[發(fā)明專(zhuān)利]NOx還原催化劑以及使用該催化劑的排氣系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910211584.6
• 申請(qǐng)日: 2009-11-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101829595A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李津夏;李孝京;李相敏;樸焌成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): B01J29/70
• 分類(lèi)號(hào): B01J29/70;B01J23/89;B01J23/60;B01J23/656;B01J23/63;B01J23/62;F01N3/28
• 代理公司: 北京戈程知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽(yáng)

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2009年3月9日提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.10-2009-0019868的優(yōu)先權(quán)，在此引入其全部?jī)?nèi)容作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種NOx還原催化劑以及使用該催化劑的排氣系統(tǒng)。更具體而言，本發(fā)明涉及一種NOx還原催化劑以及使用該催化劑的排氣系統(tǒng)，所述排氣系統(tǒng)儲(chǔ)存包含在廢氣中的氮氧化物并當(dāng)?shù)趸锏倪€原反應(yīng)被活化時(shí)釋放儲(chǔ)存的氮氧化物，因此改進(jìn)了氮氧化物的純化效率。

背景技術(shù)

通常，將通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管流出的廢氣排送至安裝在排氣管上的催化轉(zhuǎn)化器中并在那里純化。此后，廢氣流經(jīng)消聲器的噪音被降低，接著廢氣通過(guò)尾管排放至空氣中。催化轉(zhuǎn)化器純化包含在廢氣中的污染物。而且，將顆粒過(guò)濾器安裝在排氣管上以捕集包含于廢氣中的粒狀材料(PM)。

選擇性催化還原(SCR)裝置為一類(lèi)這樣的催化轉(zhuǎn)換器。在選擇性催化還原(SCR)裝置中，例如尿素、氨、一氧化碳和碳?xì)浠衔?HC)的還原劑與氮氧化物的反應(yīng)優(yōu)于與氧氣的反應(yīng)。

在安裝這樣的選擇性催化還原裝置的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，根據(jù)包含在廢氣中的氮氧化物的量連續(xù)注入另外的燃料。因此，會(huì)發(fā)生碳?xì)浠衔锏姆懦?slip)，并增加燃料消耗。

而且，當(dāng)連續(xù)供應(yīng)還原劑時(shí)，氧化-還原反應(yīng)也連續(xù)進(jìn)行。因此，催化劑的耐久性被在氧化-還原反應(yīng)中生成的氧化熱破壞。

在本發(fā)明背景部分所公開(kāi)的信息只是用于加深對(duì)本發(fā)明一般背景的理解，而不應(yīng)該被認(rèn)為是承認(rèn)或者任何形式的暗示該信息形成了本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的各個(gè)方面涉及提供一種NOx還原催化劑以及使用該催化劑的排氣系統(tǒng)，所述排氣系統(tǒng)儲(chǔ)存包含在廢氣中的氮氧化物并在預(yù)定時(shí)期通過(guò)另外注入燃料釋放儲(chǔ)存的氮氧化物，因此具有改進(jìn)氮氧化物純化效率的優(yōu)點(diǎn)。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，NOx還原催化劑可安裝在廢氣流經(jīng)的排氣管上，其中NOx還原催化劑包括涂布在載體上的第一和第二催化劑層，所述第一催化劑層被安置與廢氣相鄰，所述第二催化劑層被安置與載體相鄰。第一催化劑層通過(guò)與包含在廢氣中的未燃燃料或碳?xì)浠衔锏难趸?還原反應(yīng)還原包含在廢氣中的一部分氮氧化物，并擴(kuò)散氮氧化物的另一部分至第二催化劑層，所述第二催化劑層儲(chǔ)存擴(kuò)散的氮氧化物并在預(yù)定時(shí)期通過(guò)另外注入的燃料釋放儲(chǔ)存的氮氧化物從而在第一催化劑層中還原儲(chǔ)存的氮氧化物。

第一催化劑層可包括負(fù)載在多孔氧化鋁上的沸石催化劑和金屬催化劑的至少一種。

沸石催化劑可為其中銅、鉑、錳、鐵、鈷、鎳、鋅、銀、鈰和鎵中的至少一種元素被離子交換的催化劑。

鉑、鈀、銠、銥、釕、鎢、鉻、錳、鐵、鈷、銅、鋅和銀中的至少一種金屬元素可負(fù)載在多孔氧化鋁上。

第二催化劑層可包括貴金屬和NOx儲(chǔ)存材料。

所述預(yù)定時(shí)期可以為當(dāng)在第二催化劑層中的氮氧化物大于或者等于預(yù)定值時(shí)，從而使得氮氧化物的還原反應(yīng)在第一催化劑層中被活化。

可通過(guò)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的噴嘴(injector)的在后注入或者安裝在排氣管上的噴嘴的二次注入進(jìn)行燃料的另外注入。

NOx還原催化劑可以進(jìn)一步包括安置在NOx還原催化劑中的柴油機(jī)燃料(diesel?fuel)活化材料，其中所述柴油機(jī)燃料活化材料活化另外注入的燃料。

在本發(fā)明的另一方面，排氣系統(tǒng)可以包括安裝在廢氣流經(jīng)的排氣管上的NOx還原催化劑，其中所述NOx還原催化劑包括涂布在載體上的第一和第二催化劑層，所述第一催化劑層被安置與廢氣相鄰，所述第二催化劑層被安置與載體相鄰。當(dāng)流經(jīng)第一催化劑層時(shí)，包含在廢氣中的一部分氮氧化物被氧化，且氧化的氮氧化物被儲(chǔ)存在第二催化劑層中，通過(guò)與另外注入的燃料的取代反應(yīng)(substitution?reaction)釋放在第二催化劑層中儲(chǔ)存的氮氧化物，且釋放的氮氧化物通過(guò)在第一催化劑層中另外注入的燃料被還原。

可控制另外注入的燃料的供給以使得碳?xì)浠衔锱c氮氧化物的比例大于或等于預(yù)定比例，從而活化第一催化劑層中的氮氧化物的還原反應(yīng)。

第一催化劑層可包括負(fù)載在多孔氧化鋁上的沸石催化劑和金屬催化劑的至少一種。

沸石催化劑可為其中銅、鉑、錳、鐵、鈷、鎳、鋅、銀、鈰和鎵中的至少一種元素被離子交換的催化劑。

鉑、鈀、銠、銥、釕、鎢、鉻、錳、鐵、鈷、銅、鋅和銀中的至少一種金屬元素可負(fù)載在多孔氧化鋁上。

第二催化劑層可包括貴金屬和NOx儲(chǔ)存材料。

可通過(guò)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的噴嘴的在后注入或者安裝在排氣管上的噴嘴的二次注入進(jìn)行燃料的另外注入。