[發(fā)明專利]生產(chǎn)催化劑和催化劑制品的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580045555.0
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN106659974B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·鮑爾
• 申請（專利權(quán)）人: 莊信萬豐股份有限公司
• 主分類號: B01D53/94
• 分類號: B01D53/94;B01J23/00;B01J29/76;B01J35/00;B01J35/04;B01J37/00;B01J37/02;B01J37/04;B01J37/08;C04B28/00;C04B30/00;C04B38/00
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 王剛

為了生產(chǎn)催化劑(2)，a)提供功能顆粒(8)，其具有被催化活性材料層包圍的作為載體的無催化活性的成孔體(4)，b)將該功能顆粒(8)用另外的無機(jī)顆粒(10)處理來產(chǎn)生催化材料(12)，c)將催化材料(12)熱處理來形成該陶瓷催化劑(2)，其中該催化劑(2)包含至少多孔的無催化活性的孔腔(20)，?其通過該功能顆粒(8)中的該成孔體(4)形成，?其嵌入到包含該另外的無機(jī)顆粒(10)的基質(zhì)(24)中，?其形成多孔結(jié)構(gòu)(18)，和?其至少部分地被包含該功能顆粒(8)的該催化活性材料層的活性界面層(22)包圍。以此方式生產(chǎn)的SCR催化劑(2)與常規(guī)生產(chǎn)的SCR催化劑相比，具有改進(jìn)的NO轉(zhuǎn)化率。

本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)催化劑的方法和催化劑制品，特別是用于廢 氣處理。

催化劑通常用于廣泛的多種不同的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域來加速化學(xué)反 應(yīng)。一種特定情況是廢氣處理，例如降低來自于固定燃燒系統(tǒng)和移動 燃燒系統(tǒng)二者，特別是機(jī)動車輛的廢氣中的氮氧化物水平。在本文上 下文中，使用已知的選擇性催化還原(SCR)。

在這種方法中，氮氧化物(NO_x)在氨和氧存在下被還原成氮。已知 各種催化劑類型和體系原則上用于加速這種反應(yīng)。一種公知的催化劑 種類基于鈦-釩催化劑體系(V₂O₅/TiO₂或V₂O₅/WO₃/TiO₂)。這類鈦-釩 催化劑被用于固定系統(tǒng)和移動燃燒系統(tǒng)二者中。已經(jīng)成為近期關(guān)注的 主題，特別是用于機(jī)動車輛中的移動應(yīng)用的另一類催化劑是基于結(jié)晶 分子篩，特別是基于沸石的催化劑，其是鋁硅酸鹽。在本文上下文中， 特別是所謂的鐵或銅交換的分子篩，優(yōu)選具有MFI、BEA或CHA晶 格類型。對于機(jī)動車應(yīng)用來說，優(yōu)選銅交換的分子篩。

其他廢氣處理系統(tǒng)包含一氧化碳氧化成二氧化碳和未燃燒的烴氧 化成水(蒸汽)和一氧化碳(所謂的柴油氧化催化劑，DOC)，或者從貧燃 發(fā)動機(jī)廢氣循環(huán)吸附氮氧化物(NO_x)，隨后解吸和還原富烴廢氣中的 NO_x(所謂的NO_x阱，也稱作NO_x吸附催化劑，NAC)。如果將機(jī)動車 輛發(fā)動機(jī)控制到至少約化學(xué)計(jì)量操作，則依靠所謂的三元催化轉(zhuǎn)化器， 可以同時(shí)催化氧化一氧化碳和未燃燒的烴和還原氮氧化物。

當(dāng)前機(jī)動車輛中所用的催化劑主要是基于陶瓷蜂窩體催化劑。在 操作中，待處理的廢氣劉靜催化劑體例如擠出的催化劑體中的通道。 本文在所謂的全活性擠出物和涂覆載體(稱作“載體涂層(washcoat)”) 之間存在基本的區(qū)別。在全活性擠出物中，催化活性催化劑組合物形 成擠出體，這意味著催化劑的通道壁完全由催化活性材料形成。在載 體涂層中，催化惰性擠出載體涂覆有實(shí)際的催化活性催化劑材料。這 例如通過將擠出的載體浸入含有催化劑材料的懸浮液中來進(jìn)行。

原則上，催化劑的目標(biāo)是催化活性最大化，即在SCR催化劑的情 況中NO_x轉(zhuǎn)化率最大化。

催化活性最大化的一個(gè)關(guān)鍵因素是待處理的廢氣與催化活性材料 之間非常好的接觸。催化轉(zhuǎn)化率在廢氣流過的各流動通道的壁處的近 表面區(qū)域中進(jìn)行到關(guān)鍵的程度。特別是在全活性擠出物蜂窩體催化劑， 其中全部的擠出體由催化活性組合物組成的情況中，其效應(yīng)是催化劑 組合物的相當(dāng)大體積區(qū)域保持未用于NO_x轉(zhuǎn)化。

除了這些常規(guī)催化劑，還存在著組合催化劑，其中過濾器效應(yīng)與 催化劑效應(yīng)組合。為此目的，例如使用所謂的壁流式過濾器，這些已 經(jīng)催化活化。壁流式過濾器是具有蜂窩體和交叉多孔壁的陣列的蜂窩 體過濾器，該壁限定了在縱向上延伸的平行的第一和第二通道的陣列。 所述第一通道在蜂窩體的第一端封閉，所述第二通道在蜂窩體的第二 端封閉。所述第一和第二通道可以具有相同或不同的橫截面。如果第 一和第二通道具有不同的橫截面，則它們被稱作是非對稱的。在這種 情況中，具有比第二通道更大的水力直徑的第一通道與第二通道的側(cè) 面鄰接。本文的一個(gè)特定應(yīng)用領(lǐng)域是催化的煙灰過濾器(CSF)，其具體 用于機(jī)動車領(lǐng)域。