專(zhuān)利名稱(chēng)：天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣凈化催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣凈化催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
在過(guò)去的幾十年里，汽車(chē)基本以石油基燃料為主，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)排出大量含有CO、CH、NOx等有毒氣體，極大地污染大氣環(huán)境，雖然目前電噴技術(shù)和三元催化轉(zhuǎn)化技術(shù)廣泛應(yīng)用，但還沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題；近年來(lái)，人們?cè)谘芯亢筒捎酶鞣N天然氣來(lái)替換石油基燃料作為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，石油液化氣(LPG)和壓縮天然氣(CNG)作為發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料具有存儲(chǔ)效率高，汽車(chē)動(dòng)力性能好，性能價(jià)格比高，污染排放較低等優(yōu)點(diǎn)，LPG、CNG發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)將是汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的方向，我國(guó)是一個(gè)石油資源短缺的國(guó)家，而天然氣資源豐富，隨著西氣東輸工程的建設(shè)，天然氣汽車(chē)的發(fā)展更具有現(xiàn)實(shí)意義。
天然氣作為汽車(chē)燃料與汽油相比有幾點(diǎn)不同①天然氣成份主要是甲烷，甲烷是烴類(lèi)化合物最難氧化的化合物，用汽油汽車(chē)的三元催化劑難以達(dá)到高的甲烷氣體轉(zhuǎn)化率；②天然氣的辛烷值高，燃燒速度不同于汽油，氣缸內(nèi)溫度高，要求尾氣轉(zhuǎn)化催化劑耐高溫，變化能力強(qiáng)；⑧三元催化劑最大轉(zhuǎn)化效率時(shí)混合氣濃度不同于汽油車(chē)，前者空燃比在17.1附近，后者在14.7附近；④天然氣燃燒時(shí)點(diǎn)火能量高于汽油。因此要求天然氣發(fā)動(dòng)的尾氣凈化催化劑具有良好的低起燃溫度和高溫穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣凈化催化劑及其制造方法。催化劑具有良好的低起燃溫度和高溫穩(wěn)定性。
本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其特征是每升載體中含以下組分重量數(shù)為γ-Al2O350～120g，稀土金屬氧化物8～20g，過(guò)渡金屬氧化物1～10g，堿土金屬氧化物0.5～5g，貴金屬0.5～1.5g，載體為堇青石蜂窩陶瓷，其主要技術(shù)參數(shù)為目數(shù)200～400目，體積密度0.5～0.75g/cm3，吸水率17～25％。稀土金屬氧化物為L(zhǎng)a2O3、CeO2、Y2O3，Nd2O3中的兩種及兩種以上，過(guò)渡金屬氧化物為ZrO2、TiO2、NiO、CoO，CuO中的一種及一種以上，堿土金屬氧化物為BaO、SrO、CaO、MgO中的一種及一種以上，貴金屬為Pt、Pd、Rh中的一種及一種以上。
其制備方法采取以下工藝步驟(1)取定量的稀土可溶性鹽(取鑭、鈰、釔、鈦鹽中的二種及二種以上)，過(guò)渡金屬鹽(鋯、鎳、銅、鈦、鈷鹽中的一種及一種以上；堿土金屬鹽Ba、Sr、Ca、Mg鹽中的一種及一種以上)配成約25％的蒸餾水溶液，邊攪拌，邊滴加氨水，調(diào)PH為9～12，生成沉淀、抽濾、取濾餅；(2)在定量的氧化鋁(含結(jié)晶水1-3個(gè))中加入適量的鋁溶膠、聚乙烯醇等分散劑和蒸餾水，配成氧化鋁含量為10-35％的均勻漿料，將步驟(1)得到的濾餅加入，在球磨機(jī)中球磨24-56小時(shí)，得到均勻粒度(＜1μ)的復(fù)合氧化鋁漿料；(3)將表面清洗干凈的蜂窩陶瓷載體，用步驟(2)得到的復(fù)合氧化鋁漿料涂布，涂布量為載體的10-20％，然后干燥，煅燒(4)負(fù)載貴金屬a、配制定量的氯鈀酸溶液，加入絡(luò)合劑和競(jìng)爭(zhēng)吸附劑，用涂布了復(fù)合氧化鋁的載體進(jìn)行浸漬，然后干燥、焙燒；b、配制定量的氯鉑酸，氯化銠溶液，加入絡(luò)合劑和競(jìng)爭(zhēng)吸附劑，用a步驟得到的催化劑進(jìn)行浸漬，然后干燥，焙燒，得到催化劑，催化劑中貴金屬比例為Pd∶Pt∶Rh＝10～8∶1～3∶0.5～1.5。絡(luò)合劑主要有乙二胺四乙酸，乙二胺四乙酸二鈉，氨基三乙酸，競(jìng)爭(zhēng)吸附劑主要有羧甲基纖維素、硅凝膠、漂白土。
本發(fā)明價(jià)格低廉，具有良好的低起燃溫度，和高溫穩(wěn)定性，特別適合于作天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣凈化的催化劑，具有廣泛的市場(chǎng)前景。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例(一)(1)取定量的硝酸鑭、硝酸鈰，過(guò)渡金屬鹽氯氧化鋯、硝酸鎳、堿土金屬鹽硝酸鋇配成約25％的蒸餾水溶液，邊攪拌，邊滴加氨水，調(diào)PH為10，生成沉淀、抽濾、取濾餅；(2)在氧化鋁(含結(jié)晶水1個(gè))中加入鋁溶膠、聚乙烯醇和蒸餾水，配成氧化鋁含量為25％的均勻漿料，將步驟(1)得到的濾餅加入在球磨機(jī)中球磨40小時(shí)，得到均勻粒度的復(fù)合氧化鋁漿料；(3)將表面清洗干凈的蜂窩陶瓷載體1升，用步驟(2)得到的復(fù)合氧化鋁漿料涂面，涂布量為載體的15％然后干燥，煅燒；(4)負(fù)載貴金屬a、配制定量的氯鈀酸溶液，加入絡(luò)合劑乙二胺四乙酸和競(jìng)爭(zhēng)吸附劑羧甲基纖維素，用涂布好復(fù)合氧化鋁的載體進(jìn)行浸漬，然后干燥、焙燒；b、取定量的氯鉑酸，氯化銠溶液，加入絡(luò)合劑乙二胺四乙酸和競(jìng)爭(zhēng)吸附劑羧甲基纖維素，用a步驟得到的催化劑進(jìn)行浸漬，然后干燥，焙燒，得到催化劑，催化劑中貴金屬比例為Pd∶Pt∶Rh＝9∶2∶1。
實(shí)施例(二)(1)取定量的硝酸鑭、硝酸釔，過(guò)渡金屬鹽氯化氧鋯、硝酸鈷，堿土金屬鹽硝酸鍶配成約25％的蒸餾水溶液，邊攪拌，邊滴加氨水，調(diào)PH為10，生成沉淀、抽濾、取濾餅；(2)在氧化鋁(含結(jié)晶水2個(gè))中輥入鋁溶膠、聚乙烯醇和蒸餾水，配成氧化鋁含量為15％的均勻漿料，將步驟(1)得到的濾餅加入在球磨機(jī)中球磨24小時(shí)，得到均勻粒度的復(fù)合氧化鋁漿料；(3)將表面清洗干凈的蜂窩陶瓷載體1升，用步驟(2)得到的復(fù)合氧化鋁漿料涂面，涂布量為載體的10％，然后干燥，煅燒；(4)負(fù)載貴金屬a、配制定量的氯鈀酸溶液，加入絡(luò)合劑乙二胺四乙酸二鈉和競(jìng)爭(zhēng)吸附劑硅凝膠，用涂布好復(fù)合氧化鋁的載體進(jìn)行浸漬，然后干燥、焙燒；b、取定量的氯鉑酸，氯化銠溶液，加入絡(luò)合劑乙二胺四乙酸二鈉和競(jìng)爭(zhēng)吸附劑硅凝膠，用a步驟得到的催化劑進(jìn)行浸漬，然后干燥，焙燒，得到催化劑，催化劑中貴金屬比例為Pd∶Pe∶Rh＝10∶1∶0.5，絡(luò)合劑為EDTA，竟吸附劑為羧甲基纖維素。
實(shí)施例(三)(1)在定量的硝酸釔、硝酸鈰，過(guò)渡金屬鹽氯氧化鋯、硝酸銅，堿土金屬鹽硝酸鎂、硝酸鍶配成約30％的蒸餾水溶液，邊攪拌，邊滴加氨水，調(diào)PH為12，生成沉淀、抽濾、取濾餅；(2)在氧化鋁(含結(jié)晶水3個(gè))中，加入鋁溶膠、聚乙烯醇和蒸餾水混合，配成氧化鋁含量為25％的均勻漿料，將步驟(1)得到的濾餅加入在球磨機(jī)中球磨56小時(shí)，得到均勻粒度的復(fù)合氧化鋁漿料；(3)將表面清洗干凈的蜂窩陶瓷載體1升，用步驟(2)得到的復(fù)合氧化鋁漿料涂面，涂布量為載體的20％，然后干燥，煅燒；(4)負(fù)載貴金屬a、配制定量的氯鈀酸溶液，加入絡(luò)合劑氨基三乙酸和競(jìng)爭(zhēng)吸附劑漂白土，用涂布好復(fù)合氧化鋁的載體進(jìn)行浸漬，然后干燥、焙燒；b、取定量的氯鉑酸，氯化銠溶液，加入絡(luò)合劑氨基三乙酸和競(jìng)爭(zhēng)吸附劑漂白土，用a步驟得到的催化劑進(jìn)行浸漬，然后干燥，焙燒，得到催化劑，催化劑中貴金屬比例為Pd∶Pe∶Rh＝8∶3∶1.5。
本發(fā)明具有良好的活性和耐熱穩(wěn)定性，催化劑在經(jīng)過(guò)1050℃、24小時(shí)的老化實(shí)驗(yàn)后，于模擬氣(CO的體積百分含量為1.35％，CH4含量為0.25％，Nox含量為0.2％，O2含量為4.2％，CO2含量為6％，N2為稀釋氣體)下檢測(cè)

以實(shí)施例三的方法，制造出催化轉(zhuǎn)化器(φ200×220)，在玉林柴油機(jī)廠技術(shù)中心工況試驗(yàn)結(jié)果

權(quán)利要求
1.一種天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣凈化催化劑，其特征在于每升載體中含以下組分重量數(shù)為γ-Al2O350～120g、稀土金屬氧化物8～20g、過(guò)渡金屬氧化物1～10g、堿土金屬氧化物0.5～5g，貴金屬0.5～1.5g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣凈化催化劑，其特征在于稀土金屬氧化物為L(zhǎng)a2O3、CeO2、Y2O3，Nd2O3中的兩種及兩種以上，過(guò)渡金屬氧化物為ZrO2、TiO2、NiO、CoO、GuO中的一種及一種以上，堿土金屬氧化物為BaO、SrO、CaO、MgO中的一種及一種以上，貴金屬氧化物為Pt、Pd、Rh中的一種及一種以上。
3.一種權(quán)利要求1所述的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣凈化催化劑，其特征在于它采取以下工藝步驟(1)取定量的稀土可溶性鹽，過(guò)渡金屬鹽，堿土金屬鹽配成約25％的蒸餾水溶液，邊攪拌，邊滴加氨水，調(diào)PH為9～12，生成沉淀，抽濾，取濾餅；(2)在定量的氧化鋁中加入適量的鋁溶膠、聚乙烯醇分散劑和蒸餾水混合，配成氧化鋁含量為10-35％的均勻漿料，將步驟(1)得到的濾餅加入，在球磨機(jī)中球磨24-56小時(shí)，得到均勻粒度的復(fù)合氧化鋁漿料；(3)將表面清洗干凈的蜂窩陶瓷載體，用步驟(2)得到的復(fù)合氧化鋁漿料涂布，涂布量為載體的10-20％，然后干燥，煅燒；(4)負(fù)載貴金屬a、配制定量的氯鈀酸溶液，加入絡(luò)合劑和競(jìng)爭(zhēng)吸附劑，用涂布了復(fù)合氧化鋁的載體進(jìn)行浸漬，然后干燥、焙燒；b、配制定量的氯鉑酸，氯化銠溶液，加入絡(luò)合劑和競(jìng)爭(zhēng)吸附劑，用a步驟得到的催化劑進(jìn)行浸漬，然后干燥，焙燒，得到催化劑，催化劑中貴金屬比例為Pd∶Pt∶Rh＝10～8∶1～3∶O.5～1.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣凈化催化劑，其特征在于絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二鈉、氨基三乙酸，競(jìng)爭(zhēng)吸附劑為羧甲基纖維素、硅凝膠、漂白土。
全文摘要
一種天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣凈化催化劑，其特征在于每升載體中含以下組分重量數(shù)為γ－Al
文檔編號(hào)B01D53/94GK1724154SQ200510018899
公開(kāi)日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月10日
發(fā)明者陳昭萍, 劉光文 申請(qǐng)人:陳昭萍, 劉光文