專利名稱：帶催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器以及用于減小柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中通過(guò)柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器濾出的柴油機(jī)炭煙的點(diǎn)燃溫度或氧化溫度的方法。
背景技術(shù)：
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出這里被稱作“柴油機(jī)炭煙”的炭煙顆粒。已研制出了柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器；例如參見(jiàn)Doty、Moyer和Hughes的美國(guó)專利5,098,455，涉及從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中過(guò)濾柴油機(jī)炭煙。許多現(xiàn)有技術(shù)的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器采用裝在金屬板殼體中的蜂窩狀過(guò)濾器元件。蜂窩狀過(guò)濾器元件具有進(jìn)口端和出口端以及在進(jìn)口端和出口端之間延伸的多個(gè)小室，小室具有多孔壁。按照設(shè)計(jì)好的式樣，進(jìn)口端總體數(shù)目的一部分小室被堵住，剩余的小室在出口端被堵住，從而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流過(guò)過(guò)濾器元件的多孔壁，從而柴油機(jī)炭煙可以從排氣中濾出到過(guò)濾器元件的多孔壁之上以及之內(nèi)。如Domesle等人的美國(guó)專利4,515,758所述，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作條件下的排氣溫度不足以燃燒積炭。因此，穿過(guò)過(guò)濾器的排氣的背壓隨時(shí)間會(huì)增加到不能接受的程度。
針對(duì)柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器中積炭問(wèn)題的一種解決方案是周期性地增加排氣溫度，例如通過(guò)電加熱排氣或者通過(guò)燃燒排氣中的輔助燃料，以點(diǎn)燃并燒掉過(guò)濾器中的積炭。然而，加熱排氣以解決過(guò)濾器中積炭問(wèn)題會(huì)增加柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃油消耗。
一種針對(duì)過(guò)濾器中積炭問(wèn)題的更有效的解決方案是給過(guò)濾器涂覆催化劑，其可降低積炭的點(diǎn)燃溫度或氧化溫度。例如，上述提到的4,515,758專利給柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器涂覆了一種催化劑，以降低積炭的點(diǎn)燃溫度或氧化溫度，其中所述的催化劑選自氧化鋰、氯化銅、氧化釩/堿金屬氧化物的組合物、堿金屬或鈰的釩酸鹽、或者銀或堿金屬的高錸酸鹽，優(yōu)選是鈉或銀的高錸酸鹽，或者是這些物質(zhì)的混合物。Manson的美國(guó)專利6,248,689公開(kāi)了一種包括有鉑族金屬(PGM’s)的催化劑，其能足夠降低點(diǎn)燃溫度或氧化溫度，從而使得帶催化劑的柴油機(jī)煙炭過(guò)濾器在最高柴油機(jī)排氣溫度下能夠?qū)崿F(xiàn)自再生。
除了過(guò)去致力于研制帶催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器以降低所收集炭煙的點(diǎn)燃溫度和氧化溫度外，還要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)一步進(jìn)行研究以發(fā)現(xiàn)是否能采用更便宜催化劑的帶催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)帶催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器上述問(wèn)題的解決方案，或者至少部分的解決方案。更具體地說(shuō)，本發(fā)明是一種改進(jìn)的帶催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器，包括有涂覆催化劑的多孔過(guò)濾器元件，從而當(dāng)柴油機(jī)排氣穿過(guò)多孔過(guò)濾器元件時(shí)，柴油機(jī)排氣中的柴油機(jī)炭煙被沉積而接觸催化劑，從而降低沉積的柴油機(jī)炭煙的點(diǎn)燃溫度或氧化溫度(相對(duì)于未涂覆的多孔過(guò)濾器元件降低點(diǎn)燃溫度或氧化溫度)。該改進(jìn)包括催化劑含有堿金屬(優(yōu)選為鉀)、鈰和氧。催化劑中堿金屬和鈰的摩爾比為0.5到5。多孔過(guò)濾器元件可以是例如多孔碳化硅、堇青石，或者更優(yōu)選地針狀莫來(lái)石。催化劑涂覆在多孔過(guò)濾器元件上的量?jī)?yōu)選在每升多孔過(guò)濾器元件10到600克催化劑的范圍內(nèi)(更優(yōu)選地在25到100克范圍內(nèi))。如果需要的話，催化劑可以含有鉑族金屬。催化劑可以通過(guò)從含有鉀和鈰離子的水溶液蒸發(fā)水而產(chǎn)生的，以生產(chǎn)固體殘余物，然后該殘余物被燒結(jié)以將鉀和鈰轉(zhuǎn)化成確信含有鉀和鈰氧化物的組合物。催化劑中鉀的量?jī)?yōu)選在10到25重量百分比的范圍內(nèi)，鈰的量?jī)?yōu)選在約30到約70重量百分比的范圍內(nèi)。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種降低從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中濾出的柴油機(jī)炭煙的點(diǎn)燃溫度或氧化溫度的方法。該方法包括將排氣接觸催化劑的步驟，催化劑包括堿金屬、鈰和氧，催化劑中堿金屬和鈰的摩爾比為0.5到5。優(yōu)選地，催化劑涂覆在多孔過(guò)濾器元件上，例如多孔碳化硅、堇青石，或者更優(yōu)選地針狀莫來(lái)石。催化劑涂覆在多孔過(guò)濾器元件上的量?jī)?yōu)選在每升多孔過(guò)濾器元件10到600克催化劑的范圍內(nèi)(更優(yōu)選地在25到100克的范圍內(nèi))。如果需要的話，催化劑可以含有鉑族金屬。催化劑可以通過(guò)從含有鉀和鈰離子的水溶液蒸發(fā)水而產(chǎn)生，以生產(chǎn)固體殘余物，然后該殘余物被燒結(jié)。催化劑中鉀的量?jī)?yōu)選在10到25重量百分比的范圍內(nèi)，鈰的量?jī)?yōu)選在約30到約70重量百分比的范圍內(nèi)。


圖1示出了一種浸在含有鉀、鈰離子的水溶液中以產(chǎn)生浸潤(rùn)過(guò)濾器元件的多孔針狀莫來(lái)石過(guò)濾器元件；圖2示出了圖1中浸潤(rùn)過(guò)濾器元件，其被置于120攝氏度的爐子中以形成干燥過(guò)濾器元件；圖3示出了圖2的干燥過(guò)濾器元件，其被置于650攝氏度的爐子內(nèi)以形成燒結(jié)過(guò)濾器元件；圖4示出了圖3的燒結(jié)過(guò)濾器元件，其安裝在具有進(jìn)口和出口的金屬板殼體中，從而從殼體進(jìn)口進(jìn)入的柴油機(jī)排氣穿過(guò)過(guò)濾器元件再?gòu)臍んw出口排出；圖5示出了本發(fā)明炭黑和催化劑混合物的熱解重量分析圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，其中示出了一個(gè)2.5升總體積的多孔針狀莫來(lái)石過(guò)濾器元件10，其浸潤(rùn)在含有鉀離子和鈰離子的水溶液11中以產(chǎn)生浸潤(rùn)過(guò)濾器元件。過(guò)濾器元件10是根據(jù)美國(guó)專利5,098,455和PCT公開(kāi)文獻(xiàn)WO03/082773A1的教導(dǎo)制出的，在這里引用其全部?jī)?nèi)容作為參考。水溶液11是通過(guò)將60g的碳酸鉀溶于半升一摩爾的硝酸鈰(IV)溶液(AlfaAesar)中而制得。針狀莫來(lái)石過(guò)濾器元件通過(guò)毛細(xì)吸引作用將該水溶液吸附到其多孔壁上。可以理解，盡管在本發(fā)明的催化劑中鉀是優(yōu)選的堿金屬，但是可以理解能夠使用任意的堿金屬(除了鈁)。
現(xiàn)在參考圖2，其中示出了圖1中潤(rùn)濕了的過(guò)濾器元件，被放置在120攝氏度的爐子13中以將水分從過(guò)濾器元件中蒸發(fā)，以形成干燥的過(guò)濾器元件12?？梢岳斫庠撎囟ǖ母稍餃囟炔皇潜景l(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)?，F(xiàn)在參考圖3，其中示出了圖2中的干燥過(guò)濾器元件被放置爐子14中被加熱到650攝氏度(從室溫以每分鐘5度的速率加熱)，以形成燒結(jié)的過(guò)濾器元件15。可以理解該本發(fā)明所用的特定燒結(jié)溫度不是關(guān)鍵點(diǎn)，例如但不局限于該燒結(jié)溫度可以是在200攝氏度到1000攝氏度的范圍。
燒結(jié)過(guò)濾器元件具有針狀莫來(lái)石的壁面，上面涂覆由包含鉀、鈰和氧的催化劑。催化劑的鉀含量約為27重量百分比。催化劑的鈰含量約為56重量百分比。催化劑的氧含量約為17重量百分比。該燒結(jié)的過(guò)濾器元件含有約125克的催化劑。
催化劑的確切性質(zhì)并不可知，但是制造和使用本發(fā)明無(wú)需知道其性質(zhì)。據(jù)信，催化劑中含有氧化鈰相和包括堿金屬/氧化鈰的相(phase)。
現(xiàn)在參考圖4，其中示出了圖3的燒結(jié)過(guò)濾器元件15安裝在一金屬板殼體16內(nèi)以形成本發(fā)明的改進(jìn)的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器，其具有排氣進(jìn)口17和排氣出口18，從而柴油機(jī)的排氣被導(dǎo)向至殼體的進(jìn)口并穿過(guò)過(guò)濾器元件的多孔壁然后穿出出口。
評(píng)價(jià)本發(fā)明催化劑的便捷方法是熱解重量分析法(TGA)。本發(fā)明的催化劑可通過(guò)共同熔融堿金屬硝酸鹽和硝酸鈰六水合物并接著在850攝氏度下燒結(jié)十二個(gè)小時(shí)而制得。TGA樣品可以通過(guò)，例如，在機(jī)械混合器中混合125毫克粉末催化劑與10毫克碳黑(例如來(lái)自Cabot公司的Regal 330R碳黑)而制得。混合物的熱解重量分析法可以在空氣中進(jìn)行，方法是在保持150攝氏度十分鐘之后，以每分鐘10攝氏度進(jìn)行加熱直至650攝氏度。
現(xiàn)參考圖5，其中示出了這種混合物的熱解重量分析圖，其中堿金屬是鉀，且鉀的百分比是催化劑中鉀/鈰氧化物的10％。圖5中虛線示出了混合物隨溫度升高的重量損失。圖5中實(shí)線示出了重量損失曲線的一次導(dǎo)數(shù)(first derivative)。初始溫度是圖5導(dǎo)數(shù)曲線的A點(diǎn)，且被確定為導(dǎo)數(shù)曲線上值為每攝氏度0.02％處的溫度，最大速率溫度是圖5中導(dǎo)數(shù)曲線的B點(diǎn)，且確定為導(dǎo)數(shù)曲線的最大值。完成溫度是圖5中重量損失曲線的C點(diǎn)，且確定為是在300攝氏度到600攝氏度之間達(dá)到最大重量損失百分比為95％時(shí)的溫度。
下表列出了本發(fā)明的各種不同的催化劑組合物以及比較催化劑組合物的這種數(shù)據(jù)。下表中最大速率數(shù)據(jù)是每攝氏度損失重量百分比中最大速率溫度時(shí)的重量損失速率。

針狀莫來(lái)石由于其高孔率和耐久性而成為多孔過(guò)濾器元件的優(yōu)選材料。然而，應(yīng)當(dāng)理解在本發(fā)明中可以使用任意適合的多孔過(guò)濾材料，包括，例如黏結(jié)的金屬纖維如黏結(jié)鎳?yán)w維，以及多孔陶瓷材料如多孔碳化硅、多孔堇青石、PCT公開(kāi)文獻(xiàn)WO2004/011386A1中的鈦酸鋁基材料、PCT公開(kāi)文獻(xiàn)WO2004/011124A1中莫來(lái)石-鈦酸鋁基材料、PCT公開(kāi)文獻(xiàn)WO03/078352A1中的鍶長(zhǎng)石鈦酸鋁基材料以及PCT公開(kāi)文獻(xiàn)WO03/051488A1中的堇青石組合物材料。
涂覆于多孔過(guò)濾器元件上的催化劑的量?jī)?yōu)選為每升多孔過(guò)濾器元件用十到六百克的催化劑。術(shù)語(yǔ)“每升多孔過(guò)濾器元件”指的是過(guò)濾器元件的總體積而不是過(guò)濾器元件壁的體積。當(dāng)涂覆于多孔過(guò)濾器元件上的催化劑量超過(guò)約每升多孔過(guò)濾器元件六百克催化劑時(shí)，多孔過(guò)濾器元件的孔隙率通常就會(huì)減少到不可接受的數(shù)值。當(dāng)涂覆于多孔過(guò)濾器元件上的催化劑量少于每升多孔過(guò)濾器元件約十克催化劑時(shí)，則點(diǎn)火溫度或氧化溫度通常不會(huì)減少到可接受的數(shù)值和/或系統(tǒng)的工作壽命也可能會(huì)較短。應(yīng)予理解的是，術(shù)語(yǔ)“點(diǎn)火溫度”和術(shù)語(yǔ)“氧化溫度”在此是可互換使用的。
涂覆在多孔過(guò)濾器元件上的催化劑的量更優(yōu)選在每升多孔過(guò)濾器元件二十五到一百克催化劑的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，催化劑均勻涂覆在多孔過(guò)濾器元件上。這里?！熬鶆虻亍笔侵竿扛苍诙嗫走^(guò)濾器元件外部上的催化劑大約是所述過(guò)濾器元件中心附近催化劑的量的30％。優(yōu)選涂覆在過(guò)濾器元件外部的催化劑是過(guò)濾器元件中心附近催化劑的20％內(nèi)，更優(yōu)選地在15％內(nèi)，最優(yōu)選在10％內(nèi)。進(jìn)一步優(yōu)選地是涂層厚度小于多孔過(guò)濾器元件纖維或顆粒的最小平均尺寸。
本發(fā)明催化劑中使用的堿金屬、鈰和氧的相對(duì)量很重要。催化劑的堿金屬與鈰的摩爾比應(yīng)當(dāng)在0.5到5的范圍內(nèi)。更優(yōu)選地，堿金屬是鉀，且鉀在催化劑中的量在十到約二十五催化劑重量百分比的范圍內(nèi)，鈰的量在催化劑中在約七十到約三十重量百分比的范圍內(nèi)。然而，鈰的量可以在催化劑的約8到約七十重量百分比的范圍內(nèi)。最優(yōu)選地，催化劑包括大于七十重量百分比的鉀和鈰。然而，可以理解催化劑可以包括其它元素，例如鎂、鋯、鈰以外的稀土元素、或者鉑族金屬。
在本發(fā)明的催化劑中添加鉑族金屬可以降低本發(fā)明柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器排出的一氧化碳和碳?xì)浠衔锏牧?。鉑族金屬可以加入到本發(fā)明的催化劑中，例如，在前述過(guò)程中將作為硝酸鹽的金屬加入到鉀和鈰的水溶液中。盡管這樣添加的鉑族金屬的量可以在例如催化劑的一到二十重量百分比的范圍內(nèi)，優(yōu)選這樣添加的鉑族金屬的量在催化劑的一到二重量百分比的范圍內(nèi)，因?yàn)樘砑鱼K族金屬到催化劑中會(huì)增加成本。
應(yīng)當(dāng)理解當(dāng)鉑(或其它鉑族金屬例如鈀、銠、銥、釕或鋨)用在本發(fā)明中時(shí)，鉑可以只在柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器的出口通道處進(jìn)行沖洗涂覆(wash coat)，或者鉑可以只在柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器的出口端部分處進(jìn)行沉積。除了鉑族金屬中或者取代鉑族金屬，銀或金可以用在本發(fā)明中。
實(shí)施例1上文參考圖1-4介紹的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器安裝在1.9升移動(dòng)四缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中。通過(guò)以最大負(fù)載的20％、2500rpm以及恒定EGR速率運(yùn)轉(zhuǎn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)使炭煙沉積在過(guò)濾器上。過(guò)濾器進(jìn)口的排氣溫度低于250℃。炭煙過(guò)濾效率大于95％。
催化劑活性由確定獲得連續(xù)再生所需的過(guò)濾器進(jìn)口溫度來(lái)進(jìn)行評(píng)估。對(duì)于給定發(fā)動(dòng)機(jī)在特定條件下(2500rpm，34ft-lbs轉(zhuǎn)矩)，過(guò)濾器上的炭煙載荷在2到4g/l之間，連續(xù)再生是通過(guò)增加排氣溫度到使過(guò)濾器背壓保持恒定的溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在確定連續(xù)再生溫度(CRT)期間，一個(gè)串聯(lián)電子煤氣加熱器安裝在過(guò)濾器之前的排氣管路上。該電子加熱器用于增加排氣溫度而不改變排氣組合物或者發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件。排氣溫度從250℃按照50℃逐步增加直到可觀察到過(guò)濾器產(chǎn)生壓降。連續(xù)再生溫度是400攝氏度。
比較實(shí)施例1為了比較，現(xiàn)有技術(shù)的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器連接到實(shí)施例1的上述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)上?，F(xiàn)有技術(shù)柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器的過(guò)濾器元件和本發(fā)明的上述柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器的過(guò)濾器元件相同，但是現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)濾器元件沒(méi)有涂覆催化劑。連續(xù)再生溫度是500攝氏度。實(shí)施例1中加熱排氣到400攝氏度所需的電能(或者輔助燃料的量)小于加熱該比較實(shí)施例1的排氣到500攝氏度所需的電能(或者輔助燃料的量)。因此，用本發(fā)明的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器可以使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)更有效地工作。
實(shí)施例2實(shí)施例1的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器再次安裝到上述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)上。關(guān)閉電排氣加熱器的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，直到柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器的收集到約16克柴油機(jī)炭煙。炭煙收集效率達(dá)到約98％。在收集十六克炭煙的過(guò)程中背壓從大約12英寸水柱增加到大約24英寸水柱。然后柴油機(jī)的排氣溫度用電排氣加熱器加熱10分鐘到500攝氏度。當(dāng)進(jìn)入到過(guò)濾器中的排氣加熱10分鐘到500攝氏度時(shí)，因?yàn)樘繜熢谶^(guò)濾器中以快于過(guò)濾器炭煙累積的速率被氧化，所以背壓降低到大約12英寸水柱。在關(guān)閉電排氣加熱器后，背壓然后從大約12英寸水柱增加到大約24英寸水柱。然后再次打開(kāi)電排氣加熱器，將排氣加熱10分鐘到500攝氏度以點(diǎn)燃過(guò)濾器內(nèi)的積炭。
周期性地將排氣加熱10分鐘到500攝氏度所需的電能(或者輔助燃料的量)小于實(shí)施例1中連續(xù)加熱排氣到400攝氏度所需的電能(或輔助燃料的量)。因而，周期性排氣加熱工作模式在本發(fā)明中是優(yōu)選的。
實(shí)施例3重復(fù)實(shí)施例1的過(guò)程，但過(guò)濾器元件涂覆含有一重量百分比的鉑的、相同重量和組分的催化劑。系統(tǒng)的“連續(xù)再生溫度”和實(shí)施例1系統(tǒng)中的相同。
結(jié)論結(jié)論，盡管本發(fā)明是結(jié)合其優(yōu)選實(shí)施例來(lái)描述的，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不局限于此，而是涵蓋所有包括在由權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍內(nèi)的變型、改型以及等效物。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的帶有催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器，包括有涂覆催化劑的多孔過(guò)濾器元件，從而當(dāng)柴油機(jī)排氣穿過(guò)該多孔過(guò)濾器元件時(shí)，柴油機(jī)排氣中的柴油機(jī)炭煙被沉積而接觸催化劑，從而降低沉積的柴油機(jī)炭煙的點(diǎn)燃溫度或氧化溫度，其中改進(jìn)包括催化劑包括堿金屬、鈰和氧，催化劑中堿金屬和鈰的摩爾比為0.5到5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的帶有催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器，其特征在于所述催化劑中鈰的量大于催化劑的約8重量百分比，催化劑中氧的量大于催化劑的約5重量百分比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的帶有催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器，其特征在于所述多孔過(guò)濾器元件包括從碳化硅、堇青石或莫來(lái)石中選擇的陶瓷材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的帶有催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器，其特征在于所述多孔過(guò)濾器元件包括針狀莫來(lái)石，其中催化劑涂覆在多孔過(guò)濾器元件上的量在每升多孔過(guò)濾器元件中10到1000克催化劑的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的帶有催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器，其特征在于所述催化劑還包括從鉑族金屬、銀或金中選擇的金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改進(jìn)的帶有催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器，其特征在于所述催化劑還包括從鉑族金屬、銀或金中選擇的金屬。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的帶有催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器，其特征在于所述催化劑是通過(guò)從鉀和鈰的水溶液中蒸發(fā)水而制備的，以生產(chǎn)固體殘余物，該固體殘余物然后被燒結(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改進(jìn)的帶有催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器，其特征在于所述催化劑是通過(guò)從鉀和鈰的水溶液中蒸發(fā)水而制備的，以生產(chǎn)固體殘余物，該固體殘余物然后被燒結(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的帶有催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器，其特征在于所述堿金屬包括鉀，且催化劑中鉀的量在10到約25重量百分比的范圍內(nèi)，鈰的量在約30到約70重量百分比的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改進(jìn)的帶有催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器，其特征在于所述堿金屬包括鉀，且催化劑中鉀的量在10到約25重量百分比的范圍內(nèi)，鈰的量在約30到約70重量百分比的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的改進(jìn)的帶有催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器，其特征在于涂覆在多孔過(guò)濾器元件的催化劑的量在每升多孔過(guò)濾器元件中25到100克的范圍內(nèi)。
12.一種降低從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中濾出的柴油機(jī)炭煙的點(diǎn)燃溫度或氧化溫度的方法，包括將排氣接觸催化劑的步驟，所述催化劑包括堿金屬、鈰和氧，催化劑中堿金屬和鈰的摩爾比為0.5到5。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于催化劑中鈰的量大于催化劑的約8重量百分比，催化劑中氧的量大于催化劑的約5重量百分比。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于所述催化劑涂覆在多孔陶瓷支撐上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于涂覆在多孔陶瓷支撐上的催化劑的量為每升多孔陶瓷支撐中10到600克催化劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于所述催化劑還包括從鉑族金屬、銀或金中選擇的金屬。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于所述催化劑還包括從鉑族金屬、銀或金中選擇的金屬。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于所述催化劑是從通過(guò)鉀和鈰的水溶液中蒸發(fā)水而制備的，以生產(chǎn)固體殘余物，該固體殘余物然后被燒結(jié)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于所述催化劑是通過(guò)從鉀和鈰的水溶液中蒸發(fā)水而制備的，以生產(chǎn)固體殘余物，該固體殘余物然后被燒結(jié)。
20.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于所述堿金屬為鉀，且催化劑中鉀的量在10到約25重量百分比的范圍內(nèi)，鈰的量在約30到約70重量百分比的范圍內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于所述堿金屬為鉀，且催化劑中鉀的量在10到約25重量百分比的范圍內(nèi)，鈰的量在約30到約70重量百分比的范圍內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于涂覆在多孔過(guò)濾器元件的催化劑的量在每升多孔過(guò)濾器元件中25到100克的范圍內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的改進(jìn)的帶有催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器，其特征在于所述催化劑還包括鋯。
24.一種柴油機(jī)炭煙催化劑包括堿金屬、鈰和氧，所述催化劑中堿金屬和鈰的摩爾比為0.5到5。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的柴油機(jī)炭煙催化劑，其特征在于柴油機(jī)炭煙催化劑還包括鋯。
全文摘要
一種帶催化劑的柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器和方法。該柴油機(jī)炭煙過(guò)濾器包括有一種涂覆催化劑的多孔過(guò)濾器元件，從而當(dāng)柴油機(jī)排氣穿過(guò)多孔過(guò)濾器元件時(shí)，柴油機(jī)排氣中的柴油機(jī)炭煙被沉積而接觸催化劑，從而降低沉積的柴油機(jī)炭煙的點(diǎn)燃溫度或氧化溫度。催化劑是堿金屬和氧化鈰。催化劑中堿金屬和鈰的摩爾比為0.5到5。
文檔編號(hào)B01J23/58GK101039736SQ200580034678
公開(kāi)日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2005年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月13日
發(fā)明者F·毛, C·G·李, R·齊巴思 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)公司