專利名稱：用于在使用被動氨scr的廢氣后處理系統(tǒng)中進行氮氧化物氧化的催化材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所述技術(shù)領(lǐng)域廣義地涉及處理貧燃發(fā)動機產(chǎn)生的廢氣的廢氣后處理系統(tǒng)，更具體地說，涉及用來在使用被動(passively)產(chǎn)生的氨(NH3)將氮氧化物(NOx)還原成氮氣(N2) 的氨選擇性催化還原(NH3-SCR)催化劑的上游將一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2)的催化材料。
背景技術(shù)：
貧燃火花點火發(fā)動機主要被供給和燃燒空氣和燃料的貧油混合氣(富氧的混合物)，以實現(xiàn)更有效的燃料經(jīng)濟性。在貧燃操作期間從這種發(fā)動機排放的廢氣可能包括相對高含量的氮氣( )和氧氣(O2)，相對低含量的一氧化碳(CO)和未燃燒的/部分燃燒的烴 (HC)，和少量的氮氧化物(主要由NO和NO2組成)(總稱為氮氧化物，NOx)。所述廢氣的NOx 成分在約50-1500ppm之間起伏，并通常包含含量遠遠大于NO2的N0，以及標(biāo)稱量的N20。熱發(fā)動機廢氣可能達到高達900°C的溫度，在排放到大氣以前經(jīng)常需要對其進行處理。可以將廢氣后處理系統(tǒng)與貧燃發(fā)動機相連，以幫助去除存在于所述貧燃發(fā)動機廢氣中的不希望的氣體排放物。所述廢氣后處理系統(tǒng)可以構(gòu)造成從所述貧燃發(fā)動機接收廢氣流，并通常致力于協(xié)作進行(1)氧化CO成二氧化碳(CO2), (2)氧化烴形成二氧化碳和水 (H2O),和(3)將氮氧化物轉(zhuǎn)化為隊和02。將氮氧化物還原成氮氣通常是最難以推進的廢氣反應(yīng)，因為貧燃發(fā)動機廢氣的熱、富含氧和低還原劑含量性質(zhì)非常不利于所述反應(yīng)的動力學(xué)。使用特殊催化組分的各種廢氣后處理系統(tǒng)足以推進除去一氧化碳、烴和氮氧化物，以使得排放到外界環(huán)境中的廢氣包含更合乎需要的化學(xué)組成。例如，NH3-SCR催化劑可以包括在所述廢氣后處理系統(tǒng)中，以幫助還原NOx成N2。所述NH3-SCR催化劑可以刷涂到載體基材上并位于所述廢氣的流徑上。在所述NH3-SCR催化劑上游，可以向所述貧燃發(fā)動機排放的廢氣引入氨并混合。將NH3引入所述貧燃發(fā)動機廢氣的一種方法是在所述貧燃發(fā)動機中周期性地燃燒空氣和燃料的化學(xué)計量混合氣或富油混合氣；和使所產(chǎn)生的富燃發(fā)動機廢氣經(jīng)過包含三元催化劑的催化轉(zhuǎn)化器，以從原位(native) NOx和吐被動產(chǎn)生NH3。所述NH3隨后被NH3-SCR催化劑吸收，在此其可用于在仏存在下將所述發(fā)動機廢氣所含的NOx選擇性還原成隊。未反應(yīng)的或過量的NH3可以仍然吸收在所述 NH3-SCR催化劑中，用于隨后消耗。從原位NOx被動產(chǎn)生NH3在有些情況下可以免于需要將 NH3或脲存貯在機載儲罐中，后者需要監(jiān)測、定時再填充和通過噴射器件主動投配NH3或脲進入所述廢氣。進料到所述NH3-SCR催化劑中的NO與NO2的摩爾比可以影響低溫NOx轉(zhuǎn)化。在所述NO與NO2的摩爾比遠低于所述貧燃發(fā)動機產(chǎn)生的NO與NO2的摩爾比時，許多NH3-SCR催化劑更有效地將NOx轉(zhuǎn)化為隊。更低的NO與NO2進料摩爾比可以通過將用于氧化NO成NO2 的氧化催化劑放置于所述NH3-SCR催化劑的上游而實現(xiàn)。常規(guī)的氧化催化劑如柴油機氧化催化劑或二元催化劑通常包含鉬族金屬(PGM)的結(jié)合。但是，用于制備所述氧化催化材料的PGM (最著名的是鉬和鈀)相當(dāng)昂貴。所使用的部分PGM在有些情況下展現(xiàn)出差的熱耐受性，并在暴露于高溫發(fā)動機廢氣時喪失一些催化活性。在用于貧燃發(fā)動機的廢氣后處理系統(tǒng)中使用NH3-SCR催化劑對于從所述發(fā)動機的廢氣中去除NOx是有吸引力但又有挑戰(zhàn)的一種選擇。這種器件經(jīng)常配套上游氧化催化劑，以促進低溫下的NOx轉(zhuǎn)化。然而，常規(guī)的氧化催化劑主要包含昂貴的并且耐受性不足的 PGM。因此，不斷需要對與NOx除去相關(guān)的廢氣后處理和NH3-SCR技術(shù)進行創(chuàng)新開發(fā)，以幫助前進到本技術(shù)領(lǐng)域或其他相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的前列。

發(fā)明內(nèi)容
接收來自于燃燒空氣/燃料混合物的貧燃發(fā)動機的廢氣流的廢氣后處理系統(tǒng)可以包括三元催化劑、氧化催化劑和NH3-SCR催化劑。在所述空氣/燃料混合物從貧向富循環(huán)時，所述三元催化劑從包含在所述廢氣流中的原位NOx和吐被動產(chǎn)生NH3。所產(chǎn)生的NH3 被所述NH3-SCR催化劑所吸收。隨后在所述發(fā)動機中燃燒的所述空氣/燃料混合物循環(huán)回貧時，所吸收的NH3被消耗，以將NOx還原為隊。所述氧化催化劑(其可以位于所述NH3-SCR 催化劑的上游)包括鈣鈦礦氧化物顆粒，其運行以降低進料到所述NH3-SCR催化劑的NOx中的NO與NO2的摩爾比，以增加低溫NOx轉(zhuǎn)化效率。本發(fā)明的其它示例性的和更詳細的實施方案通過下述詳細說明變得更明顯。具體地說，本發(fā)明涉及以下內(nèi)容
1. 一種用于去除在被供給和燃燒空氣/燃料混合物的貧燃發(fā)動機產(chǎn)生的廢氣流中所包含的氣體排放物的廢氣后處理系統(tǒng)，所述廢氣后處理系統(tǒng)包括 三元催化劑；
設(shè)置在所述三元催化劑下游的氧化催化劑，所述氧化催化劑包含含量為約50-200克/ 升的鈣鈦礦氧化物顆粒；和
設(shè)置在所述氧化催化劑下游的氨選擇性催化還原(NH3-SCR)催化劑，所述NH3-SCR催化劑在所述空氣/燃料混合物在化學(xué)計量上為富時能吸收NH3,并在所述空氣/燃料混合物在化學(xué)計量上為貧時將NOx還原成隊。2.第1項所述的廢氣后處理系統(tǒng)，其中所述氧化催化劑包括的鈣鈦礦氧化物顆粒包括 LaCoOyLiici.DSraiCoOyLaMnOyLiia9SraiMnOy Lai^eO3 或 Leici. 9SrQ. !FeO3 中的至少一種。3.第1項所述的廢氣后處理系統(tǒng)，其中鈣鈦礦氧化物顆粒的含量為約100-150克/升。4.第1項所述的廢氣后處理系統(tǒng)，其中所述氧化催化劑不包括任何鉬族金屬。5.第1項所述的廢氣后處理系統(tǒng)，其中所述三元催化劑包括鉬、鈀和銠的結(jié)合。6.第1項所述的廢氣后處理系統(tǒng)，其中所述NH3-SCR催化劑包括與Na、Ba、V、Ti、 W、Cu、Fe的至少一種或其組合進行離子交換的離子交換基材-金屬沸石。7.第1項所述的廢氣后處理系統(tǒng)，其中所述氧化催化劑還包括一種基材，其上刷涂有所述鈣鈦礦氧化物顆粒。8.第7項所述的廢氣后處理系統(tǒng)，其中所述基材包括沸石；氧化鈰與氧化鋯的混合物或氧化鋁中的至少一種。9. 一種方法，其包括提供貧燃火花點火發(fā)動機，其被供給和燃燒空氣和燃料的混合物(空氣/燃料混合物)， 以產(chǎn)生包含一氧化碳(CO)、未燃燒的和/或部分燃燒的烴(HC)和氮氧化物(NOx)的廢氣流， 所述氮氧化物包含一定摩爾比的NO和NO2 ；
輸送所述廢氣流到一個廢氣后處理系統(tǒng)，所述廢氣后處理系統(tǒng)包括三元催化劑、設(shè)置在所述三元催化劑下游的氧化催化劑和設(shè)置在所述氧化催化劑下游的氨選擇性催化還原 (NH3-SCR)催化劑，所述氧化催化劑包括含量為約50-200克/升的鈣鈦礦氧化物顆粒，所述 NH3-SCR催化劑在所述廢氣流呈現(xiàn)還原環(huán)境時能吸收NH3并在所述廢氣流呈現(xiàn)氧化環(huán)境時在NH3-SCR所吸收的NH3的存在下將NOx還原成隊；
供應(yīng)所述空氣/燃料混合物到在化學(xué)計量上為貧的所述貧燃火花點火發(fā)動機，以在所述廢氣流中呈現(xiàn)氧化環(huán)境，并在所述三元催化劑上氧化CO和HC、在所述氧化催化劑上氧化 NO形成NO2,并在NH3-SCR催化劑包含吸收的NH3時在所述NH3-SCR催化劑上還原NOx形成 N2 ；和
使所述空氣/燃料混合物從貧向富循環(huán)，以在所述廢氣流中呈現(xiàn)還原環(huán)境并在所述三元催化劑上被動形成NH3并使所述NH3流通跨越所述氧化催化劑并到達所述NH3-SCR催化劑以被所述NH3-SCR催化劑吸收。10.第9項所述的方法，其中所述氧化催化劑包括的鈣鈦礦氧化物顆粒包括 LaCo03、La0 9Sr0. !CoO” LaMnO3> La0 9Sr0.聊03、LaFeO3 或 La0 9Sr0. !FeO3 中的至少一種。11.第9項所述的方法，其中鈣鈦礦氧化物顆粒的含量為約100-150克/升。12.第9項所述的方法，其中{所述三元催化劑包括鉬、鈀和銠的結(jié)合，并且所述 NH3-SCR催化劑包括與Na、Ba、V、Ti、W、Cu、Fe的至少一種或其組合進行離子交換的離子交換基材-金屬沸石。13.第9項所述的方法，其中在提供給所述貧燃火花點火發(fā)動機的所述空氣/燃料混合物在化學(xué)計量上為貧時，所述氧化催化劑氧化NO形成NO2使得輸送給所述NH3-SCR 催化劑的廢氣流中NO與NO2的摩爾比為約0. 33-1。14.第9項所述的方法，其中所述氧化催化劑還包括一種基材，其上刷涂有所述鈣鈦礦氧化物顆粒，所述基材包括沸石、氧化鈰與氧化鋯的混合物或氧化鋁中的至少一種。15. 一種方法，其包括
向貧燃火花點火發(fā)動機提供空氣和燃料的混合物(空氣/燃料混合物)，所述空氣/燃料混合物在化學(xué)計量上為貧；
在所述貧燃火花點火發(fā)動機中燃燒所述在化學(xué)計量上為貧的空氣/燃料混合物，以產(chǎn)生呈現(xiàn)氧化環(huán)境的第一廢氣流，所述第一廢氣流包含一氧化碳(Co)、未燃燒的和/或部分燃燒的烴(HC)和氮氧化物(NOx)，所述氮氧化物包含摩爾比大于約4的NO和NO2 ； 將第一廢氣流輸送到三元催化劑，以氧化CO和HC ；
將第一廢氣流輸送到包含鈣鈦礦氧化物顆粒的氧化催化劑，以氧化NO形成NO2并降低 NO與NO2的摩爾比到約0. 33-1，所述氧化催化劑設(shè)置在所述三元催化劑的下游；
輸送第一廢氣流到氨選擇性催化還原(NH3-SCR)催化劑，以還原NOx形成隊，所述 NH3-SCR催化劑包括一定量的吸收NH3,其在第一廢氣流的氧化環(huán)境中還原NOx形成隊，所述 NH3-SCR催化劑設(shè)置在所述氧化催化劑的下游；和
通過使所述空氣/燃料混合物從在化學(xué)計量上為貧向在化學(xué)計量上為富循環(huán)以添補在所述NH3-SCR催化劑中吸收的NH3的量，以產(chǎn)生呈現(xiàn)還原環(huán)境的第二廢氣流，并輸送所述第二廢氣流到所述三元催化劑以被動產(chǎn)生NH3,以被所述NH3-SCR催化劑吸收。16.第15項所述的方法，其中所述氧化催化劑包括的鈣鈦礦氧化物顆粒包括 LaCo03、La0 9Sr0. !CoO” LaMnO3> La0 9Sr0.聊03、LaFeO3 或 La0 9Sr0. !FeO3 中的至少一種。17.第15項所述的方法，其中所述氧化催化劑中的鈣鈦礦氧化物顆粒的含量為約50-200克/升。18.第15項所述的方法，其中所述三元催化劑包括鉬、鈀和銠的結(jié)合，并且所述 NH3-SCR催化劑包括與Na、Ba、V、Ti、W、Cu、Fe的至少一種或其組合進行離子交換的離子交換基材-金屬沸石。19.第15項所述的方法，其中所述氧化催化劑還包括一種基材，其上刷涂有所述鈣鈦礦氧化物顆粒，所述基材包括沸石、氧化鈰與氧化鋯的混合物或氧化鋁中的至少一種。20.第15項所述的方法，其中所述氧化催化劑不包括任何鉬族金屬。


本發(fā)明的示例性實施方案可從詳細說明和附圖得以更徹底了解，其中
圖1是一個用于貧燃發(fā)動機的廢氣后處理系統(tǒng)的簡略示意圖，該系統(tǒng)包含三元催化劑、氧化催化劑和NH3-SCR催化劑。圖2是一個曲線圖，顯示與鐵進行離子交換的沸石的NOx轉(zhuǎn)化效率，其為進料到所述與鐵進行離子交換的沸石中的模擬貧燃發(fā)動機廢氣進料流的NOx成分中的NO與NO2摩爾比的函數(shù)。圖3是一個曲線圖，顯示在暴露于模擬的貧燃發(fā)動機廢氣進料流時陳化的 (degreened)示例性氧化催化劑的NO氧化活性，該氧化催化劑包含鈣鈦礦氧化物顆粒，該模擬的貧燃發(fā)動機廢氣進料流包含約8% O2，約8%H20，約200ppm NO和余量的N2。圖4是一個曲線圖，顯示在暴露于模擬的貧燃發(fā)動機廢氣進料流時陳化的示例性氧化催化劑的NO氧化活性，該氧化催化劑包含鈣鈦礦氧化物顆粒，該模擬的貧燃發(fā)動機廢氣進料流包含約8% O2、約8%H20、約200ppm NO、約IOOOppm HC和余量的N2。圖5是一個曲線圖，顯示在暴露于模擬的貧燃發(fā)動機廢氣進料流時陳化的常規(guī) PGM基氧化催化劑的NO氧化活性，該模擬的貧燃發(fā)動機廢氣進料流包含約8% O2、約8%H20、 約 200ppm NO、約 IOOOppm HC 和余量的 N2。
具體實施例方式以下說明在本質(zhì)上僅是示例性的，并不意在限制請求保護的發(fā)明、其應(yīng)用或用途。被動產(chǎn)生NH3的廢氣后處理系統(tǒng)可以包括設(shè)置在NH3-SCR催化劑上游的氧化催化劑，以降低貧燃發(fā)動機產(chǎn)生的廢氣中所包含的NO與NO2的摩爾比。所述氧化催化劑可以包含鈣鈦礦氧化物顆粒，其任選分散在基材上。雖然不禁止在所述氧化催化劑中包含PGM，以在穩(wěn)固的溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)滿意的NO氧化，但是沒有必要這樣做。減少PGM在廢氣后處理系統(tǒng)中使用的機會可以顯著節(jié)省費用并有助于抵消有時與PGM有關(guān)的熱耐久性問題。圖1是一個廢氣后處理系統(tǒng)10的簡略示意圖，該系統(tǒng)用于處理貧燃火花點火發(fā)動機12 (下文稱為“發(fā)動機”)產(chǎn)生的廢氣，所述發(fā)動機燃燒空氣與燃料的混合物14 (空氣/燃料混合物)。所述廢氣后處理系統(tǒng)10接收來自所述發(fā)動機12的廢氣流16，并與在下游的處理后廢氣流18連通，用于排放到大氣中。所述廢氣后處理系統(tǒng)10，如在此所示，可以包括三元催化劑20、氧化催化劑22和NH3-SCR催化劑24。所述三元催化劑20、氧化催化劑22 和NH3-SCR催化劑M協(xié)作，以減少廢氣流16中所包含的不希望的氣體排放物的量達到可接受的水平。在所述空氣/燃料混合物14從貧向富循環(huán)時，所述三元催化劑20被動產(chǎn)生 NH3,以被所述NH3-SCR催化劑M吸收。在所述空氣/燃料混合物14為貧，以使進料到所述 NH3-SCR催化劑M中的NOx的Ν0/Ν02摩爾比從由所述發(fā)動機12產(chǎn)生的最初數(shù)值降低到一個更希望的數(shù)值時，所述氧化催化劑22氧化NO。在所吸收的NH3在&存在下與NOx反應(yīng)時，所述NH3-SCR催化劑M還原氮氧化物(NO和NO2兩者)形成隊。如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，其它的催化劑、組分和/或結(jié)構(gòu)特征也可以存在于所述廢氣后處理系統(tǒng)10中。所述發(fā)動機12可以是任何火花點火發(fā)動機，其被構(gòu)造和設(shè)計用來接收和燃燒所述空氣/燃料混合物14以產(chǎn)生機械能?？梢允褂玫幕鸹c火發(fā)動機的具體實例包括火花點火直噴(SIDI)發(fā)動機和均質(zhì)充量壓燃(HCCI)發(fā)動機。這些類型的發(fā)動機的常規(guī)構(gòu)造和運行要求是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，因此不必在此再進行詳細說明。提供給所述發(fā)動機12的空氣/燃料混合物14在大多數(shù)時間在化學(xué)計量上是貧的(貧燃)。但是，可以引發(fā)所述空氣/燃料混合物14在貧和富之間的臨時循環(huán)，以為所述 NH3-SCR催化劑M產(chǎn)生NH3,如下文的詳細描述。當(dāng)大于化學(xué)計量的量的空氣用于燃燒燃料時，通常認為所述空氣/燃料混合物14是貧的。所述空氣/燃料混合物14的空氣與燃料質(zhì)量比在為貧時的范圍可以為約20-65，這取決于發(fā)動機載荷和轉(zhuǎn)速。當(dāng)?shù)然瘜W(xué)計量的量或小于化學(xué)計量的量的空氣用于燃燒燃料時，通常認為所述空氣/燃料混合物14是富的。所述空氣/燃料混合物14的空氣與燃料質(zhì)量比在為富時的范圍可以為約12-15，這取決于發(fā)動機載荷和轉(zhuǎn)速。各種已知的機械和電氣控制系統(tǒng)都可以連接所述發(fā)動機12或其周圍的輔助部件，以動態(tài)控制所述空氣/燃料混合物14的空氣與燃料質(zhì)量比。所述發(fā)動機12燃燒所述空氣/燃料混合物14并產(chǎn)生廢氣流16，所述廢氣流16被提供給所述廢氣后處理系統(tǒng)10。所述廢氣流16的常規(guī)化學(xué)組成及其具體變體是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。更準(zhǔn)確地說，所述廢氣流16 —般包括大量N2(大于70重量％)，可能有一些 O2，和由以下組成的不希望的氣體排放物C0，HC和NOx成分(其主要由NO和NO2組成)。所述廢氣流16的化學(xué)組成和溫度可以根據(jù)許多因素變化，這些因素包括但不限于發(fā)動機12 和廢氣后處理系統(tǒng)10之間的距離、是否存在任何介入分量(如渦輪增壓渦輪和/或EGR出氣管)、發(fā)動機載荷和轉(zhuǎn)速以及所述空氣/燃料混合物14的空氣與燃料質(zhì)量比。例如，在所述空氣/燃料混合物14是貧時，在大多數(shù)時間，存在于所述廢氣流16 中的CO和HC的數(shù)量相當(dāng)?shù)筒⒋嬖诳捎^測量的02，因為在過量空氣存在下所述燃料發(fā)生完全燃燒或接近完全燃燒。所述廢氣流16的NOx成分可以在約50-1500ppm之間起伏。所述 NOx成分中的NO與顆粒之比例通常為大約80-95%N0和大約5_20%N02。這種Ν0/Ν02粒度分布相應(yīng)于NO與NO2的摩爾比為約4-19。另外，所述廢氣流16可以保持溫度在高達約 900°C。在所述空氣/燃料混合物14是貧，并且O2含量相對高而還原劑(0)、吐和HC)含量相對低時，廢氣流16中產(chǎn)生的溫度使得在廢氣流16中呈現(xiàn)氧化環(huán)境。然而在所述空氣/燃料混合物14是富的情況下，存在于廢氣流16中的CO、HC和 NOx的量一般大于在所述空氣/燃料混合物14是貧時的量。非常少量氫氣(H2)—般也存在于所述廢氣流16中，但是通常不存在02。所述廢氣流16的化學(xué)含量的這種變化可歸因于燃料的不完全和氧受限燃燒和高溫(高達1200°C )，這在所燃燒的空氣/燃料混合物14為富時的廢氣流16中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)。在所述空氣/燃料混合物14是富，并且還原劑(CO、H2和HC) 含量和不含A時，廢氣流16中產(chǎn)生的溫度使得在廢氣流16中呈現(xiàn)還原環(huán)境。所述三元催化劑20接收來自發(fā)動機12的廢氣流16，并位于所述氧化催化劑22和所述NH3-SCR催化劑M的上游。所述三元催化劑20在所述廢氣后處理系統(tǒng)10中起若干作用，這取決于所述空氣/燃料混合物14的空氣與燃料質(zhì)量比。第一，在提供的和燃燒于發(fā)動機12的空氣/燃料混合物14是貧時，所述三元催化劑20氧化所述廢氣流16中所包含的CO (形成二氧化碳)和烴(形成二氧化碳和水)。在這種情況下由所述三元催化劑20氧化 NO通常受到限制，因而，所述廢氣流16中氮氧化物的NO與NO2摩爾比沒有受到影響。大多數(shù)時間所述三元催化劑20如此操作，因為提供給發(fā)動機12的空氣/燃料混合物14主要是貧的。第二，在提供的和燃燒于發(fā)動機12的空氣/燃料混合物14是富時，所述三元催化劑 20氧化CO (形成二氧化碳)和烴(形成二氧化碳和水)并同時還原NOx (形成隊)。NOx也經(jīng)受另一個可選擇的伴隨反應(yīng)，其中NOx、H2和CO在不存在&的情況下反應(yīng)形成NH3和C02。所述空氣/燃料混合物14可以在貧和富之間循環(huán)，以便以任何適當(dāng)?shù)姆绞奖粍赢a(chǎn)生NH3。例如循環(huán)可以如下進行通過將所述空氣/燃料混合物14以在化學(xué)計量上為貧地引入所述發(fā)動機12，然后根據(jù)需要脈沖爆噴燃料到所述空氣/燃料混合物14中。作為另一實例，循環(huán)也可以如下進行通過將所述空氣/燃料混合物14以在化學(xué)計量上為貧地引入所述發(fā)動機12，然后在一段時間內(nèi)不停地將燃料加入到所述空氣/燃料混合物14中，以便所述空氣/燃料混合物14為富，并持續(xù)一段時間再轉(zhuǎn)變回到貧。各方法都允許所述氧化催化劑20被動式產(chǎn)生受控量的NH3,以為所述NH3-SCR催化劑M添補吸收的NH3。在所述空氣/燃料混合物14循環(huán)期間在所述三元催化劑20上形成NH3的選擇性可以通過電子控制策略或其它適合的方法進行控制和促進。例如，一種電子控制策略可以監(jiān)控各種可測量的參數(shù)，這些參數(shù)直接和/或間接與所述三元催化劑20的催化活性相關(guān)，并響應(yīng)于這些參數(shù)的變化和根據(jù)需要調(diào)節(jié)一種或多種發(fā)動機運行條件(空氣/燃料混合物14的空氣與燃料質(zhì)量比、火花點火時間、廢氣再循環(huán)閥(EGR valve)位置、進氣及排氣閥的時間和位置，等等)， 以增加或減少NH3的被動生成?？梢詫崿F(xiàn)對三元催化劑20上NH3的產(chǎn)生進行控制的電子控制策略的一個具體實例公開在Perry等人的共有美國專利申請US 2010/0043402中。在一個實施方案中，所述三元催化劑20可以包含鉬(Pt)、鈀(Pd)和銠( )的結(jié)合，其浸漬在一種高表面積基材金屬氧化物上，所述高表面積基材金屬氧化物如氧化鋁、氧化鈰和氧化鋯(CeO2-^O2)或沸石。在基材金屬氧化物上的Pt/Pd/I h的載荷量可以為約 1-11克/升?？梢杂糜趶U氣后處理系統(tǒng)10的三元催化劑20的一個具體實例可以從BASF Catalysts (美國新澤西州Iselin)商購得到。所述三元催化劑20可以刷涂到基材體上并安放在與發(fā)動機12流體連通的罐內(nèi)。 所述罐可以緊密連接發(fā)動機12或通過管道連接離開一段短距離。例如，所述基材體可以是一種整體式蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其包括每平方英寸數(shù)百個至數(shù)千個平行的流通的孔。每個流通的孔由壁面限定，所述壁面上刷涂有所述三元催化劑20。所述整體式蜂窩狀結(jié)構(gòu)可以由能經(jīng)受與所述廢氣流16相關(guān)的溫度和化學(xué)環(huán)境的材料形成?？梢允褂玫牟牧系囊恍┚唧w實例包括陶瓷，如擠出堇青石、α -氧化鋁、碳化硅、氮化硅、氧化鋯、莫來石、鋰輝石、氧化鋁-氧化硅-氧化鎂、硅酸鋯、硅線石、透鋰長石，或耐熱和耐蝕的金屬如鈦或不銹鋼。所述氧化催化劑22接收來自三元催化劑20的廢氣流16，并幫助NH3-SCR催化劑 24在低溫(例如低于約30(TC，甚至低于約250°C)下更有效運行。所述氧化催化劑22包括鈣鈦礦氧化物顆粒和任選的基材，在所述基材上分散所述鈣鈦礦氧化物顆粒。所述空氣/ 燃料混合物14為貧時，其燃燒通常使離開所述三元催化劑20的廢氣流16具有如下的NOx 成分，其包含的NO與NO2的摩爾比處于約4-19之間。這個NO與NO2摩爾比必須降低，因為在NO與NO2摩爾比為約0. 33-1時，所述NH3-SCR催化劑M通常能更有效地將NOx轉(zhuǎn)化為N2。所述氧化催化劑22氧化NO形成NO2,以在所述廢氣流16中實現(xiàn)這種NO與NO2摩爾比。所述鈣鈦礦氧化物顆粒具有相對強的熱耐久性(即使在催化劑明顯老化之后)，這有助于隨時間推移保持所述氧化催化劑22的催化活性，以便可以在進料到所述NH3-SCR催化劑 24的NOx中實現(xiàn)恒定的NO與NO2摩爾比。另外，當(dāng)在所述發(fā)動機12中燃燒的空氣/燃料混合物14為富的周期中，所述氧化催化劑22通常不會干擾NH3從所述三元催化劑20向所述NH3-SCR催化劑M移動。這是因為在這種條件下與所述廢氣流16伴隨的還原環(huán)境使得所述氧化催化劑22實際上失效。存在于所述氧化催化劑22中的所述鈣鈦礦氧化物顆?？梢詾榧s50-200克/升， 更具體地說為約100-150克/升。如果希望，可以根據(jù)通常預(yù)期的所述廢氣流16的工作溫度范圍和所述氧化催化劑22的陳化，選擇具體的鈣鈦礦氧化物顆粒載荷量。在一個實施方案中，所述氧化催化劑22可以負載在載體上，所述載體安放在與分開的裝置流體連通的罐內(nèi)，所述分開的裝置中安放著所述三元催化劑20。所述罐可以構(gòu)造成將排出所述三元催化劑20的廢氣流16傳輸跨越所述基材體，以引起所述廢氣流16和所述氧化催化劑22之間緊密接觸。所述基材體的各種構(gòu)造都是可能的。所述基材體可以是一種整體式蜂窩狀結(jié)構(gòu)， 其包括每平方英寸數(shù)百個至數(shù)千個平行的流通的孔。每個流通的孔由壁面限定，所述壁面上刷涂有所述氧化催化劑22。所述整體式蜂窩狀結(jié)構(gòu)可以由能經(jīng)受與所述廢氣流16相關(guān)的溫度和化學(xué)環(huán)境的材料形成?？梢允褂玫牟牧系囊恍┚唧w實例包括陶瓷，如擠出堇青石、 α -氧化鋁、碳化硅、氮化硅、氧化鋯、莫來石、鋰輝石、氧化鋁-氧化硅-氧化鎂、硅酸鋯、硅線石、透鋰長石，或耐熱和耐蝕的金屬如鈦或不銹鋼。所述氧化催化劑22中包含的鈣鈦礦氧化物顆粒包括通式ABO3定義的化合物類型。所述“Α”和“B”原子可以是與氧負離子協(xié)作的不同尺寸的互補陽離子。ABO^e0體結(jié)構(gòu)的晶胞(unit cell)是一種立方緊密堆積排列，其中所述A陽離子通常是所述兩種陽離子中較大的，其位于中央，并被位于所述立方緊密堆積排列的八面體空位上的八個“B”陽離子所包圍。所述“A”和“B”陽離子在這種堆積排列中分別與12和6個氧負離子協(xié)作。然而， 所述ABO3晶體結(jié)構(gòu)的晶胞不限于立方緊密堆積排列。所述“A”和“B”陽離子的某些組合可能實際上背離所述立方緊密堆積排列，并例如形成斜方、菱方，或單斜堆積結(jié)構(gòu)。另外，少量的所述“A”和/或“B”陽離子可以被不同的但尺寸類似的“Al”和“Bi”促進劑陽離子替代，以產(chǎn)生一種衍生于常規(guī)ABO3晶體結(jié)構(gòu)的超格子(supercell)晶體結(jié)構(gòu)，其被定義為通式 AhAIA-YBIYCV 其中 X 和 Y 為 0-1。所述鈣鈦礦氧化物顆?？梢园ㄏ嗤拟}鈦礦氧化物或兩種或更多種的鈣鈦礦氧化物的混合物。許多鈣鈦礦氧化物的組合可以用于所述氧化催化劑22，因為不少于27種陽離子可以用作所述“A”陽離子，不少于36種陽離子可以用作所述“B”陽離子。最常用作所述“A”陽離子的陽離子列表包括鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鉍(Bi)、鎘(Cd)、鈰(Ce)、鉛 (Pb)、釔(Y)和鑭(La)，而最常用作所述“B”陽離子的陽離子列表包括鈷(Co)、鈦(Ti)、鋯 (Zr)、鈮(Nb)、錫(Sn)、鈰(Ce)、鋁(Al)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、錳(Mn)、銅(Cu)和鐵(Fe)?？梢詷?gòu)成所述鈣鈦礦氧化物顆粒的全部或一部分的一些具體和示例性鈣鈦礦氧化物包括LaCo03、 La0.9Sr0. !CoO3>LaMnO3>La0.9Sr0. !MnO3>LaFeO3 和 Leiq.9SrQ. ^eO3。如果希望，少量的例如基于所述氧化催化劑22的重量為約0. 5-5. O重量％的鈀顆?？梢载撦d在所述鈣鈦礦氧化物顆粒上，以增加所述氧化催化劑22的烴氧化能力，如Kim等人2010年9月3日提交的共有美國專利申請US 12/720158所公開的。在發(fā)動機12中燃燒的空氣/燃料混合物14為貧期間，在暴露于排出所述三元催化劑20的廢氣流16時，所述鈣鈦礦氧化物顆?？梢源呋趸疦O形成NO2，其象常用的PGM 的結(jié)合物一樣有效。然而不希望束縛于理論，人們相信所述鈣鈦礦氧化物顆粒提供氧負離子給NO分子，以促使形成NO2,同時在其ABO3或AhAIxBHBIyO3晶體結(jié)構(gòu)中暫時形成氧晶格空位。然后，所述廢氣流16中所包含的易得到的氧發(fā)生分離，以填補那些氧負離子空穴，并可能氧化額外的NO分子。所述鈣鈦礦氧化物顆粒有效氧化NO形成NO2的能力顯著削弱或完全排除需要將PGM基催化劑放置在所述NH3-SCR催化劑M上游以增加低溫NOx轉(zhuǎn)化效率的需要。結(jié)果，比起使用常規(guī)PGM基氧化催化劑(鉬和鈀)的可比廢氣后處理系統(tǒng)，所述氧化催化劑22可以保證所述廢氣后處理系統(tǒng)10使用更少量PGM，以氧化NO形成NO2,用于用 NH3選擇性催化還原NOx。如果存在基材，所述基材可以展現(xiàn)較高的表面積，帶有許多載荷或分散位點，用于容納所述鈣鈦礦氧化物顆粒。所述基材的表面積例如為約20-300平方米/克。所述基材可以存在于所述氧化催化劑22中，其量為約50-300克/升。然而，可以改變所述基材的載荷量超出上述限制，根據(jù)的是所述基材的具體組成、所存在的所述鈣鈦礦氧化物顆粒的數(shù)量、所使用的具體鈣鈦礦氧化物顆粒和在所述基材上是否分散有其它物質(zhì)，以上略舉數(shù)個但是有潛在相關(guān)性的因素?？捎脕順?gòu)造所述基材的一些材料包括氧化鈰和氧化鋯的混合物 (Ce02-&02)、氧化鋁(A1203)、沸石或一種或多種這些材料的結(jié)合。可使用任何適當(dāng)?shù)姆椒▉矸稚⑺鲡}鈦礦氧化物顆粒到所述基材上，包括刷涂和初始濕浸漬。所述NH3-SCR催化劑M接收來自所述氧化催化劑22的廢氣流16，并在NH3和仏存在下轉(zhuǎn)化NOx形成隊。如前所述，根據(jù)所述廢氣流16的化學(xué)含量，所述NH3-SCR催化劑 24吸收被動產(chǎn)生的NH3并用所吸收的NH3還原NOx。在發(fā)動機12中燃燒的空氣/燃料混合物14為貧時，所吸收的NH3被分流(tapped)并消耗，以轉(zhuǎn)化NOx (NO和NO2兩者)形成N2, 因此，流經(jīng)所述NH3-SCR催化劑M的所得到的廢氣流16呈現(xiàn)氧化環(huán)境。通過所述上游氧化催化劑22降低廢氣流16中的NOx成分的NO與NO2摩爾比的能力，協(xié)助在低于約300°C的溫度下將NOx轉(zhuǎn)化為隊。但是，所述NH3-SCR催化劑M只能以這種方式轉(zhuǎn)化NOx，直到所述貯存的NH3被最終耗盡或減少到NOx難以還原的水平。在這時候，或任何視為適當(dāng)?shù)臅r候， 所述空氣/燃料混合物14可以從貧向富循環(huán)，以為所述NH3-SCR催化劑M添補NH3。如已經(jīng)說明的，所述空氣/燃料混合物14的這種調(diào)整在所述三元催化劑20上被動產(chǎn)生NH3,并在所述廢氣流16中呈現(xiàn)還原環(huán)境，其使所產(chǎn)生的NH3能夠移動通過所述氧化催化劑22并到達所述NH3-SCR催化劑對，在此其被吸收。所述NH3-SCR催化劑M通常是多孔和高表面積材料，各種這樣的材料可以商購得到。在一個實施方案中，所述NH3-SCR催化劑對可以是一個離子交換基材金屬沸石?？梢噪x子交換進入沸石的基材金屬包括，例如Na、Ba、V、Ti、W、Cu、Fe，或兩種或更多這些金屬的組合。所述沸石可以是沸石、Y沸石、ZM5沸石或任何其它的結(jié)晶沸石結(jié)構(gòu)，如菱沸石或 USY沸石(超穩(wěn)Y沸石)。所述NH3-SCR催化劑M可以刷涂到基材體上，所述基材體安放在與安放所述三元催化劑20和氧化催化劑22的罐流體連通的罐內(nèi)。例如，所述基材體可以是一種整體的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其包括每平方英寸數(shù)百個至數(shù)千個平行的流通的孔。每一個流通的孔可以由壁面限定，所述壁面上刷涂有所述NH3-SCR催化劑Μ。所述整體式蜂窩狀結(jié)構(gòu)可以由能經(jīng)受與所述廢氣流16相關(guān)的溫度和化學(xué)環(huán)境的材料形成?？梢允褂玫牟牧系囊恍┚唧w實例包括陶瓷，如擠出堇青石、α -氧化鋁、碳化硅、氮化硅、氧化鋯、莫來石、鋰輝石、氧化鋁-氧化硅-氧化鎂、硅酸鋯、硅線石、透鋰長石，或耐熱和耐蝕的金屬如鈦或不銹鋼。運行所述廢氣后處理系統(tǒng)10以從所述廢氣流16去除不希望的氣體排放物，并釋放處理后的廢氣流18，其主要包含Ν2、02、Η20和C02。只要所述NH3-SCR催化劑M包含充足的貯存NH3以將廢氣流16中的NOx轉(zhuǎn)化為N2,就保持提供給發(fā)動機12的空氣/燃料混合物14為貧。在這種情況下，所述三元催化劑20氧化CO和HC，所述氧化催化劑22氧化NO 形成NO2,和所述NH3-SCR催化劑M還原NOx。在一個實施方案中，所述氧化催化劑22可以氧化足量的N0，以便廢氣流16中NO與NO2的摩爾比為約0. 33-1。在確定所述NH3-SCR催化劑M需要添補NH3時，使所述空氣/燃料混合物14從貧向富循環(huán)，以輸送所述廢氣流16 到所述三元催化劑20，與過量還原劑(CO、HC、H2)處在還原環(huán)境中。在這種情況下，存在于廢氣流16中的至少一些NOx與吐反應(yīng)形成NH3。余下的NOx和所述CO和HC在彼此存在下一起轉(zhuǎn)化成N2、CO2和H20。然后，通過所述廢氣流16攜帶被動產(chǎn)生的NH3經(jīng)過氧化催化劑 22到達所述NH3-SCR催化劑M，在此其被吸收。一旦所述NH3-SCR催化劑M中儲備的NH3 積累到可接受的水平，就將所述空氣/燃料混合物14循環(huán)回到貧。可用于監(jiān)視與控制所述廢氣后處理系統(tǒng)10有效地和根據(jù)需要地被動產(chǎn)生NH3的電子控制系統(tǒng)公開在Perry等人共有的美國專利申請公開文本US 2010/0043402中。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以對所述廢氣后處理系統(tǒng)10進行許多變化和添加。 例如，所述三元催化劑20、氧化催化劑22和NH3-SCR催化劑M可以分區(qū)涂敷到同一載體上并安放在一個罐中。所述催化劑20、22、M的位置關(guān)系可以如此保留，通過相對于所述廢氣流16的流向，將所述三元催化劑20刷涂到載體的前端上，隨后將所述氧化催化劑22刷涂在中部，并將所述NH3-SCR催化劑M刷涂到后端上。另外，作為另一實例，安放所述NH3-SCR 催化劑M的兩個或更多罐可以設(shè)置在彼此呈串聯(lián)或并聯(lián)關(guān)系的所述三元催化劑20和所述氧化催化劑22的下游，以幫助擴展所述廢氣后處理系統(tǒng)10將NOx還原為N2需要的運行溫度范圍。雖然沒有在此具體提到，但是對所述廢氣后處理系統(tǒng)10的許多其它的變化和添加對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。
實施例這個實施例驗證一種示例性陳化氧化催化劑的催化活性，該氧化催化劑在構(gòu)造成流過模擬的貧燃發(fā)動機廢氣進料流的實驗室反應(yīng)器中進行評價。所評價的氧化催化劑包含刷涂到整體式蜂窩狀芯樣品上的IAl9SraiC0O3t5雖然這個實施例評價了只包含IAl9SraiC0O3顆粒(鈣鈦礦氧化物顆粒)的一種示例性氧化催化劑，但是可以預(yù)見到，通過混合或完全替換所述IAl9SraiCoO3顆粒成其它鈣鈦礦氧化物顆粒(例如LaCo03、LaMnO3^ La0.9Sr0. LaFeO3和/或Leiq. 9Sr0. ^eO3顆粒)，將會實現(xiàn)總體相同的結(jié)果和數(shù)據(jù)。使用檸檬酸法制備了一些Laa9SraiCoO3顆粒。首先，將適當(dāng)量的La(NO3)3 · 6H20、 Co(NO3)2 · 6H20和Sr(NO3)2與檸檬酸一水合物溶解在蒸餾水中。用水量為46. 2毫升/克 La(NO3)3 · 6H20，并過量10重量％將上述檸檬酸加入蒸餾水中，以確保完全絡(luò)合金屬離子。 將所述溶液置于攪拌加熱板上，并在室溫下攪拌1小時。然后在連續(xù)攪拌下將所述溶液加熱到80°C，以緩慢蒸發(fā)水直到所述溶液變成一種粘性凝膠并開始放出Ν0/Ν02氣體。將所得到的海綿狀材料壓碎并在700°C下在靜態(tài)空氣中煅燒約5小時。然后將溫度以每分鐘10°C 進行陡降。在溫度剛好低于300°C時，檸檬酸根離子猛烈燃燒并形成一個溫度大尖峰和發(fā)生粉末移動。因此，將所述粉末覆蓋上若干層^O2球，以預(yù)防這種粉末移動，但仍保持氣體流動性。通過隊物理吸附來測量表面積和X光衍射來測量其體結(jié)構(gòu)，從而表征了所制備的 La0 9Sr0. !CoO3 顆粒。然后將所述Leici. 9Sr0. AoO3顆粒與6. 33毫升水/克Leici.9Sr0. KoO3顆粒進行球磨18 小時。隨后，將料漿連續(xù)攪拌，并加入0. 33毫升HNO3 (0. IM)/克La0.9Sr0. AoO3顆粒和5毫升水/克IAl9Sra !CoO3顆粒。所得到的刷涂溶液具有0. 114克IAl9Sra KoO3/毫升的濃度。 將所述料漿刷涂到整體式蜂窩狀芯樣品(直徑3/4英寸，長1英寸，帶有每平方英寸有400 個流通的孔)上。接下來，在刷涂IAl9SraiCoO3顆粒之后，將所述整體式蜂窩狀芯樣品干燥并在550°C下在靜態(tài)空氣中煅燒5小時。再制備一個整體式蜂窩狀芯樣品，其包括陳化的常規(guī)PGM基氧化催化劑，以進行比對。所述常規(guī)PGM基氧化催化劑獲自BASF，并包含約1.72克/升的PGM (1.51克/升 Pt 和 0. 21 克 / 升 Pd)。在研究氧化催化劑的催化活性之前，將常規(guī)的與鐵進行離子交換的沸石(NH3-SCR 催化劑)中NO與NO2進料摩爾比對NOx轉(zhuǎn)化效率的影響顯示在圖2中，用于舉例說明。溫度(°C)繪制成X軸而NOx轉(zhuǎn)化百分數(shù)繪制成Y軸。舉例說明了在NOx包含的都是NO (編碼50)、都是NO2 (編碼52)、25摩爾%N02 (編碼54)、50摩爾%N02 (編碼56)和75摩爾%N02 (編碼58)時，通過所述與鐵進行離子交換的沸石所實現(xiàn)的NOx轉(zhuǎn)化。如圖所示，在存在的 NO2的摩爾百分數(shù)為50% (NO與NO2的摩爾比為約1)時，所述與鐵進行離子交換的沸石最有效地將NOx轉(zhuǎn)化成隊，尤其是在低溫下。圖3顯示在溫度為約150-450°C時，所述示例性的陳化氧化催化劑的NO氧化性能。 溫度(0C )繪制成X軸而NO轉(zhuǎn)化百分數(shù)繪制成Y軸。流經(jīng)所述氧化催化劑的模擬廢氣進料流的空間速度為約30，OOOh—1，并包含約8%的O2、約8%H20、約200ppm NO和余量的N2。NO總轉(zhuǎn)化率標(biāo)記為60，而NO向NO2的轉(zhuǎn)化率標(biāo)記為62?？梢钥闯?，所述氧化催化劑非常主動地將NO轉(zhuǎn)化為NO2,并在約250-40(TC具有高NO2選擇性。圖4和5分別比較了示例性的陳化氧化催化劑和陳化的常規(guī)PGM基氧化催化劑的 NO氧化性能。溫度(°C)繪制成X軸而NO轉(zhuǎn)化百分數(shù)繪制成Y軸。流經(jīng)所述氧化催化劑和所述常規(guī)PGM基氧化催化劑中的每一個的模擬廢氣進料流的空間速度為約30，OOOh-1,并包含約8%的O2、約8%H20、約200ppm NO、約IOOOppm HC和余量的N20如圖所示，在HC存在下在整個評價溫度范圍內(nèi)，所述氧化催化劑和常規(guī)PGM基氧化催化劑對NO的氧化是相當(dāng)?shù)摹?br> 以上對實施方案的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，因此并不認為其變體偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于去除在被供給和燃燒空氣/燃料混合物的貧燃發(fā)動機產(chǎn)生的廢氣流中所包含的氣體排放物的廢氣后處理系統(tǒng)，所述廢氣后處理系統(tǒng)包括三元催化劑；設(shè)置在所述三元催化劑下游的氧化催化劑，所述氧化催化劑包含含量為約50-200克/ 升的鈣鈦礦氧化物顆粒；和設(shè)置在所述氧化催化劑下游的氨選擇性催化還原(NH3-SCR)催化劑，所述NH3-SCR催化劑在所述空氣/燃料混合物在化學(xué)計量上為富時能吸收NH3,并在所述空氣/燃料混合物在化學(xué)計量上為貧時將NOx還原成隊。
2.第1項所述的廢氣后處理系統(tǒng)，其中所述氧化催化劑包括的鈣鈦礦氧化物顆粒包括 LaCo03、Liici 9SraiCoOp LaMn03、Laci 9Srci lMnOp LaFeO3 或 Lei。. 9Sr。. JeO3 中的至少一種。
3.第1項所述的廢氣后處理系統(tǒng)，其中鈣鈦礦氧化物顆粒的含量為約100-150克/升。
4.第1項所述的廢氣后處理系統(tǒng)，其中所述氧化催化劑不包括任何鉬族金屬。
5.第1項所述的廢氣后處理系統(tǒng)，其中所述三元催化劑包括鉬、鈀和銠的結(jié)合。
6.第1項所述的廢氣后處理系統(tǒng)，其中所述NH3-SCR催化劑包括與Na、Ba、V、Ti、W、 Cu, Fe的至少一種或其組合進行離子交換的離子交換基材-金屬沸石。
7.第1項所述的廢氣后處理系統(tǒng)，其中所述氧化催化劑還包括一種基材，其上刷涂有所述鈣鈦礦氧化物顆粒。
8.第7項所述的廢氣后處理系統(tǒng)，其中所述基材包括沸石；氧化鈰與氧化鋯的混合物或氧化鋁中的至少一種。
9.一種方法，其包括提供貧燃火花點火發(fā)動機，其被供給和燃燒空氣和燃料的混合物(空氣/燃料混合物)， 以產(chǎn)生包含一氧化碳(CO)、未燃燒的和/或部分燃燒的烴(HC)和氮氧化物(NOx)的廢氣流， 所述氮氧化物包含一定摩爾比的NO和NO2 ；輸送所述廢氣流到一個廢氣后處理系統(tǒng)，所述廢氣后處理系統(tǒng)包括三元催化劑、設(shè)置在所述三元催化劑下游的氧化催化劑和設(shè)置在所述氧化催化劑下游的氨選擇性催化還原 (NH3-SCR)催化劑，所述氧化催化劑包括含量為約50-200克/升的鈣鈦礦氧化物顆粒，所述 NH3-SCR催化劑在所述廢氣流呈現(xiàn)還原環(huán)境時能吸收NH3并在所述廢氣流呈現(xiàn)氧化環(huán)境時在NH3-SCR所吸收的NH3的存在下將NOx還原成隊；供應(yīng)所述空氣/燃料混合物到化學(xué)計量為貧的所述貧燃火花點火發(fā)動機，以在所述廢氣流中呈現(xiàn)氧化環(huán)境，并在所述三元催化劑上氧化CO和HC、在所述氧化催化劑上氧化NO形成NO2,并在NH3-SCR催化劑包含吸收的NH3時在所述NH3-SCR催化劑上還原NOx形成隊；和使所述空氣/燃料混合物從貧向富循環(huán)，以在所述廢氣流中呈現(xiàn)還原環(huán)境并在所述三元催化劑上被動形成NH3并使所述NH3流通跨越所述氧化催化劑并到達所述NH3-SCR催化劑以被所述NH3-SCR催化劑吸收。
10.一種方法，其包括向貧燃火花點火發(fā)動機提供空氣和燃料的混合物(空氣/燃料混合物)，所述空氣/燃料混合物在化學(xué)計量上為貧；在所述貧燃火花點火發(fā)動機中燃燒所述在化學(xué)計量上為貧的空氣/燃料混合物，以產(chǎn)生呈現(xiàn)氧化環(huán)境的第一廢氣流，所述第一廢氣流包含一氧化碳(CO)、未燃燒的和/或部分燃燒的烴(HC)和氮氧化物(NOx)，所述氮氧化物包含摩爾比大于約4的NO和NO2 ； 將第一廢氣流輸送到三元催化劑，以氧化CO和HC ；將第一廢氣流輸送到包含鈣鈦礦氧化物顆粒的氧化催化劑，以氧化NO形成NO2并降低 NO與NO2的摩爾比到約0. 33-1，所述氧化催化劑設(shè)置在所述三元催化劑的下游；輸送第一廢氣流到氨選擇性催化還原(NH3-SCR)催化劑，以還原NOx形成隊，所述 NH3-SCR催化劑包括一定量的吸收NH3,其在第一廢氣流的氧化環(huán)境中還原NOx形成隊，所述 NH3-SCR催化劑設(shè)置在所述氧化催化劑的下游；和通過使所述空氣/燃料混合物從在化學(xué)計量上為貧向在化學(xué)計量上為富循環(huán)以添補在所述NH3-SCR催化劑中吸收的NH3的量，以產(chǎn)生呈現(xiàn)還原環(huán)境的第二廢氣流，并輸送所述第二廢氣流到所述三元催化劑以被動產(chǎn)生NH3,以被所述NH3-SCR催化劑吸收。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種從貧燃發(fā)動機接收廢氣流的廢氣后處理系統(tǒng)和一種用于處理所述廢氣流的方法。所述廢氣后處理系統(tǒng)可以包含三元催化劑、氧化催化劑和NH3-SCR催化劑。在提供給發(fā)動機的空氣/燃料混合物從貧向富循環(huán)時，所述三元催化劑從包含在所述廢氣流中的原位NOx被動產(chǎn)生NH3。然后所述產(chǎn)生的NH3被貯存在所述NH3-SCR催化劑中，以在提供給發(fā)動機的空氣/燃料混合物循環(huán)回到貧時有助于還原NOx。所述氧化催化劑位于所述NH3-SCR催化劑的上游，并運行以降低進料到所述NH3-SCR催化劑中的NOx的NO與NO2摩爾比。所述氧化催化劑包括鈣鈦礦氧化物顆粒。
文檔編號B01D53/94GK102397750SQ201110271008
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者H. 金 C., L. 佩里 K., 納拉亞納斯瓦米 K., M. 納特 P., 李 W. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司