МОНОМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ, СОДЕРЖАЩИЕ РОДИЙ, ЧЕТЫРЕХХОДОВЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ КОНВЕРСИИ ДЛЯ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ВЫБРОСОВ БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

1. Система обработки выбросов ниже по ходу потока от бензинового двигателя прямого впрыска топлива для обработки выхлопного потока, содержащего углеводороды, монооксид углерода, оксиды азота, и частицы, причем система для обработки выбросов содержит:
вплотную смонтированный композит трехходового каталитического нейтрализатора (TWC), содержащий первый каталитический материал TWC на проточной подложке; и
катализированный фильтр для улавливания твердых частиц, расположенный ниже по ходу потока от вплотную смонтированного композита TWC, причем катализированный фильтр для улавливания твердых частиц содержит второй каталитический материал TWC, который проникает в стенки фильтра для улавливания твердых частиц;
где второй каталитический материал TWC содержит родий в качестве единственного металла платиновой группы.
2. Система для обработки выбросов по п. 1, где фильтр для улавливания твердых частиц имеет средний диаметр пор в интервале от около 13 до около 25 мкм.
3. Система для обработки выбросов по п. 1, где фильтр для улавливания твердых частиц имеет толщину стенки в интервале от около 6 мил (152 мкм) до около 14 мил (356 мкм) и непокрытую пористость в интервале от 55 до 70 %, где непокрытая пористость представляет собой процент объема пор фильтра для улавливания твердых частиц относительно объема фильтра для улавливания твердых частиц.
4. Система для обработки выбросов по п. 1, где катализированный фильтр для улавливания твердых частиц имеет покрытую пористость, которая меньше чем непокрытая пористость фильтра для улавливания твердых частиц.
5. Система для обработки выбросов по п. 4, где нет наслаивания каталитического материала на поверхности стенок фильтра для улавливания твердых частиц, за исключением необязательно в областях перекрывающего слоя "washcoat".
6. Система для обработки выбросов по п. 4, где покрытая пористость линейно пропорциональна загрузке композиции "washcoat" каталитического материала TWC.
7. Система для обработки выбросов по п. 4, где покрытая пористость составляет от 75 до 98 % от непокрытой пористости.
8. Система для обработки выбросов по п. 7, где покрытая пористость составляет от 80 до 95 % от непокрытой пористости.
9. Система для обработки выбросов по п. 4, где покрытое противодавление катализированного фильтра для улавливания твердых частиц не наносит ущерба производительности двигателя.
90
10. Система для обработки выбросов по п. 1, где второй каталитический материал TWC содержит средний диаметр частиц d в интервале от около 2,5 до около 8 мкм.
11. Система для обработки выбросов по п. 1, где второй каталитический материал TWC образован из одной композиции "washcoat", которая проникает во входную сторону, выходную сторону, или и ту и другую сторону фильтра для улавливания твердых частиц.
12. Система для обработки выбросов по п. 1, где первый один слой "washcoat" присутствует на входной стороне вдоль до около 0 - 100 % длины по оси фильтра для улавливания твердых частиц от расположенного выше по ходу потока конца, и второй один слой "washcoat" присутствует на выходной стороне вдоль до около 0 - 100 % длины по оси фильтра для улавливания твердых частиц от расположенного ниже по ходу потока конца, где по меньшей мере один из первого и одного слоев "washcoat" присутствует в количестве > 0 %.
13. Система для обработки выбросов по п. 12, где первый один слой "washcoat" присутствует на входной стороне вдоль до около 50 - 100 % длины по оси фильтра для улавливания твердых частиц от расположенного выше по ходу потока конца, и второй один слой "washcoat" присутствует на выходной стороне вдоль до около 50 - 100 % длины по оси фильтра для улавливания твердых частиц от расположенного ниже по ходу потока конца.
14. Система для обработки выбросов по п. 13, где первый один слой "washcoat" присутствует на входной стороне вдоль до около 50 - 55 % длины по оси фильтра для улавливания твердых частиц от расположенного выше по ходу потока конца, и второй один слой "washcoat" присутствует на выходной стороне вдоль до около 50 - 55 % длины по оси фильтра для улавливания твердых частиц от расположенного ниже по ходу потока конца.
15. Система для обработки выбросов по п. 1, где один слой "washcoat" присутствует на входной стороне вдоль до около 100% длины по оси фильтра для улавливания твердых частиц от расположенного выше по ходу потока конца, и на выходной стороне нет слоя "washcoat".
16. Система для обработки выбросов по п. 1, где один слой "washcoat" присутствует на выходной стороне вдоль до около 100% длины по оси фильтра для улавливания твердых частиц от расположенного ниже по ходу потока конца, и на входной стороне нет слоя "washcoat".
3
17. Система для обработки выбросов по п. 1, содержащая второй каталитический материал TWC в количестве в интервале от около 0,17 до около 5 г/дюйм (от около 10 до около 300 г/л).
18. Система для обработки выбросов по п. 1, где второй каталитический материал TWC по существу состоит из родия, оксида церия и композита на основе оксида церия, и оксида алюминия.
19. Катализированный фильтр для улавливания твердых частиц, расположенный в системе обработки выбросов ниже по ходу потока от бензинового двигателя прямого впрыска топлива, для обработки выхлопного потока, содержащего углеводороды, монооксид углерода, оксиды азота, и частицы, и ниже по ходу потока от композита трехходового каталитического нейтрализатора (TWC), содержащего первый каталитический материал TWC на проточной подложке, причем катализированный фильтр для улавливания твердых частиц содержит:
фильтр для улавливания твердых частиц, имеющий толщину стенки в интервале от около 6 мил (152 мкм) до около 14 мил (356 мкм) и пористость в интервале от 55 до 70 %; и
3
второй каталитический материал трехходового каталитического нейтрализатора (TWC) в количестве в интервале от около 0,17 до около 5 г/дюйм (10 - 300 г/л), причем второй каталитический материал TWC содержит родий в качестве единственного металла платиновой группы;
где катализированный фильтр для улавливания твердых частиц имеет покрытую пористость, которая меньше чем непокрытая пористость фильтра для улавливания твердых частиц, и покрытое противодавление, которое является по существу таким же как непокрытое противодавление фильтра для улавливания твердых частиц.
20. Катализированный фильтр для улавливания твердых частиц по п. 19, где:
толщина стенки составляет около 8 мил;
3
количество второго каталитического материала трехходового каталитического нейтрализатора (TWC) находится в интервале от около 0,17 до около 1,5 г/дюйм (10 - 90 г/л), причем второй каталитический материал TWC содержит родий в качестве единственного металла платиновой группы; и
фильтр для улавливания твердых частиц имеет распределение среднего размера пор в интервале от около 13 до около 25 мкм.
21. Способ обработки выхлопного газа, содержащего углеводороды, монооксид углерода, оксиды азота, и частицы, причем способ включает:
получение катализированного фильтра для улавливания твердых частиц по п. 1 или 19; и
расположение катализированного фильтра для улавливания твердых частиц ниже по ходу потока от бензинового двигателя прямого впрыска топлива и композита трехходового каталитического нейтрализатора (TWC), содержащего первый каталитический материал TWC на проточной подложке;
где при работе двигателя, выхлопной газ из бензинового двигателя прямого впрыска топлива контактирует с катализированным фильтром для улавливания твердых частиц.
22. Способ получения системы обработки выбросов для бензинового двигателя прямого впрыска топлива, причем способ включает:
расположение композита трехходового каталитического нейтрализатора (TWC), содержащего первый каталитический материал TWC на проточной подложке, ниже по ходу потока от бензинового двигателя прямого впрыска топлива;
получение катализированного фильтра для улавливания твердых частиц, содержащего второй каталитический материал трехходового каталитического нейтрализатора (TWC), проникающий в стенки фильтра для улавливания твердых частиц, причем фильтр для улавливания твердых частиц имеет толщину стенки в интервале от около 6 мил (152 мкм) до около 14 мил (356 мкм) и пористость в интервале от 55 до 70%, и второй каталитический материал TWC содержит родий в качестве единственного металла платиновой группы;
расположение катализированного фильтра для улавливания твердых частиц ниже по ходу потока от композита TWC.