Покрытая катализатором подложка и система выпуска выхлопных газов для двигателей внутреннего сгорания


 


Владельцы патента RU 2609796:

ДЖОНСОН МЭТТИ ПЛС (GB)

Заявлена система выпуска выхлопных газов для двигателей внутреннего сгорания и покрытая катализатором подложка для использования в системе выпуска выхлопных газов. Система выпуска выхлопных газов содержит ловушку обедненного NOx и покрытую катализатором подложку. Покрытая катализатором подложка имеет первую зону и вторую зону. Первая зона содержит металл платиновой группы, нагруженный на носитель, а вторая зона содержит медь или железо, нагруженные на цеолит. Первая зона или вторая зона дополнительно содержит оксид простого металла или простой металл, нагруженный на неорганический оксид. Также предусмотрены способы обработки выхлопного газа из двигателя внутреннего сгорания с использованием системы выпуска выхлопных газов. Система выпуска выхлопных газов имеет возможность накопления NH3, произведенного при очистке богатой смеси, реагирования NH3 с проскоком NOx из ловушки NOx, контроля H2S, высвобождаемого при десульфировании ловушки NOx, и окисления проскакивающих углеводородов и моноксида углерода. Когда покрытая катализатором подложка представляет собой фильтрующую подложку, она также имеет возможность удаления сажи из системы выпуска выхлопных газов. Технический результат: повышение эффективности очистки выхлопных газов. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 пр., 2 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системе выпуска выхлопных газов и ее использованию в обработке выхлопных газов из двигателей внутреннего сгорания и в особенности к компоненту, представляющему собой покрытую катализатором подложку, полезному в системах выпуска выхлопных газов.

Уровень техники

Двигатели внутреннего сгорания производят выхлопные газы, содержащие разнообразные загрязнения, включая углеводороды, моноксид углерода, оксиды азота, оксиды серы и материалы в виде частиц. Повышение строгости национального и регионального законодательства понизило количество загрязнений, которые могут быть выпущены из таких дизельных или бензиновых двигателей. Многие различные технологии были применены к системам выпуска выхлопных газов, чтобы очистить выхлопной газ перед тем, как он проходит в атмосферу.

Типичная система выпуска выхлопных газов содержит (1) катализатор, адсорбирующий NOx (или «ловушку NOx»), чтобы адсорбировать NOx из выхлопного газа, (2) катализатор окисления, чтобы окислять углеводороды, которые не были сожжены в двигателе внутреннего сгорания, и конвертировать СО в СО2, и (3) фильтр углеродной сажи, чтобы удалить частицы из выхлопного газа перед высвобождением в атмосферу. Описаны различные сочетания этих систем, которые были обсуждены.

Заявка на патент США № 2011/0005200 предлагает систему катализатора, которая одновременно удаляет аммиак и повышает конверсию чистого NOx посредством помещения состава катализатора селективного по аммиаку каталитического восстановления (“NH3–SCR”) ниже по потоку относительно ловушки обедненного NOx. Катализатор NH3-SCR предлагает адсорбировать аммиак, который вырабатывается во время импульсов (всплесков) богатой смеси в ловушке обедненного NOx. Сохраненный аммиак затем реагирует с NOx, испускаемым из ловушки обедненного NOx выше по потоку, что повышает скорость конверсии NOx, в то же время исчерпывая сохраненный аммиак.

Заявка па патент США № 2011/0014099 предлагает каталитически активный фильтр частиц, полезный для удаления оксидов азота и частиц из выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, работающих главным образом в условиях обедненной смеси. Фильтр частиц содержит корпус фильтра, активное покрытие катализатора окисления из металла платиновой группы и соединение меди, размещенное во втором покрытии.

Международная Заявка РСТ WO 2008/075111 предлагает систему выпуска выхлопных газов, включающую (1) катализатор, адсорбирующий NOx (“NAC”), (2) покрытый катализатором фильтр сажи, (3) средство для периодического обогащения выхлопного газа в ходе нормального режима работы с обедненной смесью для того, чтобы удалить сульфат (как H2S), адсорбированный на NAC, и (4) соединение, размещенное ниже по потоку, по меньшей мере какого-либо из NAC, которое является эффективным, чтобы удалить и/или превратить по меньшей мере некоторое количество H2S в обогащенном выхлопном газе. Соединение для удаления H2S может быть размещено в различных положениях в системе выпуска выхлопных газов, включая (а) между NAC и покрытым катализатором фильтром сажи, (b) на подложке ниже по потоку относительно NAC, (с) на покрытом катализатором фильтре сажи, (d) между покрытым катализатором фильтром и выходом из системы выпуска выхлопных газов, и (е) различные сочетания (а)-(d).

Международная Заявка РСТ WO 2010/114873 раскрывает системы обработки выхлопов, которые содержат катализаторы, вырабатывающие аммиак, как, например, катализаторы восстановления запаса NOx или ловушки обедненного NOx (“LNT”) в сочетании с катализаторами селективного каталитического восстановления (“SCR”) и способы для их использования с двигателями сгорания на бедных смесях. Катализаторы LNT и SCR могут использоваться в различных конфигурациях. Например, катализаторы LNT и SCR могут быть размещены (1) каждый на отдельном брикете подложки, (2) в передней зоне и задней зоне единого брикета подложки или (3) на фильтре частиц дизеля, который находится ниже по потоку, чем SCR, так что каждый компонент может быть на своей подложке, или же SCR может быть нанесен в виде покрытия на передней зоне фильтра частиц дизеля или вдоль всей длины фильтра частиц дизеля.

Международная Заявка РСТ WO 2011/023332 раскрывает систему последующей обработки выхлопного газа, имеющую фильтр с пристеночным течением, в качестве компонента (1) и, ниже по потоку после него, сквозной монолит в качестве компонента (2). Компоненты (1) и (2) имеют по меньшей мере одну функцию накопления для одного и того же соединения, выбранного из группы, содержащей SOx, NOx, NH3, О2, углеводороды и H2S, отличающуюся тем, что емкость накопления в компоненте (2) должна быть сконструирована так, чтобы сигнал проскока компонента (2) ниже по потоку имел самый высокий градиент кривой концентрации, что делает соответствующий критерий окончания, принимаемый в рассмотрение для соединения выхлопного газа, в то время как используется минимально возможное количество накапливающего материала.

В любой автомобильной системе и процессе желательно достичь дополнительных усовершенствований в системах обработки выхлопного газа. Авторы открыли новую систему выпуска выхлопных газов и покрытую катализатором подложку, которая обеспечивает повышенную очистку выхлопных газов из двигателей внутреннего сгорания.

Сущность изобретения

Изобретение представляет собой систему выпуска выхлопных газов для двигателей внутреннего сгорания. Система выпуска выхлопных газов содержит ловушку обедненного NOx и покрытую катализатором подложку. Покрытая катализатором подложка имеет первую зону и вторую зону, в которой первая зона содержит металл платиновой группы, нагруженный на носитель, и вторая зона содержит медь или железо, нагруженные на цеолит. Первая зона или вторая зона дополнительно содержит оксид простого (неблагородного) металла или простой металл, нагруженный на неорганический оксид. Изобретение также включает в себя саму покрытую катализатором подложку. Покрытая катализатором подложка представляет собой многофункциональный компонент, который накапливает NH3, образованный в ловушке обедненного NOx в условиях (очистки) богатой смеси, использует накопленный NH3, чтобы реагировать с любым NOx, который проскакивает после ловушки NOx, контролирует H2S, высвобождаемый при десульфировании ловушки NOx, и окисляет проскакивающие углеводороды и моноксид углерода. При размещении на фильтрующей подложке покрытая катализатором подложка будет выполнять шестую функцию удаления сажи из выхлопного газа.

Подробное описание изобретения

Система выпуска выхлопных газов по изобретению содержит ловушку обедненного NOx и покрытую катализатором подложку. Ловушки обедненного NOx хорошо известны в области техники (см., например, Публикацию Европейского Патента № 0560991). Ловушки обедненного NOx представляют собой устройства, которые адсорбируют NOx в условиях обедненного выпуска, высвобождают адсорбированный NOx в условиях богатой смеси и восстанавливают высвобожденный NOx, чтобы образовать N2.

Ловушка обедненного NOx типично включает в себя адсорбент для хранения NOx и катализатор окисления/восстановления. Катализатор окисления/восстановления обычно содержит один или более благородных металлов, предпочтительно платину, палладий и/или родий. Обычно, платину включают для того, чтобы выполнить функцию окисления, а родий включают для того, чтобы выполнить функцию восстановления.

Компонент для накопления NOx предпочтительно содержит щелочноземельные металлы (как, например, барий, кальций, стронций и магний), щелочные металлы, как, например, калий, натрий, литий и цезий), редкоземельные металлы (как, например, лантан, иттрий, празеодим и неодим) или их сочетания. Эти металлы обычно находятся в форме оксидов.

Катализатор окисления/восстановления и компонент хранения NOx предпочтительно нагружают на носитель, как, например, неорганический оксид, для использования в системе выпуска выхлопных газов. В качестве носителя предпочтительно используются неорганические оксиды, как, например, глинозем, оксид церия, оксид титана, оксид циркония и их сочетания.

Ловушка обедненного NOx выполняет три функции. Во-первых, оксид азота реагирует с кислородом с получением NO2 в присутствии катализатора окисления. Во-вторых, NO2 адсорбируется посредством адсорбента NOx в форме неорганического нитрата (например, ВаО или ВаСО3 превращается в Ba(NO3)2 на адсорбенте NOx). Наконец, когда двигатель работает в условиях богатой смеси, накапливаемые неорганические нитраты разлагаются с образованием NO или NO2, которые затем восстанавливаются с образованием N2 посредством реакции с моноксидом углерода, водородом и/или углеводородами в присутствии катализатора восстановления. Обычно оксиды азота превращаются в азот, диоксид углерода и воду в присутствии тепла, моноксида углерода и углеводородов в потоке выпуска.

В ловушке NOx адсорбент NOx и катализатор окисления/восстановления предпочтительно покрывают подложку со сквозным протоком, предпочтительно многослойный монолит. Подложка со сквозным протоком может быть изготовлена из керамического материала (например, кордерита) или металлического материала. Ловушка обедненного NOx обычно сконструирована так, чтобы обеспечить ряд каналов, через которые проходит выпуск из автомобиля. Поверхность каналов нагружена адсорбентом NOx и катализатором(ами) окисления/восстановления.

Компоненты ловушки NOx могут быть добавлены любыми известными средствами. Например, носитель, катализатор окисления-восстановления и материал, адсорбирующий NOx, могут предпочтительно быть нанесены и связаны с подложкой в виде покрытия из пористого оксида - пористого слоя с высокой площадью поверхности, связанного с поверхностью подложки. Покрытие из пористого оксида обычно наносится на подложку из суспензии на основе воды, затем высушивается и прокаливается при высокой температуре. Покрытие из пористого оксида может альтернативно содержать подложку и адсорбент NOx, и катализатор окисления-восстановления может быть нагружен на высушенный слой покрытия из пористого оксида (посредством пропитки, ионного обмена или тому подобного), затем высушен и прокален.

Хотя ловушка обедненного NOx является очень эффективной при превращении NOx из двигателя внутреннего сгорания в N2, некоторый выхлопной газ NOx будет проскакивать через ловушку обедненного NOx, как только адсорбент NOx становится насыщенным. Вдобавок, имеются некоторые побочные продукты, которые производятся в ловушке обедненного NOx. Например, не селективные пути восстановления могут привести в результате к производству аммиака (NH3) и оксида азота (N2O), а не желаемого N2. Эти нежелательные выбросы обычно стараются уничтожить или восстановить.

Вторичные реакции также включают в себя получение сульфида водорода. Присутствие соединений серы в дизельном или бензиновом топливе приводит к оксидам серы в выхлопном газе. В ловушке обедненного NOx диоксид серы окисляется в триоксид серы на катализаторе окисления, и адсорбент NOx реагирует с триоксидом серы, чтобы производить поверхностные сульфаты (например, оксид бария или карбонат бария реагирует с триоксидом серы с образованием сульфата бария). Эти сульфаты являются более стабильными, чем нитраты, и требуют более высоких температур для десульфирования, приводя в результате к деактивации серы в ловушке обедненного NOx. Десульфирование может быть выполнено посредством различных технологий, включая ряд коротких импульсов подачи богатой смеси («пульсация богатой смеси»). В ходе десульфирования образуются сульфид водорода и SO2. Из-за нежелательного запаха тухлых яиц сульфида водорода и его образование при более высоких концентрациях его производство является нежелательным. Таким образом, любая система выпуска выхлопных газов, которая минимизирует количество H2S, а также NH3 и N2O, является выгодной.

В дополнение к ловушке обедненного NOx, система выпуска выхлопных газов по изобретению также содержит покрытую катализатором подложку, имеющую первую зону и вторую зону. Изобретение также включает в себя саму покрытую катализатором подложку.

Покрытая катализатором подложка представляет собой подложку, которая содержит компоненты катализатора. Подложка предпочтительно представляет собой керамическую подложку или металлическую подложку. Керамическая подложка может быть изготовлена из любого подходящего огнеупорного материала, например, глинозема, кремнезема, диоксида титана, оксида церия, диоксида циркония, оксида магния, цеолитов, нитрида кремния, карбида кремния, силикатов циркония, силикатов магния, алюмосиликатов и металлоалюмосиликатов (как, например, кордиерит и сподумен) или смеси или смешанного оксида любых двух или более из них. Кордиерит, алюмосиликат магния и карбид кремния являются особенно предпочтительными.

Металлическая подложка может быть изготовлена из любого подходящего металла и в особенности термостойких металлов и металлических сплавов, как, например, титан и нержавеющая сталь, а также ферритовых сплавов, содержащих железо, никель, хром и/или алюминий, вдобавок к другим следовым металлам.

Подложка предпочтительно представляет собой фильтрующую подложку или подложку со сквозным протеканием. В частности, сквозная подложка представляет собой сквозной монолит, предпочтительно имеющий многослойную конструкцию с множеством небольших параллельных тонкостенных каналов, проходящих в осевом направлении через подложку и простирающихся на всем протяжении подложки. Поперечное сечение канала подложки может быть любой формы, но предпочтительно является квадратным, синусоидальным, треугольным, прямоугольным, шестиугольным, трапецеидальным, круглым или овальным. Подложка предпочтительно представляет собой подложку в виде сквозного монолита или фильтрующую подложку. Если подложка представляет собой фильтрующую подложку, она предпочтительно представляет собой фильтр в виде монолита с пристеночным течением. Каналы фильтра с пристеночным течением поочередно блокируются, что дает возможность потоку выхлопного газа входить в канал из впускного отверстия, затем протекать через стенки канала и выходить из фильтра из другого канала, ведущего к выпускному отверстию. Частицы в потоке выхлопного газа таким образом улавливаются в фильтре.

Подложка содержит две каталитические зоны, причем каждая зона содержит различный состав катализатора, осажденного на подложке. Предпочтительно, имеется небольшое или не имеется никакого перекрытия двух зон на подложке. Например, первая зона может покрывать от 10 до 90 процентов суммарной длины подложки, и вторая зона должна покрывать остаток длины подложки (то есть остающиеся от 90 до 10 процентов, непокрытые первой зоной). Более предпочтительно, первая зона покрывает от 40 до 60 процентов суммарной длины подложки, и вторая зона покрывает остаток длины подложки (то есть остающиеся от 60 до 40 процентов, непокрытые первой зоной). Когда используется фильтр в виде монолита с пристеночным течением, осаждение в одной зоне может быть произведено во впускных каналах, а осаждение в другой зоне может быть выполнено в выпускных каналах, таким образом эффективно разделяя первую и вторую зоны. Способы покрытия зон раскрыты, например, в Первоначальной Заявке на Патент РСТ WO 99/47260.

Первая зона содержит металл платиновой группы, нагруженный на носитель. Металл платиновой группы предпочтительно представляет собой платину, палладий, родий или их смеси; более предпочтительно, металл платиновой группы представляет собой платину, палладий и их смеси. Носитель предпочтительно представляет собой цеолит, неорганический оксид или их смеси. Более предпочтительно, носитель представляет собой неорганический оксид, как, например, глинозем, кремнезем, диоксид титана, диоксид циркония, оксид церия, оксид ниобия, оксиды тантала, оксиды молибдена, оксиды вольфрама, смешанные оксиды или композитные оксиды из любых двух или более из них (например, кремнезем-глинозем, оксид церия-оксид циркония или глинозем-оксид церия-оксид циркония) и их смеси. Смешанный оксид церия-циркония является в особенности предпочтительным.

Вторая зона содержит медь или железо, нагруженные на цеолит, включая смеси меди и железа. Цеолит может быть любым природным или синтетическим цеолитом, включая молекулярные сита, и предпочтительно состоит из алюминия, кремния и/или фосфора. Цеолиты обычно имеют трехмерное расположение SiO4, AlO4 и/или PO4, которые соединены посредством обобществления атомов кислорода. Каркасы цеолита являются в типичном случае анионными, которые уравновешиваются посредством загрузки компенсирующих катионов, обычно щелочных и щелочноземельных элементов (например, Na, K, Mg, Ca, Sr и Ba), а также протонов. Другие металлы (например, Fe, Ti и Ga) могут быть включены в каркас цеолита с получением цеолита с включенным металлом (например, титаносиликат). Вторая зона может предпочтительно содержать один или более металлов платиновой группы, предпочтительно, платину, палладий или родий, но при использовании суммарная нагрузка металла платиновой группы во второй зоне будет низкой, при менее чем 1 г/фут3 (0,035 г/л).

Цеолит предпочтительно представляет собой бета-цеолит, фоязит (как, например, Х-цеолит или Y-цеолит, включая NaY и USY), L-цеолит, ZSM-цеолит (например, ZSM-5, ZSM-48), SSZ-цеолит (например, SSZ-13, SSZ-41, SSZ-33), ферриерит, морденит, шабазит, оффретит, эрионит, клиноптилолит, силикалит, цеолит на основе фосфата алюминия (включая металлоалюмофосфаты, как, например, SAPO-34), мезопористый цеолит (например, МСМ-41, МСМ-49, SBA-15) или их смеси; более предпочтительно, цеолит представляет собой бета-цеолит, ферриерит или шабазит.

Первая зона или вторая зона дополнительно содержит оксид простого металла или простой (т.е. неблагородный) металл, нагруженный на неорганический оксид. Простой металл представляет собой предпочтительно железо, марганец, медь, никель или их смеси. Неорганический оксид представляет собой предпочтительно глинозем, кремнезем, оксид титана, оксид циркония, оксид церия, оксид ниобия, оксиды тантала, оксиды молибдена, оксиды вольфрама, любой их смешанный оксид или композитный оксид и их смеси. Глинозем является особенно предпочтительным. Оксид простого металла представляет собой предпочтительно оксид железа, оксид марганца, оксид меди, оксид никеля или их смеси, таким образом, частицы оксида простого металла, как, например, оксид железа, могут быть по отдельности добавлены к первой или второй зоне.

Предпочтительно, простой металл размещен на второй зоне, так что вторая зона содержит медь или железо, нагруженные на цеолит, и оксид простого металла или простой металл, нагруженные на неорганический оксид. Когда простой металл размещен в первой зоне, является наиболее предпочтительным, чтобы простой металл был физически отделен от металла платиновой группы. Таким образом, отдельные частицы нанесенного металла платиновой группы и оксид простого металла или простой металл, нагруженный на неорганический оксид, добавляются к первой зоне для того, чтобы физически разделить два катализатора внутри первой зоны.

Покрытая катализатором подложка по настоящему изобретению может быть приготовлена посредством способов, хорошо известных на известном уровне техники. Предпочтительно, каталитические зоны осаждаются на подложке с использованием процедур для покрытия из пористого оксида. Характерный способ для приготовления покрытой катализатором подложки с использованием процедуры для покрытия из пористого оксида будет изложен ниже. Нужно понять, что нижеописанный способ может быть изменен в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения. Также порядок добавления первой зоны и второй зоны на подложку не считается критическим. Таким образом, первая зона может быть покрыта пористым оксидом на подложке перед покрытием пористым оксидом второй зоны, или вторая зона может быть покрыта пористым оксидом на подложке перед покрытием пористым оксидом первой зоны.

Первая зона покрытой катализатором подложки предпочтительно приготовляется с использованием процедуры для покрытия из пористого оксида. Металл платиновой группы может быть добавлен к носителю перед стадией нанесения покрытия из пористого оксида или может быть добавлен к подложке, покрытой носителем, после нанесения покрытия из пористого оксида носителя на подложке. Если металл платиновой группы добавляется к носителю перед нанесением покрытия из пористого оксида первой зоны подложки, он может быть нагружен на носитель посредством любого известного средства, и способ добавки не считается особенно критическим. Например, соединение платины (как, например, нитрат платины) может быть нанесен на носитель посредством пропитки, адсорбции, ионного обмена, начального смачивания, осаждения или тому подобного.

Покрытие из пористого оксида предпочтительно выполняется посредством первого суспендирования тонкоизмельченных частиц наносимого металла платиновой группы (или самого носителя) в соответствующем растворителе, предпочтительно воде, чтобы образовать шлам. Суспензия предпочтительно содержит от 5 до 70 весовых процентов твердых частиц, более предпочтительно между 10 и 50 весовых процентов. Предпочтительно, носитель или металл платиновой группы/частицы носителя измельчают или подвергают другому процессу раздробления для того, чтобы обеспечить, что по существу все твердые частицы имеют размер частиц менее чем 20 микрон в среднем диаметре, перед образованием суспензии. Дополнительные компоненты, как например, стабилизаторы или активаторы, могут также быть включены в суспензию в виде смеси растворимых в воде или диспергированных в воде соединений или комплексов.

Подложка затем может быть покрыта один или более раз суспензией, так чтобы на подложку осадилась требуемая нагрузка каталитических материалов. Если на подложке был осажден только носитель, металл платиновой группы может затем быть добавлен к подложке, покрытой носителем, посредством любых известных способов, включая пропитку, адсорбцию или ионный обмен соединения платины (как, например, нитрат платины). Предпочтительно, подложку покрывают суспензией так, что первая зона занимает только от 10 до 90 процентов осевой длины подложки, более предпочтительно от 40 до 60 процентов осевой длины подложки.

После того как первая зона подложки была покрыта суспензией и пропитана металлом платиновой группы, если это необходимо, покрытая подложка обычно высушивается посредством нагрева при повышенной температуре, предпочтительно от 80 до 150°С. Подложка может также быть прокалена при более высоких температурах (как, например, от 400 до 600°С), но прокаливание обычно не требуется перед добавлением второй зоны.

Если к первой зоне добавляется простой металл, нанесенный металл платиновой группы и оксид простого металла (или простой металл/неорганический оксид) предпочтительно нагружаются на подложку так, что два катализатора физически разделяются внутри первой зоны. Это может быть выполнено посредством любого известного средства, но предпочтительно оксид простого металла или простой металл/неорганический оксид добавляется к первой зоне, как стадия нанесения покрытия из пористого оксида, отдельная от добавки металла платиновой группы. Если используется простой металл/неорганический оксид, простой металл предпочтительно нагружается на неорганический оксид (посредством, например, нанесения соединения простого металла, как, например, ацетата железа, на неорганический оксид посредством пропитки, адсорбции, ионного обмена, начального смачивания, осаждения или тому подобного) перед нанесением покрытия из пористого оксида в первой зоне. Альтернативно, металл платиновой группы и простой металл могут быть добавлены одновременно посредством нанесения покрытия из суспензии, которая содержит отдельные частицы оксида простого металла (или простой металл/неорганический оксид) и нанесенный металл платиновой группы.

Если простой металл добавляется к первой зоне, подложка высушивается посредством нагрева при повышенной температуре, предпочтительно от 80 до 150°С. Подложка может также быть прокалена при более высоких температурах (как, например, от 400 до 600°С), но прокаливание обычно не требуется.

Вторая зона покрытой катализатором подложки предпочтительно готовится с использованием процедуры покрытия из пористого оксида. На цеолит предпочтительно нагружаются медь или железо посредством любого известного средства с образованием частиц Cu(Fe)/цеолита перед нанесением покрытия из пористого оксида на вторую зону подложки, и способ добавки не считается особенно критическим. Например, соединение меди (как, например, ацетат меди) или соединение железа (как, например, ацетат железа) могут быть нанесены на цеолит посредством пропитки, адсорбции, ионного обмена, начального смачивания, осаждения или тому подобного. Другие металлы могут также быть добавлены к сочетанию Cu(Fe)/цеолита.

Оксид простого металла или простой металл/неорганический оксид предпочтительно добавляется ко второй зоне. Предпочтительно, тонко измельченные частицы Cu(Fe)/цеолита и оксида простого металла (или простого металла/неорганического оксида) суспендируются в соответствующем растворителе, предпочтительно воде. Предпочтительно, частицы Cu(Fe)/цеолита и оксида простого металла (или простого металла/неорганического оксида) измельчаются или подвергаются другому процессу раздробления для того, чтобы обеспечить, что по существу все твердые частицы имеют размер частиц меньше чем 20 микрон в среднем диаметре перед образованием суспензии. Дополнительные компоненты, как, например, стабилизаторы или активаторы, могут также быть включены в суспензию в качестве смеси растворимых в воде или диспергированных в воде соединений или комплексов.

Подложка (у конца подложки, противоположного тому, от которого была нанесена первая зона) может затем быть покрыта один или более раз суспензией из Cu(Fe)/цеолита и простым металлом, так чтобы на подложке была осаждена желательная нагрузка каталитических материалов. Альтернативно, частицы Cu(Fe)/цеолита и простого металла могут быть добавлены на подложку в виде отдельных слоев. Например, основной слой суспензии, содержащей именно медный Cu(Fe)/цеолит, может быть сначала нанесен на подложку, после чего следует верхний слой частиц простого металла, или обратная схема наслаивания.

Предпочтительно, подложку покрывают суспензией для второй зоны так, что вторая зона и первая зона имеют небольшое перекрытие или никакого перекрытия. Вторая зона будет предпочтительно занимать только от 10 до 90 процентов осевой длины подложки, более предпочтительно от 40 до 60 процентов осевой длины подложки.

После того, как подложка была покрыта второй суспензией, покрытую подложку обычно высушивают и затем прокаливают посредством нагрева при повышенной температуре. Предпочтительно, прокаливание имеет место при от 400 до 600°С в течение приблизительно от 1 до 8 часов.

В некоторых примерах может быть предпочтительно добавлять к подложке небольшую третью зону, так чтобы третья зона (предпочтительно занимающая менее чем 20 процентов и более предпочтительно менее чем 10 процентов осевой длины подложки) размещалась после второй зоны и на противоположном конце подложки от третьей зоны. Третья зона может быть особенно полезной, когда подложка представляет собой фильтрующую подложку и первая зона размещается в системе выпуска выхлопных газов так, чтобы контактировать с выхлопным газом перед второй зоной, так что углеводороды и СО, образующийся в ходе сгорания сажи при высокой температуре, не могут быть полностью сожжены во второй зоне. Если она используется, третья зона будет содержать металлы платиновой группы, предпочтительно платину, палладий и/или родий, чтобы помогать окислению любых углеводородов и СО.

Покрытая катализатором подложка предпочтительно размещается в системе выпуска выхлопных газов так, что она находится ниже по потоку, чем ловушка обедненного NOx, так что выхлопной газ контактирует с ловушкой обедненного NOx перед контактированием с покрытой катализатором подложкой. Предпочтительно, двухзонная покрытая катализатором подложка расположена в системе выпуска выхлопных газов так, что имеется зона выше по потоку (вход), которая контактирует с выхлопным газом после выхода из ловушки обедненного NOx, и зона ниже по потоку (выход), которая следует за зоной выше по потоку. Зона выше по потоку, которая контактирует с выхлопным газом из ловушки обедненного NOx, может быть либо первой зоной, либо второй зоной покрытой катализатором подложки. Таким образом, первая зона может быть ориентирована так, чтобы принимать выхлопной газ из ловушки NOx перед второй зоной; или вторая зона может быть ориентирована так, чтобы принимать выхлопной газ из ловушки NOx перед второй зоной. Предпочтительно, первая зона покрытой катализатором подложки ориентирована так, чтобы принимать выхлопной газ из ловушки NOx перед второй зоной, так что выхлопной газ из ловушки обедненного NOx контактирует с катализатором металла платиновой группы перед контактированием с медью или железом, нагруженным на цеолит.

Двухзонная покрытая катализатором подложка выполняет пять различных функций в системе выпуска выхлопных газов. Во-первых, NH3, который вырабатывается в ловушке обедненного NOx в условиях очистки богатой смеси, а сохраняется за счет компонента медного цеолита. Во-вторых, сохраняемый NH3 будет реагировать с любым проскакивающим NOx, который проходит через ловушку NOx. Таким образом, не только снижается количество аммиака, выпущенного в атмосферу, но и конверсия NOx системы выпуска выхлопных газов также оптимизируется посредством системы выпуска выхлопных газов согласно изобретению. В-третьих, покрытая катализатором подложка контролирует H2S, высвобождаемый при десульфировании из ловушки NOx, посредством окисления в SO2. В-четвертых, катализатор металла платиновой группы окисляет углеводороды («проскакивающий углеводород»), которые не были превращены перед контактированием с покрытой катализатором подложкой. В-пятых, катализатор металла платиновой группы окисляет проскакивающий моноксид углерода, не превращенный перед покрытой катализатором подложкой.

Предпочтительно, покрытая катализатором подложка представляет собой фильтрующую подложку. Когда она представляет собой фильтрующую подложку, покрытая катализатором подложка выполняет шестую функцию удаления сажи из выхлопного газа.

Если покрытая катализатором подложка представляет собой подложку со сквозным протеканием, система выпуска выхлопных газов по изобретению предпочтительно включает в себя фильтр частиц, более предпочтительно покрытый катализатором фильтр сажи. Там, где он имеется, фильтр частиц предпочтительно имеет возможность сбора сажи, не вызывая избыточного обратного давления в системе выпуска выхлопных газов. Вообще, являются применимыми керамика, спеченный металл или тканые или нетканые проволочные фильтры, и многослойные конструкции с пристеночным течением являются особенно предпочтительными. Конструкционный материал для фильтра представляет собой предпочтительно пористую керамику, карбид кремния или спеченный металл. Фильтр может быть покрыт катализатором, например, он может включать в себя покрытие из глинозема и/или катализатор из простого металла, как, например, La/Cs/V2O5. Сажа в основном представляет собой углерод, содержащий растворимые органические фракции, и/или летучие органические фракции, и/или тяжелые углеводороды. Сжигание сажи производит СО2 и Н2О.

При использовании фильтр частиц может быть размещен выше по потоку или ниже по потоку покрытой катализатором подложки. Предпочтительно, фильтр частиц находится выше по потоку покрытой катализатором подложки и ниже по потоку ловушки обедненного NOx, так что выхлопной газ из двигателя внутреннего сгорания проходит через ловушку обедненного NOx, затем через фильтр частиц, после чего следует покрытая катализатором подложка, перед выходом в атмосферу.

Изобретение также охватывает обработку выхлопного газа из двигателя внутреннего сгорания, в особенности обработку выхлопного газа из автомобильного двигателя внутреннего сгорания с горением обедненной смеси, как, например, дизельного двигателя, бензинового двигателя с горением обедненной смеси или двигателя, приводимого в действие посредством сжиженного нефтяного газа или природного газа. Способ включает протекание выхлопного газа через ловушку обедненного NOx и покрытую катализатором подложку.

Следующие примеры только иллюстрируют изобретение. Специалисты в данной области техники усмотрят многие изменения, которые находятся в пределах сущности изобретения и объема формулы изобретения.

Пример 1: Приготовление покрытой катализатором подложки

Покрытую катализатором подложку, имеющую Зону 1 и Зону 2, приготовляют следующим образом:

Зона 1 (Pt-Pd на CeO2–ZrO2+Al2O3+цеолит): Водный шлам глинозема (размер частиц d90 менее чем 10 микрон) объединяют с водным раствором соли платины и нитрата палладия. Смешанный оксид церия-циркония (размер частиц d90<10 микрон) затем добавляют к шламу, после чего следует бета цеолит, чтобы создать окончательную композицию из глинозема: смешанного оксида: цеолита 4:3:3. Этот шлам покрывают пористым оксидом на впускных каналах 3,0 Л объема титаната алюминия фильтра с пристеночным течением (300 ячеек на квадратный дюйм (46,5 ячеек см-2)) и высушивают на воздухе при 100°С. Окончательная нагрузка всего покрытия в Зоне 1 составляла 0,55 г/дюйм3 (33,6 г/л) с нагрузкой металла платиновой группы 45 г/фут3 (1,59 г/л; массовое отношение Pt:Pd=2,1).

Зона 2 (Cu/цеолит и оксид железа): Водный шлам глинозема (размер частиц d90<10 микрон) объединяют со шламом Cu обменного цеолита и частицами оксида железа (FeOOH, d90<10 микрон), чтобы создать окончательную композицию из глинозема:цеолита:оксида железа 4:3:3. Этот шлам покрывают на выпускных каналах фильтра с пристеночным течением, высушивают на воздухе при 100°С и затем прокаливают при 500°С. Окончательная нагрузка покрытия в Зоне 2 составляла 0,5 г/дюйм3 (30,5 г/л), с нагрузкой меди 12 г/фут3 (0,42 г/л) и нагрузкой железа 250 г/фут3 (8,83 г/л).

Пример 2: Процессы испытаний

Ловушку обедненного NOx (LNT) отработавшего срок службы двигателя и Покрытую Катализатором Подложку по Примеру 1 монтируют на нержавеющей стали, для чего могут использовать стандартные процедуры в положении в закрытой паре, и пригоняют к системе выпуска выхлопных газов смонтированного на стенде 2-литрового обычного рельсового дизельного двигателя. LNT отработавшего срок службы двигателя окисляют в термической печи при 800°С на воздухе перед монтажом в испытательное устройство, и Покрытую Катализатором Подложку окисляют в гидротермической печи (в присутствии воды) при 800°С на воздухе перед использованием. Покрытую Катализатором Подложку помещают в систему ниже по потоку, чем LNT, и ориентируют таким образом, что выхлопной газ из LNT сначала контактирует с Зоной 1 перед контактированием с Зоной 2 (перечисленной в следующих таблицах, как Подложка 1А). Двигатель соединяется с динамометром обычным способом, причем как двигатель, так и динамометр контролируются компьютером. Выделяемые выхлопы выше по потоку, чем LNT (следующие за LNT и следующие за Покрытой Катализатором Подложкой) измеряются с интервалами в 1 секунду.

Измерения Конверсии NOx, СО и Углеводорода и Пикового NH3: Двигатель работает в течение трех приводных циклов MVEG-B и пиковое NH3 и конверсию выделений NOx, СО и углеводорода (НС – углеводороды без метана) определяют в течение всего третьего цикла MVEG для того, чтобы испытывать при стабилизированных условиях. Результаты показаны в Таблице 1 (пиковое NH3) и в Таблице 2 (конверсии NOx, СО и НС).

Испытание пикового H2S: Двигатель работает при 2000 об/мин и крутящем моменте 70 Нм при стабильном состоянии только в условиях обедненной смеси с использованием дизельного топлива, содержащего 350 частей на миллион S, чтобы привести в результате к температуре на впуске ловушки NOx 300°С. Только условия обедненной смеси производят сульфат на ловушке NOx с целевой нагрузкой серы 1 г S в ловушке. Только при условиях обедненной смеси температура на впуске ловушки NOx повышается до 550°С и затем выполняется десульфирование при 2000 об/мин и 70 Нм с использованием быстрого переключения (качания) бедной/богатой смеси в течение 10 минут, приводя в результате к температуре слоя 700-750°С. H2S измеряется после LNT и после покрытой катализатором подложки.

Вышеупомянутые условия испытаний повторяют на объединенной системе, в которой Покрытую Катализатором Подложку помещают в системе так, что выхлопной газ из LNT впервые контактирует с Зоной 2 перед контактированием с Зоной 2 (перечисленной в следующих таблицах, как Подложка 1В).

Результаты (см. Таблицу 1) показывают, что Покрытая Катализатором Подложка (как 1А, так и 1В) значительно понижает количество NH3 в потоке выхлопного газа и также значительно понижает количество H2S, измеренное из десульфирования, в особенности для Подложки 1А, имеющей Зону 1, контактирующую первой. Результаты также показывают, что конверсии NOx, НС и СО также повышаются, когда Покрытую Катализатором Подложку (как 1А, так и 1В) помещают после LNT. Результаты, например, показывают, что как Подложка 1А, так и 1В дополнительно повышают конверсию НС посредством дополнительных 11% после LNT, таким образом эффективно повышая общую конверсию НС до 70% от 59%, конвертированную через LNT.

ТАБЛИЦА 1
Результаты по аммиаку и сульфиду водорода
Следующий выхлопной газ Общий измеренный NH3 (ч./млн) Общий измеренный H2S после десульфирования (ч./млн)
LNT 200 250
Подложка 1А (Зона 1 – Зона 2) <2 1
Подложка 1В (Зона 2 – Зона 1) <2 50

ТАБЛИЦА 2
Конверсия NOx, углеводорода и СО в течение цикла MVEG
Следующий выхлопной газ Конверсия NOx (%) Конверсия НС (%) Конверсия СО (%)
LNT 22 59 69
Подложка 1А (Зона 1 – Зона 2) +3-6 +11 +9
Подложка 1В (Зона 2 – Зона 1) +3-6 +11 +7

1. Система выпуска выхлопных газов для двигателей внутреннего сгорания, содержащая:

(a) ловушку обедненного NOx; и

(b) покрытую катализатором подложку, имеющую первую зону и вторую зону, где первая зона содержит металл платиновой группы, нагруженный на носитель, а вторая зона содержит медь или железо, нагруженные на цеолит, и первая зона или вторая зона дополнительно содержит: (i) оксид простого (неблагородного) металла или (ii) простой металл, нагруженный на неорганический оксид, где простой металл выбирают из группы, состоящей из железа, марганца, меди, никеля и их смесей, и оксид простого металла выбирают из группы, состоящей из оксида железа, оксида марганца, оксида меди, оксида никеля и их смесей, и

данная покрытая катализатором подложка содержит зону выше по потоку и зону ниже по потоку, и выхлопной газ проходит из зоны выше по потоку в зону ниже по потоку, где зона выше по потоку представляет собой указанную первую зону или указанную вторую зону покрытой катализатором подложки.

2. Система выпуска выхлопных газов по п. 1, в которой подложка представляет собой фильтрующую подложку.

3. Система выпуска выхлопных газов по п. 1, в которой подложка представляет собой подложку со сквозным течением через нее, и система выпуска выхлопных газов дополнительно содержит фильтр частиц.

4. Система выпуска выхлопных газов по любому из пп. 1- 3, в которой цеолит выбирают из группы, состоящей из бета-цеолита, фожазита, L-цеолита, ZSM-цеолита, SSZ-цеолита, ферриерита, морденита, шабазита, оффретита, эрионита, клиноптилолита, силикалита, цеолита на основе фосфата алюминия, мезопористого цеолита и их смесей.

5. Система выпуска выхлопных газов по п. 1, в которой металл платиновой группы выбирают из группы, состоящей из палладия, платины, родия и их смесей, и носитель выбирают из группы, состоящей из неорганических оксидов, цеолитов и их смесей.

6. Система выпуска выхлопных газов по п. 1, в которой вторая зона содержит медь или железо, нагруженные на цеолит, и оксид простого металла или простой металл, нагруженный на неорганический оксид.

7. Система выпуска выхлопных газов по п. 1, в которой покрытая катализатором подложка ориентирована таким образом, что первая зона контактирует с выхлопным газом из ловушки NOx перед второй зоной.

8. Система выпуска выхлопных газов по п. 1, в которой неорганический оксид содержит глинозем, кремнезем, диоксид титана, диоксид циркония, оксид церия, оксид ниобия, оксиды тантала, оксиды молибдена, оксиды вольфрама, смешанные оксиды или композитные оксиды из любых двух или более из них, а также их смеси.

9. Покрытая катализатором подложка, имеющая первую зону и вторую зону, где первая зона содержит металл платиновой группы, нагруженный на носитель, а вторая зона содержит медь или железо, нагруженные на цеолит, и первая зона или вторая зона дополнительно содержит: (i) оксид простого (неблагородного) металла или (ii) простой металл, нагруженный на неорганический оксид, где простой металл выбирают из группы, состоящей из железа, марганца, меди, никеля и их смесей, и оксид простого металла выбирают из группы, состоящей из оксида железа, оксида марганца, оксида меди, оксида никеля и их смесей, и

данная покрытая катализатором подложка содержит зону выше по потоку и зону ниже по потоку, и выхлопной газ проходит из зоны выше по потоку в зону ниже по потоку, где зона выше по потоку представляет собой указанную первую зону или указанную вторую зону покрытой катализатором подложки.

10. Покрытая катализатором подложка по п. 9, где подложка представляет собой фильтрующую подложку или подложку со сквозным прохождением потока.

11. Покрытая катализатором подложка по п. 9, в которой цеолит выбирают из группы, состоящей из бета-цеолита, фожазита, L-цеолита, ZSM-цеолита, SSZ-цеолита, ферриерита, морденита, шабазита, оффретита, эрионита, клиноптилолита, силикалита, цеолита на основе фосфата алюминия, мезопористого цеолита и их смесей.

12. Покрытая катализатором подложка по п. 9, в которой металл платиновой группы выбирают из группы, состоящей из палладия, платины и их смесей, и носитель выбирают из группы, состоящей из неорганических оксидов, цеолитов и их смесей.

13. Покрытая катализатором подложка по любому из пп. 9-12, в которой вторая зона содержит медь или железо, нагруженные на цеолит, и оксид простого металла или простой металл, нагруженные на неорганический оксид.

14. Покрытая катализатором подложка по п. 9, в которой неорганический оксид содержит глинозем, кремнезем, диоксид титана, диоксид циркония, оксид церия, оксид ниобия, оксиды тантала, оксиды молибдена, оксиды вольфрама, смешанные оксиды или композитные оксиды из любых двух или более из них, а также их смеси.

15. Способ обработки выхлопного газа из двигателя внутреннего сгорания, включающий протекание выхлопного газа через ловушку обедненного NOx и покрытую катализатором подложку по п. 9.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано для диагностирования датчика NOx, присоединенного к системе очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Способ определения ухудшения работы датчика NOx выхлопных газов предназначен для двигателя (10), содержащего восстановительный каталитический нейтрализатор (152) и датчик (160) NOx выхлопных газов в подаваемых газах, расположенный выше по потоку от восстановительного каталитического нейтрализатора (152).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, имеющих устройство для обработки отработавшего газа, в которое подводится жидкая добавка. Способ эксплуатации дозирующего устройства (1) для жидкой добавки предназначен для устройства, имеющего по меньшей мере один насос (2) с подвижным насосным элементом, который для подачи жидкой добавки совершает подающие движения, и по меньшей мере один инжектор (4), который с помощью напорного трубопровода (5) подсоединен к напорной стороне насоса (2) и может открываться для дозирования жидкой добавки.

Изобретение относится к системам обработки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Устройство для защиты катализатора включает в себя: катализатор, предусмотренный в системе выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания и очищающий отработавшие газы; блок сбора данных о температуре слоя, получающий информацию о текущей температуре слоя катализатора; блок расчета базового значения приращения, рассчитывающий базовое значение приращения, которое является базовой величиной значения приращения количества топлива, впрыскиваемого форсункой, предусмотренной в двигателе внутреннего сгорания, для охлаждения катализатора, когда текущая температура слоя превышает заданное значение для определения температуры перегрева; компенсатор, получающий скорректированное значение приращения посредством корректировки базового значения приращения с использованием коэффициента уменьшения, рассчитываемого с задействованием значения целевой температуры слоя, заданной явно ниже значения определения; и блок увеличения количества впрыскиваемого топлива, выбирающий одно из значений - базовое значение приращения или скорректированное значение приращения.

Изобретение относится к катализаторам, использующимся для уменьшения количества аммиака в выхлопных газах, образующихся при сжигании богатых топливных смесей. Система для уменьшения выбросов аммиака содержит первый компонент, содержащий первую подложку, содержащую тройной катализатор, где первый компонент расположен перед вторым компонентом, содержащим вторую подложку, содержащую катализатор окисления аммиака и вход для кислородсодержащего газа, расположенный между компонентами.
Изобретение относится к системе дополнительной обработки выхлопных газов дизельных двигателей. Способ включает пропускание выхлопных газов через первую зону с катализатором металл/цеолит, ускоряющим SCR НС, с получением первого газообразного продукта.

Изобретение относится к способу подачи тепловой энергии в устройство для нейтрализации отработавших газов. Способ подачи тепловой энергии в устройство для нейтрализации отработавших газов (2), размещенное в выпускном тракте двигателя внутреннего сгорания, в особенности дизельного двигателя, путем подогрева отработавших газов, набегающих на устройство для нейтрализации отработавших газов (2) до требуемой температуры.

Изобретение относится к устройству для обработки выхлопных газов. Устройство (1) для обработки выхлопных газов, содержит впускную трубу (2) для ввода образованного в результате сгорания отработанного газа; выпускную трубу (3) для выпуска образованного в результате сгорания отработанного газа; газонепроницаемый внутренний корпус (7), который соединен по текучей среде с впускной трубой (2) на одной стороне и с выпускной трубой (3) на другой стороне, для размещения в нем фильтра (4) частиц; соединительный элемент (9), который расположен в области (8) соединения внутреннего корпуса (7), обращенной к выпускной трубе (3) относительно направления потока, для механического соединения фильтра (4) частиц с внутренним корпусом (7); окислительный нейтрализатор (5), расположенный выше по потоку по отношению к фильтру (4) частиц во внутреннем корпусе (7), для катализа реакции восстановления образованного в результате сгорания отработанного газа; по меньшей мере одно место (11, 12, 13, 14) измерения, расположенное на максимальной длине (L) фильтра (4) частиц относительно направления потока, для измерения противодавления, созданного фильтром (4) частиц, при работе устройства (1) для обработки выхлопных газов.

Изобретение относится к катализатору окисления выхлопных газов, предназначенному для газопоглощения выхлопных газов, испускаемых из двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к устройству для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа (ОГ). Устройство (1) для очистки содержащего частицы (2) сажи отработавшего газа (ОГ), содержит: по меньшей мере один ионизирующий элемент (3) для ионизации частиц (2) сажи; по меньшей мере один фильтрующий элемент (4), причем по меньшей мере к одному участку фильтрующего элемента (4) является подключаемым электрический потенциал; по меньшей мере одно агломерационное устройство (8) для, по меньшей мере, частичной агломерации электрически заряженных частиц (2) сажи, которое расположено между ионизирующим элементом (3) и фильтрующим элементом (4), причем агломерационное устройство (8) имеет, по меньшей мере, внешнюю трубу (9) и по меньшей мере один внутренний элемент (10), причем внешняя труба (9) ограничивает поток ОГ снаружи и обтекается ОГ только на своей внутренней стороне, а внутренний элемент (10) обтекается ОГ, по меньшей мере, на отдельных участках, с нескольких сторон и образован по меньшей мере одним элементом из следующей группы: внутренняя труба (11) и несколько дефлекторов (12), расположенных с возможностью отклонения ОГ.

Изобретение относится к устранению NOx и неметановых углеводородов из выхлопов дизельного двигателя. Система двигателя моторного транспортного средства, содержащая первый дизельный окислительный катализатор, выполненный с возможностью получения выхлопных газов из двигателя, и устройство SCR, установленное ниже по потоку первого дизельного окислительного катализатора в направлении потока выхлопных газов.

Изобретение относится к изделиям и способам, которые применимы для обработки выхлопных газов, образующихся в процессе углеводородного сжигания. Каталитическое изделие включает стеновой проточный монолит, имеющий впускную сторону, выпускную сторону и ось газового потока от впускной до выпускной стороны, первую композицию SCR катализатора, содержащую материал молекулярного сита с первой концентрацией молекулярного сита и обмененный металл с первой концентрацией металла, причем первый SCR катализатор расположен в первой зоне, и вторую композицию SCR катализатора, содержащую материал молекулярного сита с концентрацией, которая, по меньшей мере, на 20% меньше, чем первая концентрация молекулярного сита, и обмененный металл с первой концентрацией металла, причем второй SCR катализатор расположен во второй зоне, при этом первая и вторая зоны расположены в пределах части стенового проточного монолита и последовательно вдоль оси газового потока и первая зона расположена ближе к впускной стороне, а вторая зона расположена ближе к выпускной стороне.
Изобретение относится к катализированному фильтру с проточной стенкой и к способу его приготовления. При этом катализированный фильтр состоит из множества продольных впускных проточных каналов и выпускных проточных каналов, разделенных газопроницаемыми пористыми перегородками, в котором каждый впускной проточный канал имеет открытый впускной конец и закрытый выпускной конец и каждый выпускной проточный канал имеет закрытый впускной конец и открытый выпускной конец, в котором каждый впускной проточный канал содержит первый катализатор, который является активным при реакции оксидов азота с оксидом углерода и водородом с получением аммиака; каждый выпускной канал содержит второй катализатор, который является активным при селективном восстановлении оксидов азота посредством реакции с аммиаком с получением азота; и в котором модальный размер частиц либо первого, либо второго катализатора меньше, чем средний размер пор газопроницаемых пористых перегородок, и модальный размер частиц катализатора, не имеющего меньшего размера частиц, является большим, чем средний размер пор газопроницаемых перегородок, причем катализатор, являющийся активным при конверсии оксидов азота в аммиак, включает палладий, платину, смесь палладия и родия и смесь палладия, платины и родия, а катализатор, являющийся активным при селективном восстановлении оксидов азота, включает в себя, по меньшей мере, один из цеолита, двуокиси кремния и фосфата алюминия, ионообменного цеолита, двуокиси кремния и фосфата алюминия, промотированного железом и/или медью, одного или более оксидов основного металла.
Изобретение относится к катализированному фильтру с проточной фильтрующей стенкой и способу его получения. При этом способ включает в себя следующие этапы: а) обеспечение корпуса фильтра с проточной фильтрующей стенкой со множеством продольных впускных проточных каналов и выпускных проточных каналов, разделенных газопроницаемыми пористыми перегородками; б) нанесение пористого оксидного покрытия катализатора, содержащего композицию первого катализатора, который является активным при реакции оксидов азота с оксидом углерода и водородом с получением аммиака, и композицию второго катализатора, который является активным при селективном восстановлении оксидов азота посредством реакции с аммиаком с получением азота, при этом композиция первого катализатора имеет модальный размер частиц больше, чем средний диаметр пор пористых перегородок, и композиция второго катализатора имеет модальный размер частиц меньше, чем средний диаметр пор пористых перегородок; в) нанесение на корпус фильтра пористого оксидного покрытия катализатора посредством введения пористого оксидного покрытия через впускной конец впускных каналов; и г) сушка и термическая обработка корпуса фильтра с нанесенным покрытием с целью получения катализированного фильтра твердых частиц.

Изобретение относится к выхлопной системе для автомобильного двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях, при этом система включает: (1) катализируемую монолитную подложку, содержащую катализатор, расположенный по потоку до монолитной подложки, при этом указанный катализатор содержит, по меньшей мере, один металл платиновой группы (PGM) и который содержит платину (Pt) и палладий (Pd) в весовом отношении Pt:Pd≥1,25:1, и (2) монолитную подложку, имеющую длину L и включающую первую зону, по существу, постоянной длины, ограничиваемую на одном конце первым концом монолитной подложки, при этом первая зона содержит катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), предназначенный для восстановления оксидов азота азотистым восстановителем в выхлопном газе, выбрасываемом двигателем внутреннего сгорания, и вторую зону, по существу, постоянной длины, меньше L, ограничиваемую на одном конце вторым концом монолитной подложки, при этом второй конец монолитной подложки ориентирован в направлении верхней по потоку стороны и при этом: (а) вторая зона состоит из, по меньшей мере, одного оксида металла в форме частиц или смеси любых двух или более оксидов металлов, предназначенных для улавливания газофазного металла платиновой группы (PGM), при этом указанный, по меньшей мере, один оксид металла в форме частиц выбирают из группы, состоящей из необязательно стабилизированного оксида алюминия, аморфного алюмосиликата, необязательно стабилизированного оксида циркония, оксида титана и смесей из любых двух или нескольких из них, при этом указанный, по меньшей мере, один оксид металла в форме частиц не выполняет функцию подложки для какого-либо другого каталитического компонента; или (b) вторая зона содержит компонент, способный улавливать и/или сплавляться с газофазным металлом платиновой группы (PGM) и который содержит: (i) металл, выбранный из группы, состоящей из золота и серебра, или (ii) смесь или сплав палладия и золота.

Настоящее изобретение относится к каталитической композиции для применения в селективном восстановлении оксидов азота в отходящих газах по реакции с аммиаком, к монолитному структурированному телу, покрытому каталитической композицией, и к способу селективного окисления оксидов азота и окисления сажи в присутствии аммиака.
Изобретение относится к многофункциональному катализированному фильтру, который является полезным для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания. А именно изобретение относится к катализированному фильтру с проточной фильтрующей стенкой, а также к способу его приготовления, который включает в себя следующие этапы: а) обеспечение корпуса фильтра с проточной фильтрующей стенкой со множеством продольных впускных проточных каналов и выпускных проточных каналов, разделенных газопроницаемыми пористыми перегородками; б) нанесение пористого оксидного покрытия катализатора, содержащего композицию первого катализатора, которая является активной при реакции оксидов азота с оксидом углерода и водородом с получением аммиака, и композицию второго катализатора, которая является активной при селективном восстановлении оксидов азота посредством реакции с аммиаком с получением азота, при этом композиция первого катализатора имеет модальный размер частиц меньше, чем средний диаметр пор пористых перегородок, и композиция второго катализатора имеет модальный размер частиц больше, чем средний диаметр пор пористых перегородок; в) нанесение на корпус фильтра пористого оксидного покрытия катализатора посредством введения пористого оксидного покрытия через выпускной конец выпускных каналов; и г) сушка и термическая обработка корпуса фильтра с нанесенным покрытием с целью получения катализированного фильтра твердых частиц.

Настоящее изобретение относится к способу получения катализатора. Способ включает в себя: (a) добавление прекурсора иридия и прекурсора палладия в воду, содержащую, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из поливинилпирролидона, N-метилпирролидона, N-винил-2-пирролидона, и этиленгликоля; (b) добавление восстанавливающего агента к полученному каталитическому металлическому коллоиду; (c) получение концентрированного раствора, содержащего металлические частицы катализатора, путем воздействия нагретым обратным потоком на полученный раствор; и (d) закрепление металлических частиц катализатора на носителе.

Изобретение относится к области очистки газов. Предложен фильтр с протеканием через стенки, содержащий катализатор для преобразования оксидов азота в присутствии восстанавливающего агента.

Изобретение относится к способу эксплуатации для транспортного средства, который содержит этапы измерения уровня наполнения жидкости в резервуаре транспортного средства посредством средства измерения, отнесения измеренного уровня наполнения к ближайшему порогу уровня наполнения из множества известных порогов уровня наполнения, в которых каждый порог уровня наполнения представляет определенное значение наполнения, активизации по меньшей мере одного порога уровня наполнения из множества порогов уровня наполнения посредством средства измерения, анализа, повторяемости активизации порога уровня наполнения и/или повторяемости отнесения измеренного уровня наполнения к ближайшему порогу уровня наполнения и определения порога уровня наполнения, который имеет максимальную повторяемость относительно определенного периода времени и поэтому представляет реальное значение наполнения, в частности для времени, в течение которого выполняется следующее определение.

Изобретение относится к способу прямого синтеза Cu-SAPO-34. Способ включает стадии: (i) приготовление смеси для синтеза, содержащей воду, по меньшей мере один источник кремния, по меньшей мере один источник Al, по меньшей мере один источник Р, по меньшей мере один источник Cu, по меньшей мере один OSDA1, где OSDA1 представляет собой полиамин, выбранный из группы, включающей тетраэтиленпентамин, триэтилентетраамин, 1,4,8,11-тетраазациклотетрадекан или 1,4,8,11-тетраметил-1,4,8,11-тетраазациклотетрадекан, и по меньшей мере один OSDA2, где OSDA2 представляет собой органическое соединение, отличное от полиамина, содержащее по меньшей мере одно из следующих: диэтиламин, дипропиламин, триэтаноламин, циклогексиламин, морфолин, соли тетраэтиламмония, пиперидин, и способное направлять синтез SAPO-34, и конечная смесь для синтеза обладает следующим молярным составом: a Si : 0,5 Al : b Р : с Cu : d OSDA1 : е OSDA2 : f H2O, где а находится в диапазоне от 0,01 до 0,3; где b находится в диапазоне от 0,2 до 0,49; где с находится в диапазоне от 0,001 до 0,6; где d находится в диапазоне от 0,001 до 0,6; где е находится в диапазоне от 0,001 до 2; где f находится в диапазоне от 1 до 200; (ii) гидротермическую обработку смеси при 80-200°C до образования кристаллического вещества, (iii) извлечение кристаллического вещества, (iv) удаление OSDA1 и OSDA2 из кристаллического вещества.

Изобретение относится к композиции на основе оксидов церия, циркония и по меньшей мере одного редкоземельного металла, отличного от церия, к способу ее получения и ее применению в области катализа. Содержание оксида церия в композиции более 50% по весу. После обжига при 1000°С в течение 4 часов композиция имеет удельную площадь поверхности по меньшей мере 20 м2/г, количество кислорода, который мобилен при от 200 до 400°C, составляет по меньшей мере 0,8 мл O2/г, а максимальная температура восстановительной способности составляет более 520°С. Изобретение обеспечивает композицию, которая сочетает высокую удельную площадь поверхности и хорошую восстановительную способность при невысокой температуре. 9 н. и 23 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 8 пр.
Наверх