[发明专利]分区的排气系统

说明书

催化制品具有包括入口、出口和轴向长度的流通式基材；包含第一SCR催化剂的SCR区；和包含(a)ASC区和DOC区或(b)混合的ASC和DOC区的氧化区，其中氧化区包含氨氧化催化剂和DOC催化剂，SCR区从入口端定位于基材上和从入口延伸至小于基材的轴向长度，DOC区或混合的ASC和DOC区从出口端定位于基材上，和当DOC区存在时，ASC区位于SCR区和DOC区之间。在其它催化制品中，ASC区还包括DEC催化剂。描述了在SCR方法使用催化制品的方法，其中减少了氨泄漏的量。

技术领域

本发明涉及经分区以提供组合的SCR、氨泄漏催化剂(ASC)和柴油氧化催化剂(DOC)或柴油放热催化剂(DEC)活性的基材。

背景技术

在柴油发动机、固定式燃气轮机和其它系统中的烃燃烧产生废气，废气必须经处理以除去包括NO(一氧化氮)和NO₂(二氧化氮)的氮氧化物(NOx)，其中NO是主要的所形成的NOx。众所周知，NOx会造成人类的多种健康问题，并造成许多有害的环境影响，包括形成烟雾和酸雨。为了减轻废气中NOx对人类和环境的影响，希望消除这些不希望的组分，优选通过不产生其它有害或有毒物质的方法。

贫燃和柴油发动机中产生的废气通常具有氧化性。在被称为选择性催化还原(SCR)的方法中，需要用催化剂和还原剂选择性地还原NOx，该方法将NOx转化成单质氮(N₂)和水。在SCR方法中，在废气与催化剂接触之前，将气态还原剂(通常为无水氨、氨水或尿素)添加至废气流中。还原剂被吸收到催化剂上，并且随着气体通过或经过经催化的基材，NOx被还原。为了使NOx的转化最大化，往往需要向气流中添加超过化学计量量的氨。但是，将过量的氨释放到大气中将不利于人类健康和环境。另外，氨是腐蚀性的，特别是其含水形式。排气催化剂下游的排气管线区域中的水和氨的冷凝会导致会损害排气系统的腐蚀性混合物。因此应该消除废气中氨的释放。在许多传统的排气系统中，在SCR催化剂的下游安装氨氧化催化剂(也称为氨泄漏催化剂或“ASC”)，以通过将氨转化成氮而从废气中除去氨。氨泄漏催化剂的使用可以允许经过典型的柴油驱动循环使NOx转化率大于90％。

希望具有一种催化剂，该催化剂提供通过SCR的NOx除去和选择性氨转化成氮两者，其中在车辆驱动循环的宽温度范围内发生氨转化，和形成最少的氮氧化物和一氧化二氮副产物。

发明内容

在第一方面，本发明涉及催化剂制品，其包括含有入口和出口的基材，含第一SCR催化剂的第一区和含柴油氧化催化剂(DOC)的第二区，其中第一区位于基材的入口侧上和第二区位于基材的出口侧上。催化剂制品可以进一步包括含氨泄漏催化剂(ASC)的第三区，其中第三区位于第一区和第二区之间。氨泄漏催化剂(ASC)包括(a)第一SCR催化剂或第二SCR催化剂和(b)氨氧化催化剂。催化剂制品可以在第一区中提供对尿素或氨的非常快速响应。催化剂制品可以在第一区中具有非常低的NH₃储存量。

在第二方面，本发明涉及催化剂制品，其包括含有入口和出口的基材，含第一SCR催化剂的第一区和含氨泄漏催化剂(ASC)的第二区，其中第一区位于基材的入口侧上和第二区位于紧邻第一区的下游。氨泄漏催化剂(ASC)可以包括(a)第一SCR催化剂或第二SCR催化剂和(b)氨氧化催化剂。催化剂制品可以在第一区中提供对尿素或氨的非常快的响应。催化剂制品可以在第一区中具有非常低的NH₃储存量。

在另一方面，本发明涉及排气系统，其包括本发明第一方面的催化制品和用于在废气中引入NH₃或形成NH₃的装置，其中用于在废气中引入NH₃或形成NH₃的装置位于催化制品之前。

在又一方面，本发明涉及燃烧来源，其包括含有以下的排气系统：本发明第一方面的催化剂制品和用于在废气中引入NH₃或在废气中形成NH₃的装置，其中用于在废气中引入NH₃或在废气中形成NH₃的装置位于催化制品之前。