[發明專利]用于防止鉑對SCR催化劑污染的方法

在審

• 申請號: 201380027766.2
• 申請日: 2013-06-10
• 公開（公告）號: CN104334256A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: F-W·施烏特茲;M·佩費爾;M·施費爾;M·辛瑪拉;C·亨斯特
• 申請（專利權）人: 優美科股份公司及兩合公司
• 主分類號: B01D53/94
• 分類號: B01D53/94;C01B21/26;B01J23/42;B01J23/44;B01J23/52;B01J35/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 柳冀

本發明涉及一種用于在排氣處理系統中防止鉑對SCR催化劑污染的方法，通過在排氣處理系統的流入側安排含鉑的多種成分。

除了一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO_x)，柴油動力機動車輛的排氣還包含來源于燃料在汽缸的燃燒室中不完全燃燒的多種組分。這些包括，除通常主要也以氣態形式存在的殘余的烴類(HC)之外，還有被稱為“柴油顆粒物”或者“炭煙顆粒”的顆粒排放物。

為了凈化這些排氣，所述組分必須盡可能完全地轉化成無害化合物，這只有使用適當的催化劑才是可能的。

例如，接合到在炭煙顆粒上的一氧化碳(CO)、氣態碳氫化合物(HC)、以及任何有機團聚材料(“揮發性有機成分”，VOF)可在氧化催化劑的幫助下通過氧化被去除。氧化催化劑在現有技術中已知很長時間，并且在各種各樣的實施例中被描述。主要地，貴金屬鉑和/或鈀被用作氧化催化活性成分(見，例如US?2011/0206584A1)，但是例如在EP?1?938?893?A2中附加地已經描述了含金催化劑。

為了去除柴油車輛的排氣中的顆粒排放物，使用專用顆粒過濾器，為了提高其性能，這些專用顆粒過濾器可能具有一種有氧化催化活性的涂層。如在文件SAE?2005-01-1756中詳細描述的，這種涂層用于降低氧基顆粒燒盡(炭煙燃燒)的活化能并因此用于降低該過濾器上的炭煙點火溫度，通過氧化該排氣中包含的一氧化氮產生二氧化氮來改進被動再生行為，并且用于抑制烴和一氧化碳排放物的突破。

來自柴油機排氣的氮氧化物可能被轉換成無害的氮氣，例如，通過在一種適當的催化劑，即選擇性催化還原(SCR)催化劑上，用氨作為還原劑進行選擇催化還原。該還原劑必須通過該SCR催化劑上游的一個注射器噴嘴從一個車載副油箱引入該排氣管線。然而，優選地不是將氨本身而是將一種容易分解為氨的化合物，諸如例如尿素或者氨基甲酸銨，攜帶在車上。

為了能去除上述有害的排氣成分到所需的程度，所述催化劑或過濾器必須以一種適當的方式彼此組合以便形成一個排氣處理系統。

在已知的排氣處理系統中，例如在WO?99/39809和WO?2009/140989中描述的，在該排氣的流動方向上看，首先安排該氧化催化劑，接著是該柴油顆粒過濾器，以及最后是該SCR催化劑。此外,一個用于分配還原劑的注射裝置也位于該柴油顆粒過濾器和SCR催化劑之間。然而，根據要求，還可能考慮沒有柴油機微粒過濾器的解決方案。在這些情況下，該排氣處理系統在該排氣的流動方向中首先包括一種氧化催化劑及然后包括該SCR催化劑。用于分配還原劑的該注射裝置在這種情況下被安排在柴油顆粒過濾器和SCR催化劑之間。

從這些系統的操作容易看出，該氧化催化劑尤其是若它具有高鉑含量，在升高的溫度下及依據λ值，釋放微量鉑進入氣相，該微量鉑隨著該排氣流被輸送到該SCR催化劑并且污染該SCR催化劑。由于鉑對于氧化性氨是高活性的，在大致300℃以上的溫度，這導致不再有供該SCR反應可用的足夠的氨，且氮氧化物的轉化率降低。此外，氧化二氮(N₂O)形成的增加主要在大約250℃的溫度范圍被觀察到。這種現象例如在文件SAE?2008-01-2488及SAE?2009-01-0627中被描述。

為了解決這個問題，US?2011/138777A1提議在該排氣系統中該氧化催化劑的下游且該SCR催化劑的上游安排一種“鉑族金屬捕捉器”，所述捕捉器包括氧化鈰或者一種鈣鈦礦材料作為活性組分。

然而，這一提議的缺點是該排氣處理系統需要一個附加的部件，鑒于在車輛的車底區域中有限的空間，這難以實現。此外，這個解決方案導致高成本。

本發明的目的是相應地提供措施，這些措施允許去除由該氧化催化劑或者其他部件釋放的微量鉑，并且防止對該SCR催化劑的污染，而并不需要附加的部件或者導致顯著更高的成本。此外，整個排氣處理系統或其單個的組成部分的操作應保持盡可能不受影響。

現已出人意料地發現，如果將一種合適的鉑清除劑整合到該氧化催化劑里可以實現這個目的。

本發明相應地涉及一種用于在排氣處理系統中防止鉑對SCR催化劑污染的方法，所述系統包括一種在SCR催化劑的流入側上的、含有鉑的氧化催化劑，其特征在于該氧化催化劑包括一個在其流出側末端的、去除該排氣流中包含的微量鉑的材料區。