[发明专利]用于废气后处理系统中的钙钛矿氧化物化合物

说明书

技术领域

技术领域一般性涉及废气后处理系统，更具体地说，涉及包括钙钛矿氧化物颗粒的废气后处理系统，该颗粒用于将燃烧源产生的富氧的废气流中所含的NO氧化(成NO₂)。

背景技术

燃烧源可以燃烧空气和燃料的贫燃料混合物，以最高燃料-效率的方式做功。由燃烧源产生的热的、富氧的废气流可含有不希望有的气态排放物和可能一些悬浮颗粒物质，后者在被释放到大气中之前可能需要转化成更无害的物质。主要除去的气态排放物包括一氧化碳(CO)，未燃烧的和部分燃烧的烃类(HC)，以及由NO和NO₂与标称量的N₂O组成的氮氧化物化合物(NOx)。可周期性地或经历长的持续时间燃烧空气和燃料的贫燃料混合物的燃烧源的一些值得注意的例子包括燃气透平机，化学加工设备，和车辆内燃发动机如柴油发动机(压缩点燃)和一些汽油发动机(火花点燃)。

由燃烧源产生的富氧的废气流可以输送到流体偶合(fluidly coupled)的废气后处理系统中，以便动态地除去连续变化量的CO、HC类、NOx和悬浮颗粒物质，如果存在的话。典型的废气后处理系统通常追求(1)将CO氧化成二氧化碳(CO₂)，(2)将HC氧化成CO₂和水(H₂O)，(3)将NOx气体转化成氮气(N₂)和O₂，和(4)捕获和周期性地烧掉悬浮颗粒物质。但是在富氧的废气流中所含的较高量的氧妨碍某些催化还原反应的反应动力学。在这类条件下没有非常高效地进行的特定反应序列是(NOx)在常规的细颗粒铂族金属(PGM)混合物(例如，分散在氧化铝上的铂、钯和铑颗粒)上还原成氮气。

结果，废气后处理系统可以装有根据某些操作程序能够在富氧的环境中有效地降低NO_X浓度的特定的催化剂材料或催化剂材料集合体。贫NO_X阱或LNT是可以采用的唯一可得的选项。一般通过将废气流进送跨越NO_X储存催化剂来操作LNT，该催化剂具有NO_X气体捕获能力。NOx氧化催化剂和NO_X还原催化剂也与NOx储存材料混合或位于NO_X储存材料附近。在操作中，NOx氧化催化剂将NO氧化成NO₂以及当暴露于富氧的废气流时NO_X储存催化剂以硝酸盐物质形式截获或“贮存”NO₂。然而，在一些点上，NOx储存催化剂需要从中吹扫出NO_X衍生的硝酸盐物质。NO_X储存催化剂可以通过在燃烧源短暂地燃烧空气和燃料的富燃料混合物以产生包括氧化剂(O₂，NOx)和还原剂(CO，HC，H₂)的反应平衡的氧消耗的废气流来吹扫。氧消耗的废气流输送到NO_X储存催化剂中会触发NO_X气体的释放并且再生了未来NOx存储位置。释放的NOx通过在NO_X还原催化剂上方的氧消耗的废气流中存在的还原剂被还原，主要还原成N₂。

常规的LNT典型地包括流通式支撑体(flow-through support body)，后者具有接受富氧的或氧消耗的废气流的入口和从支撑体输出废气流的出口。PGM与碱金属或碱土金属化合物的混合物被分散在高表面积的氧化铝罩面涂层（washcoat）之内并且装载到支撑之上。PGM的混合物包括铂(它催化NO的氧化和在一定程度上NO_X的还原)，铑(它主要催化NO_X的还原)和钯(它催化CO和HC类的氧化)。碱金属或碱土金属化合物提供截获位点，用于NO₂的可逆储存为硝酸盐物质。但是铂族金属，尤其用于常规LNT中的较大量的铂，是相当昂贵的。铂还显示在较高温度下具有差的热耐久性。

发明内容

从用于由燃烧空气和燃料的贫燃料混合物的燃烧源所产生的富氧的废气流中除去NO_X的方法可以包括让富氧的废气流穿过包括NO_X氧化催化剂的废气后处理系统，该NO_X氧化催化剂包括钙钛矿氧化物颗粒，NOx储存催化剂，和NOx还原催化剂。

本发明进一步体现在如下方面：

1、方法，包括：