Не содержащий металла платиновой группы катализатор окисления проскочившего аммиака - заявка 2016151305 на патент на изобретение в РФ

1. Катализатор окисления проскочившего аммиака, включающий катализатор SCR и катализатор окисления, причем катализатор SCR содержит катализатор SCR на основе молекулярного сита или ванадия/диоксида титана, а катализатор окисления содержит по меньшей мере один первый металл, выбираемый из группы, состоящей из меди (Cu), железа (Fe), кобальта (Co), никеля (Ni) и хрома (Cr), и по меньшей мере один второй металл, выбираемый из группы, состоящей из неодима (Nd), бария (Ba), церия (Ce), лантана (La), празеодима (Pr), магния (Mg), кальция (Ca), марганца (Mn), цинка (Zn), ниобия (Nb), циркония (Zr), молибдена (Мо), олова (Sn), тантала (Ta) и стронция (Sr), где катализатор окисления проскочившего аммиака не содержит металла платиновой группы.
2. Двухслойный катализатор окисления проскочившего аммиака, содержащий слой катализатора SCR, где катализатор SCR в слое катализатора SCR представляет собой катализатор SCR по п. 1, и слой катализатора окисления, где катализатор окисления в слое катализатора окисления представляет собой катализатор окисления по п. 1, при этом слой катализатора окисления размещается ближе к подложке.
3. Двухслойный катализатор окисления проскочившего аммиака по п. 2, в котором слой катализатора окисления дополнительно содержит материал-носитель на основе оксида, содержащий один или более компонентов из оксида алюминия, диоксида кремния, диоксида циркония, диоксида церия и диоксида титана.
4. Двухслойный катализатор окисления проскочившего аммиака по п. 2 или 3, в котором слой катализатора окисления содержит материал-носитель на основе оксида, содержащий один или более компонентов из стабилизированных оксида алюминия, диоксида кремния, диоксида циркония, диоксида церия и диоксида титана.
5. Двухслойный катализатор окисления проскочившего аммиака по пп. 2, 3 или 4, в котором слой катализатора окисления содержит Cu и Mn.
6. Двухслойный катализатор окисления проскочившего аммиака по любому из пп. 1-5, в котором слой катализатора окисления дополнительно содержит оксид алюминия и либо смешанный оксид CeO2/ZrO2, либо стабилизированный цирконием Zr смешанный оксид на основе CeO2.
7. Двухслойный катализатор окисления проскочившего аммиака по п. 6, в котором стабилизированный Zr смешанный оксид на основе CeO2 содержит Ce и Zr, присутствующие в мольном соотношении, составляющем приблизительно 1:1.
8. Двухслойный катализатор окисления проскочившего аммиака по любому из пп. 1-7, в котором материал-носитель на основе оксида содержит приблизительно 20 мольных % стабилизированного лантаном La Al2O3 и приблизительно 80 мольных % стабилизированного цирконием Zr CeO2.
9. Двухслойный катализатор окисления проскочившего аммиака по п. 2, в котором молекулярное сито выбирают из группы, состоящей из MOR (морденит), FER (феррьерит), FAU (цеолит Y), MFI (ZSM-5), BEA (бета-цеолиты), Fe-BEA, CHA (шабазит), Cu-CHA и силикоалюмофосфата, имеющего каркас с аналогичной структурой.
10. Двухслойный катализатор окисления проскочившего аммиака по п. 9, в котором слой SCR содержит цеолитный катализатор на основе Fe-BEA или Cu-CHA или силикоалюмофосфат, имеющий каркас с аналогичной структурой.
11. Двухслойный катализатор окисления проскочившего аммиака по п. 10, в котором слой SCR содержит цеолит на основе Fe-BEA или Cu-CHA или силикоалюмофосфат, имеющий каркас с аналогичной структурой, а слой катализатора окисления содержит Cu и Mn.
12. Двухслойный катализатор окисления проскочившего аммиака по п. 2, в котором в тех случаях, когда слой катализатора окисления содержит Cu и Mn, превращение NH3 в N2 является более селективным, чем в тех случаях, когда используется слой катализатора окисления на основе PGM.
13. Двухслойный катализатор окисления проскочившего аммиака по п. 2, в котором катализатор в слое катализатора окисления присутствует в концентрации от 0,3 до 1,5 г на куб. дюйм (от 18,31 до 91,54 г/дм3), в расчете на суммарную массу металла в катализаторе.
14. Двухслойный катализатор окисления проскочившего аммиака по п. 2, в котором катализатор в слое SCR присутствует в концентрации от 0,5 до 2,5 г на куб. дюйм (от 30,51 до 152,56 г/дм3), в расчете на суммарную массу металла в катализаторе.
15. Двухслойный катализатор окисления проскочившего аммиака по п. 2, в котором отношение количества катализатора в слое SCR (в г/дм3) к количеству катализатора в слое катализатора окисления (в г/дм3) имеет значение в диапазоне от 0,3 до 8,3, в расчете на суммарную массу металла в каждом слое катализатора.
16. Двухслойный катализатор окисления проскочившего аммиака по п. 2, в котором слой SCR размещается в виде верхнего слоя на катализаторе окисления, или слой катализатора окисления размещается следующим после слоя SCR.
17. Способ получения катализатор окисления проскочившего аммиака по п. 1, включающий: (a) создание слоя на подложке путем нанесения на подложку пористого покрытия, содержащего катализатор SCR и катализатор окисления, содержащий по меньшей мере один первый металл, выбираемый из группы, состоящей из меди (Cu), железа (Fe), кобальта (Co), никеля (Ni) и хрома (Cr), и по меньшей мере один второй металл, выбираемый из группы, состоящей из неодима (Nd), бария (Ba), церия (Ce), лантана (La), празеодима (Pr), магния (Mg), кальция (Ca), марганца (Mn), цинка (Zn), ниобия (Nb), циркония (Zr), молибдена (Мо), олова (Sn), тантала (Ta) и стронция (Sr), где пористое покрытие не содержит металла платиновой группы, (b) сушку пористого покрытия на подложке и (c) прокаливание пористого покрытия на подложке.
18. Способ по п. 17, в котором пористое покрытие дополнительно содержит материал-носитель на основе оксида, содержащий один или более компонентов из оксида алюминия, диоксида кремния, диоксида циркония, диоксида церия и диоксида титана.
19. Способ по п. 17 или 18, в котором пористое покрытие содержит материал-носитель на основе оксида, содержащий один или более компонентов из стабилизированных оксида алюминия, диоксида кремния, диоксида циркония, диоксида церия и диоксида титана.
20. Способ по пп. 17, 18 или 19, в котором пористое покрытие содержит Cu и Mn.
21. Способ по п. 19, в котором пористое покрытие содержит оксид алюминия и либо смешанный оксид CeO2/ZrO2, либо стабилизированный цирконием Zr смешанный оксид на основе CeO2.
22. Способ по п. 21, в котором стабилизированный Zr смешанный оксид на основе CeO2 содержит Ce и Zr, присутствующие в мольном соотношении, составляющем приблизительно 1:1.
23. Способ по п. 19, в котором материал-носитель на основе оксида содержит приблизительно 20 мольных % стабилизированного лантаном La Al2O3 и приблизительно 80 мольных % стабилизированного цирконием Zr CeO2.
24. Способ по любому из пп. 17-23, в котором катализатор SCR содержит молекулярное сито, выбираемое из группы, состоящей из MOR (морденит), FER (феррьерит), FAU (цеолит Y), MFI (ZSM-5), BEA (бета-цеолиты), Fe-BEA, CHA (шабазит), Cu-CHA и силикоалюмофосфата, имеющего каркас с аналогичной структурой.
25. Способ по любому из пп. 17-24, в котором слой SCR в виде пористого покрытия содержит цеолитный катализатор на основе Fe-BEA или Cu-CHA или силикоалюмофосфат, имеющий каркас с аналогичной структурой.
26. Способ по любому из пп. 17-25, в котором слой SCR в виде пористого покрытия содержит цеолит Fe-BEA или Cu-CHA или силикоалюмофосфат, имеющий каркас с аналогичной структурой, а слой катализатора окисления содержит Cu и Mn.
27. Способ по любому из пп. 17-26, в котором катализатор в слое катализатора окисления в виде пористого покрытия присутствует в концентрации от 0,3 до 1,5 г на куб. дюйм (от 18,31 до 91,54 г/дм3, в расчете на суммарную массу металла в катализаторе.
28. Способ по любому из пп. 17-26, в котором катализатор в слое SCR в виде пористого покрытия присутствует в концентрации от 0,5 до 2,5 г на куб. дюйм (от 30,51 до 152,56 г/дм3, в расчете на суммарную массу металла в катализаторе.
29. Способ по любому из пп. 17-26, в котором отношение количества катализатора в слое SCR в виде пористого покрытия (в г/дм3) к количеству катализатора в слое катализатора окисления в виде пористого покрытия (в г/дм3) имеет значение в диапазоне от 0,3 до 8,3, в расчете на суммарную массу металла в каждом слое катализатора.
30. Способ получения двухслойного катализатора окисления проскочившего аммиака по любому из пп. 2-16, включающий: (a) формирование слоя катализатора окисления на подложке путем нанесения на подложку слоя катализатора окисления в виде пористого покрытия, содержащего по меньшей мере один первый металл, выбираемый из группы, состоящей из меди (Cu), железа (Fe), кобальта (Co), никеля (Ni) и хрома (Cr), и по меньшей мере один второй металл, выбираемый из группы, состоящей из неодима (Nd), бария (Ba), церия (Ce), лантана (La), празеодима (Pr), магния (Mg), кальция (Ca), марганца (Mn), цинка (Zn), ниобия (Nb), циркония (Zr), молибдена (Мо), олова (Sn), тантала (Ta) и стронция (Sr), где пористое покрытие не содержит металла платиновой группы, (b) сушку слоя катализатора окисления в виде пористого покрытия на подложке, (c) прокаливание слоя катализатора окисления в виде пористого покрытия на подложке; (d) формирование слоя SCR, размещенного поверх слоя катализатора окисления, путем нанесения слоя SCR в виде пористого покрытия, содержащего молекулярное сито или ванадий/диоксид титана, поверх прокаленного слоя катализатора окисления, сформированного на стадии (c), (e) сушку слоя SCR в виде пористого покрытия на прокаленном слое катализатора окисления на подложке и (f) прокаливание слоя SCR в виде пористого покрытия на слое катализатора окисления в виде пористого покрытия на подложке.
31. Способ по п. 30, в котором слой катализатора окисления в виде пористого покрытия дополнительно содержит материал-носитель на основе оксида, содержащий один или более компонентов из оксида алюминия, диоксида кремния, диоксида циркония, диоксида церия и диоксида титана.
32. Способ по п. 30 или 31, в котором слой катализатора окисления в виде пористого покрытия содержит материал-носитель на основе оксида, содержащий один или более компонентов из стабилизированных оксида алюминия, диоксида кремния, диоксида циркония, диоксида церия и диоксида титана.
33. Способ по пп. 30, 31 или 32, в котором слой катализатора окисления в виде пористого покрытия содержит Cu и Mn.
34. Способ по пп. 30, 31, 32 или 33, в котором слой катализатора окисления в виде пористого покрытия дополнительно содержит оксид алюминия и либо смешанный оксид CeO2/ZrO2, либо стабилизированный цирконием Zr смешанный оксид на основе CeO2.
35. Способ по п. 34, в котором стабилизированный цирконием Zr смешанный оксид на основе CeO2 содержит Ce и Zr, присутствующие в мольном соотношении, составляющем приблизительно 1:1.
36. Способ по п. 32, в котором материал-носитель на основе оксида содержит приблизительно 20 мольных % стабилизированного лантаном La Al2O3 и приблизительно 80 мольных % стабилизированного цирконием Zr CeO2.
37. Способ по любому из пп. 30-36, в котором молекулярное сито выбирают из группы, состоящей из MOR (морденит), FER (феррьерит), FAU (цеолит Y), MFI (ZSM-5), BEA (бета-цеолиты), Fe-BEA, CHA (шабазит), Cu-CHA и силикоалюмофосфата, имеющего каркас с аналогичной структурой.
38. Способ по любому из пп. 30-37, в котором слой SCR в виде пористого покрытия содержит цеолитный катализатор на основе Fe-BEA или Cu-CHA или силикоалюмофосфат, имеющий каркас с аналогичной структурой.
39. Способ по любому из пп. 30-38, в котором слой SCR в виде пористого покрытия содержит цеолитный катализатор на основе Fe-BEA или Cu-CHA или силикоалюмофосфат, имеющий каркас с аналогичной структурой, а слой катализатора окисления содержит Cu и Mn.
40. Способ по любому из пп. 30-39, в котором катализатор в слое катализатора окисления в виде пористого покрытия присутствует в концентрации от 0,3 до 1,5 г на куб. дюйм (от 18,31 до 91,54 г/дм3), в расчете на суммарную массу металла в катализаторе.
41. Способ по любому из пп. 30-40, в котором катализатор в слое SCR в виде пористого покрытия присутствует в концентрации от 0,5 до 2,5 г на куб. дюйм (от 30,51 до 152,56 г/дм3), в расчете на суммарную массу металла в катализаторе.
42. Способ по любому из пп. 30-41, в котором отношение количества катализатора в слое SCR в виде пористого покрытия (в г/дм3) к количеству катализатора в слое катализатора окисления в виде пористого покрытия (в г/дм3) имеет значение в диапазоне от 0,3 до 8,3, в расчете на суммарную массу металла в каждом слое катализатора.
43. Способ снижения концентрации аммиака в потоке отходящего газа, образуемого источником горения, включающий осуществление контакта содержащего аммиак потока отходящего газа с катализатором окисления проскочившего аммиака по любому из пп. 1-16.
44. Способ по п. 43, в котором носитель находится в форме сотовой или пластинчатой конфигурации.
45. Способ по п. 43 или 44, в котором поток отходящего газа контактирует с двухслойным катализатором окисления проскочившего аммиака при значениях температуры, составляющих от приблизительно 200°C до приблизительно 450°C.
46. Способ по пп. 43, 44 или 45, в котором отходящий газ получают при сгорании угля, природного газа или нефти.
Наверх