催化制品和废气处理系统的制作方法

文档序号:20063502发布日期:2020-03-06 08:13阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种催化制品,包括:

在其上分配有催化剂组合物的基体,其中所述催化剂组合物包含浸渍于多孔载体上的铂族金属和选择性催化还原催化剂;

其中所述催化剂组合物基本不含铂;以及

其中所述催化制品可有效减少氮氧化物(nox)和烃类(hc)。

2.权利要求1的催化制品,其中所述选择性催化还原催化剂包含混合金属氧化物组分,其中所述混合金属氧化物组分选自fetio3、feal2o3、mgtio3、mgalo3、mnox/tio2、cutio3、cezro2、tizro2、v2o5/tio2及其混合物。

3.权利要求1或2的催化制品,其中浸渍于多孔载体上的所述铂族金属为浸渍于二氧化锆上的钯且所述选择性催化还原催化剂包含混合金属氧化物以及包含cu和fe中一种或多种的沸石中的一种或多种。

4.权利要求3的催化制品,其中所述选择性催化还原催化剂包含含cu沸石,优选具有cha骨架结构类型的沸石。

5.权利要求1-4中任一项的催化制品,其中所述催化剂组合物包含第一层和第二层,其中所述第一层包含所述选择性催化还原催化剂且所述第二层包含浸渍于所述多孔载体上的铂族金属;

其中所述第一层优选直接设置在基体上且所述第二层设置在所述第一层顶部;或者

其中所述第二层优选直接设置在基体上且所述第一层设置在所述第二层顶部;或者

其中所述第一层和所述第二层优选以分区构造直接设置在基体上。

6.权利要求1-4中任一项的催化制品,其中基体具有入口端、出口端和从基体的入口端延伸至出口端的基体长度并且包括许多由基体内壁限定的通道并且其中所述催化剂组合物包括第一层和第二层,其中所述第一层包含浸渍于所述多孔载体上的铂族金属且所述第二层包含所述选择性催化还原催化剂。

7.权利要求6的催化制品,其中所述第一层包含浸渍于二氧化锆和氧化铝中一种或多种上的钯。

8.权利要求6或7的催化制品,其中所述选择性催化还原催化剂包含含cu沸石,优选具有结构类型cha的沸石。

9.权利要求1-4中任一项的催化制品,其中所述催化剂组合物包含单层,优选由单层构成。

10.一种处理废气料流的排放处理系统,所述排放处理系统包括:

产生废气料流的发动机;

位于所述发动机下游的与所述废气料流流体连通并且适合降低所述废气料流中的nox和hc而形成被处理的废气料流的根据权利要求1-9中任一项的催化制品;以及

适合将还原剂在所述催化制品上游加至所述废气料流的喷射器。

11.一种用于处理离开柴油机的废气料流的废气处理系统,所述废气处理系统具有用于将所述废气料流引入所述废气处理系统中的上游端,其中所述废气处理系统包括:

根据权利要求6-8中任一项的催化制品,所述催化制品具有入口端和出口端;

其中所述催化制品为所述废气处理系统的上游端下游的所述废气处理系统的第一催化制品并且其中所述催化制品的入口端设置在所述催化制品出口端的上游。

12.一种用于处理从柴油机排出的废气料流的废气处理系统,所述废气处理系统具有用于将所述废气料流引入所述废气处理系统中的上游端,其中所述废气处理系统包括:

(i)具有入口端和出口端且包括设置在基体上的涂层的第一催化剂,其中所述涂层包含负载于包含锆的氧化物材料上的钯并且进一步包含氧化钒以及包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种;或者具有入口端和出口端且为根据权利要求1-9中任一项的催化制品的第一催化剂;

(ii)具有入口端和出口端且包括设置在基体上的涂层的第二催化剂,其中

所述涂层包含负载于氧化物材料上的铂族金属并且进一步包含氧化钒、氧化钨以及包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种;

其中根据(i)的第一催化剂为在所述废气处理系统的上游端下游的所述废气处理系统的第一催化剂并且其中所述第一催化剂的入口端设置在第一催化剂出口端的上游;

其中在所述废气处理系统中,根据(ii)的第二催化剂位于根据(i)的第一催化剂下游并且其中所述第二催化剂的入口端设置在第二催化剂出口端的上游。

13.权利要求12的废气处理系统,其中所述第一催化剂的涂层包含负载于包含锆的氧化物材料上的钯,其中99-100重量%的氧化物材料由锆和氧,优选二氧化锆构成,并且包含包含铜和铁中一种或多种的沸石材料。

14.一种选择性催化还原nox和氧化烃类的催化剂,包括设置在基体上的涂层,其中所述涂层包含负载于包含锆的氧化物材料上的钯,并且进一步包含氧化钒以及包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种,其中0-2重量%的氧化物材料由二氧化铈和氧化铝构成。

15.权利要求14的催化剂,其中90-100重量%,优选95-100重量%,更优选99-100重量%的包含在所述涂层中的氧化物材料由锆和氧,优选二氧化锆构成。

16.权利要求14或15的催化剂,其中所述涂层包含包含铜和铁中一种或多种的沸石材料,其中所述沸石材料优选具有骨架结构类型cha。

17.一种制备催化剂,优选包括在根据权利要求12或13的废气处理系统中的所述第一催化剂的方法,包括:

(a)制备包含钯、包含锆的氧化物材料和水的第一混合物,

(b)制备包含溶剂以及氧化钒和包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种的第二混合物,其中氧化钒优选负载于包含钛、硅和锆中一种或多种的氧化物材料,更优选包含钛和硅中一种或多种的氧化物材料,更优选包含二氧化钛和二氧化硅中一种或多种的氧化物材料上,更优选负载于二氧化钛上,其中二氧化钛任选含有钨和硅中一种或多种;

(c)将在(a)中得到的第一混合物和在(b)中得到的第二混合物混合,得到淤浆;

(d)将在(c)中得到的淤浆分配在基体上,得到淤浆处理的基体;

(e)任选地,干燥在(d)中得到的淤浆处理的基体,得到其上分配有涂层的基体;

(f)煅烧在(d)中得到的淤浆处理的基体,优选在(e)中得到的干燥的淤浆处理的基体,得到催化剂,优选包括在根据权利要求12或13的废气处理系统中的所述第一催化剂。

18.一种用于处理离开柴油机的废气料流的废气处理系统,所述废气处理系统具有将所述废气料流引入所述废气处理系统中的上游端,其中所述废气处理系统包括:

(i)为柴油氧化(doc)催化剂的第一催化剂,其具有入口端和出口端并且由涂层和基体构成,其中所述涂层设置在所述基体的内壁上,其中基体具有入口端、出口端和从基体的入口端延伸至出口端的基体长度并且包括许多由基体内壁限定的通道,其中所述涂层包含负载于包含锆、硅、铝和钛中的一种或多种的氧化物材料上的钯,其中99-100重量%的第一催化剂的涂层由负载于包含锆、硅、铝和钛中的一种或多种的氧化物材料上的钯构成;

(ii)具有入口端和出口端且包括涂层和基体的第二催化剂,其中所述涂层设置在基体的内壁上,其中基体具有入口端、出口端和从基体的入口端延伸至出口端的基体长度并且包括许多由基体内壁限定的通道,其中所述第二催化剂的涂层包含氧化钒以及包含铜和铁中一种或多种的沸石材料中的一种或多种;或者具有入口端和出口端且为根据权利要求1-9中任一项的催化制品的第二催化剂;

其中根据(i)的第一催化剂为在所述废气处理系统的上游端下游的所述废气处理系统的第一催化剂并且其中所述第一催化剂的入口端设置在第一催化剂出口端的上游;

其中在所述废气处理系统中,根据(ii)的第二催化剂位于根据(i)的第一催化剂下游并且其中所述第二催化剂的入口端设置在所述第二催化剂的出口端上游;

其中根据(i)的第一催化剂的出口端与根据(ii)的第二催化剂的入口端流体连通并且其中在根据(i)的第一催化剂的出口端和根据(ii)的第二催化剂的入口端之间没有用于处理从第一催化剂排出的废气料流的催化剂位于所述废气处理系统中。

19.权利要求18的废气处理系统,其中包含在根据(i)的所述第一催化剂的涂层中的氧化物材料包含锆和铝中的一种或多种,优选由其构成。

20.权利要求18或19的废气处理系统,其中所述第一催化剂的涂层作为元素钯计算以在0.18-3.53g/l(5-100g/ft3),优选0.71-2.82g/l(20-80g/ft3),更优选1.06-2.47g/l(30-70g/ft3),更优选1.24-1.94g/l(35-55g/ft3),更优选1.41-1.77g/l(40-50g/ft3)范围内的负载量包含钯。

21.权利要求18-20中任一项的废气处理系统,其中所述第二催化剂的涂层包含包含铜和铁中一种或多种的沸石材料,其中包含在所述第二催化剂的涂层中的沸石材料具有骨架结构类型aei、gme、cha、mfi、bea、fau、mor或其中两种或更多种的混合物,优选骨架结构类型aei、cha、bea或其中两种或更多种的混合物,更优选骨架结构类型cha或aei,更优选骨架结构类型cha;或者其中根据(ii)的第二催化剂的涂层包含氧化钒;其中所述氧化钒优选为氧化钒(v)和钒(iv)氧化物中的一种或多种,其中所述氧化钒任选含有钨、铁和锑中的一种或多种。

22.权利要求18-21中任一项的废气处理系统,进一步包括位于根据(ii)的第二催化剂下游的氨氧化催化剂,其中所述氨氧化催化剂具有入口端和出口端,其中根据(ii)的第二催化剂的出口端与所述氨氧化催化剂的入口端流体连通并且其中在根据(ii)的第二催化剂的出口端和所述氨氧化催化剂的入口端之间没有用于处理从第二催化剂排出的废气的催化剂位于所述废气处理系统中。

23.一种同时选择性催化还原nox、氧化烃类、氧化氧化亚氮和氧化氨的方法,包括:

(1)提供来自柴油机的包含nox、氨、氧化亚氮和烃类中一种或多种的废气料流;

(2)使在(1)中提供的废气料流通过根据权利要求12、13和17-21中任一项的废气系统。

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