[發明專利]顆粒燃燒催化劑、顆粒過濾器和廢氣凈化設備

在審

• 申請號: 201410440863.0
• 申請日: 2008-10-23
• 公開（公告）號: CN104279025A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 淺沼貴仁;高木啟充;八島勇;阿部晃
• 申請（專利權）人: 三井金屬礦業株式會社
• 主分類號: F01N3/035
• 分類號: F01N3/035;B01J23/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 陳巍;李炳愛

本申請是申請號為200880129514.X(國際申請日為2008年10月23日)、發明名稱為“顆粒燃燒催化劑、顆粒過濾器和廢氣凈化設備”的進入國家階段的PCT申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及顆粒燃燒催化劑、顆粒過濾器和廢氣清潔設備。更具體地，本發明涉及在低溫下實現除去(通過氧化)從柴油內燃機排出的顆粒物的顆粒燃燒催化劑；用該顆粒燃燒催化劑涂覆的顆粒過濾器；和包括用該顆粒燃燒催化劑涂覆的顆粒過濾器的廢氣清潔設備。

背景技術

從柴油機中排出的廢氣包含顆粒(即顆粒物)，并且這類物質沒有任何處理釋放到大氣中是空氣污染的主因。因此，出現對這類物質的嚴格管理的要求。作為除去顆粒物的有效方式，已經提出了用于可溶性有機級分(SOF)燃燒的流過型氧化催化劑，或者使用用于捕集煙灰的柴油顆粒過濾器(DPF)的柴油廢氣捕集系統。然而，為了該DPF再生，其中捕集的顆粒物必須連續通過氧化除去。

迄今提出的連續再生系統包括使用這樣的催化劑的體系，該催化劑包括例如由金屬(例如鋁、鋯、鈰、鈦或釩)的氧化物或復合氧化物制成的載體，和擔載在該載體上的昂貴貴金屬(例如Pt)(參見例如專利文獻1、2或3)；和涉及NO₂的連續再生方法(參見例如專利文獻4)。該連續再生方法需要在DPF的上游提供氧化催化劑(例如Pt)用于使NO氧化成NO₂，并且因此涉及高成本。另外，涉及NO₂的反應被NO_x/C比例影響，并且對該方法的使用施加了許多限制。

專利文獻1：日本專利申請特開(kokai)No.H10-047035

專利文獻2：日本專利申請特開(kokai)No.2003-334443

專利文獻3：日本專利申請特開(kokai)No.2004-058013

專利文獻4：日本專利No.3012249

發明內容

發明解決的問題

本發明的目的是提供不使用昂貴的貴金屬在低溫下通過氧化實現煙灰除去的顆粒燃燒催化劑，并且該催化劑使得能夠僅借助于氧進行氧化反應并且因此在低溫下通過氧化實現煙灰除去，與廢氣的NO_x濃度無關。本發明的另一目的是提供用該顆粒燃燒催化劑涂覆的顆粒過濾器。本發明的仍然另一個目的是提供包括用該顆粒燃燒催化劑涂覆的顆粒過濾器的廢氣清潔設備。

解決問題的方式

為了實現上述目的，本發明人進行了廣泛研究并且因此發現可以通過提供這樣的顆粒燃燒催化劑實現該目的，該催化劑包括充當載體的特定氧化鋯顆粒和充當催化劑組分的金屬Ag或Ag氧化物，該催化劑組分擔載在該載體上，其中催化劑組分的量落入特定范圍，并且優選該催化劑具有落入特定范圍的BET比表面積。基于該發現完成了本發明。

因此，本發明提供一種顆粒燃燒催化劑，其特征在于包含由單斜晶氧化鋯顆粒形成的載體，和充當催化劑組分并且擔載在該載體上的金屬Ag或Ag氧化物，其中基于該載體的質量，按照還原成金屬Ag計，該催化劑組分的量為0.5－10質量％。

優選地，本發明的顆粒燃燒催化劑包含由單斜晶氧化鋯顆粒形成的載體，和充當催化劑組分并且擔載在該載體上的金屬Ag或Ag氧化物，其中基于該載體的質量，按照還原成金屬Ag計，該催化劑組分的量為0.5－10質量％，并且該催化劑具有8－21m²/g的BET比表面積。

更優選地，本發明的顆粒燃燒催化劑包含由單斜晶氧化鋯顆粒形成的載體，和充當催化劑組分并且擔載在該載體上的金屬Ag或Ag氧化物，其中基于該載體的質量，按照還原成金屬Ag計，該催化劑組分的量為1－9質量％，并且該催化劑具有11－20m²/g的BET比表面積。

本發明還提供了特征在于用任一種上述顆粒燃燒催化劑涂覆的顆粒過濾器。本發明還提供了特征在于包括用任一種上述顆粒燃燒催化劑涂覆的顆粒過濾器的廢氣清潔設備。

發明效果

本發明的顆粒燃燒催化劑的使用實現了在低溫下通過氧化除去煙灰，不需要使用昂貴的貴金屬。當使用該顆粒燃燒催化劑時，由于氧化反應僅借助于氧進行，因此可以在低溫下通過氧化除去煙灰，與廢氣的NO_x濃度無關。

具體實施方式