加热炉及发动机台架老化对钒基SCR催化剂性能的影响

为适应国V排放标准的要求,探索钒基SCR催化剂耐久性的考核评价方法。在发动机台架上测试发动机台架老化和电加热炉老化2种方式下催化剂的劣化率。结果表明,从稳态单点转化效率看,相比台架老化,炉体老化方式转化效率的下降量低,但对于钒基SCR催化剂在重型柴油机ESC循环时的排放2种老化方式未见明显差异,炉体老化方式可以节省资源,这对国V标准下考核钒基SCR催化剂耐久性时采用炉体老化方式具有一定参考意义。钒基SCR催化剂低温区对于热老化更加敏感,劣化率较高温区的高,在标定后处理策略时应考虑低温劣化情况,防止在应用过程中氨泄漏超标。     

柴油机尿素SCR系统的钒基催化剂老化性能研究

通过小样评价试验和发动机台架试验,对自制的V2O5-WO3/TiO2催化剂进行了老化性能研究,并与国外同类型催化剂进行了对比,同时还通过对催化剂结构组分的表征分析,建立了催化剂结构与抗老化性能关系。试验结果表明:水热老化对自制和国外同类型催化剂的活性均有较大的负面影响,其中NOx转化率大于60%的温度窗口分别减少了18%和15%;而硫老化对温度窗口损失均仅为3%。台架快速老化试验后两种催化剂活性均有劣化,其中自制催化剂的ESC和ETC排放劣化率高于进口催化剂,但老化后两种催化剂仍可使发动机满足国-Ⅳ排放标准。组分结构分析结果表明:水热老化对催化剂的影响主要表现在比表面积的损失上,而比表面积的损失与催化剂组分中的V和Si含量紧密相关。     

钒基催化剂排放性能及耐久研究

本文对某国产矾基催化剂进行了台架耐久试验,并分别在耐久试验前后进行整机排放试验及不同氨氮比不同温度下的效率试验。对比耐久前后的结果看,催化剂耐久后出现劣化,尤其在高温(高于450℃)、低温(低于300℃)下劣化明显,NOx转化效率下降、氨泄漏增多,但整机排放试验满足排放要求。     

基于小样性能和柴油机台架试验的Urea-SCR钒基催化剂老化研究

本文分别应用小样评价试验和柴油机台架试验对国产的矾基催化剂和进口的钒基催化剂分别进行了水热老化和硫老化性能研究,并进行了对比分析。小样评价性能试验结果表明:两种矾基催化剂都有较强的抗硫老化能力;但对水热老化都非常敏感,国产矾基催化剂的NOx转化率的高效温度窗口降低了18%,进口矾基催化剂的NOx转化率的高效窗口降低了15%。柴油机台架试验结果表明:快速老化对矾基催化剂的活性有较大的影响,进口催化剂的劣化率低于国产钒基催化剂,但经过台架快速老化考核后的两种催化剂都能满足国IV排放标准的使用要求。     

乙醇选择催化还原降低柴油机NOx排放的应用研究

以Ag/Al2O3作为催化剂、乙醇为还原剂的选择性催化还原(SCR)技术被认为是最有潜力降低稀燃NOx的技术之一。开发了基于开环控制的还原剂空气辅助喷射系统;在发动机台架上对乙醇选择性催化还原Ag/Al2O3催化剂的特性进行了性能评价试验;对与Ag/Al2O3组合使用的Cu/TiO2和Pt/TiO2氧化催化剂进行了匹配优选;对集成NOx排气后处理的整机进行了ESC工况测试试验;最后将集成的排气后处理系统装在一辆客车上,并进行了道路实车试验。台架试验结果表明:新鲜Ag/Al2O3催化剂具有很高的NOx转化效率,老化一段时间后NOx转化效率有所降低;与Ag/Al2O3 Cu/TiO2组合催化剂相比,Ag/Al2O3 Cu/TiO2 Pt/TiO2组合催化剂具有更好的NOx转化效率,并能抑制THC和CO排放升高;使用NOx集成排气后处理系统后,发动机在欧ⅢESC工况下,NOx从原机的13.06 g/(kW.h)降为4.63 g/(kW.h),整机的NOx、THC、CO排放都低于欧Ⅲ限值。道路实车试验表明,Ag/Al2O3催化剂需要进一步降低催化剂的起燃温度,以适应柴油车实际运行中低温变工况的需要。     

贵金属比例对燃气发动机三元催化剂性能的影响

以燃气发动机用三元催化剂为研究对象,通过模拟配气的方式,在催化剂小样测试台上进行CH_4、CO、NO_x的起燃性能、水热老化性能及不同空燃比窗口下的性能测试,研究贵金属总质量相同时不同贵金属比例对于三元催化剂性能的影响。研究发现,在相同试验条件下,三元催化剂中含有一定比例Pt对CH_4和NOx的转化效率有一定的促进作用,对于CO转化效率无明显影响;在抗老化性方面,Pt/Pd/Rh型催化剂在CH_4和NO_x的转化效率上较Pd/Rh型催化剂劣化严重,但在NO_x转化效率上劣化较小;Pt能够提升三元催化剂降低NO_x排放能力; Pt/Pd/Rh型催化剂较Pd/Rh型催化剂有着更宽广的反应窗口。     

铜基/钯基催化剂甲醇裂解气发动机性能

以一台点火式电控发动机为原型机,在其排气管上串接一甲醇裂解器,利用废气余热裂解甲醇制取裂解气,然后作为发动机燃料.在改造后的发动机上,分别进行了铜基和钯基催化剂作用下甲醇裂解为裂解气的应用性能研究.结果表明,铜基或钯基催化剂裂解气发动机动力性能够达到原机95％以上,裂解气发动机当量燃料消耗率较之汽油机下降了24％左右,在仅用前级催化转化器时发动机碳氢(HC)排放和一氧化碳(CO)排放仅为原机的10％左右,氮氧化物(NOx)排放为原机的20％左右.与铜基催化剂相比,钯基催化剂裂解气发动机性能更好,而且其催化裂解效率、可靠性、催化剂附着性等方面均优于前者.     

柴油机Urea-SCR系统NO_x转化效率影响因素研究

概述了尿素选择性催化还原(Urea-SCR)技术的机理及其基本化学反应。在发动机台架试验的基础上,应用数值计算软件,针对发动机不同工况进行了数值计算,详细分析研究了氨氮比、排气温度及空速对催化转化效率的影响。通过数值计算,得出氨氮比的变化对氮氧化物(NOx)转化效率的影响规律,可快速确定柴油机指定工况下的NOx最大转化效率,将氨泄漏量控制在最低范围内;随着排气温度升高,NOx转化效率呈先升高后下降的趋势;随着空速的增大,转化效率有所降低,且变化程度随着排温的变化而有所不同。。     

带汽油机颗粒捕集器的后处理系统台架快速老化研究

基于某1.5L增压直喷发动机及搭载相应机型的整车,开展了带GPF的后处理系统台架快速老化试验研究。将两套相同的后处理系统样件在发动机台架上基于SBC循环分别进行等效整车20万公里耐久里程的快速老化。其中一组试验中只考虑热老化,老化过程中燃油为正常状态;另一组试验中将热老化与机油灰分影响进行了耦合,老化过程中将整车20万公里消耗同等量的机油加入到燃油中进行掺烧;并分别对两组样件在老化过程中进行了灰分累积量、GPF背压、催化剂性能、整车排放等测试。结果表明：两组试验中,等效20万公里耐久里程老化后,两个GPF累灰量分别为12.1g和38.9g,灰分主要集中在GPF载体底部中间区域;GPF背压在前2-5万公里上升较快,随后上升稳定;掺烧机油老化对前级TWC催化剂性能劣化有一定的加速影响,对后级GPF催化剂性能影响不明显;掺烧机油进行老化后样件的排放劣化程度相对较大;两组台架老化样件整车排放结果都要差于实车耐久的排放结果,其中THC和CO结果差异较小,NOx结果差异较大;掺烧机油进行老化的GPF在很短等效里程中就能具有很高的颗粒物捕集效率。     

铜基菱沸石催化剂——适用于未来中国柴油车排放法规的选择性催化还原技术

详细介绍了更严NOx的排放要求带来的挑战及基于小孔分子筛(菱沸石)的铜基SCR催化剂技术(Cu-CHA),然后研究了催化剂的老化因素(如碳氢中毒、水热老化和硫中毒等)对该催化剂的影响,并通过试验对比研究了钒基SCR和大孔铁基分子筛(Fe-Beta)SCR技术,表明此Cu-CHA选择性还原技术具有优异的低温活性,并且该技术具有极高的热老化稳定性,对碳氢及硫中毒和中毒不太敏感。此外,介绍了铜基SCR在柴油车后处理上的不同应用,包括重柴柴油车DOC+CSF+Cu-SCR系统及轻型柴油车DOC+SCRoF系统等,认为Cu-CHA技术能够满足中国第六阶段排放法规提出的更严格的NOx的排放要求,且该技术安全又具有持续性。