[發明專利]擠出式分子篩蜂窩催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710503096.7
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107442164B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 于力娜;韓建;張克金;崔龍;蘇中輝
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: B01J29/46
• 分類號: B01J29/46;B01J29/76;B01J29/78;B01J29/80;B01J29/85;B01J35/04;B01J37/02;B01J37/08
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王薇

本發明涉及一種擠出式分子篩蜂窩催化劑及其制備方法，其特征在于將制備得到的蜂窩陶瓷體，在一定溫度下浸漬在含有銅離子、鐵離子、過渡金屬離子及氨基甲酸銨混合液中，使活性液中的金屬離子與蜂窩陶瓷體中的分子篩部分活性位發生反應，然后經高溫燃燒在氨基甲酸銨作用下使剩余分子篩活性位、多組分金屬離子充分反應，在載體表面實現活性組分分布均勻、高效率負載；其具有活性組分負載均勻、涂層脫落率低的優點，在215~520℃的溫度區間內NOx的轉化率均高于75%，顯示了寬溫度窗口下較好的De?NOx效果。本發明制備方法簡單、易于過程控制。

技術領域

本發明涉及擠出式分子篩蜂窩催化劑及其制備方法，屬于汽車排放技術領域，尤其屬于SCR脫硝的催化劑制備領域。

背景技術

為滿足NOx排放法規，機內凈化及后處理技術必不可少，目前， SCR技術已成為中重型柴油機企業首選降低 NOx技術路線，其原理是利用尿素水解產生的氨氣和汽車尾氣中的NOx經過涂有活性涂層的載體時，NOx快速被氨氣還原為氮氣和水，氨氣和NOx之所以能夠在后處理載體上進行快速的化學反應，是與載體組成密不可分的。載體承擔著涂層和活性組分，其次還提供合適的催化反應通道，催化劑與載體如何組合使其功能發揮至最大，研究表明，整體式蜂窩催化劑被認為是較為理想的能夠將催化效果發揮最大，而整體式蜂窩催化劑主要分為涂覆式和共混擠出式兩種。涂覆式是將催化劑粉末與一定的添加劑混合制備成催化劑漿料涂覆在蜂窩陶瓷載體上，形成一定厚度的活性涂層，目前主要使用的催化劑有釩鎢鈦催化劑和分子篩催化劑。然而此種方法面臨著涂層不牢固和催化劑率不高的問題，即隨著使用里程的增加，載體上的催化劑會發生脫落，以及部分中毒失活，導致NOx轉化率降低，無法滿足排放法規要求；共混擠出成型法制備蜂窩催化劑是將催化劑與一定的添加劑混合，通過一系列的工藝步驟擠壓成蜂窩狀，即催化劑均勻的分布于載體的各個部分，此種方法縮短了SCR整體式蜂窩催化劑制備工藝流程，彌補了傳統涂覆式整體催化劑涂層脫落的問題，提高了整體式SCR催化劑的耐久里程。

CN201410038635.0一種蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法,屬于催化劑領域。所述的催化劑由二氧化鈦、五氧化二釩、三氧化鎢和助劑組成。催化劑的制備方法是將原料組分混合,混合后混煉和堆置陳腐,之后將得到的泥料過濾再次堆置陳腐,陳腐之后擠出成型得到濕胚,將濕胚進行斷面切割得到規則端面定長濕胚和端部廢料；將規則端面定長濕胚干燥、煅燒和成型；將端部廢料與濾料混合,循環使用。相對于現有工藝流程而言,幾乎無廢料產生,降低了資源消耗,減少了對環境的影響,此外,采用本發明技術方案,能耗降低約6.77%。

CN201110216666.7 公開了一種陶瓷蜂窩式脫硝催化劑及制備方法, 是將催化劑活性成分、催化劑載體和成型助劑經混合、成型和煅燒而成,其中所述催化劑活性成分為硫酸亞鐵。在一個實施例中,催化劑活性成分包括20-40重量份的硫酸亞鐵,催化劑載體包括60-90重量份的分子篩,成型助劑包括：2-4重量份的檸檬酸、2-6重量份羧甲基纖維素鈉、2-6重量份的聚氧化乙烯、0.2-1.0重量份的甘油、2-4重量份的硝酸、90-120重量份的擬薄水鋁石、30-40重量份的蘇州土、2-6重量份的田箐粉、10-30重量份的玻璃纖維。本發明催化劑的原料成本低,并且可以均無毒性。本發明脫硝催化劑模塊具有高脫硝效率,并且具有一定的抗中毒性能和機械強度。

CN200910102190.7公開了一種以鈣鋁石為涂層的蜂窩陶瓷型整體催化劑及其制備方法和應用。所述蜂窩陶瓷型整體催化劑是以蜂窩陶瓷為載體,在蜂窩陶瓷表面包覆鈣鋁石涂層,然后在鈣鋁石涂層表面負載復合金屬氧化物；所述復合金屬氧化物 為鈣鈦礦型氧化物或尖晶石型氧化物,所述整體催化劑中,鈣鋁石涂層與蜂窩陶 瓷的質量比為0.02～0.2∶1,復合金屬氧化物與蜂窩陶瓷的質量比為0.02～0.2∶ 1。以鈣鋁石為涂層的蜂窩陶瓷型整體催化劑可用作催化燃燒催化劑,具備良好黏附性、高熱穩定性和高催化活性。

上述制備脫硝催化劑及其制備方法存在問題如下：（1）內部的活性組分無法得到利用，造成催化活性組分浪費及制備成本提高；（2）催化劑溫度窗口窄；（3）制備工藝復雜;(4)涂層易脫落。