Катализатор селективного каталитического восстановления - заявка 2016125301 на патент на изобретение в РФ

1. Катализатор для селективного восстановления оксидов азота, имеющий два каталитически активных слоя А и Б, при этом слой А содержит оксидный носитель, а также компоненты А1 и А2, а слой Б содержит оксидный носитель, а также компоненты Б1, Б2 и Б3, где А1 и Б1 обозначают по меньшей мере один оксид ванадия, А2 и Б2 обозначают по меньшей мере один оксид вольфрама и Б3 обозначает по меньшей мере один оксид кремния, отличающийся тем, что доля компонента А1 в слое А в мас. % в пересчете на общую массу этого слоя А больше, чем доля компонента Б1 в слое Б в мас. % в пересчете на общую массу этого слоя Б, а доля слоя А в мас. % в пересчете на общую массу слоев А и Б больше, чем доля слоя Б.
2. Катализатор по п. 1, отличающийся тем, что слой А наряду с компонентами А1 и А2 содержит компонент A3, где A3 обозначает по меньшей мере один оксид кремния, при этом доля компонента A3 в слое А в мас. % в пересчете на общую массу этого слоя А меньше, чем доля компонента Б3 в слое Б в мас. % в пересчете на общую массу этого слоя Б.
3. Катализатор по п. 1, отличающийся тем, что он имеет по меньшей мере два каталитически активных слоя А и Б, при этом слой А содержит оксидный носитель, пентаоксид ванадия в качестве компонента А1 и триоксид вольфрама в качестве компонента А2, а слой Б содержит оксидный носитель, пентаоксид ванадия в качестве компонента Б1, триоксид вольфрама в качестве компонента Б2 и диоксид кремния в качестве компонента Б3, отличающийся тем, что доля пентаоксида ванадия в слое А в мас. % в пересчете на общую массу этого слоя А больше, чем доля пентаоксида ванадия в слое Б в мас. % в пересчете на общую массу этого слоя Б, а доля слоя А в мас. % в пересчете на общую массу слоев А и Б больше, чем доля слоя Б.
4. Катализатор по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что доля компонента А2 в слое А и доля компонента Б2 в слое Б в мас. % в пересчете на общую массу этого слоя А, соответственно этого слоя Б равны или доля компонента А2 в слое А в мас. % в пересчете на общую массу этого слоя А меньше, чем доля компонента Б2 в слое Б в мас. % в пересчете на общую массу этого слоя Б.
5. Катализатор по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что доля компонента А1 из расчета для содержания пентаоксида ванадия составляет от 1,5 до 5 мас. %, прежде всего от 2 до 4 мас. %, в пересчете на общую массу слоя А.
6. Катализатор по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что доля компонента Б1 из расчета для содержания пентаоксида ванадия составляет от 1 до 4 мас. %, прежде всего от 1,5 до 3,5 мас. %, в пересчете на общую массу слоя Б.
7. Катализатор по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что доля компонента А2 в пересчете на общую массу слоя А и доля компонента Б2 в пересчете на общую массу слоя Б равны и составляют из расчета для содержания триоксида вольфрама от 3 до 12 мас. %, предпочтительно от 4,5 до 10 мас. %.
8. Катализатор по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что доля компонента А2 в пересчете на общую массу слоя А меньше, чем доля компонента Б2 в пересчете на общую массу слоя Б, и составляет из расчета для содержания триоксида вольфрама от 3 до 5,5 мас. %, предпочтительно от 4,5 до 5 мас. %, при этом доля компонента Б2 в пересчете на общую массу слоя Б составляет от 4,5 до 12 мас. %, предпочтительно от 5 до 10 мас. %.
9. Катализатор по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что доля компонента Б3 в пересчете на общую массу слоя Б и из расчета для содержания диоксида кремния составляет от 3 до 12 мас. %, предпочтительно от 3,5 до 10 мас. %.
10. Катализатор по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что доля компонента A3 в пересчете на общую массу слоя А и из расчета для содержания диоксида кремния составляет от 0 до 5 мас. %.
11. Катализатор по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что доля компонента А1 из расчета для содержания пентаоксида ванадия составляет от 1,5 до 5 мас. % в пересчете на общую массу слоя А, доля компонента Б1 из расчета для содержания пентаоксида ванадия составляет от 1 до 4 мас. % в пересчете на общую массу слоя Б, доля компонента А2 в пересчете на общую массу слоя А и доля компонента Б2 в пересчете на общую массу слоя Б равны и составляют из расчета для содержания триоксида вольфрама от 3 до 12 мас. % или доля компонента А2 в пересчете на общую массу слоя А меньше, чем доля компонента Б2 в пересчете на общую массу слоя Б, и составляет из расчета для содержания триоксида вольфрама от 3 до 5,5 мас. %, при этом доля компонента Б2 в пересчете на общую массу слоя Б составляет от 4,5 до 12, и доля компонента Б3 в пересчете на общую массу слоя Б и из расчета для содержания диоксида кремния составляет от 3 до 12 мас. %, при этом компонент A3 отсутствует или его доля в пересчете на общую массу слоя А и из расчета для содержания диоксида кремния составляет от 1 до 5 мас. %.
12. Катализатор по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что доля компонента А1 из расчета для содержания пентаоксида ванадия составляет от 2 до 4 мас. % в пересчете на общую массу слоя А, доля компонента Б1 из расчета для содержания пентаоксида ванадия составляет от 1,5 до 3,5 мас. % в пересчете на общую массу этого слоя Б, доля компонента А2 в пересчете на общую массу слоя А и доля компонента Б2 в пересчете на общую массу слоя Б равны и составляют из расчета для содержания триоксида вольфрама от 4,5 до 10 мас. % или доля компонента А2 в пересчете на общую массу слоя А меньше, чем доля компонента Б2 в пересчете на общую массу этого слоя Б, и составляет из расчета для содержания триоксида вольфрама от 4,5 до 5 мас. %, при этом доля компонента Б2 в пересчете на общую массу слоя Б составляет от 5 до 10 мас. %, и доля компонента Б3 в пересчете на общую массу слоя Б и из расчета для содержания диоксида кремния составляет от 3,5 до 10 мас. %, при этом компонент A3 отсутствует или его доля в пересчете на общую массу слоя А и из расчета для содержания диоксида кремния составляет от 1 до 5 мас. %.
13. Катализатор по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что слои А и Б независимо друг от друга содержат также другие компоненты А4, соответственно Б4, где А4 обозначает один или несколько оксидов металлов, выбранных из группы, включающей оксиды меди, железа, марганца, молибдена, сурьмы, ниобия, серебра, палладия, платины и редкоземельных элементов, а Б4 независимо от А4 обозначает один или несколько оксидов металлов, выбранных из группы, включающей оксиды меди, железа, марганца, молибдена, сурьмы, ниобия, серебра и редкоземельных элементов.
14. Катализатор по п. 13, отличающийся тем, что доля компонента А4 в пересчете на общую массу слоя А составляет от 0,1 до 15 мас. %, при этом применительно к серебру, платине и палладию эта доля указана из расчета для содержания соответствующего металла, а применительно к остальным компонентам эта доля указана из расчета для содержания соответствующего оксида, а именно: CuO, Fe2O3, MnO, MoO3, Sb2O5, Nb2O5, СеО2, соответственно Er2O3.
15. Катализатор по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что оксидным носителем в слое А и/или слое В является диоксид титана, диоксид циркония, оксид алюминия или их смеси.
16. Катализатор по п. 15, отличающийся тем, что оксидным носителем в слоях А и Б является диоксид титана.
17. Катализатор по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что слои А и Б нанесены на каталитически инертный корпус-носитель из керамического или металлического материала, имеющий первый конец а, второй конец b и длину L между этими концами а и b.
18. Катализатор по п. 17, отличающийся тем, что каталитически инертный корпус-носитель представляет собой проточный сотовый элемент или фильтр с проницаемыми стенками каналов.
19. Катализатор по п. 17, отличающийся тем, что слой А нанесен непосредственно на инертный корпус-носитель по всей его длине, а слой Б нанесен на слой А с полным его покрытием с обращенной к потоку отработавших газов стороны.
20. Катализатор по п. 17, отличающийся тем, что слой А нанесен начиная от конца а каталитически инертного корпуса-носителя на длину La, а слой Б нанесен начиная от конца b каталитически инертного корпуса-носителя на длину Lb, при этом длина La составляет от 50 до 75%, а длина Lb - от 25 до 50% длины L и сумма La и Lb равна полной длине L корпуса-носителя.
21. Катализатор по п. 17, отличающийся тем, что слой А и слой Б нанесены на два разных, расположенных один за другим каталитически инертных корпуса-носителя.
22. Катализатор по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что слой А выполнен в виде экструдированного корпуса-носителя, на который нанесен слой Б в виде покрытия.
23. Способ снижения содержания оксидов азота в отработавших газах (ОГ) работающих на обедненных смесях двигателей внутреннего сгорания, заключающийся в том, что в содержащие оксиды азота ОГ добавляют восстановитель и образовавшуюся смесь из содержащих оксиды азота ОГ и восстановителя пропускают через катализатор по одному или нескольким из пп. 1-22, который при этом расположен таким образом, что смесь из содержащих оксиды азота ОГ и восстановителя входит в контакт сначала со слоем Б.
24. Система снижения токсичности отработавших газов (ОГ), предназначенная для снижения содержания оксидов азота в ОГ работающих на обедненных смесях двигателей внутреннего сгорания и имеющая расположенные в указанной последовательности в направлении потока ОГ катализатор окисления, дизельный сажевый фильтр и катализатор по одному или нескольким из пп. 1-22 или катализатор окисления и дизельный сажевый фильтр, на котором присутствует катализатор по одному или нескольким из пп. 1-16 в виде покрытия, при этом катализатор по одному или нескольким из пп. 1-16 расположен таким образом, что содержащие оксиды азота ОГ входят в контакт сначала со слоем Б.
25. Способ снижения содержания оксидов азота в отработавших газах (ОГ) работающих на обедненных смесях двигателей внутреннего сгорания, отличающийся тем, что ОГ пропускают через систему снижения их токсичности по п. 24.
Наверх