CN116997402A - 用于处理柴油内燃机废气的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于处理柴油内燃机废气的系统,一种制备该系统的方法及其用途。所述系统尤其包括NOx吸附剂组件和贫NOx捕集组件,其中该NOx吸附剂组件包括在包括第一基材和包含负载于沸石材料上的铂族金属的第一涂层的第一催化剂中;并且其中该贫NOx捕集组件包括在包括第二基材和包含均负载于特定第一非沸石氧化物载体材料上的Pt和Pd的第二涂层的第二催化剂中,其中在所述系统中该NOx吸附剂组件排列在该贫NOx捕集组件的上游。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于处理柴油内燃机废气的系统,一种制备该系统的方法及其用途。
引言
柴油机通常排放包含NO和NO2的废气。已知包括柴油氧化催化剂(DOC)和选择性催化还原(SCR)的常规废气处理系统具有的缺点是废气系统尤其是在低于200℃的温度下的不良转化率。作为补救措施,通常使用可以储存NOx的贫NOx捕集(LNT)催化剂。此外,已知含有用于储存NOx的NOx吸附剂组件的柴油氧化催化剂。
US10005075 B2公开了一种在低温下或者在低温以下有效吸附NOx并且在该低温以上的温度下释放吸附的NOx的被动式NOx吸附剂,所述被动式NOx吸附剂包含贵金属和特定的小孔分子筛。此外,公开了一种包括该被动式NOx吸附剂以及选自选择性催化还原(SCR)催化剂、颗粒过滤器、SCR过滤器、NOx吸附剂催化剂、三元催化剂、氧化催化剂及其组合的催化剂组件的废气系统。
WO 2018/183688 A1公开了一种用于降低废气流排放的废气净化系统,包括氧气探测系统、催化剂以及位于氧气探测系统和催化剂之间的空气喷射系统以在指定废气条件下将空气喷入废气流中,从而保护催化剂免于缺氧条件。该催化剂可以包含NOx储存催化剂,例如被动式NOx吸附剂或冷启动催化剂。
US2018/0085707 A1公开了一种用于处理由柴油机产生的废气的氧化催化剂,包括催化区域和基材,其中该催化区域包括包含铜组分和铂族金属的催化材料;以及载体材料,其中该铂族金属和该铜组分各自负载于该载体材料上。
US2017/0096922 A1涉及一种包括被动式NOx吸附剂的废气系统,该系统包括(i)包含分配于基材上的分子筛催化剂的NOx吸附剂催化剂,其中该分子筛催化剂包含贵金属和分子筛,(ii)用于将烃引入废气中的装置和(iii)贫NOx捕集器,其中该NOx吸附剂催化剂在该将烃引入废气中的装置和该贫NOx捕集器二者的上游。
US2015/075140 A1公开了一种用于处理来自内燃机的废气的废气系统,包括(a)改性的贫NOx捕集器(LNT),其中该改性LNT包含Pt、Pd、Ba和含二氧化铈材料并且该改性LNT具有至少3:1的Pt:Pd摩尔比,(b)尿素喷射系统,(c)氨选择性催化还原催化剂,其中该改性LNT在低于约200℃的温度下储存NOx并在高于大约200℃的温度下释放储存的NOx。
然而,常见的贫NOx捕集(LNT)催化剂易遭受硫中毒,因此它们要求脱硫操作。贫NOx捕集(LNT)催化剂尤其要求来自发动机的短浓脉冲以除去并转化储存的NOx以及高温浓稀处理以除去储存的硫。该脱硫操作可以确保该贫NOx捕集(LNT)催化剂的性能。然而,由资源效率角度看,目的是要降低这种浓再生脉冲数,以减少燃料消耗。此外,每个脉冲产生温室气体,尤其是N2O和CH4,因而这也是旨在降低这种浓再生脉冲数的原因。
另一方面,包括NOx吸附剂功能(NA-DOC)的柴油氧化催化剂(DOC)在发动机的冷启动期间在低温下显示出高NOx吸附并且在150-250℃下实现热NOx解吸。然而,在特定的实际驾驶中苛刻的冷启动条件—包括高NOx暴露和高温—下,NA-DOC显示出较差的NOx吸附性能。此外,常见NA-DOC不能承受用于再生贫NOx捕集(LNT)催化剂的脱硫操作。
详细描述
本发明的目的是要提供一种就要求高NOx转化率以满足当前和未来排放法规(包括Euro 7)的任何柴油机而言可以用于废气减排的系统。本发明的目的尤其是要提供一种用于处理柴油内燃机废气的系统,其就NOx的转化率而言显示出改进性能。此外,本发明的目的是要提供一种用于处理柴油内燃机废气的系统,其尤其在柴油机冷启动之后显示出改进的NOx吸附。此外,本发明的目的是要提供一种用于处理柴油内燃机废气的系统,其在加热该贫NOx捕集催化剂组件时显示出良好的SO2解吸性能。此外,本发明的目的是提供一种用于处理柴油内燃机废气的系统,其就脱硫(DeSOx)操作之后NOx的转化率而言也显示出改进的性能,因此特别适合与燃料喷射器结合工作而进行该脱硫(DeSOx)操作。因此,本发明的目的是提供一种包括含有柴油氧化催化剂的NOx吸附剂的系统,该NOx吸附剂能够储存NOx并且其中该系统也经得起DeSOx操作。
惊人地发现就减少NOx排放而言可以提供一种改进的系统。尤其发现本发明系统显示出高NOx吸附和低NOx排放,尤其是在柴油机冷启动之后。该系统特别包括NOx吸附剂组件和贫NOx捕集(LNT)组件。更具体而言,本发明系统包括NOx吸附剂组件和贫NOx捕集组件,其中该NOx吸附剂组件包括在包括第一基材和包含负载于沸石材料上的铂族金属的第一涂层的第一催化剂中;并且其中该贫NOx捕集组件包括在包括第二基材和包含均负载于特定第一非沸石氧化物载体材料上的Pt和Pd的第二涂层的第二催化剂中,其中在所述系统中该NOx吸附剂组件排列在该贫NOx捕集组件的上游。因此,惊人地发现可以将选择性催化还原(SCR)功能和包括NOx吸附的柴油氧化催化剂(NA-DOC)组合在一个系统中,从而可以就NOx转化率而言实现较高的性能。此外,惊人地发现当加热该贫NOx捕集催化剂组件时本发明系统可以解吸SO2,同时保持其NOx吸附能力。总之,惊人地发现本发明的系统适合用于冷启动NOx控制并且可以在仅贫条件下操作。
因此,本发明涉及一种用于处理柴油内燃机废气的系统,该系统包括NOx吸附剂组件和贫NOx捕集组件,
其中该NOx吸附剂组件包括在(a)第一催化剂中,该第一催化剂包括:
(a.1)第一基材,其包括入口端、出口端、从第一基材的入口端延伸到出口
端的基材轴长和多个贯穿其中的由第一基材内壁限定的通道;
(a.2)为所述NOx吸附剂组件的第一涂层,所述涂层在至少50%第一基材的基材轴长上分配于第一基材的内壁表面上,
第一涂层包含负载于沸石材料上的铂族金属;以及
其中该贫NOx捕集组件包括在(b)第二催化剂中,该第二催化剂包括:
(b.1)第二基材,其包括入口端、出口端、从第二基材的入口端延伸到出口
端的基材轴长和多个贯穿其中的由第二基材内壁限定的通道;
(b.2)为所述贫NOx捕集组件的第二涂层,所述涂层在至少50%第二基材
的基材轴长上分配于第二基材的内壁表面上,第二涂层包含第一非沸石氧化物载体材料、Pt和Pd,
其中Pt和Pd均负载于第一非沸石氧化物载体材料上;
其中第一非沸石氧化物载体材料包含CeO2和Al2O3,其中至少45重量%第一非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成,并且其中至少10重量%第一非沸石氧化物载体材料由作为CeO2计算的CeO2构成,其中在所述系统中该NOx吸附剂组件排列在该贫NOx捕集组件的上游。
优选该系统的根据(a.1)的第一基材为直通型基材或壁流式过滤器基材,更优选直通型基材,其中该直通型基材更优选为堇青石直通型基材和金属直通型基材中的一种或多种,更优选堇青石直通型基材或金属直通型基材。
优选该系统的根据(a.1)的第一基材为整块料,更优选蜂窝状整块料,其中根据(a.1)的第一基材更优选具有在0.500-1.900l,更优选0.700-1.500l,更优选0.800-1.000l,更优选0.900-0.950l范围内的体积,其中根据(a.1)的第一基材更优选为堇青石直通型基材。替换地,优选根据(a.1)的第一基材具有0.550-0.650l范围内的体积,其中根据(a.1)的第一基材更优选为金属直通型基材。
优选该系统的根据(a.2)的第一涂层在50-100%,更优选80-100%,更优选90-100%,更优选95-100%,更优选98-100%根据(a.1)的第一基材的基材轴长上分配于根据(a.1)的第一基材的内壁表面上,其中根据(a.2)的第一涂层更优选从根据(a.1)的第一基材的入口端到出口端分配于根据(a.1)的第一基材的内壁表面上。
优选包含在该系统的根据(a.2)的第一涂层中的该铂族金属包含Pd、Pt、Rh、Ir、Os和Ru中的一种或多种,更优选Pd、Pt和Rh中的一种或多种,更优选Pd和Pt中的一种或多种,其中该铂族金属更优选包含Pd,更优选由其构成。
优选包含在该系统的根据(a.2)的第一涂层中的该沸石材料包含10员环孔沸石材料,更优选由其构成。
优选包含在该系统的根据(a.2)的第一涂层中的该沸石材料的骨架结构包含四价元素Y、三价元素X和氧,其中Y更优选包含Si、Sn、Ti、Zr和Ge中的一种或多种,更优选Si,更优选由其构成,以及其中X更优选包含Al、B、In和Ga中的一种或多种,更优选Al,更优选由其构成。
优选包含在该系统的根据(a.2)的第一涂层中的该沸石材料显示出的Y:X摩尔比作为YO2:X2O3计算在2:1-100:1,更优选10:1-55:1,更优选12:1-40:1,更优选15:1-28:1,更优选18:1-26:1范围内。
优选包含在该系统的根据(a.2)的第一涂层中的该沸石材料具有选自FER、TON、MTT、SZR、MFI、MWW、AEL、HEU、AFO、其中两种或更多种的混合物以及其中两种或更多种的混合类型,更优选选自FER、MFI、TON、其中两种或更多种的混合物以及其中两种或更多种的混合类型,更优选选自FER和MFI的骨架类型,其中更优选根据(a.2)的沸石材料具有骨架类型FER。
优选包含在该系统的根据(a.2)的第一涂层中的该铂族金属包含在根据(a.2)的沸石材料中,更优选基于均包含在根据(a.2)的第一涂层中的该铂族金属和该沸石材料的重量以在0.5-10重量%,更优选0.75-6重量%,更优选1-4重量%,更优选1-3重量%范围内的量。
优选该系统的根据(a.2)的第一涂层以作为元素铂族金属,更优选作为元素Pd计算的在80-200g/ft3,更优选100-180g/ft3,更优选120-160g/ft3,更优选130-150g/ft3范围内的负载量包含根据(a.2)的铂族金属,更优选Pd。
优选根据(a.2)的第一涂层进一步包含ZrO2,优选以在0.11-0.20g/in3,更优选0.13-0.17g/in3,更优选0.14-0.16g/in3范围内的负载量。
优选该系统的根据(a.2)的第一涂层包含0.001-1重量%,更优选0.01-0.1重量%作为CeO2计算的CeO2,其中根据(a.2)的第一涂层更优选基本不含CeO2。
优选98-100重量%,更优选99-100重量%,更优选99.5-100重量%,更优选99.9-100重量%该系统的根据(a.2)的第一涂层由根据(a.2)的铂族金属和根据(a.2)的沸石材料构成,其中更优选根据(a.2)的第一涂层基本由根据(a.2)的铂族金属和根据(a.2)的沸石材料构成。
优选该系统的根据(a)的第一催化剂以在0.5-8g/in3,更优选1-5g/in3,更优选1.5-4.5g/in3,更优选2-4g/in3范围内的负载量包含根据(a.2)的第一涂层。
优选该系统的根据(a)的第一催化剂由根据(a.1)的第一基材和根据(a.2)的第一涂层构成。
优选该系统的根据(b.1)的第二基材为直通型基材或壁流式过滤器基材,更优选直通型基材,其中该直通型基材优选为堇青石直通型基材和金属直通型基材中的一种或多种,更优选堇青石直通型基材或金属直通型基材,其中该金属直通型基材优选为金属导电性和/或导热性直通型基材。
优选该系统的根据(b.1)的第二基材为整块料,更优选蜂窝状整块料,其中优选若根据(b.1)的第二基材为堇青石直通型基材,则根据(b.1)的第二基材更优选具有在0.400-2.100l,优选0.500-1.900l,更优选0.700-1.500l,更优选0.750-1.400l,更优选0.800-1.000l,更优选0.900-0.950l范围内的体积。替换地,更优选若根据(b.1)的第二基材为金属基材,则优选根据(b.1)的第二基材具有在0.900-3.000l,更优选1.500-2.500l,更优选1.700-2.300l,更优选1.900-2.100l范围内的体积。
优选该系统的根据(b.2)的第二涂层在50-100%,更优选80-100%,更优选90-100%,更优选95-100%,更优选98-100%根据(b.1)的第二基材的基材轴长上分配于根据(b.1)的第二基材的内壁表面上,其中根据(b.2)的第二涂层优选从根据(b.1)的第二基材的入口端到出口端或者从根据(b.1)的第二基材的出口端到入口端分配于根据(b.1)的第二基材的内壁表面上。
优选该系统的根据(a.2)的第一涂层在98-100%根据(a.1)的第一基材的基材轴长上,更优选在根据(a.1)的第一基材的整个基材轴长上分配于根据(a.1)的第一基材的内壁表面上,并且该系统的根据(b.2)的第二涂层在98-100%根据(b.1)的第二基材的基材轴长上,更优选在根据(b.1)的第二基材的整个基材轴长上分配于根据(b.1)的第二基材的内壁表面上,其中第一基材和第二基材按连续顺序排列,在两块基材之间没有间隙(图3A)。还可以想到优选在基材之间存在间隙,如基材之间的距离在10-30mm范围内。
替换地,优选该系统的根据(a.2)的第一涂层在50%或更多且小于100%第一基材轴长上分配于根据(a.1)的第一基材的内壁表面上并且该系统的根据(b.2)的第二涂层在50%或更多且小于100%第二基材轴长上分配于根据(b.1)的第二基材的内壁表面上,
其中第一基材和第二基材按连续顺序排列,在两块基材之间没有间隙(图3B)。还可以想到优选在基材之间存在间隙,如基材之间的距离在10-30mm范围内。
优选45-90重量%,更优选50-90重量%,更优选51-89重量%,更优选55-85重量%,更优选60-80重量%,更优选65-75重量%包含在该系统的根据(b.2)的第二涂层中的第一非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成。
优选10-55重量%,更优选10-50重量%,更优选11-49重量%,更优选15-45重量%,更优选20-40重量%,更优选25-35重量%包含在该系统的根据(b.2)的第二涂层中的第一非沸石氧化物载体材料由CeO2构成。
优选包含在根据(b.2)的第二涂层中的第一非沸石氧化物载体材料进一步包含BaO,其中更优选5-20重量%,更优选5-15重量%,更优选5-10重量%包含在根据(b.2)的第二涂层中的第一非沸石氧化物载体材料由BaO构成。
优选90-100重量%,更优选95-100重量%,更优选99-100重量%,更优选99.9-100重量%包含在该系统的根据(b.2)的第二涂层中的第一非沸石氧化物载体材料由CeO2、Al2O3和任选的BaO构成。就此而言,还可以想到包含在该系统的根据(b.2)的第二涂层中的第一非沸石氧化物载体材料包含含有Ce、Al、任选的Ba和O的混合氧化物,优选由其构成。因此,可以想到包含在该系统的根据(b.2)的第二涂层中的第一非沸石氧化物载体材料包含二氧化铈、氧化铝和任选的氧化钡的混合物以及二氧化铈、氧化铝和任选的氧化钡的混合氧化物中的一种或多种,优选由其构成。
优选该系统的根据(b.2)的第二涂层以作为元素Pt计算的在50-190g/ft3,更优选80-160g/ft3,更优选100-140g/ft3,更优选110-130g/ft3范围内的负载量包含Pt。
优选该系统的根据(b.2)的第二涂层以作为元素Pd计算的在4-24g/ft3,更优选8-20g/ft3,更优选10-18g/ft3,更优选12-16g/ft3范围内的负载量包含Pd。
优选该系统的根据(b.2)的第二涂层显示出作为元素Pt计算的Pt的重量与作为元素Pd计算的Pd的重量之比在2:1-20:1,更优选5:1-12:1,更优选7:1-10:1,更优选8:1-9:1范围内。
优选该系统的根据(b.2)的第二涂层以在0.5-5g/in3,优选0.75-3g/in3,更优选1-2g/in3,更优选1.2-1.8g/in3,更优选1.4-1.6g/in3范围内的负载量包含根据(b.2)的第一非沸石氧化物载体材料。替换地,优选根据(b.2)的第二涂层以在1-4g/in3,更优选2-3g/in3,更优选2.5-2.8g/in3范围内的负载量包含根据(c.2)的第一非沸石氧化物载体材料。
优选该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含Rh和第二非沸石氧化物载体材料,其中Rh负载于第二非沸石氧化物载体材料上。
在其中该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含Rh和第二非沸石氧化物载体材料的情况下,优选该系统的根据(b.2)的第二涂层以作为元素Rh计算的在1-10g/ft3,更优选2-8g/ft3,更优选3-7g/ft3,更优选4-6g/ft3范围内的负载量包含Rh。
进一步在其中该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含Rh和第二非沸石氧化物载体材料的情况下,优选进一步包含在该系统的根据(b.2)的第二涂层中的第二非沸石氧化物载体材料不同于包含在根据(b.2)的第二涂层中的第一非沸石氧化物载体材料,其中进一步包含在根据(b.2)的第二涂层中的第二非沸石氧化物载体材料更优选包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
进一步在其中该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含Rh和第二非沸石氧化物载体材料的情况下,优选该系统的根据(b.2)的第二涂层显示出作为元素Pt计算的Pt的重量与作为元素Rh计算的Rh的重量之比在5:1-50:1,更优选10:1-40:1,更优选15:1-33:1,更优选18:1-30:1,更优选20:1-28:1,更优选21:1-27:1,更优选22.5:1-25.8:1,更优选23.0:1-25.3:1,更优选23.6:1-24.8:1,更优选23.8:1-24.6:1,更优选24.0:1-24.4:1范围内。替换地,优选根据(b.2)的第二涂层显示出作为元素Pt计算的Pt的重量与作为元素Rh计算的Rh的重量之比在15:1-30:1,更优选18:1-25:1,更优选20:1-21:1范围内。
进一步在其中该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含Rh和第二非沸石氧化物载体材料的情况下,优选根据(b.2)的第二涂层显示出作为元素Pd计算的Pd的重量与作为元素Rh计算的Rh的重量之比在1:1-10:1,优选2:1-5:1,更优选2.5:1-3.0:1范围内。
进一步在其中该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含Rh和第二非沸石氧化物载体材料的情况下,优选根据(b.2)的第二涂层以在0.1-1g/in3,更优选0.2-0.7g/in3,更优选0.3-0.5g/in3,更优选0.35-0.45g/in3范围内的负载量包含进一步包含在根据(b.2)的第二涂层中的第二非沸石氧化物载体材料。
优选该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含负载于第三非沸石氧化物载体材料上的第一碱土金属。
在其中该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含负载于第三非沸石氧化物载体材料上的第一碱土金属的情况下,优选第一碱土金属包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第一碱土金属更优选包含Ba,更优选由其构成。
进一步在其中该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含负载于第三非沸石氧化物载体材料上的第一碱土金属的情况下,优选第三非沸石氧化物载体材料包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
进一步在其中该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含负载于第三非沸石氧化物载体材料上的第一碱土金属的情况下,优选第三非沸石氧化物载体材料基于第三非沸石氧化物载体材料的重量以作为第一碱土金属的氧化物,优选作为BaO计算的在0.5-5重量%,更优选1.5-2.5重量%,更优选1.8-2.2重量%范围内的负载量包含第一碱土金属。
进一步在其中该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含负载于第三非沸石氧化物载体材料上的第一碱土金属的情况下,优选根据(b.2)的第二涂层以作为第一碱土金属的氧化物计算的在0.01-0.15g/in3,更优选0.04-0.12g/in3,更优选0.06-0.10g/in3,更优选0.07-0.09g/in3范围内的负载量包含第一碱土金属。
进一步在其中该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含负载于第三非沸石氧化物载体材料上的第一碱土金属的情况下,优选根据(b.2)的第二涂层以在1-7g/in3,更优选3-5g/in3,更优选3.7-4.3g/in3,更优选3.9-4.1g/in3范围内的负载量包含第三非沸石氧化物载体材料。
优选该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含第二碱土金属,其中第二碱土金属优选包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第二碱土金属更优选包含Mg,更优选由其构成。
在其中该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含第二碱土金属的情况下,优选根据(b.2)的第二涂层以作为第二碱土金属的氧化物,优选作为MgO计算的在0.1-0.5g/in3,更优选0.20-0.40g/in3,更优选0.25-0.35g/in3范围内的负载量包含第二碱土金属。
优选该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含ZrO2,更优选以在0.01-0.10g/in3,更优选0.03-0.06g/in3,更优选0.04-0.06g/in3范围内的负载量。
优选该系统的根据(b.2)的第二涂层进一步包含CeO2,优选以在2-4g/in3,更优选2.60-2.90g/in3,更优选2.70-2.75g/in3范围内的负载量。
优选该系统的根据(b.2)的第二涂层包含0.001-1重量%,更优选0.01-0.1重量%作为沸石材料本身计算的沸石材料,其中根据(b.2)的第二涂层更优选基本不含沸石材料。
优选98-100重量%,更优选99-100重量%,更优选99.5-100重量%,更优选99.9-100重量%该系统的根据(b.2)的第二涂层由Pt、Pd、第一非沸石氧化物载体材料、任选的Rh、任选的第二非沸石氧化物载体材料、任选的第一碱土金属和第三非沸石氧化物载体材料、任选的第二碱土金属和任选的ZrO2构成,其中更优选根据(b.2)的第二涂层基本由Pt、Pd、第一非沸石氧化物载体材料、任选的Rh、任选的第二非沸石氧化物载体材料、任选的第一碱土金属和第三非沸石氧化物载体材料、任选的第二碱土金属和任选的ZrO2构成。
优选该系统的根据(b)的第二催化剂以在0.5-8g/in3,更优选1-7g/in3,更优选1.5-6.5g/in3范围内的负载量包括根据(b.2)的第二涂层。
优选该系统的根据(b)的第二催化剂由根据(b.1)的第二基材和根据(b.2)的第二涂层构成。
优选该系统的该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件排列在废气管道中,优选按连续顺序,所述管道的上游端优选设计成排列在柴油内燃机的下游,其中更优选所述管道的上游端排列在柴油内燃机的下游。
优选该系统的该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件为直接连续的组件。
特别优选没有用于废气处理的其他组件排列在该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件之间。
优选该系统的根据(a.1)的第一基材的出口端和根据(b.1)的第二基材的入口端相互相对排列,其中由第一基材的出口端限定的表面的表面法线和由第二基材的入口端限定的表面的表面法线之间的角度更优选在0-5°,更优选0-3°,更优选0-1°范围内。
优选该系统的根据(a.1)的第一基材和根据(b.1)的第二基材一起形成单一基材,其包括入口端、出口端、从该单一基材的入口端延伸到出口端的基材轴长和多个贯穿其中的由该单一基材内壁限定的通道,其中根据(a.2)的第一涂层在至少25%,更优选25-50%,优选40-50%,更优选45-50%,更优选47.5-50%,更优选49-50%该单一基材的基材轴长上分配于该单一基材的内壁表面上并且根据(b.2)的第二涂层在至少25%,更优选25-50%,优选40-50%,更优选45-50%,更优选47.5-50%,更优选49-50%该单一基材的基材轴长上分配于该单一基材的内壁表面上,其中该单一基材的该内壁表面至少部分涂敷有根据(a.2)的第一涂层,其中根据(a.2)的第一涂层优选从入口端到出口端分配于该单一基材的内壁表面上,其中根据(b.2)的第二涂层优选从出口端到入口端分配于该单一基材的内壁表面上,其中根据(a.2)的第一涂层和根据(b.2)的第二涂层优选不重叠。替换地,根据(a.2)的第一涂层和根据(b.2)的第二涂层可以重叠。尤其优选在其中这两个涂层重叠的区域中,根据(a.2)的第一涂层形成底涂层且根据(b.2)的第二涂层形成外涂层。
在其中该系统的根据(a.1)的第一基材和根据(b.1)的第二基材一起形成单一基材的情况下,优选该单一基材包括一个或多个空腔,更优选一个或两个空腔,更优选一个空腔,其中各空腔从外部位置延伸到内部位置,其中外部位置位于该单一基材的外表面并且内部位置位于该单一基材中,以及其中各空腔优选延伸穿过该单一基材的一个或多个内壁。
优选第一基材(a.1)和第二基材(b.1)形成单一基材(图4A),其中该系统的根据(a.2)的第一涂层在98-100%根据(a.1)的第一基材的基材轴长上,更优选在根据(a.1)的第一基材的整个基材轴长上分配于根据(a.1)的第一基材的内壁表面上,并且该系统的根据(b.2)的第二涂层在98-100%根据(b.1)的第二基材的基材轴长上,更优选在根据(b.1)的第二基材的整个基材轴长上分配于根据(b.1)的第二基材的内壁表面上,以及其中进一步地,空腔位于单一基材中。
替换地,优选第一基材(a.1)和第二基材(b.1)形成单一基材(图4B),其中该系统的根据(a.2)的第一涂层在50%或更多且小于100%第一基材轴长上分配于根据(a.1)的第一基材的内壁表面上并且该系统的根据(b.2)的第二涂层在50%或更多且小于100%第二基材轴长上分配于根据(b.1)的第二基材的内壁表面上,以及其中进一步地,空腔位于单一基材中。
在其中该系统的根据(a.1)的第一基材和根据(b.1)的第二基材一起形成单一基材并且其中该单一基材包括一个或多个空腔的情况下,优选外部位置和内部位置限定了各空腔的方向,其中该多个包括在该单一基材中的通道限定了通道的方向,其中该多个通道优选限定了基本相互平行排列的通道,
其中在各空腔的方向和通道的方向之间的角度优选在85-95°,更优选88-92°,更优选89-91°范围内,其中各空腔的方向更优选为基本上垂直于通道的方向。
进一步在其中该系统的根据(a.1)的第一基材和根据(b.1)的第二基材一起形成单一基材并且其中该单一基材包括一个或多个空腔的情况下,优选各空腔具有空腔长度,其中该空腔长度为从该单一基材的外表面上的外部位置到该单一基材中的内部位置的距离,其中该空腔长度更优选在该外部位置和假定的另一外部位置之间的长度的1-99%,更优选10-90%,更优选30-70%,更优选40-60%范围内,其中该假定的另一外部位置位于该单一基材的外表面,其中各空腔的假定延伸方向刺穿该单一基材的外表面。
进一步在其中该系统的根据(a.1)的第一基材和根据(b.1)的第二基材一起形成单一基材并且其中该单一基材包括一个或多个空腔的情况下,优选外部位置在距入口端为该单一基材长度的25-75%,更优选40-60%,更优选45-55%,更优选47.5-52.5%,更优选49-51%范围内位于该单一基材的外表面。
进一步在其中该系统的根据(a.1)的第一基材和根据(b.1)的第二基材一起形成单一基材并且其中该单一基材包括一个或多个空腔的情况下,优选各空腔包括具有表面法线的横截面,其中各空腔的表面法线和方向之间的角度优选在0-5°,更优选0-3°,更优选0-1°范围内,其中各空腔的表面法线和方向优选基本相互平行,其中各空腔的方向优选基本垂直于该横截面。
在其中各空腔包括具有表面法线的横截面的情况下,优选该横截面是圆形的,其中该横截面优选具有在5-55mm,更优选10-50mm范围内的直径。
进一步在其中该系统的根据(a.1)的第一基材和根据(b.1)的第二基材一起形成单一基材并且其中该单一基材包括一个或多个空腔的情况下,优选各空腔适合将还原剂,优选燃料或烃引入该多个包括在该单一基材中的通道的至少一部分中。
进一步在其中该系统的根据(a.1)的第一基材和根据(b.1)的第二基材一起形成单一基材并且其中该单一基材包括一个或多个空腔的情况下,优选根据(a.2)的第一涂层和根据(b.2)的第二涂层不重叠,以及其中各空腔位于根据(a.2)的第一涂层和根据(b.2)的第二涂层之间。
优选该系统进一步包括至少一个还原剂喷射器,其中各还原剂喷射器优选为烃喷射器,更优选燃料喷射器。
在其中该系统进一步包括至少一个还原剂喷射器的情况下,若该系统按照本文所公开的其中第一基材和第二基材不一起形成单一基材的实施方案中任一项,则优选该至少一个还原剂喷射器排列在该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件之间,更优选排列在根据(a)的第一催化剂和根据(b)的第二催化剂之间,
或者
其中若该系统按照其中第一基材和第二基材一起形成单一基材并且其中该单一基材包括一个或多个空腔的实施方案中任一项,则该至少一个还原剂喷射器位于空腔中。
因此,根据本发明可以想到将燃料或烃喷射器放置在该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件之间以允许该贫NOx捕集器的脱硫(DeSOx)操作,从而使该NOx吸附剂组件不会不利地受所述脱硫(DeSOx)操作影响。
因此,特别优选该系统进一步包括至少一个还原剂喷射器,其中各还原剂喷射器排列在该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件之间,优选在其中第一基材和第二基材不一起形成单一基材的情况下。替换地,优选该系统进一步包括至少一个还原剂喷射器,其中各还原剂喷射器位于空腔中,在其中第一基材和第二基材一起形成单一基材并且其中该单一基材包括一个或多个空腔的情况下。
优选该系统在根据(a)的第一催化剂和根据(b)的第二催化剂之间不包括空气喷射器,其中该系统优选在该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件之间不包括空气喷射器,其中该系统优选在该一个或多个如上文所公开的实施方案中定义的空腔中不包括空气喷射器,其中该系统优选不包括空气喷射器。
优选尤其是在其中第一基材和第二基材不一起形成单一基材的情况下,该系统进一步包括:
(c)气体加热组件,
其中该气体加热组件排列在该NOx吸附剂组件的下游和该贫NOx捕集组件的上游。
优选该系统的根据(a.2)的第一涂层在98-100%根据(a.1)的第一基材的基材轴长上,更优选在根据(a.1)的第一基材的整个基材轴长上分配于根据(a.1)的第一基材的内壁表面上,并且该系统的根据(b.2)的第二涂层在98-100%根据(b.1)的第二基材的基材轴长上,更优选在根据(b.1)的第二基材的整个基材轴长上分配于根据(b.1)的第二基材的内壁表面上,其中为气体加热组件或还原剂喷射器的额外组件位于第一基材的下游和第二基材的上游(图5A)。
替换地,该系统的根据(a.2)的第一涂层在50%或更多且小于100%第一基材轴长上分配于根据(a.1)的第一基材的内壁表面上并且该系统的根据(b.2)的第二涂层在50%或更多且小于100%第二基材轴长上分配于根据(b.1)的第二基材的内壁表面上,
其中为气体加热组件或还原剂喷射器的额外组件位于第一基材的下游和第二基材的上游(图5B)。
在其中该系统进一步包括气体加热组件的情况下,优选该NOx吸附剂组件和该气体加热组件为直接连续的组件,以及其中更优选该气体加热组件和该贫NOx捕集组件为直接连续的组件。
进一步在其中该系统进一步包括气体加热组件的情况下,优选没有用于废气处理的其他组件排列在该NOx吸附剂组件和该气体加热组件之间,以及其中更优选没有用于废气处理的其他组件排列在该气体加热组件和该贫NOx捕集组件之间。
进一步在其中该系统进一步包括气体加热组件的情况下,优选该气体加热组件包括:
(c.1)第三基材,其包括入口端、出口端、从第三基材的入口端延伸到出口
端的基材轴长和多个贯穿其中的由第三基材内壁限定的通道;
其中将根据(c.1)的第三基材的入口端和根据(a.1)的第一基材的出口端联接以允许从第一基材的通道排出的废气进入第三基材的通道;
其中将根据(b.1)的第二基材的入口端和根据(c.1)的第三基材的出口端联接以允许从第三基材的通道排出的废气进入第二基材的通道;
其中第三基材的内壁是导热的,以允许将其加热而加热流过第三基材的通道的废气。
进一步在其中该系统进一步包括气体加热组件的情况下,优选根据(c.1)的第三基材为直通型基材,优选金属直通型基材,更优选金属导电性和/或导热性直通型基材。
进一步在其中该系统进一步包括气体加热组件的情况下,优选根据(c.1)的第三基材具有圆柱形,第三基材的直径优选在3-10英寸,更优选3.5-8英寸,更优选4-6英寸范围内,其中更优选第三基材的直径在第一基材直径的90-110%,优选95-105%,更优选98-102%范围内,根据(c.1)的第三基材优选具有在0.15-2英寸,更优选0.20-1.5英寸,更优选0.30-1英寸范围内的轴长。
进一步在其中该系统进一步包括气体加热组件的情况下,优选根据(c.1)的第三基材为未涂敷基材并且根据(c)的气体加热组件由所述第三基材构成。
进一步在其中该系统进一步包括气体加热组件的情况下,优选根据(c)的气体加热组件进一步包括:
(c.2)在至少1%第三基材的基材轴长上分配于第三基材的内壁表面上的第
三涂层,
其中第三涂层优选从第三基材的出口端到入口端分配于第三基材的内壁表面上,
第三涂层包含第四非沸石氧化物载体材料、Pt和Pd,
其中Pt和Pd均负载于第四非沸石氧化物载体材料上;
其中第四非沸石氧化物载体材料包含CeO2和Al2O3,其中至少45重量%第四非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成,以及其中至少10重量%第四非沸石氧化物载体材料由作为CeO2计算的CeO2构成。
在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选第三涂层在5-100%,优选10-90%,更优选20-80%,更优选30-70%,更优选40-60%第三基材的基材轴长上分配于第三基材的内壁表面上,其中第三涂层优选从第三基材的出口端到入口端分配于第三基材的内壁表面上。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选45-90重量%,优选50-90重量%,更优选51-89重量%,更优选55-85重量%,更优选60-80重量%,更优选65-75重量%包含在根据(c.2)的第三涂层中的第四非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选10-55重量%,优选10-50重量%,更优选11-49重量%,更优选15-45重量%,更优选20-40重量%,更优选25-35重量%包含在根据(c.2)的第三涂层中的第四非沸石氧化物载体材料由CeO2构成。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选包含在根据(c.2)的第三涂层中的第四非沸石氧化物载体材料进一步包含BaO,其中优选5-20重量%,更优选5-15重量%,更优选5-10重量%包含在根据(c.2)的第三涂层中的第四非沸石氧化物载体材料由BaO构成。
进一步在其中该系统的根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选90-100重量%,优选95-100重量%,更优选99-100重量%,更优选99.9-100重量%包含在根据(c.2)的第三涂层中的第四非沸石氧化物载体材料由CeO2、Al2O3和任选的BaO构成。就此而言,还可以想到包含在根据(c.2)的第三涂层中的第四非沸石氧化物载体材料包含含有Ce、Al、任选的Ba和O的混合氧化物,优选由其构成。因此,可以想到包含在该系统的根据(c.2)的第三涂层中的第四非沸石氧化物载体材料包含二氧化铈、氧化铝和任选的BaO的混合物以及二氧化铈、氧化铝和任选的氧化钡的混合氧化物中的一种或多种,优选由其构成。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层以作为元素Pt计算的在50-190g/ft3,更优选80-160g/ft3,更优选100-140g/ft3,更优选110-130g/ft3范围内的负载量包含Pt。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选根据(b.2)的第三涂层以作为元素Pd计算的在4-24g/ft3,更优选8-20g/ft3,更优选10-18g/ft3,更优选12-16g/ft3范围内的负载量包含Pd。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层显示出作为元素Pt计算的Pt的重量与作为元素Pd计算的Pd的重量之比在2:1-20:1,优选5:1-12:1,更优选7:1-10:1,更优选8:1-9:1范围内。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层以在0.5-5g/in3,优选0.75-3g/in3,更优选1-2g/in3,更优选1.2-1.8g/in3,更优选1.4-1.6g/in3范围内的负载量包含根据(c.2)的第四非沸石氧化物载体材料。替换地,优选根据(c.2)的第三涂层以在1-4g/in3,更优选2-3g/in3,更优选2.5-2.8g/in3范围内的负载量包含根据(c.2)的第四非沸石氧化物载体材料。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层进一步包含Rh和第五非沸石氧化物载体材料,其中Rh负载于第五非沸石氧化物载体材料上。
在其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含Rh和第五非沸石氧化物载体材料的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层以作为元素Rh计算的在1-10g/ft3,更优选2-8g/ft3,更优选3-7g/ft3,更优选4-6g/ft3范围内的负载量包含Rh。
进一步在其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含Rh和第五非沸石氧化物载体材料的情况下,优选进一步包含在根据(c.2)的第三涂层中的第五非沸石氧化物载体材料不同于包含在根据(c.2)的第三涂层中的第四非沸石氧化物载体材料,其中进一步包含在根据(c.2)的第三涂层中的第五非沸石氧化物载体材料优选包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
进一步在其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含Rh和第五非沸石氧化物载体材料的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层显示出作为元素Pt计算的Pt的重量与作为元素Rh计算的Rh的重量之比在5:1-50:1,优选10:1-40:1,更优选15:1-33:1,更优选18:1-30:1,更优选20:1-28:1,更优选21:1-27:1,更优选22.5:1-25.8:1,更优选23.0:1-25.3:1,更优选23.6:1-24.8:1,更优选23.8:1-24.6:1,更优选24.0:1-24.4:1范围内。替换地,优选根据(c.2)的第三涂层显示出作为元素Pt计算的Pt的重量与作为元素Rh计算的Rh的重量之比在15:1-30:1,更优选18:1-25:1,更优选20:1-21:1范围内。
进一步在其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含Rh和第五非沸石氧化物载体材料的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层显示出作为元素Pd计算的Pd的重量与作为元素Rh计算的Rh的重量之比在1:1-10:1,优选2:1-5:1,更优选2.5:1-3.0:1范围内。
进一步在其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含Rh和第五非沸石氧化物载体材料的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层以在0.1-1g/in3,优选0.2-0.7g/in3,更优选0.3-0.5g/in3,更优选0.35-0.45g/in3范围内的负载量包含进一步包含在根据(c.2)的第三涂层中的第五非沸石氧化物载体材料。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层进一步包含负载于第六非沸石氧化物载体材料上的第三碱土金属。
在其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含负载于第六非沸石氧化物载体材料上的第三碱土金属的情况下,优选第三碱土金属包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第三碱土金属更优选包含Ba,更优选由其构成。
进一步在其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含负载于第六非沸石氧化物载体材料上的第三碱土金属的情况下,优选第六非沸石氧化物载体材料包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
进一步在其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含负载于第六非沸石氧化物载体材料上的第三碱土金属的情况下,优选第六非沸石氧化物载体材料基于第六非沸石氧化物载体材料的重量以作为第三碱土金属的氧化物,优选作为BaO计算的在0.5-5重量%,更优选1.5-2.5重量%,更优选1.8-2.2重量%范围内的负载量包含第三碱土金属。
进一步在其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含负载于第六非沸石氧化物载体材料上的第三碱土金属的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层以作为第三碱土金属的氧化物计算的在0.01-0.15g/in3,更优选0.04-0.12g/in3,更优选0.06-0.10g/in3,更优选0.07-0.09g/in3范围内的负载量包含第三碱土金属。
进一步在其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含负载于第六非沸石氧化物载体材料上的第三碱土金属的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层以在1-7g/in3,更优选3-5g/in3,更优选3.7-4.3g/in3,更优选3.9-4.1g/in3范围内的负载量包含第六非沸石氧化物载体材料。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层进一步包含第四碱土金属,其中第四碱土金属优选包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第四碱土金属更优选包含Mg,更优选由其构成。
在其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含第四碱土金属的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层以作为第四碱土金属的氧化物,优选作为MgO计算的在0.1-0.5g/in3,更优选0.20-0.40g/in3,更优选0.25-0.35g/in3范围内的负载量包含第四碱土金属。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层进一步包含ZrO2,更优选以在0.01-0.10g/in3,更优选0.03-0.06g/in3,更优选0.04-0.06g/in3范围内的负载量。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层进一步包含CeO2,更优选以在2-4g/in3,更优选2.60-2.90g/in3,更优选2.70-2.75g/in3范围内的负载量。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层包含0.001-1重量%,更优选0.01-0.1重量%作为沸石材料本身计算的沸石材料,其中根据(c.2)的第三涂层更优选基本不含沸石材料。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选98-100重量%,更优选99-100重量%,更优选99.5-100重量%,更优选99.9-100重量%根据(c.2)的第三涂层由Pt、Pd、第四非沸石氧化物载体材料、任选的Rh、任选的第五非沸石氧化物载体材料、任选的第三碱土金属和第六非沸石氧化物载体材料、任选的第四碱土金属和任选的ZrO2构成,其中更优选根据(c.2)的第三涂层基本由Pt、Pd、第四非沸石氧化物载体材料、任选的Rh、任选的第五非沸石氧化物载体材料、任选的第三碱土金属和第六非沸石氧化物载体材料、任选的第四碱土金属和任选的ZrO2构成。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选根据(c)的气体加热组件以在0.5-8g/in3,更优选1-7g/in3,更优选1.5-6.5g/in3范围内的负载量包含根据(c.2)的第三涂层。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选根据(c)的气体加热组件由根据(c.1)的第三基材和根据(c.2)的第三涂层构成。
进一步在其中根据(c)的气体加热组件进一步包括根据(c.2)的第三涂层的情况下,优选根据(c.2)的第三涂层显示出与根据(b.2)的第二涂层基本相同,更优选相同的化学和物理特性。
进一步在其中该气体加热组件包括根据(c.1)的第三基材的情况下,优选第三基材的出口端和第二基材的入口端相互相对排列,其中由第三基材的出口端限定的表面的表面法线和由第二基材的入口端限定的表面的表面法线之间的角度优选在0-5°,更优选0-3°,更优选0-1°范围内。
进一步在其中该气体加热组件包括根据(c.1)的第三基材的情况下,优选第三基材的出口端和第二基材的入口端相互隔开,优选以在2-20mm,优选5-15mm,更优选8-12mm范围内的距离隔开,其中第三基材的出口端和第二基材的入口端优选由一个或多个间隔装置,优选一个或多个间隔棒相互隔开,其中给定的间隔棒优选固定在第三基材的出口端或者固定在第二基材的入口端或者固定在第三基材的出口端和第二基材的入口端,其中该一个或多个间隔装置,优选该一个或多个间隔棒优选是电绝缘的。
进一步在其中该气体加热组件包括根据(c.1)的第三基材的情况下,优选该系统进一步包括围绕根据(c)的第三基材和根据(b)的第二基材的夹套,其中优选95-100%,更优选98-100%,更优选99-100%第二基材的入口端面以及优选95-100%,更优选98-100%,更优选99-100%第三基材的出口端面未被该夹套覆盖,其中该夹套优选包括一个或多个将第三基材连接于供电电源的装置。
此外,本发明涉及一种制备根据本文所公开的实施方案中任一项的用于处理柴油内燃机废气的系统的方法,所述方法包括:
(1)提供NOx吸附剂组件和贫NOx捕集组件,
其中该NOx吸附剂组件包括在(i)第一催化剂中,该第一催化剂包括:
(i.1)第一基材,其包括入口端、出口端、从第一基材的入口端延伸到出口端的基材轴长和多个贯穿其中的由第一基材内壁限定的通道;
(i.2)为所述NOx吸附剂组件的第一涂层,所述涂层在至少50%第一基材的基材轴长上分配于第一基材的内壁表面上,
第一涂层包含负载于沸石材料上的铂族金属;和
其中该贫NOx捕集组件包括在(ii)第二催化剂中,该第二催化剂包括:
(ii.1)第二基材,其包括入口端、出口端、从第二基材的入口端延伸到出口端的基材轴长和多个贯穿其中的由第二基材内壁限定的通道;
(ii.2)为所述贫NOx捕集组件的第二涂层,所述涂层在至少50%第二基材的基材轴长上分配于第二基材的内壁表面上,
第二涂层包含Pt、Pd和第一非沸石氧化物载体材料,其中Pt和Pd均负载于第一非沸石氧化物载体材料上,其中第一非沸石氧化物载体材料包含CeO2和Al2O3,其中至少45重量%第一非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成,并且其中至少10重量%第一非沸石氧化物载体材料由作为CeO2计算的CeO2构成;
(2)将该NOx吸附剂组件排列在该贫NOx捕集组件的上游。
优选该方法的根据(i)的第一催化剂按如下制备和/或其中该方法进一步包括:
(a)提供第一基材以及包含水、铂族金属源和沸石材料的NOx吸附剂混合物;
(b)将在(a)中得到的该NOx吸附剂混合物在至少50%第一基材的基材轴
长上分配于第一基材的内壁表面上,得到第一涂层;
(c)任选地,在气体气氛中煅烧在(b)中得到的已涂敷第一基材,该气体气
氛优选具有在400-800℃,优选450-700℃,更优选550-650℃范围内
的温度,优选煅烧0.25-5小时范围内的时间,该气体气氛优选为空气,其中在(c)中的煅烧之前,任选地在温度在90-150℃,优选100-120℃范围内的气体气氛中进行在(b)中得到的已涂敷第一基材的干燥,优选进行0.5-4小时,更优选0.75-2小时范围内的时间,该气体气氛优选为空气。
优选该方法的根据(i.1)的第一基材为直通型基材或壁流式过滤器基材,优选直通型基材,其中该直通型基材优选为堇青石直通型基材和金属直通型基材中的一种或多种,更优选堇青石直通型基材,其中根据(i.1)的第一基材优选为整块料,更优选蜂窝状整块料,其中更优选若根据(i.1)的第一基材为堇青石直通型基材,则根据(i.1)的第一基材更优选具有在0.500-1.900l,优选0.700-1.500l,更优选0.800-1.000l,更优选0.900-0.950l范围内的体积,。替换地,更优选若第一基材为金属直通型基材,则优选根据(i.1)的第一基材具有在0.550-0.650l范围内的体积。
优选该方法的根据(a)的NOx吸附剂混合物在50-100%,更优选80-100%,优选90-100%,更优选95-100%,更优选98-100%根据(i.1)的第一基材的基材轴长上分配于根据(i.1)的第一基材的内壁表面上,其中根据(a)的NOx吸附剂混合物优选从根据(i.1)的第一基材的入口端到出口端分配于根据(i.1)的第一基材的内壁表面上。
优选包含在该方法的根据(a)的NOx吸附剂混合物中的该铂族金属包含Pd、Pt、Rh、Ir、Os和Ru中的一种或多种,更优选Pd、Pt和Rh中的一种或多种,更优选Pd和Pt中的一种或多种,其中该铂族金属更优选包含Pd,更优选由其构成。
优选包含在该方法的根据(a)的NOx吸附剂混合物中的沸石材料包含10员环孔沸石材料,优选由其构成。
优选包含在该方法的根据(a)的NOx吸附剂混合物中的沸石材料的骨架结构包含四价元素Y、三价元素X和氧,其中Y更优选包含Si、Sn、Ti、Zr和Ge中的一种或多种,更优选Si,更优选由其构成,以及其中X更优选包含Al、B、In和Ga中的一种或多种,更优选Al,更优选由其构成,并且其中包含在根据(a)的NOx吸附剂混合物中的沸石材料的骨架结构更优选显示出的Y:X摩尔比作为YO2:X2O3计算在2:1-100:1,更优选10:1-55:1,更优选12:1-40:1,更优选15:1-28:1,更优选18:1-26:1范围内,其中包含在根据(a)的NOx吸附剂混合物中的沸石材料的骨架结构优选具有选自FER、TON、MTT、SZR、MFI、MWW、AEL、HEU、AFO、其中两种或更多种的混合物以及其中两种或更多种的混合类型,更优选选自FER、MFI、TON、其中两种或更多种的混合物以及其中两种或更多种的混合类型,更优选选自FER和MFI的骨架类型,其中更优选包含在根据(a)的NOx吸附剂混合物中的沸石材料具有骨架类型FER。
优选提供该方法的根据(a)的NOx吸附剂混合物包括将该铂族金属负载于该沸石材料上,其中该铂族金属优选基于该铂族金属和该沸石材料的重量以在0.5-10重量%,更优选0.75-6重量%,更优选1-4重量%,更优选1-3重量%范围内的量负载于该沸石材料上。
优选在该方法的(a)中得到并且分配于第一基材的内壁表面上的NOx吸附剂混合物包含0.001-1重量%,更优选0.01-0.1重量%作为CeO2计算的CeO2,其中在(a)中得到并且分配于第一基材的内壁表面上的NOx吸附剂混合物更优选基本不含CeO2。
优选该方法的根据(ii)的第二催化剂按如下制备和/或其中该方法进一步包括:
(d)提供第二基材以及包含水、第一非沸石氧化物载体材料、Pt和Pd的
第一贫NOx捕集混合物,其中Pt和Pd均负载于第一非沸石氧化物载
体材料上;
(e)将在(d)中得到的第一贫NOx捕集混合物在至少50%第二基材的基材
轴长上分配于第二基材的内壁表面上,得到第二涂层;
(f)任选地,在气体气氛中煅烧在(e)中得到的已涂敷第二基材,该气体气
氛优选具有在400-800℃,优选450-700℃,更优选550-650℃范围内
的温度,优选煅烧0.25-5小时范围内的时间,该气体气氛优选为空气,其中在(f)中的煅烧之前,任选地在温度在90-150℃,优选100-120℃范围内的气体气氛中进行在(e)中得到的已涂敷第二基材的干燥,优选进行0.5-4小时,更优选0.75-2小时范围内的时间,该气体气氛优选为空气。
在其中该方法的根据(ii)的第二催化剂通过(d)、(e)以及任选的(f)制备和/或其中该方法进一步包括(d)、(e)以及任选的(f)的情况下,优选根据(ii.1)的第二基材为直通型基材或壁流式过滤器基材,优选直通型基材,其中该直通型基材优选为堇青石直通型基材和金属直通型基材中的一种或多种,更优选堇青石直通型基材或金属直通型基材,其中该金属直通型基材优选为金属导电性和/或导热性直通型基材,其中根据(ii.1)的第二基材优选为整块料,更优选蜂窝状整块料,其中更优选若根据(ii.1)的第二基材为堇青石直通型基材,则根据(ii.1)的第二基材更优选具有在0.400-2.100l,优选0.500-1.900l,更优选0.700-1.500l,更优选0.750-1.400l,更优选0.800-1.000l,更优选0.900-0.950l范围内的体积。替换地,更优选若根据(ii.1)的第二基材为金属直通型基材,则优选根据(ii.1)的第二基材具有在0.900-3.000l,更优选1.500-2.500l,更优选1.700-2.300l,更优选1.900-2.100l范围内的体积。
进一步在其中该方法的根据(ii)的第二催化剂通过(d)、(e)以及任选的(f)制备和/或其中该方法进一步包括(d)、(e)以及任选的(f)的情况下,优选将根据(d)的第一贫NOx捕集混合物在50-100%,更优选80-100%,优选90-100%,更优选95-100%,更优选98-100%根据(ii.1)的第二基材的基材轴长上分配于根据(ii.1)的第二基材的内壁表面上,其中根据(d)的第一贫NOx捕集混合物优选从根据(ii.1)的第二基材的入口端到出口端或者从根据(ii.1)的第二基材的出口端到入口端分配于根据(ii.1)的第二基材的内壁表面上。
进一步在其中该方法的根据(ii)的第二催化剂通过(d)、(e)以及任选的(f)制备和/或其中该方法进一步包括(d)、(e)以及任选的(f)的情况下,优选45-90重量%,更优选50-90重量%,更优选55-85重量%,更优选60-80重量%,更优选65-75重量%包含在根据(d)的第一贫NOx捕集混合物中的第一非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成。
进一步在其中该方法的根据(ii)的第二催化剂通过(d)、(e)以及任选的(f)制备和/或其中该方法进一步包括(d)、(e)以及任选的(f)的情况下,优选10-55重量%,更优选10-50重量%,更优选15-45重量%,更优选20-40重量%,更优选25-35重量%包含在该方法的根据(d)的第一贫NOx捕集混合物中的第一非沸石氧化物载体材料由作为CeO2计算的CeO2构成。
进一步在其中该方法的根据(ii)的第二催化剂通过(d)、(e)以及任选的(f)制备和/或其中该方法进一步包括(d)、(e)以及任选的(f)的情况下,优选包含在根据(d)的第一贫NOx捕集混合物中的第一非沸石氧化物载体材料进一步包含BaO,其中更优选5-20重量%,更优选5-15重量%,更优选5-10重量%包含在根据(d)的第一贫NOx捕集混合物中的第一非沸石氧化物载体材料由BaO构成。
进一步在其中该方法的根据(ii)的第二催化剂通过(d)、(e)以及任选的(f)制备和/或其中该方法进一步包括(d)、(e)以及任选的(f)的情况下,优选90-100重量%,更优选95-100重量%,更优选99-100重量%,更优选99.9-100重量%包含在根据(d)的第一贫NOx捕集混合物中的第一非沸石氧化物载体材料由CeO2、Al2O3和任选的氧化钡构成。就此而言,还可以想到包含在根据(d)的第一贫NOx捕集混合物中的第一非沸石氧化物载体材料包含含有Ce、Al、任选的Ba和O的混合氧化物,优选由其构成。因此,可以想到包含在根据(d)的第一贫NOx捕集混合物中的第一非沸石氧化物载体材料包含二氧化铈、氧化铝和任选的氧化钡的混合物以及二氧化铈、氧化铝和任选的氧化钡的混合氧化物中的一种或多种,优选由其构成。
进一步在其中该方法的根据(ii)的第二催化剂通过(d)、(e)以及任选的(f)制备和/或其中该方法进一步包括(d)、(e)以及任选的(f)的情况下,优选根据(d)的第一贫NOx捕集混合物进一步包含Rh和第二非沸石氧化物载体材料,其中Rh负载于第二非沸石氧化物载体材料上。
在其中该方法的根据(d)的第一贫NOx捕集混合物进一步包含Rh和第二非沸石氧化物载体材料的情况下,优选包含在根据(d)的第一贫NOx捕集混合物中的第二非沸石氧化物载体材料包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
进一步在其中该方法的根据(ii)的第二催化剂通过(d)、(e)以及任选的(f)制备和/或其中该方法进一步包括(d)、(e)以及任选的(f)的情况下,优选根据(d)的第一贫NOx捕集混合物进一步包含负载于第三非沸石氧化物载体材料上的第一碱土金属,其中第一碱土金属更优选包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第一碱土金属更优选包含Ba,更优选由其构成,其中第三非沸石氧化物载体材料优选包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
进一步在其中该方法的根据(ii)的第二催化剂通过(d)、(e)以及任选的(f)制备和/或其中该方法进一步包括(d)、(e)以及任选的(f)的情况下,优选根据(d)的第一贫NOx捕集混合物进一步包含第二碱土金属,其中第二碱土金属更优选包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第二碱土金属更优选包含Mg,更优选由其构成。
进一步在其中该方法的根据(ii)的第二催化剂通过(d)、(e)以及任选的(f)制备和/或其中该方法进一步包括(d)、(e)以及任选的(f)的情况下,优选根据(d)的第一贫NOx捕集混合物进一步包含ZrO2。
进一步在其中该方法的根据(ii)的第二催化剂通过(d)、(e)以及任选的(f)制备和/或其中该方法进一步包括(d)、(e)以及任选的(f)的情况下,优选根据(d)的第一贫NOx捕集混合物包含0.001-1重量%,优选0.01-0.1重量%作为沸石材料本身计算的沸石材料,其中根据(d)的第一贫NOx捕集混合物更优选基本不含沸石材料。
优选该方法的根据(1)的NOx吸附剂组件和根据(1)的贫NOx捕集组件排列在废气管道中,优选按连续顺序,所述管道的上游端优选设计成排列在柴油内燃机的下游,其中更优选所述管道的上游端排列在柴油内燃机的下游。
优选该方法的根据(1)的NOx吸附剂组件和根据(1)的贫NOx捕集组件以直接连续的顺序排列,其中优选没有用于废气处理的其他组件排列在该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件之间。
优选根据(i.1)的第一基材的出口端和根据(ii.1)的第二基材的入口端相互相对排列,其中由第一基材的出口端限定的表面的表面法线和由第二基材的入口端限定的表面的表面法线之间的角度优选在0-5°,更优选0-3°,更优选0-1°范围内。
优选该方法的根据(i.1)的第一基材和根据(ii.1)的第二基材一起形成单一基材,其包括入口端、出口端、从该单一基材的入口端延伸到出口端的基材轴长和多个贯穿其中的由该单一基材内壁限定的通道,其中根据(a)的NOx吸附剂混合物更优选在至少50%该单一基材的基材轴长上分配于该单一基材的内壁表面上并且根据(d)的第一贫NOx捕集混合物优选在至少50%该单一基材的基材轴长上分配于该单一基材的内壁表面上,其中该单一基材的该内壁表面至少部分涂敷有根据(a)的NOx吸附剂混合物。
在其中该方法的根据(i.1)的第一基材和根据(ii.1)的第二基材一起形成单一基材的情况下,优选该方法进一步包括在分配根据(a)的NOx吸附剂混合物和根据(d)的第一贫NOx捕集混合物之前:
(g)在该单一基材中提供一个或多个空腔,优选一个或两个空腔,更优选一个空腔,优选通过在该单一基材的一个或多个内壁中钻出一个或多个空腔;
其中各空腔从外部位置延伸到内部位置,其中外部位置位于该单一基材的外表面,其中该内部位置位于该单一基材中。
在其中该方法进一步包括在分配根据(a)的NOx吸附剂混合物和根据(d)的第一贫NOx捕集混合物之前,根据(g)提供一个或多个空腔的情况下,优选根据(g)提供一个或多个空腔在某一方向,优选从外部位置到内部位置进行,这包括所述方向和所述通道的方向之间的角度在85-95°,更优选88-92°,更优选89-91°范围内,其中空腔的方向更优选基本上垂直于通道的方向,其中通道的方向优选由该多个包括在该单一基材中的通道限定,其中该多个通道优选限定了基本相互平行排列的通道,
进一步在其中该方法进一步包括在分配根据(a)的NOx吸附剂混合物和根据(d)的第一贫NOx捕集混合物之前,根据(g)提供一个或多个空腔的情况下,优选根据(g)提供一个或多个空腔在某一方向,优选从外部位置到内部位置,在从该单一基材表面上的外部位置到该单一基材中的内部位置的距离上在该外部位置和假定的另一外部位置之间的距离的1-99%,优选10-90%,更优选30-70%,更优选40-60%范围内进行,其中该假定的另一外部位置位于该单一基材的外表面,其中该空腔的假定延伸方向刺穿该单一基材的外表面。
进一步在其中该方法进一步包括在分配根据(a)的NOx吸附剂混合物和根据(d)的第一贫NOx捕集混合物之前,根据(g)提供一个或多个空腔的情况下,优选根据(g)提供一个或多个空腔从外部位置进行,该外部位置在距入口端为该单一基材长度的25-75%,更优选40-60%,更优选45-55%,更优选47.5-52.5%,更优选49-51%范围内位于该单一基材的外表面。
进一步在其中该方法进一步包括在分配根据(a)的NOx吸附剂混合物和根据(d)的第一贫NOx捕集混合物之前,根据(g)提供一个或多个空腔的情况下,优选各空腔包括具有表面法线的横截面,其中表面法线和空腔的方向之间的角度优选在0-5°,更优选0-3°,更优选0-1°范围内,其中表面法线和空腔的方向优选基本相互平行,其中空腔的方向优选基本垂直于该横截面。
在其中各空腔包括具有表面法线的横截面的情况下,优选该横截面是圆形的,其中该横截面优选具有在5-55mm,优选10-55mm范围内的直径。
进一步在其中该方法进一步包括在分配根据(a)的NOx吸附剂混合物和根据(d)的第一贫NOx捕集混合物之前,根据(g)提供一个或多个空腔的情况下,优选各空腔适合将还原剂,优选燃料或烃引入该多个包括在该单一基材中的通道的至少一部分中。
进一步在其中该方法进一步包括在分配根据(a)的NOx吸附剂混合物和根据(d)的第一贫NOx捕集混合物之前,根据(g)提供一个或多个空腔的情况下,优选根据(a.2)的第一涂层和根据(b.2)的第二涂层不重叠,并且其中该一个或多个空腔中的至少一个位于根据(a.2)的第一涂层和根据(b.2)的第二涂层之间,其中优选该一个或多个空腔全部位于根据(a.2)的第一涂层和根据(b.2)的第二涂层之间。
优选该方法进一步包括:
(h)提供至少一个还原剂喷射器,其中各还原剂喷射器优选为烃喷射器,
更优选燃料喷射器,
其中各还原剂喷射器排列在该贫NOx捕集组件的上游,
其中各还原剂喷射器优选排列在该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件之间,更优选排列在根据(a)的第一催化剂和根据(b)的第二催化剂之间,其中该方法优选按照本文所公开的其中第一基材和第二基材不
一起形成单一基材的实施方案中任一项,
或者(k)将至少一个还原剂喷射器提供到根据(g)提供的空腔中,其中各还原剂
喷射器优选为烃喷射器,更优选燃料喷射器,其中该方法优选按照本文所公开的其中第一基材和第二基材一起形成单一基材的实施方案中任一项。
优选没有空气喷射器排列在根据(i)的第一催化剂和根据(ii)的第二催化剂之间,其中更优选没有空气喷射器排列在该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件之间,其中更优选不提供空气喷射器。
优选该方法进一步包括:
(3)提供气体加热组件,
(4)将该气体加热组件排列在该NOx吸附剂组件的下游和该贫NOx捕集组件的上游。
在其中该方法进一步包括(3)和(4)的情况下,优选该NOx吸附剂组件和该气体加热组件以直接连续的顺序排列并且其中优选该气体加热组件和该贫NOx捕集组件以直接连续的顺序排列。
进一步在其中该方法进一步包括(3)和(4)的情况下,优选没有用于废气处理的其他组件排列在该NOx吸附剂组件和该气体加热组件之间并且其中优选没有用于废气处理的其他组件排列在该气体加热组件和该贫NOx捕集组件之间。
进一步在其中该方法进一步包括(3)和(4)的情况下,优选根据(3)提供该气体加热组件包括:
(iii.1)提供第三基材,其包括入口端、出口端、从第三基材的入口端延伸到出口端的基材轴长和多个贯穿其中的由第三基材内壁限定的通道;
将根据(iii.1)的第三基材的入口端与根据(i.1)的第一基材的出口端联接以允许从第一基材的通道排出的废气进入第三基材的通道;以及
将根据(ii.1)的第二基材的入口端与根据(iii.1)的第三基材的出口端联接以允许从第三基材的通道排出的废气进入第二基材的通道;
其中第三基材的内壁是导热的,以允许将其加热而加热流过第三基材的通道的废气。
在其中根据(3)提供该气体加热组件包括(iii.1)的情况下,优选根据(iii.1)提供的第三基材为直通型基材,优选金属直通型基材,更优选金属导电性和/或导热性直通型基材。
进一步在其中根据(3)提供该气体加热组件包括(iii.1)的情况下,优选根据(iii.1)提供的第三基材具有圆柱形,第三基材的直径优选在3-10英寸,更优选3.5-8英寸,更优选4-6英寸范围内,其中更优选第三基材的直径在第一基材直径的90-110%,优选95-105%,更优选98-102%范围内,根据(iii.1)提供的第三基材优选具有在0.15-2英寸,更优选0.20-1.5英寸,更优选0.30-1英寸范围内的轴长。
进一步在其中根据(3)提供该气体加热组件包括(iii.1)的情况下,优选根据(3)提供的该气体加热组件由根据(iii.1)的第三基材构成,所述基材为未涂敷基材。
进一步在其中根据(3)提供该气体加热组件包括(iii.1)的情况下,优选该方法进一步包括:
(iii.2)将第二贫NOx捕集混合物在至少1%第三基材的基材轴长上分配于根据(3)提供的第三基材的内壁表面上,得到第三涂层;
其中第二贫NOx捕集混合物优选从第三基材的出口端到入口端分配于第三基材的内壁表面上,
第二贫NOx捕集混合物包含第四非沸石氧化物载体材料、Pt和Pd,
其中Pt和Pd均负载于第四非沸石氧化物载体材料上;
其中第四非沸石氧化物载体材料包含CeO2和Al2O3,其中至少45重量%第四非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成并且其中至少10重量%第四非沸石氧化物载体材料由作为CeO2计算的CeO2构成;
(iii.3)任选地,在气体气氛中煅烧在(iii.1)中得到的已涂敷第三基材,该气体气氛优选具有在400-800℃,优选450-700℃,更优选550-650℃范围内的温度,优选煅烧0.25-5小时范围内的时间,该气体气氛优选为空气,
其中在(iii.2)中的煅烧之前,任选地在温度在90-150℃,优选100-120℃范围内的气体气氛中进行在(iii.1)中得到的已涂敷第二基材的干燥,优选进行0.5-4小时,更优选0.75-2小时范围内的时间,
该气体气氛优选为空气。
在其中该方法进一步包括(iii.2)以及任选的(iii.3)的情况下,优选根据(iii.2)将第二贫NOx捕集混合物在5-100%,更优选10-90%,更优选20-80%,更优选30-70%,更优选40-60%第三基材的基材轴长上分配于第三基材的内壁表面上,其中分配第三涂层优选从第三基材的出口端到入口端在第三基材的内壁表面上进行。
进一步在其中该方法进一步包括(iii.2)以及任选的(iii.3)的情况下,优选45-90重量%,更优选50-90重量%,更优选51-89重量%,更优选55-85重量%,更优选60-80重量%,更优选65-75重量%包含在第二贫NOx捕集混合物中的第四非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成。
进一步在其中该方法进一步包括(iii.2)以及任选的(iii.3)的情况下,优选10-55重量%,更优选10-50重量%,更优选11-49重量%,更优选15-45重量%,更优选20-40重量%,更优选25-35重量%包含在第二贫NOx捕集混合物中的第四非沸石氧化物载体材料由CeO2构成。
进一步在其中该方法进一步包括(iii.2)以及任选的(iii.3)的情况下,优选包含在第二贫NOx捕集混合物中的第四非沸石氧化物载体材料进一步包含BaO,其中更优选5-20重量%,更优选5-15重量%,更优选5-10重量%包含在第二贫NOx捕集混合物中的第四非沸石氧化物载体材料由BaO构成。
进一步在其中该方法进一步包括(iii.2)以及任选的(iii.3)的情况下,优选90-100重量%,更优选95-100重量%,更优选99-100重量%,更优选99.9-100重量%包含在第二贫NOx捕集混合物中的第四非沸石氧化物载体材料由CeO2、Al2O3和BaO构成。就此而言,还可以想到包含在第二贫NOx捕集混合物中的第四非沸石氧化物载体材料包含含有Ce、Al、任选的Ba和O的混合氧化物,优选由其构成。因此,可以想到包含在第二贫NOx捕集混合物中的第四非沸石氧化物载体材料包含二氧化铈、氧化铝和任选的氧化钡的混合物以及二氧化铈、氧化铝和任选的氧化钡的混合氧化物中的一种或多种,优选由其构成。
进一步在其中该方法进一步包括(iii.2)以及任选的(iii.3)的情况下,优选第二贫NOx捕集混合物进一步包含Rh和第五非沸石氧化物载体材料,其中Rh负载于第五非沸石氧化物载体材料上。
在其中第二贫NOx捕集混合物进一步包含Rh和第五非沸石氧化物载体材料的情况下,优选进一步包含在第二贫NOx捕集混合物中的第五非沸石氧化物载体材料不同于包含在第二贫NOx捕集混合物中的第四非沸石氧化物载体材料,其中进一步包含在第二贫NOx捕集混合物中的第五非沸石氧化物载体材料更优选包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
进一步在其中该方法进一步包括(iii.2)以及任选的(iii.3)的情况下,优选第二贫NOx捕集混合物进一步包含负载于第六非沸石氧化物载体材料上的第三碱土金属。
在其中第二贫NOx捕集混合物进一步包含负载于第六非沸石氧化物载体材料上的第三碱土金属的情况下,优选包含在第二贫NOx捕集混合物中的第三碱土金属包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第三碱土金属更优选包含Ba,更优选由其构成。
进一步在其中第二贫NOx捕集混合物进一步包含负载于第六非沸石氧化物载体材料上的第三碱土金属的情况下,优选包含在第二贫NOx捕集混合物中的第六非沸石氧化物载体材料包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
进一步在其中第二贫NOx捕集混合物进一步包含负载于第六非沸石氧化物载体材料上的第三碱土金属的情况下,优选包含在第二贫NOx捕集混合物中的第六非沸石氧化物载体材料基于第六非沸石氧化物载体材料的重量以作为第三碱土金属的氧化物,优选作为BaO计算的在0.5-5重量%,更优选1.5-2.5重量%,更优选1.8-2.2重量%范围内的负载量包含第三碱土金属。
进一步在其中该方法进一步包括(iii.2)以及任选的(iii.3)的情况下,优选第二贫NOx捕集混合物进一步包含第四碱土金属,其中第四碱土金属更优选包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第四碱土金属更优选包含Mg,更优选由其构成。
进一步在其中该方法进一步包括(iii.2)以及任选的(iii.3)的情况下,优选第二贫NOx捕集混合物包含0.001-1重量%,更优选0.01-0.1重量%作为沸石材料本身计算的沸石材料,其中第二贫NOx捕集混合物更优选基本不含沸石材料。
进一步在其中该方法进一步包括(iii.2)以及任选的(iii.3)的情况下,优选98-100重量%,更优选99-100重量%,更优选99.5-100重量%,更优选99.9-100重量%第二贫NOx捕集混合物由Pt、Pd、第四非沸石氧化物载体材料、任选的Rh、任选的第五非沸石氧化物载体材料、任选的第三碱土金属和第六非沸石氧化物载体材料、任选的第四碱土金属和任选的ZrO2构成,其中更优选第二贫NOx捕集混合物基本由Pt、Pd、第四非沸石氧化物载体材料、任选的Rh、任选的第五非沸石氧化物载体材料、任选的第三碱土金属和第六非沸石氧化物载体材料、任选的第四碱土金属和任选的ZrO2构成。
进一步在其中根据(3)提供该气体加热组件包括(iii.1)的情况下,优选第三基材的出口端和第二基材的入口端相互相对排列,其中由第三基材的出口端限定的表面的表面法线和由第二基材的入口端限定的表面的表面法线之间的角度优选在0-5°,更优选0-3°,更优选0-1°范围内。
进一步在其中根据(3)提供该气体加热组件包括(iii.1)的情况下,优选第三基材的出口端和第二基材的入口端相互隔开,优选以在2-20mm,优选5-15mm,更优选8-12mm范围内的距离隔开,其中第三基材的出口端和第二基材的入口端优选由一个或多个间隔装置,优选一个或多个间隔棒相互隔开,其中给定的间隔棒优选固定在第三基材的出口端或者固定在第二基材的入口端或者固定在第三基材的出口端和第二基材的入口端,其中该一个或多个间隔装置,优选该一个或多个间隔棒优选是电绝缘的。
进一步在其中根据(3)提供该气体加热组件包括(iii.1)的情况下,优选该方法进一步包括:
(l)围绕根据(iii.1)的第三基材和根据(ii.1)的第二基材安装夹套,其中优选95-100%,更优选98-100%,更优选99-100%第二基材的入口端面以及优选95-100%,更优选98-100%,更优选99-100%第三基材的出口端面未被该夹套覆盖,其中该夹套优选包括一个或多个将第三基材连接于供电电源的装置。
本发明再进一步涉及一种用于处理柴油内燃机废气的系统,优选一种根据本文所公开实施方案中任一项的用于处理柴油内燃机废气的系统,其可以由根据本文所公开实施方案中任一项的方法得到或者由其得到。
本发明再进一步涉及一种处理柴油内燃机废气的方法,包括提供来自柴油内燃机的废气并使所述废气通过根据本文所公开实施方案中任一项的系统。
优选使柴油内燃机废气通过的该系统包括燃料喷射器,其中将燃料通过该燃料喷射器喷入通过所述系统的废气中。
本发明再进一步涉及根据本文所公开实施方案中任一项的系统在处理柴油内燃机废气中的用途,所述用途特别包括使所述废气通过所述系统。
本发明由下面这套实施方案以及由所示从属关系和回溯引用得到的实施方案组合进一步说明。尤其要注意的是在其中提到一定范围实施方案的各种情况中,例如就术语如“实施方案1-4中任一项”而言,意欲对熟练技术人员明确公开该范围内的每一实施方案,即该术语的措辞应被熟练技术人员理解为与“实施方案1、2、3和4中任一项”是同义的。
此外,明确应注意的是下面这套实施方案不是确定保护范围的那套权利要求,而是表示说明书中涉及本发明一般和优选方面的适当构成部分。
1.一种用于处理柴油内燃机废气的系统,该系统包括NOx吸附剂组件和贫NOx捕集组件,
其中该NOx吸附剂组件包括在(a)第一催化剂中,该第一催化剂包括:
(a.1)第一基材,其包括入口端、出口端、从第一基材的入口端延伸到出口
端的基材轴长和多个贯穿其中的由第一基材内壁限定的通道;
(a.2)为所述NOx吸附剂组件的第一涂层,所述涂层在至少50%第一基材的基材轴长上分配于第一基材的内壁表面上,
第一涂层包含负载于沸石材料上的铂族金属;以及
其中该贫NOx捕集组件包括在(b)第二催化剂中,该第二催化剂包括:
(b.1)第二基材,其包括入口端、出口端、从第二基材的入口端延伸到出口
端的基材轴长和多个贯穿其中的由第二基材内壁限定的通道;
(b.2)为所述贫NOx捕集组件的第二涂层,所述涂层在至少50%第二基材的基材轴长上分配于第二基材的内壁表面上,
第二涂层包含第一非沸石氧化物载体材料、Pt和Pd,
其中Pt和Pd均负载于第一非沸石氧化物载体材料上;
其中第一非沸石氧化物载体材料包含CeO2和Al2O3,其中至少45重量%第一非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成,并且其中至少10重量%第一非沸石氧化物载体材料由作为CeO2计算的CeO2构成,
其中在所述系统中该NOx吸附剂组件排列在该贫NOx捕集组件的上游。
2.实施方案1的系统,其中根据(a.1)的第一基材为直通型基材或壁流式过滤器基材,优选直通型基材,其中该直通型基材优选为堇青石直通型基材和金属直通型基材中的一种或多种,更优选堇青石直通型基材。
3.实施方案1或2的系统,其中根据(a.1)的第一基材为整块料,优选蜂窝状整块料,其中根据(a.1)的第一基材更优选具有在0.500-1.900l,更优选0.700-1.500l,更优选0.800-1.000l,更优选0.900-0.950l或更优选0.550-0.650l范围内的体积。
4.实施方案1-3中任一项的系统,其中根据(a.2)的第一涂层在50-100%,优选80-100%,更优选90-100%,更优选95-100%,更优选98-100%根据(a.1)的第一基材的基材轴长上分配于根据(a.1)的第一基材的内壁表面上,其中根据(a.2)的第一涂层优选从根据(a.1)的第一基材的入口端到出口端分配于根据(a.1)的第一基材的内壁表面上。
5.实施方案1-4中任一项的系统,其中包含在根据(a.2)的第一涂层中的该铂族金属包含Pd、Pt、Rh、Ir、Os和Ru中的一种或多种,优选Pd、Pt和Rh中的一种或多种,更优选Pd和Pt中的一种或多种,其中该铂族金属更优选包含Pd,更优选由其构成。
6.实施方案1-5中任一项的系统,其中包含在根据(a.2)的第一涂层中的该沸石材料包含10员环孔沸石材料,优选由其构成。
7.实施方案1-6中任一项的系统,其中包含在根据(a.2)的第一涂层中的该沸石材料的骨架结构包含四价元素Y、三价元素X和氧,其中Y优选包含Si、Sn、Ti、Zr和Ge中的一种或多种,更优选Si,更优选由其构成,并且其中X优选包含Al、B、In和Ga中的一种或多种,更优选Al,更优选由其构成。
8.实施方案1-7中任一项的系统,其中包含在根据(a.2)的第一涂层中的该沸石材料显示出的Y:X摩尔比作为YO2:X2O3计算在2:1-100:1,更优选10:1-55:1,更优选12:1-40:1,更优选15:1-28:1,更优选18:1-26:1范围内。
9.实施方案1-8中任一项的系统,其中包含在根据(a.2)的第一涂层中的该沸石材料具有选自FER、TON、MTT、SZR、MFI、MWW、AEL、HEU、AFO、其中两种或更多种的混合物以及其中两种或更多种的混合类型,更优选选自FER、MFI、TON、其中两种或更多种的混合物以及其中两种或更多种的混合类型,更优选选自FER和MFI的骨架类型,其中更优选根据(a.2)的沸石材料具有骨架类型FER。
10.实施方案1-9中任一项的系统,其中包含在根据(a.2)的第一涂层中的该铂族金属包含在根据(a.2)的沸石材料中,优选基于均包含在根据(a.2)的第一涂层中的该铂族金属和该沸石材料的重量以在0.5-10重量%,更优选0.75-6重量%,更优选1-4重量%,更优选1-3重量%范围内的量。
11.实施方案1-10中任一项的系统,其中根据(a.2)的第一涂层以作为元素铂族金属,更优选作为元素Pd计算的在80-200g/ft3,更优选100-180g/ft3,更优选120-160g/ft3,更优选130-150g/ft3范围内的负载量包含根据(a.2)的铂族金属,优选Pd。
12.实施方案1-11中任一项的系统,其中根据(a.2)的第一涂层包含0.001-1重量%,优选0.01-0.1重量%作为CeO2计算的CeO2,其中根据(a.2)的第一涂层更优选基本不含CeO2,和/或其中根据(a.2)的第一涂层进一步包含ZrO2,优选以在0.11-0.20g/in3,更优选0.13-0.17g/in3,更优选0.14-0.16g/in3范围内的负载量。
13.实施方案1-12中任一项的系统,其中98-100重量%,优选99-100重量%,更优选99.5-100重量%,更优选99.9-100重量%根据(a.2)的第一涂层由根据(a.2)的铂族金属和根据(a.2)的沸石材料构成,其中更优选根据(a.2)的第一涂层基本由根据(a.2)的铂族金属和根据(a.2)的沸石材料构成。
14.实施方案1-13中任一项的系统,其中根据(a)的第一催化剂以在0.5-8g/in3,优选1-5g/in3,更优选1.5-4.5g/in3,更优选2-4g/in3范围内的负载量包括根据(a.2)的第一涂层。
15.实施方案1-14中任一项的系统,其中根据(a)的第一催化剂由根据(a.1)的第一基材和根据(a.2)的第一涂层构成。
16.实施方案1-15中任一项的系统,其中根据(b.1)的第二基材为直通型基材或壁流式过滤器基材,优选直通型基材,其中该直通型基材优选为堇青石直通型基材和金属直通型基材中的一种或多种,更优选堇青石直通型基材或金属直通型基材,其中该金属直通型基材优选为金属导电性和/或导热性直通型基材。
17.实施方案1-16中任一项的系统,其中根据(b.1)的第二基材为整块料,优选蜂窝状整块料,其中根据(b.1)的第二基材更优选具有在0.400-2.100l,优选0.500-1.900l,更优选0.700-1.500l,更优选0.750-1.400l,更优选0.800-1.000l,更优选0.900-0.950l范围内的体积,或者其中根据(b.1)的第二基材更优选具有在0.900-3.000l,优选1.500-2.500l,更优选1.700-2.300l,更优选1.900-2.100l范围内的体积。
18.实施方案1-17中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层在50-100%,优选80-100%,更优选90-100%,更优选95-100%,更优选98-100%根据(b.1)的第二基材的基材轴长上分配于根据(b.1)的第二基材的内壁表面上,其中根据(b.2)的第二涂层优选从根据(b.1)的第二基材的入口端到出口端或者从根据(b.1)的第二基材的出口端到入口端分配于根据(b.1)的第二基材的内壁表面上。
19.实施方案1-18中任一项的系统,其中45-90重量%,优选50-90重量%,更优选51-89重量%,更优选55-85重量%,更优选60-80重量%,更优选65-75重量%包含在根据(b.2)的第二涂层中的第一非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成。
20.实施方案1-19中任一项的系统,其中10-55重量%,优选10-50重量%,更优选11-49重量%,更优选15-45重量%,更优选20-40重量%,更优选25-35重量%包含在根据(b.2)的第二涂层中的第一非沸石氧化物载体材料由CeO2构成,和/或其中包含在根据(b.2)的第二涂层中的第一非沸石氧化物载体材料进一步包含BaO,其中优选5-20重量%,更优选5-15重量%,更优选5-10重量%包含在根据(b.2)的第二涂层中的第一非沸石氧化物载体材料由BaO构成。
21.实施方案1-20中任一项的系统,其中90-100重量%,优选95-100重量%,更优选99-100重量%,更优选99.9-100重量%包含在根据(b.2)的第二涂层中的第一非沸石氧化物载体材料由CeO2、Al2O3和任选的BaO构成。
22.实施方案1-21中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层以作为元素Pt计算的在50-190g/ft3,更优选80-160g/ft3,更优选100-140g/ft3,更优选110-130g/ft3范围内的负载量包含Pt。
23.实施方案1-22中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层以作为元素Pd计算的在4-24g/ft3,更优选8-20g/ft3,更优选10-18g/ft3,更优选12-16g/ft3范围内的负载量包含Pd。
24.实施方案1-23中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层显示出作为元素Pt计算的Pt的重量与作为元素Pd计算的Pd的重量之比在2:1-20:1,优选5:1-12:1,更优选7:1-10:1,更优选8:1-9:1范围内。
25.实施方案1-24中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层以在0.5-5g/in3,优选0.75-3g/in3,更优选1-2g/in3,更优选1.2-1.8g/in3,更优选1.4-1.6g/in3,或者优选1-4g/in3,更优选2-3g/in3,更优选2.5-2.8g/in3范围内的负载量包含根据(b.2)的第一非沸石氧化物载体材料。
26.实施方案1-25中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层进一步包含Rh和第二非沸石氧化物载体材料,其中Rh负载于第二非沸石氧化物载体材料上。
27.实施方案26的系统,其中根据(b.2)的第二涂层以作为元素Rh计算的在1-10g/ft3,更优选2-8g/ft3,更优选3-7g/ft3,更优选4-6g/ft3范围内的负载量包含Rh。
28.实施方案26或27的系统,其中进一步包含在根据(b.2)的第二涂层中的第二非沸石氧化物载体材料不同于包含在根据(b.2)的第二涂层中的第一非沸石氧化物载体材料,其中进一步包含在根据(b.2)的第二涂层中的第二非沸石氧化物载体材料优选包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
29.实施方案26-28中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层显示出作为元素Pt计算的Pt的重量与作为元素Rh计算的Rh的重量之比在5:1-50:1,优选10:1-40:1,更优选15:1-33:1,更优选18:1-30:1,更优选20:1-28:1,更优选21:1-27:1,更优选22.5:1-25.8:1,更优选23.0:1-25.3:1,更优选23.6:1-24.8:1,更优选23.8:1-24.6:1,更优选24.0:1-24.4:1范围内,或者更优选在15:1-30:1,更优选18:1-25:1,更优选20:1-21:1范围内。
30.实施方案26-29中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层显示出作为元素Pd计算的Pd的重量与作为元素Rh计算的Rh的重量之比在1:1-10:1,优选2:1-5:1,更优选2.5:1-3.0:1范围内。
31.实施方案26-30中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层以在0.1-1g/in3,优选0.2-0.7g/in3,更优选0.3-0.5g/in3,更优选0.35-0.45g/in3范围内的负载量包含进一步包含在根据(b.2)的第二涂层中的第二非沸石氧化物载体材料。
32.实施方案1-31中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层进一步包含负载于第三非沸石氧化物载体材料上的第一碱土金属。
33.实施方案32的系统,其中第一碱土金属包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第一碱土金属更优选包含Ba,更优选由其构成。
34.实施方案32或33的系统,其中第三非沸石氧化物载体材料包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
35.实施方案32-34中任一项的系统,其中第三非沸石氧化物载体材料基于第三非沸石氧化物载体材料的重量以作为第一碱土金属的氧化物,优选作为BaO计算的在0.5-5重量%,优选1.5-2.5重量%,更优选1.8-2.2重量%范围内的负载量包含第一碱土金属。
36.实施方案32-35中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层以作为第一碱土金属的氧化物计算的在0.01-0.15g/in3,优选0.04-0.12g/in3,更优选0.06-0.10g/in3,更优选0.07-0.09g/in3范围内的负载量包含第一碱土金属。
37.实施方案32-36中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层以在1-7g/in3,优选3-5g/in3,更优选3.7-4.3g/in3,更优选3.9-4.1g/in3范围内的负载量包含第三非沸石氧化物载体材料。
38.实施方案1-37中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层进一步包含第二碱土金属,其中第二碱土金属优选包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第二碱土金属更优选包含Mg,更优选由其构成。
39.实施方案38的系统,其中根据(b.2)的第二涂层以作为第二碱土金属的氧化物,优选作为MgO计算的在0.1-0.5g/in3,更优选0.20-0.40g/in3,更优选0.25-0.35g/in3范围内的负载量包含第二碱土金属。
40.实施方案1-39中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层进一步包含ZrO2,优选以在0.01-0.10g/in3,更优选0.03-0.06g/in3,更优选0.04-0.06g/in3范围内的负载量,和/或其中根据(b.2)的第二涂层进一步包含CeO2,优选以在2-4g/in3,更优选2.60-2.90g/in3,更优选2.70-2.75g/in3范围内的负载量。
41.实施方案1-40中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层包含0.001-1重量%,优选0.01-0.1重量%作为沸石材料本身计算的沸石材料,其中根据(b.2)的第二涂层更优选基本不含沸石材料。
42.实施方案1-41中任一项的系统,其中98-100重量%,优选99-100重量%,更优选99.5-100重量%,更优选99.9-100重量%根据(b.2)的第二涂层由Pt、Pd、第一非沸石氧化物载体材料、任选的Rh、任选的第二非沸石氧化物载体材料、任选的第一碱土金属和第三非沸石氧化物载体材料、任选的第二碱土金属和任选的ZrO2构成,其中更优选根据(b.2)的第二涂层基本由Pt、Pd、第一非沸石氧化物载体材料、任选的Rh、任选的第二非沸石氧化物载体材料、任选的第一碱土金属和第三非沸石氧化物载体材料、任选的第二碱土金属和任选的ZrO2构成。
43.实施方案1-42中任一项的系统,其中根据(b)的第二催化剂以在0.5-8g/in3,优选1-7g/in3,更优选1.5-6.5g/in3范围内的负载量包含根据(b.2)的第二涂层。
44.实施方案1-43中任一项的系统,其中根据(b)的第二催化剂由根据(b.1)的第二基材和根据(b.2)的第二涂层构成。
45.实施方案1-44中任一项的系统,其中该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件排列在废气管道中,优选按连续顺序,所述管道的上游端优选设计成排列在柴油内燃机的下游,其中更优选所述管道的上游端排列在柴油内燃机的下游。
46.实施方案1-45中任一项的系统,其中该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件为直接连续的组件。
47.实施方案46的系统,其中没有用于废气处理的其他组件排列在该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件之间。
48.实施方案1-47中任一项的系统,其中根据(a.1)的第一基材的出口端和根据(b.1)的第二基材的入口端相互相对排列,其中由第一基材的出口端限定的表面的表面法线和由第二基材的入口端限定的表面的表面法线之间的角度优选在0-5°,更优选0-3°,更优选0-1°范围内。
49.实施方案1-45中任一项的系统,其中根据(a.1)的第一基材和根据(b.1)的第二基材一起形成单一基材,其包括入口端、出口端、从该单一基材的入口端延伸到出口端的基材轴长和多个贯穿其中的由该单一基材内壁限定的通道,其中根据(a.2)的第一涂层在至少25%,优选25-50%,优选40-50%,更优选45-50%,更优选47.5-50%,更优选49-50%该单一基材的基材轴长上分配于该单一基材的内壁表面上并且根据(b.2)的第二涂层在至少25%,优选25-50%,优选40-50%,更优选45-50%,更优选47.5-50%,更优选49-50%该单一基材的基材轴长上分配于该单一基材的内壁表面上,其中该单一基材的该内壁表面至少部分涂敷有根据(a.2)的第一涂层,其中根据(a.2)的第一涂层优选从入口端到出口端分配于该单一基材的内壁表面上,其中根据(b.2)的第二涂层优选从出口端到入口端分配于该单一基材的内壁表面上,其中根据(a.2)的第一涂层和根据(b.2)的第二涂层优选不重叠。
50.实施方案49的系统,其中该单一基材包括一个或多个空腔,优选一个或两个空腔,更优选一个空腔,其中各空腔从外部位置延伸到内部位置,其中外部位置位于该单一基材的外表面并且内部位置位于该单一基材中并且其中各空腔优选延伸穿过该单一基材的一个或多个内壁。
51.实施方案50的系统,其中外部位置和内部位置限定了各空腔的方向,其中该多个包括在该单一基材中的通道限定了通道的方向,其中该多个通道优选限定了基本相互平行排列的通道,
其中在各空腔的方向和通道的方向之间的角度优选在85-95°,更优选88-92°,更优选89-91°范围内,其中各空腔的方向更优选基本垂直于通道的方向。
52.实施方案50或51的系统,其中各空腔具有空腔长度,其中该空腔长度为从该单一基材的外表面上的外部位置到该单一基材中的内部位置的距离,其中该空腔长度优选在该外部位置和假定的另一外部位置之间的长度的1-99%,优选10-90%,更优选30-70%,更优选40-60%范围内,其中该假定的另一外部位置位于该单一基材的外表面,其中各空腔的假定延伸方向刺穿该单一基材的外表面。
53.实施方案50-52中任一项的系统,其中外部位置在距入口端为该单一基材长度的25-75%,更优选40-60%,更优选45-55%,更优选47.5-52.5%,更优选49-51%范围内位于该单一基材的外表面。
54.实施方案50-53中任一项的系统,其中各空腔包括具有表面法线的横截面,其中各空腔的表面法线和方向之间的角度优选在0-5°,更优选0-3°,更优选0-1°范围内,其中各空腔的表面法线和方向优选基本相互平行,其中各空腔的方向优选基本垂直于该横截面。
55.实施方案54的系统,其中该横截面是圆形的,其中该横截面优选具有在5-55mm,更优选10-50mm范围内的直径。
56.实施方案50-55中任一项的系统,其中各空腔适合将还原剂,优选燃料或烃引入该多个包括在该单一基材中的通道的至少一部分中。
57.实施方案50-56中任一项的系统,其中根据(a.2)的第一涂层和根据(b.2)的第二涂层不重叠并且其中各空腔位于根据(a.2)的第一涂层和根据(b.2)的第二涂层之间。
58.实施方案1-57中任一项的系统,进一步包括至少一个还原剂喷射器,其中各还原剂喷射器优选为烃喷射器,更优选燃料喷射器。
59.实施方案58的系统,其中若该系统按照实施方案1-45中任一项,则该至少一个还原剂喷射器排列在该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件之间,更优选排列在根据(a)的第一催化剂和根据(b)的第二催化剂之间,或者其中若该系统按照实施方案51-57中任一项,则该至少一个还原剂喷射器位于空腔中。
60.实施方案1-59中任一项的系统,其中该系统在根据(a)的第一催化剂和根据(b)的第二催化剂之间不包括空气喷射器,其中该系统优选在该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件之间不包括空气喷射器,其中该系统优选在该一个或多个如实施方案51-59中定义的空腔中不包括空气喷射器,其中该系统优选不包括空气喷射器。
61.实施方案1-45和60中任一项的系统,进一步包括:
(c)气体加热组件,
其中该气体加热组件排列在该NOx吸附剂组件的下游和该贫NOx捕集组件的上游。
62.实施方案61的系统,其中该NOx吸附剂组件和该气体加热组件为直接连续的组件并且其中优选该气体加热组件和该贫NOx捕集组件为直接连续的组件。
63.实施方案61或62的系统,其中没有用于废气处理的其他组件排列在该NOx吸附剂组件和该气体加热组件之间并且其中优选没有用于废气处理的其他组件排列在该气体加热组件和该贫NOx捕集组件之间。
64.实施方案61-63中任一项的系统,其中该气体加热组件包括:
(c.1)第三基材,其包括入口端、出口端、从第三基材的入口端延伸到出口
端的基材轴长和多个贯穿其中的由第三基材内壁限定的通道;
其中将根据(c.1)的第三基材的入口端和根据(a.1)的第一基材的出口端联接以允许从第一基材的通道排出的废气进入第三基材的通道;
其中将根据(b.1)的第二基材的入口端和根据(c.1)的第三基材的出口端联接以允许从第三基材的通道排出的废气进入第二基材的通道;
其中第三基材的内壁是导热的,以允许将其加热而加热流过第三基材的通道的废气。
65.实施方案61-64中任一项的系统,其中根据(c.1)的第三基材为直通型基材,优选金属直通型基材,更优选金属导电性和/或导热性直通型基材。
66.实施方案61-65中任一项的系统,其中根据(c.1)的第三基材具有圆柱形,第三基材的直径优选在3-10英寸,更优选3.5-8英寸,更优选4-6英寸范围内,其中更优选第三基材的直径在第一基材直径的90-110%,优选95-105%,更优选98-102%范围内,根据(c.1)的第三基材优选具有在0.15-2英寸,更优选0.20-1.5英寸,更优选0.30-1英寸范围内的轴长。
67.实施方案61-66中任一项的系统,其中根据(c.1)的第三基材为未涂敷基材并且根据(c)的气体加热组件由所述第三基材构成。
68.实施方案61-67中任一项的系统,其中根据(c)的气体加热组件进一步包括:
(c.2)在至少1%第三基材的基材轴长上分配于第三基材的内壁表面上的第
三涂层,
其中第三涂层优选从第三基材的出口端到入口端分配于第三基材的内壁表面上,
第三涂层包含第四非沸石氧化物载体材料、Pt和Pd,
其中Pt和Pd均负载于第四非沸石氧化物载体材料上;
其中第四非沸石氧化物载体材料包含CeO2和Al2O3,其中至少45重量%第四非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成,以及其中至少10重量%第四非沸石氧化物载体材料由作为CeO2计算的CeO2构成。
69.实施方案68的系统,其中第三涂层在5-100%,优选10-90%,更优选20-80%,更优选30-70%,更优选40-60%第三基材的基材轴长上分配于第三基材的内壁表面上,其中第三涂层优选从第三基材的出口端到入口端分配于第三基材的内壁表面上。
70.实施方案68或69的系统,其中45-90重量%,优选50-90重量%,更优选51-89重量%,更优选55-85重量%,更优选60-80重量%,更优选65-75重量%的第四非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成。
71.实施方案68-70中任一项的系统,其中10-55重量%,优选10-50重量%,更优选11-49重量%,更优选15-45重量%,更优选20-40重量%,更优选25-35重量%的第四非沸石氧化物载体材料由CeO2构成,和/或其中包含在根据(c.2)的第三涂层中的第四非沸石氧化物载体材料进一步包含BaO,其中优选5-20重量%,更优选5-15重量%,更优选5-10重量%包含在根据(c.2)的第三涂层中的第四非沸石氧化物载体材料由BaO构成。
72.实施方案68-71中任一项的系统,其中90-100重量%,优选95-100重量%,更优选99-100重量%,更优选99.9-100重量%包含在根据(c.2)的第三涂层中的第四非沸石氧化物载体材料由CeO2、Al2O3和任选的BaO构成。
73.实施方案68-72中任一项的系统,其中根据(c.2)的第三涂层以作为元素Pt计算的在50-190g/ft3,更优选80-160g/ft3,更优选100-140g/ft3,更优选110-130g/ft3范围内的负载量包含Pt。
74.实施方案68-73中任一项的系统,其中根据(b.2)的第三涂层以作为元素Pd计算的在4-24g/ft3,更优选8-20g/ft3,更优选10-18g/ft3,更优选12-16g/ft3范围内的负载量包含Pd。
75.实施方案68-74中任一项的系统,其中根据(c.2)的第三涂层显示出作为元素Pt计算的Pt的重量与作为元素Pd计算的Pd的重量之比在2:1-20:1,优选5:1-12:1,更优选7:1-10:1,更优选8:1-9:1范围内。
76.实施方案68-75中任一项的系统,其中根据(c.2)的第三涂层以在0.5-5g/in3,优选0.75-3g/in3,更优选1-2g/in3,更优选1.2-1.8g/in3,更优选1.4-1.6g/in3范围内,或者优选在1-4g/in3,更优选2-3g/in3,更优选2.5-2.8g/in3范围内的负载量包含根据(c.2)的第四非沸石氧化物载体材料。
77.实施方案68-76中任一项的系统,其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含Rh和第五非沸石氧化物载体材料,其中Rh负载于第五非沸石氧化物载体材料上。
78.实施方案77的系统,其中根据(c.2)的第三涂层以作为元素Rh计算的在1-10g/ft3,更优选2-8g/ft3,更优选3-7g/ft3,更优选4-6g/ft3范围内的负载量包含Rh。
79.实施方案77或78的系统,其中进一步包含在根据(c.2)的第三涂层中的第五非沸石氧化物载体材料不同于包含在根据(c.2)的第三涂层中的第四非沸石氧化物载体材料,其中进一步包含在根据(c.2)的第三涂层中的第五非沸石氧化物载体材料优选包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
80.实施方案77-79中任一项的系统,其中根据(c.2)的第三涂层显示出作为元素Pt计算的Pt的重量与作为元素Rh计算的Rh的重量之比在5:1-50:1,优选10:1-40:1,更优选15:1-33:1,更优选18:1-30:1,更优选20:1-28:1,更优选21:1-27:1,更优选22.5:1-25.8:1,更优选23.0:1-25.3:1,更优选23.6:1-24.8:1,更优选23.8:1-24.6:1,更优选24.0:1-24.4:1范围内,或者更优选在15:1-30:1,更优选18:1-25:1,更优选20:1-21:1范围内。
81.实施方案77-80中任一项的系统,其中根据(c.2)的第三涂层显示出作为元素Pd计算的Pd的重量与作为元素Rh计算的Rh的重量之比在1:1-10:1,优选2:1-5:1,更优选2.5:1-3.0:1范围内。
82.实施方案77-81中任一项的系统,其中根据(c.2)的第三涂层以在0.1-1g/in3,优选0.2-0.7g/in3,更优选0.3-0.5g/in3,更优选0.35-0.45g/in3范围内的负载量包含进一步包含在根据(c.2)的第三涂层中的第五非沸石氧化物载体材料。
83.实施方案68-82中任一项的系统,其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含负载于第六非沸石氧化物载体材料上的第三碱土金属。
84.实施方案83的系统,其中第三碱土金属包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第三碱土金属更优选包含Ba,更优选由其构成。
85.实施方案83或84的系统,其中第六非沸石氧化物载体材料包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
86.实施方案83-85中任一项的系统,其中第六非沸石氧化物载体材料基于第六非沸石氧化物载体材料的重量以作为第三碱土金属的氧化物,优选作为BaO计算的在0.5-5重量%,优选1.5-2.5重量%,更优选1.8-2.2重量%范围内的负载量包含第三碱土金属。
87.实施方案83-86中任一项的系统,其中根据(c.2)的第三涂层以作为第三碱土金属的氧化物计算的在0.01-0.15g/in3,优选0.04-0.12g/in3,更优选0.06-0.10g/in3,更优选0.07-0.09g/in3范围内的负载量包含第三碱土金属。
88.实施方案83-87中任一项的系统,其中根据(c.2)的第三涂层以在1-7g/in3,优选3-5g/in3,更优选3.7-4.3g/in3,更优选3.9-4.1g/in3范围内的负载量包含第六非沸石氧化物载体材料。
89.实施方案68-88中任一项的系统,其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含第四碱土金属,其中第四碱土金属优选包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第四碱土金属更优选包含Mg,更优选由其构成。
90.实施方案89的系统,其中根据(c.2)的第三涂层以作为第四碱土金属的氧化物,优选作为MgO计算的在0.1-0.5g/in3,更优选0.20-0.40g/in3,更优选0.25-0.35g/in3范围内的负载量包含第四碱土金属。
91.实施方案68-90中任一项的系统,其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含ZrO2,优选以在0.01-0.10g/in3,更优选0.03-0.06g/in3,更优选0.04-0.06g/in3范围内的负载量,和/或其中根据(c.2)的第三涂层进一步包含CeO2,优选以在2-4g/in3,更优选2.60-2.90g/in3,更优选2.70-2.75g/in3范围内的负载量。
92.实施方案68-91中任一项的系统,其中根据(c.2)的第三涂层包含0.001-1重量%,优选0.01-0.1重量%作为沸石材料本身计算的沸石材料,其中根据(c.2)的第三涂层更优选基本不含沸石材料。
93.实施方案68-92中任一项的系统,其中98-100重量%,优选99-100重量%,更优选99.5-100重量%,更优选99.9-100重量%根据(c.2)的第三涂层由Pt、Pd、第四非沸石氧化物载体材料、任选的Rh、任选的第五非沸石氧化物载体材料、任选的第三碱土金属和第六非沸石氧化物载体材料、任选的第四碱土金属和任选的ZrO2构成,其中更优选根据(c.2)的第三涂层基本由Pt、Pd、第四非沸石氧化物载体材料、任选的Rh、任选的第五非沸石氧化物载体材料、任选的第三碱土金属和第六非沸石氧化物载体材料、任选的第四碱土金属和任选的ZrO2构成。
94.实施方案68-93中任一项的系统,其中根据(c)的气体加热组件以在0.5-8g/in3,优选1-7g/in3,更优选1.5-6.5g/in3范围内的负载量包括根据(c.2)的第三涂层。
95.实施方案68-94中任一项的系统,其中根据(c)的气体加热组件由根据(c.1)的第三基材和根据(c.2)的第三涂层构成。
96.实施方案68-95中任一项的系统,其中根据(c.2)的第三涂层显示出与根据(b.2)的第二涂层基本相同,更优选相同的化学和物理特性。
97.实施方案64-96中任一项的系统,其中第三基材的出口端和第二基材的入口端相互相对排列,其中由第三基材的出口端限定的表面的表面法线和由第二基材的入口端限定的表面的表面法线之间的角度优选在0-5°,更优选0-3°,更优选0-1°范围内。
98.实施方案64-97中任一项的系统,其中第三基材的出口端和第二基材的入口端相互隔开,优选以在2-20mm,优选5-15mm,更优选8-12mm范围内的距离隔开,其中第三基材的出口端和第二基材的入口端优选由一个或多个间隔装置,优选一个或多个间隔棒相互隔开,其中给定的间隔棒优选固定在第三基材的出口端或者固定在第二基材的入口端或者固定在第三基材的出口端和第二基材的入口端,其中该一个或多个间隔装置,优选该一个或多个间隔棒优选是电绝缘的。
99.实施方案64-98中任一项的系统,进一步包括围绕根据(c)的第三基材和根据(b)的第二基材的夹套,其中优选95-100%,更优选98-100%,更优选99-100%第二基材的入口端面以及优选95-100%,更优选98-100%,更优选99-100%第三基材的出口端面未被该夹套覆盖,其中该夹套优选包括一个或多个将第三基材连接于供电电源的装置。
100.一种制备根据实施方案1-99中任一项的用于处理柴油内燃机废气的系统的方法,所述方法包括:
(1)提供NOx吸附剂组件和贫NOx捕集组件,
其中该NOx吸附剂组件包括在(i)第一催化剂中,该第一催化剂包括:
(i.1)第一基材,其包括入口端、出口端、从第一基材的入口端延伸到出口端的基材轴长和多个贯穿其中的由第一基材内壁限定的通道;
(i.2)为所述NOx吸附剂组件的第一涂层,所述涂层在至少50%第一基材的基材轴长上分配于第一基材的内壁表面上,
第一涂层包含负载于沸石材料上的铂族金属;和
其中该贫NOx捕集组件包括在(ii)第二催化剂中,该第二催化剂包括:
(ii.1)第二基材,其包括入口端、出口端、从第二基材的入口端延伸到出口端的基材轴长和多个贯穿其中的由第二基材内壁限定的通道;
(ii.2)为所述贫NOx捕集组件的第二涂层,所述涂层在至少50%第二基材的基材轴长上分配于第二基材的内壁表面上,
第二涂层包含Pt、Pd和第一非沸石氧化物载体材料,其中Pt和Pd均负载于第一非沸石氧化物载体材料上,其中第一非沸石氧化物载体材料包含CeO2和Al2O3,其中至少45重量%第一非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成,并且其中至少10重量%第一非沸石氧化物载体材料由作为CeO2计算的CeO2构成;
(2)将该NOx吸附剂组件排列在该贫NOx捕集组件的上游。
101.实施方案100的方法,其中根据(i)的第一催化剂按如下制备和/或其中该方法进一步包括:
(a)提供第一基材以及包含水、铂族金属源和沸石材料的NOx吸附剂混合物;
(b)将在(a)中得到的该NOx吸附剂混合物在至少50%第一基材的基材轴长上分配于第一基材的内壁表面上,得到第一涂层;
(c)任选地,在气体气氛中煅烧在(b)中得到的已涂敷第一基材,该气体气氛优选具有在400-800℃,优选450-700℃,更优选550-650℃范围内
的温度,优选煅烧0.25-5小时范围内的时间,该气体气氛优选为空气,其中在(c)中的煅烧之前,任选地在温度在90-150℃,优选100-120℃范围内的气体气氛中进行在(b)中得到的已涂敷第一基材的干燥,优选进行0.5-4小时,更优选0.75-2小时范围内的时间,该气体气氛优选为空气。
102.实施方案100或101的方法,其中根据(i.1)的第一基材为直通型基材或壁流式过滤器基材,优选直通型基材,其中该直通型基材优选为堇青石直通型基材和金属直通型基材中的一种或多种,更优选堇青石直通型基材,其中根据(i.1)的第一基材优选为整块料,更优选蜂窝状整块料,其中根据(i.1)的第一基材更优选具有在0.500-1.900l,优选0.700-1.500l,更优选0.800-1.000l,更优选0.900-0.950l范围内的体积,其中根据(i.1)的第一基材优选为堇青石直通型基材,或者更优选具有优选在0.550-0.650l范围内的体积,其中根据(a.1)的第一基材优选为金属直通型基材。
103.实施方案101或102的方法,其中根据(a)的NOx吸附剂混合物在50-100%,优选80-100%,优选90-100%,更优选95-100%,更优选98-100%根据(i.1)的第一基材的基材轴长上分配于根据(i.1)的第一基材的内壁表面上,其中根据(a)的NOx吸附剂混合物优选从根据(i.1)的第一基材的入口端到出口端分配于根据(i.1)的第一基材的内壁表面上。
104.实施方案101-103中任一项的方法,其中包含在根据(a)的NOx吸附剂混合物中的铂族金属包含Pd、Pt、Rh、Ir、Os和Ru中的一种或多种,优选Pd、Pt和Rh中的一种或多种,更优选Pd和Pt中的一种或多种,其中该铂族金属更优选包含Pd,更优选由其构成。
105.实施方案101-104中任一项的方法,其中包含在根据(a)的NOx吸附剂混合物中的沸石材料包含10员环孔沸石材料,优选由其构成。
106.实施方案101-105中任一项的方法,其中包含在根据(a)的NOx吸附剂混合物中的沸石材料的骨架结构包含四价元素Y、三价元素X和氧,其中Y优选包含Si、Sn、Ti、Zr和Ge中的一种或多种,更优选Si,更优选由其构成,以及其中X优选包含Al、B、In和Ga中的一种或多种,更优选Al,更优选由其构成,并且其中包含在根据(a)的NOx吸附剂混合物中的沸石材料的骨架结构更优选显示出的Y:X摩尔比作为YO2:X2O3计算在2:1-100:1,更优选10:1-55:1,更优选12:1-40:1,更优选15:1-28:1,更优选18:1-26:1范围内,其中包含在根据(a)的NOx吸附剂混合物中的沸石材料的骨架结构优选具有选自FER、TON、MTT、SZR、MFI、MWW、AEL、HEU、AFO、其中两种或更多种的混合物以及其中两种或更多种的混合类型,更优选选自FER、MFI、TON、其中两种或更多种的混合物以及其中两种或更多种的混合类型,更优选选自FER和MFI的骨架类型,其中更优选包含在根据(a)的NOx吸附剂混合物中的沸石材料具有骨架类型FER。
107.实施方案101-106中任一项的方法,其中提供根据(a)的NOx吸附剂混合物包括将该铂族金属负载于该沸石材料上,其中该铂族金属优选基于该铂族金属和该沸石材料的重量以在0.5-10重量%,更优选0.75-6重量%,更优选1-4重量%,更优选1-3重量%范围内的量负载于该沸石材料上。
108.实施方案101-107中任一项的方法,其中在(a)中得到并且分配于第一基材的内壁表面上的NOx吸附剂混合物包含0.001-1重量%,优选0.01-0.1重量%作为CeO2计算的CeO2,其中在(a)中得到并且分配于第一基材的内壁表面上的NOx吸附剂混合物更优选基本不含CeO2。
109.实施方案100-108中任一项的方法,其中根据(ii)的第二催化剂按如下制备和/或其中该方法进一步包括:
(d)提供第二基材以及包含水、第一非沸石氧化物载体材料、Pt和Pd的
第一贫NOx捕集混合物,其中Pt和Pd均负载于第一非沸石氧化物载
体材料上;
(e)将在(d)中得到的第一贫NOx捕集混合物在至少50%第二基材的基材
轴长上分配于第二基材的内壁表面上,得到第二涂层;
(f)任选地,在气体气氛中煅烧在(e)中得到的已涂敷第二基材,该气体气
氛优选具有在400-800℃,优选450-700℃,更优选550-650℃范围内
的温度,优选煅烧0.25-5小时范围内的时间,该气体气氛优选为空气,其中在(f)中的煅烧之前,任选地在温度在90-150℃,优选100-120℃范围内的气体气氛中进行在(e)中得到的已涂敷第二基材的干燥,优选进行0.5-4小时,更优选0.75-2小时范围内的时间,该气体气氛优选为空气。
110.实施方案109的方法,其中根据(ii.1)的第二基材为直通型基材或壁流式过滤器基材,优选直通型基材,其中该直通型基材优选为堇青石直通型基材和金属直通型基材中的一种或多种,更优选堇青石直通型基材或金属直通型基材,其中该金属直通型基材优选为金属导电性和/或导热性直通型基材,其中根据(ii.1)的第二基材优选为整块料,更优选蜂窝状整块料,其中根据(ii.1)的第二基材更优选具有在0.400-2.100l,优选0.500-1.900l,更优选0.700-1.500l,更优选0.800-1.000l,更优选0.900-0.950l范围内的体积,或者其中根据(b.1)的第二基材更优选具有在0.900-3.000l,优选1.500-2.500l,更优选1.700-2.300l,更优选1.900-2.100l范围内的体积。
111.实施方案109或110的方法,其中将根据(d)的第一贫NOx捕集混合物在50-100%,优选80-100%,优选90-100%,更优选95-100%,更优选98-100%根据(ii.1)的第二基材的基材轴长上分配于根据(ii.1)的第二基材的内壁表面上,其中根据(d)的第一贫NOx捕集混合物优选从根据(ii.1)的第二基材的入口端到出口端或者从根据(ii.1)的第二基材的出口端到入口端分配于根据(ii.1)的第二基材的内壁表面上。
112.实施方案109-111中任一项的方法,其中45-90重量%,优选50-90重量%,更优选55-85重量%,更优选60-80重量%,更优选65-75重量%包含在根据(d)的第一贫NOx捕集混合物中的第一非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成。
113.实施方案109-112中任一项的方法,其中10-55重量%,优选10-50重量%,更优选15-45重量%,更优选20-40重量%,更优选25-35重量%包含在根据(d)的第一贫NOx捕集混合物中的第一非沸石氧化物载体材料由作为CeO2计算的CeO2构成,和/或其中包含在根据(d)的第一贫NOx捕集混合物中的第一非沸石氧化物载体材料进一步包含BaO,其中优选5-20重量%,更优选5-15重量%,更优选5-10重量%包含在根据(d)的第一贫NOx捕集混合物中的第一非沸石氧化物载体材料由BaO构成。
114.实施方案109-113中任一项的方法,其中90-100重量%,优选95-100重量%,更优选99-100重量%,更优选99.9-100重量%包含在根据(d)的第一贫NOx捕集混合物中的第一非沸石氧化物载体材料由CeO2、Al2O3和任选的BaO构成。
115.实施方案109-114中任一项的方法,其中根据(d)的第一贫NOx捕集混合物进一步包含Rh和第二非沸石氧化物载体材料,其中Rh负载于第二非沸石氧化物载体材料上。
116.实施方案115的方法,其中包含在根据(d)的第一贫NOx捕集混合物中的第二非沸石氧化物载体材料包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
117.实施方案109-116中任一项的方法,其中根据(d)的第一贫NOx捕集混合物进一步包含负载于第三非沸石氧化物载体材料上的第一碱土金属,其中第一碱土金属优选包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第一碱土金属更优选包含Ba,更优选由其构成,其中第三非沸石氧化物载体材料优选包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
118.实施方案109-117中任一项的方法,其中根据(d)的第一贫NOx捕集混合物进一步包含第二碱土金属,其中第二碱土金属优选包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第二碱土金属更优选包含Mg,更优选由其构成。
119.实施方案109-118中任一项的方法,其中根据(d)的第一贫NOx捕集混合物进一步包含ZrO2。
120.实施方案109-119中任一项的方法,其中根据(d)的第一贫NOx捕集混合物包含0.001-1重量%,优选0.01-0.1重量%作为沸石材料本身计算的沸石材料,其中根据(d)的第一贫NOx捕集混合物更优选基本不含沸石材料。
121.实施方案100-120中任一项的方法,其中根据(1)的NOx吸附剂组件和根据(1)的贫NOx捕集组件排列在废气管道中,优选按连续顺序,所述管道的上游端优选设计成排列在柴油内燃机的下游,其中更优选所述管道的上游端排列在柴油内燃机的下游。
122.实施方案100-121中任一项的方法,其中根据(1)的NOx吸附剂组件和根据(1)的贫NOx捕集组件以直接连续的顺序排列,其中优选没有用于废气处理的其他组件排列在该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件之间。
123.实施方案100-122中任一项的方法,其中根据(i.1)的第一基材的出口端和根据(ii.1)的第二基材的入口端相互相对排列,其中由第一基材的出口端限定的表面的表面法线和由第二基材的入口端限定的表面的表面法线之间的角度优选在0-5°,更优选0-3°,更优选0-1°范围内。
124.实施方案100-123中任一项的方法,其中根据(i.1)的第一基材和根据(ii.1)的第二基材一起形成单一基材,其包括入口端、出口端、从该单一基材的入口端延伸到出口端的基材轴长和多个贯穿其中的由该单一基材内壁限定的通道,其中根据(a)的NOx吸附剂混合物优选在至少50%该单一基材的基材轴长上分配于该单一基材的内壁表面上并且根据(d)的第一贫NOx捕集混合物优选在至少50%该单一基材的基材轴长上分配于该单一基材的内壁表面上,其中该单一基材的该内壁表面至少部分涂敷有根据(a)的NOx吸附剂混合物。
125.实施方案124的方法,进一步包括在分配根据(a)的NOx吸附剂混合物和根据(d)的第一贫NOx捕集混合物之前:
(g)在该单一基材中提供一个或多个空腔,优选通过在该单一基材的一个或多个内壁中钻出一个或多个空腔;
其中各空腔从外部位置延伸到内部位置,其中外部位置位于该单一基材的外表面,其中该内部位置位于该单一基材中。
126.实施方案125的方法,其中根据(g)提供一个或多个空腔在某一方向,优选从外部位置到内部位置进行,这包括所述方向和通道的方向之间的角度在85-95°,更优选88-92°,更优选89-91°范围内,其中空腔的方向更优选基本上垂直于通道的方向,其中通道的方向优选由该多个包括在该单一基材中的通道限定,其中该多个通道优选限定了基本相互平行排列的通道,
127.实施方案125或126的方法,其中根据(g)提供一个或多个空腔在某一方向,优选从外部位置到内部位置,在从该单一基材表面上的外部位置到该单一基材中的内部位置的距离上在该外部位置和假定的另一外部位置之间的距离的1-99%,优选10-90%,更优选30-70%,更优选40-60%范围内进行,其中该假定的另一外部位置位于该单一基材的外表面,其中该空腔的假定延伸方向刺穿该单一基材的外表面。
128.实施方案125-127中任一项的方法,其中根据(g)提供一个或多个空腔从外部位置进行,该外部位置在距入口端为该单一基材长度的25-75%,更优选40-60%,更优选45-55%,更优选47.5-52.5%,更优选49-51%范围内位于该单一基材的外表面。
129.实施方案125-128中任一项的方法,其中各空腔包括具有表面法线的横截面,其中表面法线和空腔的方向之间的角度优选在0-5°,更优选0-3°,更优选0-1°范围内,其中表面法线和空腔的方向优选基本相互平行,其中空腔的方向优选基本垂直于该横截面。
130.实施方案129的方法,其中该横截面是圆形的,其中该横截面优选具有在5-55mm,优选10-55mm范围内的直径。
131.实施方案125-130中任一项的方法,其中各空腔适合将还原剂,优选燃料或烃引入该多个包括在该单一基材中的通道的至少一部分中。
132.实施方案125-131中任一项的方法,其中根据(a.2)的第一涂层和根据(b.2)的第二涂层不重叠,并且其中该一个或多个空腔中的至少一个位于根据(a.2)的第一涂层和根据(b.2)的第二涂层之间,其中优选该一个或多个空腔全部位于根据(a.2)的第一涂层和根据(b.2)的第二涂层之间。
133.实施方案100-132中任一项的方法,进一步包括:
(h)提供至少一个还原剂喷射器,其中各还原剂喷射器优选为烃喷射器,
更优选燃料喷射器,
其中各还原剂喷射器排列在该贫NOx捕集组件的上游,
其中各还原剂喷射器优选排列在该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件之间,更优选排列在根据(a)的第一催化剂和根据(b)的第二催化剂
之间,其中该方法优选按照实施方案100-123中任一项,或者
(k)将至少一个还原剂喷射器提供到按照实施方案125-132中任一项根据(g)提供的空腔中,其中各还原剂喷射器优选为烃喷射器,更优选燃料喷射器。
134.实施方案100-133中任一项的方法,其中没有空气喷射器排列在根据(i)的第一催化剂和根据(ii)的第二催化剂之间,其中更优选没有空气喷射器排列在该NOx吸附剂组件和该贫NOx捕集组件之间,其中更优选不提供空气喷射器。
135.实施方案100-134中任一项的方法,进一步包括:
(3)提供气体加热组件,
(4)将该气体加热组件排列在该NOx吸附剂组件的下游和该贫NOx捕集组件的上游。
136.实施方案135的方法,其中该NOx吸附剂组件和该气体加热组件以直接连续的顺序排列并且其中优选该气体加热组件和该贫NOx捕集组件以直接连续的顺序排列。
137.实施方案135或136的方法,其中没有用于废气处理的其他组件排列在该NOx吸附剂组件和该气体加热组件之间并且其中优选没有用于废气处理的其他组件排列在该气体加热组件和该贫NOx捕集组件之间。
138.实施方案135-137中任一项的方法,其中根据(3)提供该气体加热组件包括:
(iii.1)提供第三基材,其包括入口端、出口端、从第三基材的入口端延伸到出口端的基材轴长和多个贯穿其中的由第三基材内壁限定的通道;
将根据(iii.1)的第三基材的入口端与根据(i.1)的第一基材的出口端联接以允许从第一基材的通道排出的废气进入第三基材的通道;以及
将根据(ii.1)的第二基材的入口端与根据(iii.1)的第三基材的出口端联接以允许从第三基材的通道排出的废气进入第二基材的通道;
其中第三基材的内壁是导热的,以允许将其加热而加热流过第三基材的通道的废气。
139.实施方案138的方法,其中根据(iii.1)提供的第三基材为直通型基材,优选金属直通型基材,更优选金属导电性和/或导热性直通型基材。
140.实施方案138或139的方法,其中根据(iii.1)提供的第三基材具有圆柱形,第三基材的直径优选在3-10英寸,更优选3.5-8英寸,更优选4-6英寸范围内,其中更优选第三基材的直径在第一基材直径的90-110%,优选95-105%,更优选98-102%范围内,根据(iii.1)提供的第三基材优选具有在0.15-2英寸,更优选0.20-1.5英寸,更优选0.30-1英寸范围内的轴长。
141.实施方案138-140中任一项的系统,其中根据(3)提供的该气体加热组件由根据(iii.1)的第三基材构成,所述基材为未涂敷基材。
142.实施方案138-141中任一项的方法,进一步包括:
(iii.2)将第二贫NOx捕集混合物在至少1%第三基材的基材轴长上分配于根据(3)提供的第三基材的内壁表面上,得到第三涂层;
其中第二贫NOx捕集混合物优选从第三基材的出口端到入口端分配于第三基材的内壁表面上,
第二贫NOx捕集混合物包含第四非沸石氧化物载体材料、Pt和Pd,
其中Pt和Pd均负载于第四非沸石氧化物载体材料上;
其中第四非沸石氧化物载体材料包含CeO2和Al2O3,其中至少45重量%第四非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成并且其中至少10重量%第四非沸石氧化物载体材料由作为CeO2计算的CeO2构成;
(iii.3)任选地,在气体气氛中煅烧在(iii.1)中得到的已涂敷第三基材,该气体气氛优选具有在400-800℃,优选450-700℃,更优选550-650℃范围内的温度,优选煅烧0.25-5小时范围内的时间,该气体气氛优选为空气,
其中在(iii.2)中的煅烧之前,任选地在温度在90-150℃,优选100-120℃范围内的气体气氛中进行在(iii.1)中得到的已涂敷第二基材的干燥,优选进行0.5-4小时,更优选0.75-2小时范围内的时间,该气体气氛优选为空气。
143.实施方案142的方法,其中根据(iii.2)将第二贫NOx捕集混合物在5-100%,优选10-90%,更优选20-80%,更优选30-70%,更优选40-60%第三基材的基材轴长上分配于第三基材的内壁表面上,其中分配第三涂层优选从第三基材的出口端到入口端在第三基材的内壁表面上进行。
144.实施方案142或143的方法,其中45-90重量%,优选50-90重量%,更优选51-89重量%,更优选55-85重量%,更优选60-80重量%,更优选65-75重量%包含在第二贫NOx捕集混合物中的第四非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成。
145.实施方案142-144中任一项的方法,其中10-55重量%,优选10-50重量%,更优选11-49重量%,更优选15-45重量%,更优选20-40重量%,更优选25-35重量%包含在第二贫NOx捕集混合物中的第四非沸石氧化物载体材料由CeO2构成,和/或其中包含在第二贫NOx捕集混合物中的第四非沸石氧化物载体材料进一步包含BaO,其中优选5-20重量%,更优选5-15重量%,更优选5-10重量%包含在第二贫NOx捕集混合物中的第四非沸石氧化物载体材料由BaO构成。
146.实施方案142-145中任一项的方法,其中90-100重量%,优选95-100重量%,更优选99-100重量%,更优选99.9-100重量%包含在第二贫NOx捕集混合物中的第四非沸石氧化物载体材料由CeO2、Al2O3和任选的BaO构成。
147.实施方案142-146中任一项的方法,其中第二贫NOx捕集混合物进一步包含Rh和第五非沸石氧化物载体材料,其中Rh负载于第五非沸石氧化物载体材料上。
148.实施方案147的方法,其中进一步包含在第二贫NOx捕集混合物中的第五非沸石氧化物载体材料不同于包含在第二贫NOx捕集混合物中的第四非沸石氧化物载体材料,其中进一步包含在第二贫NOx捕集混合物中的第五非沸石氧化物载体材料优选包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
149.实施方案142-148中任一项的方法,其中第二贫NOx捕集混合物进一步包含负载于第六非沸石氧化物载体材料上的第三碱土金属。
150.实施方案149的方法,其中包含在第二贫NOx捕集混合物中的第三碱土金属包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第三碱土金属更优选包含Ba,更优选由其构成。
151.实施方案149或150的方法,其中包含在第二贫NOx捕集混合物中的第六非沸石氧化物载体材料包含Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2,La2O3,Pr2O3,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ti、Zr、La、Pr、Ce和Mn中两种或更多种的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,优选Al2O3,SiO2,CeO2,MnO2,包含Al、Si、Ce和Mn中两种或更多种的混合物氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选Al2O3、CeO2、包含Al和Ce的混合氧化物以及其中两种或更多种的混合物中的一种或多种,更优选CeO2。
152.实施方案149-151中任一项的方法,其中包含在第二贫NOx捕集混合物中的第六非沸石氧化物载体材料基于第六非沸石氧化物载体材料的重量以作为第三碱土金属的氧化物,优选作为BaO计算的在0.5-5重量%,优选1.5-2.5重量%,更优选1.8-2.2重量%范围内的负载量包含第三碱土金属。
153.实施方案142-152中任一项的方法,其中第二贫NOx捕集混合物进一步包含第四碱土金属,其中第四碱土金属优选包含Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种,更优选Mg和Ba中的一种或多种,其中第四碱土金属更优选包含Mg,更优选由其构成。
154.实施方案142-153中任一项的方法,其中第二贫NOx捕集混合物包含0.001-1重量%,优选0.01-0.1重量%作为沸石材料本身计算的沸石材料,其中第二贫NOx捕集混合物更优选基本不含沸石材料。
155.实施方案142-154中任一项的方法,其中98-100重量%,优选99-100重量%,更优选99.5-100重量%,更优选99.9-100重量%第二贫NOx捕集混合物由Pt、Pd、第四非沸石氧化物载体材料、任选的Rh、任选的第五非沸石氧化物载体材料、任选的第三碱土金属和第六非沸石氧化物载体材料、任选的第四碱土金属和任选的ZrO2构成,其中更优选第二贫NOx捕集混合物基本由Pt、Pd、第四非沸石氧化物载体材料、任选的Rh、任选的第五非沸石氧化物载体材料、任选的第三碱土金属和第六非沸石氧化物载体材料、任选的第四碱土金属和任选的ZrO2构成。
156.实施方案138-155中任一项的方法,其中第三基材的出口端和第二基材的入口端相互相对排列,其中由第三基材的出口端限定的表面的表面法线和由第二基材的入口端限定的表面的表面法线之间的角度优选在0-5°,更优选0-3°,更优选0-1°范围内。
157.实施方案138-156中任一项的方法,其中第三基材的出口端和第二基材的入口端相互隔开,优选以在2-20mm,优选5-15mm,更优选8-12mm范围内的距离隔开,其中第三基材的出口端和第二基材的入口端优选由一个或多个间隔装置,优选一个或多个间隔棒相互隔开,其中给定的间隔棒优选固定在第三基材的出口端或者固定在第二基材的入口端或者固定在第三基材的出口端和第二基材的入口端,其中该一个或多个间隔装置,优选该一个或多个间隔棒优选是电绝缘的。
158.实施方案138-157中任一项的方法,进一步包括:
(l)围绕根据(iii.1)的第三基材和根据(ii.1)的第二基材安装夹套,其中优选95-100%,更优选98-100%,更优选99-100%第二基材的入口端面以及优选95-100%,更优选98-100%,更优选99-100%第三基材的出口端面未被该夹套覆盖,其中该夹套优选包括一个或多个将第三基材连接于供电电源的装置。
159.一种用于处理柴油内燃机废气的系统,优选一种根据实施方案1-99中任一项的用于处理柴油内燃机废气的系统,其可以由根据实施方案100-158中任一项的方法得到或者由其得到。
160.一种处理柴油内燃机废气的方法,包括提供来自柴油内燃机的废气并使所述废气通过根据实施方案1-99和159中任一项的系统。
161.实施方案160的方法,其中该系统包括燃料喷射器,其中将燃料通过该燃料喷射器喷入通过所述系统的废气中。
162.根据实施方案1-99和159中任一项的系统在处理柴油内燃机废气中的用途,所述用途特别包括使所述废气通过所述系统。
例如,燃料喷射器可以包括泵送机构和/或用于中断一种或多种燃料进入废气中的入口的阀,其中分别调节所述泵送装置和/或阀以将所需量的该一种或多种燃料提供到废气中和/或将其连接于优选整合在监测系统中的控制装置以允许取决于在废气与至少一部分催化剂接触时其所需组成而准确控制将该一种或多种燃料引入废气中的速率。
在本发明上下文中,术语“内壁的表面”应理解—除非另有说明—为壁的“裸露”或“暴露”或“空白”表面,即呈未处理状态的壁表面,该壁表面除了表面可能被其污染的任何不可避免杂质外由壁材料构成。
在根据本发明使用单一基材—因此包括第一和第二催化剂—的情况下,还应理解的是第一涂层首先分配于该单一基材的内壁表面上并且第二涂层随后分配于该单一基材上。取决于第一和第二涂层的长度,可以想到下列三种可能排列。首先,第一和第二涂层不重叠。在这种情况下,从该单一基材的入口端分配第一涂层并且从该单一基材的出口端分配第二涂层。第二,第一和第二涂层重叠。在这种情况下,第二涂层至少部分分配于第一涂层上并且至少部分分配于该单一基材的内壁表面上。第三,第二涂层完全分配于第一涂层上。在这种情况下,第二涂层分配于该单一基材的已经涂敷有第一涂层的内壁表面上。此时第一涂层表示底涂层且第二涂层表示外涂层。
在本发明上下文中,术语“由……构成”就一种或多种组分的重量%而言表示所述组分基于100重量%指定实体的重量%量。例如,措辞“其中0-0.001重量%的第一涂层由X构成”表示在100重量%构成所述涂层的组分中,0-0.001重量%为X。
在本发明上下文中,铂族金属的重量/负载量以作为元素的相应铂族金属的重量/负载量或作为元素的相应铂族金属的重量/负载量之和计算。例如,若铂族金属包含Rh,则所述铂族金属的重量作为元素Rh计算。作为另一实例,若铂族金属由Pt和Pd构成,则所述铂族金属的重量作为元素Pt和Pd计算。这同样适用于碱土金属的重量/负载量。
在本发明上下文中,给定组分/涂层的负载量(以g/in3或g/ft3计)的表述是指所述组分/涂层的质量/基材体积,其中基材体积为由基材横截面乘以所述组分/涂层存在于其上的基材轴长所限定的体积。例如,若提及在x%基材轴长上延伸并且具有Xg/in3负载量的第一涂层负载量,则所述负载量是指X克第一涂层/x%整个基材的体积(以in3计)。
此外,在本发明上下文中,术语“X为A、B和C中的一种或多种”—其中X为给定特征并且A、B和C各自表示所述特征的具体实现方式—应理解为公开了X为A或B或C或者A和B或者A和C或者B和C或者A和B和C。就此而言,应注意的是熟练人员能够将上述抽象术语转化成具体实例,例如其中X是化学元素并且A、B和C是具体元素如Li、Na和K,或者X是温度并且A、B和C是具体温度如10℃,20℃和30℃。就此而言进一步应注意的是熟练人员能够将上述术语延伸到所述特征的不太具体的实现方式,例如“X为A和B中的一种或多种”公开了X是A或B或A和B,或者所述术语的更具体实现方式,例如“X为A、B、C和D中的一种或多种”公开了X为A,或者B,或者C,或者D,或者A和B,或者A和C,或者A和D,或者B和C,或者B和D,或者C和D,或者A、B和C,或者A、B和D,或者B、C和D,或者A、B、C和D。
在本发明上下文中,非沸石氧化物材料的重量/负载量以作为氧化物的相应非沸石氧化物材料的重量/负载量或作为氧化物的相应非沸石氧化物材料的重量/负载量之和计算。例如,若非沸石氧化物材料是SiO2,则所述非沸石氧化物材料的重量作为SiO2计算。作为另一实例,若非沸石氧化物材料由包含Ti和Al的混合氧化物构成,则所述非沸石氧化物材料的重量作为TiO2和Al2O3之和计算。
在本发明上下文中,将铂族金属负载于非沸石氧化物载体材料上的表述应理解为包括离子交换,浸渍,例如通过湿浸渍,吸附以及其他可以想到的方法。
根据本发明,术语“上游”和“下游”用来描述相对于源自发动机的废气流动方向的位置。
本发明由下列实施例和对比例进一步说明。
实施例
对比例1:制备包括NOx吸附剂组件和柴油氧化催化剂组件的系统
用钯湿浸渍铵型镁碱沸石(FER;具有的二氧化硅/氧化铝比为26:1)而得到2.31重量%的Pd负载量。将所得Pd-FER淤浆作为底层涂敷于总体积为1.85l的堇青石蜂窝状基材上,然后在空气中干燥1小时并随后在空气中于590℃下煅烧1小时。钯在涂敷基材上的负载量为80g/ft3且整个底部载体涂层(washcoat)负载量为3g/in3。
经由湿浸渍法用铂浸渍包含5重量%MnO2的Al2O3载体材料。从带有该Pd-FER底层的堇青石基材的出口开始50%涂敷含有所得材料和β沸石(具有的二氧化硅/氧化铝比为26:1)的淤浆。该出口顶层含有80g/ft3铂且该出口顶层载体涂层负载量为1.45g/in3。
经由湿浸渍法用重量比为10:1的铂和钯浸渍包含5重量%SiO2的Al2O3载体材料。从带有该Pd-FER底层和出口顶层的堇青石基材的入口开始50%涂敷含有该材料和β沸石的淤浆。该入口顶层含有37g/ft3铂和3.7g/ft3 Pd。该入口顶层载体涂层负载量为1.55g/in3。
对比例2:制备包括贫NOx捕集组件的系统
经由初湿含浸法首先用铂浸渍包含30重量%CeO2和70重量%Al2O3的CeO2-Al2O3载体材料,得到121g/ft3的Pt干含量,然后用钯浸渍,得到14g/ft3的最终Pd干含量。将固体含量为55重量%的所得粉末分散于水中。
用铑湿浸渍CeO2,得到5g/ft3的最终Rh干含量。
经由初湿含浸法用0.08g/in3乙酸钡溶液浸渍CeO2。将最终粉末在空气中于120℃的温度下干燥30分钟并在空气中于600℃的温度下煅烧2小时,得到含有2重量%BaO的CeO2材料。
将所得Rh-CeO2淤浆、含有2重量%BaO的CeO2材料、水合乙酸镁(Mg(OAc)2·4H2O)和乙酸锆(Zr(OAc)4)加入该Pt-Pd-Al2O3淤浆中。将最终淤浆涂敷于总体积为1.85l的堇青石蜂窝状基材上。将该涂敷基材在空气中于110℃的温度下干燥1小时并在空气中于590℃的温度下煅烧1小时。
该载体涂层具有4.1g/in3的CeO2总负载量,其中0.4g/in3如上所述用作Rh的载体并且4.02g/in3如上所述用作BaO的载体。此外,MgO的总负载量为0.3g/in3,ZrO2的总负载量为0.05g/in3并且作为Pt和Pd的载体的CeO2-Al2O3的总负载量为1.5g/in3。
实施例3:制备包括NOx吸附剂组件和贫NOx捕集组件的系统
对于第一组件,用钯湿浸渍铵型镁碱沸石(FER;具有的二氧化硅/氧化铝比为26:1)而得到2.31重量%的Pd负载量。将所得Pd-FER淤浆作为底层涂敷于总体积为0.925l的第一堇青石蜂窝状基材上,然后在空气中干燥1小时并随后在空气中于590℃下煅烧1小时。钯在涂敷基材上的负载量为140g/ft3且在第一基材上整个底部载体涂层负载量为3g/in3。
对于第二组件,首先经由初湿含浸法用铂浸渍作为载体材料的包含30重量%CeO2和70重量%Al2O3的CeO2和Al2O3的混合物,得到121g/ft3的Pt干含量,然后用钯浸渍,得到14g/ft3的最终Pd干含量。将固体含量为55重量%的所得粉末分散于水中。
用铑湿浸渍CeO2(0.4g/in3),得到5g/ft3的最终Rh干含量。将所得粉末分散于水中。
经由初湿含浸法用乙酸钡溶液浸渍CeO2(4.02g/in3),得到0.08g/in3的最终BaO负载量。将最终粉末在空气中于120℃的温度下干燥30分钟并在空气中于600℃的温度下煅烧2小时,得到含有2重量%BaO的CeO2材料。将所得粉末分散于水中。
将所得Rh-CeO2淤浆、含有2重量%BaO的CeO2材料、水合乙酸镁(Mg(OAc)2·4H2O)和乙酸锆(Zr(OAc)4)加入该Pt-Pd-Al2O3淤浆中。将最终淤浆涂敷于总体积为0.925l的第二堇青石蜂窝状基材上。将该涂敷基材在空气中于110℃的温度下干燥1小时,然后在空气中于590℃的温度下煅烧1小时。
在第二基材上的载体涂层具有4.42g/in3的CeO2总负载量,这包括0.4g/in3如上所述用作Rh的载体的CeO2和4.02g/in3如上所述用作BaO的载体的CeO2。此外,MgO的总负载量为0.3g/in3,ZrO2的总负载量为0.05g/in3,BaO的总负载量为0.08g/in3并且作为Pt和Pd的载体的CeO2-Al2O3的总负载量为1.5g/in3。
基于所述负载量,第二基材上的载体涂层显示出作为元素Pt计算的Pt的重量与作为元素Pd计算的Pd的重量之比为8.64:1,作为元素Pt计算的Pt的重量与作为元素Rh计算的Rh的重量之比为24.2:1,作为元素Pd计算的Pd的重量与作为元素Rh计算的Rh的重量之比为2.8:1。
将这些组件组合以使得第一组件放置在第二组件的上游,得到包括NOx吸附剂组件和贫NOx捕集组件的系统。
实施例4:制备包括NOx吸附剂组件、燃料喷射器和贫NOx捕集组件的系统
根据实施例3制备第一组件和第二组件。将这些组件与燃料喷射器组合以使得第一组件放置在燃料喷射器上游,而燃料喷射器放置在第二组件的上游,得到包括NOx吸附剂组件和贫NOx捕集组件的系统。
实施例5:按照新欧洲驾驶循环(NEDC)的城市驾驶模式的催化测试
在模拟城市驾驶循环中在2l柴油机上测试根据对比例1和2以及实施例3的系统。驾驶循环根据新欧洲驾驶循环(NEDC)的城市驾驶模式编制。该循环的平均温度为约170℃。该循环驾驶两次达1880s。在第一次测试之前将评价样品的温度,即预催化剂温度,升至650℃并保持10分钟,以除去预吸附的NOx。
在各自在包含10重量%蒸汽的空气中于800℃下陈化16小时之后测试根据对比例1和实施例3的系统。在对比例2的情况下应用标准脱硫(DeSOx)程序(10分钟交替稀/浓)来活化该样品。对于对比例2和实施例3在0.95的λ下在1182s和1812s应用浓DeNOx脉冲10s。各浓DeNOx脉冲尤其在0.95的λ下进行10s的时间。
图1提供第二次操作的试验结果。包括该Pd-FER NOx吸附剂材料的两个配方—对比例1和实施例3—在最初400s期间内显示出高NOx吸附,而对比例2显示出更低的NOx吸附速率。在400s的第二次操作之后,即在冷启动之后,含有LNT的对比例2和实施例3与对比例1相比显示出更低排放。由表1可见,实施例3显示出最低NOx排放。
表1
根据对比例1、对比例2和实施例3的NOx排放(以mg计),在400s的第二次测试操作之后和1880s之后测定
# | 在400s之后的NOx排放[mg] | 在1880s之后的NOx排放[mg] |
对比例1 | 40 | 1960 |
对比例2 | 200 | 1760 |
实施例3 | 30 | 1620 |
实施例6:按照全球统一轻型车辆测试循环(WLTC)的催化测试
除了NOx外,该贫NOx捕集器(LNT)还吸附硫和硫化合物。这通常导致该贫NOx捕集器的NOx吸附能力下降。在1-2g/l硫负载之后,该LNT通常需要应用来自发动机的高温稀浓处理的脱硫。为了模拟50000km驾驶,对于对比例2和实施例3在发动机上应用包括在720℃最高温度下750稀/浓转变的脱硫(DeSOx)陈化程序。
对比例2和实施例3各自在陈化之后在全球统一轻型车辆测试循环(WLTC)中在2l柴油机上测试。作为陈化条件,在包含10重量%蒸汽的空气中于800℃下进行烘箱陈化16小时和/或进行额外的脱硫(DeSOx)陈化。
图2提供了对根据对比例2的烘箱陈化和脱硫(DeSOx)陈化系统,根据实施例3的烘箱陈化系统以及根据实施例3的脱硫(DeSOx)陈化系统在WLTC的冷启动阶段测定的NOx排放。根据对比例2的系统显示出非常低的脱硫(DeSOx)陈化影响。根据实施例3的系统显示出在DeSOx陈化之后对NOx吸附的强烈不利影响—实施例3的NOx吸附与对比例2相比更低。
然而,DeSOx陈化的所述效果可以通过操作排列在贫NOx捕集(LNT)组件上游的燃料喷射器得到补救。因此,在实施例4中将燃料喷射器放置在该NOx吸附剂组件的下游和该贫NOx捕集(LNT)组件的上游。以此设置,脱硫(DeSOx)对该NOx吸附剂没有不利影响。因此,根据实施例4的系统的NOx吸附性能与根据实施例3的烘箱陈化系统所实现的相同。
实施例7:制备包括NOx吸附剂组件和贫NOx捕集组件的系统
对于第一组件,用钯湿浸渍铵型镁碱沸石(FER;具有的二氧化硅/氧化铝比为26:1)而得到2.3重量%的Pd负载量。将Zr(OAc)4加入所得Pd-FER淤浆中以在该基材上获得0.15g/in3的ZrO2最终量。将该淤浆涂敷于总体积为0.597l的第一金属基材上。将该涂敷基材在空气中于110℃的温度下干燥1小时,然后在空气中于590℃下煅烧1小时。钯在涂敷基材上的负载量为120g/ft3且在第一基材上总载体涂层负载量为3.15g/in3。
对于第二组件,经由初湿含浸法首先用铂浸渍含有10% BaO、45%CeO2和45%Al2O3的NOx吸附剂材料的混合物,得到103g/ft3的Pt干含量,然后用钯浸渍,得到12g/ft3的最终Pd干含量。将固体含量为55重量%的所得粉末分散于水中。
用铑湿浸渍CeO2(0.32g/in3),得到5g/ft3的最终Rh干含量。将所得粉末分散于水中。
将所得Rh-CeO2淤浆、CeO2(2.73g/in3)、水合乙酸镁(Mg(OAc)2·4H2O)(0.3g/in3)和乙酸锆(Zr(OAc)4)(0.05g/in3)加入该Pt-Pd-BaO-CeO2-Al2O3淤浆中。将最终淤浆涂敷于总体积为2.0l的第二金属基材上,其中第二基材为导电性和导热性直通型基材,因而可以将其加热。将涂敷基材在空气中于110℃的温度下干燥1小时,然后在空气中于590℃的温度下煅烧1小时。
在第二基材上的载体涂层具有3.05g/in3的CeO2总负载量,包括0.32g/in3如上所述用作Rh的载体的CeO2。此外,MgO的总负载量为0.3g/in3,ZrO2的总负载量为0.05g/in3并且作为Pt和Pd的载体的BaO-CeO2-Al2O3的总负载量为2.66g/in3,其中该BaO-CeO2-Al2O3包含0.26g/in3的BaO量。
基于所述负载量,第二基材上的载体涂层显示出作为元素Pt计算的Pt的重量与作为元素Pd计算的Pd的重量之比为8.58:1,作为元素Pt计算的Pt的重量与作为元素Rh计算的Rh的重量之比为20.6:1,作为元素Pd计算的Pd的重量与作为元素Rh计算的Rh的重量之比为2.4:1。
将这些组件组合以使得第一组件放置在第二组件的上游,得到包括NOx吸附剂组件和贫NOx捕集组件的系统,其中可以加热该贫NOx捕集组件。
实施例8:硫化/脱硫测试
除了NOx外,该贫NOx捕集器(LNT)还吸附硫和硫化合物。在1-2g/l硫负载之后,该LNT通常需要应用来自发动机的高温稀浓处理的脱硫。为了模拟50000km驾驶,对于根据实施例7的系统在发动机上应用陈化程序以及硫化/脱硫(DeSOx)程序。
因此,根据实施例7的系统在陈化之后在全球统一轻型车辆测试循环(WLTC)中在2l柴油机上测试。作为陈化条件,在包含10重量%蒸汽的空气中于800℃下进行烘箱陈化16小时。然后经由SO2喷射在300℃下对该系统负载3g/l硫。
对于脱硫,经由发动机将第一催化剂组件上游的温度设定为220℃并且将第二催化剂组件加热到高达500℃的温度。然后在0.95的λ下应用脱硫(DeSOx)浓脉冲6s,然后是稀脱硫脉冲75s。所述稀/浓程序总共应用15次。在第一和第二催化剂组件下游测量SO2释放。结果示于图6中。
由图6所示结果可见,当温度在450℃至约500℃范围内时并且当λ为0.95时,该贫NOx捕集组件在400s之后开始释放SO2。所述发现表明该贫NOx捕集组件的脱硫通过加热所述组件是可能的。
实施例9:按照全球统一轻型车辆测试循环(WLTC)的催化测试
根据实施例7的系统在陈化程序和根据实施例8的硫化/脱硫程序之后在全球统一轻型车辆测试循环(WLTC)中在2l柴油机上测试。
图7提供了对根据实施例7的系统在陈化和根据实施例8的硫化/脱硫(DeSOx)之后在WLTC的冷启动阶段测定的NOx排放。由图7所示结果可见,根据实施例7的系统工作正常并且因此显示出低的脱硫(DeSOx)陈化影响。因此,这表明该贫NOx捕集器的NOx吸附能力在脱硫(DeSOx)陈化之后不会显著下降,正如对于常见NOx贫捕集器所预期的。
附图描述
图1显示对于对比例1、对比例2和实施例3的系统的模拟城市循环评价的NOx吸附。在横坐标上给出以s计的时间,在左侧纵坐标上给出以g计的NOx排放,在右侧纵坐标上给出以km/h计的速度以及还有以℃计的温度。
图2显示对于对比例2的系统在烘箱陈化和额外DeSOx陈化之后、实施例3的系统在烘箱陈化之后以及实施例3的系统在DeSOx陈化之后在全球统一轻型车辆测试循环(WLTC)的冷启动阶段的NOx排放。在横坐标上给出以s计的时间,在左侧纵坐标上给出以g计的NOx排放,在右侧纵坐标上给出以km/h计的速度以及还有以℃计的温度。
图3A显示根据本发明实施方案的系统,其中第一基材(a.1)在第一基材的整个长度上涂敷有第一涂层(a.2)且第二基材(b.1)在第二基材的整个长度上涂敷有第二涂层(b.2)以及其中第一基材和第二基材以直接连续的顺序排列。
图3B显示根据本发明实施方案的系统,其中第一基材(a.1)在从其入口端至少50%其长度上涂敷有第一涂层(a.2)且第二基材(b.1)在从其出口端至少50%其长度上涂敷有第二涂层(b.2)以及其中第一基材和第二基材以直接连续的顺序排列。
图4A显示根据本发明实施方案的系统,其中第一基材(a.1)和第二基材(b.1)形成单一基材,其中第一基材(a.1)在第一基材的整个长度上涂敷有第一涂层(a.2)且第二基材(b.1)在第二基材的整个长度上涂敷有第二涂层(b.2)以及其中空腔位于该单一基材中。
图4B显示根据本发明实施方案的系统,其中第一基材(a.1)和第二基材(b.1)形成单一基材,其中第一基材(a.1)在从其入口端至少50%其长度上涂敷有第一涂层(a.2)且第二基材(b.1)在从其出口端至少50%其长度上涂敷有第二涂层(b.2)以及其中空腔位于该单一基材中。
图5A显示根据本发明实施方案的系统,其中第一基材(a.1)在第一基材的整个长度上涂敷有第一涂层(a.2)且第二基材(b.1)在第二基材的整个长度上涂敷有第二涂层(b.2),以及其中气体加热组件或还原剂喷射器位于第一基材和第二基材之间。
图5B显示根据本发明实施方案的系统,其中第一基材(a.1)在从其入口端至少50%其长度上涂敷有第一涂层(a.2)且第二基材(b.1)在从其出口端至少50%其长度上涂敷有第二涂层(b.2),以及其中气体加热组件或还原剂喷射器位于第一基材和第二基材之间。
图6显示实施例7的系统在根据实施例8的硫化/脱硫测试中的SO2排放。在左侧纵坐标上给出以℃计的温度和以ppm计的SO2排放,在右侧纵坐标上给出λ。在横坐标上对于根据实施例8的硫化/脱硫程序给出以s计的时间。
图7显示实施例7的系统在根据实施例8的SOx/DeSOx陈化之后在全球统一轻型车辆测试循环(WLTC)的冷启动阶段的NOx排放。在横坐标上给出以s计的时间,在左侧纵坐标上给出以g计的NOx排放,在右侧纵坐标上给出以km/h计的速度以及还有以℃计的温度。
引用文献
-US10005075 B2
-WO 2018/183688 A1
-US2018/0085707 A1
-US2017/0096922 A1
-US2015/075140 A1
Claims (15)
1.一种用于处理柴油内燃机废气的系统,所述系统包括NOx吸附剂组件和贫NOx捕集组件,
其中所述NOx吸附剂组件包括在(a)第一催化剂中,所述第一催化剂包括:
(a.1)第一基材,其包括入口端、出口端、从第一基材的入口端延伸到出口端的基材轴长和多个贯穿其中的由第一基材内壁限定的通道;
(a.2)为所述NOx吸附剂组件的第一涂层,所述涂层在至少50%第一基材的基材轴长上分配于第一基材的内壁表面上,
第一涂层包含负载于沸石材料上的铂族金属;以及
其中所述贫NOx捕集组件包括在(b)第二催化剂中,所述第二催化剂包括:(b.1)第二基材,其包括入口端、出口端、从第二基材的入口端延伸到出口端的基材轴长和多个贯穿其中的由第二基材内壁限定的通道;
(b.2)为所述贫NOx捕集组件的第二涂层,所述涂层在至少50%第二基材的基材轴长上分配于第二基材的内壁表面上,
第二涂层包含第一非沸石氧化物载体材料、Pt和Pd,
其中Pt和Pd均负载于第一非沸石氧化物载体材料上;
其中第一非沸石氧化物载体材料包含CeO2和Al2O3,其中至少45重量%第一非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成,
其中至少10重量%第一非沸石氧化物载体材料由作为CeO2计算的CeO2构成,
其中在所述系统中所述NOx吸附剂组件排列在所述贫NOx捕集组件的上游。
2.权利要求1的系统,其中根据(a.2)的沸石材料包含10员环孔沸石材料。
3.权利要求1或2的系统,其中根据(a.2)的沸石材料具有选自FER、TON、MTT、SZR、MFI、MWW、AEL、HEU、AFO、其中两种或更多种的混合物以及其中两种或更多种的混合类型的骨架类型。
4.权利要求1-3中任一项的系统,其中45-90重量%第一非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成。
5.权利要求1-4中任一项的系统,其中根据(b.2)的第二涂层进一步包含Rh和第二非沸石氧化物载体材料,其中Rh负载于第二非沸石氧化物载体材料上。
6.权利要求5的系统,其中根据(b.2)的第二涂层显示出作为元素Pt计算的Pt的重量与作为元素Rh计算的Rh的重量之比在5:1-50:1范围内。
7.权利要求1-6中任一项的系统,其中所述系统进一步包括至少一个还原剂喷射器,其中各还原剂喷射器排列在所述NOx吸附剂组件和所述贫NOx捕集组件之间。
8.权利要求1-7中任一项的系统,进一步包括:
(c)气体加热组件,
其中所述气体加热组件排列在所述NOx吸附剂组件的下游和所述贫NOx捕集组件的上游。
9.权利要求1-6中任一项的系统,其中根据(a.1)的第一基材和根据(b.1)的第二基材一起形成单一基材,其包括入口端、出口端、从所述单一基材的入口端延伸到出口端的基材轴长和多个贯穿其中的由所述单一基材内壁限定的通道,其中根据(a.2)的第一涂层在至少25%所述单一基材的基材轴长上分配于所述单一基材的内壁表面上并且根据(b.2)的第二涂层在至少25%所述单一基材的基材轴长上分配于所述单一基材的内壁表面上,其中所述单一基材的所述内壁表面至少部分涂敷有根据(a.2)的第一涂层。
10.权利要求9的系统,其中所述单一基材包括一个或多个空腔,其中各空腔从外部位置延伸到内部位置,其中所述外部位置位于所述单一基材的外表面并且其中所述内部位置位于所述单一基材中。
11.权利要求10的系统,其中所述系统进一步包括至少一个还原剂喷射器并且其中各还原剂喷射器位于空腔中。
12.一种制备根据权利要求1-11中任一项的用于处理柴油内燃机废气的系统的方法,所述方法包括:
(1)提供NOx吸附剂组件和贫NOx捕集组件,
其中所述NOx吸附剂组件包括在(i)第一催化剂中,所述第一催化剂包括:
(i.1)第一基材,其包括入口端、出口端、从第一基材的入口端延伸到出口端的基材轴长和多个贯穿其中的由第一基材内壁限定的通道;
(i.2)为所述NOx吸附剂组件的第一涂层,所述涂层在至少50%第一基材的基材轴长上分配于第一基材的内壁表面上,
第一涂层包含负载于沸石材料上的铂族金属;和
其中所述贫NOx捕集组件包括在(ii)第二催化剂中,所述第二催化剂包括:
(ii.1)第二基材,其包括入口端、出口端、从第二基材的入口端延伸到出口端的基材轴长和多个贯穿其中的由第二基材内壁限定的通道;
(ii.2)为所述贫NOx捕集组件的第二涂层,所述涂层在至少50%第二基材的基材轴长上分配于第二基材的内壁表面上,
第二涂层包含Pt、Pd和第一非沸石氧化物载体材料,其中Pt和Pd均负载于第一非沸石氧化物载体材料上,其中第一非沸石氧化物载体材料包含CeO2和Al2O3,其中至少45重量%第一非沸石氧化物载体材料由作为Al2O3计算的Al2O3构成并且其中至少10重量%第一非沸石氧化物载体材料由作为CeO2计算的CeO2构成;
(2)将所述NOx吸附剂组件排列在所述贫NOx捕集组件的上游。
13.一种用于处理柴油内燃机废气的系统,可以由根据权利要求12的方法得到或者由其得到。
14.一种处理柴油内燃机废气的方法,包括提供来自柴油内燃机的废气并使所述废气通过根据权利要求1-11和13中任一项的系统。
15.根据权利要求1-11和13中任一项的系统在处理柴油内燃机废气中的用途。
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US10145281B2 (en) * | 2015-01-29 | 2018-12-04 | GM Global Technology Operations LLC | Synergistic combinations of low temperature NOx adsorbers |
EP3337596A1 (en) * | 2015-07-02 | 2018-06-27 | Johnson Matthey Public Limited Company | Passive nox adsorber |
GB201517580D0 (en) | 2015-10-06 | 2015-11-18 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system comprising a passive nox adsorber |
US20180058286A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-01 | GM Global Technology Operations LLC | METHOD AND APPARATUS TO MINIMIZE DEACTIVATION OF A LOW TEMPERATURE NOx ADSORBER IN AN EXHAUST AFTERTREATMENT SYSTEM |
GB201616269D0 (en) | 2016-09-26 | 2016-11-09 | Johnson Matthey Public Limited Company | Oxidation catalyst for a diesel engine exhaust |
GB2562875B (en) | 2017-03-31 | 2020-06-17 | Johnson Matthey Plc | An exhaust purification system having an air injection system to protect a catalyst from oxygen deprived exhaust |
EP3810323A4 (en) * | 2018-05-29 | 2022-03-09 | Basf Corporation | DIESEL OXIDATION CATALYSTS FOR ULTRA-LOW NOx CONTROL |
EP3824988A1 (en) * | 2019-11-20 | 2021-05-26 | UMICORE AG & Co. KG | Catalyst for reducing nitrogen oxides |
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