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一种三元催化剂微波辅助再生的方法与系统

一种三元催化剂微波辅助再生的方法与系统

IPC分类号 : B01J38/16,B01J38/04,B01J38/02,B01J38/00,B01J38/48,B01J38/52,B01J38/68,B01J38/70

申请号
CN202010420017.8
可选规格
  • 专利类型: 发明专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2020-05-18
  • 公开号: 111437890B
  • 公开日: 2020-07-24
  • 主分类号: B01J38/16
  • 专利权人: 山东大学

专利摘要

本发明涉及一种三元催化剂微波辅助再生的方法与系统,再生催化剂活性。将微波技术应用于催化剂再生工艺,通过预处理、分类再生、活性组分补充和微波激活处理等环节实现活性再生。检测催化剂的活性位点,具备再生价值按失活原因分热失活、中毒失活、积碳失活三类分别微波辅助消除失活因素,依次微波场环境选择性负载涂层、助剂、活性组分,微波辐射激活催化剂活性位点。本发明利用微波辅助再生,补充吸收剂强化失活靶点部位微波吸收特性,微波场辅助靶向消除失活因素,定点促进活性位前驱物活化,再生过程无需破碎,极大提高催化剂再生效率,降低活性组分流失率,减少机械结构破坏利于催化剂多次再生,延长催化剂使用寿命,降低再生整体能耗。

权利要求

1.一种燃油汽车三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:具体步骤为:

检测催化剂活性位点,将具备再生价值的催化剂按失活原因分热失活、中毒失活、积碳失活三类;

三类催化剂分别微波处理补充吸收剂强化微波吸收特性;

补充吸收剂后分别对三类催化剂进行失活再生处理,微波场辅助靶向消除失活因素;

失活再生处理后依次微波场环境选择性负载涂层组分、助剂组分、活性组分;

负载后进行微波辐射定点激活催化剂活性位;

对热失活催化剂的微波激活处理过程包括微波扩孔处理、微波结构强化处理、再生稳定处理;

微波扩孔区所用扩孔液包括具有较高损耗角正切值的甲酸、乙酸或乙醇,能够有效的吸收微波;

结构强化区浸渍涂层组分,涂层组分包括为Al2O3基材料、堇青石基材料、沸石基材料、钒基材料、MgO材料和SiC材料中的一种或多种物质;

热失活再生稳定区涂覆助剂组分稀土金属氧化物和碱金属氧化物,或助剂组分为稀土金属氧化物和碱金属氧化物中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:活性组分为贵金属和非贵金属中的一种或多种物质。

3.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:涂层组分包括为Al2O3基材料、堇青石基材料、沸石基材料、钒基材料、MgO材料和SiC材料中的一种或多种物质。

4.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:检测催化剂的活性位点的方法为电感耦合等离子体质谱法、光谱分析法、化学滴定法、分光光度计法中的一种或多种方法进行检测。

5.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:负载活性组份处理过程中微波作用时间可调10~30min,微波能量可调30~60W/kg,微波频率可调2000~4000MHz。

6.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:微波激活处理过程分为三个过程,分别为第一激活处理、第二激活处理和激活稳定处理过程,三个过程的微波条件相同。

7.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:活性组份负载后微波激活的条件为:微波作用时间可调10~60min,微波能量可调50~100W/kg,微波频率可调1000~4000MHz。

8.根据权利要求2所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:贵金属为Pt、Pd、Rh。

9.根据权利要求2所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:非贵金属为Mn、Co、Fe、Sr、Cu、Ni、Bi。

10.根据权利要求2所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:稀土金属氧化物的金属元素为Ce、La中的一种或多种。

11.根据权利要求2所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:碱金属氧化物为BaO、CaO、SrO。

12.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:催化剂负载活性组份前,对催化剂进行预处理,利用气体吹扫催化剂,并利用超声波和微波协同清洗、干燥催化剂。

13.根据权利要求12所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:气体为压缩气体,气体包括空气、氧气、氮气中的一种或多种气体。

14.根据权利要求12所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:气体的压力为0.1~2MPa,吹扫时间为10~30min。

15.根据权利要求12所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:预处理过程中的清洗剂为酸、碱、盐溶液、络合剂、氧化剂、表面活性剂、去离子水中的一种或多种。

16.根据权利要求15所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:清洗剂与预处理的三元催化剂的体积比为2:1~5:1,清洗温度为30~50℃,清洗时间为30~60min,清洗次数为2~3次。

17.根据权利要求12所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:超声波功率可调0~500W,脉冲宽度5~20ms,功率密度可调0.3~0.4W/cm2

18.根据权利要求12所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:微波的条件为作用时间范围10~60min,微波能量范围10~100W/kg,微波频率范围100~4000MHz。

19.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:催化剂负载活性组份前,对三元催化剂根据GBT3428-2017标准进行性能检测,根据催化剂的形貌特征与理化特性,得到催化剂的失活原因和预计使用寿命。

20.根据权利要求19所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:形貌特征与理化特性的评价参数包括表面磨损程度、晶相结构、抗压强度、比表面积、活性组分、元素组成、转化效率。

21.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:再生价值评价的过程为:根据GBT3428-2017三元催化剂性能检测标准测试催化剂性能之后,预判催化剂再生价值,依据催化剂形貌特征和理化特性要求设定系统再生价值阈值作为判定条件,将催化剂分为具备再生价值和不具备再生价值两种。

22.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:微波处理补充吸收剂的过程为:利用微波处理将具备再生价值的催化剂补充吸收剂,强化催化剂微波吸收特性,利用微波辐射催化剂的活性位点,传递能量激活催化剂活性位点。

23.根据权利要求22所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:吸收剂包括铁氧体粉、羰基铁粉、超微金属粉、碳化硅粉、碳纤维、金属纤维、金属氧化物粉末和有机高分子聚合物中的一种或几种。

24.根据权利要求22所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:活性组份包括如下质量份的物质:铁氧体粉10~20份、超微金属粉5~10份、氧化铝20~40份、氧化镁10~30份。

25.根据权利要求18所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:微波作用时间可调10~20min,微波能量可调50~100W/kg,微波频率可调2000~4000MHz。

26.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:扩孔液为20%乙醇有较好的扩孔效果。

27.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:稀土金属氧化物的金属元素为Ce、La中的一种或多种。

28.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:碱金属氧化物为BaO、CaO、SrO中的一种或多种。

29.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:热失活再生响应装置微波作用时间可调10~20min,微波能量可调20~50W/kg,微波频率可调1000~3000MHz。

30.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:对中毒失活催化剂的微波激活处理过程包括化学修复处理、催化氧化处理、再生稳定处理。

31.根据权利要求30所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:所述化学修复区处理所用的修复剂固液比为10~30:1,催化剂浸泡入修复剂溶液中。

32.根据权利要求31所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:修复剂在催化氧化过程中为微波辅助化学试剂或电化学修复中毒失活部位,化学试剂包括酸、碱、盐溶液、氧化剂、表面活性剂中的一种或多种试剂。

33.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:中毒失活再生稳定过程中,将催化剂微波环境下浸泡在氧化性溶液中,氧化性溶液包括过氧化氢溶液、硝酸、二氧化锰溶液。

34.根据权利要求33所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:过氧化氢溶液具有较好的氧化特性。

35.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:所述中毒失活再生稳定区加入抗毒剂,抗毒剂固液比为10~30:1,抗毒剂包括0.1~5wt%硝酸钛、0.1~5wt%硝酸钒、去离子水,强化催化剂抗毒特性。

36.根据权利要求35所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:所述中毒失活再生稳定区涂覆助剂组分稀土金属氧化物和碱金属氧化物,或助剂组分为稀土金属氧化物和碱金属氧化物中的一种或多种。

37.根据权利要求36所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:稀土金属氧化物的金属元素为Ce、La中的一种或多种。

38.根据权利要求36所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:碱金属氧化物为BaO、CaO、SrO中的一种或多种。

39.根据权利要求38所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:中毒失活再生响应装置微波作用时间可调10~30min,微波能量可调40~80W/kg,微波频率可调2000~4000MHz。

40.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:对积碳失活催化剂的微波激活处理过程包括消碳处理、清洗处理、再生稳定处理。

41.根据权利要求40所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:微波消碳处理过程中,将催化剂进行微波加热处理,辅助以气体旋流氧化或冲刷催化剂表面积碳。

42.根据权利要求41所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:所述气体旋流为1~10份O2、1~10份H2O、60~90份N2的混合气氛。

43.根据权利要求42所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:所述气体旋流为4份O2气体、5份H2O、70份N2的混合气氛。

44.根据权利要求43所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:积碳失活再生响应装置微波作用时间可调10~45min,微波能量可调20~100W/kg,微波频率可调1000~4000MHz,微波加热处理温度范围300~500℃。

45.根据权利要求44所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:加热处理时间10~20min,加热温度为400℃。

46.根据权利要求1所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:微波辐射定点激活催化剂活性位之后进行再生价值评价,再生价值评价的过程为:催化剂微波激活处理后根据GBT3428-2017三元催化剂性能检测标准进行催化剂再生质量评价。

47.根据权利要求1-46任一项所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:所述三元催化剂微波辅助再生的系统包括吸收剂补充装置、微波激活装置、组分负载装置、催化活性激活装置,吸收剂补充装置依次连接微波激活装置、组分负载装置、催化活性激活装置,微波激活装置包括热失活再生响应装置、中毒失活再生响应装置、积碳失活再生响应装置,吸收剂补充装置补充吸收剂强化催化剂微波吸收特性,组分负载装置包括涂层负载区、助剂负载区、活性组分负载区。

48.如权利要求47的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:催化活性激活装置包括第一激活区、第二激活区、激活稳定区,三个激活区相互独立。

49.如权利要求48的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:还包括预处理装置,预处理装置的内部设置超声微波化学反应器,超声微波化学反应器设置第一微波控制器组件、超声波控制器组件、控温组件,预处理装置连接进气装置、配药装置、真空装置。

50.如权利要求49的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:还包括第一催化评价组件,第一催化评价组件位于预处理装置的下游。

51.如权利要求49的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:还包括第一再生价值评价装置,第一再生价值评价装置为PC端,第一再生价值评价装置与第一催化评价组件电性连接。

52.如权利要求47的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:吸收剂补充装置设置第二微波控制器组件,热失活再生响应装置、中毒失活再生响应装置、积碳失活再生响应装置分别设置第三微波控制器组件,组分负载装置设置第四微波控制器组件,催化活性激活装置设置第五微波控制器组件。

53.如权利要求52的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:热失活再生装置包括相互独立的微波扩孔区、结构强化区、热失活再生稳定区。

54.如权利要求52的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:中毒失活再生装置包括相互独立的化学修复区、催化氧化区、中毒失活再生稳定区。

55.如权利要求52的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:积碳失活再生装置包括相互独立的消碳区、清洗区、积碳失活再生稳定区。

56.根据权利要求47所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:还包括回收利用装置,回收利用装置与再生价值评价组件连接,回收利用装置分别与吸收剂补充装置、热失活再生装置、中毒失活再生装置、积碳失活再生装置、组分负载装置、催化活性激活装置连接。

57.如权利要求55的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:所述积碳失活再生稳定区涂覆助剂组分稀土金属氧化物和碱金属氧化物,微波辐射下促进催化剂表面的前驱物转化为活性组分,减弱催化剂表面碳吸附性能。

58.根据权利要求57所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:回收利用装置分别与热失活再生装置的微波扩孔区、结构强化区、中毒失活再生装置的化学修复区、催化氧化区、积碳失活再生装置的消碳区、清洗区、组分负载装置的涂层负载区、助剂负载区、催化活性激活装置的第一激活区、第二激活区连通。

59.根据权利要求47所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:还包括第二催化评价组件,还包括第二催化评价组件,第二催化评价组件位于催化活性激活装置的下游。

60.根据权利要求47所述的三元催化剂微波辅助再生的方法,其特征在于:还包括第二再生质量评价装置,还包括第二再生质量评价装置,第二再生价值评价装置为PC端,第二再生质量评价装置与第二催化评价组件电性连接。

说明书

技术领域

本发明属于催化剂再生技术领域,具体涉及一种三元催化剂微波辅助再生的方法与系统。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

催化剂在降低污染气体催化转化温度的同时保持高催化活性,广泛应用于汽车排气转换系统污染气体净化。三元催化剂,由载体、涂层、助剂和活性组分构成,通常选用铂、钯、铑等贵金属作为活性组分,其中铂和钯主要用于一氧化碳和碳氢化合物的氧化催化,铑主要提供氮氧化物的还原活性,同时兼具碳氢化合物的氧化活性。

参与汽车排气转换系统气体净化反应后,三元催化剂部分物理化学性质发生变化,催化剂活性和选择性下降,排气转换系统污染气体转化活性呈现出不断降低直至失活的趋势。三元催化剂主要失活方式分为热失活、中毒失活、积碳失活、机械破损等四类。简单地更换全新三元催化剂保证汽车排气转换系统排放达标的措施,固然可根本上提升催化剂活性,但同时引起资源低效利用,增加环境供给压力等问题。此外,三元催化剂机械寿命通常是其化学寿命的2~3倍,在机械结构仍满足使用标准前提下,部分物理或化学原因影响催化剂活性和选择性具备可逆再生活性,且再生后的三元催化剂活性和选择性可恢复至新三元催化剂的80%甚至完全恢复,再生成本是更换新催化剂的一半甚至更低,符合国家可持续和循环经济发展要求。

针对三元催化剂失活类型,评估三元催化剂再生利用价值,对具备再生利用价值的三元催化剂通过多种物理和化学方法联合再生,去除存留于催化剂上的有毒物质、覆盖表面的灰尘和由于副反应生成于催化剂表面和孔隙内部的沉积物等,调节改善催化剂结构,补充活性物质增加三元催化剂活性位,恢复催化剂固有组成和构造,可以一定程度恢复三元催化剂活性和选择性,达到排气转换系统净化处理的标准要求。

现有的三元催化剂再生方法及相关配套技术在催化剂再生过程中存在以下缺陷:

(1)热量从催化剂外部逐渐传递至内部,出现外高内低的温度梯度,产生的热应力损伤催化剂整体结构强度,不利于多次再生;

(2)穿透性差,热量难以深入催化剂内部;

(3)加热时升温速率慢,无效作用能耗高,产品质量低;

(4)温度场可控性差,不利于配置控制系统进行自动化管理;

(5)活性组分分散均匀度低,再生效果均匀性差;

(6)活性组分流失率高,再生活性组分补充浸渍量大;

(7)再生方法单一,没有依据失活原因分类再生,再生效果差。

利用微波辐射引入到催化剂再生过程,实现催化剂由内而外低温度梯度快速加热,避免了催化剂模块受热不均匀而破碎或者破裂,现有的利用微波辐射再生催化剂再生过程只是简单利用微波选择性快速加热特性取代常规加热过程,未依据催化剂失活原因针对性利用微波作用特性独特优势辅助三元催化剂再生,减少机械结构破坏利于催化剂多次再生;再者,由于未进行催化剂活性评价针对性添加适量活性组分和特定的吸波介质,催化剂材料吸波性能弱,活性组分流失率高,催化剂活性位点激活率低,微波场辅助催化剂再生效率改善并不明显。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种三元催化剂微波辅助再生的方法与系统。

为了解决以上技术问题,本发明的技术方案为:

一种三元催化剂微波辅助再生的方法,具体步骤为:

检测催化剂活性位点,将具备再生价值的催化剂按失活原因分热失活、中毒失活、积碳失活三类;

三类催化剂分别微波处理补充吸收剂强化微波吸收特性;

补充吸收剂后分别对三类催化剂进行失活再生处理,微波场辅助靶向消除失活因素;

失活再生处理后依次微波场环境选择性负载涂层组分、助剂组分、活性组分;

负载后进行微波辐射定点激活催化剂活性位。

微波,无线电波中一个有限频带,频率范围300MHz~300GHz,波长1毫米至1米。微波加热方式为电磁能转化为催化剂组分的内部储存能,原子外轨道偶极子快速旋转,分子相互摩擦使催化剂整体被加热,催化剂内部和表面在微波辐射下产生热量,短时间内对催化剂所需加热部位升温至合适温度。

发明人发现利用微波直接作用于活性位点具有较好的再生效果,原理为:利用微波选择性加热特点,选择性直接作用失活靶点部位,微波辐射逐层调节层状结构,提高催化剂结构抗性,有助于催化剂多次再生;微波辐射催化剂被加热靶点部位受热均匀,使得催化剂在再生液中重新浸渍出的活性物质均匀附着在催化剂活性位点,微波辐射下促进催化剂表面的前驱物转化为活性组分,同时热处理部分因受热均匀而产生均匀热应力,能够有效提高再生催化剂载体的机械强度。

第二方面,一种三元催化剂微波辅助再生的系统,包括吸收剂补充装置、微波激活装置、组分负载装置、催化活性激活装置,吸收剂补充装置依次连接微波激活装置、组分负载装置、催化活性激活装置,微波激活装置包括热失活再生响应装置、中毒失活再生响应装置、积碳失活再生响应装置,吸收剂补充装置补充吸收剂强化催化剂微波吸收特性,组分负载装置包括涂层负载区、助剂负载区、活性组分负载区,各个组分负载区之间相互独立。

本发明的有益效果:

(1)微波选择性强,利用被加热物质介电性质不同,选择性作用催化剂表面和孔隙内部污染物沉积部位,尤其是催化剂表面产生的积碳具有高效吸收微波的特性,在微波作用下实现微波定向作用积碳,加快沉积物质脱附,活化活性位点,提高能源利用率。

(2)微波穿透性强,升温速率快,直接作用内部介电常数高值部位,催化剂受热均匀,有效降低热再生整体温度,从而降低能耗,提高再生效率。

(3)微波可控性强、热惯性低,便于配置控制系统进行辐射条件自动化管理。

(4)微波辐射通过调节层状结构,降低热应力不均损伤,提高催化剂结构抗性。

(5)微波辅助三元催化剂扩孔作业,扩孔溶液受热体积膨胀,气化逸出催化剂表面,刻蚀催化剂形成新的多孔结构,改善失活催化剂孔隙结构,提高催化剂比表面积。

(6)微波辐射增强三元催化剂表面活性组分分散均匀度,提高再生活性。

(7)微波辐射加热温度均匀,有效降低活性组分流失率和烧结失活率,减少再生活性组分补充量。

(8)补充高介电常数吸收剂组分,靶向强化催化剂微波吸收特性。

(9)微波辐射可实现催化剂不破碎整体再生,对机械结构破坏强度低,利于多次再生。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的微波辅助燃油汽车三元催化剂再生系统的结构示意图;

其中,1、真空泵,2、进气泵,3、预处理装置,4、配药装置,5、超声微波化学反应器,6、第一微波控制器组件,7、磁控管微波发射源,8、传输线,9、波导管,10、超声波控制器组件,11、超声波变幅杆,12、控温组件,13、第一催化评价组件,14、第一再生价值评价装置,15、回收利用装置,16、吸收剂补充装置,17、第二微波控制器组件,18、热失活再生响应装置,19、第一进液口,20、第二进液口,21、第三微波控制器组件,22、微波扩孔区,23、结构强化区,24、热失活再生稳定区,25、中毒失活再生响应装置,26、化学修复区,27、催化氧化区,28、中毒失活再生稳定区,29、积碳失活再生响应装置,30、消碳区,31、清洗区,32、积碳失活再生稳定区,33、组分负载装置,34、第四微波控制器组件,35、涂层负载区,36、助剂负载区,37、活性组分负载区,38、催化活性激活装置,39、第五微波控制器组件,40、第一激活区,41、第二激活区,42、激活稳定区,43、第二催化评价组件,44、第二再生质量评价装置。

具体实施方式

应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

一种三元催化剂微波辅助再生的方法,具体步骤为:

检测催化剂活性位点,将具备再生价值的催化剂按失活原因分热失活、中毒失活、积碳失活三类;

三类催化剂分别微波处理补充吸收剂强化微波吸收特性;

补充吸收剂后分别对三类催化剂进行失活再生处理,微波场辅助靶向消除失活因素;

失活再生处理后依次微波场环境选择性负载涂层组分、助剂组分、活性组分;

负载后进行微波辐射定点激活催化剂活性位。

活性位点为人为设置的值,根据催化剂的活性位分布情况、汽车尾气排放标准、催化剂再生经济性进行综合确定。

背景技术中所述,现有催化剂再生方法,需对催化剂进行破碎,破坏催化剂的结构强度。本发明不破碎再生催化剂,避免损伤催化剂结构强度。微波辐射催化剂均匀加热靶点部位,再生液浸渍出的活性物质均匀附着催化剂,微波辐射促进催化剂表面前驱物转化为活性组分,提高催化剂再生液浸渍效率,同时热处理部分因受热均匀产生均匀热应力,能够有效提高再生催化剂载体的机械强度。

背景技术中所述,现有微波再生方法,穿透特性差,无效能耗高,本发明将催化剂负载活性物质,补充吸收剂增强吸波能力,微波场辅助靶向消除失活因素,定点促进活性位前驱物活化,提高了微波的作用效果和作用效率,解决了微波单独作用时辐射穿透特性差的问题。

背景技术中所述,现有微波再生方法,多次再生效果差,本发明中微波选择性直接作用失活靶点部位,微波辐射逐层调节层状结构,提高催化剂结构抗性,有助于催化剂多次再生。

在本发明的一些实施方式中,涂层组分包括为Al2O3基材料、堇青石基材料、沸石基材料、钒基材料、MgO材料和SiC材料中的一种或多种物质。

在本发明的一些实施方式中,助剂组分为稀土金属氧化物和碱金属氧化物中的一种或多种物质;优选的,稀土金属氧化物的金属元素为Ce、Zr、La、Sn、Mo、Ti中的一种或多种;优选的,碱金属氧化物为BaO、CaO、SrO中的一种或多种;进一步优选的,助剂组分为稀土金属氧化物,稀土金属氧化物的金属为Ce、Zr和La,Ce、Zr和La的质量比例为3:1:1。

在本发明的一些实施方式中,活性组分为贵金属和非贵金属中的一种或多种物质;进一步,贵金属为Pt、Pd、Rh中的一种或多种,非贵金属为Mn、Co、Fe、Sr、Cu、Ni、Bi中的一种或多种;更进一步的,活性组分为贵金属Pt、Pd和Rh,Pt、Pd和Rh的质量比例为5:2:1。

在本发明的一些实施方式中,活性物质的负载方法为浸渍法、吸附法、沉积沉淀法、离子交换法、化学气相沉积法中的一种或多种。

在本发明的一些实施方式中,检测催化剂的活性位点的方法为电感耦合等离子体质谱法、光谱分析法、化学滴定法、分光光度计法中的一种或多种方法进行检测。

在本发明的一些实施方式中,负载活性物质处理过程中微波作用时间可调10~30min,微波能量可调30~60W/kg,微波频率可调2000~4000MHz。

在本发明的一些实施方式中,微波激活处理过程分为三个过程,分别为第一激活处理、第二激活处理和激活稳定处理过程,三个过程的微波条件相同。

在本发明的一些实施方式中,活性物质负载后微波激活的条件为:微波作用时间可调10~60min,微波能量可调50~100W/kg,微波频率可调1000~4000MHz。

在本发明的一些实施方式中,催化剂负载活性物质前,对催化剂进行预处理,预处理的步骤为:利用气体吹扫催化剂,并利用超声波和微波协同清洗、干燥催化剂。

预处理可以清除表面和或孔隙内部粘黏程度不强的积碳等沉积黏附物及易溶于清洗剂的有毒物质。

进一步,气体为压缩气体,气体包括空气、氧气、氮气中的一种或多种气体。进一步,气体压力为0.1~2MPa,吹扫时间为10~30min。进一步,预处理过程中的清洗剂为酸、碱、盐溶液、络合剂、氧化剂、表面活性剂、去离子水中的一种或多种;进一步,清洗剂与预处理的三元催化剂的体积比为2:1~5:1,清洗温度为30~50℃,清洗时间为30~60min,清洗次数为2~3次。进一步,超声波功率可调0~500W(不为0),脉冲宽度5~20ms,功率密度可调0.3~0.4W/cm2。进一步,微波的条件为作用时间范围10~60min,微波能量范围10~100W/kg,微波频率范围100~4000MHz。

酸一般为盐酸、硝酸等,碱一般为氢氧化钠、氨水等,盐溶液一般为氯化钠溶液等,络合剂一般为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠,氧化剂一般为过氧化氢溶液、过氧化钠溶液,表面活性剂一般为十二烷基苯磺酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠。

在本发明的一些实施方式中,检测催化剂活性位点的过程为:催化剂负载活性物质前,对三元催化剂根据GBT3428-2017标准进行性能检测,根据催化剂的形貌特征与理化特性,得到催化剂的失活原因和预计使用寿命。

进一步,形貌特征与理化特性的评价参数包括表面磨损程度、晶相结构、抗压强度、比表面积、活性组分、元素组成、转化效率。

在本发明的一些实施方式中,再生价值评价的过程为:根据GBT3428-2017三元催化剂性能检测标准测试催化剂性能之后,预判催化剂再生价值,依据催化剂形貌特征和理化特性要求设定系统再生价值阈值作为判定条件,将催化剂分为具备再生价值和不具备再生价值两种,将不具备再生价值的催化剂进行回收统一进行处理。具备再生价值的,补充再生催化剂活性组分进行再生处理。

形貌特征要求:磨损面积≤2%,贯串性孔数量≤5个,裂纹数量≤5个,迎风端磨损率≤5%,非迎风端磨损率≤2%。

理化特性要求:晶相结构变化程度≤10%,轴向抗压强度≧0.5MPa,径向抗压强度≧0.1MPa,比表面积≧20m2/g,活性组分含量≧新催化剂活性组分含量80%,热烧结面积≤5%,中毒面积≤5%,积碳面积≤30%,气体转换效率≧新催化剂气体转换效率80%。

在本发明的一些实施方式中,微波处理补充吸收剂的过程为:利用微波处理将具备再生价值的催化剂补充吸收剂,强化催化剂微波吸收特性,利用微波辐射催化剂的活性位点,传递能量激活催化剂活性位点。通过补充吸收剂,增加高介电常数吸收剂含量,强化催化剂失活靶点部位吸波特性,充分发挥微波场催化剂再生优势。

进一步,吸收剂包括铁氧体粉、羰基铁粉、超微金属粉、碳化硅粉、碳纤维、金属纤维、金属氧化物粉末和有机高分子聚合物中的一种或几种;进一步,活性物质包括如下质量份的物质:铁氧体粉10~20份、超微金属粉5~10份、氧化铝20~40份、氧化镁10~30份。

物质种类及其介电特性都对物质在微波场中吸收微波所产生的热量大小产生一定的影响,主要取决于其介质损耗因数,即微波对物质具有选择性加热的特性。物质介质损耗因数大的微波吸收能力强,反之则弱。

进一步,微波的条件为:作用时间可调10~20min,微波能量可调50~100W/kg,微波频率可调2000~4000MHz。

在本发明的一些实施方式中,回收处理不具备再生价值的催化剂的方法为:包括熔炼富集法、氯化干馏法、选择性溶解法、高温挥发法,提纯方法包括电解法、溶剂萃取法、离子交换法。提取不具备再生价值三元催化剂中有效活性组分,作用于三元催化剂活性物质负载与活性物质激活阶段。

在本发明的一些实施方式中,对热失活催化剂的微波激活处理过程包括微波扩孔处理、微波结构强化处理、再生稳定处理。

微波特色加热技术辅助燃油汽车三元催化剂热失活再生,微波电磁能转化为催化剂的内部储存能,原子外轨道偶极子快速旋转,分子相互摩擦使催化剂整体被加热,催化剂内部和表面在微波辐射下产生内能,短时间内对催化剂所需加热部位升温至合适温度;在微波作用下,专用扩孔溶液迅速升温产生大的蒸汽压,体积膨胀极为剧烈,新的多孔结构在气化过程冲击刻蚀催化剂中的孔道形成,提高催化剂比表面积及扩大微观孔径;利用微波选择性加热特点,选择性直接作用失活靶点部位,微波辐射逐层调节层状结构,提高催化剂结构抗性,有助于催化剂多次再生;微波辐射催化剂被加热靶点部位受热均匀,使得催化剂在再生液中重新浸渍出的活性物质均匀附着在催化剂活性位点,微波辐射下促进催化剂表面的前驱物转化为活性组分,同时热处理部分因受热均匀而产生均匀热应力,能够有效提高再生催化剂载体的机械强度。

更进一步,微波扩孔区所用扩孔液包括甲酸、乙酸、乙醇等具有较高的损耗角正切值,有效的吸收微波;优选的,扩孔液为20%乙醇有较好的扩孔效果。

更进一步,结构强化区浸渍涂层组分,涂层组分包括为Al2O3基材料、堇青石基材料、沸石基材料、钒基材料、MgO材料和SiC材料中的一种或多种物质。微波辐射逐层调节层状结构,提高催化剂结构抗性。

更进一步,热失活再生稳定区涂覆助剂组分,助剂组分为稀土金属氧化物和碱金属氧化物中的一种或多种;优选的,稀土金属氧化物的金属元素为Ce、Zr、La、Sn、Mo、Ti中的一种或多种;优选的,碱金属氧化物为BaO、CaO、SrO中的一种或多种;进一步优选的,BaO、CaO和SrO质量比例为3:1:1。微波辐射促进催化剂表面前驱物转化为活性组分,均匀附着在催化剂活性位点。

更进一步,热失活再生响应装置微波作用时间可调10~20min,微波能量可调20~50W/kg,微波频率可调1000~3000MHz,微波加热的温度为150~250℃。

在本发明的一些实施方式中,对中毒失活催化剂的微波激活处理过程包括化学修复处理、催化氧化处理、再生稳定处理。

微波辅助三元催化剂中毒失活再生,微波电磁能转化为催化剂组成的内部储存能,催化剂内部和表面在微波辐射下均产生热能,短时间内对催化剂所需加热部位升温至合适温度,辅助化学试剂或电化学修复中毒失活部位,降低活性组分流失率,减少再生活性组分补充量;利用微波选择性加热特性,选择性直接作用失活靶点部位涂覆助剂组分稀土金属氧化物和碱金属氧化物,微波辐射促进催化剂表面前驱物转化为活性组分,添加氧化性试剂进行迅速活化再生。

更进一步,所述化学修复区修复剂固液比(催化剂质量/修复剂的质量)为10~30:1,催化剂浸泡入修复剂溶液中,微波加热下修复中毒失活部位。

更进一步,修复剂在催化氧化过程中为微波辅助化学试剂或电化学修复中毒失活部位,化学试剂包括酸、碱、盐溶液、氧化剂、表面活性剂中的一种或多种试剂;优选为氧化铁脱硫剂。

更进一步,中毒失活再生稳定过程中,将催化剂微波环境下浸泡在氧化性溶液中,氧化性溶液包括过氧化氢溶液、硝酸、二氧化锰溶液,优选的,过氧化氢溶液具有较好的氧化特性。

更进一步,所述中毒失活再生稳定区加入抗毒剂,抗毒剂固液比(催化剂质量/抗毒剂质量)为10~30:1,抗毒剂包括0.1~5wt%硝酸钛、0.1~5wt%硝酸钒、去离子水。强化催化剂抗毒特性。

更进一步,所述中毒失活再生稳定区涂覆助剂组分稀土金属氧化物和碱金属氧化物,优选的,稀土金属氧化物的金属元素为Ce、Zr、La、Sn、Mo、Ti中的一种或多种;优选的,碱金属氧化物为BaO、CaO、SrO中的一种或多种;进一步优选的,BaO、CaO质量比例为1:1。微波辐射促进催化剂表面前驱物转化为活性组分,均匀附着在催化剂活性位点。

更进一步,中毒失活再生响应装置微波作用时间可调10~30min,微波能量可调40~80W/kg,微波频率可调2000~4000MHz,微波加热的温度为350~450℃。

在本发明的一些实施方式中,对积碳失活催化剂的微波激活处理过程包括消碳处理、清洗处理、再生稳定处理。

微波辅助燃油汽车三元催化剂积碳失活再生,基于三元催化剂载体中积碳和贵金属综合介电常数较高的特点,在不破坏三元催化剂内部结构的条件下,利用微波辐射穿透力强,升温速率快,穿透物体内部,直接作用靶点部位,极性吸附物质在微波作用下,在微波辐射能作用下原子外轨道偶极子快速旋转,微波均匀加热多孔介质贵金属催化剂并辅助以气体旋流氧化或冲刷催化剂表面积碳,吸附在催化剂上的物质受热氧化成气体逸出或者在气体扰动下脱落,催化剂上不易脱附的污染吸附质将会发生挥发或分解,促进有机污染物充分降解,辅助清洗剂由浅层及深,逐渐去除积碳,涂覆助剂组分稀土金属氧化物和碱金属氧化物,微波辐射促进催化剂表面前驱物转化为活性组分,减弱催化剂表面碳吸附性能。

更进一步,微波消碳处理过程中,将催化剂进行微波加热处理,辅助以气体旋流氧化或冲刷催化剂表面积碳。

更进一步,所述气体旋流质量份数组成为1~10份O2、1~10份H2O(水蒸气)、60~90份N2的混合气氛;优选4份O2气体、5份H2O(水蒸气)、70份N2的混合气氛。

更进一步,所述积碳失活再生稳定区涂覆助剂组分稀土金属氧化物和碱金属氧化物,微波辐射促进催化剂表面前驱物转化为活性组分,减弱催化剂表面碳吸附性能。

更进一步,积碳失活再生响应装置微波作用时间可调10~45min,微波能量可调20~100W/kg,微波频率可调1000~4000MHz,微波加热处理温度范围300~500℃;优选加热处理时间10~20min,加热温度为400℃。

在本发明的一些实施方式中,微波辐射定点激活催化剂活性位之后进行再生价值评价,再生价值评价的过程为:催化剂微波激活处理后根据GBT3428-2017三元催化剂性能检测标准进行催化剂再生质量评价。

依据催化剂形貌特征和理化特性要求设定系统再生质量评价条件,评价参数包括表面磨损程度、晶相结构、抗压强度、比表面积、活性组分、元素组成、转化效率。

形貌特征要求:磨损面积≤5%,迎风端磨损率≤2%,非迎风端磨损率≤2%。

理化特性要求:晶相结构变化程度≤5%,轴向抗压强度≧0.5MPa,径向抗压强度≧0.1MPa,比表面积≧20m2/g,活性组分含量≧新催化剂活性组分含量90%,热烧结面积≤2%,中毒面积≤2%,积碳面积≤10%,气体转换效率≧新催化剂气体转换效率90%。

不具备再生价值的催化剂进行有效活性组分的回收,方法为熔炼富集法、氯化干馏法、选择性溶解法、高温挥发法,提纯方法包括电解法、溶剂萃取法、离子交换法。

一种三元催化剂微波辅助再生的系统,包括吸收剂补充装置16、微波激活装置、组分负载装置33、催化活性激活装置38,吸收剂补充装置16依次连接微波激活装置、组分负载装置33、催化活性激活装置38,微波激活装置包括热失活再生响应装置18、中毒失活再生响应装置25、积碳失活再生响应装置29,吸收剂补充装置16补充吸收剂强化催化剂微波吸收特性,组分负载装置33包括涂层负载区35、助剂负载区36、活性组分负载区37。

这里可以知道的是,组分负载装置的各个活性组分的负载区相互间隔,可以单独进行负载并且进行微波辐照。吸收剂补充装置16分别与热失活再生响应装置18、中毒失活再生响应装置25、积碳失活再生响应装置29连接。

在本发明的一些实施方式中,催化活性激活装置38包括第一激活区40、第二激活区41、激活稳定区42,三个激活区相互独立。

在本发明的一些实施方式中,还包括预处理装置3,预处理装置3的内部设置超声微波化学反应器5,超声微波化学反应器5设置第一微波控制器组件6、超声波控制器组件10、控温组件12,预处理装置连接进气装置、配药装置、真空装置。

如图1所示,在预处理装置内进行催化剂的预处理。控温组件12通过高精度的非接触红外传感器实时监测和控制反应器温度。真空装置主要通过真空泵1等设备实现,进气装置主要通过进气泵2,经进气管将气体通入预处理装置3内,真空泵与进气泵,实现压缩气体的进入及清洗液的抽滤,所述预处理装置3顶端设置配药装置4,配制预处理过程所需试剂。超声波控制器组件10包括超声波变幅杆11、超声波控制组件10由超声波发生器发出高频振动信号,通过换能器经超声波变幅杆11转换成高频机械振动传播到清洗剂,超声波疏密相间传播。

在本发明的一些实施方式中,还包括第一催化评价组件13,第一催化评价组件13位于预处理装置3的下游。第一催化评价组件13用于评价催化剂的形貌特征与理化特性。通过扫描电镜、元素分析仪、光谱分析仪、化学吸附仪、物理吸附仪等来实现。可以从催化剂的不同床层进行采样。

在本发明的一些实施方式中,还包括第一再生价值评价装置14,第一再生价值评价装置14为PC端,第一再生价值评价装置14与第一催化评价组件13电性连接。

第一催化评价组件得到的催化剂的性能特征输入PC端,在PC端通过数据的分析将催化剂进行分类。经过第一再生价值评价装置进行催化剂的评价之后,将具备再生价值的催化剂送入吸收剂补充装置。

第一再生价值评价装置14设定催化剂再生价值评价参数,用于对催化剂的再生价值进行判定。可以从催化剂的不同床层进行采样。

在本发明的一些实施方式中,吸收剂补充装置16设置第二微波控制器组件17,热失活再生响应装置18、中毒失活再生响应装置25、积碳失活再生响应装置29,分别设置第三微波控制器组件21,组分负载装置33设置第四微波控制器组件34,催化活性激活装置38设置第五微波控制器组件39。

在本发明的一些实施方式中,热失活再生装置包括相互独立的微波扩孔区22、结构强化区23、热失活再生稳定区24。

在本发明的一些实施方式中,中毒失活再生装置包括相互独立的化学修复区26、催化氧化区27、中毒失活再生稳定区28。

在本发明的一些实施方式中,积碳失活再生装置包括相互独立的消碳区30、清洗区31、积碳失活再生稳定区32。

在本发明的一些实施方式中,还包括回收利用装置15,回收利用装置与第一再生价值评价装置14连接,回收利用装置15分别与热失活再生装置、中毒失活再生装置、积碳失活再生装置、组分负载装置、催化活性激活装置连接。

进一步的,回收利用装置15分别与热失活再生装置18的微波扩孔区22、结构强化区23、中毒失活再生装置的化学修复区26、催化氧化区27、积碳失活再生装置的消碳区30、清洗区31、组分负载装置的涂层负载区35、助剂负载区36、催化活性激活装置的第一激活区40、第二激活区41连通。

由图1所示,回收利用装置15与热失活再生装置18的微波扩孔区22的第一进液口19连接,与结构强化区23的第二进液口20连接。

回收装置是对不具备再生价值的催化剂进行回收处理,装置实现对催化剂进行熔炼富集法、氯化干馏法、选择性溶解法、高温挥发法等。有效活性组分含量采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、X荧光光谱(XRF)、光谱分析法(PMI)、化学滴定法、分光光度计法中的一种或多种方法进行检测。

在本发明的一些实施方式中,还包括第二催化评价组件43,第二催化评价组件43位于催化活性激活装置38的下游。催化活性激活装置38的物料通过认为或运送车等送到第二催化评价组件进行检测。

在本发明的一些实施方式中,还包括第二再生质量评价装置44,第二再生价值评价装置44为PC端,第二再生质量评价装置44与第二催化评价组件43电性连接;不满足评价要求的催化剂返回(认为送回和运送)热失活再生装置、中毒失活再生装置、积碳失活再生装置。

上述装置内,物料通过固定组件固定在装置内或物料在装置的底板上。

上述预处理装置、吸收剂补充装置、热失活再生装置、中毒失活再生装置、积碳失活再生装置、组分负载装置、催化活性激活装置可以看成为一个封闭的箱体,在箱体内,催化剂进行相应的处理。

在本发明中相互独立的装置或区,可以独立的进行物料的处理,物料可以放入其中进行处理,然后也可以拿出进行转移等操作。

上述的微波控制组件包含磁控管微波发射源7、波导管9、传输线9,磁控管微波发射源7通过波导管9与箱体内的反应器连通,微波发射源相错排列,降低微波干涉影响,波导管9均匀相间排列在反应器壁,由交流电通过半导体器件转换成微波振动传播到反应器内,器壁面板反射强化微波作用效果。

如图1所示,进气装置主要通过进气泵实现及一些其它装置,真空装置主要通过真空泵实现及一些其它装置。

实施例1

试验材料选取同型号七代雅阁2.4车载新鲜三元催化剂和失活三元催化剂,微波辅助燃油汽车三元催化剂再生进行如下处理:

第一步,将催化剂在置于预处理装置固定,0.2MPa氮气吹扫三元催化剂表面和内部20min后,配药装置添加与预处理的三元催化剂的体积比2:1的十二烷基苯磺酸钠至预处理装置,30℃下超声波控制器组件调整超声波功率200W,脉冲宽度10ms,功率密度0.30W/cm2,第一微波控制组件调整微波能量20W/kg,微波频率1000MHz,超声微波化学反应器协同十二烷基苯磺酸钠深度清洗催化剂60min,50℃下超声波控制器组件超声波功率500W,脉冲宽度20ms,功率密度0.40W/cm2,第一微波控制组件调整微波能量20W/kg,微波频率1000MHz,超声微波化学反应器深度干燥30min,重复清洗操作一次。

第二步,第一催化评价组件检测预处理后三元催化剂形貌特征和理化特性,不具备再生价值选择性溶解回收活性组分,离子交换提纯活性组分,具备再生价值依据失活原因分为热失活再生、中毒失活再生、积碳失活再生三类,每类设置再生催化剂1号和2号,再生催化剂2号补充微波吸收剂铁氧体粉10份、超微金属粉5份、氧化铝20份、氧化镁10份,强化催化剂失活靶点部位微波吸收特性。

第二微波控制组件微波作用时间可调10min,微波能量可调50W/kg,微波频率可调2000MHz。

第三步,微波辅助三元催化剂热失活再生:荧光光谱检测催化剂晶相,活性组分晶粒熔融聚集,标定催化剂热烧结靶点部位,激活热失活再生区域。首先,微波辐射催化剂进行加热至200℃作用热失活靶点部位,辅助20%乙醇扩孔剂浸泡催化剂迅速气化,冲击刻蚀催化剂中的孔道形成新的多孔结构,提高催化剂比表面积及扩大微观孔径。其次,微波辐射催化剂热失活部位加速均匀涂覆堇青石基材料涂层组分,逐层调节层状结构,提高催化剂结构抗性。然后,涂覆助剂组分BaO、CaO和SrO前驱物混合溶液(BaO、CaO和SrO质量比例为3:1:1),微波辐射促进催化剂表面前驱物转化为活性组分,强化催化剂耐高温特性。

热失活:第三微波组件作用时间可调10min,微波能量可调20W/kg,微波频率可调1000MHz。

微波辅助三元催化剂中毒失活再生:光谱分析检测催化剂元素组成,失活催化剂硫元素含量超过阈值,标定硫元素含量过量部位,激活中毒失活再生区域。首先,微波辐射催化剂进行加热至400℃作用硫元素含量过量部位,辅助修复剂氧化铁(催化剂质量/修复剂质量为10:1)浸泡催化剂脱除过量硫元素,浸泡过氧化氢溶液恢复催化剂氧化活性。其次,微波辅助添加1wt%硝酸钛、0.5wt%硝酸钒、去离子水的抗毒剂(催化剂质量/抗毒剂质量为10:1)。然后,涂覆助剂组分BaO、CaO前驱物混合溶液(BaO和CaO质量比例为1:1),微波辐射促进催化剂表面前驱物转化为活性组分,强化催化剂抗毒特性。

中毒失活:第三微波组件微波作用时间可调20min,微波能量可调40W/kg,微波频率可调2000MHz。

微波辅助三元催化剂积碳失活再生:O2-TPO检测氧气消耗面积表征催化剂碳沉积含量,失活催化剂积碳量超过阈值,标定积碳失活部位,激活积碳失活再生区域。首先,微波辐射催化剂进行加热至400℃作用靶向积碳,辅助4份O2、5份H2O(水蒸气)、70份N2的混合气氛。旋流冲刷催化剂表面积碳。其次,微波辅助表面活性剂乙二胺四乙酸盐溶液清洗气体旋流扰动的催化剂表面积碳。然后,涂覆助剂组分BaO、SrO前驱物混合溶液(BaO和SrO比例为3:1),微波辐射促进催化剂表面前驱物转化为活性组分,减弱催化剂表面碳吸附性能。

积碳失活:第三微波组件微波作用时间可调30min,微波能量可调60W/kg,微波频率可调3000MHz。

第四步,涂覆涂层组分Al2O3基材料,涂覆助剂组分Ce、Zr和La前驱物混合溶液(Ce、Zr和La质量比例为3:1:1),负载催化剂活性组分Pt、Pd和Rh前驱物混合溶液(Pt、Pd和Rh质量比例为5:2:1),微波辐射辐射催化剂进行加热至400℃作用靶向部位,促进催化剂表面的前驱物转化为活性组分,传递能量激活三元催化剂孔隙活性组分和表面活性组分,提高三元催化剂催化转化效率。

第四微波控制组件微波作用时间可调20min,微波能量可调50W/kg,微波频率可调3000MHz。

第五微波控制组件微波作用时间可调30min,微波能量可调60W/kg,微波频率可调2500MHz。

第五步,第二催化评价组件评价再生处理后燃油汽车三元催化剂形貌特征与理化特性,符合参数阈值要求为合格再生燃油汽车三元催化剂产品。

实验室模拟燃油汽车排气转换系统工作环境进行催化剂活性检测,根据GBT3428-2017三元催化剂性能检测标准检测催化剂气体转化效率,表征三类失活催化剂再生活性,对比有无添加微波吸收剂对燃油汽车三元催化剂再生活性的影响。选择富燃(氧气充足)和贫燃(氧气不足)条件检测气体转化率,富燃条件配气组成为O2体积份数6%、CO体积份数5%、C3H81500ppm、NOX1000ppm,N2配平,贫燃条件配气组成为O2体积份数4.5%、CO体积份数5%、C3H81500ppm、NOX1000ppm,N2配平,测试温度均为400℃。紫外烟气分析仪检测NOX含量,气相色谱双通道检测CO和C3H8含量。气体转化率效果见表1。

表1燃油汽车三元催化剂气体转化效率结果

由燃油汽车三元催化剂气体转化效率结果可知,微波辅助燃油汽车三元催化剂再生后,三类再生催化剂气体转化效率均有所提高,但添加有吸收剂的再生催化剂2号气体转化效率提高程度优于再生催化剂1号,吸收剂强化催化剂材料微波吸收特性,充分发挥微波场辅助剂再生优势。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

一种三元催化剂微波辅助再生的方法与系统专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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