[發(fā)明專利]改善整體擠出式蜂窩催化劑導(dǎo)熱系數(shù)的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711344685.1
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108126730A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓建;崔龍;張克金;于力娜;米新艷;潘艷春;鄭艷宏;張喆;李軍澤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: B01J29/072
• 分類號: B01J29/072;B01J23/22;B01J35/04;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 王薇

本發(fā)明涉及一種改善整體擠出式蜂窩催化劑導(dǎo)熱系數(shù)的方法，其特征在于具體的步驟如下：將硅溶膠（40wt%）、鋁溶膠（30wt%）、聚乙二醇、桐油和高嶺土充分?jǐn)嚢璩蔀檎吵淼陌咨珴{液；將催化劑粉末、高導(dǎo)熱系數(shù)材料、田菁粉、纖維素、玻璃纖維加入到捏合機中進(jìn)行攪拌混合均勻，得到混合粉體；將白色漿液加入到混合粉體中，充分?jǐn)嚢璧玫綕窳蠄F，使用液壓擠出機對濕料團進(jìn)行擠出成型，干燥、煅燒，最終得到蜂窩催化劑。其解決了涂覆式蜂窩催化劑面臨的涂層不牢固和催化劑上載率不高的問題。蜂窩催化劑內(nèi)均布著具有高導(dǎo)熱系數(shù)的碳化硅粉末，可改善和提高蜂窩催化劑的導(dǎo)熱系數(shù)，提高其冷啟動性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改善整體擠出式蜂窩催化劑導(dǎo)熱系數(shù)的方法，特別用于柴油車尾氣凈化領(lǐng)域，其中特別用于根據(jù)選擇性催化還原方法的氮氧化物還原，即使用含氮還原劑的氮氧化物還原。

背景技術(shù)

氮氧化物（NOx）是大氣的主要污染物之一，其中NO和NO₂所占的比例最大。伴隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對能源的需求日益增長，NOx的排放量也在急劇的增長。柴油車是NOx的主要排放源之一，NOx排放控制已成為環(huán)境保護中一個非常令人關(guān)注的課題。針對柴油車NOx排放，世界各國排放法規(guī)日益嚴(yán)格：2009年9月實行的歐5標(biāo)準(zhǔn)把NOx排放限值定為2.0g/kWh，2013年底執(zhí)行的歐6排放標(biāo)準(zhǔn)更是在歐5基礎(chǔ)上將NOx排放降低80%，而美國實施的法規(guī)比歐5和歐6還要嚴(yán)格。我國車用柴油機于2010年采用歐4標(biāo)準(zhǔn)。目前，NH3—SCR技術(shù)是唯一被商業(yè)化應(yīng)用技術(shù)。NH₃—SCR技術(shù)是利用NH₃或尿素作為還原性物質(zhì)，在一定溫度和催化劑作用下，選擇性的優(yōu)先將NOx還原為N₂和H₂O。SCR技術(shù)所用排氣凈化裝置主要由載體和催化劑兩部分構(gòu)成，催化劑載體的性能好壞，對催化劑活性和壽命影響極大，而陶瓷蜂窩載體在尾氣凈化領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用。

目前SCR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，形成一定厚度的催化劑層，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上載率不高的問題，即隨著使用里程的增加，載體上的催化劑會發(fā)生脫落，以及部分中毒失活，導(dǎo)致NOx轉(zhuǎn)化率降低，無法滿足排放法規(guī)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(tǒng)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。

WO2010/099395A1公開了擠出蜂窩狀催化劑及其制造方法。蜂窩催化劑包括選自由氧化鎢、氧化釩及其組合組成的組中的第一氧化物，選自由氧化鈰、氧化鑭、氧化鋯及其組合組成的組中的第二氧化物。在一個實施方案中，擠出的沸石芯上涂有一層氧化鈰、氧化鋯和氧化鎢的混合物。CN 103842076 A公開了一種共混擠出蜂窩狀催化劑，該催化劑包含蜂窩體型式的擠出活性載體和活化涂層，該擠出活性載體包含第一SCR催化活性組分并具有操作過程中廢氣所流經(jīng)的多個通道，該活化涂層包含被施用到擠出體的第二SCR催化活性組分的，其中第一SCR催化活性組分和第二SCR催化活性組分各自獨立地選自以釩作為活性組分的催化劑、以過渡金屬或鑭系元素作為催化活性組分的氧化物以及鐵/銅基沸石催化劑。

目前以堇青石為載體的涂覆式蜂窩催化劑導(dǎo)熱系數(shù)能夠達(dá)到0.8 W/mK，而整體擠出式蜂窩催化劑卻較其低一些，這就會導(dǎo)致整體式蜂窩催化劑導(dǎo)熱性較差，熱容大，造車汽車SCR后處理器啟動延遲，一般來說汽車排放污染物的60%~80%來自于冷啟動后的120秒，這樣導(dǎo)致在汽車?yán)鋯与A段尾氣排放超標(biāo)。然而以上幾篇公開的專利均為涉及如何提高整體擠出式蜂窩催化劑導(dǎo)熱系數(shù)的方法。

綜上所述，需要對催化劑的制備工藝流程進(jìn)行優(yōu)化，篩選合適的物料組成以及添加高導(dǎo)熱系數(shù)材料，優(yōu)化成型以及干燥煅燒過程中的一些工藝參數(shù)，使最后制備出來的蜂窩催化劑活性組分均勻，活性高、導(dǎo)熱系數(shù)高、使用壽命長。