催化剂组合物及其应用制造技术

一方面，本发明专利技术提供了包含催化材料的一个或多个梯度的结构性催化剂本体。在一些实施方式中，本发明专利技术所描述的结构性催化剂本体包含具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的内隔壁，所述内隔壁具有沿着内隔壁宽度催化材料的梯度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及催化剂组合物并且，具体地，涉及在工业或商业应用中使用的催化剂结构。
技术介绍
氮氧化物在形成酸雨、对流层臭氧和其他环境危害中的作用导致实施严格标准来限制这些化学物质的排放。为了符合这些标准，一般需要除去存在于来自固定或移动燃烧源的排出气体中的这些氧化物的至少一部分。脱硝或选择性催化还原(SCR)技术通常应用于燃烧得到的烟道气体用于除去氮氧化物。脱硝反应包含气体中的氮氧化物物质(如一氧化氮(NO)或二氧化氮(NO2))与含氮还原剂(如氨或尿素)进行反应，结果产生双原子氮(N2)和水。除了氮氧化物，二氧化硫(SO2)是经常存在于燃烧烟道气体中的化学物质，其导致环境问题。存在于化石燃料燃烧烟道气中的二氧化硫被部分地氧化成三氧化硫(SO3)，其与水反应形成硫酸。由燃烧烟道气中的二氧化硫的氧化形成硫酸可能增加下游设备中的腐蚀问题，由于需要增加温度以保持含酸烟道气高于其露点，可能增加与空气预热器相关的电力成本，并可能导致在排放到大气的烟道气体(Stack gas)中不透明度增加。用于除去氮氧化物的催化剂系统可以增加二氧化硫氧化的量，因为在选择性催化还原中使用的催化材料可以另外地完成二氧化硫的氧化。其结果是，燃烧烟道气的氮氧化物含量的减少可能具有在燃烧烟道气中增加SO3形成的不希望的副作用。
技术实现思路
—方面,本文描述了催化剂本体,在一些实施方式中，它们显不催化材料的不均勻分布(heterogeneous distribution)。在一些实施方式中，对于烟道气体流中的氮氧化物的选择性催化还原，本文所描述的催化剂本体是可操作的。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体可以在从烟道气流中去除氮氧化物的过程中减少SO2的氧化。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体(body )包含含有第一表面和与第一表面相对的第二表面的至少一个内隔壁，所述内隔壁具有沿着第一表面宽度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，在第一表面宽度的周围第一催化材料的量的梯度减少。在一些实施方式中，沿着第一表面宽度的中心区域第一催化的材料的量的梯度增加。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第一表面宽度的第一催化材料的梯度具有围绕曲线中点对称或基本上对称的曲线。在一些实施方式中，结构性催化剂本体还包含沿着第二表面宽度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，在第二表面宽度的周围第一催化材料的量的梯度减少。在一些实施方式中，沿着第二表面宽度的中心区域第一催化材料的量的梯度增加。在一些实施方式中，沿着第二表面宽度的第一催化材料的梯度曲线与沿着第一表面宽度的第一催化材料的梯度曲线是对称的或基本上对称的。 在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化材料的梯度包含了与在内隔壁的第二末端处的第一催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处的第一催化材料的更大的量，所述第二末端与第一末端相对。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体还包含沿着内隔壁的第二表面长度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第一催化材料的梯度包含与在内隔壁的第二末端处的第一催化材料的量相比，在内隔壁的第一末端处的第一催化材料的更大的量，所述第二末端与第一末端相对。在一些实施方式中，沿着内隔壁的第二表面长度的第一催化材料的梯度曲线与沿着内隔壁的第一表面长度的第一催化材料的梯度曲线是对称的或基本上对称的。在一些实施方式中，内隔壁的第一末端对应于结构性催化剂本体的流体流入口侦牝而第二末端对应于结构性催化剂本体的流体流出口侧。在一些实施方式中，内隔壁的第一末端对应于结构性催化剂本体的流体流出口侧，并且第二末端对应于结构性催化剂本体的流体流入口。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含沿着至少一个内隔壁宽度的体相(bulk)第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，在内隔壁宽度的周围体相第一催化材料的浓度梯度降低。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的中心区域的体相第一催化材料的浓度升高。在一些实施方式中，沿着内隔壁宽度的体相第一催化材料的梯度具有围绕曲线中点对称的或基本上对称的曲线。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含沿着至少一个内隔壁长度的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，沿着内隔壁长度的体相第一催化材料的梯度包含了与在内隔壁的第二末端处的体相第一催化材料的浓度相比，在内隔壁的第一末端处的体相第一催化材料的更高浓度，所述第二末端与第一末端相对。如本文所描述的，在一些实施方式中，内隔壁的第一末端对应于结构性催化剂本体的流体流入口侧，而第二末端对应于结构性催化剂本体的流体流出口侧。在一些实施方式中，内隔壁的第一末端对应于结构性催化剂本体的流体流出口侧，而第二末端对应于结构性催化剂本体的流体流入□。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体，还包含含有针对内隔壁本文所描述的第一催化材料的一个或多个梯度的至少一个另外的内隔壁。在一些实施方式中，至少一个另外的内隔壁包含第一表面和第二表面和沿着第一表面宽度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，至少一个另外的内隔壁还包含沿着第二表面宽度的第一催化材料的梯度。此外，在一些实施方式中，至少一个另外的内隔壁包含沿着另外的内隔壁宽度的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，至少一个另外的内隔壁包含沿着内隔壁长度的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，至少一个另外的内隔壁包含沿着第一表面和/或第二表面长度的第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，至少一个另外的内隔壁包含多个另外的内隔壁使得结构性催化剂本体的超过约50%的内隔壁包含本文所描述的第一催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，结构性催化剂本体的超过约70%或超过约90%的内隔壁包含本文所描述的第一催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，结构性催化剂本体的超过约95%的内隔壁包含本文所描述的第一催化材料的一个或多个梯度。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体的内隔壁交叉从而形成一个或多个中心柱。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含在中心柱和连接到该中心柱上的至少一个内隔壁之间的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，例如，与中心柱相比较，至少一个内隔壁包含体相第一催化材料的更高浓度。在一些实施方式中，本文所描述的结构性催化剂本体包含在中心柱和连接至该中心柱上的多个内隔壁之间的体相第一催化材料的梯度。在一些实施方式中，与中心柱相比较，连接至该中心柱的每个内隔壁包含体相第一催化材料的更高浓度。在一些实施方式中，内隔壁限定延伸通过结构性催化剂本体的多个流动通路或流动池。在一些实施方式中，内隔壁由外周壁或结构至少部分地包围。在一些实施方式中，夕卜周壁与一个或多个内隔壁是连续的或整体的，如在一些蜂巢状结构性催化剂本体中。在一些实施方式中，外周壁是封闭结构的一部分，其中，将内隔壁设置(如以板状催化剂元件或波纹状催化剂元件的排列)在封闭结构中。在其中外周壁包含体相第一催化材料一些实施方式中，与外周壁相比较，结构性催化剂本体的内隔壁包含更多的体相第一催化材料。此外，在一些实施方式中，外周壁的内表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.09 US 61/371,948;2010.08.09 US 61/371,9711.一种结构性催化剂本体，包括: 包含第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的至少一个内隔壁，所述内隔壁具有沿着所述第一表面宽度第一催化材料的梯度。2.根据权利要求1所述的结构性催化剂本体，其中，在所述第一表面宽度的周围所述第一催化材料的量的梯度减少。3.根据权利要求1所述的结构性催化剂本体，其中，沿着所述第一表面宽度的中心区域所述第一催化材料的量的梯度增加。4.根据权利要求1所述的结构性催化剂本体，其中，所述第一催化材料的梯度具有关于曲线的中点基本对称的曲线。5.根据权利要求3所述的结构性催化剂本体，其中，在所述第一表面宽度的中心区域点处所述第一催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处的所述第一催化材料的量高至少1.3倍。6.根据权利要求3所述的结构性催化剂本体，其中，在所述第一表面宽度的中心区域点处所述第一催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处所述第一催化材料的量高至少2倍。7.根据权利要求1所述的结构性催化剂本体，其中，所述结构性催化剂本体还包含沿着所述第二表面宽度所述第一催化材料的梯度。8.根据权利要求7所述的结构性催化剂本体，其中，在所述第二表面宽度的周围所述第一催化材料的量的梯度减少`。9.根据权利要求7所述的结构性催化剂本体，其中，沿着所述第二表面宽度的中心区域所述第一催化材料的量的梯度增加。10.根据权利要求7所述的结构性催化剂本体，其中，沿着所述第二表面所述第一催化材料的梯度与沿着所述第一表面所述第一催化材料的梯度基本对称。11.根据权利要求1所述的结构性催化剂本体还包含沿着所述第一表面宽度第二催化材料的梯度。12.根据权利要求11所述的结构性催化剂本体，其中，在所述第一表面宽度的周围所述第二催化材料的量的梯度减少。13.根据权利要求11所述的结构性催化剂本体，其中，沿着所述第一表面宽度的中心区域所述第二催化材料的量的梯度增加。14.根据权利要求13所述的结构性催化剂本体，其中，在所述第一表面宽度的中心区域点处所述第二催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处所述第二催化材料的量高至少1.3倍。15.根据权利要求11所述的结构性催化剂本体，其中，所述结构性催化剂本体还包含沿着所述第二表面宽度所述第二催化材料的梯度。16.根据权利要求15所述的结构性催化剂本体，其中，沿着所述第二表面宽度的中心区域所述第二催化材料的量的梯度增加。17.根据权利要求16所述的结构性催化剂本体，其中，在所述第二表面宽度的中心区域点处所述第二催化材料的量比在所述第二表面宽度的周围点处所述第二催化材料的量高至少1.3倍。18.根据权利要求1所述的结构性催化剂本体还包含沿着所述第一表面长度所述第一催化材料的梯度，其中，与在所述结构性催化剂本体的第二末端处所述第一催化材料的量相比，在所述结构性催化剂本体的第一末端处存在所述第一催化材料的更大的量，所述第二末端与所述第一末端相对。19.根据权利要求18所述的结构性催化剂本体，其中，所述第一末端对应于所述结构性催化剂本体的流体流入口侧。20.根据权利要求18所述的结构性催化剂本体还包含沿着所述第一表面长度所述第二催化材料的梯度，其中，与在所述结构性催化剂本体的第二末端处所述第二催化材料的量相比，在所述结构性催化剂本体的第一末端处存在所述第二催化材料的更大的量。21.根据权利要求18所述的结构性催化剂本体还包含沿着所述第二表面长度所述第一催化材料的梯度，其中，与在所述结构性催化剂本体的第二末端处所述第一催化材料的量相比，在所述结构性催化剂本体的第一末端处存在所述第一催化材料的更大的量。22.根据权利要求21所述的结构性催化剂本体还包含沿着所述第二表面长度所述第二催化材料的梯度，其中，与在所述结构性催化剂本体的第二末端处所述第二催化材料的量相比，在所述结构性催化剂本体的第一末端处存在所述第二催化材料的更大的量。23.根据权利要求1所述的结构性催化剂本体，还包括包含第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的多个另外的内隔壁，所述另外的内隔壁具有沿着所述第一表面宽度所述第一催化材料的梯度，沿着所述第一表面宽度的中心区域所述第一催化材料的量增加，其中在所述中心区域点处所述第一催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处所述第一催化材料的量高至少1.3倍。24.根据权利要求23所述的结构性催化剂本体，其中，超过50%的所述结构性催化剂本体的内隔壁包含沿着所述第一表面宽度所述第一催化材料的梯度。25.根据权利要求23所述的结构性催化剂本体，其中，超过90%的所述结构性催化剂本体的内隔壁包含沿着所述第一表面宽度所述第一催化材料的梯度。26.根据权利要求24所述的结构性催化剂本体，其中，所述第一催化材料可操作地用于选择性催化还原氮氧化物。27.根据权利要求24所述的结构性催化剂本体，其中，所述第一催化材料选自由V205、WO3、MoO3和Ru组成的组。28.根据权利要求11所述的结构性催化剂本体，还包括包含第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的多个另外的内隔壁，所述另外的内隔壁具有沿着所述第一表面宽度所述第二催化材料的梯度，沿着所述第一表面宽度的中心区域所述第二催化材料的量增加，其中在所述中心区域点处所述第二催化材料的量比在所述第一表面宽度的周围点处所述第二催化材料的量高至少1.3倍。29.根据权利要求28所述的结构性催化剂本体，其中，所述第二催化材料可操作地用于选择性催化还原氮氧化物。30.根据权利要求28所述的结构性催化剂本体，其中，所述第二催化材料选自由V205、WO3、MoO3和Ru组成的组中。31.一种结构性催化剂本体，包括: 至少一个内隔壁，包含沿着所述内隔壁宽度的体相第一催化材料的梯度。32.根据权利要求31所述的结构性催化剂本体，其中，在所述内隔壁宽度的周围所述体相第一催化材料的浓度梯度减少。33.根据权利要求31所述的结构性催化剂本体，其中，沿着所述内隔壁宽度的中心区域所述体相第一催化材料的浓度梯度增加。34.根据权利要求31所述的结构性催化剂本体，其中，所述体相第一催化材料的梯度具有关于曲线中点基本对称的曲线。35.根据权利要求33所述的结构性催化剂本体，其中，在所述内隔壁宽度的中心区域点处所述体相第一催化材料的浓度比在所述第一表面宽度的周围点处所述体相第一催化材料的浓度高至少1.3倍。36.根据权利要求33所述的结构性催化剂本体，其中，在所述内隔壁宽度的中心区域点处所述体相第一催化材料的浓度比在所述第一表面宽度的周围点处所述体相第一催化材料的浓度高至少2倍。37.根据权利要求31所述的结构性催化剂本体还包含沿着所述内隔壁宽度所述体相第二催化材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·特雷夫茨格尔，克里斯·E·迪弗兰策斯克，雷蒙德·奥赫，
申请(专利权)人：康明公司，
类型：
国别省市：