NOx储存催化剂的脱硫的制作方法_3

文档序号:9421412阅读:来源:国知局
°C至650°C的 溫度间隔内进行。
[0033] 注意到,在NOx储存催化剂中,Ce化同时用作载体氧化物W及NOx储存材料。关 于目前考虑的〔6〇2:碱±金属氧化物比率,本文仅涵盖运种CeO2,其能够在充分程度上储存 NOx。例如,如果Ce化存在于例如具有其他氧化物例如MgO或Al2化的尖晶石结构中,则不 是运种情况。因此,只有能够在T<200°C下仅相对于氧化姉储存至少2、优选至少3并且最 优选至少3. 5mgNOx/g的Ce〇2储存材料才被视为充分的。
[0034] 使用本文提出的氮氧化物储存催化剂,可实现接近化学计量点的充分脱硫,而相 应地利用其中呈氧化物形式的含姉储存材料与含碱±金属储存材料的比率<10:1的正常 氮氧化物储存催化剂是几乎不可能实现的。在600°c-65(rc的溫度和A=1的空气比下 含姉储存材料与含碱±金属储存材料的比率为10:1至20:1的氮氧化物储存催化剂(在测 试催化剂2中,〔6〇2:碱±金属氧化物重量比率为12. 5:1)的脱硫速率(硫排放速度)相比 于具有例如9.4:1的相应比率的氮氧化物储存催化剂(催化剂1)优选大两倍,优选大=倍 并且最特别优选大四倍(图1)。同时,应指出,运里提出的氮氧化物储存催化剂具有偏移至 较低溫度的NOx储存窗口(图2),运表明,硫氧化物也可被储存并且甚至在较低溫度下解 吸。针对均匀稀燃汽油发动机的趋冷的燃烧的背景,运是特别有利的。应注意到,利用所设 想的氮氧化物储存催化剂,未报道关于NOx性能的损失(图3)。
[0035] 使用本发明方法,可W有针对性且特别有利的方式将某些储存催化剂脱硫。运在 燃料消耗方面是重要的。针对性脱硫优选发生在需要热废气的正常操作情形期间。因此, 氮氧化物储存单元无需额外加热。恶臭的硫化氨的产生也在很大程度上得到抑制。在运种 背景下,根据本发明的方法看来是特别有利的,但根据已知现有技术完全不是显而易见的。
【附图说明】:
[0036] 图I:在A〉1、A=I和A= 0. 9下两种催化剂(催化剂I和催化剂2)的 600-650°C溫度窗内的脱硫反应。
[0037] 图2 :所测试催化剂的NOx储存窗;催化剂2在低溫下显示更好的NOx转化。
[0038] 图3 :催化剂1和2的有害气体(原始排放)的绝对转化。
[0039]连例:
[0040] 为了制造催化剂2,用含有负载在铜稳定化氧化侣、氧化姉(量为116g^)W及 17g/l(如果是氧化领的话)和15g^氧化儀上的Pt、Pd和化的第一洗涂涂层A涂覆蜂窝 形陶瓷衬底。Pt和Pd的负载量因此为50g/cft(1. 766g/l)和5g/cfU〇. 177g/l),并且相 对于陶瓷衬底的体积,洗涂涂层的总负载量为181g/l。将另一个洗涂涂层B施加至所述第 一洗涂涂层,所述另外的洗涂涂层B同样含有负载在铜稳定化氧化侣上的Pt和PdW及化。 运种洗涂涂层中的Pt、Pd和化的负载量为50g/cft(1. 766g/l)、5g/cft(0. 177g/l)和5g/ eft(0. 177g^)。对于ISlg^的洗涂涂层B负载量,所述洗涂涂层B另外含有9:3g^氧化 姉。 阳OW 按照W02008043604(实施例1)中所说明,W使得储存组分中的Ce化:BaO的比率 为9. 4:1的方式制造催化剂1。所用BaO的量是17g/l。
[0042] 图1的连輪的说巧
[0043] 在高动态发动机测试台上实施测试方法。所述发动机是具有引导喷洒、分层进气 燃烧过程的直喷汽油发动机。使用高硫燃料(200ppm硫),分别限定量的硫在恒定发动机操 作点和中等催化剂溫度(250-350°C)下施加至催化剂(S化法)。
[0044] 随后,使用给定的共同负载/转速来调节脱硫溫度值eS化溫度为600-650°C)。为 了确保硫在加热阶段期间尚未释放,在A〉〉1下进行溫度调节。在达到DeS化溫度后,调节 不同的A设置(常数W及富/贫变化)。分别设置的A值在指定时间间隔内保持恒定。 在此期间,使用FTIR记录释放的硫组分值eS化法)。
[0045] 图2的连輪的说巧
[0046] 使用合成产生的废气在动态合成气体装置上实施测试方法。在实验中,被加热的 催化剂1或2在7. 5°C/min的速率下冷却。在冷却程序期间,在指定时间窗中交替进行储 存和再生(提取)。在运种情况下指定为常数的NOx浓度是5(K)ppm。在每种情况下在贫/ 富循环中进行评估并且示出转化率随催化剂溫度变化并相对于初始浓度为50化pm的NOx 的曲线。
[0047] 图3的连輪的说巧
[0048] 在高动态合成气体装置上实施测试方法。此处,W1:5-1:50的指定规模将汽车排 放概况(排放量、溫度、质量流量、媒介物的催化剂体积等)转移(施加)至所述合成气体 装置,并且测试两种催化剂(1和2)的转化行为。已证实,在合成气体装置与媒介物之间的 各种交叉比较中,在相应规模下的转化行为具有很好的相关性。
【主权项】
1. 一种对于NOx储存催化剂进行针对性脱硫的方法的用途,所述NOx储存催化剂用于 主要是稀燃内燃发动机的废气纯化,其中所述NOx储存催化剂包含含铈氮氧化物储存催化 剂和含碱土金属的氮氧化物储存催化剂,所述含铈氮氧化物储存催化剂与所述含碱土金属 氮氧化物储存催化剂的重量比率为10:1至20:1, 其特征在于: 这些储存催化剂在彡500°C下、平均在0. 98彡A彡1. 〇的A/F范围内脱硫。2. 根据权利要求1所述的用途, 其特征在于: 所述NOx储存催化剂包含含铈氮氧化物储存催化剂,所述含铈氮氧化物储存催化剂选 自由氧化铈、铈-锆混合氧化物、用稀土掺杂的氧化铈及其组合构成的群组。3. 根据权利要求1和/或权利要求2所述的用途, 其特征在于: 所述NOx储存催化剂包含含碱土氮氧化物储存材料,其中所述这些材料中的碱土金属 选自由钡、钙、锶和镁构成的群组。4. 根据前述权利要求中的一项或多项所述的用途, 其特征在于: 在所述脱硫期间的温度是500°C至800°C。5. 根据前述权利要求中的一项或多项所述的用途, 其特征在于: 在所述脱硫期间的所调节空气比是使用〇. 5Hz至20Hz的频率来调节的。6. 根据权利要求5所述的用途, 其特征在于: 在所述脱硫期间,所述调节是以在所调节空气比(A)的±0.05内的幅度进行的。7. 根据前述权利要求中的一项或多项所述的用途, 其特征在于: 用于所述氮氧化物储存催化剂的脱硫的所述废气不另外通过所述发动机富集从而使 所述温度升高至脱硫温度。8. 根据权利要求7所述的用途, 其特征在于: 在正常操作情形下进行所述脱硫,其中所述稀燃汽油发动机是在权利要求1中所述的 范围内操作的。9. 根据前述权利要求1至6中的一项或多项所述的用途, 其特征在于: 所述发动机的至少4个操作阶段交替循环,其中稀燃阶段之后是脱硫阶段(A = 0. 995-1. 0 (幅度在±0. 005内))并且其中所述单独的操作阶段具有在5-30分钟范围内的 持续时间。
【专利摘要】本发明涉及用于特定氮氧化物储存催化剂(NOx储存催化剂)的针对性脱硫的特定方法的使用。具体而言,本发明是针对适合方法在特定组成的储存催化剂上的使用。
【IPC分类】B01J23/10, F02D41/02, B01J23/02, F02D41/00, F01N3/08, B01D53/94, B01J23/92
【公开号】CN105142759
【申请号】CN201480023481
【发明人】F·亚当, S·库纳特, S·埃克霍夫, C·拉马克
【申请人】优美科股份公司及两合公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2014年4月17日
【公告号】DE102013207709A1, WO2014173794A1
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