用于排放物控制的多部件过滤器制造技术

本发明专利技术描述了用于处理废气流的催化制品、系统和方法。本发明专利技术描述了包括具有气体可渗透的壁的壁流式过滤器、水解催化剂、任选的烟灰氧化催化剂、透过壁的选择性的催化还原催化剂、氨氧化催化剂以及氧化CO和烃的氧化催化剂的催化制品。本发明专利技术还提供了处理包括烟灰、氨前体例如脲、氨、NOX、CO和烃的废气流的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术描述了用于处理废气流的催化制品、系统和方法。本专利技术描述了包括具有气体可渗透的壁的壁流式过滤器、水解催化剂、任选的烟灰氧化催化剂、透过壁的选择性的催化还原催化剂、氨氧化催化剂以及氧化CO和烃的氧化催化剂的催化制品。本专利技术还提供了处理包括烟灰、氨前体例如脲、氨、NOX、CO和烃的废气流的方法。【专利说明】用于排放物控制的多部件过滤器背景本专利技术涉及催化制品、包括催化制品的排放物处理系统、和减少废气流中的污染物的方法。更特别地，本专利技术涉及多部件过滤器、它们与贫燃发动机一起使用的系统和方法，贫燃发动机包括柴油发动机和贫燃汽油发动机。贫燃发动机例如柴油发动机和贫燃汽油发动机的操作，为使用者提供极好的燃料经济，且具有非常少的气相烃和一氧化碳排放物，这是由于它们在贫燃料条件下以高的空气/燃料比率操作。特定地，柴油发动机还在它们的耐久性、和它们以低速产生高转矩的能力方面提供优于汽油发动机的显著的优点。柴油发动机废气是包含微粒排放物例如烟灰和气态排放物例如一氧化碳、未燃烧的或部分燃烧的烃、和氮氧化物(共同被称为NOx)，而且还包含构成所谓的微粒或微粒物质的冷凝相材料(液体和固体)的多相混合物。催化剂组合物，常常布置在一个或多个单块基材上，放置在发动机废气系统中，以将这些废气组分中的某些或全部转化为无害化合物。例如，柴油机废气系统可以包含柴油机氧化催化剂、烟灰过滤器和用于还原NOx的催化剂中的一种或多种。这些部件是昂贵的且占据交通工具上相当大的空间。因此，持续需要改进废气处理系统的效率而不增加这样的系统的尺寸和复杂性。概述本专利技术的实施方案涉及从包含烟灰、氨、氨前体N0X、CO和烃的气体流除去排放物的催化制品。催化制品包括用于捕集气体流中的烟灰的壁-流式过滤器。过滤器具有界定总长度的入口端和出口端。过滤器具有气体可渗透的壁，该气体可渗透的壁具有形成为多个轴向延伸的入口通道和出口通道的厚度。每个入口通道具有入口壁、开放入口端和被堵塞的出口端，且每个出口通道具有出口壁、被堵塞的入口端和开放出口端。每个入口通道具有邻近的出口通道。制品包括促进氨前体的水解的任选的水解催化剂。水解催化剂包覆在从入口端延伸的入口通道的入口壁的一部分上。选择性的催化还原催化剂透过气体可渗透的壁以在过量氧气的存在下促进气体流中的NOx转化为N2。氨氧化催化剂包覆出口通道的出口壁的长度以促进将气体流中的氨选择性氧化为N2。氧化催化剂包覆在从出口端朝向入口端延伸的出口通道的出口壁的一部分上，促进CO和烃氧化为C02。在一个或多个实施方案中，壁流式过滤器是高效过滤器。在一些实施方案中，水解催化剂是存在的并从入口端延伸至壁流式过滤器的长度的约50%，且被布置成使得气体流首先遇到水解催化剂。在一些实施方案中，水解催化剂是存在的并从入口端延伸到在约四分之一英寸至壁流式过滤器的长度的约10%的范围内的长度。在一个或多个实施方案中，水解催化剂是存在的并包括二氧化钛。在一个或多个实施方案中，选择性的催化还原催化剂沿着壁流式过滤器的整个长度延伸。在一些实施方案中，选择性的催化还原催化剂具有在约0.25g/in3至约2.5g/in3的范围内的装载量。在一个或多个实施方案中，选择性的催化还原催化剂包括金属助催化的分子筛。催化制品的一些实施方案还包括在SCR催化剂之前的烟灰氧化催化剂。在一个或多个实施方案中，烟灰氧化催化剂透过气体可渗透的壁。在一些实施方案中，烟灰氧化催化剂包括透过气体可渗透的壁的入口侧的层。根据一些实施方案，层透过气体可渗透的壁至高达壁厚度的约50%的深度。在明确的实施方案中，烟灰氧化催化剂包括入口壁上的层。一个或多个实施方案的烟灰氧化催化剂包括氧化锆稳定的氧化铈。在一些实施方案中，氨氧化催化剂延伸直到催化制品的总长度的约50%。在一些实施方案中，氨氧化催化剂从氧化催化剂延伸直到催化制品的总长度的约50%。在一个或多个实施方案中，氧化催化剂从出口通道的出口端延伸直到约两英寸的长度。在一些实施方案中，氧化催化剂重叠氨氧化催化剂的一部分。在一个或多个实施方案中，氧化催化剂基本上没有重叠在氨氧化催化剂上。一些实施方案的氧化催化剂包括负载在高表面积载体上的钼族金属。本专利技术的另外的实施方案涉及一种处理废气流的方法，废气流包括烟灰、脲、氨、N0x、C0和烃。位于催化制品的入口通道的入口端的水解催化剂促进脲的水解。在水解催化剂之后通过使气体流穿过催化制品中的气体可渗透的壁和在入口通道的壁上形成滤饼而从气体流过滤烟灰。通过用透过催化制品的气体可渗透的壁的选择性的催化还原催化剂促进来使氨和NOx的反应以形成N2。通过用包覆在催化制品的出口壁上的氨氧化催化剂促进来使离开催化制品的气体可渗透的壁的气体流中的氨被氧化。通过用包覆在催化制品的出口端处的出口壁上的氧化催化剂促进而使CO和烃被氧化以形成二氧化碳和水。在一些实施方案中，在选择性的催化还原催化剂之前用烟灰氧化催化剂促进来使烟灰被氧化。在一个或多个实施方案中，烟灰在形成滤饼之后被氧化。本专利技术的另外的实施方案涉及排放物处理系统，排放物处理系统包括发动机和位于发动机的下游且与发动机流动通信的本文描述的的催化制品。在一些实施方案中，排放物处理系统还包括定位在发动机的下游且在催化制品的上游并与两者流动通信的柴油机氧化催化剂。在一个或多个实施方案中，排放物处理系统还包括定位在催化制品的上游的还原剂注射器。附图简述图1示出根据本专利技术的一个或多个实施方案的催化制品的透视图；图2示出根据本专利技术的一个或多个实施方案的壁流整体的示意性横截面图；图3示出根据本专利技术的一个或多个实施方案的催化制品的示意性横截面图；图4示出根据本专利技术的一个或多个实施方案的催化制品的示意性横截面图；图5示出根据本专利技术的一个或多个实施方案的废气处理系统的示意图；图6示出根据本专利技术的一个或多个实施方案的废气处理系统的示意图；图7示出根据本专利技术的一个或多个实施方案的废气处理系统的示意图；和图8示出根据本专利技术的一个或多个实施方案的废气处理系统的示意图。详细描述在描述本专利技术的若干示例性的实施方案之前，应理解，本专利技术不限于在以下描述中阐明的构造或工艺步骤的细节。本专利技术能够具有其他实施方案且能够以各种方式被实践或实施。为了本申请的目的，以下术语应具有下面阐明的相应的意思。〃钼族金属组分〃是指钼族金属、或它们的氧化物中的一种。钼族金属包括钼、钯、错、钌、锇和铱。〃罩面层(washcoat)"在本领域中具有其应用到耐火基材的催化材料或其他材料的薄的粘附涂层的常见意思，耐火基材例如蜂窝流通过单块基材或过滤器基材，是充分多孔的以允许正被处理的气体流通过。术语〃罩面层〃是指包括基材上的粉状材料、从不溶性的氧化物或盐在液体介质，通常是水介质中的干燥浆料获得的粉状材料的催化剂涂层。罩面层不同于例如通过溶液浸溃应用到基材的可溶性前体溶液的催化材料的浸溃。罩面层还不同于通过氧化物生长工艺或溶胶-凝胶工艺生长薄膜的工艺。当它们在本文中出现时，术语〃废气流〃和〃发动机废气流〃是指发动机向外流出物以及是指在一个或多个其他催化剂系统部件的下游的流出物，其他催化剂系统部件包括但不限于柴油机氧化催化剂和/或烟灰过滤器。〃流动通信〃意指部件和/或管道邻接为使得废气或其他流体可以在部件和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从气体流除去排放物的催化制品，所述气体流包含烟灰、氨、氨前体NOX、CO和烃，所述制品包括：壁‑流式过滤器，其用于捕集所述气体流中的烟灰，所述过滤器具有界定总长度的入口端和出口端、具有形成为多个轴向延伸的入口通道和出口通道的厚度的气体可渗透的壁，每个入口通道具有入口壁、开放入口端和被堵塞的出口端，每个出口通道具有出口壁、被堵塞的入口端和开放出口端，且每个入口通道具有邻近的出口通道；任选的水解催化剂，其促进所述氨前体的水解，所述水解催化剂包覆在从所述入口端延伸的所述入口通道的所述入口壁的一部分上；选择性的催化还原催化剂，其透过所述气体可渗透的壁，所述选择性的催化还原催化剂在过量氧气的存在下促进所述气体流中的NOX转化为N2；氨氧化催化剂，其包覆所述出口通道的所述出口壁的长度，促进所述气体流中的氨选择性氧化为N2；和氧化催化剂，其包覆在从所述出口端朝向所述入口端延伸的所述出口通道的所述出口壁的一部分上，促进CO和烃氧化为CO2。

【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·S·布尔斯，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：美国;US