[发明专利]排气系统

说明书

用于内燃发动机的排气系统，该排气系统包含：贫NO_x阱(LNT)，其上具有NO_x储存和还原区的壁流式整料基底，该壁流式整料基底具有40％或更高的预涂覆孔隙率，该NO_x储存和还原区包含负载在第一载体上的铂族金属，第一载体包含一种或多种碱土金属化合物、镁/铝混合氧化物、二氧化铈和至少一种贱金属氧化物，该贱金属氧化物选自氧化铜、氧化锰、氧化铁和氧化锌。

本发明涉及用于内燃(IC)发动机的排气系统，涉及用在这样的排气系统中的催化整料基底，涉及制造这样的催化型整料基底的方法，和涉及处理废气的方法。

内燃发动机是污染物的潜在来源。希望减少来自内燃发动机的污染物排放。在经济体如欧盟、美国和全世界，已经实施了越来越严格的环境法规，并计划了进一步的法规，以减少污染物从各种来源，特别是内燃发动机排放到大气中。

关注的污染物包括NO_x、一氧化碳、颗粒物质、烃、硫化氢和氨气。已经提出多种方法用于减少来自IC发动机的排放。

WO-A-2010/004320公开了用于贫燃内燃发动机的排气系统，其包含第一基底整料，第一基底整料包含用于氧化一氧化氮(NO)的催化剂，下游是具有入口通道和出口通道的壁流式过滤器，其中该入口通道包含NO_x吸收剂催化剂，该出口通道包含用于用含氮还原剂对氮氧化物进行选择性催化还原的催化剂。

WO-A-2012/175948公开了一种用于内燃发动机、用于处理一系列污染物的排气系统，其具有贫NO_x阱和催化型基底。该催化型基底具有第一区和第二区，其中第一区包含负载在载体上的铂族金属，第二区包含负载在沸石上的铜或铁。第一区或第二区另外包含负载在无机氧化物上的贱金属氧化物或贱金属。

WO-A-2005/014146公开了使用单个整料的催化剂布置，和净化操作在贫条件下的内燃发动机的废气的方法。将薄壁、多孔的载体涂覆在具有氮氧化物储存催化剂的一侧上和在具有SCR催化剂的另一侧上。

例如当空气中的氮气与氧气在IC发动机内反应时，会产生氮氧化物(NO_x)。这样的氮氧化物可以包含一氧化氮和/或二氧化氮。

一种减少NO_x排放的催化方法是具有氧化催化剂的贫NO_x阱，其将内燃发动机中产生的NO_x有效地转化为氮气，不过废气中的一些NO_x会在该阱变得饱和时泄漏。一些副产物还可以由贫NO_x阱产生，例如非选择性还原路径可以导致产生氨气。

当在贫条件中(低燃料/氧气比)产生废气时，NO_x吸附在贫NO_x吸附剂阱(LNT)上。LNT可以通过将它与富(高燃料/氧气比)废气(在发动机管理系统的控制下产生)间歇接触来再生。这样的富化促进吸附的NO_x的解吸和NO_x在LNT中存在的还原催化剂上的还原。富废气还由NO_x产生氨气(NH₃)。

NO_x阱可以在标准操作期间储存高浓度的硫。该硫需要被定期除去以保持NO_x阱的性能。使用高温贫/富循环来使催化剂脱硫。但是，该方法使H₂S释放到环境中。虽然H₂S目前不是受管制的污染物，但是提供减少硫化氢排放的手段是有利的。

WO-A-2014/080220公开了一种在整料基底上的分区催化剂，其用于控制脱硫期间在贫NO_x阱中形成的硫化氢气体。

但是，难以在减少H₂S释放的同时保持催化剂对其他污染物的良好性能和保持对颗粒物质的良好过滤。

US-A-2011/0014099公开了一种催化活性颗粒物质过滤器，其具有硫化氢阻塞功能。