[发明专利]具有改性贫燃NOx阱的排气系统和方法

说明书

公开了用于处理来自内燃机的排气气体的排气系统。系统包括改性贫燃NO_x阱(LNT)、尿素注射系统和氨‑选择性催化还原(NH₃‑SCR)催化剂。改性LNT包含铂、钯、钡和含二氧化铈的材料，并且铂:钯摩尔比为至少3:1。改性LNT在低于约200℃的温度下储存NO_x并且在高于约200℃的温度下释放储存的NO_x。尿素注射系统在高于约180℃的温度下注射尿素。还公开了用于处理来自内燃机的排气气体的方法。

技术领域

本发明涉及用于处理来自内燃机的排气气体的排气系统，和用于处理来自内燃机的排气气体的方法。

背景技术

内燃机产生包含各种污染物的排气气体，所述污染物包括氮氧化物(“NO_x”)、一氧化碳和未燃烧的烃，其是政府立法的对象。排放物控制系统广泛用于降低排放到大气中的这些污染物的量，并且一旦它们达到其操作温度(通常，200℃以上)，其通常实现非常高的效率。然而，这些系统在低于其操作温度(“冷启动”时期)时相对低效。

例如，实施来满足Euro 6b排放的现有的尿素系选择性催化还原 (SCR)应用要求在尿素可以定量加入并且用于转化NO_x之前，在尿素定量加入位置处的温度高于约180℃。低于180℃时使用现有的系统难以实现NO_x转化，并且未来的欧洲和美国立法将强调低温NO_x储存和转化。目前，这是通过加热策略实现的，但是这具有CO₂排放物的有害影响。

因为日益严格的国家和地区立法降低了可以从柴油或汽油发动机排放的污染物的量，在冷启动时期期间减少排放物变成很大的挑战。因此，持续探索了用于降低冷启动条件期间释放的NO_x水平的方法。

例如，PCT国际申请WO2008/047170公开了这样的系统，其中来自贫燃排气气体的NO_x在低于200℃的温度下吸附并且随后在高于 200℃时热解吸。据教导，NO_x吸附剂由以下组成：钯和铈氧化物或包含铈和至少一种其它过渡金属的混合氧化物或复合氧化物。

美国申请公开号2011/0005200教导了这样的催化剂系统，其通过将氨-选择性催化还原(“NH₃-SCR”)催化剂配制物放置在贫燃NO_x阱下游，同时除去氨并且提高净NO_x转化率。据教导，NH₃-SCR催化剂吸附在贫燃NO_x阱中的富燃脉冲期间产生的氨。然后使储存的氨与从上游贫燃NO_x阱释放的NO_x反应，其增加了NO_x转化率，同时耗尽储存的氨。

PCT国际申请WO2004/076829公开了排气-气体纯化系统，其包括布置在SCR催化剂上游的NO_x储存催化剂。NO_x储存催化剂包括至少一种碱金属、碱土金属或稀土金属，其使用至少一种铂族金属(Pt、 Pd、Rh或Ir)涂覆或活化。特别优选的是，据教导，NO_x储存催化剂包括涂覆有铂的铈氧化物和作为基于氧化铝的载体上的氧化催化剂的另外的铂。EP1027919公开了NO_x吸附剂材料，其包含多孔载体材料，例如氧化铝、沸石、二氧化锆、二氧化钛和/或氧化镧，和至少0.1wt％的贵金属(Pt、Pd和/或Rh)。例示了氧化铝上负载的铂。

与任何汽车系统和方法类似，期望获得排气气体处理系统的更加进一步的改进，特别是在冷启动条件下。我们已经发现了可以在冷启动时期期间降低NO_x排放的系统，同时维持良好的CO氧化活性并且显示出对由硫酸盐化(sulfation)导致的减活的耐受性。

发明内容