[发明专利]贱金属催化剂

说明书

本发明描述了贱金属催化剂，所述贱金属催化剂包含足以在300℃至650℃的温度范围内产生放热并且氧化由下游颗粒过滤器收集的烟尘的量的贱金属材料。贱金属催化剂基本上不含铂族金属。本发明还描述了使用贱金属催化剂修复氮氧化物(NOsubgt;x/subgt;)、颗粒物质和气态烃的排放物处理系统和方法。

本申请是由巴斯夫欧洲公司2015年6月10日提交的国际申请号为PCT/IB2015/000904的发明名称为“贱金属催化剂”的国际申请的分案申请。该国际申请PCT/IB2015/000904进入中国国家阶段的日期为2017年2月9日，国家申请号为201580042799.3。

技术领域

本发明涉及贱金属催化剂、排放物处理系统和方法。更具体地，实施方案涉及具有位于颗粒过滤器和选择性催化还原(SCR)催化剂上游的贱金属催化剂的催化剂、系统和方法。在其中烃(例如燃料)周期性地在贱金属催化剂的上游注入的系统中，贱金属催化剂在300℃至650℃的温度范围内产生放热，以再生已收集烟尘的下游颗粒过滤器。

背景技术

柴油发动机排气是多相混合物，其不仅含有气态排放物如一氧化碳(“CO”)、未燃烧的烃(“HC”)和氮氧化物(“NO_x”)，而且含有构成所谓的颗粒或颗粒物质的凝聚相材料(液体和固体)。通常，在柴油发动机排气系统中提供催化剂组合物和其上设置该组合物的基材，以将某些或所有这些排气组分转化为无害组分。例如，柴油机排气系统可以包含一种或多种柴油机氧化催化剂、烟尘过滤器和用于还原NO_x的催化剂。

已知含有铂族金属的氧化催化剂通过促进将HC和CO气态污染物和一些比例的颗粒物质转化为二氧化碳和水而促进柴油发动机排气的处理，通过这些污染物的氧化而进行所述转化。这样的催化剂通常被包含在被称为柴油机氧化催化剂(DOC)的单元中，所述单元被放置在柴油发动机的排气中，以在排气排放到大气之前处理排气。除了气态HC、CO和颗粒物质的转化之外，含有铂族金属的氧化催化剂(其通常分散在高熔点氧化物载体(support)上)也促进一氧化氮(NO)氧化成NO₂。

柴油机排气的总颗粒物质排放物由三种主要组分组成。一种组分是固体、干燥的固体碳质部分或烟尘部分。这种干燥的碳质物质是通常与柴油机排气相关的可见的烟尘排放物的一部分。颗粒物质的第二组分是可溶有机部分(“SOF”)。可溶有机部分有时被称为挥发性有机部分(“VOF”)，本文将使用该术语。VOF可以作为蒸气或作为气溶胶(液体冷凝物的细液滴)存在于柴油机排气中，这取决于柴油机排气的温度。如标准测量试验(例如U.S.Heavy Duty Transient Federal Test Procedure)所规定的，它通常作为冷凝液体在稀释的排气中在52℃的标准颗粒收集温度下存在。这些液体产生于两个来源：(1)每次活塞上下运动时从发动机气缸壁扫下的润滑油；和(2)未燃烧或部分燃烧的柴油燃料。

颗粒物质的第三组分是所谓的硫酸盐部分。硫酸盐部分由存在于柴油燃料和油中的少量硫组分形成。在柴油燃料的燃烧期间形成小比例的SO₃，其反过来与排气中的水迅速结合以形成硫酸。硫酸作为凝聚相与颗粒作为气溶胶收集，或者被吸附到其它颗粒组分上，从而增加了TPM的质量。