專利名稱：集成的scr和amox催化劑系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及催化劑、其制備的方法，并涉及處理廢氣流中排放物的方法。
背景
柴油機廢氣是不均勻混合物，其不僅包含微粒排放物例如煙灰和氣態(tài)排放物例如一氧化碳、未燃燒或部分燃燒的烴和氮氧化物(統(tǒng)稱為N0X)，而且包含構(gòu)成所謂的微?；蛭⒘Ｎ镔|(zhì)的冷凝相材料(液體和固體)。通常將設置在一個或多個整體基底(monolithic substrate)上的催化劑組合物放置在發(fā)動機排氣系統(tǒng)內(nèi)，以將這些廢氣組分中的某些或全部轉(zhuǎn)化為無毒化合物。例如，柴油機排氣系統(tǒng)可以包含柴油機氧化催化劑、煙灰過濾器和用于還原NOx的催化劑中的一種或多種。
已知包含鉬族金屬、堿金屬和其組合的氧化催化劑通過將HC和CO氣態(tài)污染物兩者以及一些比例的微粒物質(zhì)氧化為二氧化碳和水來促進這些污染物的轉(zhuǎn)化而促進柴油機廢氣的處理。這樣的催化劑通常已經(jīng)被包含在稱為柴油機氧化催化劑(“D0C”)的單元中， 該單元放置在柴油機的排氣裝置中以在廢氣排出到大氣之前處理廢氣。這樣的催化劑還被包含在稱為催化煙灰過濾器的單元中，該單元同時捕集微粒物質(zhì)并氧化HC、CO和微粒。除了轉(zhuǎn)化氣態(tài)HC、CO和微粒物質(zhì)之外，包含鉬族金屬的氧化催化劑(其通常分散在耐火氧化物載體上)促進將一氧化氮(NO)氧化為N02。
氨選擇性催化還原(SCR)是一種NOx減排技術(shù)，其可用于實現(xiàn)柴油和稀燃發(fā)動機嚴格的NOx排放目標。在氨SCR方法中，NOx (通常由NCHNO2組成)與氨(或氨前體，諸如尿素)反應，以在通常由賤金屬構(gòu)成的催化劑上形成雙氮(N2)。該技術(shù)能夠在典型柴油機行駛工況下實現(xiàn)大于90%的NOx轉(zhuǎn)化率，因此其代表了用于實現(xiàn)積極NOx減排目標的最佳方法之O
某些氨SCR催化劑材料的特有的特征為往往在典型行駛工況的低溫部分期間在催化劑表面上的路易斯(Lewis)和布朗斯臺德(Bransted)酸部位上保留有大量的氨。隨后排氣溫度的增加可以使氨從氨SCR催化劑表面脫附并離開車輛排氣管。使氨過量以提高 NOx轉(zhuǎn)化率是另一種可能的情況，其中氨可從氨SCR催化劑上離開。
氨SCR催化劑上的氨泄露帶來許多問題。在空氣中NH3的嗅覺閾值為20ppm。在 IOOppm以上時眼睛和咽喉刺激十分明顯，在400ppm以上時發(fā)生皮膚刺激，在空氣中IDLH為 500ppm。NH3是腐蝕性的，特別是其處于水性形式時。在廢氣催化劑的排氣管路下游的較冷區(qū)域中冷凝NH3和水將得到腐蝕性混合物。
因此，希望在氨能夠進入排氣管前將其移除。為此，采用了選擇性氨氧化(AMOx) 催化劑，其目的在于將過量氨轉(zhuǎn)化為N2。希望提供用于選擇性氨氧化的催化劑，其能夠在車輛行駛工況下發(fā)生氨泄露的寬泛溫度下轉(zhuǎn)化氨，并且能夠產(chǎn)生最少量的氮氧化物副產(chǎn)物。 AMOx催化劑還應產(chǎn)生最少量的N2O, N2O是一種有效的溫室氣體。
概述
本發(fā)明的方面包括催化劑制品、用于處理廢氣流的催化劑系統(tǒng)和方法、以及制備用于處理這樣的氣體的催化劑制品的方法。第一方面涉及一種用于處理廢氣流的催化劑制品，廢氣流包含顆粒物質(zhì)、烴、CO和氨。在第一實施方案中，制品包括基底，其具有界定軸向長度的入口端和出口端；第一催化劑涂層，其包括鉬族金屬，第一催化劑涂層從出口端向入口端延伸遍布不到基底的整個軸向長度；和第二催化劑涂層，其包括用于氮氧化物的選擇性催化還原(SCR)的催化劑，第二催化劑涂層從入口端向出口端延伸遍布不到基底的整個軸向長度，并重疊第一催化劑涂層的一部分。在第二實施方案中，基底是具有多個縱向延伸的通道的流通基底，通道由限制和界定通道的縱向延伸的壁形成。在第三實施方案中，基底是壁流式過濾器，壁流式過濾器具有形成為多個軸向延伸的通道的氣體可滲透的壁，每一個通道的一端被堵塞，且在其相對端處任一對的鄰近通道被堵塞。
在第四實施方案中，第一實施方案至第三實施方案可以被修改為使得鉬族金屬的至少一部分是在微粒耐火金屬氧化物載體上。在第五實施方案中，第一實施方案至第四實施方案可以被修改為使得鉬族金屬是鉬。在第六實施方案中，第一實施方案至第五實施方案可以被修改為使得第一催化劑涂層和第二催化劑涂層重疊以形成三個區(qū)，通過選擇性催化還原移除NOx的第一區(qū)、氧化氨的第二區(qū)以及氧化一氧化碳和烴的第三區(qū)。在第七實施方案中，第一實施方案至第六實施方案可以被修改為使得三個區(qū)中的每個單獨地占基底的軸向長度的約10%至約80%的范圍。在第八實施方案中，第一實施方案至第七實施方案可以被修改為使得鉬族金屬被直接支撐在基底壁上。
本發(fā)明的另一個方面涉及排放物處理系統(tǒng)。在第九實施方案中，系統(tǒng)包括柴油機，其排放包括微粒物質(zhì)、NOx和一氧化碳的廢氣流；和根據(jù)第一實施方案至第八實施方案的催化劑制品。例如，催化劑制品可以包括第一基底，第一基底具有界定軸向長度的入口端和出口端，定位在柴油機的下游且與柴油機流動相通，基底具有包括鉬族金屬的第一催化劑涂層，第一催化劑涂層從出口端向入口端延伸遍布不到基底的整個軸向長度；和包括用于氮氧化物的選擇性催化還原(SCR)的催化劑的第二催化劑涂層，第二催化劑涂層從入口端向出口端延伸遍布不到基底的整個軸向長度并重疊第一催化劑涂層的一部分。在系統(tǒng)的一個或多個實施方案中，第一基底選自由壁流基底和流通基底組成的組。
在第十實施方案中，第九實施方案可以被修改為使得存在上游基底，上游基底被涂布上用于選擇性催化還原氮氧化物的催化劑，布置為與廢氣流流動相通且在柴油機和第一基底之間。在第十一實施方案中，第十實施方案被修改為使得上游基底包括蜂窩式流通基底。在第十二實施方案中，第十實施方案被修改為使得上游基底包括壁流式過濾器基底， 壁流式過濾器基底具有形成為多個軸向延伸的通道的氣體可滲透的壁，每一個通道的一端被堵塞，且在其相對端處任一對的鄰近通道被堵塞。
在第十三實施方案中，第十實施方案被修改為使得存在壁流式過濾器基底，壁流式過濾器基底具有形成為多個軸向延伸的通道的氣體可滲透的壁，每一個通道的一端被堵塞，且在其相對端處任一對的鄰近通道被堵塞，壁流式過濾器基底被涂布上烴或CO氧化催化劑，布置為與廢氣流流動相通且在柴油機和多孔基底之間。
本發(fā)明的另一個方面涉及制備催化劑制品的方法。在第十四實施方案中，根據(jù)第一實施方案至第八實施方案的催化劑制品根據(jù)包括以下的方法來制備直接將第一基本上無支撐的鉬族金屬涂布在蜂窩式基底的多孔壁上；干燥和煅燒涂布的基底以將第一基本上無支撐的鉬族金屬固定在基底上；將多孔壁的一部分漿料涂覆上包含用于氮氧化物的選擇性催化還原(SCR)的催化劑的活性涂層(washcoat layer);和干燥和煅燒涂布的基底以將活性涂層固定在基底上。
在第十五實施方案中，提供了制備用于處理包含NOx的廢氣流的具有入口端和出口端的催化劑制品的方法。在第十五實施方案中，根據(jù)第一實施方案至第八實施方案的催化劑制品根據(jù)使用包括以下的方法的方法來制備將包含鉬族金屬的第一活性涂層漿料涂覆為鄰近蜂窩式基底的出口端多孔壁；將多孔壁漿料涂覆上包含用于氮氧化物的選擇性催化還原(SCR)的催化劑的第二活性涂層，第二活性涂層從入口端延伸且至少部分地重疊第一活性涂層；和干燥和煅燒涂布的基底以將活性涂層固定在基底上，以提供通過選擇性催化還原減排氨的第一區(qū)、氧化氨的第二區(qū)以及氧化一氧化碳和烴的第三區(qū)。
在第十六實施方案中，提供了制備用于處理包含NOx的廢氣流的具有入口端和出口端的催化劑制品的方法。在第十五實施方案中，根據(jù)第一實施方案至第八實施方案的催化劑制品根據(jù)包括以下的方法來制備將基底的出口部分涂布上包含有效催化廢氣流中的一氧化碳的氧化的鉬族金屬的第一催化劑涂層，第一催化劑涂層從基底的出口端向入口端延伸遍布不到整個軸向長度；干燥和煅燒涂布的基底以將第一催化劑涂層固定在基底的出口部分上；將基底的入口部分涂布上包含有效還原廢氣流中的NOx的選擇性催化還原 (SCR)催化劑的第二催化劑涂層，第二催化劑涂層從基底的入口端向出口端延伸遍布不到整個軸向長度并重疊第一催化劑涂層的一部分；和干燥和煅燒涂布的基底以將第二催化劑涂層固定在基底的入口部分上。
附圖簡述
以下附圖示出本發(fā)明的實施方案。應當理解，附圖并未按比例繪制并且某些(諸如整體通道)在尺寸上可能有所增加以顯示根據(jù)本發(fā)明的實施方案的特征結(jié)構(gòu)。
圖I示出在涂布了第一催化劑和第二催化劑兩者后單個整體通道中的催化劑整體和活性涂層幾何形狀的示意圖2是闡明在根據(jù)一個或多個實施方案的催化劑系統(tǒng)中將NH3轉(zhuǎn)化為N2和將CO、 HC轉(zhuǎn)化為CO2的示意圖3示出在涂布來自圖I的整個基底后單個整體通道中的催化劑整體和活性涂層幾何形狀的示意圖；和
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的發(fā)動機排氣處理系統(tǒng)的示意圖。
詳細描述
在描述本發(fā)明的若干示例性實施方案之前，應當理解，本發(fā)明并不限于以下具體實施方式
中所述的構(gòu)造或處理步驟的細節(jié)。本發(fā)明能夠具有其它實施方案，并且能夠以各種方式來來進行實踐或?qū)嵤?br> 如在本說明書和所附權(quán)利要求書中所用，除非上下文中明確規(guī)定，否則單數(shù)形式 “一個”、“一種”和“所述”包括多個指代物。因此，例如，提及“一種催化劑”時，其包括兩種或兩種以上催化劑的混合物等。如本文所用，術(shù)語“減排(abate) “意指減少了量，而“減排 (abatement) ”意指量的減少,所述減少可由任何方式所引起。當出現(xiàn)于本文中時，術(shù)語“廢氣流”和“發(fā)動機廢氣流”是指發(fā)動機流出物，以及是指一種或多種其它催化劑系統(tǒng)元件(包括但不限于柴油機氧化催化劑和/或濾煙器)下游的流出物。
本發(fā)明的一方面涉及催化劑。根據(jù)一個或多個實施方案，催化劑可以作為活性涂層被設置在整體基底上。如本文所用以及如在Heck、Ronald和Robert Farrauto在Catalytic Air Pollution Control, New York:Wiley-Interscience, 2002，第 18-19 頁中所述，活性涂層包括設置在整體基底表面上和下活性涂層上組成上不同的材料層組成。催化劑可以含有一個或多個活性涂層，并且各活性涂層可以具有獨特的化學催化功能。
在一個或多個實施方案中，提供了雙功能催化劑。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了雙功能催化劑，其包含具有用于SCR功能和NH3氧化功能的物理分離組成的模塊催化劑系統(tǒng)。根據(jù)一個或多個實施方案，此類模塊催化劑系統(tǒng)允許更靈活地獨立調(diào)節(jié)兩種功能的動力學。通過這樣做，可以使用催化劑物理結(jié)構(gòu)來控制化學催化活動的順序，以增加NOj^P NH3 的轉(zhuǎn)化率和增加對N2的選擇性。用于SCR功能和NH3氧化功能的催化劑組合物可以位于基底上分離的活性涂層中，或者，用于SCR和NH3氧化功能的組合物可以位于基底上分離的縱向區(qū)中。
術(shù)語“SCR功能”本文將用來指通過化學計算方程式I描述的化學過程。
4N0x+4NH3+ (3-2x) O2 — 4N2+6H20 方程式 I
更通常地，其將是指其中化合NOx和NH3以優(yōu)選地產(chǎn)生N2的任何化學過程。術(shù)語 “SCR組合物”是指可有效催化SCR功能的材料組合物。術(shù)語“NH3氧化功能”本文將用來指通過方程式2描述的化學過程。
4NH3+502 — 4N0+6H20 方程式 2
更通常地，其將是指其中順3與氧反應以產(chǎn)生Ν0、Ν02、Ν20或優(yōu)選地產(chǎn)生N2的過程。 術(shù)語“NH3氧化組合物”是指可有效催化NH3氧化功能的材料組合物。
參考

圖1，本發(fā)明的一個或多個實施方案涉及用于處理包含微粒物質(zhì)、烴、CO和氨的廢氣流的催化劑制品10。催化劑制品包括基底12，其常常被稱為載體或載體基底。基底 12具有界定軸向長度L的入口端22和出口端24?；?2通常具有多個通道14，為了清晰性，僅示出其中的一個?；咨系牡谝淮呋瘎┩繉?6包括鉬族金屬。第一催化劑涂層16 從基底12的出口端24向入口端22延伸遍布不到基底12的整個軸向長度L。第二催化劑涂層18包括用于氮氧化物的選擇性催化還原(SCR)的催化劑。第二催化劑涂層18從基底 12的入口端22向出口端24延伸遍布不到基底12的整個軸向長度L。第二催化劑涂層18 重疊20第一催化劑涂層16的一部分。
一些實施方案的鉬族金屬是鉬、鈀、銠、釕、鋨和銥中的一種或多種。在詳述的實施方案中，鉬族金屬是鈀、鉬和其組合中的一種或多種。在具體的實施方案中，鉬族金屬包括單獨的或與其他鉬族金屬組合的鉬。
根據(jù)詳述的實施方案，鉬族金屬的至少一部分被支撐在微粒耐火氧化物載體上。 在一些具體的實施方案中，鉬族金屬被直接支撐在基底壁上。如在該說明書和所附的權(quán)利要求中使用的，術(shù)語“直接支撐在基底壁上”意指金屬不是例如通過溶液浸潰在微粒載體上。另外，術(shù)語“基本上無支撐的”意指金屬被直接支撐在基底壁上。例如，金屬被涂布在基底上，而沒有插入微粒耐火氧化物載體。
在詳述的實施方案中，第一催化劑涂層和第二催化劑涂層重疊以形成三個區(qū)16、 18和20。如圖2所示的，第一區(qū)18通過選擇性催化還原移除N0x。第二區(qū)20氧化氨，且第三區(qū)16氧化一氧化碳和烴。為了能夠氧化CO和HC，第三區(qū)必須是CO和HC能夠接近的，以能夠點火和氧化。
在詳述的實施方案中，三個區(qū)中的每一個單獨地占基底的軸向長度的約10%至約80%的范圍。在具體的實施方案中，三個區(qū)中的每一個占基底的軸向長度的1/3。
基底
根據(jù)一個或多個實施方案，用于催化劑的基底可以是通常用于制備汽車催化劑的那些材料中的任一種，并且將通常包含金屬或陶瓷蜂窩式結(jié)構(gòu)?？梢圆捎萌魏魏线m的基底， 諸如整體流通基底，其具有從基底的進口延伸至出口面以使得通路對流體流開啟的多個細小的、平行的氣流通路。這些通路(從其流體進口到其流體出口基本上為直線路徑)是由壁體所界定，在所述壁體上涂布有用作“活性涂層”的催化材料，以便氣體流動通過這些通路以接觸催化材料。整體基底的流動通路為薄壁通道，其可以為任何合適的截面形狀，諸如梯形、矩形、方形、正弦形、六邊形、橢圓形、圓形等等。此類結(jié)構(gòu)可以含有以每平方英寸橫截面 (cpsi)計約60個到約1200個或更多進氣口開孔(即“單元”)。代表性的市售流通基底是 Corning 400/6堇青石材料,該材料是由堇青石構(gòu)造并且具有400cpsi以及6密耳的壁厚度。然而，應當理解，本發(fā)明并不限于特定的基底類型、材料或者幾何形狀。
陶瓷基底可以由任何合適的耐火材料制成，例如，堇青石、堇青石-α氧化鋁、氮化硅、鋯石莫來石(zircon mullite)、鋰輝石、氧化鋁-氧化硅氧化鎂、硅酸鋯、硅線石、硅酸鎂、鋯石、透鋰長石、α氧化鋁、鋁硅酸鹽等等。
可用于根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方案的催化劑的基底本質(zhì)上還可以為金屬， 并且可由一種或多種金屬或金屬合金構(gòu)成。示例性金屬支撐體包括耐熱金屬和金屬合金， 諸如鈦和不銹鋼，以及其中鐵為基本或主要組分的其它合金。這些合金可以含有鎳、鉻和/ 或鋁中的一種或多種，并且這些金屬的總量可以包含至少15重量％的合金，例如10-25重量％的鉻、3-8重量％的鋁和多達20重量％的鎳。這些合金還可含有少量或痕量的一種或多種其它金屬，諸如錳、銅、釩、鈦等等。金屬基底可以采用各種形狀，諸如波紋板或整體形式。代表性的市售金屬基底是由依米泰克(Emitec)制造的。然而，應當理解，本發(fā)明并不限于特定的基底類型、材料或者幾何形狀。金屬基底表面可以在高溫(例如1000°和更高) 下氧化，以在基底表面上形成氧化物層，從而提高合金的耐腐蝕性。此類高溫誘導的氧化還可增強耐火金屬氧化物支撐體的附著并且將金屬組分以催化方式促進到基底上。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案的可用于支撐SCR催化劑組合物的壁流基底具有沿著基底的縱軸延伸的多個細的、基本上平行的氣體流動通道。通常，每一個通道在基底主體的一端被堵塞，且交替的通道在相對端面處被堵塞。這樣的整體載體每平方英寸橫截面可以包含高達約700或更多個流動通道(或“室”)，但可以使用更少的流動通道。例如，每平方英寸 (“cpsi”)載體可以具有約7至600，更通常約100至400個室。室可以具有矩形、正方形、圓形、橢圓形、三角形、六角形的橫截面，或具有其他多邊形形狀。壁流基底通常具有在O. 002 和O. I英寸之間的壁厚度。合適的壁流基底具有在O. 002和O. 015英寸之間的壁厚度。
合適的壁流式過濾器基底主要由陶瓷樣材料例如堇青石、α -氧化鋁、碳化硅、氮化硅、氧化鋯、莫來石、鋰輝石、氧化鋁-氧化硅-氧化鎂或硅酸鋯組成、或由多孔耐火金屬組成。壁流基底還可以由陶瓷纖維復合材料形成。合適的壁流基底由堇青石和碳化硅形成。此類材料能夠經(jīng)得起在處理廢氣流中遇到的環(huán)境，尤其是高溫。可以用SCR催化劑來涂布壁流式過濾器達其整個軸向長度，或以區(qū)涂布的配置涂布達過濾器的總軸向長度的一部分。
用于本發(fā)明系統(tǒng)的合適的壁流基底包括薄的多孔壁蜂窩(整體)，通過流體流流過該多孔壁蜂窩，而不會造成反壓或跨過制品的壓力的太大增加。通常，干凈的壁流制品的存在將產(chǎn)生I英寸水柱至IOpsig的反壓。在一個實施方案中，用于系統(tǒng)中的陶瓷壁流基底由具有至少40%或45% (例如，40%至80%)的孔隙率，具有至少5微米(例如，5至30微米)的平均孔徑的材料形成。在具體的實施方案中，此類材料具有至少50% (例如，50%至80%)的孔隙率。形成壁的材料的孔隙率可以由壁的密度與材料的理論密度的比值來定義。在具體的實施方案中，基底具有至少55%的孔隙率并具有至少10微米的平均孔徑。當具有這些孔隙率和這些平均孔徑的基底用下面描述的技術(shù)涂布時，足夠水平的SCR催化劑組合物可以裝載到基底上以實現(xiàn)極好的NOx轉(zhuǎn)化效率。這些基底仍能夠保持足夠的廢氣流動特征，即， 可接受的反壓，與SCR催化劑裝載量無關。美國專利第4，329，162號關于合適的壁流基底的公開內(nèi)容通過引用并入本文?；?2還可以是移除氣流中至少約70%微粒物質(zhì)的高效過濾器。
相比于本發(fā)明中利用的壁流式過濾器，商業(yè)用途的典型壁流式過濾器通常形成為具有較低的壁孔隙率(例如約35%至50%)。一般而言，商業(yè)壁流式過濾器的孔徑分布通常是非常寬的，具有小于17微米的平均孔徑。
SCR組合物
根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方案，可有效催化SCR功能的組分(本文稱為“SCR 組分”)是作為NOx減排催化劑組合物的一部分來用于活性涂層中。一般而言，SCR組分是包含活性涂層中其它組分的組合物的一部分。然而，在一個或多個實施方案中，NOx減排催化劑組合物可以僅包含SCR組分。
在一些實施方案中，本發(fā)明使用包括微孔無機骨架或分子篩的SCR組分，在其上已將來自周期表中的VB族、VlB族、VIIB族、VIIIB族、IB族或IIB族中的一個族的金屬沉積到了位于外表面上或位于分子篩的通道、腔體或殼體內(nèi)的骨架外部位上。金屬可以是若干形式中的一種，包括但不限于零價金屬原子或簇、分離的陽離子、單核或多核含氧陽離子 (oxycation)或者如延伸的金屬氧化物。在具體實施方案中，金屬包括鐵、銅以及它們的混合物或組合。
在某些實施方案中，SCR組分含有范圍在約O. 10重量％至約10重量％的VB族、 VIB族、VIIB族、VIIIB族、IB族或IIB族金屬，所述金屬位于外表面上或者位于分子篩的通道、腔體或殼體內(nèi)的骨架外部位上。在優(yōu)選實施方案中，骨架外金屬存在量的范圍為約O. 2重量％至約5重量％。
微孔無機骨架可以由具有國際沸石協(xié)會(IZA)公布的沸石結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫中所列任何一種骨架結(jié)構(gòu)的微孔鋁硅酸鹽或沸石組合物。骨架結(jié)構(gòu)包括但不限于CHA、FAU、BEA、MFI、 MOR型中的那些類型。具有這些結(jié)構(gòu)的沸石的非限制性例子包括菱沸石、八面沸石、沸石Y、 超穩(wěn)定沸石Y、β沸石、發(fā)光沸石、硅質(zhì)巖、沸石X和ZSM-5。一些實施方案使用具有的氧化硅/氧化鋁摩爾比(定義為SiO2Al2O3并且縮寫為SAR)為至少約5，優(yōu)選至少約20，并且可用范圍約為10到200的鋁硅酸鹽沸石。
在具體實施方案中，SCR組分包括具有CHA晶體骨架類型、SAR大于約15且銅含量超過約O. 2重量％的鋁硅酸鹽分子篩。在更具體實施方案中，SAR為至少約10，并且銅含量為約O. 2重量％到約5重量％。具有CHA結(jié)構(gòu)的沸石包括(但不限于)天然菱沸石、SSZ-13、 LZ-218、Linde D、Linde R、Phi、ZK_14 和 ZYT-6。其它適用的沸石還在標題為“Copper CHAZeolite Catalysts”的美國專利申請第7，601, 662號中有所描述,該專利申請全文以引用的方式并入本文。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方案，提供了包括非沸石分子篩的SCR組合物。如本文所用，術(shù)語“非沸石分子篩”是指共角四面體骨架，其中至少一部分四面體部位被除了硅或鋁以外的元素占據(jù)。此類分子篩的非限制性例子包括磷酸鋁和金屬磷酸鋁，其中金屬可以包括硅、銅、鋅或其它合適的金屬。此類實施方案可以包括非沸石分子篩，所述非沸石分子篩具有選自CHA、FAU、MFI、MOR和BEA的晶體骨架類型?？梢詫⒎欠惺M合物用在根據(jù)本發(fā)明的實施方案的SCR組分中。具體的非限制性例子包括磷酸硅鋁SAP0-34、SAP0-37、SAP0-44。合成形式的SAP0-34的合成在美國專利第7，264，789號中有所描述，該專利據(jù)此以引用的方式并入。制造具有菱沸石結(jié)構(gòu)的另一合成非沸石分子篩SAP0-44的方法在美國專利第6，162，415號中有所描述，該專利據(jù)此以引用的方式并入。SCR組合物由支撐在耐火金屬氧化物(諸如氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈦、二氧化鈰以及它們的組合)上的釩組合物，并且也是廣為所知的，并在商業(yè)上廣泛用于移動應用中。典型組合物在美國專利第4，010, 238號和第4，085，193號中有所描述，所述專利全文以引用的方式并入本文。商業(yè)上使用(特別是在移動應用中)的組合物包含TiO2，在該TiO2上已分別以5到20重量％和O. 5到6重量％的范圍分散有WO3和V205。這些催化劑可以含有其它無機材料，諸如作為粘合劑和促進劑的SiO2和Zr02。NH3氧化組合物根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方案，將可有效催化NH3氧化功能的組合物(本文稱為“NH3氧化組分”)用于NOx減排催化劑中。廢氣流中所含的氨在NH3氧化組分上與氧反應，以根據(jù)方程式I形成N2。根據(jù)一個或多個實施方案，NH3氧化組分可以是可有效從廢氣流中移除氨的支撐的貴金屬組分。在一個或多個實施方案中，貴金屬組分包括釕、銠、銥、鈀、鉬、銀或金。在具體實施方案中，貴金屬組分包括釕、銠、銥、鈀、鉬、銀和金的物理混合物以及化學和原子摻雜組合。在更具體實施方案中，貴金屬組分包括鉬。在甚至更具體的實施方案中，鉬的存在量范圍是基于鉬支撐負載的約O. 008重量％到約2重量％ (金屬)。根據(jù)一個或多個實施方案，貴金屬組分被沉積在大表面積的耐火金屬氧化物支撐體上。合適的大表面積耐火金屬氧化物的例子包括但不限于氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鈰和氧化鋯，以及它們的物理混合物、化學組合和/或原子摻雜組合。在具體實施方案中，耐火金屬氧化物可以含有混合氧化物，諸如二氧化硅-氧化鋁、無定形或晶體鋁硅酸鹽、氧化招-氧化錯、氧化招-氧化鑭、氧化招-氧化鉻、氧化招-氧化鋇、氧化招-二氧化鈰等等。示例性耐火金屬氧化物包含比表面積為約50到約300m2/g的大表面積Y-氧化招。如本文另外所述，NH3氧化組分可以包括沸石的或非沸石的分子篩，該分子篩可以具有國際沸石協(xié)會(IZA)公布的沸石結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫中所列的任何一種骨架結(jié)構(gòu)。骨架結(jié)構(gòu)包括但不限于CHA、FAU、BEA、MFI和MOR型中的那些類型。在一個實施方案中，分子篩組分可以與氧化物支撐的鉬組分物理上混合。在替代性實施方案中，鉬可以分布于分子篩的外表面上或者通道、腔體或殼體中。
NH3氧化組合物可以含有對氨SCR功能具有活性的組分。SCR組分可以由前文所述的任何一種SCR組分組合物。在一個實施方案中，NH3氧化組分包括氧化物支撐的鉬組分以及SCR組分的物理混合物。在替代性實施方案中，鉬可以分布于SCR組分的外表面上或者通道、腔體或殼體中。在一個或多個實施方案中，催化劑制品包括用于NH3氧化的兩層， 第一層包括鉬族金屬組分，例如Pt，且第二層包括分子篩，例如沸石。
活性涂層
根據(jù)一個或多個實施方案，可以將SCR組分和NH3氧化組分施加到活性涂層中，該活性涂層被涂布在基底上并且附著至基底。
例如，含有NH3氧化組分的組合物的活性涂層可以通過在合適的溶劑(例如水)中制備鉬前體的混合物或溶液來形成。通常，從經(jīng)濟和環(huán)境方面來看，優(yōu)選的是鉬的可溶性化合物或絡合物的水溶液。一般而言，使用化合物或絡合物形式的鉬前體，以實現(xiàn)鉬前體在支撐上的分散。就本發(fā)明而言，術(shù)語“鉬前體”意指在煅燒或使用初始相之后離解或轉(zhuǎn)化為催化活性形式的任何化合物、絡合物等等。適用的鉬絡合物或化合物包括但不限于氯化鉬(例如[Ptci4F, [PtCl6r的鹽)、氫氧化鉬(例如[Pt(OH)6F的鹽)、鉬氨絡物(例如[Pt (NH3)4]2+]、[Pt(NH3)4]4+的鹽)、鉬水合物(例如[Pt(OH2)4]2+的鹽)、雙(乙酰丙酮) 鉬以及混合的化合物或絡合物(例如[Pt(NH3)2(Cl)2])。代表性的市售鉬源是來自Strem Chemicals公司的99%的六氯鉬酸銨，其可含有痕量的其它貴金屬。然而，應當理解，本發(fā)明不限于具體類型、組成或純度的鉬前體。通過若干化學方式中的一種來將鉬前體的混合物或溶液加入支撐體。這些方式包括將鉬前體溶液浸潰到支撐體上，隨后可以進行摻入酸性組分(例如乙酸)或堿性組分(例如氫氧化銨)的固定步驟。該濕潤固體可以被化學還原或煅燒，或者就如此來使用?；蛘?，支撐體可以懸浮于適用的載劑(例如水)中并且與溶液中的鉬前體反應。當支撐體是沸石時，通常更多地使用后一種方法，而且希望將鉬前體固定到沸石骨架中的離子交換部位。附加的處理步驟可以包括通過酸性組分(例如乙酸)或堿性組分 (例如氫氧化銨)固定、化學還原、或煅燒。
在使用SCR組合物的活性涂層的一個或多個實施方案中，所述層可以含有其上已分布有來自周期表VB族、VIB族、VIIB族、VIIIB族、IB族或IIB族中的一個族的金屬的沸石的或非沸石的分子篩。該系列的示例性金屬是銅。示例性分子篩包括但不限于具有以下晶體結(jié)構(gòu)的沸石CHA、BEA、FAU、M0R和MFI。用于將金屬分布在沸石上的合適的方法是，首先在合適的溶劑(例如水)中制備金屬前體的混合物或溶液。通常，從經(jīng)濟和環(huán)境方面來看， 優(yōu)選的是金屬可溶性化合物或絡合物的水溶液。就本發(fā)明而言，術(shù)語“金屬前體”意指可以分散在沸石支撐體上以提供催化活性的金屬組分的任何化合物、絡合物等等。對于示例性 IB族金屬銅來說，適用的絡合物或化合物包括但不限于無水和水合硫酸銅、硝酸銅、乙酸銅、乙酰丙酮銅、氧化銅、氫氧化銅以及銅氨絡合物的鹽(例如[Cu(NH3)4]2+)。代表性的市售銅源是來自Strem Chemicals公司的97%乙酸銅，其可以含有痕量的其它金屬，尤其是鐵和鎳。然而，應當理解，本發(fā)明不限于具體類型、組成或純度的金屬前體。可以將分子篩加入金屬組分的溶液以形成懸浮液?？梢允乖搼腋∫悍磻?，以便銅組分被分布于沸石上。這可以使得銅被分布于孔隙通道中以及分布于分子篩的外表面上。銅可以作為銅(II)離子、銅(I)離子或作為氧化銅來分布。在銅被分布于分子篩上之后，可以將固體從懸浮液的液相中分離、洗滌以及干燥。所得的含銅分子篩還可被煅燒以固定銅。
為涂覆根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方案的活性涂層，將催化劑的磨碎顆粒(由SCR組分、NH3氧化組分或它們的混合物組成)懸浮于適當?shù)妮d劑(例如水)中以形成漿液。可以將其它促進劑和/或穩(wěn)定劑和/或表面活性劑以混合物、在水中的溶液或水溶性載劑來加入漿液。在一個或多個實施方案中，將漿液研細以使得基本上所有固體均具有平均直徑小于約10微米(S卩，約O. 1-8微米的范圍)的粒徑。研細可以在球磨機、連續(xù)艾格爾磨機(Eiger mill)或其它類似設備中完成。在一個或多個實施方案中，懸浮液或漿液的pH為約2至小于約7。如有必要，可以通過向漿液添加足量的無機或有機酸來調(diào)節(jié)漿液的pH。漿液的固體含量可能為(例如)約20-60重量％，并且更具體來說約35-45重量％。然后，可以將基底浸入漿液中，或者可以將漿料涂覆在基底上，使得在基底上沉積所需的催化劑層負載。此后，涂布的基底在約100°C下干燥并且在(例如)300-650°C下加熱煅燒約I小時至約3小時。干燥和煅燒通常是在空氣中進行。如有必要，可以重復涂布、干燥和煅燒過程，以在支撐體上得到最終所需的催化劑活性涂層重量。在一些情況下，不可能完全移除液體和其它揮發(fā)性組份，直到催化劑進入使用并在操作期間遇到高溫為止。煅燒后，通過計算涂布基底重量與未涂布基底重量之差來測定催化劑活性涂層負載。如對本領域的技術(shù)人員顯而易見，通過改變涂布漿液的固體含量和漿液黏度，可以改變催化劑負載。或者，可以反復將基底浸沒于涂布漿液中，然后如上所述那樣移除過量漿液。制備催化劑的方法如圖3所示的，根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方案的催化劑或催化劑制品可以通過兩步過程來制備。在第一步驟中，載體基底12直接被涂布上鉬族金屬，在具體的實施方案中，載體基底12是具有多孔壁且包含尺寸在約100通道/in2至1000通道/in2的范圍內(nèi)的通道14的蜂窩式基底。為了便于闡述，僅示出單一通道14。在詳述的實施方案中，涂布鉬族金屬，而沒有插入微粒耐火氧化物載體。為了便于闡述，這示出為第一催化劑涂層16。將涂布的基底12干燥和煅燒過將基本上無支撐的鉬族金屬固定在基底12上。然后將基底12的多孔壁的一部分漿料涂覆上包含用于選擇性催化還原氮氧化物的催化劑的第二催化劑涂層18活性涂層。將基底12干燥和煅燒以將第二催化劑涂層18活性涂層固定在基底12上。在詳述的實施方案中，第二催化劑涂層18在基底12的入口端22和出口端24之間的區(qū)上形成以提供三個區(qū)，通過選擇性催化還原減排氨的第一區(qū)、氧化氨的第二區(qū)以及氧化一氧化碳的第三區(qū)。在具體的實施方案中，基底12包括壁流式過濾器，壁流式過濾器具有形成為多個軸向延伸的通道的氣體可滲透的壁，每一個通道的一端被堵塞，且在其相對端處任一對的鄰近通道被堵塞。本發(fā)明的另外的實施方案涉及制備用于處理包含NOx的廢氣流的具有入口端22和出口端24的催化劑制品的方法。第一活性涂層16被漿料涂覆在蜂窩式基底12的與基底12的出口端24鄰近的壁上。在詳述的實施方案中，第一活性涂層16包括鉬族金屬。基底12的多孔壁然后被漿料涂覆上包含用于氮氧化物的選擇性催化還原(SCR)的催化劑的第二活性涂層18。第二活性涂層18從入口端22延伸且至少部分地重疊第一活性涂層16。將涂布的基底12干燥和煅燒以將活性涂層16、18固定在基底12上。這提供通過選擇性催化還原減排氨的第一區(qū)、氧化氨的第二區(qū)以及氧化一氧化碳和烴的第三區(qū)。在詳述的實施方案中，基底12包括流通基底。
在一個或多個具體的實施方案中，基底12包括壁流基底過濾器，該壁流基底過濾器具有形成為多個軸向延伸的通道的氣體可滲透的壁，每一個通道的一端被堵塞，且在其相對端處任一對的鄰近通道被堵塞。
本發(fā)明的另外的實施方案涉及制備用于處理包含微粒物質(zhì)、NOx和一氧化碳的廢氣流的催化劑的方法?；?2包括界定軸向長度L的入口端22和出口端24?；?2的出口部分被涂布上包含有效催化廢氣流中的一氧化碳的氧化的鉬族金屬的第一催化劑涂層16。第一催化劑涂層16從基底12的出口端24向入口端22延伸遍布不到整個軸向長度 L。將涂布的基底12干燥和煅燒以將第一催化劑涂層16固定在基底12的出口部分上。基底12的入口部分被涂布上包含有效還原廢氣流中的NOx的選擇性催化還原(SCR)催化劑的第二催化劑涂層18。第二催化劑涂層18從基底12的入口端22向出口端24延伸遍布不到整個軸向長度L并重疊第一催化劑涂層16的一部分。將涂布的基底12干燥和煅燒以將第二催化劑涂層18固定在基底12的入口部分上。
用于處理排放物的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明的另一方面包括一種處理產(chǎn)生于發(fā)動機廢氣流中的排放物的方法。廢氣流可以包括N0X、CO、烴和氨中的一種或多種。在一個或多個實施方案中，該方法包括將氨或氨前體注入廢氣流；以及然后使廢氣流首先通過本文所述的上游SCR區(qū)來通過SCR功能移除N0X。在此類實施方案中，廢氣流隨后通過中游AMOx區(qū)來通過NH3氧化功能移除氨。中游催化劑區(qū)還可接著有氧化CO和烴中的一種或多種的下游區(qū)。
在一個實施方案中，上游SCR區(qū)、中游AMOx區(qū)和下游DOC區(qū)布置在單個催化劑基底上。SCR區(qū)可以存在基底長度的約50%至約90%的范圍或基底長度的約20%至約90%的范圍，并且僅由SCR組分組成。AMOx區(qū)構(gòu)成基底長度的約5%至約50%的范圍，并且包括含 NH3氧化組分的內(nèi)涂層和含SCR組分的外涂層。下游DOC區(qū)構(gòu)成基底長度的約5%至約50% 的范圍，且包括氧化組分。
在該方法的替代性實施方案中，上游SCR區(qū)設置在一個載體基底上，下游AMOx區(qū)設置在單獨的載體基底上。在該實施方案中，AMOx區(qū)是作為如上所述獨立的AMOx來制備。 下游獨立的AMOx催化劑的體積是在上游SCR催化劑體積的約10%至約100%的范圍內(nèi)，并且由含NH3氧化組分的內(nèi)涂層和含SCR組分的外涂層組成。
在以上兩個實施方案中，AMOx區(qū)包括組成和功能上不同的兩個層。內(nèi)涂層包括支撐的貴金屬組分，并且起到根據(jù)方程式2氧化氨的作用。在氨分子不能快速被NOx分子消耗的條件下(例如，在熱解吸活動下)從SCR催化劑上脫附的氨分子向下移動到通道14，同時碰撞上游區(qū)中的活性涂層18(含有SCR催化劑)。分子可以擴散入和擴散出活性涂層18，但其未被催化劑轉(zhuǎn)化，直到其進入下游區(qū)并且接觸內(nèi)涂層16為止，該內(nèi)涂層16包含包括NH3 氧化組分的組合物。在內(nèi)涂層16中，氨最初轉(zhuǎn)化為NO，NO隨后可以擴散到外涂層18。在含有SCR催化劑組合物的外涂層中，NO可以與NH3反應以形成N2,從而增加對N2的凈選擇性。
將底活性涂層中的支撐貴金屬放置在外涂層中SCR組分的下面限制了 NO僅能在內(nèi)涂層中產(chǎn)生。這樣的結(jié)果是增加NO在催化劑活性涂層內(nèi)的平均滯留壽命。因為NO的滯留時間增加，NO具有更高的概率來與SCR活性涂層中的氨分子碰撞并且產(chǎn)生N2, N2最終從催化劑上釋放。
在使用中，催化劑的上游SCR區(qū)18主要負責通過氨選擇性催化還原反應來從廢氣中移除NOx排放物。下游AMOx區(qū)主要負責氨氧化功能。如本文中另外論述的，具有SCR組合物重疊層的下游區(qū)20將具有SCR活性并且可以進一步在NOx減排中起作用。以此方式，AMOx區(qū)可有助于凈NOx移除。另外，在高溫下，一些SCR組合物(尤其是基于銅的SCR催化齊U)還可以在即便缺乏貴金屬組分的情況下，具有可觀的氨氧化活性。此外，基于銅的SCR催化劑組合物可以在高于350°C的溫度下以高選擇性將NH3轉(zhuǎn)化為N2。在一個或多個實施方案中，SCR區(qū)從而可有助于減排過量的氨。排放物處理系統(tǒng)本發(fā)明的一個方面涉及用于處理由柴油機排放的廢氣的排放物處理系統(tǒng)。圖4示出排放物處理系統(tǒng)40的一個或多個實施方案，排放物處理系統(tǒng)40包括柴油機41，柴油機41排放包括微粒物質(zhì)、NOx和一氧化碳的廢氣流。第一基底45具有界定軸向長度的入口端和出口端。第一基底45被定位在柴油機41的下游且與柴油機41流動相通。第一基底45具有包括鉬族金屬的第一催化劑涂層，第一催化劑涂層從出口端向入口端延伸遍布不到基底的整個軸向長度；和包括用于氮氧化物的選擇性催化還原(SCR)的催化劑的第二催化劑涂層，第二催化劑涂層從入口端向出口端延伸遍布不到基底的整個軸向長度并重疊第一催化劑涂層的一部分。在詳述的實施方案中，第一基底45選自由壁流基底和流通基底組成的組，在具體的實施方案中，鉬族金屬的至少一部分是在耐火金屬氧化物載體上。在另外具體的實施方案中，鉬族金屬是鉬。在一個或多個實施方案中，上游基底43被涂布上用于選擇性催化還原氮氧化物的催化劑。上游基底43與來自柴油機41的廢氣流流動相通且布置在柴油機41和第一基底45之間。在詳述的實施方案中，上游基底43包括蜂窩式流通基底。在具體的實施方案中，上游基底43包括壁流式過濾器基底，所述壁流式過濾器基底具有形成為多個軸向延伸的通道的氣體可滲透的壁，每一個通道的一端被堵塞，且在其相對端處任一對的鄰近通道被堵塞。在一些具體的實施方案中，第一催化劑和第二催化劑重疊以形成三個區(qū)。第一區(qū)通過選擇性催化還原減排氮氧化物，第二區(qū)氧化氨，且第三區(qū)氧化一氧化碳和烴，且鉬族金屬被直接支撐在第一區(qū)和第三區(qū)中的基底壁上。根據(jù)一個或多個詳述的實施方案，第一基底包括蜂窩式流通基底，且第一催化劑和第二催化劑重疊以形成三個區(qū)。第一區(qū)通過選擇性催化還原減排氮氧化物，第二區(qū)氧化氨，且第三區(qū)氧化一氧化碳和烴。鉬族金屬的至少一部分是在顆粒耐火氧化物載體上。在一些具體的實施方案中，第一基底是壁流式過濾器基底，所述壁流式過濾器基底具有形成為多個軸向延伸的通道的氣體可滲透的壁。每一個通道的一端被堵塞，且在其相對端處任一對的鄰近通道被堵塞。在一個或多個實施方案中，存在壁流式過濾器基底，該壁流式過濾器基底具有形成為多個軸向延伸的通道的氣體可滲透的壁，與柴油機41和第一基底45流動相通且布置在柴油機41和第一基底45之間。壁流式過濾器基底43的每一個通道的一端被堵塞,且其被涂布上烴或CO氧化催化劑的相對端處任一對的鄰近通道被堵塞。本說明書中提到的“ 一個實施方案”、“某些實施方案”、“ 一個或多個實施方案”或“實施方案”意指結(jié)合實施方案描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特性包括在至少一個本發(fā)明的實施方案內(nèi)。因此，在本說明書中各種地方出現(xiàn)的短語，諸如“在一個或多個實施方案中”、“在某些實施方案中”、“在一個實施方案中”或“在實施方案中”，并不一定是指本發(fā)明同一個實施方案。此外，具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特征可以在一個或多個實施方案中以任意合適的方式組合。雖然本文已結(jié)合具體實施方案描述了本發(fā)明，但應當理解，這些實施方案對本發(fā)明的原理和應用僅僅是示例性的。對本領域的技術(shù)人員將顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以對本發(fā)明的方法和裝置進行各種修改和變化。因此，意味著，本發(fā)明包括在所附權(quán)利要求書及其等同物范圍內(nèi)的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于處理廢氣流的催化劑制品，所述廢氣流包含顆粒物質(zhì)、烴、CO和氨，所述制品包括 基底，其具有界定軸向長度的入口端和出口端； 第一催化劑涂層，其包括鉬族金屬，所述第一催化劑涂層從所述出口端向所述入口端延伸遍布不到所述基底的整個軸向長度；和 第二催化劑涂層，其包括用于氮氧化物的選擇性催化還原(SCR)的催化劑，所述第二催化劑涂層從所述入口端向所述出口端延伸遍布不到所述基底的整個軸向長度，并重疊所述第一催化劑涂層的一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的催化劑制品，其中所述基底是具有多個縱向延伸的通道的流通基底，所述通道由限制和界定所述通道的縱向延伸的壁形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的催化劑制品，其中所述基底是壁流式過濾器，所述壁流式過濾器具有形成為多個軸向延伸的通道的氣體可滲透的壁，每一個通道的一端被堵塞，且在其相對端處任一對的鄰近通道被堵塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的催化劑制品，其中所述鉬族金屬的至少一部分是在微粒耐火金屬氧化物載體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的催化劑制品，其中所述鉬族金屬是鉬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的催化劑制品，其中所述第一催化劑涂層和所述第二催化劑涂層重疊以形成三個區(qū)，通過選擇性催化還原移除NOx的第一區(qū)、氧化氨的第二區(qū)以及氧化一氧化碳和烴的第三區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的催化劑制品，其中所述鉬族金屬被直接支撐在所述基底壁上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的催化劑制品，其中所述三個區(qū)中的每個單獨地占所述基底的軸向長度的約10%至約80%的范圍。
9.一種排放物處理系統(tǒng)，包括 柴油機，其排放包括微粒物質(zhì)、NOx和一氧化碳的廢氣流；和 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的催化劑制品。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的排放物處理系統(tǒng)，其中存在上游基底，所述上游基底被涂布上用于選擇性催化還原氮氧化物的催化劑，布置為與所述廢氣流流動相通且在所述柴油機和所述第一基底之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的排放物處理系統(tǒng)，其中所述上游基底包括是蜂窩式流通基底。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的排放物處理系統(tǒng)，其中所述上游基底包括壁流式過濾器基底，所述壁流式過濾器基底具有形成為多個軸向延伸的通道的氣體可滲透的壁，每一個通道的一端被堵塞，且在其相對端處任一對的鄰近通道被堵塞。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項所述的排放物處理系統(tǒng)，其中存在壁流式過濾器基底，所述壁流式過濾器基底具有形成為多個軸向延伸的通道的氣體可滲透的壁，每一個通道的一端被堵塞，且在其相對端處任一對的鄰近通道被堵塞，所述壁流式過濾器基底被涂布上烴或CO氧化催化劑，布置為與所述廢氣流流動相通且在所述柴油機和所述第一基底之間。
14.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的催化劑制品的方法，所述方法包括 直接將第一基本上無支撐的鉬族金屬涂布在蜂窩式基底的多孔壁上； 干燥和煅燒所述涂布的基底以將所述第一基本上無支撐的鉬族金屬固定在所述基底上； 將所述多孔壁的一部分漿料涂覆上包含用于氮氧化物的選擇性催化還原(SCR)的催化劑的活性涂層；和 干燥和煅燒所述涂布的基底以將所述活性涂層固定在所述基底上。
15.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的具有入口端和出口端的催化劑制品的方法，所述方法包括將包含鉬族金屬的第一活性涂層漿料涂覆上鄰近蜂窩式基底的所述出口端多孔壁；將所述多孔壁漿料涂覆上包含用于氮氧化物的選擇性催化還原(SCR)的催化劑的第二活性涂層，所述第二活性涂層從所述入口端延伸且至少部分地重疊所述第一活性涂層；和干燥和煅燒所述涂布的基底以將所述活性涂層固定在所述基底上，以提供通過選擇性催化還原減排氨的第一區(qū)、氧化氨的第二區(qū)以及氧化一氧化碳和烴的第三區(qū)。
16.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的催化劑制品的方法，所述基底包括界定軸向長度的入口端和出口端，所述方法包括 將所述基底的出口部分涂布上包含有效催化所述廢氣流中的一氧化碳的氧化的鉬族金屬的第一催化劑涂層，所述第一催化劑涂層從所述基底的所述出口端向所述入口端延伸遍布不到所述整個軸向長度； 干燥和煅燒所述涂布的基底以將所述第一催化劑涂層固定在所述基底的所述出口部分上; 將所述基底的入口部分涂布上包含有效還原所述廢氣流中的NOx的選擇性催化還原(SCR)催化劑的第二催化劑涂層，所述第二催化劑涂層從所述基底的所述入口端向所述出口端延伸遍布不到所述整個軸向長度并重疊所述第一催化劑涂層的一部分；和 干燥和煅燒所述涂布的基底以將所述第二催化劑涂層固定在所述基底的所述入口部分上。
全文摘要
本發(fā)明描述了用于處理廢氣流的催化劑和催化劑制品。在一個或多個實施方案中，催化劑系統(tǒng)包括通過選擇性催化還原減排氮氧化物的第一區(qū)、氧化氨的第二區(qū)以及氧化一氧化碳和烴的第三區(qū)。本發(fā)明還提供了用于處理廢氣流的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明還描述了制備和使用這樣的催化劑和催化劑制品的方法。
文檔編號F01N3/08GK102985655SQ201180032540
公開日2013年3月20日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者S·R·布爾斯, M·T·考德, M·迪特勒, S·V·庫馬爾, K·E·福斯 申請人:巴斯夫公司