未示出);和SCR催化劑520下游的ASC催化劑(如本文描述的540)。此處,SCR 催化劑520和ASC催化劑530作為單獨(dú)的方塊示出。這些單獨(dú)的方塊可以彼此靠近和接觸或 以特定距離隔開(kāi),前提條件是它們彼此流體連通并且前提條件是SCR催化劑方塊設(shè)置在氨 逸出催化劑方塊的上游。在其他實(shí)施方案中,SCR催化劑520和ASC催化劑530組件以上游/下 游的布置來(lái)組合在相同的方塊上。例如,SCR催化劑可以處于流通式基材的上游側(cè)上,并且 ASC催化劑可以處于流通式基材的下游側(cè)上。在其他實(shí)施方案中,將SCR催化劑涂覆在壁流 式過(guò)濾器的入口側(cè)上,并且將ASC催化劑涂覆在流通式過(guò)濾器的出口側(cè)上。也可以包括其他 組件,例如下游或上游DPF。此處,"上游"和"下游"是指后處理系統(tǒng)中的組件基于穿過(guò)系統(tǒng) 的排氣流575的垂直方向的相對(duì)位置。
[0073]排氣歧管優(yōu)選地為用于引導(dǎo)排氣離開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入后處理系統(tǒng)的管道。在排氣歧管 500處或附近可以任選地包括其他組件,例如渦輪增壓器。在通過(guò)歧管之后,排氣接觸初級(jí) SCR催化劑以選擇性還原來(lái)自排氣的N0X。類型SCR催化劑無(wú)具體限制,但優(yōu)選地為如本文描 述的SCR催化劑。獨(dú)立的上游SCR催化劑520可以相對(duì)于ASC組件540中使用的SCR催化劑具有 相同配制物或不同配制物。
[0074]在某些實(shí)施方案中,例如在圖2A中示出的一個(gè)實(shí)施方案,所述系統(tǒng)包括含氮還原 劑510的來(lái)源,例如脲、氨或其前體或衍生物,其被注入或以其他方式引入SCR催化劑上游的 排氣流中(未示出)。在其他實(shí)施方案中,所述系統(tǒng)不含將氮基還原劑注入系統(tǒng)中的組件,而 是,在SCR工藝中用于消耗的氮基還原劑(尤其是NH 3)的至少一部分由設(shè)置在SCR催化劑上 游的NOx吸附器催化劑(NAC)、稀NOx捕獲器(LNT)或NOx存儲(chǔ)/還原催化劑(NSRC)供應(yīng)。用于本 發(fā)明的NAC組分包括堿性材料(例如堿金屬、堿土金屬或稀土金屬,包括堿金屬的氧化物、堿 土金屬的氧化物和它們的組合)和貴金屬(例如鉑)的催化劑組合,以及任選的還原催化劑 組分,例如銠。用于NAC的堿性材料的特定類型包括氧化銫、氧化鉀、氧化鎂、氧化鈉、氧化 鈣、氧化鍶、氧化鋇和它們的組合。貴金屬優(yōu)選地以約10至約200g/ft 3,例如20至60g/ft3存 在?;蛘?,催化劑的貴金屬特征為可從約40至約100克/ft 3的平均濃度。
[0075]在某些條件下,在周期性富再生事件期間,NH3可以在N0X吸附器催化劑之上產(chǎn)生。 N0X吸附器催化劑下游的SCR催化劑可以改善整個(gè)系統(tǒng)N0X還原效率。在組合系統(tǒng)中,SCR催化 劑在富再生事件期間能夠存儲(chǔ)從NAC催化劑釋放的NH 3,并且在正常貧稀操作條件期間使用 存儲(chǔ)的NH3來(lái)選擇性還原逸出通過(guò)NAC催化劑的一些或全部N0 X。
[0076] ASC組件530在SCR催化劑的下游,并且作用在于還原逸出通過(guò)系統(tǒng)的氨并且氧化 可能在排氣中的C0和/或HC的至少一部分,并且優(yōu)選地氧化可能在排氣中的C0和/或HC的至 少大多數(shù)。優(yōu)選地,所述系統(tǒng)在ASC組件540上游不含氧化催化劑,例如單獨(dú)基材上的柴油機(jī) 氧化催化劑。
[0077]圖2B示出本發(fā)明的另一實(shí)施方案,其涉及排氣后處理系統(tǒng),其用于:接收含有N0X、 C0和HC的排氣90,例如由稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣;和處理排氣以產(chǎn)生清潔排氣160,清潔排 氣160相對(duì)于排氣90含有較低濃度的N0 X、⑶和/或HC。圖2B中的后處理系統(tǒng)包括燃料來(lái)源 130,所述燃料來(lái)源130在SCR催化劑120和D0C催化劑105下游的點(diǎn)135處被引入。優(yōu)選地,燃 料來(lái)源130在SCR催化劑120和ASC催化劑130之間的點(diǎn)135處被引入后處理系統(tǒng)中,其中系統(tǒng) 在SCR催化劑120和ASC催化劑140之間優(yōu)選地不含任何催化劑組分。
[0078]燃料來(lái)源通常是烴基燃料,所述烴基燃料與產(chǎn)生排氣的發(fā)動(dòng)機(jī)使用的燃料相同或 類似。將燃料周期性地引入DPF組件150上游的排氣系統(tǒng),并且在放熱反應(yīng)中充當(dāng)反應(yīng)物。更 特別地,燃料由ASC 140氧化以經(jīng)由放熱反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生熱量。該熱量進(jìn)而用于燃燒已經(jīng)累積在 DPF上的煙塵或其他顆粒物質(zhì),從而除去煙塵并且再生DPF。再生DPF防止堵塞和過(guò)度系統(tǒng)背 壓。本發(fā)明的DPF優(yōu)選地為陶瓷壁流式過(guò)濾器。過(guò)濾器可以為無(wú)涂層的或涂有一種或多種催 化劑。過(guò)濾器的再生可以主動(dòng)地或被動(dòng)地進(jìn)行。
[0079]系統(tǒng)還包括任選的子系統(tǒng),所述子系統(tǒng)用于在SCR催化劑120上游和D0C組件105下 游的點(diǎn)115處將氮基還原劑110(例如脲、氨或其前體或衍生物)引入系統(tǒng)中。
[0080] 所述系統(tǒng)包含用于將排氣中的一氧化氮氧化成二氧化氮的氧化催化劑105(例如 柴油機(jī)氧化催化劑(D0C)),所述氧化催化劑105可以位于向排氣中計(jì)量供應(yīng)含氮還原劑的 點(diǎn)115的上游。D0C還可以完全或部分地氧化排氣中的C0和/或HC。在一個(gè)實(shí)施方案中,例如 在250°C至450°C的氧化催化劑入口處在排氣溫度下,在進(jìn)入SCR催化劑之前,氧化催化劑被 調(diào)適以產(chǎn)生具有從約4:1至約1:3的N0與N〇2的體積比的氣流。氧化催化劑可以包含涂覆在 流通式整料基材上的至少一種鉑族金屬(或這些鉑族金屬的一些組合),例如鉑、鈀或銠。在 一個(gè)實(shí)施方案中,所述至少一種鉑族金屬為鉑、鈀或鉑和鈀兩者的組合。鉑族金屬可以被負(fù) 載在高表面面積載體涂層組分上,高表面面積載體涂層組分例如氧化鋁、沸石(例如鋁硅酸 鹽沸石)、二氧化硅、非沸石二氧化硅氧化鋁、二氧化鈰、氧化鋯、二氧化鈦或含有二氧化鈰 和氧化鋯兩者的混合氧化物或復(fù)合物氧化物。
[0081] 在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中,提供用于處理排氣的方法,所述方法優(yōu)選地通過(guò)降 低由稀燃燃燒過(guò)程產(chǎn)生的排氣中的N0X、NH 3、CO、HC和顆粒物質(zhì)中的至少一種的濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)。 優(yōu)選地,該過(guò)程包括用于氧化未由上游SCR反應(yīng)轉(zhuǎn)化的過(guò)量NH 3(氨氧化或ΑΜ0Χ)的步驟。 [0082]在優(yōu)選實(shí)施方案中,本發(fā)明是用于處理排氣的方法,所述方法包括將氣體中的N0 X 化合物還原和/或NH3氧化的步驟,所述方法包括使所述氣體與本文描述的用于N0X化合物催 化還原的催化劑組合物接觸足夠的時(shí)間,以降低氣體中的N0 X化合物和/或NH3的水平。
[0083] 在某些實(shí)施方案中,SCR和/或ΑΜ0Χ過(guò)程在至少100°C的溫度下進(jìn)行。在另一實(shí)施方 案中,所述一個(gè)或多個(gè)過(guò)程在從約150°C至約750°C的溫度下發(fā)生。在特定實(shí)施方案中,溫度 范圍是從約175至約550°C。在另一定實(shí)施方案中,溫度范圍是從175至400°C。在另一實(shí)施方 案中,溫度范圍是450至900°C,優(yōu)選地500至750°C、500至650°C、450至550°C或650至850°C。
[0084]根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供用于將氣體中的NOx化合物還原和/或NH3氧化的方 法,所述方法包括使所述氣體與本文描述的催化劑接觸足夠時(shí)間,以降低氣體中的N0X化合 物的水平。本發(fā)明的方法可以包括一個(gè)或多個(gè)以下步驟:(a)累積和/或燃燒與催化過(guò)濾器 的入口接觸的煙塵;(b)使含氮還原劑在接觸催化過(guò)濾器之前引入排氣流中,優(yōu)選地?zé)o涉及 處理N0X和還原劑的插入的催化步驟;(c)在N0X吸附器或稀N0X捕獲器之上產(chǎn)生NH 3,并且優(yōu) 選地使用此NH3作為下游SCR反應(yīng)中的還原劑;(d)使排氣流與D0C接觸以將烴基可溶解有機(jī) 級(jí)分(S0F)和/或一氧化碳氧化成C0 2和/或?qū)O氧化成N02,其進(jìn)而可用于使顆粒過(guò)濾器中的 顆粒物質(zhì)氧化;和/或減少排氣中的顆粒物質(zhì)(PM);(e)在還原劑存在下使排氣與一個(gè)或多 個(gè)流通式SCR催化劑裝置接觸,以降低排氣中的N0 X的濃度;和(f)使排氣與優(yōu)選在SCR催化 劑下游的氨逸出催化劑接觸來(lái)在將排氣排入大氣之前氧化大多數(shù)(若非全部)氨或在排氣 進(jìn)入/再進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)之前使排氣通過(guò)再循環(huán)回路。
[0085] 在另一實(shí)施方案中,本發(fā)明是用于再生過(guò)濾器的方法。在這種實(shí)施方案中,催化劑 制品用于燃燒烴基燃料,所述烴基燃料被注入在ASC上游并且優(yōu)選地在初級(jí)SCR催化劑下游 的排氣中。所述燃燒加熱該排氣,其進(jìn)而接觸顆粒過(guò)濾器。高溫排氣促進(jìn)過(guò)濾器上的煙塵及 其他顆粒物質(zhì)的燃燒,從而除去煙塵和顆粒物質(zhì)。除去煙塵和顆粒物質(zhì)再生了過(guò)濾器。
[0086] 本文描述的用于處理排氣的方法可以在來(lái)源于燃燒過(guò)程的排氣上進(jìn)行,所述來(lái)源 于燃燒過(guò)程的排氣例如來(lái)自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(無(wú)論可移動(dòng)的或固定的)、燃?xì)廨啓C(jī)和燃煤或燃油 發(fā)電廠。方法還可以用于處理來(lái)自例如精煉的工業(yè)過(guò)程的氣體,來(lái)自精煉廠加熱器和鍋爐、 爐子、化學(xué)處理工業(yè)、焦?fàn)t、城市廢物發(fā)電廠和焚燒爐等等的氣體。在特定實(shí)施方案中,該方 法用于處理來(lái)自車輛稀燃內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī))、稀燃汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或液化石油氣或 天然氣供能的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣。
[0087]在某些實(shí)施方案中,本發(fā)明涉及用于富燃燃燒的后處理系統(tǒng),所述后處理系統(tǒng)包 括:三效(TWC)催化劑,其用于減少氮氧化物(N0X)、烴(HC)和一氧化碳(C0)的排放;和本文 描述的下游ASC催化劑。在富條件下操作例如發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程,其中空氣比燃料的比具有 大于化學(xué)計(jì)量的燃料量(即,空氣比燃料的比低于化學(xué)計(jì)量比),從發(fā)動(dòng)機(jī)出來(lái)的N0 X的顯著 部分在三效催化劑之上被轉(zhuǎn)化成氨(NH3),但對(duì)于ASC催化劑,其作為次級(jí)排放物而排出。對(duì) 于裝備有TWC催化劑的典型富燃發(fā)動(dòng)機(jī),尾管NH 3可以為大約400ppm。
[0088] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案,用于減少氨(NH3)排放的系統(tǒng)包括:(a)第一組件,其包括 第一基材和設(shè)置其上的三效催化劑,其中第一組件設(shè)置在第二組件的上游并且與之流體連 通,所述第二組件包括第二基材和ASC催化劑,其有設(shè)置在第二基材上和/或內(nèi)的第一催化 劑層和涂覆在該第一催化劑層之上的第二催化劑層;其中第一催化劑層包含第一氧化催化 劑,并且第二催化劑層含有以下(i)和(ii)的混合物:(i)由負(fù)載的鈀組成的第二氧化催化 劑和(i i)用于選擇性還原N0X和/或存儲(chǔ)NH3的催化劑;并且其中第一氧化催化劑和第二氧化 催化劑是不同的配制物;和任選(b)含氧氣體入口,其設(shè)置在所述第一組件和第二組件之 間。在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中,系統(tǒng)另外包括:(c)第一氣態(tài)進(jìn)料流,其包含來(lái)源于富燃燃 燒過(guò)程的排氣,其中所述進(jìn)料流在第一組件的上游并且與之流體連通;和(d)管道,其設(shè)置