[發明專利]用于氧化來自使用燃料稀燃混合物的烴燃料源的廢氣中的一氧化氮的方法和體系結構

有效

• 申請號: 200910204489.3
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN101711944A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: C·H·金;W·李;K·A·達爾伯格
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/94;B01D53/56;B01J23/83
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 段曉玲;韋欣華

交叉引用的相關申請

本申請要求2008年10月3日提交的美國臨時申請系列No. 61/102462的權益。

技術領域

本發明通常所涉及的領域包括廢氣的處理，該廢氣來自使用 燃料稀燃混合物(a?fuel?lean?combustion?mixture)運行的烴作燃料的功 率源，例如柴油機。更明確的，本發明涉及用于氧化廢氣中的一氧化氮 (nitric?oxide)成分的方法和體系結構。

背景技術

柴油機、某些汽油作燃料的發動機和許多烴作燃料的發電廠 是以高于化學計量的空氣：燃料質量比來運行的，以提高燃料的經濟性。 但是，這樣的稀燃發動機和其他功率源產生了熱廢氣，所述熱廢氣具有 相當高含量的氧氣和氮氧化物(NO_x)。在柴油機的情況中，來自暖機過 的發動機的廢氣的溫度典型的處于200℃-400℃的范圍內，并且其典型 的體積組成為大約10％的氧氣、6％的二氧化碳、0.1％一氧化碳、180ppm 的烴、235ppm的NO_x和余量的氮氣和水。由于熱廢氣流中高的氧氣(O₂) 含量，因此這些典型的包含一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)的NO_x氣體 難以被還原成為氮氣(N₂)。

發明內容

示例性的實施方案提供了后處理系統體系結構 (after-treatment?system?architecture)和方法，其用于氧化廢氣流中的一 氧化氮，該廢氣流來自使用燃料稀燃混合物運行的烴作燃料的功率源， 例如柴油機。

在一種示例性的實施方案中，可以在催化氧化反應器中提供 通式ABO₃的鈣鈦礦催化劑來氧化稀燃烴燃料型功率源(a?lean?burning hydrocarbon?fueled?power?source)的廢氣流中的一氧化氮，其中A表示 來自鑭系元素的稀土金屬和/或堿土金屬，以及其中B表示過渡金屬。

在另外一種示例性的實施方案中，上述的通式ABO₃的鈣鈦 礦催化劑的催化性能可以通過在催化劑配方中用少量的助催化劑材料 來代替一部分的元素A或者元素B來提高。

在仍然另一種示例性的實施方案中，可以提供用于降低NO_x排放物的排氣系統，其包括具有上述的通式ABO₃的鈣鈦礦催化劑的催 化氧化反應器。

還可以提供相關的示例性方法，該方法使用依照上述示例性 實施方案的鈣鈦礦催化劑來氧化廢氣流中的一氧化氮，所述廢氣流來自 使用燃料稀燃混合物運行的烴作燃料的功率源，例如柴油機。

本發明其他示例性的實施方案將從下文所提供的詳細說明中 而變得顯而易見。應當理解雖然公開了本發明的示例性實施方案，但是 所述的詳細說明和特定的實施例目的僅僅是用于舉例說明，而非限制本 發明的范圍。

附圖說明

從詳細的說明和附圖中，本發明示例性的實施方案將得到更 充分的理解，其中：

圖1是根據示例性實施方案的烴作燃料的功率源的排氣系統 的示意性流程圖，其具有鈣鈦礦催化劑來將一氧化氮氧化成為二氧化 氮；

圖2是圖1的催化氧化反應器的放大圖；

圖3是表格，其描述了與常規的鉑催化劑相比，根據示例性 實施方案的鈣鈦礦催化劑在氧化一氧化氮方面的性能；

圖4是圖示，說明了在寬的溫度范圍內，與市售的鉑NO氧 化催化劑相比，LaCoO₃的一氧化氮氧化性能；

圖5是圖示，說明了在寬的溫度范圍內，與市售的鉑催化劑 相比，La_.9Sr₁CoO₃的一氧化氮氧化性能；和

圖6是圖示，說明了在寬的溫度范圍內，與市售的鉑催化劑 相比，不同的Sr加載量的La_1-xSr_xCoO₃的一氧化氮氧化性能。

具體實施方式

下面對于實施方案的說明本質上僅僅是示例性的(說明性的)， 并且其絕非是對本發明、它的應用或者用途的限制。