[發明專利]催化過濾器

無效

• 申請號: 200980103066.0
• 申請日: 2009-01-21
• 公開（公告）號: CN102159302A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: D·W·普雷斯特
• 申請（專利權）人: 約翰遜馬西有限公司
• 主分類號: B01D53/94
• 分類號: B01D53/94;B01J23/00;B01J29/00;B01J29/06;B01J29/064;F01N3/022;B01D46/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 段曉玲;李炳愛

本發明涉及包含催化劑、尤其是選擇性催化還原(SCR)催化劑的壁流過濾器整體基材(wall-flow?filter?monolith?substrate)。

壁流過濾器通常包含多個蜂窩狀排布的通道，該通道典型地由諸如堇青石或碳化硅的陶瓷材料形成，其中至少一些通道在上游端被堵塞，至少一些上游端不被堵塞的通道在下游端被堵塞，該排布是這樣的：當從一端看去，被堵塞的和開放的通道端的排布呈現像棋盤(chequer?board)狀。

此處所述的術語“選擇性催化還原”(或“SCR”)是指在合適的還原劑存在下轉化氮氧化物的方法。

烴類(HC)參與的SCR中，HC根據反應式(1)與NO_x而非O₂反應，生成氮氣、二氧化碳和水：

{HC}+NO_x→N₂+CO₂+H₂O????????(1)

與之競爭的是與氧氣根據反應式(2)的非選擇性反應：

{HC}+O₂→CO₂+H₂O????????????(2)

可替代的，可以用含氮的還原劑例如氨依照反應式(3)、(4)和/或(5)來選擇性地還原NO_x：

4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O???????(3)

2NH₃+NO+NO₂→2N₂+3H₂O???????(4)

8NH₃+6NO₂→7N₂+12H₂O????????(5)

反應式(4)可能對某些SCR催化劑如釩氧化物(vanadia)基SCR催化劑體系(例如V₂O₅/WO₃/TiO₂)是有利的，因為它比反應式(3)或(5)更快。

HC-SCR催化劑有時也被稱為“貧NO_x催化劑”(LNCs)或“脫NOx催化劑(DeNO_x?catalysts)”甚至“非選擇性催化還原催化劑”，因為與使用含氮還原劑的SCR相比，使用HC還原NO_x是一個低選擇性的反應。已知的HC-SCR催化劑包括銅/沸石，鉑/氧化鋁和銀/氧化鋁。

SCR催化劑的獲得形式或是作為洗涂(washcoat)在整體基材上的催化劑組合物，或是作為擠出物中的組分。關于后者，EP0219854公開了一種用于在氨存在下選擇性還原氮氧化物成氮氣的催化劑，該催化劑是復合體形式，由銳鈦礦(5-40重量％)、沸石(50-90％)、粘結材料(0-30％)與任選的促進劑的混合物制得，該促進劑為釩、鉬或銅的氧化物，含量至少為0.1重量％。WO00/30746公開了類似的催化劑。

SAE2004-01-0075的發明名稱是“擠出型均質SCR催化劑的耐用性”。

EP1300193公開了用于催化轉化內燃機廢氣中包含的有害物質的方法和裝置，其中使廢氣通過載有催化劑的多孔載體。載體可以由催化材料載體本身構成，可以由催化材料涂覆在其孔，和/或在廢氣通過的一個或兩個表面上具有催化層。

JP3-130522公開了處理柴油廢氣的排氣系統(exhaust?system)，包括氨噴射器及其后面的載有脫氮催化劑的陶瓷多孔過濾器。

DE?10323607公開了SCR催化劑，其與顆粒過濾器結合在結構單元內，除非破壞SCR催化劑和/或顆粒過濾器否則無法將它們分開。

US7225613公開了用于轉化氮氧化物和顆粒物的雙功能柴油機后處理設備。

US?2007/0259770公開了擠出型的整體催化轉化器及其生產方法。

WO01/12320公開了用在包括壁流過濾器的內燃機排氣系統中的壁流過濾器(即上文所述的)，其包括，氧化催化劑，該氧化催化劑位于基本不透氣的區域上，該區域位于那些下游端被堵塞的通道的上游端；和透氣過濾區域，該區域位于氧化催化劑的下游，用來捕獲煤煙，其中，該氧化催化劑優選包括鉑族金屬，能夠在低于400℃的溫度下從NO生成足夠的NO₂從而使所捕獲的煤煙連續燃燒。