[发明专利]涂覆的柴油颗粒过滤器

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂覆的柴油颗粒过滤器，以及它在柴油发动机的排气净化中的用途。

背景技术

由柴油发动机提供动力的机动车辆的排气不仅包括一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO_x)，而且还包括来源于燃料在汽缸的燃烧室中不完全燃烧的多种组分。所述组分不仅包含通常同样主要以气体形式存在的残余的烃类(HC)，而且还包含也被称为“柴油炭烟”或者“炭烟颗粒”的颗粒排放物。

为了净化所述排气，所述组分必须尽可能完全地转化成无害化合物，这只有使用适当的催化转化器才是可能的。

例如，粘附在炭烟颗粒上的一氧化碳(CO)、气态碳氢化合物(HC)、以及可能的有机团聚体(所谓的“挥发性有机成分”VOF)可能在氧化催化转换器的帮助下通过氧化被去除。氧化催化转换器在现有技术中已知很长时间，并且在多种实施例中被描述。作为有氧化催化活性的组分，通常使用贵金属铂和/或钯。

为了去除柴油车辆的排气中的颗粒排放物，使用专用颗粒过滤器，为了提高其特性，这些专用颗粒过滤器可能具有一种有氧化催化活性的涂层。如SAE文件SAE 2005-01-1756中详细描述的，这种涂层用于降低氧基颗粒燃烧(炭烟燃烧)的活化能并且因此降低该过滤器上的炭烟点火温度，通过氧化该排气中包含的一氧化氮形成二氧化氮来提高被动再生行为，并且抑制烃和一氧化碳排放物的突破。

来自柴油机的排气的氮氧化物可能被转换成无害的氮气，例如，通过在一种适当的催化转化器、即选择性催化还原(SCR)催化转化器上用氨作为还原剂的SCR。该还原剂必须通过该SCR催化转化器上游的一个注射器喷嘴从一个车载辅助储箱引入该排气通道。然而，优选的不是将氨本身而是将一种容易断裂形成氨的化合物，例如尿素或者氨基甲酸铵，携带在车上。

为了能去除所讨论的有害的排气组分到所需的含量，这些所述的催化转化器和/或过滤器必须以一种适当的方式彼此结合以便形成一个排气处理系统。

在已知的排气处理系统中，例如在WO 99/39809和WO 2009/140989中描述的，如在该排气的流动方向上看，首先安排该氧化催化转换器，接着是该柴油颗粒过滤器，以及最后是该SCR催化转化器。此外，一个用于该还原剂投料的注射装置位于该柴油颗粒过滤器和该SCR催化转化器之间。

已经发现在所述系统的运行期间，在高温并且不考虑λ值的情况下，该氧化催化转换器，特别是如果它富含铂，释放微量铂进入气相，该微量铂随着该排气流被输送到该SCR催化转换器并且污染该SCR催化转换器。由于铂对氨的氧化呈现出高活性，它具有这样的效果：在较高的温度，大致300℃以上，不再有供该SCR反应可用的足够的氨，并且氮氧化物的转化率降低。此外，氧化二氮(N₂O)形成的增加主要在温度范围在250℃附近时被观察到。例如，所述现象在SAE文件SAE 2008-01-2488以及SAE 2009-01-0627中被描述。

为了解决所述问题，US 2011/138777 A1提议一种“铂族金属捕捉器”的安排，其在该氧化催化转换器的排气系统下游或者该SCR催化转换器的上游包括氧化铈或者一种钙钛矿材料作为活性组分。

然而这一提议的缺点是该排气处理系统必须被扩展以便包含一个附加的组分，这相对于车辆的车底区域的有限空间而言，很难实现。所述解决方案还导致较高的成本。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供措施使去除从该氧化催化转换器或者其他部件释放的微量铂成为可能，并且防止该SCR催化转换器的污染，而并不由此需要附加的部件或者导致显著更高的成本。此外，该排气处理系统作为一个整体，或者其单个的组成部分的功能，必须保持尽可能不受影响。

出人意料地是，目前已经发现，如果一个合适的铂捕捉器被整合到该颗粒过滤器里可以实现所述目的。

因此，本发明涉及一种柴油颗粒过滤器，其具有一种有氧化催化活性的涂层，其特征在于所述柴油颗粒过滤器包括一个去除该排气流中包含的微量铂的材料区。

此外，本发明涉及一种用于在排气处理系统中防止铂对SCR催化转化器污染的方法，如在该排气的流动方向上看，该系统包括：一种含有铂的氧化催化转化器，一种柴油颗粒过滤器，以及一种SCR催化转化器，其特征在于上面描述的该柴油颗粒过滤器被用作柴油颗粒过滤器。