КАТАЛИТИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР С ПРОТОЧНЫМИ СТЕНКАМИ С КАТАЛИЗАТОРОМ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ПРОСКОКА АММИАКА

1. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками для использования в системе очистки выхлопов имеет первую торцевую поверхность, вторую торцевую поверхность, длину фильтра, определяемую расстоянием от первой торцевой поверхности до торцевой поверхности, продольное направление между первой торцевой поверхностью и второй торцевой поверхностью и первое и второе множества каналов, простирающихся в продольном направлении,
при этом первое множество каналов открыто на первой торцевой поверхности и закрыто на второй торцевой поверхности, и второе множество каналов открыто на второй торцевой поверхности и закрыто на первой торцевой поверхности,
при этом монолитный фильтр содержит пористый субстрат, имеющий поверхности, которые образуют каналы, и имеющий первую зону, простирающуюся в продольном направлении от первой торцевой поверхности ко второй торцевой поверхности на расстояние, меньшее длины фильтра, и вторую зону, простирающуюся в продольном направлении от второй торцевой поверхности к первой торцевой поверхности и простирающуюся в продольном направлении на расстояние, меньшее длины фильтра,
при этом первая зона содержит первый SCR-катализатор, распределенный по всему пористому субстрату, и вторая зона содержит катализатор окисления аммиака, распределенный по всему пористому субстрату, и второй SCR-катализатор, расположенный в слое, который покрывает поверхности во второй зоне пористого субстрата.
2. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по п. 1, в котором второй SCR-катализатор присутствует только в слое, который покрывает поверхности пористого субстрата во второй зоне.
3. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по п. 1, в котором второй SCR-катализатор присутствует в слое, который покрывает поверхности пористого субстрата во второй зоне и весь или часть пористого субстрата во второй зоне.
4. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по п. 3, в котором второй SCR-катализатор присутствует в слое, который покрывает поверхности пористого субстрата во второй зоне и весь пористый субстрат во второй зоне.
5. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по п. 3, в котором второй SCR-катализатор присутствует в слое, который покрывает поверхности во второй зоне пористого субстрата и находится в части пористого субстрата во второй зоне.
6. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, в котором в первой зоне первый SCR-катализатор не покрывает поверхность первого или второго множеств каналов.
7. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, в котором первый SCR-катализатор является таким же, как и второй SCR-катализатор.
8. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, в котором первый SCR-катализатор отличается от второго SCR-катализатора.
9. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один из первого SCR-катализатора и второго SCR-катализатора содержит мелкопористое молекулярное сито, предпочтительно цеолит, среднепористое молекулярное сито, предпочтительно цеолит, крупнопористое молекулярное сито, предпочтительно цеолит, или основной металл.
10. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по п. 9, в котором мелкопористое молекулярное сито имеет каркасную структуру, независимо выбранную из группы, состоящей из AEI, AFT, CHA, DDR, EAB, ERI, GIS, GOO, KFI, LEV, LTA, MER, PAU, VNI и YUG, предпочтительно AEI, CHA и LTA.
11. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по п. 9, в котором по меньшей мере один из первого SCR-катализатора и второго SCR-катализатора содержит медьсодержащий бета-цеолит.
2
2
2
12. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из пп. 1-4, в котором по меньшей мере один из первого SCR-катализатора и второго SCR-катализатора содержит CeO, пропитанный W, CeZrO, пропитанный W, и ZrO, пропитанный Fe и W.
13. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, в котором первый SCR-катализатор содержит мелкопористое молекулярное сито, предпочтительно имеющее каркасную структуру, выбранную из группы, состоящей из структурных семейств AEI, AFT, CHA, DDR, EAB, ERI, GIS, GOO, KFI, LEV, LTA, MER, PAU, VNI и YUG, более предпочтительно AEI, CHA и LTA.
2
2
2
14. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, в котором второй SCR-катализатор представляет собой крупнопористое молекулярное сито, предпочтительно медьсодержащий бета-цеолит, или нецеолитный материал, выбранный из CeO, пропитанного W, CeZrO, пропитанного W, или ZrO, пропитанного Fe и W.
15. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, в котором отношение длины второй зоны к длине первой зоны в продольном направлении составляет от 1:20 до 1:5, предпочтительно примерно 1:9.
16. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из пп. 1-11, в котором второй SCR-катализатор присутствует на от примерно 10% до примерно 50%, от примерно 10% до примерно 45%, от примерно 10% до примерно 40%, от примерно 10% до примерно 35%, от примерно 10% до примерно 30%, от примерно 10% до примерно 25%, или от примерно 10% до примерно 20% длины монолитного субстрата.
17. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, в котором катализатор окисления содержит благородный металл, предпочтительно платину, палладий или их сочетание.
2
18. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, в котором фильтр имеет плотность ячеек от 100 cpsi до 600 cpsi (15,5-93 ячеек на см).
19. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, в котором средняя минимальная толщина носителя между соседними каналами составляет от 6 до 20 мил (0,015-0,05 см).
20. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, в котором второй SCR-катализатор во второй зоне покрывает стенки второго множества каналов в виде покрытия толщиной от 10 мкм до 80 мкм включительно.
21. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий третью зону, расположенную между первой зоной и второй зоной, где третья зона содержит первый SCR-катализатор, распределенный по всему пористому субстрату, и второй SCR-катализатор, расположенный в слое, который покрывает поверхность пористого субстрата и не распределен по всему пористому субстрату.
22. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по п. 21, в котором третья зона имеет длину до 10%, предпочтительно до 5% от длины монолитного субстрата.
23. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий зазор между по меньшей мере частью: (а) первой зоны и второй зоны; (b) первой зоны и третьей зоны; или (c) третьей зоны и второй зоны.
24. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, в котором отсутствует зазор между по меньшей мере частью: (а) первой зоны и второй зоны; (b) первой зоны и третьей зоны; или (c) третьей зоны и второй зоны.
x
2
25. Каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, в котором каталитический монолит с проточными стенками обеспечивает по меньшей мере одно из улучшенной конверсии NO и пониженного образования NO по сравнению с фильтром с проточными стенками, не имеющим второго SCR-катализатора в виде покрытия во второй зоне.
26. Система очистки выхлопов для очистки потока выхлопных газов сгорания, где система содержит каталитический монолитный фильтр с проточными стенками по любому из предшествующих пунктов, в котором первая торцевая поверхность находится выше по потоку от второй торцевой поверхности.
x
2
27. Система очистки выхлопов по п. 26, где система обеспечивает по меньшей мере одно из улучшенной конверсии NO и пониженного образования NO по сравнению с фильтром с проточными стенками, не имеющим второго SCR-катализатора в виде покрытия во второй зоне.
28. Способ изготовления каталитического монолитного фильтра с проточными стенками по любому из пп. 1-25, где способ включает:
(a) обеспечение пористого субстрата, имеющего первую торцевую поверхность и вторую торцевую поверхность, ограничивающие продольное направление между ними, и первое и второе множества каналов, проходящих в продольном направлении, при этом первое множество каналов открыто на первой торцевой поверхности и закрыто на второй торцевой поверхности, и при этом второе множество каналов открыто на второй торцевой поверхности и закрыто на первой торцевой поверхности;
(b) формирование первой зоны путем избирательного пропитывания пористого субстрата покрытием из пористого оксида, содержащим первый SCR-катализатор,
(с) формирование части второй зоны, содержащей катализатор окисления аммиака, путем избирательного пропитывания пористого субстрата покрытием из пористого оксида, содержащим катализатор окисления аммиака, и
(d) формирование покрытия из второго SCR-катализатора поверх катализатора окисления аммиака во второй зоне, где стенки второго множества каналов покрыты этим покрытием,
при этом стадия (b) может быть осуществлена перед стадией (c), или стадия (c) может быть осуществлена перед стадией (b).
x
29. Способ очистки потока выхлопных газов сгорания, содержащих NO, где способ включает пропускание потока выхлопных газов через монолит по любому из пп. 1-25, в котором первая торцевая поверхность находится выше по потоку, чем вторая торцевая поверхность.
x
2
30. Способ по п. 29, в котором обеспечивается по меньшей мере одно из улучшенной конверсии NO и пониженного образования NO по сравнению с фильтром с проточными стенками, не имеющим второго SCR-катализатора в виде покрытия во второй зоне.