[发明专利]具有后部集中放热产生的ASC/DEC

说明书

一种包括具有入口侧和出口侧的基材、第一区和第二区的催化剂制品，其中所述第一区包括氨泄漏催化剂(ASC)，所述氨泄漏催化剂(ASC)包括在载体上的铂族金属和第一SCR催化剂；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；和其中所述第一区位于所述第二区的上游。所述第一区可包括底层和顶层，所述底层具有(1)所述在载体上的铂族金属和(2)所述第一SCR催化剂的共混物；所述顶层包括第二SCR催化剂，所述顶层位于所述底层上方。

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，其包含NO(一氧化氮)和NO₂(二氧化氮)，其中NO是所形成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。为了减轻来自废气中NOx的人体和环境影响，期望的是优选通过不产生其他有害或有毒物质的方法来消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)的过程中被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NO_x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，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侧和出口侧的基材、第一区和第二区，其中第一区包括氨泄漏催化剂(ASC)，ASC包括在载体上的铂族金属和第一SCR催化剂；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；和其中第一区位于第二区的上游。第一区可包括底层和顶层，底层包括(1)在载体上的铂族金属和(2)第一SCR催化剂的共混物；顶层包括第二SCR催化剂，顶层位于底层上方。在一些实施方案中，第一区包括底层和顶层，底层包括在载体上的铂族金属；顶层包括第一SCR催化剂，顶层位于底层上方。

在一些实施方案中，载体包括硅质材料。硅质材料包括选自由以下组成的组的材料：(1)二氧化硅；(2)具有高于200的二氧化硅与氧化铝比率的沸石；和(3)具有≥40％SiO2含量的掺杂无定形二氧化硅的氧化铝。在一些实施方案中，铂族金属以铂族金属和载体的总重量的约0.5重量％至约10重量％、铂族金属和载体的总重量的约1重量％至约6重量％、或铂族金属和载体的总重量的约1.5重量％至约4重量％的量存在于载体上。在一些实施方案中，铂族金属可包括铂、钯，或铂和钯的组合。在某些实施方案中，铂族金属包括铂。

在共混物内，第一SCR催化剂与在载体上的铂族金属的重量比可为约3:1至约300:1，约5:1至约100:1，或约10:1至约50:1。

在一些实施方案中，第一SCR催化剂是贱金属、贱金属的氧化物、分子筛、金属交换分子筛或它们的混合物。在一些实施方案中，第一SCR催化剂包括铜。在一些实施方案中，第二SCR催化剂是贱金属、贱金属的氧化物、分子筛、金属交换分子筛或它们的混合物。

第一区和第二区可位于单个基材上，其中第一区位于基材的入口侧上且第二区位于基材的出口侧上。在一些实施方案中，基材包括第一基材和第二基材，其中第一区位于第一基材上且第二区位于第二基材上，和第一基材位于第二基材的上游。