[发明专利]设计在SCR系统中位于首位的氨泄漏催化剂

说明书

公开了一种催化剂制品，其具有包含氨储存性低的载体上的铂与第一SCR催化剂的共混物的氨泄漏催化剂(ASC)，和第二催化剂例如柴油氧化催化剂、柴油放热催化剂(DEC)、NO_x吸收剂、选择性催化还原/被动NO_x吸附剂(SCR/PNA)、冷起动催化剂(CSC)或三元催化剂(TWC)。该催化剂制品还可以含有一种或两种另外的SCR催化剂。催化剂可以以多种构造之一存在。该催化制品可用于选择性催化还原(SCR)废气中的NO_x和减少氨泄漏量。还描述了在SCR方法中使用该催化制品的方法，其中减少了氨泄漏量。

发明领域

本发明涉及氨泄漏催化剂(ASC)，含有氨泄漏催化剂的制品，和制造和使用这样的制品来减少氨泄漏的方法。

发明背景

柴油发动机、固定式燃气轮机和其他系统中的烃燃烧产生废气，必须处理该废气来除去氮氧化物(NO_x)，其包括NO(一氧化氮)和NO₂(二氧化氮)，并且NO占形成的NO_x的主要部分。已知NO_x引起人们的许多健康问题，以及引起许多有害的环境效应，包括形成烟雾和酸雨。为了减轻来自于废气中的NO_x对于人和环境的影响，令人期望的是消除这些不期望的组分，优选通过不产生其他有害或有毒物质的方法。

贫燃和柴油发动机产生的废气通常是氧化性的。NO_x需要在被称作选择性催化还原(SCR)的方法中用催化剂和还原剂选择性还原，该方法将NO_x转化成单质氮(N₂)和水。在SCR方法中，将气态还原剂，典型地是无水氨、氨水或尿素添加到废气流中，然后使该废气接触催化剂。还原剂吸收到催化剂上，并且在气体经过催化型基底之中或之上时还原NO_x。为了使NO_x的转化率最大，经常必需向气流中添加大于化学计量量的氨。但是，过量的氨释放到大气中将对人的健康和对环境有害。另外，氨是苛性的，特别是它的含水形式。排气催化剂下游的排气管线区域中氨和水的冷凝会产生腐蚀性混合物，其会损坏排气系统。所以，应当消除废气中氨的释放。在许多常规排气系统中，氨氧化催化剂(也被称作氨泄漏催化剂或”ASC”)安装在SCR催化剂下游，来通过将氨转化成氮来从废气中除去氨。使用氨泄漏催化剂会使得典型的柴油机驱动周期中NO_x转化率大于90％。

令人期望的是拥有提供通过SCR除去NO_x和将氨选择性转化成氮气二者的催化剂，其中氨转化在车辆驾驶循环中的宽温度范围进行，并且形成最少的氧化氮和一氧化二氮副产物。

发明内容

在第一方面中，本发明涉及一种催化剂制品，其包含：包含入口端和出口端的基底、第一区和第二区，其中第一区包含氨泄漏催化剂(ASC)，该氨泄漏催化剂含有铂族金属，和含有金属交换分子筛、钒或贱金属的第一SCR催化剂，和第二区包含选自以下的第二催化剂：柴油氧化催化剂(DOC)、柴油放热催化剂(DEC)、催化型烟灰过滤器(CSF)、NO_x吸收剂、选择性催化还原/被动NO_x吸附剂(SCR/PNA)、冷起动催化剂(CSC)或三元催化剂(TWC)，其中第一区相对于第二区位于气流的上游。

在另一方面中，本发明涉及一种排气系统，其包含本发明第一方面的催化制品，和用于在废气中形成NH₃的装置。

在又一方面中，本发明涉及一种燃烧源，其包含排气系统，该排气系统包含本发明第一方面的催化剂制品，和用于在废气中形成NH₃的装置。

在又一方面中，本发明涉及一种在催化剂中提供放热的方法，其中该方法包括使含烃废气与本发明第一方面的催化剂接触。

在另一方面中，本发明涉及一种减少由废气中的NH₃形成N₂O的方法，其中该方法包括使含氨废气与本发明第一方面的催化剂制品接触。

附图说明