一种将气体流中的氮氧化物转化为氮气的方法，该方法包括使氮氧化物与含氮还原剂在非沸石普通金属催化剂的存在下接触，非沸石普通金属催化剂由以下组成：（ａ）至少一种过渡金属，其分散在作为由铈和锆组成的负载材料的混合氧化物或复合氧化物或其混合物上；或者（ｂ）分散在惰性氧化物负载材料上的作为单氧化物或其复合氧化物，或单氧化物和复合氧化物的混合物的铈氧化物和锆氧化物，其上分散有至少一种过渡金属。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非沸石普通金属SCR催化剂 本专利技术涉及使用含氮还原剂，如氨气(NH3)，用非沸石、非钒普通金属催化剂(base metal catalyst)，将气体流中存在的氮氧化物(N0X)选择性催化转化为氮气的方法，特别 地，本专利技术涉及这样一种方法，其中该催化剂与已知的非沸石普通金属催化剂相比，在相对 低温下特别具有活性。 在使用NH3作为还原剂的选择性催化还原(SCR)体系中发生几种化学反应，所有 这些都表示将NO,还原为元素氮的理想反应。主要反应机理如方程式(1)所示。 4N0+4NH3+02 — 4N2+6H20 (1) 与氧气的竞争、非选择性反应可产生二次排放或者可以非生产性地消耗NH3。其中 一种非选择性反应是朋3的完全氧化，如方程式(2)所示。 4NH3+502 — 4N0+6H20 (2) 此外，存在于N0X中的N02与NH3的反应，被认为依照反应(3)进行。 3N02+4NH3 — (7/2) N2+6H20 (3) 尽管反应(1) 、 (3)和(4)的反应速率依赖于反应温度和所用的催化剂类型而相差 很大，但是反应(4)的反应速率一般是反应(1)和(3)的2至10倍。 处理车用内燃机(特别是贫燃内燃机)NOx排放的SCR技术应用，已众所周知。为 此目的公开的典型现有技术SCR催化剂包括负载在Ti02之上的V205/W03 (见WO 99/39809)。 然而，在某些应用中，钒基催化剂的耐热性和效果可能不可接受。 已被研究用于处理内燃机废气中N0X的一类SCR催化剂是过渡金属交换的沸石 (见WO 99/39809和US 4， 961， 917)。然而，某些铝硅酸盐沸石(例如ZSM-5和P沸石)在 使用中有若干弊端。他们易于在高温热液老化时脱铝，导致酸度损失，特别是Cu/e和Cu/ ZSM-5催化剂；13 -和ZSM-5基催化剂都还受到相对低温下吸附在催化剂上的烃的影响，所 述烃当催化体系的温度升高时被氧化，产生明显放热，这对催化剂可产生热损伤。这个问题 在车用柴油应用中特别严重，在冷启动时大量的烃可吸附在催化剂上；而且P和ZSM-5沸 石也易于受烃焦化影响，这会降低催化剂性能。因此，我们的研究旨在找到SCR用的过渡金 属交换沸石和钒基催化剂的替代品。 美国专利no. 5， 552， 128要求通过使氮氧化物与还原剂在催化剂存在下接触，将 氮氧化物转化为氮气的方法，所述催化剂基本上由包含VIB族金属氧离子修饰的IVB族金 属氧化物的酸性固体成分组成，还包含至少一种选自IB族、IVA族、VB族、VIIB族和VIII 族的金属及其混合物。可通过与VIB族金属接触之前，对含水IVB族金属进行浸渍、共沉淀 或热液处理来制备该催化剂。优选的催化剂基本上由铁(VIII族)、鸨(VIB族)和锆(IVB 族)组成。虽然举例说明了由锆、钨和铈组成的催化剂(催化剂B)，但是我们对该立案文 件的理解是铈和稀土金属更常落在权利要求书之外，而且权利要求书的限制由"包含"变为 "基本上由……组成"，以克服审查员基于日本专利公开号no. 6-190276的反对意见。 日本专利公开号no. 6-190276披露了在相对低温区域中用烃选择性还原N0X的催 此夕卜，NH3与NO和N02的反应，如反应(4)所示。 N0+N02+2NH3 — 2N2+3H20 (4)化剂，该催化剂包含负载在氧化铝"1203)、氧化锆(Zr0》、氧化钇(^03)、氧化钾(Ga203)或 氧化锡(Sn02)之上的碱性金属(例如镁、^、锶、钡、钠、钾、铷、铯、镧或锌)或其氧化物和 酸性金属(例如钨、钼、钴、铁、银或硅)或其氧化物，其通过与氮氧化物和烃(作为还原气 体)接触，通过选择性还原方法，将氮氧化物还原成氮气。例证性实施例包括负载氧化钨或 氧化钼和氧化镁的Y氧化铝，以及负载氧化鸨和氧化镁的氧化锆。 EP1736232披露了一种催化剂体系，该体系包括装有第一催化剂的第一反应单元， 和装有第二催化剂的第二反应单元，第一催化剂包含作为活性组分的由两种或多种选自氧 化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆和氧化钨的氧化物组成的复合氧化物，及稀土金属或过渡金 属(不包括Cu， Co， Ni， Mn， Cr和V)，第二催化剂包含作为活性组分的贵金属和氧化硅_氧 化铝复合氧化物。第一催化剂的例证性实施例包括复合氧化物Ce-Ti-S04-Zr (通过向氧化 钛_氧化锆型复合氧化物中添加铈和硫而获得)、Fe-Si-Al (通过向氧化硅-氧化铝型复合 氧化物中添加铁而获得)和Ce-W-Zr (通过向氧化钨-氧化锆型复合氧化物中添加铈而获 得)。 美国专利no. 4， 085， 193披露了用于还原氮氧化物的催化剂组合物，该催化剂组 合物包含作为组分A的钛与作为组分B的选自钼(Mo)、钨(W)、铁(Fe)、钒(V)、镍(Ni)、钴 (Co)、铜(Cu)、铬(Cr)和铀(U)的至少一种金属的氧化物形式的紧密混合物，以及将氮氧化 物还原为氮气的方法，该方法包括使包含氮氧化物和分子氧及还原气体的气体混合物与催 化剂组合物在升温下接触。例举了 Ti-W和Ti-W-Fe，而且Ti-W的活性与Zr-W的活性相比 更好。 美国专利no. 4， 916， 107披露了用氨选择性还原氮氧化物的催化剂，其是至少三 种金属的氧化物形式的紧密混合物，即(A)作为组分(A)的钛、(B1)作为第一组分B的钨， 和(B2)作为第二组分(B)的钒、铁、铌和/或钼中至少一种金属，而组分(A)与(B)的金属原子比例为i : o. ooi至i，优选i : o. 003至0.3。 JP 52-42464披露了还原和去除废气中N0,的方法，该方法包括使废气和氨与催化 剂在200-50(TC的温度范围下接触，所述催化剂含有50-97% (原子百分率)的作为其第一 活性成分的氧化钛、2-49% (原子百分率)的作为其第二活性组分的氧化铈，和1_30% (原 子百分率)的作为其第三活性组分的选自氧化钼、氧化钨、氧化钒、氧化铁和氧化铜的至少 一种化合物。例证性实施例包括Ti-Ce-Cu， Ti-Ce-Fe， Ti-Ce-W和Ti-Ce-Mo。 GB1473883披露了用于还原氮氧化物的催化剂组合物，该催化剂组合物包含氧 化物形式的铁和钨，原子比例Fe/W为1 : 0. 001-1，且表面积至少为5m7g，可通过在 300-70(TC下煅烧获得。该催化剂可包含来自IB，IIA，IIIB，IV，VA，VIA，VIII族或稀土 (如 Cu， Mg， Al， Si， Ti， Zr， Sn， V， Nb， Cr， Mo， Co， Ni和Ce)的其它元素的氧化物，基于铁的原子 比例不超过l : 0. 15。该催化剂可以负载在例如氧化硅、氧化铝、氧化硅-氧化铝、硅藻土、 酸性粘土 、活性粘土 、沸石、氧化钛或氧化锆之上，且可通过浸渍法或沉淀法制得。 N. Apostolescu等人，(Applied Catalysis B-Environmental 62(2006) 104-114) 披露了用于处理柴油废气中N0X的SCR催化剂，可通过用1. 4%摩尔铁和7. 0%摩尔W03SCR 催化剂涂层Zr02获得，这证明了相对于F本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种将气体流中的氮氧化物转化为氮气的方法，该方法通过使氮氧化物与含氮还原剂在非沸石普通金属催化剂的存在下接触，非沸石普通金属催化剂由以下组成：（ａ）至少一种过渡金属，其分散在作为由铈和锆组成的负载材料的混合氧化物或复合氧化物或其混合物上；或者（ｂ）分散在惰性氧化物负载材料上的作为单氧化物或其复合氧化物，或单氧化物和复合氧化物的混合物的铈氧化物和锆氧化物，其上分散有至少一种过渡金属。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：JE科利耶，SC拉罗泽，RR拉亚拉姆，DW普雷斯特，
申请(专利权)人：约翰逊马西有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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