[发明专利]用于防止铂对SCR催化剂污染的方法

说明书

本发明涉及一种用于在排气处理系统中防止铂对SCR催化剂污染的方法，所述系统包括一种在SCR催化剂的流入侧上的含铂的氧化催化剂。该氧化催化剂的流出侧包括一个去除该排气流中包含的微量铂的材料区。

本申请是原始中国专利申请号201380027766.2，申请日2013年6月10日，发明名称为“用于防止铂对SCR催化剂污染的方法”的分案申请。

本发明涉及一种用于在排气处理系统中防止铂对SCR催化剂污染的方法，通过在排气处理系统的流入侧安排含铂的多种成分。

除了一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO_x)，柴油动力机动车辆的排气还包含来源于燃料在汽缸的燃烧室中不完全燃烧的多种组分。这些包括，除通常主要也以气态形式存在的残余的烃类(HC)之外，还有被称为“柴油颗粒物”或者“炭烟颗粒”的颗粒排放物。

为了净化这些排气，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剂才是可能的。

例如，接合到在炭烟颗粒上的一氧化碳(CO)、气态碳氢化合物(HC)、以及任何有机团聚材料(“挥发性有机成分”，VOF)可在氧化催化剂的帮助下通过氧化被去除。氧化催化剂在现有技术中已知很长时间，并且在各种各样的实施例中被描述。主要地，贵金属铂和/或钯被用作氧化催化活性成分(见，例如US 2011/0206584 A1)，但是例如在EP 1 938 893 A2中附加地已经描述了含金催化剂。

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，为了提高其性能，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。如在文件SAE 2005-01-1756中详细描述的，这种涂层用于降低氧基颗粒烧尽(炭烟燃烧)的活化能并因此用于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产生二氧化氮来改进被动再生行为，并且用于抑制烃和一氧化碳排放物的突破。

来自柴油机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剂，即选择性催化还原(SCR)催化剂上，用氨作为还原剂进行选择催化还原。该还原剂必须通过该SCR催化剂上游的一个注射器喷嘴从一个车载副油箱引入该排气管线。然而，优选地不是将氨本身而是将一种容易分解为氨的化合物，诸如例如尿素或者氨基甲酸铵，携带在车上。

为了能去除上述有害的排气成分到所需的程度，所述催化剂或过滤器必须以一种适当的方式彼此组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，在该排气的流动方向上看，首先安排该氧化催化剂，接着是该柴油颗粒过滤器，以及最后是该SCR催化剂。此外,一个用于分配还原剂的注射装置也位于该柴油颗粒过滤器和SCR催化剂之间。然而，根据要求，还可能考虑没有柴油机微粒过滤器的解决方案。在这些情况下，该排气处理系统在该排气的流动方向中首先包括一种氧化催化剂及然后包括该SCR催化剂。用于分配还原剂的该注射装置在这种情况下被安排在柴油颗粒过滤器和SCR催化剂之间。

从这些系统的操作容易看出，该氧化催化剂尤其是若它具有高铂含量，在升高的温度下及依据λ值，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催化剂并且污染该SCR催化剂。由于铂对于氧化性氨是高活性的，在大致300℃以上的温度，这导致不再有供该SCR反应可用的足够的氨，且氮氧化物的转化率降低。此外，氧化二氮(N₂O)形成的增加主要在大约250℃的温度范围被观察到。这种现象例如在文件SAE 2008-01-2488及SAE2009-01-0627中被描述。

为了解决这个问题，US 2011/138777 A1提议在该排气系统中该氧化催化剂的下游且该SCR催化剂的上游安排一种“铂族金属捕捉器”，所述捕捉器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需要一个附加的部件，鉴于在车辆的车底区域中有限的空间，这难以实现。此外，这个解决方案导致高成本。