使用了选择还原型催化剂的废气净化装置以及废气净化方法
2019-11-20

使用了选择还原型催化剂的废气净化装置以及废气净化方法

本发明提供废气净化装置以及废气净化方法,其使用选择还原型催化剂,通过氨和选择还原催化剂将从柴油发动机等稀薄燃烧器排出的废气中所含的氮氧化物净化的技术,即使在低温也能够将氮氧化物有效地净化并能够抑制氨的泄漏。具体地,提供一种废气净化催化装置等,其中,串联配置两个选择还原型催化剂,各选择还原型催化剂具有下层催化层和上层催化层,下层催化层包含(i)贵金属成分、(ii)氧化铝等、以及(iii)沸石,而上层催化层实质上不包含(i)而包含(iii),前段的选择还原型催化剂的下层催化层的(i)在全部贵金属成分中按金属换算含有90wt%以上的铂成分,后段的选择还原型催化剂的下层催化层的成分(i)在全部贵金属成分中按金属换算含有40wt%以上的钯成分。

现有技术文献

其后,将由铁元素进行了离子交换的β型沸石(铁元素换算:浓度2wt%,离子交换量70%)(SAR=40)、以及由铁元素和铈元素进行了离子交换的β型沸石(铁元素换算:浓度2wt%,离子交换量70%)(铈元素换算:浓度O.lwt%,离子交换量5%)(SAR=40)、水和作为粘合剂的二氧化硅在球磨机中碾磨,从而获得了SROC(a)的上层部用的浆料。以洗涂法将该浆料被覆于涂布有下层部的蜂窝流通型堇青石载体,在150°C干燥I小时后,在大气气氛下在500°C焙烧2小时。

在水性介质中将成分(i)的贵金属催化剂成分、作为无机母材的成分(ii)、成分

另外,作为沸石的固体酸位,阳离子作为平衡离子而存在。作为阳离子,一般已知有铵离和质子。在本发明中,并非限制该阳离子种,除了铵离子和质子之外,还可使用铁或铜等过渡金属元素,铈或镧等稀土类金属元素以及贵金属元素,其中优选铁元素或铈元素。此处铁元素或铈元素相对于沸石可各自单独使用,也可使用铁元素和铈元素这两者,另外,铁元素和铈元素也可超过离子交换量,或者除了被离子交换了的元素另外作为氧化物包含于沸石成分中。

3.选择还原型催化剂的制造方法

关于本发明的SR0C1+SR0C2的配置,由于具有优异的NH3净化功能,因此在废气流路中配置于公知的SCR催化剂的后段,可将从SCR泄漏的NH3有效率地氧化。

表 5

另一方面,根据本发明的第13发明,提供一种废气净化方法,其特征在于,使用第10发明的废气净化催化装置,使从稀薄燃烧器排出的废气通过前述氧化催化剂(DOC),将废气中的一氧化氮转化为二氧化氮,然后将尿素水溶液或者氨成分进行喷雾供给,通过前述选择还原型催化剂(SR0C1、SR0C2),将废气中的氮氧化物还原净化。

配置例(5) :D0C+(NH3)+SR0C1+SR0C2+DPF

XlOO(I) 另外,该离子交换率优选为1(Γ100%,更优选为12〜92%,更优选为15〜80%,最优选为3(Γ70%。离子交换率为92%以下时,沸石的骨架结构更稳定化,催化剂的耐热性、进而催化剂的寿命提高,可获得更稳定的催化活性。离子交换率优选为80%以下,更优选为70%以下。但是,离子交换率过低、不足10%时会有无法获得充分的脱硝性能的情况。予以说明,前述离子交换率为100%的情况下,意为沸石中的阳离子种全部由铁离子进行离子交换。如此,离子交换了的沸石发挥优异的净化能力。

因此,本发明的贵金属成分(i)负载于母材,该母材为氧化铝、氧化钛、二氧化硅、氧化锆、氧化钨等过渡金属氧化物,氧化铈、氧化镧等稀土类氧化物,或者它们的复合氧化物中的一种,即以成分(ii)为母材。予以说明,这些母材如果是微粒则可高分散地负载贵金属,另外耐热性高,因而催化剂成分(i)不易烧结,在使用时可长时间维持贵金属的高分散。

<发动机废气测定条件>

接着,通过了DPF的废气与供给于排气管内的还原成分混合并且导入于SCR催化剂而将废气中的NOx净化。此处,由于通过催化剂化了的DPF使废气中的NO2浓度升高,因此促进SCR催化剂中的脱硝。此时,在SCR催化剂中优选不包含Pt等贵金属成分作为其成分。通过不包含贵金属成分,从而在SCR催化剂中可将NH3等还原成分有效地利用于脱硝。包含Pt成分等氧化性的活性原料时,有时会使还原成分直接氧化并且无法获得充分的脱硝性能。

这样的SCR催化剂可使用公知的物质,但关于构成本发明中优选使用的SCR催化剂的成分,与(SROCl)(SR0C2)同样地,以成分(iii)的沸石为必需成分,作为任意成分,可使用与(SROCl)(SR0C2)同样的成分(ii)、从氧化招、氧化钛、二氧化娃、氧化错、氧化鹤、过渡金属氧化物、稀土类氧化物、或者它们的复合氧化物中选出的一种以上的成分。这样的SCR催化剂被特殊化为使用还原成分将NOx还原净化的功能,在不具有(SROCl)(SR0C2)那样的氧化功能这一点上不同。因此,更优选的是下层(Al)(A2)中所含的催化剂成分那样的钼、钯等贵金属成分相比于(SROCl)(SR0C2)而言其量减少,或完全不含。