骨架类型aei、aft、afx、cha、eab、emt、eri、fau、gme、jsr、kfi、lev、ltl、ltn、moz、ms...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓帆，薛文梅，J·K·霍克默思，M·J·施拉德，李跃进，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：
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