提供一种用氨选择性还原氮氧化物（ＮＯｘ）的催化剂和方法。该催化剂包含第一成分、第二成分、任选的储氧材料和任选的无机氧化物；第一成分含有沸石及其混合物。第二成分包含选自如下物质的至少一种：铈、铁、铜、镓、锰、铬、钴、钼、锡、铼、钽、锇、钡、硼、钙、锶、钾、钒、镍、钨、锕系元素、锕系元素的混合物、镧系元素、镧系元素的混合物和它们的混合物。该催化剂在高温下用氨选择性还原氮氧化物为氮气。该催化剂具有高的水热稳定性。该催化剂对废气中的低含量的氮氧化物的转化具有高活性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高温氨SCR催化剂和^f^J该催化剂的方法相关申请本申请为2007年1月9曰M的美国申请N(U1/651，2卯的部雑续申请， 通过《I用将^^^文^f到本文中。 专利
本专利技术涉A^高温下用氨#(氐^*的氮氧化物选棒fi^/f^^^ :i^低含量的催^:剂和方法。
技术介绍
氮氧化物存在于例如发电厂、工业工艺、简，环和联合循环燃气^^机、 燃^动才蜂柴油发动才^^类的固定源的废气中。来自这些源的排放在美国和欧洲都受到限制。限制排放标准的法律在近些年变得^格，并JL(fe将来^M 续变得^口严格。许多国^"求除去90。/o的NOx。 SSMm气^^^i常排放大 约25 ppm的NOx,因此需要把NOx的^f:斷^J'j约2.5 ppm以符合贿的P艮制。柴油发动才Aii常在高于化学计量的空气燃料比下工作。以柴油为燃料的车辆的氮氧化物和颗粒物的排放可以是大量的。柴油车辆的排放也受到美国和欧 洲的限制。一种除去废气中NOx的方法是在提高的温度下在催化剂存在下将废气;;ttii^剂例如^^触。该ii^、剂与NOx的催4^SJl称作选棒^i^^ii^( SCR )。 尿素、tA化铵、曱酸铵及其它含氮^^也可以^Uf]来作为氨源。废气的温JLA决定可^^]的催化剂类型的关键因素，i^l因为某些催^^ 一定温度范围内起作用(il^:佳作用)。来自柴油发动机的废气温度通常相当 低，大约200。C，而来自燃气^^l^燃^l动机的废^t常是在约300'C至约 70(TC的范围内。因此，与柴油应用一起使用的催化剂在与燃气^^1^燃^_ 动机"-^使用时不可冑沐^X作，反之亦然。传统的氨SCR催化剂A4于氧^lH/氧^^的。例如，Imanari等人(美国 专利4,833,113 )描述了一种包>|^|^彌、鴒氧4緣和4 1|^ 的SCR催化剂。6氧^4R/氧^^氨SCR催化剂通常在约250-370。C的温度下工作。来自轻型柴油 车辆的废^it常在约200。C或更低的温度下。氧^4H/氧化钬SCR催化剂在4^ 200°C的温度下或在高温下没有絲的活性。Byrne (美国专利4,961,917， 4Ht给Engelhard Corporation)皿了一种 方法，该方法将氨、氮氧化物和氧^1过《械铜皿的沸石催化剂，以选棒f生 地催^ii^氮氧化物。新鲜的铜m的催化剂具有良好的活性。然而当娜化 剂老^^^失活。虽然铁催化剂远比铜催化剂稳定，但它在约350-500。C下具 有最大的活性,显著高于许多柴油尾气中出现的200'C温度。jH^卜，在高于500°C 的温度下，该温度通常发生在燃^L动才一燃气^"机中，铜和铁催化剂活性 低，，并且不能非常有^^f NOx。Ito等人(美国专利No. 5，900，222 )描述了一种方法，该方法在300-560°C 的温度范围内^^I掷沸石催化剂^^剂处理含有NOx的气体。Ito所述的催 化剂设计成主要与柴油废气-"^f^1 。柴油发动机通常比燃气涡轮才脉燃^L 动枳浙放高得多含量的NOx。由于NOx的转^it率通常是存在多少要还原的 NOx的函数，对于还原大量NOx有效的催化剂可肯化法有^原少量NOx,反 之亦然。Ichiki等人(美国专利申请^^布No. 2005/0159304)教导了高温下使用的脱 硝催化剂。描述了多种催化剂。 一种含有复合氧化物，该复合氧化物由^IU匕 物和鴒氧化物、钼氧化物和硼氧化物中的至少一种构成。另一种催化剂含有锆氧化物和S03或SO,。描述的最mi化剂含有负载于载体上的鵠氧化物、钼氧化物和硼氧化物中的至少一种，所錄体包^"氧^^和S03或S042-。没有提 供长期数据。在一些所述催化剂中魁'J的一些^泉包括，在催化剂制备中^^J 硫酸，和这样的催化剂可能不会长期具有洽性。需要氨SCR催化剂，其对老4^Jr有稳定'^iL在高温下具有活'f生且肯沐舰进一步絲低^i:的入口 nox。专利技术M原气流中的氮氧化物的催化剂和方法。该催化剂i";:第一组分，其包含沸石 或滞石》'^^，选自ZSM-5、 ZSM-ll、 ZSM-12、 ZSM證18、 ZSM画23、 MCM國 沸石、丝光沸石、八面沸石、镁^i'弗石、p沸石及其^^;第二组分，选自于铈、铁、铜、镓、锰、铬、钴、钼、锡、铼、钽、锇、钡、硼、钩、锶、钾、钒、镍、钨、锕系元素、辨系元素的》'^^、镧系元素、镧系元素的';^^及它们的;^^; ^链的储li^料("OSM");以及^it的itiMM匕物。本专利技术 的催化剂对于与约300到约700'C范围内的高温废气"^^^)具有特殊的效用。 应该指出的是，废气温;tA指废气离开发动机时的温度。 附图简述图lA^示NOx转化百分率^^显度(以。C计)的图，4线的是铈"^f务补 基面涂yg^化剂，其中铈^^务补基面涂yt4f化剂上的铈负载量为19g/L。该图 显示了在^t入口 NOx^H牛下的五^Ht形曲线；图2 示NOx转化百分率对温度(以°C计)的图，使用的是^t铈》V給 修补基面涂，化剂和不，的;^^务补基面涂/g^化剂；图3 M示NOx转化百分率和NH3滑i^(sUp)对NH3/NOx比例的图，4狄 的是含有^ft量的铈的催化剂；图4 U示NOx转化百分率和NH3滑iW NH3/NOx比例的图，^JU的是 具有^H^^I"补基面涂层负载量的催化剂；图5A^示在500。C下NOx转化百分率对在流时间(以小时计)的图，使 用的^:铈';^l^务补基面:^y^M匕剂。专利技术详述机动车辆和发动机例如燃气涡轮机的废气含有氮氧化物。在选棒性催^iifU匕物。M其它:ii^剂与氮氧^^^i形成氮^水。口 、废气中的7K^气^f吏SCR催化剂失活，斷氐了NOx的转化率。因此SCR催化剂的水热稳定性是重要的。来自轻型柴油发动机的废，在低温下，约200°C。因此，对于柴油发动机应用，SCR催化剂在j&显下的活'^艮重要。来自燃气^^脉燃^1^动机的废^t在高温下，约300。C至约700。C。因此，对于燃气发动才脉燃气^fe"机应用，SCR催化剂在高温下的活'^艮重要。才娥本专利技术的实施方案的SCR催化剂在高温下具有缺的NOx转化活性。才娘Alcorn (美国专利4,912,726 )， ^f言ii^ NO需J^氧气的存在，然而还原N02则不需要。Alcora还宣称"N02 tbi^f、 NO更容易进行。8Alcorn宣称，证据看来支持^SCR方法的两步骤方法，其中下^应平 行灶NO +1/2 02—N026 N02 + 8 NH3—7 N2 + 12 H20如下面的例子所示，才 本专利技术实施方案的SCR催化剂在高温下对于低含 量的入口 NOx具有高活性。本专利技术的SCR催化剂在高温下^^长的时间段内 絲活性。本专利技术的催化剂包含第一组分，包含沸石或沸石;^^，该沸石或沸石 "^4勿选自ZSM-5、 ZSM-ll、 ZSM-12、 ZSM醫18、 ZSM-23、 MCM-沸石、丝 光沸石、八面沸石、镁碱沸石、p沸石及其"給物；第二组分，选自铈、铁、铜、 镓、锰、铬、钴、钼、锡、铼、钽、锇、钡、硼、钾、锶、钾、钒、镍、鴒、 锕系元素、钶系元素>'^^7、镧系元素、镧系元素;本文档来自技高网...
【技术保护点】
在高于约３００℃的废气温度下用氨选择性地催化还原氮氧化物的催化剂，所述催化剂包含： 第一组分，包括选自ＺＳＭ－５、ＺＳＭ－１１、ＺＳＭ－１２、ＺＳＭ－１８、ＺＳＭ－２３、ＭＣＭ－沸石、丝光沸石、八面沸石、镁碱沸石、β沸石及其混合物的沸 石； 第二组分，包括选自铈、铁、铜、镓、锰、铬、钴、钼、锡、铼、钽、锇、钡、硼、钙、锶、钾、钒、镍、钨、锕系元素、锕系元素混合物、镧系元素、镧系元素混合物及它们的混合物中的至少一者； 和储氧材料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R马雷拉，S伊列斯加亚，E德冈斯，SJ戈尔登，
申请(专利权)人：田中贵金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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