[發明專利]具有TWC催化劑和SCR-HCT催化劑的排放處理系統

有效

• 申請號: 201580056503.3
• 申請日: 2015-10-21
• 公開（公告）號: CN107148512B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: X·鄭;C·紀;W-M·薛;M·J·施拉德;X·王;T·羅;M·迪巴;K·瓦塞爾曼
• 申請（專利權）人: 巴斯夫公司
• 主分類號: F01N3/08
• 分類號: F01N3/08;F01N3/20;B01J29/40;B01J29/85
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 張蓉珺;林柏楠

提供一種用于包括烴、一氧化碳和氮氧化物的內燃機排氣流的排放處理系統。所公開的系統可包括經排氣歧管與內燃機流體連通的排氣管道；在排氣管道中位于內燃機下游的第一三通轉化催化劑(TWC?1)；在排氣管道中位于TWC?1下游的包含選擇性催化還原催化劑和烴捕集器的SCR?HCT催化劑；和在排氣管道中位于SCR?HCT組合下游的第三催化劑，第三催化劑包含例如有效氧化烴的量的鉑族金屬(PGM)。還提供制造和使用這樣的系統及其組件的方法。

發明領域

本發明涉及使用排氣凈化催化劑的排放處理系統，特別是具有不同功能的此類催化劑的組合和使用方法。

發明背景

對輕型汽油車輛的嚴格排放法規，如US LEV III和EURO 7需要先進的三通轉化(three-way conversion，TWC)催化劑系統。到2025年，例如，超級超低排放車輛(superultra-low emission vehicles，SULEV)預計在北美占據顯著市場份額，其要求就車船平均而言(on a fleet average)在15年保修期和150K英里內非甲烷烴(NMHC)和NOx排放總量小于30毫克/英里。

公認的是，TWC催化劑系統生成氨。授予Kinugasa等人的美國專利No.6,109,024描述了用于內燃機的排氣凈化裝置，其將氨吸附-脫硝催化劑和NOx吸附-還原催化劑都布置在TWC催化劑下游。授予Qi等人的美國專利No.8,661,788描述了在TWC催化劑下游設置氨-SCR催化劑的系統。

為了降低尾管烴(HC)排放，已提出HC吸附劑組分(通常一種或多種微孔沸石基材料)以延遲HC釋放，特別是在發動機冷啟動過程中。授予Yamamoto等人的美國專利No.7,163,661考慮使用包含在第一三通催化劑下游的HC吸附/凈化催化劑和在該HC吸附/凈化催化劑下游的第二三通催化劑的排放處理系統解決冷啟動烴(HCs)的釋放。

需要開發符合越來越嚴格的排放標準的高性能TWC系統。特別地，還需要降低冷啟動過程中的HC漏過(breakthrough)和熱階段的NOx漏過。

發明概述

本公開整體上提供催化劑制品和包含這樣的催化劑制品的催化劑系統。特別地，此類制品和系統包含SCR-HCT催化劑，其是選擇性催化還原(SCR)催化劑與烴捕集器(HCT)的組合，優選在單個整料基底上形成。該SCR-HCT催化劑在一些實施方案中與一種或多種附加類型的催化劑聯合使用。例如，這樣的附加催化劑可包括含鉑族金屬(PGM)的催化劑，以提供能夠降低冷啟動過程中的HC漏過和熱階段的NOx漏過的系統。

一個方面提供一種用于內燃機排氣流的排放處理系統，所述排氣流包含烴、一氧化碳和氮氧化物，所述排放處理系統包含：經排氣歧管與內燃機流體連通的排氣管道；在排氣管道中位于內燃機下游的第一三通轉化催化劑(TWC-1)；在排氣管道中位于TWC-1下游的包含選擇性催化還原(SCR)催化劑和烴捕集器(HCT)的SCR-HCT催化劑；和在排氣管道中位于SCR-HCT催化劑下游的第三催化劑，第三催化劑包含鉑族金屬(PGM)。PGM在某些實施方案中以有效氧化烴的量存在。

該SCR-HCT催化劑在一些實施方案中可包含含有第一分子篩的SCR催化材料和含有不同于第一分子篩的第二分子篩的HCT材料，其中SCR催化材料和HCT材料都沉積在整料基底上。在某些實施方案中，第一分子篩可包含Cu-CHA沸石且第二分子篩可包含Beta沸石。SCR催化材料和HCT材料在一些實施方案中以10:1至1:10的重量比存在。該整料基底可以是例如流通型基底或壁流過濾器。