[發明專利]蜂窩催化單元

有效

• 申請號: 201410114578.X
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN104069890B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 末信宏之;廣瀨正悟
• 申請（專利權）人: 日本礙子株式會社
• 主分類號: B01J29/85
• 分類號: B01J29/85;B01J29/78;B01J35/04;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;於毓楨

本發明的課題是提供一種蜂窩催化單元，其含有沸石作為催化劑，且能夠抑制沸石因硫導致的劣化、抑制沸石因水的吸收和脫離導致的破損。本發明的蜂窩催化單元具備蜂窩結構部，所述蜂窩結構部具有劃分形成多個孔格的隔壁（9），所述多個孔格從一側端面的第1端面延伸至另一側端面的第2端面并成為流體的流路；隔壁（9）具有基部層（11）和涂布層（15），所述基部層（11）含有50～90質量%的沸石，所述涂布層（15）以厚度1～50μm被覆該基部層（11）的表面；涂布層（15）為含有1～5質量%氧化釩及二氧化鈦的涂布層（A），或者為含有1～5質量%氧化釩、及二氧化鈦與氧化鎢的復合氧化物的涂布層（B）。

技術領域

本發明涉及一種蜂窩催化單元。進一步詳細地，涉及一種可用于NO_x的選擇性催化還原（SCR）的負載沸石及氧化釩的蜂窩催化單元。

背景技術

從汽車的發動機等內燃機排出的廢氣中，含有一氧化碳（CO）、烴（HC）、氮氧化物（NO_x）等有害物質。在減少這樣的有害物質、凈化廢氣時，廣泛使用催化反應。在汽油發動機中將空氣與燃料的混合比（空燃比）維持在理論空燃比，一般使用三元催化劑，通過使廢氣中的CO、HC、NO_x與鉑、銠等貴金屬催化劑接觸，轉化為無害的CO₂、H₂O、N₂。

在柴油機中，一般地，由于空氣量相對于燃料過量，因而不能將空燃比維持在理論空燃比，因而不能使用三元催化劑。雖然可使用氧化催化劑使CO和HC與過量空氣中的O₂反應，轉化為無害的CO₂、H₂O，但在柴油機的氧過量的廢氣氣氛中，不能使NO_x還原為N₂。因此，柴油機的NO_x對策成為大問題。

作為在氧過量的氣氛中還原NO_x的技術，可舉出選擇性催化還原（SCR）。選擇性催化還原（SCR）是通過使氨（NH₃）與NO_x反應轉化為N₂和H₂O的技術，以往用作火力發電站等的廢氣處理系統。近年來，正在進行將該技術應用于車載用柴油機中。但是，因為將NH₃裝載在車輛上有危險，因此在罐中裝入尿素水來進行搭載，通過將其噴射到廢氣中，從而在高溫下水解，得到NH₃氣，通過該NH₃來還原NO_x。

在火力發電站等的廢氣處理系統中，為了使NH₃與NO_x反應，使用二氧化鈦-氧化釩催化劑。作為二氧化鈦-氧化釩催化劑，有將二氧化鈦-氧化釩與上述三元催化劑、氧化催化劑同樣負載在陶瓷蜂窩載體中的二氧化鈦-氧化釩催化劑（涂布型），以及將二氧化鈦-氧化釩自身成形為蜂窩結構的二氧化鈦-氧化釩催化劑（固體型）兩種。近年來，基本為固體型。將與火力發電站等的廢氣處理系統中使用的催化劑相同的催化劑應用于車載用柴油機中是可能的。但是，為了以高效率進行NH₃凈化，二氧化鈦-氧化釩催化劑需要為大體積。因此，在將二氧化鈦-氧化釩催化劑用作車載用方面存在問題。因此，尋求一種可小型化的、更高效的催化劑作為車載用催化劑。

作為比二氧化鈦-氧化釩催化劑更高效的催化劑，可舉出金屬置換沸石（例如，銅離子交換沸石、鐵離子交換沸石）。作為金屬置換沸石催化劑的類型，與二氧化鈦-氧化釩催化劑同樣地有涂布型和固體型。車載用的催化劑通過具有耐熱性的緩沖材固定于金屬容器內。為了不使催化劑因車輛振動而移動，施加壓縮力并用摩擦力來保持。因此，催化劑需要足以耐受壓縮力的機械強度。涂布型（負載有沸石的蜂窩催化單元）因為陶瓷蜂窩載體具有機械強度，因此在強度上的問題少。固體型（沸石結構體）需要用沸石形成蜂窩結構。因此，固體型中，為了維持用來使沸石粒子彼此結合的無機結合材、強度，需要在沸石中加入骨料、纖維（例如，專利文獻1、2）。

現有技術文獻

專利文獻