[发明专利]选择还原型催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及使柴油发动机排气中含有的氮氧化物与尿素类液体反应而降低的选择还原型催化剂。

背景技术

此前，公开了一种适于处理含NOx及颗粒物的排气气流的排气处理系统(例如，参照专利文献1)。该排气处理系统中包含：氧化用催化剂；以及，与氧化用催化剂以流体传送状态位于其下游的氨或氨的前体，对其定期计量进入排气气流的注入器；以及，与注入器以流体传送状态位于其下游侧的壁流式独石柱。该壁流式独石柱具有多个在纵向延伸的通路，多个在纵向延伸的通路，以在通路中作为边界对其限定的在纵向延伸的壁形成。在这里，壁流式独石柱含有对壁以至少1.3g/立方英寸的浓度渗透的SCR催化剂组合物，壁流式独石柱具有的壁间隙率至少为50％，平均孔径至少5μm。另外，SCR催化剂组合物，含有选自铜及铁成分中的1种以上贱金属成分及沸石，该沸石中二氧化硅相对氧化铝之比至少约为10。该SCR催化剂组合物，分别于壁流式独石柱的入口通路及出口通路上附着后进行干燥焙烧。

在如此构成的排气处理系统中，SCR催化剂组合物，在低于600℃的温度，对NOx成分的还原起到有效的催化剂作用，由于降低了使颗粒物的煤成分进行燃烧的温度而有利于过滤器再生。另外，上述SCR催化剂组合物，为了不向大气排NH₃，对从O₂与多少过剩存在的NH₃生成N₂及H₂O的反应起到催化作用，同时，得到耐650℃以上的温度。在这里，对硫酸盐毒显示高耐性且通过SCR过程及氧的氨氧化两者的作用有良好活性，并且，即使于高温、水热条件及硫酸盐毒中曝露时，保持良好活性的沸石，是至少具有约的孔径且具有三维的互相连结的孔的沸石。当直径至少的孔以三维的互相连接时，由于硫酸盐分子在整个沸石结构中良好地移动，故硫酸盐分子可从催化剂放出，因此，可以认为作为反应体的NOx及NH₃分子，与作为反应体的NH₃及O₂分子作用的吸附部位大多被解放。还有，作为满足此判断标准的特定沸石，可以举出USY沸石(超稳定化Y型沸石)或β沸石(由三维的12员环细孔构成的硅酸铝)等。

专利文献1：特表2007-501353号公报(权利要求1、5、6及12、第0035段、第0036段及第0038段)

发明内容

发明要解决的课题

然而，上述现有专利文献1中所述的排气处理系统，尽管可以耐超过650℃的温度，但在超过650℃的高温水热下的耐热性未必充分，还存在在超过650℃的高温氛围气下NOx成分不能充分还原的问题点。本发明的目的是提供一种排气温度从低温到高温的宽的温度区域中确保高的NOx减少性能的选择还原型催化剂。本发明的另一目的是提供一种选择还原型催化剂，即使使载体上堆积的特殊物质燃烧时，载体内部处于高温水热氛围气中也可以确保高温时的NOx减少性能。

用于解决课题的手段

权利要求1涉及的发明，如图1所示，为选择还原型催化剂，其特征在于，该催化剂具有：在排气通路13上设置的能通过排气的多孔质材料上形成的第1催化剂层11a，以及，第1催化剂层11a的排气下游侧的表面上层叠的、能通过排气的多孔质材料上形成的第2催化剂层11b；第1催化剂层11a包含铁-沸石催化剂构成、于150～400℃范围内的排气温度，显示排气中所含的NOx减少60％以上的催化剂活性；第2催化剂层11b包含选自铁-氧化铝、铁-氧化锆、铁-氧化铈及铁-氧化钛的1种或2种以上的单体催化剂、混合催化剂或复合氧化物催化剂，比第1催化剂层11a显示催化剂活性的温度范围高的400～700℃范围内的排气温度，显示排气中所含的NOx减少60％以上的催化剂活性；通过第1及第2催化剂层11a、11b两者，在150～700℃范围内的排气温度，排气中所含的NOx呈现减少70％以上的催化剂活性。