柴油催化剂
本发明涉及一种纯化柴油机废气的催化剂。催化剂含由有几种不同模量的沸石构成的沸石混合物和铂族金属,以及由铝硅酸盐、氧化铝和氧化钛组成的组中的辅助金属氧化物,其中铝硅酸盐中二氧化硅与氧化铝的重量比为0.005-1,铂族金属仅沉积在辅助金属氧化物上。
柴油机废气含有一氧化碳、未燃尽的烃、氮氧化物和炭黑颗粒,它们是空气污染物。未燃尽的烃包括链烷烃、烯烃、醛类和芳族化合物。与汽油机废气相比,柴油废气含有百分比较高的难于氧化的长链烷烃。此外,柴油机废气比汽油机废气要冷得多,含氧浓度在3-10vol%之间。
高的氧气浓度是因为柴油机是在大于18的大空气/燃料比率(千克空气/千克燃料)下操作的。与此相反,汽油机在14.6的空气/燃料比下操作,这能使烃化学计量地燃烧。所以汽油机废气中几乎不含有氧气。
当在部分负荷下操作时,柴油机的废气温度是在100-250℃的范围内,只有在满负荷下操作时才能达到550-650℃的温度。而在部分负荷时,汽油机废气的温度在400-450℃之间,在满负荷下可以达到1000℃。
柴油机废气中的炭黑颗粒含有炭芯和吸附在其上的挥发性有机物(VOL=挥发性有机物)以及在柴油机中燃烧所产生的硫酸盐,这是因为柴油燃料中含有硫。
由于柴油机废气的特殊性质,已开发出纯化它们的专用废气纯化系统。
DE 3 940 758A1描述了一种氧化纯化柴油机废气的催化剂,对烃和一氧化碳具有高的转化率,对氮氧化物和二氧化硫具有受到抑制的氧化效果。催化剂中的活性组分包括与钒或氧化钒接触的铂、钯、铑和/或铱。活性组分沉积在细分的氧化铝、氧化钛、氧化硅、沸石或其混合物上。催化剂以涂料的形式被涂布在由陶瓷或金属制成的蜂窝状载体的通道上,这一通道允许气体自由通过。这种催化剂对一氧化碳和烃的Anspring温度T50%在210-275℃之间(温度T50%是废气在该温度下正好有50%的污染物转化为无害组分)。在350℃时催化剂对一氧化碳和烃具有良好的转化率。催化剂允许氮氧化物基本不变地通过。只有极少一部分二氧化硫为三氧化硫。由于对二氧化硫的减少的氧化效果,与其它氧化催化剂相比,这种催化剂还使得颗粒的排放较少,因为可吸附在废气中炭黑芯上的硫酸盐的量较少。