專利名稱：在低熱質(zhì)過(guò)濾器基底上的scr的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)要求2007年2月27日提交的名稱為“銅CHA沸石催化劑”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)60/891,835的優(yōu)先權(quán)，其經(jīng)此引用并入本文。
背景技術(shù)：
多年來(lái)，氮氧化物(NOx)的有害組分已造成大氣污染。NOx包含在例如來(lái)自內(nèi)燃機(jī)(例如汽車和卡車)、來(lái)自燃燒裝置(例如用天然氣、油或煤供熱的發(fā)電站)和來(lái)自硝酸生產(chǎn)廠的廢氣中。
已經(jīng)使用不同方法處理含NOx的氣體混合物。一種處理類型涉及氮氧化物的催化還原?？梢杂袃煞N方法(1)非選擇性還原法，其中使用一氧化碳、氫或低碳烴作為還原劑，和(2)選擇性還原法，其中使用氨或氨前體作為還原劑。在選擇性還原法中，可以用少量還原劑實(shí)現(xiàn)氮氧化物的高度去除。
選擇性還原法被稱作SCR法(選擇性催化還原)。SCR法在大氣氧存在下用氨催化還原氮氧化物，主要形成氮?dú)夂退魵? 4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O 2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O NO+NO2+NH3→2N2+3H2O 柴油機(jī)廢氣含有構(gòu)成微?；蝾w粒物的相材料(液體和固體)以及NOx。通常在柴油機(jī)排氣系統(tǒng)中提供催化劑組合物和具有該組合物的基底，以將某些或所有這些廢氣組分轉(zhuǎn)化成無(wú)害組分。例如，柴油機(jī)排氣系統(tǒng)可以含有柴油機(jī)氧化催化劑、濾煙器和用于減少NOx的催化劑中的一種或多種。
柴油機(jī)廢氣的顆粒排放物含有三種主要組分。一種組分是固體、干燥的、固體碳質(zhì)成分或碳煙成分。這種干燥的碳質(zhì)物引起常與柴油機(jī)廢氣聯(lián)系在一起的可見(jiàn)碳煙排放。顆粒物的第二組分是可溶有機(jī)成分(“SOF”)。可溶有機(jī)成分有時(shí)被稱作揮發(fā)性有機(jī)成分(“VOF”)。VOF可以根據(jù)柴油機(jī)廢氣的溫度以蒸氣或以氣溶膠(液體冷凝物的細(xì)滴)形式存在于柴油機(jī)廢氣中。VOF來(lái)自兩個(gè)來(lái)源(1)活塞每次上下時(shí)從發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壁上掃除的潤(rùn)滑油；和(2)未燃或部分燃燒的柴油燃料。顆粒物的第三組分是硫酸鹽成分。硫酸鹽成分由柴油燃料中存在的少量硫組分形成。在柴油燃燒過(guò)程中形成小比例的SO3，其又迅速與廢氣中的水結(jié)合形成硫酸。硫酸作為與氣溶膠形式的微粒的凝相收集或被吸附到其它微粒組分上，由此增加總顆粒物的質(zhì)量。
發(fā)明概要 下面列出本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，以提供對(duì)本文所述一些方面的基本理解。此概述不是要求保護(hù)的主題的詳盡綜述。既不是要確定要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或重要要素，也不是要描述本發(fā)明的范圍。其唯一用途是作為后面給出的更詳細(xì)描述的序言，以簡(jiǎn)化形式提出要求保護(hù)的主題的一些概念。
本文所述的發(fā)明涉及有效提供顆粒物和NOx的同時(shí)處理的選擇性催化還原(SCR)過(guò)濾器。本發(fā)明還涉及包含該SCR過(guò)濾器的排放物處理系統(tǒng)和排放物處理方法。該SCR過(guò)濾器可以包括包含多根非織造無(wú)機(jī)纖維的纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器和在該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器上的菱沸石分子篩SCR催化劑。通過(guò)將纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器與菱沸石分子篩SCR催化劑(其是具有菱沸石結(jié)構(gòu)的SCR催化劑)結(jié)合，可以在排放物處理系統(tǒng)中使用時(shí)在不造成該過(guò)濾器上的過(guò)度背壓的情況下實(shí)現(xiàn)高催化劑載量。
本發(fā)明還涉及減少柴油機(jī)廢氣中的NOx濃度和顆粒物的方法。根據(jù)要求保護(hù)的主題的一個(gè)方面，該方法包括將氨或氨前體注入柴油機(jī)廢氣，并使該廢氣通過(guò)SCR過(guò)濾器，該SCR過(guò)濾器含有纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器和在該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器上的菱沸石分子篩SCR催化劑，該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器含有多根非織造無(wú)機(jī)纖維。
下列描述和附圖詳細(xì)闡述了要求保護(hù)的主題的某些示例性方面。但是，這些方面僅指示了本發(fā)明的原理的各種使用方式中的幾種，且要求保護(hù)的主題旨在包括所有這樣的方面及其對(duì)等物。在聯(lián)系附圖考慮時(shí)，從本發(fā)明的下列詳述中可清楚看出要求保護(hù)的主題的其它優(yōu)點(diǎn)和新穎特征。
附圖簡(jiǎn)述

圖1A是根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)方面的纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器的透視圖。
圖1B是根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)方面的纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器的一部分的剖視圖。
圖2A和2B是顯示根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)方面的用于處理含NOx和顆粒物的廢氣流的系統(tǒng)的示意圖。
圖3是根據(jù)本說(shuō)明書的一個(gè)方面的減少柴油機(jī)廢氣中的NOx濃度和顆粒物的示例性方法的流程圖。
發(fā)明詳述 本文所述的本發(fā)明涉及有效提供顆粒物和NOx的同時(shí)處理的選擇性催化還原(SCR)過(guò)濾器、排放物處理系統(tǒng)、排放物處理方法。使用涂有菱沸石分子篩SCR催化劑的纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器，可以將NOx減少和微粒去除功能整合到單一催化劑制品中。該排放物處理系統(tǒng)使用整合的濾煙器和SCR催化劑，以顯著地使該排放物系統(tǒng)所需的重量和體積最小化。此外，由于用在該系統(tǒng)中的催化組合物的選擇，可以為各種溫度的廢氣流提供有效的污染物減除。該特征有利于在各種載荷和發(fā)動(dòng)機(jī)速度(它們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣溫度具有顯著影響)下運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明可用在需要高過(guò)濾效率的用途中。例如，該SCR過(guò)濾器適于有效除去排放物處理系統(tǒng)中的顆粒物。本文公開的纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器和菱沸石分子篩SCR催化劑的結(jié)合使得壁流基底可負(fù)載實(shí)用量的SCR催化劑，而不會(huì)在排放物處理系統(tǒng)中使用時(shí)造成該涂布的過(guò)濾器上的過(guò)度背壓。
與傳統(tǒng)的排放物處理技術(shù)相比，通過(guò)具有低熱質(zhì)的纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器和作為SCR催化劑的疏水性菱沸石分子篩的組合，可以實(shí)現(xiàn)排放物處理系統(tǒng)構(gòu)造的改進(jìn)的靈活性和較低的與該系統(tǒng)的主動(dòng)再生相關(guān)的燃料成本。通過(guò)用該菱沸石分子篩SCR催化劑涂布該過(guò)濾器，該過(guò)濾器的較低熱質(zhì)可以提供更快的啟動(dòng)(light-off)、對(duì)通過(guò)SCR反應(yīng)進(jìn)行的NOx控制而言在低溫下的更好的轉(zhuǎn)化率、和高溫穩(wěn)定性。
該過(guò)濾器含有熔結(jié)纖維束，以形成壁流深度過(guò)濾器。這種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了高的孔隙率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了良好的過(guò)濾效率。即使在該過(guò)濾器壁上涂布SCR催化劑后，該涂料也基本不與基底發(fā)生負(fù)面的相互作用以致不利地影響物理性質(zhì)。與未涂布的基底相比，這種具有高SCR涂料載量的基質(zhì)結(jié)構(gòu)僅表現(xiàn)出非常小的背壓升高。
經(jīng)SCR催化劑用氨(NH3)將NOx還原成氮(N2)。通常使用脲形成氨。該過(guò)濾器可以提供脲與該催化劑的有效混合。通過(guò)改進(jìn)脲與SCR催化劑在該纖維基質(zhì)體內(nèi)的混合，脲的水解進(jìn)行更快，由此能夠更容易地制造的NH3，以與NOx反應(yīng)。
該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器可含有多根非織造無(wú)機(jī)纖維。這些非織造無(wú)機(jī)纖維可以是任何合適的纖維，只要該纖維在排放物處理過(guò)程中可具有耐熱性即可。這些非織造無(wú)機(jī)纖維可具有高熔點(diǎn)、低導(dǎo)熱性、低熱膨脹系數(shù)、耐受熱和振動(dòng)沖擊的能力、低密度、高孔隙率和高滲透性中的一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)。因此，該含有非織造無(wú)機(jī)纖維的纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器可具有高熔點(diǎn)、低導(dǎo)熱性、低熱膨脹系數(shù)、耐受熱和振動(dòng)沖擊的能力、低密度、高孔隙率和高滲透性中的一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)。
非織造無(wú)機(jī)纖維的一般實(shí)例包括氧化鋁纖維、二氧化硅纖維、莫來(lái)石纖維、碳化硅纖維、硅鋁酸鹽纖維、硼硅酸鋁纖維等。氧化鋁纖維通常以纖維形式含有大約95重量％或更多且大約97重量％或更少的氧化鋁、和大約3重量％或更多且大約5重量％或更少的二氧化硅。氧化鋁纖維可通過(guò)將前體物質(zhì)的溶液擠出或紡絲來(lái)制造。
二氧化硅纖維通常含有大約90重量％或更多的非晶二氧化硅，并具有低雜質(zhì)含量。在一個(gè)實(shí)施方案中，二氧化硅纖維具有低密度(例如大約2.1克/立方厘米或更大和大約2.2克/立方厘米或更小)、高耐熔性(大約1600℃)、低熱導(dǎo)率(大約0.1W/m-K)和接近0的熱膨脹。
硅鋁酸鹽纖維通常含有大約40重量％或更多且大約80重量％或更少的氧化鋁、大約5重量％或更多且大約25重量％或更少的二氧化硅、和大約0重量％或更多且大約20重量％的鐵或鎂氧化。
硼硅酸鋁纖維通常含有大約40重量％或更多且大約80重量％或更少的氧化鋁、大約5重量％或更多且大約25重量％或更少的二氧化硅、和大約1重量％或更多且大約30重量％的三氧化二硼或氧化硼。硼硅酸鋁纖維的詳情可見(jiàn)于例如美國(guó)專利3,795,524，其經(jīng)此引用并入本文。
該纖維可以具有任何適用于形成該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器的整料蜂窩結(jié)構(gòu)的平均纖維直徑。在一個(gè)實(shí)施方案中，該纖維具有大約0.5微米或更大和大約50微米或更小的平均纖維直徑。在另一實(shí)施方案中，該纖維具有大約0.7微米或更大和大約30微米或更小的平均纖維直徑。在又一實(shí)施方案中，該纖維具有大約1微米或更大和大約20微米或更小的平均纖維直徑。
該纖維可以具有任何適用于形成該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器的整料蜂窩結(jié)構(gòu)的平均拉伸強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施方案中，該纖維具有高于大約700MPa(100,000psi)的平均拉伸強(qiáng)度。在另一實(shí)施方案中，該纖維具有高于大約1,200MPa(200,000psi)的平均拉伸強(qiáng)度。在又一實(shí)施方案中，該纖維具有高于大約1,800MPa(300,000psi)的平均拉伸強(qiáng)度。在再一實(shí)施方案中，該纖維具有高于大約2,100MPa(350,000psi)的平均拉伸強(qiáng)度。
該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器可以以合適的重量百分比含有氧化鋁纖維、二氧化硅纖維、莫來(lái)石纖維、碳化硅纖維、硅鋁酸鹽纖維、硼硅酸鋁纖維等。在一個(gè)實(shí)施方案中，該過(guò)濾器的無(wú)機(jī)纖維部分含有大約50重量％或更多至大約90重量％或更少的二氧化硅纖維、大約5重量％或更多至大約50重量％或更少的氧化鋁纖維和大約10重量％或更多至大約25重量％或更少的硼硅酸鋁纖維。
在一個(gè)實(shí)施方案中，該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器進(jìn)一步含有添加劑，例如粘合劑和增稠劑。可以添加有機(jī)粘合劑和無(wú)機(jī)粘合劑，例如硼粘合劑，例如氮化硼?；蛘?，可以加入氮化硼以代替硼硅酸鋁纖維。例如，該過(guò)濾器以與上文所述類似的重量百分比含有二氧化硅纖維、氧化鋁纖維和氮化硼。
在一個(gè)實(shí)施方案中，該過(guò)濾器含有由非晶二氧化硅和/或氧化鋁纖維以及大約2至大約12重量％氮化硼纖維制成的低密度熔結(jié)纖維陶瓷復(fù)合材料。低密度熔結(jié)陶瓷復(fù)合材料的詳情可見(jiàn)于例如美國(guó)專利5,629,186，其經(jīng)此引用并入本文。
該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器的整料蜂窩結(jié)構(gòu)可以通過(guò)任何合適的技術(shù)形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)經(jīng)由溶膠凝膠技術(shù)形成坯件并經(jīng)由鉆孔法在該坯件中形成孔或小室，形成該過(guò)濾器。在另一實(shí)施方案中，通過(guò)擠出技術(shù)形成該過(guò)濾器。過(guò)濾器的制造細(xì)節(jié)對(duì)本發(fā)明而言不是關(guān)鍵的。過(guò)濾器的制造細(xì)節(jié)可見(jiàn)于例如美國(guó)專利申請(qǐng)公開2004/0079060，其經(jīng)此引用并入本文。
該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器可具有相對(duì)較低的熱質(zhì)，這又有助于更快的加熱和更短的啟動(dòng)(light-off)時(shí)間。由于該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器可迅速加熱至催化劑活化溫度，因此，該過(guò)濾器上的催化劑可迅速開始將廢氣中的NOx轉(zhuǎn)化成N2。
該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器可以具有低的在大約200℃至大約800℃之間的熱膨脹系數(shù)(CTE 200-800)。在一個(gè)實(shí)施方案中，含或不含SCR催化劑涂層的該過(guò)濾器具有大約1×10-6/℃或更高和大約6×10-6/℃或更低的CTE 200-800。在另一實(shí)施方案中，含或不含SCR催化劑涂層的該過(guò)濾器具有大約2×10-6/℃或更高和大約4.5×10-6/℃或更低的CTE 200-800。在又一實(shí)施方案中，含或不含SCR催化劑涂層的該過(guò)濾器具有大約3×10-6/℃或更高和大約4×10-6/℃或更低的CTE 200-800。
該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器也可以具有低的在大約900℃至大約500℃之間的熱膨脹系數(shù)(CTE 900-500)。在一個(gè)實(shí)施方案中，含或不含SCR催化劑涂層的該過(guò)濾器具有大約200ppm或更高和大約1500ppm或更低的CTE 900-500。在另一實(shí)施方案中，含或不含SCR催化劑涂層的該過(guò)濾器具有大約300ppm或更高和大約1000ppm或更低的CTE 900-500。在又一實(shí)施方案中，含或不合SCR催化劑涂層的該過(guò)濾器具有大約350ppm或更高和大約500ppm或更低的CTE 900-500。
該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器可具有彈性模量或楊氏模量Emod。該壁流過(guò)濾器的Emod可以在室溫下或在例如200至1000℃的升高的溫度下測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)未涂布的纖維壁流過(guò)濾器材料而言，室溫Emod值可以為大約0.9至大約1.2Mpsi。在另一實(shí)施方案中，該纖維過(guò)濾器材料在涂布時(shí)可具有大約0.8至大約1.4的室溫Emod值。
該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器可具有斷裂強(qiáng)度模量(MOR)。在一個(gè)實(shí)施方案中，以與ASTM C 1161-02c類似的方式在典型四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中在室溫下測(cè)量時(shí)，含或不含SCR催化劑涂層的該過(guò)濾器具有大約1,000psi或更高和大約2,000psi或更低的MOR。在另一實(shí)施方案中，含或不含SCR催化劑涂層的該過(guò)濾器具有大約1,000psi或更高和大約1,800psi或更低的MOR。在又一實(shí)施方案中，含或不含SCR催化劑涂層的該過(guò)濾器具有大約1,000psi或更高和大約1,500psi或更低的MOR。
該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器可具有薄的多孔壁蜂窩結(jié)構(gòu)，流體流經(jīng)過(guò)該蜂窩結(jié)構(gòu)而不會(huì)造成背壓或該過(guò)濾器上的壓力的極大升高。該過(guò)濾器可具有任何合適的蜂窩小室密度。在一個(gè)實(shí)施方案中，蜂窩小室密度為大約100個(gè)小室/平方英寸或更大和大約400個(gè)小室/平方英寸或更小。在另一實(shí)施方案中，該過(guò)濾器的蜂窩小室密度為大約200個(gè)小室/平方英寸或更大和大約300個(gè)小室/平方英寸或更小。蜂窩小室形狀可以是正方形、三角形、圓形、橢圓形、五邊形、七邊形、圓環(huán)形等。入口通道可大于出口，以降低背壓的生成和儲(chǔ)灰能力。該蜂窩結(jié)構(gòu)的壁厚可以為大約10密耳或更大和大約40密耳或更小。在另一實(shí)施方案中，該蜂窩結(jié)構(gòu)的壁厚可以為大約20密耳或更大和大約30密耳或更小。該蜂窩結(jié)構(gòu)的壁的孔隙率可為大約60％或更大和大約90％或更小。在另一實(shí)施方案中，該蜂窩結(jié)構(gòu)的壁的孔隙率為大約70％或更大和大約85％或更小。在又一實(shí)施方案中，該蜂窩結(jié)構(gòu)的壁的孔隙率為大約55％或更大和大約70％或更小?？讖娇梢詾榇蠹s15微米或更大和大約100微米或更小。在一個(gè)實(shí)施方案中，孔徑可以為大約15微米或更大和大約30微米或更小。
具有上述性質(zhì)的任何纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器都適用于本發(fā)明的實(shí)踐中。這類纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器的具體實(shí)例可見(jiàn)于例如美國(guó)專利申請(qǐng)公開2004/0079060、2005/0042151、2006/0120937、2007/0104621、2007/0104622、2007/0104620、2007/0151799、2007/0151233、2007/0107395、2007/0152364、2007/0111878、2007/0141255、2007/0107396、2007/0110645、2007/0108647、2007/0220871、2007/0207070和2007/0104632，它們經(jīng)此引用并入本文。
分子篩可以是沸石類(沸石)或非沸石類，且沸石類和非沸石類分子篩可具有菱沸石晶體結(jié)構(gòu)，其也被International Zeolite Association稱作CHA結(jié)構(gòu)。沸石類菱沸石包括具有近似式(Ca，Na2，K2，Mg)Al2Si4O12·6H2O的天然生成的沸石類網(wǎng)硅酸鹽礦物(例如水合硅酸鈣鋁)。在″ZeoliteMolecular Sieves，″D.W.Breck著，1973由John Wiley & Sons出版(其經(jīng)此引用并入本文)中描述了沸石類菱沸石的三種合成形式。Breck報(bào)道的這三種合成形式是在J.Chem.Soc，第2822頁(yè)(1956)中，Barrer等人描述的沸石K-G；在英國(guó)專利868,846(1961)中描述的沸石D；和在美國(guó)專利3,030,181中描述的沸石R，它們經(jīng)此引用并入本文。
在經(jīng)此引用并入本文的美國(guó)專利4,544,538中描述了通過(guò)在傳統(tǒng)OH-介質(zhì)中使用N-烷基-3-喹核醇、N，N，N-三烷基-1-金剛烷基銨陽(yáng)離子和/或N，N，N-三烷基-外氨基降冰片烷作為引導(dǎo)劑合成沸石類菱沸石的另一合成形式SSZ-13。SSZ-13通常含有大約8至大約50的二氧化硅/氧化鋁摩爾比。通過(guò)改變合成混合物中反應(yīng)物的相對(duì)比率和/或通過(guò)用螯合劑或酸處理該沸石以從沸石晶格中除去鋁，可以調(diào)節(jié)該摩爾比。通過(guò)向該合成混合物中加入SSZ-13的晶種，可以加速SSZ-13的結(jié)晶和可以減少不合意的污染物的形成。
在經(jīng)此引用并入本文的美國(guó)專利7,264,789中描述了通過(guò)使用晶種的膠態(tài)懸浮液使菱沸石結(jié)構(gòu)結(jié)晶來(lái)合成具有菱沸石晶體結(jié)構(gòu)的非沸石類分子篩的合成形式，硅鋁磷酸鹽34(SAPO-34)。在經(jīng)此引用并入本文的美國(guó)專利6,162,415中描述了制造具有菱沸石結(jié)構(gòu)的另一合成的非沸石類分子篩SAPO-44的方法。具有菱沸石結(jié)構(gòu)的這些沸石類和非沸石類分子篩SSZ-13、SAPO-34和SAPO-44可用作本發(fā)明中的SCR催化劑。
菱沸石分子篩可以是疏水的。疏水性菱沸石分子篩是指該菱沸石分子篩本身是疏水的，或該菱沸石分子篩是通過(guò)施用合適的疏水潤(rùn)濕劑外涂層而變疏水的親水菱沸石分子篩(例如，該粒狀材料具有親水芯和疏水外表面)。
通過(guò)與疏水潤(rùn)濕劑接觸，可以使菱沸石分子篩的表面變疏水?？梢允褂萌魏魏线m的礦物施用法，尤其是在有機(jī)體系中，例如在塑料復(fù)合材料、薄膜、有機(jī)涂料或橡膠中，以使該菱沸石分子篩表面疏水。礦物施用法的細(xì)節(jié)描述在例如Jesse Edenbaum，Plastics Additives and ModifiersHandbook，Van Nostrand Reinhold，New York，1992，第497-500頁(yè)中，其關(guān)于表面處理材料及其施加的教導(dǎo)經(jīng)此引用并入本文。
表面處理材料的一般實(shí)例包括偶聯(lián)劑，例如脂肪酸和硅烷。疏水劑的具體實(shí)例包括有機(jī)鈦酸鹽，例如獲自Tioxide Chemicals的Tilcom

；獲自Kenrich Petrochemical，Inc.的有機(jī)鋯酸鹽或鋁酸鹽偶聯(lián)劑；有機(jī)官能硅烷，例如獲自Witco的Silquest

產(chǎn)品或獲自PCR的Prosil

產(chǎn)品；改性有機(jī)硅流體，例如獲自Shin Etsu的DM-Fluids；和脂肪酸，如獲自WitcoCorporation的Hystrene

或Industrene

產(chǎn)品或獲自Henkel Corporation的Emersol

產(chǎn)品。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用脂肪酸及其鹽(例如硬脂酸和硬脂酸鹽)使菱沸石分子篩的粒子表面疏水。
疏水性是指菱沸石分子篩的表面憎水或拒水的物理性質(zhì)?？梢允褂媒佑|角測(cè)量結(jié)果描述疏水性。通過(guò)將固著液滴置于光滑表面上時(shí)產(chǎn)生的平衡力確定接觸角。在三相(固體(S)、液體(L)和蒸氣(V))之間的接觸點(diǎn)處與凸液滴表面的切線是接觸角θ。
固體-蒸氣(γSV)、液體-蒸氣(γLV)和固體-液體(γSL)的表面張力之間的關(guān)系可以通過(guò)下列Young′s公式確定 F＝γρcosθ 其中F＝潤(rùn)濕力；γ＝液體表面張力；且ρ＝潤(rùn)濕周長(zhǎng)。
如果水微滴在該表面上鋪開，則接觸角小于90度且該表面親水。如果該表面疏水，則接觸角大于90度。例如，180度是一表面可具有的最大疏水性。
許多表面在與水接觸時(shí)改變它們的表面能。動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量提供了前接觸角和后接觸角。前接觸角是與液體初接觸時(shí)的表面疏水性的測(cè)量，而后接觸角測(cè)量表面已被液體潤(rùn)濕后的疏水性。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)本發(fā)明而言，用于表示菱沸石分子篩時(shí)，“疏水”或“疏水性”是指菱沸石分子篩粒子具有大約90度或更大的前接觸角和/或后接觸角，在另一實(shí)施方案中，菱沸石分子篩粒子具有大約100度或更大的前接觸角和/或后接觸角。在又一實(shí)施方案中，菱沸石分子篩粒子具有大約110度或更大的前接觸角和/或后接觸角。在再一實(shí)施方案中，菱沸石分子篩粒子具有大約120度或更大的前接觸角和/或后接觸角。
在一個(gè)實(shí)施方案中，菱沸石分子篩粒子具有大約90度或更大的后接觸角。在另一實(shí)施方案中，菱沸石分子篩粒子具有大約100度或更大的后接觸角，在又一實(shí)施方案中，菱沸石分子篩粒子具有大約110度或更大的后接觸角。在再一實(shí)施方案中，菱沸石分子篩粒子具有大約120度或更大的后接觸角。
動(dòng)態(tài)接觸角基于Wilhelmy板技術(shù)的重力測(cè)量原理并通過(guò)在動(dòng)態(tài)接觸角儀器(其可以測(cè)量粉狀樣品的前接觸角和后接觸角)上測(cè)量來(lái)測(cè)定。來(lái)自ATI Cahn Instruments Inc.的動(dòng)態(tài)接觸角分析系統(tǒng)(型號(hào)DCA 315)可用于接觸角測(cè)量。用標(biāo)準(zhǔn)鉑校準(zhǔn)板測(cè)定去離子水的表面張力(γ)。將粉末樣品沉積在雙面膠帶上。用卡尺測(cè)定該膠帶的周長(zhǎng)(ρ)。將該浸漬膠帶置于DCA 315中，并在去離子水中以159微米/秒的速率下降和升高兩個(gè)浸漬周期。可以由第一浸漬周期的前和后潤(rùn)濕滯后曲線測(cè)定接觸角。
本發(fā)明中的菱沸石分子篩可以是離子交換的菱沸石分子篩。該離子交換的菱沸石分子篩的陽(yáng)離子可以是任何合適的金屬陽(yáng)離子。金屬陽(yáng)離子的實(shí)例包括選自由銅、鉻、鐵、鈷、鎳、銥、鎘、銀、金、鉑、錳及其混合物組成的組的過(guò)渡金屬。所得離子交換的菱沸石分子篩可以是Cu交換的菱沸石分子篩、Fe交換的菱沸石分子篩等。
所需離子交換程度不是特別關(guān)鍵的。菱沸石分子篩可以與這類陽(yáng)離子交換至所交換的陽(yáng)離子實(shí)現(xiàn)所交換的離子與Al陽(yáng)離子的任何合適比率的程度。在一個(gè)實(shí)施方案中，離子交換的菱沸石分子篩具有大約0.3的交換的離子/Al原子比或更大。在另一實(shí)施方案中，離子交換的菱沸石分子篩具有大約0.6的交換的離子/Al原子比或更大。在又一實(shí)施方案中，離子交換的菱沸石分子篩具有大約0.7的交換的離子/Al原子比或更大。在再一實(shí)施方案中，離子交換的菱沸石分子篩具有大約0.8的交換的離子/Al原子比或更大。
該離子交換的菱沸石分子篩可以通過(guò)使前體菱沸石分子篩的陽(yáng)離子與其它陽(yáng)離子交換來(lái)形成?？梢砸匀魏魏线m的技術(shù)(例如浸漬技術(shù))實(shí)現(xiàn)陽(yáng)離子的交換?？梢詫⑶绑w菱沸石分子篩浸入含有金屬物質(zhì)的可溶鹽的溶液中?？梢酝ㄟ^(guò)添加氫氧化銨調(diào)節(jié)該溶液的pH值，以誘發(fā)金屬陽(yáng)離子沉淀到前體菱沸石分子篩上。例如，將前體菱沸石分子篩在含有可溶鹽(例如硝酸銅)的溶液中浸漬足夠的時(shí)間，以使銅陽(yáng)離子通過(guò)離子交換并入前體菱沸石分子篩中，然后加入氫氧化銨以使該溶液中的銅離子通過(guò)沉淀并入前體菱沸石分子篩上。然后可將該菱沸石分子篩洗滌、干燥和煅燒。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明中的菱沸石分子篩粒子可以是細(xì)碎粒狀材料。本文所用的術(shù)語(yǔ)“細(xì)碎”是指該粒狀材料具有大約10微米或更小的中值單粒子粒度。在一個(gè)實(shí)施方案中，菱沸石分子篩粒子具有下述粒度分布其中至少大約90重量％具有大約10微米或更小的粒度。在另一實(shí)施方案中，菱沸石分子篩粒子具有下述粒度分布其中至少大約90重量％具有大約3微米或更小的粒度。在又一實(shí)施方案中，菱沸石分子篩粒子具有下述粒度分布至少大約90重量％具有大約1微米或更小的粒度。
可以通過(guò)任何合適的技術(shù)用菱沸石分子篩涂布該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)浸漬技術(shù)用菱沸石分子篩涂布該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器?？梢詫⒃摾w維基質(zhì)壁流過(guò)濾器垂直浸在一部分菱沸石分子篩漿料中。該過(guò)濾器頂部可以剛剛高于漿料表面。由此漿料接觸各蜂窩壁的入口側(cè)，但防止了其接觸各個(gè)壁的出口側(cè)。可以使過(guò)濾器留在該漿料中大約30秒。將過(guò)濾器從漿料中取出，并如下從過(guò)濾器中除去過(guò)量漿料首先將其從通道中瀝出，然后用壓縮空氣吹掃(對(duì)著漿料滲透方向)，然后從漿料滲透方向抽取真空。通過(guò)使用這種技術(shù)，催化劑漿料滲入過(guò)濾器壁，但不會(huì)堵塞孔隙以致在最終過(guò)濾器中累積過(guò)度背壓的程度。本文所用的術(shù)語(yǔ)“滲入”在用于描述催化劑漿料在過(guò)濾器上的分散時(shí)，是指催化劑組合物分散在整個(gè)過(guò)濾器壁中。所得含有菱沸石分子篩SCR催化劑的纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器可以被稱作SCR過(guò)濾器。
可以將該涂布的過(guò)濾器干燥，然后煅燒。在一個(gè)實(shí)施方案中，該涂布的過(guò)濾器在大約100℃干燥并在大約300℃或更高和大約450℃或更低的更高溫度下煅燒。在煅燒后，可以通過(guò)計(jì)算過(guò)濾器的涂布和未涂布的重量來(lái)確定催化劑載量?？梢酝ㄟ^(guò)改變涂料漿的固含量來(lái)改變催化劑載量。在一個(gè)實(shí)施方案中，可以進(jìn)行過(guò)濾器在涂料漿中的反復(fù)浸漬，然后如上所述除去過(guò)量漿料。
該涂布的過(guò)濾器可具有任何合適濃度的菱沸石分子篩SCR催化劑組合物，以確保實(shí)現(xiàn)所需NOx減少和微粒去除水平和/或確保該催化劑在長(zhǎng)期使用中的充足耐用性。在一個(gè)實(shí)施方案中，SCR催化劑組合物以大約1克/立方英寸或更大和大約3克/立方英寸或更小的濃度沉積在該過(guò)濾器上。在另一實(shí)施方案中，SCR催化劑組合物以大約1.2克/立方英寸或更大和大約2.8克/立方英寸或更小的濃度沉積在該過(guò)濾器上。在又一實(shí)施方案中，SCR催化劑組合物以大約1.4克/立方英寸或更大和大約2.6克/立方英寸或更小的濃度沉積在過(guò)濾器上。在再一實(shí)施方案中，SCR催化劑組合物以大約1.5克/立方英寸或更大和大約2.5克/立方英寸或更小的濃度沉積在過(guò)濾器上。
參照附圖描述要求保護(hù)的主題，其中類似標(biāo)號(hào)在通篇中用于表示類似元件。在下列描述中，為解釋說(shuō)明，闡述許多具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的充分理解。但是，顯而易見(jiàn)的是，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施要求保護(hù)的主題。在另一些情況下，以方框圖形式顯示公知結(jié)構(gòu)和裝置以便于描述本發(fā)明。
圖1A和1B顯示了纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器100，其具有多個(gè)通道102。這些通道102可以被過(guò)濾器基底的內(nèi)壁104管狀圍住。該過(guò)濾器可具有入口端106和出口端108。交替通道可以在入口端106被入口塞110堵塞，在出口端108被出口塞112堵塞，從而在入口106和出口108處形成相反的棋盤圖案。氣流114通過(guò)未堵塞的通道入口116進(jìn)入，被出口塞112堵住，并經(jīng)由多孔通道壁104擴(kuò)散到出口側(cè)118。由于入口塞110，該廢氣不能在不穿過(guò)壁的情況下直接通過(guò)該過(guò)濾器。
該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器可以是催化的，因?yàn)檫^(guò)濾器的壁上具有或其中含有一種或多種催化材料。催化材料可以僅存在于元件壁的入口側(cè)上、僅存在于出口側(cè)上、存在于入口和出口側(cè)上。該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器可以在該元件的入口和/或出口壁上含有一層或多層催化材料和一層或多層催化材料的組合。
圖2A和2B是顯示用于處理含NOx和顆粒物的廢氣流的系統(tǒng)的示意圖。具體而言，圖2A顯示了使用SCR過(guò)濾器處理含NOx和顆粒物的廢氣流用的示例性排放物處理系統(tǒng)200A。在圖2A中，將含氣態(tài)污染物(包括未燃烴、一氧化碳和NOx)和顆粒物的廢氣202從發(fā)動(dòng)機(jī)204輸送到SCR過(guò)濾器206?？梢栽谌芜x在發(fā)動(dòng)機(jī)204與SCR過(guò)濾器206之間使用氧化催化劑(DOC)208。盡管未顯示，系統(tǒng)200A不包括氧化催化劑。在氧化催化劑208中，未燃的氣態(tài)、非揮發(fā)烴(例如揮發(fā)性有機(jī)成分(VOF))和一氧化碳可以燃燒形成二氧化碳和水。使用該氧化催化劑除去相當(dāng)大比例的VOF有助于減輕位于該系統(tǒng)中下游的SCR過(guò)濾器206上的顆粒物沉積(例如堵塞)。在一個(gè)實(shí)施方案中，在該氧化催化劑中將廢氣中的NOx的相當(dāng)一部分的NO氧化成NO2。
可以經(jīng)由噴嘴(未顯示)將氨和氨前體(例如脲)以噴霧形式注入廢氣流。在一個(gè)實(shí)施方案中，顯示在一個(gè)管道210上的脲的水溶液充當(dāng)氨前體，其可以與另一管道212上的空氣在混合裝置(MD)214中混合。閥216可用于計(jì)量加入精確量的脲的水溶液，其在廢氣流中轉(zhuǎn)化成氨。將帶有該添加的氨或氨前體的廢氣流送往SCR過(guò)濾器206。在一個(gè)實(shí)施方案中，在經(jīng)過(guò)SCR過(guò)濾器時(shí)，NOx組分被SCR過(guò)濾器上捕集的顆粒物(例如碳煙餅)轉(zhuǎn)化成NO，然后通過(guò)用氨將NO選擇性催化還原而將NO轉(zhuǎn)化成氮。
SCR過(guò)濾器206也可以大量除去包括碳煙成分和VOF的顆粒物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該SCR過(guò)濾器除去大約80重量％或更多的顆粒物。在另一實(shí)施方案中，該SCR過(guò)濾器除去大約85重量％或更多的顆粒物。在又一實(shí)施方案中，該SCR過(guò)濾器除去大約90重量％或更多的顆粒物?？梢酝ㄟ^(guò)過(guò)濾器的再生燒除沉積在SCR過(guò)濾器206上的顆粒物。
圖2B顯示了使用SCR過(guò)濾器處理含NOx和顆粒物的廢氣流的另一示例性排放物處理系統(tǒng)200B。在圖2B中，排放物處理系統(tǒng)200B包括在SCR過(guò)濾器206下游的滑動(dòng)(slip)氧化催化劑218。該滑動(dòng)氧化催化劑218可以含有含賤金屬和少于大約0.5重量％鉑的組合物。該滑動(dòng)氧化催化劑可用于在任何過(guò)量NH3被排放到大氣中之前將其氧化?？梢匀芜x在發(fā)動(dòng)機(jī)與SCR過(guò)濾器之間使用氧化催化劑208。
圖3顯示了減少柴油機(jī)廢氣中的NOx濃度和顆粒物的示例性方法300。在302處，將氨或氨前體注入柴油機(jī)廢氣。在304處，使廢氣通過(guò)SCR過(guò)濾器，該SCR過(guò)濾器含有纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器和在該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器上的菱沸石分子篩SCR催化劑，該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器含有多根非織造無(wú)機(jī)纖維。在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括在將氨或氨前體注入廢氣之前使該廢氣通過(guò)氧化催化劑。
盡管未顯示在圖3中，但在一個(gè)實(shí)施方案中，該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器含有氧化鋁纖維、二氧化硅纖維、莫來(lái)石纖維、碳化硅纖維、硅鋁酸鹽纖維、硼硅酸鋁纖維或其組合中的至少一種。該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器可具有大約1×10-6/℃或更高和大約6×10-6/℃或更低的熱膨脹系數(shù)。該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器可具有大約1,000psi或更高和大約2,000psi或更低的斷裂強(qiáng)度模量。在另一實(shí)施方案中，該菱沸石分子篩SCR催化劑包含疏水性菱沸石分子篩。該菱沸石分子篩SCR催化劑可含有金屬交換的菱沸石分子篩。例如，該菱沸石分子篩SCR催化劑含有Cu交換的菱沸石分子篩、Fe交換的菱沸石分子篩、或其組合中的至少一種。
下列實(shí)施例例證本發(fā)明。除非在下列實(shí)施例中以及在本說(shuō)明書和權(quán)利要求中的其它地方另行指明，所有份數(shù)和百分比都按重量計(jì)，所有溫度都按℃計(jì)，且壓力等于或接近大氣壓。
實(shí)施例1 實(shí)施例1顯示了涂布的纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器的背壓評(píng)測(cè)。使用具有1×3英寸的尺寸、15微米平均孔徑和67％壁孔隙率的纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器制備催化劑涂布的過(guò)濾器。催化劑漿料由銅交換的3％菱沸石分子篩(基于菱沸石分子篩的重量，含有3重量％的銅)和去離子水形成。
如下所述將催化劑沉積在纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器上(1)將過(guò)濾器浸入所述漿料，至足以從一個(gè)方向沿該過(guò)濾器的整個(gè)軸長(zhǎng)涂布過(guò)濾器通道的深度；(2)從與涂布方向相反的側(cè)(例如干燥側(cè))對(duì)過(guò)濾器施以氣刀；(3)從涂布側(cè)將該過(guò)濾器吸真空；和(4)將該過(guò)濾器在流動(dòng)空氣中在大約93℃干燥大約1小時(shí)，并將該過(guò)濾器在大約400℃煅燒大約1小時(shí)。然后從相反側(cè)重復(fù)作用(1)至(4)。所得纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器被稱作FMWFF。具有三種不同催化劑載量的所得纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器上的壓降顯示在表1中。
以與對(duì)比例類似的方式制備兩個(gè)堇青石陶瓷壁流過(guò)濾器。第一堇青石陶瓷壁流過(guò)濾器具有1×6英寸的尺寸、18微米的平均孔徑、和59％的壁孔隙率。第二堇青石陶瓷壁流過(guò)濾器具有1×6英寸的尺寸、22微米的平均孔徑、和65％的壁孔隙率。第一和第二堇青石陶瓷壁流過(guò)濾器分別被稱作CCWFF1和CCWFF2。堇青石陶瓷壁流過(guò)濾器上的壓降顯示在表1中。
表1 FMWFF表現(xiàn)出的壓降升高低于CCWFF1和CCWFF2的壓降。
實(shí)施例2 實(shí)施例2顯示了由涂布的纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器和作為對(duì)比例的堇青石陶瓷壁流過(guò)濾器(例如SCR過(guò)濾器)實(shí)現(xiàn)的NOx轉(zhuǎn)化率和NH3轉(zhuǎn)化率的評(píng)測(cè)。使用實(shí)施例1的FMWFF和CCWFF2。兩個(gè)壁流過(guò)濾器部件都具有1×6英寸的尺寸。以實(shí)施例1中所述的方式將SCR催化劑以2克/立方英寸的催化劑載量沉積在兩個(gè)堇青石陶瓷壁流過(guò)濾器上。通過(guò)將500ppmNO、500ppm NH3、10％O2、5％H2O、余量N2的進(jìn)料氣體混合物添加到含1″Dx3″L催化劑芯的穩(wěn)態(tài)反應(yīng)器中，由此測(cè)量新鮮催化劑芯的氮氧化物選擇性催化還原(SCR)效率和選擇性。反應(yīng)在150℃至460℃的溫度范圍內(nèi)在40,000hr-1的空速下進(jìn)行。所得NOx轉(zhuǎn)化率列在表2中。
表2
因此，可以看出，這兩個(gè)樣品之間的催化活性大致等同。
上文已經(jīng)描述了所公開的信息的實(shí)例。當(dāng)然，為了描述所公開的信息，不可能描述部件或方法的每個(gè)可想到的組合，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，所公開的信息的許多進(jìn)一步組合和排列是可行的。相應(yīng)地，所公開的信息旨在包括落在所附權(quán)利要求的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的所有這樣的改變、修改和變動(dòng)。此外，在詳述或權(quán)利要求中使用術(shù)語(yǔ)“包括”、“具有”、“涉及”或其變體的情況下，以與“包含”類似的方式，這類術(shù)語(yǔ)是非排它的，而“包含”在權(quán)利要求中使用時(shí)被解釋為過(guò)渡術(shù)語(yǔ)。
權(quán)利要求
1.選擇性催化還原(SCR)過(guò)濾器，其包含
纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器，其含有多根非織造無(wú)機(jī)纖維；和
在所述纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器上的菱沸石分子篩SCR催化劑。
2.權(quán)利要求1的過(guò)濾器，其中所述纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器具有蜂窩結(jié)構(gòu)。
3.權(quán)利要求1的過(guò)濾器，其中所述纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器包含氧化鋁纖維、二氧化硅纖維、莫來(lái)石纖維、碳化硅纖維、硅鋁酸鹽纖維、硼硅酸鋁纖維或其組合中的至少一種。
4.權(quán)利要求1的過(guò)濾器，其中所述纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器具有大約1×10-6/℃或更高和大約6×10-6/℃或更低的從200至800℃的熱膨脹系數(shù)。
5.權(quán)利要求1的過(guò)濾器，其中所述纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器具有約50％或更大和大約70％或更小的孔隙率。
6.權(quán)利要求1的過(guò)濾器，其中所述菱沸石分子篩SCR催化劑包含疏水性菱沸石分子篩。
7.權(quán)利要求1的過(guò)濾器，其中所述菱沸石分子篩SCR催化劑包含金屬交換的菱沸石分子篩。
8.權(quán)利要求1的過(guò)濾器，其中所述菱沸石分子篩SCR催化劑包含Cu交換的菱沸石分子篩、Fe交換的菱沸石分子篩或其組合。
9.用于處理含NOx和顆粒物的廢氣流的排放物處理系統(tǒng)，其包含
將氨或氨前體注入廢氣流的注射器；和
與所述注射器流體連通并在注射器下游的SCR過(guò)濾器，所述SCR過(guò)濾器包含纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器和在所述纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器上的菱沸石分子篩SCR催化劑，所述纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器包含多根非織造無(wú)機(jī)纖維。
10.權(quán)利要求9的排放物處理系統(tǒng)，其中所述纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器包含氧化鋁纖維、二氧化硅纖維、莫來(lái)石纖維、碳化硅纖維、硅鋁酸鹽纖維、硼硅酸鋁纖維或其組合中的至少一種。
11.權(quán)利要求9的排放物處理系統(tǒng)，其中所述纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器具有大約1×10-6/℃或更高和大約6×10-6/℃或更低的從200至800℃的熱膨脹系數(shù)。
12.權(quán)利要求9的排放物處理系統(tǒng)，其中所述纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器具有大約50％或更大和大約70％或更小的孔隙率。
13.權(quán)利要求9的排放物處理系統(tǒng)，其中所述菱沸石分子篩SCR催化劑包含疏水性菱沸石分子篩。
14.權(quán)利要求9的排放物處理系統(tǒng)，其中所述菱沸石分子篩SCR催化劑包含金屬交換的菱沸石分子篩。
15.權(quán)利要求9的排放物處理系統(tǒng)，其中所述菱沸石分子篩SCR催化劑包含Cu交換的菱沸石分子篩、Fe交換的菱沸石分子篩或其組合。
16.減少柴油機(jī)廢氣中的NOx和顆粒物的方法，包括
將氨或氨前體注入柴油機(jī)廢氣；和
使所述廢氣通過(guò)SCR過(guò)濾器，該SCR過(guò)濾器包含纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器和在所述纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器上的菱沸石分子篩SCR催化劑，所述纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器包含多根非織造無(wú)機(jī)纖維。
17.權(quán)利要求16的方法，進(jìn)一步包括在將氨或氨前體注入廢氣之前使所述廢氣通過(guò)氧化催化劑。
18.權(quán)利要求16的方法，其中所述纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器包含氧化鋁纖維、二氧化硅纖維、莫來(lái)石纖維、碳化硅纖維、硅鋁酸鹽纖維、硼硅酸鋁纖維或其組合中的至少一種。
19.權(quán)利要求16的方法，其中所述纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器具有大約1×10-6/℃或更高和大約6×10-6/℃或更低的從200至800℃的熱膨脹系數(shù)。
20.權(quán)利要求16的方法，其中所述纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器具有約50％或更大和大約70％或更小的孔隙率。
全文摘要
本發(fā)明提供了有效地同時(shí)處理顆粒物和NOx的選擇性催化還原(SCR)過(guò)濾器。還提供了使用SCR過(guò)濾器減少柴油機(jī)廢氣中的NOx濃度和顆粒物的方法。該SCR過(guò)濾器可以包括包含多根非織造無(wú)機(jī)纖維的纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器和在該纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器上的菱沸石分子篩SCR催化劑。通過(guò)將纖維基質(zhì)壁流過(guò)濾器與菱沸石分子篩SCR催化劑結(jié)合，可以在排放物處理系統(tǒng)中使用時(shí)在不造成該過(guò)濾器上的過(guò)度背壓的情況下實(shí)現(xiàn)高的催化劑載量。
文檔編號(hào)B01D53/86GK101674876SQ200880013732
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2008年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日
發(fā)明者S·布爾斯, J·德特蘭 申請(qǐng)人:巴斯福催化劑公司