[发明专利]一种抗硫柴油车氧化型催化剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种抗硫柴油车氧化型催化剂及制备方法，包括以下步骤：将活性组分中的第一活性组分、第二活性组分和第三活性组分分散到第一催化材料中，得到第一浆料；将第四活性组分分散到第二催化材料中，得到第二浆料，所述第四活性组分为Cu、Fe、Zn源中的一种或多种；分别将所述第一浆料、所述第二浆料涂覆到催化剂载体上，干燥，焙烧，得到抗硫柴油车氧化型催化剂。本发明的DOC催化剂提高抗硫和储硫性能，使得DOC催化剂对硫元素的拦截效果提高，减少由于硫元素逃逸至下游引起CDPF和SCR催化剂劣化，在适当的时机启动再生脱硫，从整个系统提高燃油经济性并延长催化剂的寿命。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别涉及一种抗硫柴油车氧化型催化剂及制备方法。

背景技术

燃油中的硫来源于原油，经炼化，硫含量已经大大降低，硫含量从国四燃油要求的50ppm降低至国六燃油的10ppm，硫含量虽然少，若长时间不处理，则足以使后处理催化剂因硫中毒而劣化，从而使得排放不满足法规要求。柴油机属于压燃式发动机，催化剂前端温度分布150～450℃，排气中氧浓度高，硫元素经发动机燃烧后生成SO₂或者SO₃，在这样的排温和尾气气氛中，尾气中的SO₂容易被氧化成SO₃，SO₂和SO₃均容易吸附在催化剂的涂层中，从而使得后处理催化剂中毒。

目前国六阶段柴油车后处理系统一般为柴油车氧化型催化剂(DOC)+催化颗粒捕集器(CDPF)+选择性催化还原(SCR)/ASC技术路线。DOC作为后处理催化剂之首，是一种氧化型催化剂，可以氧化CO、HC、可溶性有机成分(SOF)，使之转化为无害的CO₂,H₂O气体，同时将NO氧化为NO₂，尾气中的SO₂经过氧化型催化剂DOC容易被氧化为SO₃，并且容易与DOC催化剂涂层中的活性组分Pt形成PtSO₄或与Pd形成PdSO₄，与催化材料中的Al形成Al₂(SO4)₃。PtSO₄、PdSO₄和Al₂(SO₄)₃在氧气充分的条件下很难脱硫，从而使得DOC催化剂的性能下降。CDPF作为柴油后处理催化剂的第二位，由于硫化物基本以SO₃的形式作用于CDPF上，并且由于CDPF的壁流式，导致CDPF中容易沉积硫酸盐形式的灰分，由于灰分的累积，CDPF的背压增加，一方面导致后处理背压增加，影响发动机动力性能，另一方面在主动再生标定模块中可导致主动再生频率升高，从而影响实际燃油经济性能，并且长期的主动再生将会使得催化剂的热劣化加速，加速后处理催化剂的性能劣化。SCR催化剂一般以Cu基催化剂为主，以NH₃作为还原剂。当新的后处理系统开始使用时，尾气中的硫元素容易在上游DOC中吸附，部分硫元素逃逸至CDPF中，很少部分硫逃逸至SCR中。因此当一个新鲜的催化剂系统运行之初，SCR催化剂的性能不会有明显的降低，但当上游DOC和CDPF催化剂涂层中硫元素吸附饱和后，SCR催化剂会出现迅速劣化的现象，原因在于SO₃到达SCR催化剂中，与NH₃形成(NH₄)₂SO₄覆盖在催化剂表面，与Cu形成CuSO₄，这两种硫酸盐的形成使得SCR催化剂的活性中心均减少了，因此SCR的性能将大幅度下降。