[發(fā)明專利]多功能催化劑塊、排放控制系統(tǒng)和減少尾氣中廢物的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010281306.0
• 申請(qǐng)日: 2010-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN102019194A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃銀燕;克里斯汀·凱·蘭伯特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號(hào): B01J29/072
• 分類號(hào): B01J29/072;B01J23/755;B01J23/75;B01J23/10;B01J21/06;B01J21/02;F01N3/035;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧;李娜娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用來(lái)減少來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的尾氣的廢物的多功能催化劑塊。

背景技術(shù)

與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)已廣泛地用于運(yùn)輸工作，并且具有許多其他固定的應(yīng)用。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒尾氣常含有包括未燃碳?xì)浠衔?HC)、一氧化碳(CO)、顆粒物(PM)、一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)在內(nèi)的多種燃燒廢物，NO和NO₂統(tǒng)稱為氧化氮或NO_x。為了更清潔的排放，需要從燃燒尾氣去除CO、HC、PM和NO_x。在符合特定的排放要求方面，燃燒尾氣處理變得愈加重要。

傳統(tǒng)的排放控制系統(tǒng)經(jīng)常使用單獨(dú)的裝置用來(lái)減少NO_x和顆粒物。例如，使用單獨(dú)的SCR(選擇性催化還原)催化劑將NO_x轉(zhuǎn)化為氮?dú)?N₂)，使用單獨(dú)的顆粒過(guò)濾器(PF)除去顆粒物。

然而，由于傳統(tǒng)的排放控制系統(tǒng)尤其沒(méi)有同時(shí)考慮排放控制效率和空間的節(jié)約，并且沒(méi)有權(quán)衡排放控制效率和空間的節(jié)約，所以傳統(tǒng)的排放控制系統(tǒng)的使用受到了限制。

亟需提供一種具有更適于符合日益嚴(yán)格的工業(yè)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的特征的排放控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于減少內(nèi)燃機(jī)的尾氣中的廢物的多功能催化劑塊。在一個(gè)實(shí)施例中，所述多功能催化劑塊包括：基板；尿素水解催化劑，負(fù)載在基板上；選擇性催化還原(SCR)催化劑，負(fù)載在基板上。

在另一實(shí)施例中，基板被構(gòu)造為壁流式顆粒過(guò)濾器。在又一實(shí)施例中，基板被構(gòu)造為流過(guò)式獨(dú)石。

在再一實(shí)施例中，多功能催化劑塊設(shè)置有第一區(qū)和相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)位于第一區(qū)下游的第二區(qū)，其中，至少90wt％的尿素水解催化劑位于第一區(qū)，至少90wt％的SCR催化劑位于第二區(qū)。在再一實(shí)施例中，尿素水解催化劑和SCR催化劑在基板上形成混合物。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于減少來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的在尾氣通道中傳輸?shù)膹U物的排放控制系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，排放控制系統(tǒng)包括這里描述的多功能催化劑塊。在另一實(shí)施例中，所述排放控制系統(tǒng)還包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的下游并設(shè)置在多功能催化劑塊的上游的氧化催化劑。在又一實(shí)施例中，所述排放控制系統(tǒng)還包括設(shè)置在多功能催化劑塊的下游的氧化催化劑。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于減少內(nèi)燃機(jī)的尾氣中的廢物的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括使尾氣與還原劑和在此描述的多功能催化劑塊接觸以形成經(jīng)處理的尾氣的步驟。

附圖說(shuō)明

圖1示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的具有多功能催化劑塊的排放控制系統(tǒng)；

圖2示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的具有與一種或更多的氧化催化劑結(jié)合的多功能催化劑塊的排放控制系統(tǒng)；

圖3A描繪了多功能催化劑塊的剖面的放大示圖；

圖3B是示出多功能催化劑塊的另一實(shí)施例的與圖3A相似的示圖。

具體實(shí)施方式

如所要求的，在此公開了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例。然而，應(yīng)該明白的是，所公開的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的示例，本發(fā)明可以以各種可替換的形式來(lái)體現(xiàn)。附圖未必是按比例的，可能會(huì)夸大或縮小一些特征來(lái)顯示具體組件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能方面的細(xì)節(jié)并不被解釋為局限性的，而僅僅是權(quán)利要求書的具有代表性的基礎(chǔ)和/或教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以不同方式應(yīng)用本發(fā)明的具有代表性的基礎(chǔ)。

另外，除非另外特別地指出，否則說(shuō)明書和權(quán)利要求書中的所有數(shù)量都應(yīng)被理解為用詞語(yǔ)“大約”進(jìn)行修飾以描述本發(fā)明的更大范圍。通常優(yōu)選的是在所陳述的數(shù)值范圍內(nèi)實(shí)施。另外，除非以相反的方式特別指出，否則結(jié)合本發(fā)明適于給定目的或?qū)o定目的優(yōu)選的一組或一類材料的描述意味著，這組或這類材料中的任意兩個(gè)或更多個(gè)成員的混合物可以是等同適用或優(yōu)選的。

作為限定，在詳細(xì)的描述和權(quán)利要求中使用時(shí)：

“SCR”是選擇性催化還原，包括在稀薄操作(lean?operation)期間通過(guò)還原劑的幫助加速或增強(qiáng)NO_x的化學(xué)還原的還原催化劑；

“DPF”或“DF”指去除顆粒物等所采用的顆粒過(guò)濾器；

“NO_x”指氧化氮并說(shuō)明性地包括化合物一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)的混合物；

“尿素中毒”指由于尿素分子在催化劑上聚集導(dǎo)致的催化劑失活，且可因從尿素得到的不期望的副產(chǎn)物的形成來(lái)表現(xiàn)；

“催化劑失活”指由于尿素中毒導(dǎo)致的催化劑活性的下降或?qū)τ赟CR催化劑的情況NO_x轉(zhuǎn)化率的下降。