[发明专利]氨逸出催化剂

说明书

本发明提供氨逸出(ammonia slip)催化剂制品，所述氨逸出催化剂制品具有：在顶层或上游层中的用于对一氧化碳和/或烃进行氧化的负载的钯；在所述顶层中或单独的下层或下游层中的SCR催化剂；以及在底层中的氨氧化催化剂。还提供用于使用所述催化剂制品来处理排气的方法，其中所述处理包括降低氨和任选一氧化碳和/或烃在所述排气中的浓度。

背景

发明领域：

提供氧化催化剂，所述氧化催化剂用于处理燃烧排气，并且尤其是用于减少与选择性催化还原过程有关的氨逸出(ammonia slip)。

相关领域描述：

烃类燃料的燃烧产生发动机排气或烟道气，所述发动机排气或烟道气大部分地含有相对良性的氮气(N₂)、水蒸气(H₂O)和二氧化碳(CO₂)。但所述排气还相对小部分地含有有害物质和/或有毒物质，例如来自不完全燃烧的一氧化碳(CO)、来自未燃烧的燃料的烃(HC)、来自过度燃烧温度的氮氧化物(NO_x)以及颗粒物质(大多是烟尘)。为减轻释放在大气中的排气的环境影响，期望优选地通过不进而产生其他有害物质或有毒物质的工艺来消除或减少不良组分的量。

NO_x(其包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO₂)和一氧化二氮(N₂O))是难以从由稀燃发动机产生的排气中除去的组分。将NO_x还原成N₂在稀燃排气中尤其有问题，因为排气含有足够氧气以利于氧化反应而不是还原。尽管如此，可以通过通常称为选择性催化还原(SCR)的工艺来还原NO_x。SCR工艺涉及在催化剂存在下并借助于含氮还原剂(例如氨)将NO_x转化成元素氮(N₂)和水。在SCR工艺中，在使排气与SCR催化剂接触之前将气体还原剂(例如氨)添加至排气流中。还原剂被吸收在催化剂上，并且当气体通过催化基材或在催化的基材之上时，发生NO_x还原反应。对于使用氨的化学计量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

大多数SCR工艺使用化学计量过量的氨以便使NO_x的转化最大化。通过SCR工艺的未反应的氨(也称为“氨逸出”)是不期望的，因为逸出的氨气可以与其他燃烧物质反应和/或如果释放，会负面地影响大气。为减少氨逸出，SCR系统可以包括SCR催化剂下游的氨氧化催化剂(AMOX)(又称为氨逸出催化剂(ASC))。

已知用于使排气中过量的氨氧化的催化剂。例如，美国专利号7,393,511描述氨氧化催化剂，该氨氧化催化剂含有二氧化钛、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)。这些催化剂如下氧化NH₃以产生N₂和/或次级NO_x+H₂O：

4NH₃+7O₂→4NO₂+6H₂O

4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O

2NH₃+2O₂→N₂O+3H₂O