在通过利用氨的选择性催化还原减少内燃机贫燃废气中氧化氮的废气净化单元中，引入过量的氨导致未用的氨的不希望排放。可以利用氨阻隔催化剂减少这些排放物。在理想情形下，通过这些催化剂将氨氧化成氮气和水。它们要求废气净化单元中附加的空间，该空间可能必须占据为ＳＣＲ主催化剂提供的空间。此外，此种氨阻隔催化剂的使用可能导致氨过度氧化成氧化氮。为了克服这些缺点，提出了含两个叠置层的催化剂用于从柴油机废气中除去含氮污染气体。该下层包含氧化催化剂并且上层可以储存至少２０毫升氨／克催化剂材料。这一催化剂在低温范围中以良好的ＳＣＲ转化率显示降低的氨穿透。它可以用作具有降低的氨穿透的ＳＣＲ催化剂或用作氨阻隔催化剂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】降低柴油发动机废气中含氮污染气体的催化剂本专利技术涉及从使用贫空气/燃料混合物运转的内燃机(称为"贫燃 发动机")的废气，尤其是从柴油发动机的废气中除去含氮污染气体。两类。因此，术语主排放物是指通过发动机中的燃料的燃烧过程直接 形成的污染气体并且存在于在经过废气净化设备之前的原始排放物 中。二次排放物是可以在该废气净化单元中作为副产物形成的污染气 体。贫燃发动机的废气包含一般的主排放物一氧化碳CO、烃HC和氮氧 化物N0x连同高达15体积％的较高氧气含量。 一氧化碳和烃可以容易地 通过氧化使之无害。然而，氮氧化物向氮气的还原困难得多，这是因 为高的氧含量所致。在氧气存在下从废气中除去氮氧化物的已知方法是借助于氨在适 合的催化剂(简称为SCR催化剂)上的选择性催化还原方法(SCR方法)。在此，根据发动机原理和废气单元的结构，在"活性"和"惰性"SCR 方法间作出区别，在"惰性"SCR方法中，在废气单元中按目标方式产 生的二次氨排放物用作除去氮氧化物的还原剂。因此，US 6， 345, 496 Bl描述了净化发动机废气的方法，其中重复地交替设置贫和富空气/燃料比并让这样产生的废气通过废气单元，该 废气单元包含仅在富废气条件下在流入端将N0x转化成冊3的催化剂， 同时包含在贫条件下吸附或储存NOx并在富条件下释放NOx的另 一种催 化剂，以致它可以与通过流入端催化剂产生的仰3反应而在流出端形成 氮气。作为替代方案，根据US6， 345，496 Bl，可以将在富条件下储存 NH3并在贫条件下解吸NH3并借助于氮氧化物或氧气将它氧化而形成氮 气和水的NH3吸附和氧化催化剂放置在流出端。WO 2005/0641 30也7>开了包含位于流入端的第一催化剂的废气单元，该第一催化剂从废气成分在富相期间产生冊3。在第二下游催化剂中，NH3被周期性地储存。使存在于贫相中的废气中的氮氧化物与该储存的氨起反应。该废气单元还包含含第三贵金属的催化剂，该催化剂 至少包含在载体材料上铂、钯或铑，该载体材料能够在富相期间储存 氨并在贫相期间再次将它解吸。W0 2005/099873 Al要求按循环富/贫操作从贫燃发动机的废气中 除去氮氧化物的方法，该方法包括以下分步骤在贫废气中将N0x储存 在N0x储存组分中，在富废气中将储存的N0x就地转化成匪3，将冊3储存 在至少一种冊3储存组分中并使冊3与NOx在贫废气条件下反应，其中第 一和最后的分反应进行至少部分时间和/或部分同时地和/或平行地进 行。为了进行该方法，要求集成催化剂体系，其包含至少一种NOx储存 组分，NH3产生组分，冊3储存组分和SCR组分。此种"惰性"SCR方法的使用限于其中还原("富")废气条件可以 没有较大难度地在发动机中产生的车辆。这适用于直接注射汽油发动 机。另一方面，柴油发动机不能容易地使用低于化学计量("富")空 气/燃料混合物进行运转。还原废气条件的产生必须借助于发动机外部 的手段，例如燃料的后续注入到废气设备组来完成。这样导致在与HC 废气极限依附方面的问题，导致下游氧化催化剂中的放热反应，该氧 化催化剂的过早热老化和相当重要的是导致燃料消耗的显著提高。" 活性"SCR方法因此集中于从柴油发动机的废气中除去NOx的开发和应用。在"活性"SCR方法中，从伴有附加槽借助于注射喷嘴将还原剂引 入废气设备组。可以容易地分解成氨的化合物例如脲可以代替氨用于 这一目的。氨必须按至少与氮氧化物化学计量的比例添加到废气中。氮氧化物的转化通常可以通过引入10-20%过量的氨改进，但是这 急剧地增加更高二次排放物的风险，尤其是由于提高的氨穿透。因为 氨是甚至在低浓度下仍具有刺激气味的气体，所以在实践中目的是使 氨穿透最小化。废气中氨与氮氧化物的摩尔比通常由oc表示c(脂乂)在机动车辆中的内燃机中，氨的精确计量呈现较大难度，因为机的氨穿透。为了抑制氨穿透，通常将氧化催化剂安排在SCR催化剂下游 以氧化穿透的氨。此种催化剂在下文中将称为氨阻隔催化剂。氨熄火 温度Ts。 (NH3)报道为催化剂氧化能力的量度。它指示在氧化反应中氨 转化率是50%时的反应温度。安排在SCR催化剂下游以氧化穿透的氨的氨阻隔催化剂在各种实 施方案中是已知的。因此，DE 3929297 C2 (US 5, 120, 695 )描述了此 种催化剂安排。根据这一文件，氧化催化剂作为涂层涂覆到被构造为 全活性蜂窝挤出物单片还原催化剂的流出端部分上，其中涂有该氧化 催化剂的区域占总催化剂体积的20-50%。作为催化活性组分，氧化催 化剂包含铂族金属铂、钯和铑中至少一种，它们沉积在作为载体材料 的二氧化铈、氧化锆和氧化铝上。根据EP 1 399 246 Bl,也可以用铂族金属的可溶性前体浸渍将铂 族金属直接地施加到作为载体材料的还原催化剂组分上。根据JP2005-238199，也可以在氧化钬、氧化锆、氧化硅或氧化铝 和过渡金属或稀土金属的涂层下引入氨氧化催化剂的含贵金属层。特别是当使用高活性氧化催化剂时，使用氨阻隔催化剂为它带来 过度氧化成氮氧化物的风险。这种现象降低氮氧化物的转化率，这可 以借助于SCR和阻隔催化剂的总体体系实现。氨阻隔催化剂的选择性因 此是其质量的重要量度。就这一文件的目的而言，对氮的选择性是浓度数值并且由所有测量的氮组分和引入的氨的量之间的差值计算。 c(NX如果需要氨阻隔催化剂，则必须使另 一种催化剂的空间可在废气 净化单元中获得。在此，可以将氨阻隔催化剂安排在含SCR催化剂的转 化器下游的附加转化器中。然而，此种安排不是普遍的，因为安装附 加转化器的空间通常不可在车辆中获得。作为替代方案，可以将氨阻隔催化剂设置在与SCR催化剂相同的转 化器中("集成氨阻隔催化剂")。在此，安装氨阻隔催化剂所需要的 空间从对安装SCR催化剂可获得的体积中消失。例如，有可能在转化器中串联安排两种不同的催化剂。这样一种 安排在JP 2005-238195中进行了描述。在那里公开的实施方案中，氨 阻隔催化剂占可用空间的大约40%，结果，仅可用空间的大约60%可用 于SCR催化剂。US 2004/0206069公开了货物车辆中柴油机废气净化系 统的热控制方法，其中通过选择性催化还原降低氮氧化物的转化器是 柴油机废气净化系统的构成部分。该转化器不但包含SCR主催化剂而且 包含从脲释放氨的上游水解催化剂和下游氨阻隔催化剂。在"集成氨阻隔催化剂"的另 一个实施方案中，将含该氨阻隔催化 剂的涂层施加到SCR催化剂的下游引导部件上。申请人的WO 02/100520描述了其中贵金属基氧化催化剂被施加到呈整块全活性催化剂形式的 SCR催化剂上的实施方案，其中该SCR催化剂长度的仅1-20%用作该氧化催化剂的载体。在从柴油发动机的废气中除去氮氧化物的"活性"SCR体系中，因 此首先存在通过选择性催化还原为有效除去氮氧化物提供催化剂和条 件的问题。其次，不完全反应的氨可能不被允许释放到该环境中。解需要极二的空间，但是其^该体系对氮气的选择性尽可能^ 。、本专利技术的目的是提供催化剂、废气净化单元和/或方法，利用它们，可以借助于"活性"SCR方法从柴油发动机的完全贫的废气中除去含氮污染气体，与该氮是否以氧化形式，例如以氮氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
从柴油发动机的废气中除去含氮污染气体的催化剂，该催化剂包含蜂窝体和由两个叠置的催化活性层组成的涂层，其特征在于，直接地施加到该蜂窝体上的下层包含氧化催化剂和施加到其上的上层包含氨储存材料并且具有至少２０毫升氨／克催化剂材料的氨储存容量。
【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：N泽格，W施奈德，Y德梅尔，L穆斯曼，R泽塞尔曼，T克罗伊策，
申请(专利权)人：尤米科尔股份公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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