[发明专利]用于化学计量天然气发动机的氧化催化剂

说明书

用于处理由化学计量天然气(NG)发动机产生的废气的氧化催化剂包含基材和用于氧化烃(HC)的催化材料，其中所述用于氧化烃(HC)的催化材料包含分子筛和负载在分子筛上的铂族金属(PGM)，其中所述分子筛具有包含硅、氧和任选的锗的骨架。在所述催化剂的入口处的第一区域(2)为包含用于氧化氨的催化材料的区段。在所述催化剂的出口端处，存在第二区域(3)，其为包含用于氧化烃的催化材料的区段。第一区域和第二区域两者直接设置在所述基材(1)上。包含用于氧化烃的催化材料的第二区域(3)还可以为设置在包含用于氧化氨的催化材料的第一层(2)上的区段上。

技术领域

本发明涉及氧化催化剂和涉及用于处理由化学计量天然气(NG)发动机产生的废气的排气系统。本发明还涉及包含化学计量天然气(NG)发动机的设备或车辆，以及涉及处理由化学计量天然气(NG)发动机产生的废气的方法。

背景技术

限制可以排放至大气中的污染物的量的法规变得日益严格。世界各地政府间组织立法禁止的一个污染物类别是未燃烧的烃(HC)。

已经生产了专门建造用于使用NG作为燃料的发动机。还可以修改现有的内燃发动机以使用NG。天然气(NG)典型地包含烃(HC)气体混合物和少量的二氧化碳(CO₂)、硫化氢(H₂S)、水蒸气(H₂O)和氮气(N₂)。NG的主要组分为甲烷(CH₄)，但是经常还存在相对少量的乙烷(C₂H₆)、丙烷(C₃H₈)和其它烃。典型地将天然气(NG)以压缩天然气(CNG)或液化天然气(LNG)的形式用作燃料。对于车辆应用，将CNG用作燃料典型地优于LNG，因为CNG与LNG相比通常具有更低的生产和储存成本。当将NG用作燃料时，由发动机产生的废气经常含有显著的量的甲烷(所谓的“甲烷泄露”)。甲烷是潜在的温室气体(GHG)。甲烷和乙烷可能难于在催化转化器上催化氧化。

稀燃NG发动机和化学计量NG发动机是本领域中已知的。稀燃和化学计量NG发动机的运行条件之间的差异产生具有非常不同的化学组成的废气。在稀燃NG发动机中，以过量的空气进行燃烧并且所产生的废气含有显著的量的空气。相反地，化学计量NG发动机在化学计量条件下燃烧天然气并且所产生的废气含有比稀燃NG发动机更大份额的未燃烧的烃。与稀燃NG发动机相比，化学计量NG发动机需要不同的废气处理策略。

发明内容

通常将三元转化(TWC)催化剂用于处理由在化学计量条件下运行的火花点火的汽油发动机产生的废气。还可以将TWC催化剂用于处理由化学计量NG发动机产生的废气。因此，可以将TWC催化剂用于处理任意由化学计量NG发动机产生的(1)一氧化碳、(2)未燃烧的甲烷(CH₄)和任意其它短链烃，和(3)氮氧化物(NO_x)。然而，常规的TWC催化剂经常不能氧化废气中的显著的份额的CH₄并且可能存在大量CH₄“泄漏”。

本发明提供了用于处理由化学计量天然气(NG)发动机产生的废气的氧化催化剂。氧化催化剂包含基材和用于氧化烃(HC)的催化材料，其中催化材料包含分子筛和负载在分子筛上的铂族金属(PGM)，其中分子筛具有包含硅、氧和任选的锗的骨架。

本发明的氧化催化剂用于处理由化学计量天然气(NG)发动机产生的废气中的烃。

已不可预料地发现，可以将本发明的氧化催化剂用于在由化学计量NG发动机产生的废气条件下处理烃，特别是甲烷。