SCR催化剂制造技术

本发明专利技术涉及SCR催化剂，以及含有所述氧化物的废气系统，所述催化剂包含钒的至少一种氧化物、钨的至少一种氧化物、铈的至少一种氧化物、钛的至少一种氧化物和锑的至少一种氧化物。物。物。

【技术实现步骤摘要】
SCR催化剂
[0001]本分案申请是基于申请号为201880074011.0、申请日为2018年11月13日、专利技术名称为“SCR催化剂”的中国专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及基于氧化钒的含有氧化锑和氧化铈的SCR催化剂。

技术介绍

[0003]用稀燃内燃机(诸如柴油发动机)操作的机动车辆的废气除一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO
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)之外还含有因燃料在气缸的燃烧室中不完全燃烧而产生的组分。除了通常也主要以气态形式存在的残余烃(HC)之外，这些组分还包括颗粒排放物。这些颗粒排放物是主要来自含碳颗粒物和粘附液相的复杂团聚体，通常主要包含长链烃缩合物。粘附到固体组分的液相也称为“可溶性有机馏分SOF”或“挥发性有机馏分VOF”。
[0004]为了清洁此类废气，必须将上述组分尽可能完全地转化为无害化合物，这只有通过使用合适的催化剂才可能实现。
[0005]用于在存在氧的情况下从废气中去除氮氧化物的熟知的工艺是在合适的催化剂上使用氨的选择性催化还原(SCR工艺)。利用该工艺，使用氨作为还原剂将废气中的待去除的氮氧化物转化为氮和水。
[0006]根据公式(I)的所谓“标准SCR反应”[0007]NH3+NO+1/4O2→
N2+3/2H2O(I)
[0008]以及根据公式(II)的所谓的“快速SCR反应”[0009]NH3+1/2NO+1/2NO2→
N2+3/2H2O(II)
[0010]被认为是SCR反应的重要反应途径。r/>[0011]由于稀燃内燃机的废气通常仅包含NO2，其量约为氮氧化物总比例的10％，因此通常期望增加其量以便从快速SCR反应中获益。这例如通过上游氧化催化转化器来完成。然而，取决于在特定情况下使用的排气系统，SCR催化剂仍可能面临非常不同的NO2/NOx比，其范围可从NO过量到NO2过量。
[0012]用作还原剂的氨可通过将氨前体化合物诸如脲、氨基甲酸铵或甲酸铵按剂量加入排气管道中并随后水解而可用。
[0013]所谓的混合氧化物催化剂也可用作SCR催化剂，所述混合氧化物催化剂基于钒的氧化物，并且通常还含有钛的氧化物和另外金属的氧化物，例如钨的氧化物(参见Isabella Nova和Enrico Tronconi(编)，Urea
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SCR Technology for deNOx After Treatment of Diesel Exhausts，第3章，Springer Verlag，2014)。
[0014]如果废气中所含的氮氧化物以NO的形式存在或至少主要以NO的形式存在，则基于氧化钒的SCR催化剂的特征在于良好的活性和稳定性。然而，在NO2过量的情况下，它们显示出明显的活性降低。尽管在基于氧化钒的SCR催化剂中添加氧化铈在NO2过量的情况下提高了活性，但在NO过量的情况下也损害了低温活性(T<250℃)。
[0015]因此，需要对于NO2过量和NO过量以及低温(T<250℃)都具有良好活性的基于氧化钒的SCR催化剂。此外，还需要改善基于钒的SCR催化剂的热稳定性。
[0016]已知在基于金属氧化物的SCR催化剂中也使用氧化锑。因此，例如，US 9,662,610公开了一种使用包含二氧化钛、钒化合物和锑化合物的催化剂还原氮氧化物的方法。WO 2017/101449 A1公开了包含二氧化钛、含钒和锑的复合氧化物以及任选的硅、钒和锑的氧化物的催化剂组合物的用途。
[0017]CN106215929公开了用作脱氮催化剂的铈锑复合氧化物。
[0018]最后，US 8,975,206公开了除钒和钛之外还可包含锑的催化剂组合物。

技术实现思路

[0019]现在已经令人惊奇地发现，从含有氧化铈的基于氧化钒的SCR催化剂开始，上述技术问题可通过向催化剂中添加锑的氧化物来解决。
[0020]因此，本专利技术涉及一种催化剂，该催化剂含有
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2重量％至6重量％的量的至少一种钒的氧化物，
[0022]·
0,5重量％至2重量％的量的至少一种钨的氧化物，
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2重量％至4重量％的量的至少一种铈的氧化物，
[0024]·
1重量％至7重量％的量的至少一种锑的氧化物，
[0025]以及
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经测量的量的至少一种钛的氧化物，以便得到总计100重量％，
[0027]在每种情况下基于所述催化剂的总重量并以V2O5、WO3、CeO2、Sb2O5或TiO2计算。
[0028]该至少一种钛的氧化物用作载体材料，该至少一种钒的氧化物用作活性催化剂组分，并且该至少一种钨、铈和锑的氧化物用作促进剂。促进剂应被理解为意指保持或增加催化剂活性的物质。
[0029]在根据本专利技术的催化剂的一个实施方案中，其另外含有至少一种硅的氧化物。
[0030]在根据本专利技术的催化剂的另一个实施方案中，其另外含有至少一种钼、铌、锆、钽和/或铪的氧化物。
[0031]在根据本专利技术的催化剂的优选实施方案中，相对于催化剂的重量并以CeO2计算，其含有2重量％至4重量％的量的至少一种铈氧化物。在根据本专利技术的催化剂的进一步优选的实施方案中，相对于催化剂的重量并以Sb2O5计算，其含有1重量％至7重量％的量的至少一种锑的氧化物。此外，优选的是根据本专利技术的催化剂的实施方案，其含有以CeO2计算的2重量％至4重量％的量的至少一种铈的氧化物，以及以Sb2O5计算的1重量％至7重量％的量的至少一种的锑的氧化物，在每种情况下均基于催化剂的重量。
[0032]在根据本专利技术的催化剂的进一步优选的实施方案中，其含有
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2重量％至6重量％的量的至少一种钒的氧化物，
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0.5重量％至2重量％的量的至少一种钨的氧化物，
[0035]·
2重量％至4重量％的量的至少一种铈的氧化物，
[0036]·
1重量％至7重量％的量的至少一种锑的氧化物，以及
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经测量的量的至少一种钛的氧化物，以便得到总计100重量％，
[0038]在每种情况下均基于催化剂的总重量并以V2O5、WO3、CeO2或Sb2O5计算。
[0039]如果根据本专利技术的催化剂含有至少一种硅的氧化物，则其优选以相对于催化剂的重量并以SiO2计算的2重量％至7重量％的量存在。
[0040]如果根据本专利技术的催化剂包含至少一种钼、铌、锆、钽和/或铪的氧化物，则相对于催化剂的重量并以MoO3、Nb2O5、ZrO2、Ta2O5或HfO2计算，这些氧化物的总量优选为0.5重量％至20重量％。
[0041]根据本专利技术的催化剂优选不含镁或镁化合物。
[0042]在另一个实施方案中，本专利技术的催化剂也不含锆或锆化合物。
[0043]在本专利技术的上下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备催化剂的方法，所述催化剂包含：
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2重量％至6重量％的量的至少一种钒的氧化物，
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0.5重量％至2重量％的量的至少一种钨的氧化物，
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2重量％至4重量％的量的至少一种铈的氧化物，
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1重量％至7重量％的量的至少一种锑的氧化物，以及
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至少一种硅的氧化物，以及
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任选的，至少一种钼的氧化物、至少一种铌的氧化物、至少一种锆的氧化物、至少一种钽的氧化物和/或至少一种铪的氧化物；以及
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至少一种钛的氧化物作为载体材料，其量经测量以便得到总计100重量％，在每种情况下基于所述催化剂的总重量并以V2O5、WO3、CeO2、Sb2O5、TiO2、SiO2、MoO3、Nb2O5、ZrO2、Ta2O5和/或HfO2计算；所述方法包括：获得钒、钨、铈、锑、钛、硅的氧化物以及任选的钼、铌、锆、钽和/或铪的氧化物，形成所述氧化物的混合物，和煅烧所述混合物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述催化剂的总重量并以SiO2计算，所述催化剂包含2重量％至7重量％的量的至少一种硅的氧化物。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述氧化物以粉末形式提供。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混合物是所述氧化物在水中的浆液，并且所述方法进一步包括在煅烧前将所述浆液干燥。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述混合物中，所述氧化物中的一部分以水溶液形式提供。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混合物包含钨、铈、...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：优美科股份公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：