[发明专利]催化剂输送系统

说明书

本发明提供一种产生气溶胶(其含有化学催化剂前体)的催化气溶胶输 送系统，从而将之直接输送到燃烧反应系统的火焰带中，或者将之直接输 送到入口空气或入口燃料或者燃料/空气的混合物中，或者将之直接输送到 该燃烧反应的热废气中，或者为上述三者的任意组合。本发明系统和组合 物能够降低来自该燃烧室的污染，并确保更高效和更清洁的燃烧。在大多 数应用中，本发明系统和组合物改善了燃料的经济性。

本领域已知用于产生喷雾气体(其含有催化剂颗粒)并将之输送到燃烧 系统火焰带中的输送系统。

Searles和Bertelsen已经回顾了能够满足EU和US废气排放规定(其用 于柴油机驱动的卡车以及其它商用车或者重型车辆)的现有技术(在Business Briefing：“Global Truck and Commercial Vehicle Technology”，London’World Marketing Research Centre；2000；p97-102；EU Directive 1999/99EC)。这 些技术包括柴油机氧化催化剂，DeNOx催化剂和氧化氮(NOx)吸附剂，选择 性催化还原剂(SCR)以及柴油机颗粒过滤器(DPFs)，以及用于颗粒物质曲轴 箱排放控制的过滤器技术。

1974年，在美国，在客车中首次引入了催化转化器，目前，世界50亿 车辆中超过27.5亿的车辆以及世界范围内制造的所有新车的约90％装备有 催化转化器。但是，用于柴油机驱动的重型车辆的废气排放控制技术仍然 没有得到相似和广泛的应用。

所涉及的另一个方面为柴油机燃料的硫含量。由于硫在催化剂表面上 的吸附性很强，所以硫对催化剂性能具有严重的负面作用。因此，减少了 催化剂的表面积，结果降低了在氧化催化剂上形成的二氧化氮的量。对于 一些DPFs和NOx吸附剂而言，当其依赖二氧化氮进行再生时，这会带来 一些问题。此外，同NOx相比，硫同化学制品NOx捕获器反应得更为强烈， 从而降低了NOx的储存容量并且需要更剧烈和更频繁的再生，因此增加了 燃料的消耗。

应该注意到的是柴油机氧化催化剂将一氧化碳和烃转化为二氧化碳和 水。因此，这些系统降低了颗粒物质排放的量，但是已经发现这些系统对 NOx的排放几乎没有作用。

柴油机氧化催化剂还可同NOx吸附剂、DeNOx催化剂、DPFs或SCR 一起使用，从而降低二氧化氮的水平，或者净化任意旁通注入的烃、尿素 或氨。

常规的汽车催化转化器基本上由蜂窝陶瓷组成，废气通过其传送。用 铂或钯、铑和铈催化剂的薄层涂覆该催化转化器的内部。该催化剂的铂成 分将CO氧化为CO₂，以及将UHC’s氧化为CO₂和蒸汽，铑降低了所形成 的NOx的水平。

已知所述催化转化器随着时间和使用劣化。在德国，自1984年以来， 已将催化转化器装配在所有车辆上。结果，沿着高速公路已经检测到痕量 的铂和铑。

WO02/083281公开了一种喷雾气体催化剂输送系统，其中催化剂混合 物容器包括空气入口和入口管、二级溅射室和气体出口。气体经由管道(其 在接近所述液体的底部具有出口)鼓入通过该容器中的液体，从而导致气体、 来自所述液体的蒸汽、液体飞溅物的混合，并且将催化剂导向燃烧区。但 是，根据该文献，不将液体蒸汽和液体催化剂飞溅物输送到燃烧区是很重 要的，因此，WO02/083281公开了二级溅射室是必需的。所述室用于减少 液体催化剂飞溅进入容器和燃烧区之间的连接管道或在所述连接管道内凝 结的作用，因为这将降低所述系统的性能。WO02/083281中还说明不期望 这种飞溅，因为其导致催化剂混合物的消耗率不可控制。这可导致不可预 知的燃烧和/或过高的催化剂消耗率。

美国专利No.6776606还公开了一种催化剂输送系统，其包括连接到气 体入口的鼓泡管，通过该入口，将气体(通常为空气)经由管道(其在接近所 述液体底部具有出口)鼓入通过该催化剂混合物。该文献表明可以这种方式 使催化剂颗粒以非蒸发的方式流化，通过在液-气界面鼓泡由气流将之携 带到氧化火焰带中。然后由该气流将该催化剂颗粒经由输送管线带入到火 焰带中。