[发明专利]用于氧化来自使用燃料稀燃混合物的烃燃料源的废气中的一氧化氮的方法和体系结构

说明书

交叉引用的相关申请

本申请要求2008年10月3日提交的美国临时申请系列No. 61/102462的权益。

技术领域

本发明通常所涉及的领域包括废气的处理，该废气来自使用 燃料稀燃混合物(a fuel lean combustion mixture)运行的烃作燃料的功 率源，例如柴油机。更明确的，本发明涉及用于氧化废气中的一氧化氮 (nitric oxide)成分的方法和体系结构。

背景技术

柴油机、某些汽油作燃料的发动机和许多烃作燃料的发电厂 是以高于化学计量的空气：燃料质量比来运行的，以提高燃料的经济性。 但是，这样的稀燃发动机和其他功率源产生了热废气，所述热废气具有 相当高含量的氧气和氮氧化物(NO_x)。在柴油机的情况中，来自暖机过 的发动机的废气的温度典型的处于200℃-400℃的范围内，并且其典型 的体积组成为大约10％的氧气、6％的二氧化碳、0.1％一氧化碳、180ppm 的烃、235ppm的NO_x和余量的氮气和水。由于热废气流中高的氧气(O₂) 含量，因此这些典型的包含一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)的NO_x气体 难以被还原成为氮气(N₂)。

发明内容

示例性的实施方案提供了后处理系统体系结构 (after-treatment system architecture)和方法，其用于氧化废气流中的一 氧化氮，该废气流来自使用燃料稀燃混合物运行的烃作燃料的功率源， 例如柴油机。

在一种示例性的实施方案中，可以在催化氧化反应器中提供 通式ABO₃的钙钛矿催化剂来氧化稀燃烃燃料型功率源(a lean burning hydrocarbon fueled power source)的废气流中的一氧化氮，其中A表示 来自镧系元素的稀土金属和/或碱土金属，以及其中B表示过渡金属。

在另外一种示例性的实施方案中，上述的通式ABO₃的钙钛 矿催化剂的催化性能可以通过在催化剂配方中用少量的助催化剂材料 来代替一部分的元素A或者元素B来提高。

在仍然另一种示例性的实施方案中，可以提供用于降低NO_x排放物的排气系统，其包括具有上述的通式ABO₃的钙钛矿催化剂的催 化氧化反应器。

还可以提供相关的示例性方法，该方法使用依照上述示例性 实施方案的钙钛矿催化剂来氧化废气流中的一氧化氮，所述废气流来自 使用燃料稀燃混合物运行的烃作燃料的功率源，例如柴油机。

本发明其他示例性的实施方案将从下文所提供的详细说明中 而变得显而易见。应当理解虽然公开了本发明的示例性实施方案，但是 所述的详细说明和特定的实施例目的仅仅是用于举例说明，而非限制本 发明的范围。

附图说明

从详细的说明和附图中，本发明示例性的实施方案将得到更 充分的理解，其中：

图1是根据示例性实施方案的烃作燃料的功率源的排气系统 的示意性流程图，其具有钙钛矿催化剂来将一氧化氮氧化成为二氧化 氮；

图2是图1的催化氧化反应器的放大图；

图3是表格，其描述了与常规的铂催化剂相比，根据示例性 实施方案的钙钛矿催化剂在氧化一氧化氮方面的性能；

图4是图示，说明了在宽的温度范围内，与市售的铂NO氧 化催化剂相比，LaCoO₃的一氧化氮氧化性能；

图5是图示，说明了在宽的温度范围内，与市售的铂催化剂 相比，La_.9Sr₁CoO₃的一氧化氮氧化性能；和

图6是图示，说明了在宽的温度范围内，与市售的铂催化剂 相比，不同的Sr加载量的La_1-xSr_xCoO₃的一氧化氮氧化性能。

具体实施方式

下面对于实施方案的说明本质上仅仅是示例性的(说明性的)， 并且其绝非是对本发明、它的应用或者用途的限制。