【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及發動機后處理領域，具體涉及一種用于發動機排放廢氣凈化處理的三效催化轉化系統及其應用。
技術介紹
1、當量運行的汽車發動機排放廢氣(排氣)中含有hc、co和nox等有害氣體，通常可通過三效催化轉化系統(twc系統)消除，目前的twc系統是基于三效催化劑(twc)的三效催化轉化功能，把排氣中的hc、co、nox轉化為二氧化碳(co2)、氮氣(n2)和水，實現hc、co和nox的消除。三效催化劑的基本組分主要有多孔基體材料、儲氧材料和貴金屬，貴金屬主要有鉑(pt)、鈀(pd)和銠(rh)，貴金屬是twc的活性組分，其中pt和pd的主要功能是稀排氣(空燃比λ>1，排氣富氧)條件下加速氧化碳氫(hc)和一氧化碳(co)、以及富排氣(λ<1，排氣貧氧)條件下催化hc的蒸汽重整和co的水煤氣反應以消除hc和co，銠(rh)的主要功能是在當量(λ＝1)及偏富(λ<1)排氣條件下轉化氮氧化物(nox)，儲氧材料的基本功能是小范圍內調節λ值，減少偏離λ＝1的程度，以維持當量條件下的三效反應，儲氧材料通常需要與貴金屬結合才能有效發揮其功能，多孔基體材料通常是疏松且具有較大比表面積的氧化鋁(al2o3)基材料，其主要作為負載材料，用于分散貴金屬，保證催化劑的活性和穩定性等性能。rh在高溫下容易與al2o3反應而失效，因此通常在twc催化劑中，rh負載在儲氧材料上，儲氧材料填充在氧化鋁基材料的表面，達到分離rh與al2o3的目的，以避免催化劑失效。
2、一般情況下，在twc的工作過程中，氧氣與hc、co等還原性
技術實現思路
1、本專利技術提供一種用于發動機排氣凈化處理的三效催化轉化系統及其應用，以至少解決現有技術中存在的twc長時間催化燃燒過多hc和co等還原性成分而導致溫度過高以及由此導致的催化劑性能嚴重受損、功能發揮受限等問題。
2、本專利技術的一方面，提供一種用于發動機排氣凈化處理的三效催化轉化系統，包括含有耐高溫氧化催化劑的氧化段和含有三效催化劑的三效轉化段，所述氧化催化劑用于催化排氣中的還原性成分與氧氣發生氧化反應，所述氧化段位于發動機的下游，所述三效轉化段位于所述氧化段的下游。
3、根據本專利技術的一實施方式，所述氧化催化劑包括第一氧化鋁基材料和負載在所述第一氧化鋁基材料上的鈀，且滿足如下特征中的至少一者：所述第一氧化鋁基材料的孔容為0.8cc/g～1.2cc/g；所述第一氧化鋁基材料的比表面積為130～180m2/g；所述第一氧化鋁基材料在1200±100℃老化4±0.5小時后的比表面積不低于60m2/g。
4、根據本專利技術的一實施方式，所述第一氧化鋁基材料包括γ-氧化鋁。
5、根據本專利技術的一實施方式，所述第一氧化鋁基材料中含有稀土元素，所述第一氧化鋁基材料中稀土元素的質量含量為0～7％。
6、根據本專利技術的一實施方式，所述氧化催化劑中鈀的質量含量為0.06～1.0％。
7、根據本專利技術的一實施方式，所述氧化段的數量至少兩個，每兩個相鄰的氧化段之間的距離不小于150mm。
8、根據本專利技術的一實施方式，所述氧化段包括第一載體、以及位于第一載體表面的第一活性層，所述氧化催化劑存在于所述第一活性層中。
9、根據本專利技術的一實施方式，第一活性層中還包含粘結劑和/或改性助劑，且滿足如下特征中的至少一者：所述粘結劑包括鋁膠和/或硅膠；所述改性助劑包括鈰材料和/或鋯材料；所述第一活性層中氧化催化劑的質量含量為85％-98％，余量為所述粘結劑和/或改性助劑。
10、根據本專利技術的一實施方式，所述第一載體的形成材料包括陶瓷、金屬中的至少一種。
11、根據本專利技術的一實施方式，所述氧化催化劑包括第一氧化鋁基材料和負載在所述第一氧化鋁基材料上的鈀，所述氧化催化劑中鈀的質量與所述第一載體的體積之比為(3～50)克：1立方英尺。
12、根據本專利技術的一實施方式，所述第一活性層的質量與所述第一載體的體積之比為(100-200)克：1升。
13、根據本專利技術的一實施方式，所述三效轉化段還包括第二載體、以及位于第二載體表面的第二活性層，所述三效催化劑存在于所述第二活性層中。
14、根據本專利技術的一實施方式，所述第二活性層中還包含粘結劑和/或改性助劑，且滿足如下特征中的至少一者：所述粘結劑包括鋁膠和/或硅膠；所述改性助劑包括鈰材料和/或鋯材料；所述第二活性層中三效催化劑的質量含量為85％-98％，余量為所述粘結劑和/或改性助劑。
15、根據本專利技術的一實施方式，所述三效催化劑包含多孔基體材料、儲氧材料和貴金屬，所述貴金屬包括鉑、銠和鈀，所述儲氧材料填充在所述多孔基體材料中，所述銠負載于所述儲氧材料上，除銠之外的貴金屬負載于所述多孔基體材料上或者負載于所述儲氧材料上。
16、根據本專利技術的一實施方式，所述儲氧材料包括cezro。
17、根據本專利技術的一實施方式，所述多孔基體材料包括第二氧化鋁基材料，且滿足如下特征中的至少一者：所述第二氧化鋁基材料的孔容小于0.8cc/g；
18、所述第二氧化鋁基材料的比表面積為130m2/g～240m2/g；所述第二氧化鋁基材料在1200±100℃老化4±0.5小時后的比表面積不低于40m2/g。
19、根據本專利技術的一實施方式，所述第二氧化鋁基材料的孔容為0.4cc/g～0.8cc/g。
20、根據本專利技術的一實施方式，所述第二氧化鋁基材料包括γ-氧化鋁和/或θ-氧化鋁。
21、根據本專利技術的一實施方式，所述第二氧化鋁基材料含有稀土元素，所述第二氧化鋁基材料本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于當量運行發動機排氣凈化處理的三效催化轉化系統，其特征在于，包括含有耐高溫氧化催化劑的氧化段和含有三效催化劑的三效轉化段，所述氧化催化劑用于催化排氣中的還原性成分與氧氣發生氧化反應，所述氧化段位于發動機的下游，所述三效轉化段位于所述氧化段的下游；
2.根據權利要求1所述的三效催化轉化系統，其特征在于，滿足如下特征中的至少一者：
3.根據權利要求1所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述第一氧化鋁基材料中含有稀土元素，所述第一氧化鋁基材料中稀土元素的質量含量為0～7％。
4.根據權利要求1所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述氧化催化劑中的所述貴金屬的質量含量為0.06～1.0％。
5.根據權利要求1所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述氧化段的數量至少兩個，每兩個相鄰的氧化段之間的距離不小于150mm。
6.根據權利要求1-5任一項所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述氧化段包括第一載體、以及位于所述第一載體表面的第一活性層，所述氧化催化劑存在于所述第一活性層中。
7.根據權利要求6所述的三效
8.根據權利要求6所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述第一載體的形成材料包括陶瓷、金屬中的至少一種。
9.根據權利要求6所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述氧化催化劑中的所述貴金屬的質量與所述第一載體的體積之比為(3～50)克：1立方英尺。
10.根據權利要求6所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述第一活性層的質量與所述第一載體的體積之比為(100-200)克：1升。
11.根據權利要求1所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述三效轉化段還包括第二載體、以及位于所述第二載體表面的第二活性層，所述三效催化劑存在于所述第二活性層中。
12.根據權利要求11所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述第二活性層中還包含粘結劑和/或改性助劑，且滿足如下特征中的至少一者：
13.根據權利要求1所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述儲氧材料填充在所述多孔基體材料中，所述銠負載于所述儲氧材料上，除銠之外的貴金屬負載于所述多孔基體材料上或者負載于所述儲氧材料上。
14.根據權利要求1或13所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述儲氧材料包括CeZrO。
15.根據權利要求1所述的三效催化轉化系統，其特征在于，滿足如下特征中的至少一者：
16.根據權利要求1或15所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述第二氧化鋁基材料的孔容小于0.8cc/g。
17.根據權利要求16所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述第二氧化鋁基材料的孔容為0.4cc/g～0.8cc/g。
18.根據權利要求1或15所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述第二氧化鋁基材料含有稀土元素，所述第二氧化鋁基材料中的所述稀土元素的質量含量為3％～7％。
19.根據權利要求11所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述第二載體的形成材料包括陶瓷、金屬中的至少一種。
20.根據權利要求1或13所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述三效轉化段還包括第二載體、以及位于第二載體表面的第二活性層，所述三效催化劑存在于所述第二活性層中；所述三效催化劑中的所述貴金屬的質量與所述第二載體的體積之比為(3～50)克：1立方英尺。
21.根據權利要求1或13所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述三效催化劑還包括鉑和/或鈀，滿足：銠和鉑的質量比為1：0～15；和/或，銠和鈀的質量比為1：2～15。
22.權利要求1-21任一項所述的三效催化轉化系統在發動機排氣凈化處理中的應用。
23.根據權利要求22所述的應用，其特征在于，所述發動機排氣包括高含氧量的發動機排氣，所述高含氧量的發動機排氣中氧氣的體積含量不低于1％。
24.根據權利要求22或23所述的應用，其特征在于，所述發動機排氣包括當量運行發動機排氣。
...【技術特征摘要】
1.一種用于當量運行發動機排氣凈化處理的三效催化轉化系統，其特征在于，包括含有耐高溫氧化催化劑的氧化段和含有三效催化劑的三效轉化段，所述氧化催化劑用于催化排氣中的還原性成分與氧氣發生氧化反應，所述氧化段位于發動機的下游，所述三效轉化段位于所述氧化段的下游；
2.根據權利要求1所述的三效催化轉化系統，其特征在于，滿足如下特征中的至少一者：
3.根據權利要求1所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述第一氧化鋁基材料中含有稀土元素，所述第一氧化鋁基材料中稀土元素的質量含量為0～7％。
4.根據權利要求1所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述氧化催化劑中的所述貴金屬的質量含量為0.06～1.0％。
5.根據權利要求1所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述氧化段的數量至少兩個，每兩個相鄰的氧化段之間的距離不小于150mm。
6.根據權利要求1-5任一項所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述氧化段包括第一載體、以及位于所述第一載體表面的第一活性層，所述氧化催化劑存在于所述第一活性層中。
7.根據權利要求6所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述第一活性層中還包含粘結劑和/或改性助劑，且滿足如下特征中的至少一者：
8.根據權利要求6所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述第一載體的形成材料包括陶瓷、金屬中的至少一種。
9.根據權利要求6所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述氧化催化劑中的所述貴金屬的質量與所述第一載體的體積之比為(3～50)克：1立方英尺。
10.根據權利要求6所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述第一活性層的質量與所述第一載體的體積之比為(100-200)克：1升。
11.根據權利要求1所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述三效轉化段還包括第二載體、以及位于所述第二載體表面的第二活性層，所述三效催化劑存在于所述第二活性層中。
12.根據權利要求11所述的三效催化轉化系統，其特征在于，所述第二活性層中還包含粘結劑和...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐立峰，王瑞平，沈源，韋虹，張淼，馬金強，肖逸閣，
申請(專利權)人：寧波吉利羅佑發動機零部件有限公司，
類型：發明
國別省市：
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