摩托车催化转化器应用知识问答(3)

4贵金属含量与净化效果、耐久性之间的关系是什么? 答:影响摩托车催化剂净化效果、耐久性的因素很多,主要有:贵金属含量、组成和配比、催化剂助催化组分性质、涂层性质、催化剂宏观与微观结构、涂层结合强度、废气性质、催化剂安装位置等。摩托车催化剂对尾气污染物的净化反应是表面化学反应,催化剂中的贵金属起主要催化作用,它们     

汽车尾气净化催化剂的载体研究综述

随着汽车工业的快速发展,全球汽车的拥有量也在逐年的增加。现如今,控制汽车尾气污染物的排放已成为当前社会急需解决的问题。文章主要介绍了催化剂载体的特点、催化剂载体的种类,分析了它们的优缺点以及特点。并且对未来的研究开发方向提出了意见。     

SCR催化剂铂中毒对DeNOx性能影响的研究

随着排放法规日趋严格,DOC-DPF-SCR后处理系统越来越广泛地应用于柴油机。位于SCR催化剂上游的DOC催化剂,其主要活性组分为贵金属铂、钯,氧化态贵金属在高温时可以气化,并能随排气迁移至SCR催化剂表面,在SCR催化剂上沉积,造成SCR催化剂贵金属中毒。将台架试验后中毒的催化剂制备成小样,并对催化剂进行了性能探究,发现贵金属中毒主要影响DeNO_x的高温阶段(300℃以上)效率;同时在试验室制备两种模拟中毒样件:掺杂涂覆样件和表面涂覆样件,研究了SCR催化剂Pt中毒的现象并分析中毒后的反应机理。掺杂涂覆500×10^-6样件试验结果表明,贵金属中毒后催化剂氧化能力显著提升,氨气泄漏量在350℃降低至0;而选择性还原能力大幅下降,NO_x转化效率在450℃下降至56.3%。表面涂覆50×10^-6样件试验结果与掺杂涂覆500×10^-6相当。两种涂覆方法研究结果表明,中毒主要发生在表层,导致内层催化剂利用率低,吸附的氨气很难传递进催化剂内层,被直接氧化为NO_x和N₂O,导致NO_x转化效率降低。     

水热老化对Cu-SSZ-13催化剂NH_3-SCR性能影响的试验研究

通过离子交换法合成了兼具很高的NO_x转化率和N_2选择性的Cu-SSZ-13分子筛催化剂,分别在700℃与800℃条件下对催化剂进行了16 h的高温水热老化处理,比较了水热老化前后催化剂的NO_x转化率、N_2选择性、NH_3吸附性能,分析了水热老化对Cu-SSZ-13分子筛催化剂NH_3-SCR性能的影响。采用XRD、BET、SEM等方法对催化剂进行了表征,并进一步利用in situ DRIFTS对老化前后的催化剂进行NH_3/NO吸附与反应的机理研究。结果表明:高温水热老化使得Cu-SSZ-13分子筛催化剂结晶度变差,比表面积及孔容减少;700℃老化处理后, Cu-SSZ-13分子筛催化剂仍具有较好的催化活性,并较好保留了分子筛的骨架结构,而800℃老化后,催化剂活性明显降低,催化剂骨架坍塌,表面生成较多减少催化剂活性位点的Cu_xO物种;高温水热老化使得催化剂上吸附于Br?nsted酸性位点上NH_3减少,更多的NH_3以分子态吸附于催化剂表面,但总NH_3吸附量随着水热老化温度的升高而减少;同时,高温水热老化使得催化剂的NO吸附能力降低,但大部分吸附在催化剂表面的NO均被氧化为硝酸盐,且反应生成的各类硝酸盐占比同新鲜催化剂表面NO氧化反应后生成的硝酸盐比例基本相同,可见水热老化并未使Cu-SSZ-13分子筛催化剂的催化机理发生改变,为进一步改善催化剂的水热老化性能提供了可能。     

用于SCR的铜基分子筛催化剂失效原因分析

用于SCR的铜基分子筛催化剂经200 h发动机台架老化试验后失效。为分析其失效原因,利用XRD测试、EDX测试对新制备的催化剂以及老化后失效的催化剂进行了表征分析。结果表明,催化剂失效原因不是由于载体分子筛骨架的坍塌、损毁或活性物质脱除,而是活性组分在催化过程中与尾气中的硫化物反应致使"催化剂硫中毒";并根据失效原因探讨了延长催化剂寿命的研究方向。     

国产稀土车用催化剂的试验评价和性能考察

采用国通用的发动机台架评比方法，对两种典型的国产稀土型车用催化剂进行了性能评比试验，包括空燃比特性试验，、起燃温度特性试验以及快速老化试验，通过理论和研究对催化剂失活的主要原因作了分析，同时对国内外催化剂的性能水平进行了地比。     

质子交换膜燃料电池基于非铂催化剂的膜电极制备与性能研究

质子交换膜燃料电池具有能量转换效率高、无污染的特点,被认为是最具前景的新能源技术。目前使用非铂催化剂替代Pt催化剂是质子交换膜燃料电池研究中的焦点。文章阐述了使用具有金属有机框架结构(MOF)的Fe/N/C催化剂制备膜电极的方法,对膜电极催化层进行了微观结构的表征。然后从催化剂载量、浆料的I/C比以及膜电极的涂布方式3个角度研究了影响非铂催化剂性能的关键因素。     

柴油机尿素SCR催化器优化设计

运用计算流体力学手段对柴油机SCR催化器内排气流动、尿素水溶液喷射雾化、液滴蒸发、尿素热解和催化剂表面化学反应等整个NOx后处理过程进行了模拟,通过考察不同方案下载体前端面的尿素浓度分布及NOx转化率,研究了还原剂添加位置、喷嘴型式以及催化器入口扩张管形状等因素对催化器系统NOx转化性能的影响,研究结果为催化器的优化设计提供了指导依据。     

汽车排气催化净化技术的发展

论述了当前汽车排放控制的形势、催化净化技术的发展现状、三元催化剂的工作原理与净化特性，以及提高三元催化剂性能的途径。还介绍了国内催化净化研究中，稀土催化剂的研究状况，并对催化净化技术发展中的新课题做了说明。     

催化燃烧应用于均质压燃发动机的几种计算模型

通过耦合DETCHEM软件包及CHEMKIN软件包中的SENKIN模块,对活塞顶及活塞冠周边涂有催化剂的HCCI发动机燃烧过程进行了数值计算,建立了多区模型。针对在处理缝隙区存在催化剂时出现的一些问题,提出了4种不同的计算模型,对比分析了这4种计算模型与基准模型在缸内温度、放热率和HC,NOx以及CO排放等方面的差别。     

车用汽油机稀燃催化器NOx排放控制技术

介绍了目前研究较多的吸附还原催化器和选择还原催化器。指出，对于吸附还原催化器，催化器在富氧时储存NOx及在短时间接近当量比的浓混合气燃烧时还原NOx，因此空燃比控制问题至关重要，还需解决硫中毒的问题；对于选择还原催化器，适当增大HC／NOx的比值，对活性金属组成配比及含量进行优化或添加某些氧化物，均可提高NOx转化率。对热稳定性及水蒸气中毒等问题也进行了分析，并讨论了稀燃催化器今后的研究方向。     

摩托车催化转化器及整车瞬态工况排放的数值模拟

以建设牌125ml摩托车上所使用的三效催化转化器为研究对象,利用CES08A催化器活性评价测试仪对催化剂小样的空燃比特性和氧平衡系数为0.97、1和1.03时的起燃温度特性进行试验测试。空燃比特性结果显示该催化剂对CO的转化效率较高,都保持在90% 以上。起燃温度特性结果显示氧平衡系数对CO的起燃温度影响不大。通过对催化剂反应机理的研究,建立了催化反应模型,对其进行数值求解,模拟结果与试验值吻合较好,验证了模型的正确性。在底盘测功机上对整车在循环工况下的排放进行了定容采样测试,并利用Boost软件建立发动机循环仿真模型,对整车在瞬态工况下的排放进行数值模拟。     

面向控制的三效催化转化器建模

为了利用Pt/Rh/CeO2/γAl2O3三效催化转化器的动态特性降低排放,开发了面向控制的三效催化转化器模型,将求解的Ce表面相对O2覆盖率(ROC)作为推理传感器,为控制器提供反馈信号准备.结果表明,面向控制的三效催化转化器模型精度满足要求,模型求解的氧存储能力(OSC)可用于OBD在线诊断三效催化转化器是否老化,...     

电控发动机氧传感器对排放影响的研究

对氧传感器正常工作和信号缺失对电控发动机排放以及三元催化转换器转化效率等指标的影响进行了实验研究。结果表明,怠速工况下,空燃比控制系统不以氧传感器信号作为反馈和进行修正的依据,氧传感器通断前后,排放量变化不大,转化效率较高且前后变化不大。中速中等负荷时,氧传感器是否正常工作对CO、HC的排放和三元催化器的转化效率影响较大。     

汽车标定用失效催化器排放劣化指标一致性研究

基于催化剂高温失活机理,分析了OBD催化转化器失效样件的制备过程。其制备过程较为复杂,方法尚不统一,就制备过程其中一种方法的催化剂储氧量测试进行了详细阐述,并在此基础上分析了不同老化阶段后催化剂储氧量与排放劣化的一致性。结果表明,本研究给出了一种有效制备汽油车标定用失效催化器的方法,并确认了整车HC排放劣化与催化剂储氧能力的下降有很好的对应关系。     

基于国六的储氧量台架评价系统研发及应用

本文介绍了基于LabVIEW开发平台和NI硬件模块,模拟整车的储氧量评价方法 ,利用发动机台架硬件平台开发出来的储氧量评价系统。同时,面对轻型汽油车国六阶段的催化器评价,开发出了动态储氧量测试平台。分别通过不同的测试方法,分析催化器的储存氧和释放氧的速率,提出了动态释放氧量(DORC)的概念。同时,根据分析台架快速老化前后催化器的储氧量测试结果,针对面向整车标定策略的新型催化器的开发提出了一些见解。     

混合动力控制策略对催化转化率影响的研究

在NEDC循环工况下,研究了采用400目催化转化器的混合动力汽车的动力控制策略对其催化转化器的转化效率的影响。研究表明,怠速停机后,残余排放物附着在气缸及排气管内,在发动机重新启动后,会造成催化转化器过载,从而使转化率下降;在加速断油过程中,由于没有燃油喷射,新鲜空气被直接排入排气管,造成排气管内氧浓度的增加,从而影响NOx的转化。更换600目催化转化器后,催化转化率有明显改善,但仍不能根除控制策略对转化率的影响。     

点燃式发动机排气后处理技术新发展

在提出高发动机经济性的同时，满足日益严格的排放要求的关键是降低冷起动过程HC的排放和减少排气富氧条件下NOx的排放。催化转换器快速起活技术与吸收技术相结合可以有效降低冷起动暖机过程的HC排放。富氧条件下还原NOx的技术主要有催化还原、电化还原、选择性NOx再循环以及低温等离子体等技术。低温等离子体技术与选择性催化还原技术相结合是降低稀燃发动机排放的有效方法。     

采用低温等离子体同步净化柴油机PM和NO_x(一):物理仿真

为了实现对柴油机尾气中PM和NOx的同步去除,将静电旋风捕集技术与等离子体协同烃类选择性催化还原技术(Plasma/HC-SCR)相结合开发了一套柴油机后处理原理性试验装置。该装置集柴油机PM的静电捕集、PM的氧化燃烧、NOx的选择性催化还原于一体,对在富氧条件下利用烃类选择还原催化和静电旋风捕集同步去除柴油机PM和NOx进行了利用可控标准气体的模拟试验研究,得到了净化效率随相关参数之间的变化规律。在单纯的等离子体环境下,NO浓度降低,NO2浓度增加,但总的NOx基本保持不变;使用催化剂的同时辅助等离子体可以使NO的峰值转化率所对应的温度向低温区偏移50℃左右;催化剂、等离子体、还原HC对于降低炭烟的起燃温度都有影响,同时使用可以使炭烟的起燃温度最低降低到280℃。此装置实现了柴油机PM和NOx的同步去除。     

歧管式催化转化器流场分析与结构改进

建立了某带有氧传感器的歧管式催化转化器三维数值计算模型,应用计算流体力学(CFD)方法分析了该歧管式催化转化器内部流场结构。计算描述了氧传感器周围的典型涡流结构,并根据计算结果对歧管结构进行了改进。改进后的氧传感器周围流场得到较大改善,部分涡流消失;催化转化器载体内的气流不均匀度系数下降了38%;歧管催化转化器的排气背压得到降低。