Перовскит с покровным слоем компонента скв в качестве катализатора окисления аммиака и система нейтрализации выхлопных газов дизельных двигателей - RU2017103300A
Код документа: RU2017103300A
Формула
1. Нейтрализующий остаточный аммиак катализатор, включающий первый слой, содержащий катализатор СКВ, и второй слой, содержащий перовскит, причем первый слой выполнен так, чтобы осуществлять контакт с выхлопным газом до второго слоя.
2. Нейтрализующий остаточный аммиак катализатор по п. 1, в котором первый слой представляет собой покровный слой, расположенный поверх второго слоя.
3. Нейтрализующий остаточный аммиак катализатор по п. 1 или 2, в котором первый слой включает первый материал-носитель, аи второй слой включает второй материал-носитель.
4. Нейтрализующий остаточный аммиак катализатор по пп. 1, 2 или 3, в котором катализатор СКВ содержит оксид основного металла, молекулярное сито, металлзамещенное молекулярное сито или смесь любых двух или более из данных материалов.
5. Нейтрализующий остаточный аммиак катализатор по п. 4, в котором основной металл выбирается из группы, включающей церий (Ce), хром (Cr), кобальт (Co), медь (Cu), железо (Fe), марганец (Mn), молибден (Mo), никель (Ni), вольфрам (W) и ванадий (V), и смеси или любые два или более из данных металлов.
6. Нейтрализующий остаточный аммиак катализатор по любому предшествующему пункту, в котором катализатор СКВ содержит металлзамещенное молекулярное сито, и металл выбирается из группы, включающей кальций, кобальт, медь, галлий, индий, железо, никель, серебро и олово.
7. Нейтрализующий остаточный аммиак катализатор по любому предшествующему пункту, в котором катализатор СКВ содержит молекулярное сито или металлозамещенное молекулярное сито.
8. Нейтрализующий остаточный аммиак катализатор по п. 7, в котором молекулярное сито или металлзамещенное молекулярное сито представляет собой мелкопористое молекулярное сито, среднепористое молекулярное сито или крупнопористое молекулярное сито или смесь любых двух или более из данных материалов.
9. Нейтрализующий остаточный аммиак катализатор по любому предшествующему пункту, в котором перовскит имеет формулу ABO3, где A представляет собой, по меньшей мере, один металл, выбранный из кальция (Ca), бария (Ba), висмута (Bi), кадмия (Cd), церия (Ce), меди (Cu), лантана (La), свинца (Pb), неодима (Nd), никеля (Ni), стронция (Sr) и иттрия (Y), и B представляет собой, по меньшей мере, один металл, выбранный из алюминия (Al), церия (Ce), хрома (Cr), кобальта (Co), железа (Fe), марганца (Mn), ниобия (Nb), олова (Sn), титана (Ti) и циркония (Zr).
10. Нейтрализующий остаточный аммиак катализатор по любому предшествующему пункту, в котором перовскит имеет формулу LaCoO3, LaMnO3, LaYSr(1-Y)CoO3 или LaYSr(1-Y)MnO3, где Y составляет от 0,6 до 1,0 включительно.
11. Нейтрализующий остаточный аммиак катализатор по любому предшествующему пункту, в котором перовскит имеет формулу LaYSr(1-Y)CoO3, где Y составляет от 0,6 до 1,0 включительно, и катализатор СКВ содержит замещенный медью или железом SAPO-34 или замещенное медью или железом молекулярное сито.
12. Нейтрализующий остаточный аммиак катализатор по любому предшествующему пункту, в котором перовскит присутствует в концентрации, составляющей от 0,2 г/дюйм3 (12,2 мг/см3) до 5,0 г/дюйм3 (305 мг/см3).
13. Нейтрализующий остаточный аммиак катализатор по любому предшествующему пункту, в котором катализатор СКВ присутствует в концентрации, составляющей от 0,2 г/дюйм3 (12,2 мг/см3) до 5,0 г/дюйм3 (305 мг/см3).
14. Нейтрализующий остаточный аммиак катализатор по любому предшествующему пункту, в котором первый слой и второй слой нанесены на подложке.
15. Способ изготовления нейтрализующего остаточного аммиака катализатора по любому предшествующему пункту, включающий:
(a) образование нижнего слоя на подложке посредством нанесения на подложку пористого оксидного покрытия нижнего слоя, содержащего перовскит,
(b) высушивание пористого оксидного покрытия нижнего слоя на подложке,
(c) прокаливание пористого оксидного покрытия нижнего слоя на подложке;
(d) образование верхнего слоя, расположенного над нижним слоем, посредством нанесения пористого оксидного покрытия верхнего слоя, содержащего катализатор СКВ, поверх прокаленного нижнего слоя, образующегося на стадии (c),
(e) высушивание пористого оксидного покрытия верхнего слоя на прокаленном нижнем слое на подложке, и
(f) прокаливание пористого оксидного покрытия верхнего слоя на пористом оксидном покрытии нижнего слоя на подложке.
16. Способ уменьшения концентрации аммиака в потоке выхлопного газа, который производится источником горения, причем данный способ включает введение в контакт потока выхлопного газа, содержащего аммиак, с нейтрализующим остаточный аммиак катализатором по любому из пп. 1-14.
17. Способ по п. 16, в котором нейтрализующий остаточный аммиак катализатор имеет селективность по отношению к азоту N2, составляющую, по меньшей мере, 70%, при температуре от 250°C до 650°C.
18. Способ по п. 16 или 17, в котором нейтрализующий остаточный аммиак катализатор имеет селективность по отношению к азоту N2, составляющую, по меньшей мере, 90%, при температуре от 250°C до 650°C.
19. Система, содержащая нейтрализующий остаточный аммиак катализатор, включающий первый слой, содержащий катализатор СКВ, и второй слой, содержащий перовскит, причем первый слой выполнен так, чтобы осуществлять контакт с выхлопным газом до второго слоя, и металл платиновой группы, причем, по меньшей мере, часть катализатора СКВ находится в покровном слое, расположенном поверх слоя, содержащего перовскит, и, по меньшей мере, часть катализатора СКВ находится в покровном слое, расположенном поверх слоя, содержащего металл платиновой группы.
20. Система по п. 19, в которой катализатор СКВ в покровном слое, расположенном поверх слоя, содержащего перовскит, и катализатор СКВ в покровном слое, расположенном поверх слоя, содержащего металл платиновой группы, представляют собой один и тот же катализатор СКВ.
21. Система по п. 19 или 20, в которой катализатор СКВ находится в одном слое, покрывающем одновременно слой перовскита и слой металла платиновой группы.
22. Система по пп. 19, 20 или 21, в которой нейтрализующий остаточный аммиак катализатор и металл платиновой группы находятся на одной подложке.
23. Система по любому из пп. 19-22, в которой катализатор СКВ в покровном слое, расположенном поверх слоя, содержащего перовскит, и катализатор СКВ в покровном слое, расположенном поверх слоя, содержащего металл платиновой группы, находятся на отдельных каталитических устройствах, расположенных рядом друг с другом, таким образом, что поток выхлопного газа сначала проходит через устройство, включающее катализатор СКВ в покровном слое, расположенном поверх слоя, содержащего перовскит, а затем проходит через устройство, включающее катализатор СКВ в покровном слое, расположенном поверх слоя, содержащего металл платиновой группы.
24. Каталитическое устройство, содержащее: (a) монолит с пристеночным потоком, имеющий на концах сторону впуска и сторону выпуска и ось газового потока от вышеупомянутой стороны впуска до вышеупомянутой стороны выпуска; (b) первую композицию, включающую первый слой, содержащий первый катализатор СКВ, и второй слой, содержащий перовскит, причем первый слой выполнен так, чтобы осуществлять контакт с выхлопным газом до второго слоя; и (c) вторую композицию, включающую первый слой, содержащий второй катализатор СКВ, и второй слой, содержащий металл из группы благородных металлов, причем первый слой выполнен так, чтобы осуществлять контакт с выхлопным газом до второго слоя; причем первая и вторая композиции располагаются внутри части монолита с пристеночным потоком и последовательно вдоль оси, причем вышеупомянутая первая композиция располагается вблизи стороны впуска, и вышеупомянутая вторая зона располагается вблизи стороны выпуска.
25. Каталитическое устройство по п. 24, в котором первый катализатор СКВ и второй катализатор СКВ представляют собой один и тот же катализатор СКВ.
26. Каталитическое устройство по п. 24 или 25, в котором первый катализатор СКВ и второй катализатор СКВ представляют собой различные катализаторы СКВ.
27. Каталитическое устройство по пп. 24, 25 или 26, в котором первый и второй катализаторы СКВ содержат оксид основного металла, молекулярное сито, металлзамещенное молекулярное сито или смесь любых двух или более из данных материалов.
28. Каталитическое устройство по п. 27, в котором молекулярное сито или металлзамещенное молекулярное сито представляет собой мелкопористое молекулярное сито, среднепористое молекулярное сито или крупнопористое молекулярное сито или смесь любых двух или более из данных материалов.
29. Каталитическое устройство по п. 27, в котором основной металл выбирается из группы, включающей церий (Ce), хром (Cr), кобальт (Co), медь (Cu), железо (Fe), марганец (Mn), молибден (Mo), никель (Ni), вольфрам (W), ванадий (V) и смеси любых двух или более из данных материалов.
30. Каталитическое устройство по любому из пп. 24-29, в котором, по меньшей мере, один из первого катализатора СКВ и второго катализатора СКВ содержит металлзамещенное молекулярное сито, и металл выбирается из группы, включающей кальций, кобальт, медь, галлий, индий, железо, никель, серебро и олово.
31. Каталитическое устройство по любому из пп. 24-30, в котором перовскит имеет формулу ABO3, где A представляет собой, по меньшей мере, один металл, выбранный из кальция (Ca), бария (Ba), висмута (Bi), кадмия (Cd), церия (Ce), меди (Cu), лантана (La), свинца (Pb), неодима (Nd), никеля (Ni), стронция (Sr) и иттрия (Y), и B представляет собой, по меньшей мере, один металл, выбранный из алюминия (Al), церия (Ce), хрома (Cr), кобальта (Co), железа (Fe), марганца (Mn), ниобия (Nb), олова (Sn), титана (Ti) и циркония (Zr).
32. Каталитическое устройство по любому из пп. 24-31, в котором перовскит имеет формулу LaCoO3, LaMnO3, LaYSr(1-Y)CoO3 или LaYSr(1-Y)MnO3, где Y составляет от 0,6 до 1,0 включительно.
33. Каталитическое устройство по любому из пп. 24-32, в котором перовскит имеет формулу LaYSr(1-Y)CoO3, где Y составляет от 0,6 до 1,0 включительно, и катализатор СКВ содержит замещенный медью или железом SAPO-34 или замещенное медью или железом молекулярное сито.
34. Каталитическое устройство по любому из пп. 24-33, в котором перовскит присутствует в концентрации, составляющей от 0,2 г/дюйм3 (12,2 мг/см3) до 5,0 г/дюйм3 (305 мг/см3).
35. Каталитическое устройство по любому из пп. 24-34, в котором каждый из первого и второго катализатора СКВ присутствует в концентрации, составляющей от 0,2 г/дюйм3 (12,2 мг/см3) до 5,0 г/дюйм3 (305 мг/см3).
36. Система обработки выхлопных газов двигателя, включающая: (a) каталитическое устройство по любому из пп. 24-35; и (b) источник аммиака или карбамида выше по потоку относительно каталитического устройства.
37. Способ обработки выхлопного газа, включающий введение в контакт потока выхлопного газа, содержащего NOx в некоторой концентрации, с азотсодержащим восстановителем при температуре от 150°C до 750°C, в присутствии каталитического устройства по любому из пп. 24-35.
38. Способ уменьшения концентрации NOx в выхлопном газе, включающий введение газа в контакт с каталитическим устройством по любому из пп. 24-35 при продолжительности времени и температуре, достаточных для снижения уровня содержания соединений NOx в газе.
