Усовершенствованный каталитический фильтр сажи - заявка 2016139278 на патент на изобретение в РФ

1. Каталитический фильтр сажи, содержащий
подложку с проточными стенками, содержащую входной конец, выходной конец, причем осевая длина подложки имеет протяженность между входным концом и выходным концом, и множество проходов, заданных внутренними стенками подложки фильтра с проточными стенками;
где множество проходов содержат входные проходы, имеющие открытый входной конец и закрытый выходной конец, и выходные проходы, имеющие закрытый входной конец и открытый выходной конец;
где внутренние стенки входных проходов содержат входное покрытие, содержащее, по меньшей мере, один слой, и входное покрытие имеет протяженность от входного конца до конца входного покрытия, таким образом, задавая длину входного покрытия, где длина входного покрытия составляет x% осевой длины подложки, где 25≤х≤100; и
где внутренние стенки выходных проходов содержат выходное покрытие, содержащее, по меньшей мере, один слой, и выходное покрытие имеет протяженность от выходного конца до конца выходного покрытия, таким образом, задавая длину выходного покрытия, где длина выходного покрытия составляет y% осевой длины подложки, где 25≤y≤100;
где длина входного покрытия задает зону, направленную вверх по потоку от каталитического фильтра сажи, и длина выходного покрытия задает зону, направленную вниз по потоку от каталитического фильтра сажи;
где подложка с проточными стенками содержит, по меньшей мере, один слой, содержащий, по меньшей мере, один катализатор окисления и, по меньшей мере, один слой, содержащий, по меньшей мере, один подавляющий H2S материал;
где указанный, по меньшей мере, один катализатор окисления, и указанный, по меньшей мере, один подавляющий H2S материал, разделяются внутренними стенками подложки фильтра с проточными стенками;
отличающийся тем, что общая длина покрытия составляет х+y, и х+y≥100.
2. Каталитический фильтр сажи по п. 1, где х+y>100, предпочтительно, где х+y≥150, более предпочтительно, где х+y≥175, и, более предпочтительно, где х+y=200.
3. Каталитический фильтр сажи по п. 1, где 50≤х≤100, предпочтительно, где 60<х≤100, более предпочтительно, где 75<х≤100, более предпочтительно, где 90<х≤100, и, наиболее предпочтительно, где 95<х≤100.
4. Каталитический фильтр сажи по п. 1, где 50≤y≤100, предпочтительно, где 75<y≤100, более предпочтительно, где 90<y≤100, и, наиболее предпочтительно, где 95<y≤100.
5. Каталитический фильтр сажи по п. 1, где входное покрытие содержит указанный, по меньшей мере, один подавляющий H2S материал, и выходное покрытие содержит указанный, по меньшей мере, один катализатор окисления.
6. Каталитический фильтр сажи по п. 1, где подавляющий H2S материал нанесен на материал подложки, не содержащий оксид алюминия (Al2O3), предпочтительно, где подавляющий H2S материал не нанесен на материал подложки.
7. Каталитический фильтр сажи по п. 1, где подавляющий H2S материал содержит металл, выбранный из группы, состоящей из Cu, Mn, Fe, Ni и их смесей, предпочтительно, где подавляющий H2S материал содержит оксид металла, выбранного из группы, состоящей из Cu, Mn, Fe, Ni и их смесей.
8. Каталитический фильтр сажи по п. 7, где подавляющий H2S материал содержит Cu, предпочтительно оксид Cu, более предпочтительно, CuO, и, наиболее предпочтительно, CuO в фазе тенорита.
9. Каталитический фильтр сажи по п. 8, где подавляющий H2S материал содержит CuO в фазе тенорита, и где средний размер кристаллита CuO составляет, по меньшей мере, 30 нм, предпочтительно, по меньшей мере, 40 нм, и более предпочтительно, по меньшей мере, 50 нм.
10. Каталитический фильтр сажи по п. 1, где подавляющий H2S материал имеет удельную поверхность по методу БЭТ равную менее чем 5 м2/г, предпочтительно, менее чем 2 м2/г.
11. Каталитический фильтр сажи по п. 1, где подложка с проточными стенками представляет собой пористую подложку с проточными стенками, и, по меньшей мере, один катализатор окисления и/или, по меньшей мере, один подавляющий H2S материал введен в пористые стенки пористой подложки с проточными стенками.
12. Каталитический фильтр сажи по любому из пп. 1-11, где в покрытии, содержащем, по меньшей мере, один катализатор окисления, катализатор окисления содержит
(a) Pt, но не Pd; или
(b) Pd, но не Pt; или
(c) Pt и Pd, при условии, что массовое отношение Pt : Pd находится в интервале от 20:1 до 1:1, более предпочтительно, от 10:1 до 2:1, более предпочтительно, от 8:1 до 2:1.
13. Способ получения каталитического фильтра сажи по любому из пп. 1-12, включающий стадии
(i) обеспечения подложки с проточными стенками, предпочтительно имеющей пористость в интервале от 38 до 75, определяемую в соответствии с измерением методом ртутной порозиметрии согласно DIN 66133, где подложка с проточными стенками, предпочтительно, представляет собой подложку из кордиерита, подложку из титаната алюминия или подложку из карбида кремния, причем указанная подложка с проточными стенками содержит входной конец и выходной конец, причем осевая длина подложки имеет протяженность между входным концом и выходным концом, и множество проходов, заданных внутренними стенками подложки фильтра с проточными стенками;
где множество проходов содержат входные проходы, имеющие открытый входной конец и закрытый выходной конец, и выходные проходы, имеющие закрытый входной конец и открытый выходной конец; где данный входной проход, примыкающий выходной проход, и внутренняя стенка между указанным входным и указанным выходным проходом задают полный проход;
(ii) нанесения первого покрытия по меньшей мере на часть внутренних стенок, по меньшей мере, 25% полных проходов, таким образом, что первое покрытие имеет протяженность от входного конца до конца первого покрытия, таким образом, задавая длину входного покрытия, где длина входного покрытия составляет x% осевой длины подложки, где 25≤x≤100, указанное первое покрытие содержит, по меньшей мере, один катализатор окисления или, по меньшей мере, один подавляющий H2S материал;
(iii) нанесения второго покрытия по меньшей мере на часть внутренних стенок, по меньшей мере, 25% полных проходов, таким образом, что второе покрытие имеет протяженность от выходного конца до конца второго покрытия, посредством чего задается длина выходного покрытия, где длина выходного покрытия составляет y% осевой длины подложки, где 25≤y≤100, указанный второе покрытие содержит, по
меньшей мере, один катализатор окисления, или, по меньшей мере, один подавляющий H2S материал;
где одно из входного покрытия и выходного покрытия содержит, по меньшей мере, один катализатор окисления, а другое из входного покрытия и выходного покрытия содержит, по меньшей мере, один подавляющий H2S материал, и указанный, по меньшей мере, один катализатор окисления и указанный, по меньшей мере, один подавляющий H2S материал разделяются внутренними стенками подложки фильтра с проточными стенками, и общая длина покрытия составляет х+y, и х+y≥100.
14. Система обработки выхлопа потока дизельного двигателя, причем система содержит выхлопной трубопровод в жидкостной связи с дизельным двигателем через выхлопной трубопровод двигателя;
каталитический фильтр сажи по любому из пп. 1-12;
и один или более из следующих компонентов, находящихся в жидкостной связи с каталитическим фильтром сажи: дизельный катализатор окисления (DOC), изделие селективного каталитического восстановления, изделие каталитического восстановления и хранения NOx (NSR), катализатор-ловушка обедненных оксидов азота NOx (LNT), предпочтительно, где каталитический фильтр сажи расположен вниз по направлению потока от изделия, которое производит H2S.
15. Способ обработки выхлопного потока дизельного двигателя, причем выхлопной поток содержит частицы сажи, причем указанный способ включает контактирование выхлопного потока с каталитическим фильтром сажи по любому из пп. 1-12, предпочтительно, расположенным вниз по направлению потока от изделия, которое производит H2S.
16. Применение каталитического фильтра сажи по любому из пп. 1-12 в обработке выхлопного потока, предпочтительно выхлопного потока дизельного двигателя, причем выхлопной поток содержит частицы сажи, где выхлопной поток
контактирует с каталитическим фильтром сажи, более предпочтительно, где фильтр сажи выхлопа расположен вниз по направлению потока от изделия, которое производит H2S.
17. Применение CuO в фазе тенорита в качестве подавляющего H2S материала, предпочтительно, где средний размер кристаллита CuO равен, по меньшей мере, 30 нм, более предпочтительно, по меньшей мере, 40 нм, и, более предпочтительно, по меньшей мере, 50 нм.
Наверх