[发明专利]配合有涡轮的SCR和ASC/DOC紧密连接的系统

说明书

包括具有入口端和出口端的基材、第一区和第二区的催化剂制品，其中所述第一区包括：a)氨泄漏催化剂(ASC)底层，其包括在载体上的铂族金属；和b)SCR层，其包括第二SCR催化剂，所述SCR层位于所述ASC底层上方；其中所述第二区包括选自由柴油氧化催化剂(DOC)和柴油放热催化剂(DEC)组成的组的催化剂(“第二区催化剂”)；其中所述ASC底层延伸至所述第二区中；并且其中所述第一区位于所述第二区的上游。所述ASC底层可包括(1)所述在载体上的铂族金属和(2)第一SCR催化剂的共混物。

背景技术

柴油发动机、固定式燃气轮机和其他系统中的烃燃烧产生必须受处理以去除氮氧化物(NOx)的废气，氮氧化物(NOx)包含NO(一氧化氮)和NO₂(二氧化氮)，其中NO占所形成NOx的大多数。NOx已知造成人体的多种健康问题以及引起多种有害的环境效应，包括形成烟雾和酸雨。为了减轻废气中的NOx对人体和环境的影响，期望的是优选通过不产生其他有害或有毒物质的方法来清除这些不期望的组分。

贫燃和柴油发动机中产生的废气通常具有氧化性。NOx需要在将NOx转化成单质氮(N₂)和水、被称为选择性催化还原(SCR)的过程中用催化剂和还原剂选择性还原。在SCR过程中，在废气接触催化剂之前，将气体还原剂、通常为无水氨、氨水或尿素加入废气流。还原剂被吸收至催化剂上，并且NOx随着气体穿过或经过经催化基材而被还原。为了使NOx的转化最大化，通常需要将多于化学计量量的氨加入气流。然而，过量氨释放入大气将不利于人体健康和环境。另外，氨是苛性的，尤其是其含水形式。废气催化剂下游的废气管线区域中氨和水的冷凝可产生能损坏排气系统的腐蚀性混合物。因此，应消除废气中氨的释放。在许多常规排气系统中，在SCR催化剂的下游安装氨氧化催化剂(也被称为氨泄漏催化剂或“ASC”)，以通过将氨转化为氮气而从废气中去除氨。氨泄漏催化剂的使用能允许在典型的柴油行使循环内高于90％的NO_x转化率。

将期望具有提供由SCR去除NOx和选择性将氨转化为氮气的催化剂和包括所述催化剂的系统，其中在车辆行驶循环内氨转化在宽温度范围内发生，并且形成最少的氧化氮和氧化亚氮副产物。

发明内容

根据本发明的一些实施方案，催化剂制品包括具有入口端和出口端的基材、第一区和第二区，其中第一区包括：a)氨泄漏催化剂(ASC)底层，其包括在载体上的铂族金属；和b)SCR层，其包括第二SCR催化剂，SCR层位于ASC底层上方；其中第二区包括选自由柴油氧化催化剂(DOC)和柴油放热催化剂(DEC)组成的组的催化剂(“第二区催化剂”)；其中ASC底层延伸至第二区中；并且其中第一区位于第二区的上游。ASC底层可包括(1)在载体上的铂族金属和(2)第一SCR催化剂的共混物。在一些实施方案中，第一SCR和/或第二SCR催化剂包括Fe、Mn、Cu或它们的组合。

在某些实施方案中，ASC底层从基材的出口端延伸小于基材的总长；SCR层从基材的入口端延伸小于基材的总长，且与ASC底层至少部分地重叠；并且将第二区催化剂包括在从基材的出口端延伸小于基材的总长的第二层中，其中第二层位于ASC底层的顶部上且长度短于ASC底层。

在一些实施方案中，ASC底层从基材的入口端延伸小于基材的总长；SCR层从基材的入口端延伸小于基材的总长，其中SCR层位于ASC底层的顶部上且与ASC底层相比未进一步向出口端延伸；并且将第二区催化剂包括在从基材的出口端延伸小于基材的总长的第二层中，其中第二层与ASC底层至少部分地重叠。

在一些实施方案中，ASC底层从基材的入口端延伸小于基材的总长；SCR层从基材的入口端延伸小于基材的总长，其中SCR层位于ASC底层的顶部上且与ASC底层相比进一步向出口端延伸；并且将第二区催化剂包括在从基材的出口端延伸小于基材的总长的层中。

在一些实施方案中，ASC底层覆盖基材的总长；SCR层从基材的入口端延伸小于基材的总长，其中SCR层位于ASC底层的顶部上；并且将第二区催化剂包括在从基材的出口端延伸小于基材的总长的第二层中，其中第二层位于ASC底层的顶部上。