[发明专利]用于处理柴油LNG双燃料机动车的废气的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理柴油LNG(液化天然气)双燃料机动车的废气的催化剂，更具体而言，涉及柴油LNG双燃料机动车的催化剂，所述催化剂可以有效地除去柴油LNG双燃料机动车的废气中所含有的甲烷并且还具有优异的硫中毒抗性。

背景技术

天然气机动车可根据燃料供给系统分为CNG(压缩天然气)型和LNG型。CNG型使用在约200个大气压的压力压缩并且储存在高压容器中的气体，而LNG型使用温度约为-130℃的低温燃料。在国内外CNG被主要用作天然气燃料的原因似乎在于，与CNG相比LNG难以应用于机动车，并且没有足够的用于提供LNG的基础设施。在韩国，CNG机动车获得了市场的良好接受并处于成熟阶段，但是LNG机动车却刚刚通过开发阶段且正处于试驾阶段。

此外，根据点火系统，天然气发动机可以分为专用型和双燃料型。专用型利用电点火系统并且主要用在汽油发动机中，而双燃料型使用柴油燃料作为点火源。当将现有汽油机动车改造为天然气机动车时，如果应用双燃料型，则可以通过仅安装天然气供给系统而不改变点火系统来比较简单地实现燃料转换。

在天然气机动车中，甲烷是废气的主要成分。甲烷是具有长寿命的潜在的温室气体，并且显示出比二氧化碳更高的温室效应。由于天然气机动车排出的甲烷存在对环境的影响，因此预计早晚会提出排放法规，并且天然气机动车的以现有状态排出的甲烷约有60％应由低温后处理装置等进行处理，以遵守最严格的欧洲法规。

近来，使用其中浸渍有作为活性成分的钯的催化剂来氧化甲烷。然而，这存在钯在硫条件下具有显著降低的催化活性的问题。

此外，对于柴油LNG双燃料机动车，由于LNG不含硫但柴油含硫，因此柴油中所含的硫会使用于氧化废气中的甲烷的催化活性材料中毒，因而需要开发用于柴油LNG双燃料机动车的除甲烷催化剂。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的在于提供用于处理柴油LNG双燃料机动车的废气的催化剂，所述催化剂可以有效地除去柴油LNG双燃料机动车的废气中所含有的甲烷。

本发明的另一个目的在于提供用于处理柴油LNG双燃料机动车的废气的催化剂，所述催化剂具有高甲烷去除性能和优异的硫中毒抗性。

技术解决方案

本发明人从为实现上述目的而反复进行的研究的结果中发现，通过在催化剂中浸渍铂和钯同时调整铂与钯的重量比，可以控制硫中毒现象。

一般而言，在韩国，柴油燃料被控制为含有50ppm以下的硫。因此，柴油LNG双燃料机动车的废气中的硫浓度处于10ppm以下的程度，为0.1ppm～10ppm，更具体而言为0.1ppm～5ppm，但这取决于混合燃料燃烧比。在本发明中，调整钯与铂的浸渍比以便在柴油LNG双燃料机动车的废气条件中具有优异的甲烷氧化活性。结果，本发明人发现，当钯与铂的重量比为1∶0.1～0.5时具有高甲烷氧化活性和优异的硫中毒抗性。

本发明涉及用于处理柴油LNG双燃料机动车的废气的催化剂，其中，作为催化剂活性成分的钯与铂以1∶0.1～0.5的重量比浸渍，更优选的是，用于处理柴油LNG双燃料机动车的废气的催化剂具有陶瓷基质，所述陶瓷基质上沉积有经酸化处理的载体和重量比为1∶0.1～0.5的作为催化剂活性成分的钯和铂。

钯和铂的重量比优选为1∶0.1～0.5，更优选为1∶0.1～0.3。

钯具有比铂更优异的催化活性，但是硫容易使其中毒，从而使催化活性劣化。因此，除钯之外，还需提供具有防止硫中毒效果的助催化剂。铂作为具有防止硫中毒效果同时保持甲烷氧化活性的助催化剂具有优异的效果，但是与钯相比其甲烷氧化活性更低。因此，铂与钯的比例对于提供防止硫中毒效果和优异的甲烷氧化活性非常重要。此外，本发明人由反复研究的结果发现，当钯与铂的重量比为1∶0.1～0.5、更优选为1∶0.1～0.3时，其具有防止硫中毒效果并具有优异的甲烷氧化活性。如果铂相对于钯的重量比小于0.1，则防止硫中毒的效果会显著劣化，而如果铂相对于钯的重量比大于0.5，则甲烷氧化活性降低。因此，只有当将钯与铂的重量比被控制在上述范围内时，在柴油LNG双燃料机动车中才能够具有防止硫中毒效果和优异的甲烷氧化活性。

本发明的用于处理柴油LNG双燃料机动车的废气的催化剂具有陶瓷基质，所述陶瓷基质上沉积有载体和作为催化剂活性成分的钯和铂。陶瓷基质可以具有由如堇青石等耐热陶瓷材料形成的蜂窝孔体结构。载体可以包括氧化铝、氧化锆、二氧化硅、二氧化铈及其混合物，但是就催化活性方面而言更优选氧化铝。载体可以使用硫酸等酸处理。