[发明专利]氨氧化催化剂

说明书

提供了一种用于处理排放气体的催化剂制品，其包含(a)贵金属催化剂层，其包含位于第一难熔金属氧化物载体上的一种或多种贵金属；和(b)钒催化剂层，其包含在选自以下的第二难熔金属氧化物载体上预固定的钒：氧化铝、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈、二氧化硅和它们的混合物，其中第一催化剂层与所述第二催化剂层物理接触。还提供了制造这种催化剂制品的方法，使用这种制品处理气体排放物的方法和包括这种制品的排放气体处理系统。

发明背景

发明领域：

提供了一种氧化催化剂，其用于处理燃烧废气，和特别是用于降低与选择性催化还原方法有关的氨漏失。

相关领域说明：

烃基燃料在发电站和发动机中的燃烧产生了烟道气或者废气，其包含大部分的相对良性的氮(N₂)、水蒸气(H₂O)和二氧化碳(CO₂)。但是烟道气和废气还包含相对小部分的有害和/或有毒物质例如来自不完全燃烧的一氧化碳(CO)、来自未燃烧燃料的烃(HC)、来自过高燃烧温度的氮氧化物(NO_x)和颗粒物质(大部分是烟灰)。为了减轻烟道气和废气释放到大气中的环境影响，希望消除或者减少该不期望的组分的量，优选通过不再产生其他有害或者有毒物质的方法。

典型地，来自发电站的烟道气和来自贫燃气体发动机的废气具有净氧化效应，这归因于被提供来保证烃燃料充分燃烧的高比例的氧。在这种气体中，要除去的最麻烦的组分之一是NO_x，其包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO₂)和一氧化二氮(N₂O)。将NO_x还原成N₂特别成问题，这是因为所述废气包含足够的氧来促进氧化性反应，而非还原反应。不过，NO_x可以通过通常称作选择性催化还原(SCR)的方法来还原。SCR方法包括在催化剂存在下，并且借助于含氮还原剂例如氨，以将NO_x转化成元素氮(N₂)和水。在SCR方法中，在废气与SCR催化剂接触之前将气态还原剂例如氨加入到废气流中。该还原剂被吸收到催化剂上，和在气体在催化基底之中或之上输送时发生NO_x还原反应。用于使用氨的化学计量的SCR反应的化学方程式是：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O

NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O

大部分SCR方法使用了化学计量过量的氨，以使得NO_x的转化率最大。送过SCR方法的未反应的氨(也称作“氨漏失”)是不期望的，因为所释放的氨气会对大气产生不利影响，并且会与其他燃烧物质反应。为了减少氨漏失，SCR系统可以包括在SCR催化剂下游的氨氧化催化剂(AMOX)(也称作氨漏失催化剂(ASC))。

用于氧化废气中多余的氨的催化剂是已知的。例如，美国专利7,393,511描述了一种氨氧化催化剂，其含有在二氧化钛氧化铝、二氧化硅、氧化锆等载体上的贵金属，例如铂、钯、铑或金。其他氨氧化催化剂包含在二氧化钛载体上的氧化钒、氧化钨和氧化钼的第一层，和在二氧化钛载体上的铂的第二层(参见例如美国专利8,202,481和US7,410,626)。但是，这些催化剂在转化氨，特别是在相对低的温度时不是特别有效。因此，本领域仍然需要改进的氨漏失催化剂。本发明尤其满足了这种需要。

发明内容