1、柴油机车尾气烟尘微粒过滤器-壁流式蜂窝催化剂
微粒过滤器介绍
柴油发动机微粒过滤器介绍2009-9-28 12:49:01 【打印】【关闭】柴油机仍是最有效的内燃机，因此广泛的用于遍及全世界的重型货车和非路车辆。
近年柴油引擎在客车的使用也剧烈的增加，目前在西欧注册的新车已接近51.9%的高峰(约700万辆)。
尽管在美国销售的柴油轿车的比例小于2%，由于燃料价格的上涨及对温室气体排放的敏感性，相信不久的将来对柴油轿车的兴趣将进一步增加。
考虑到柴油机排气中的氮氧化物(NOx)和微粒(PM)对健康非常危险，为适合将来全球范围的排放标准，诸如柴油机微粒捕获及氮氧化物分离等废气排放控制技术将是必须的。
柴油机排放的PM可以通过发动机更好的燃烧(高温及氧气过剩)来降低，然而NO的排放增加(称为PM-NOx折衷)，因此法规限制二者的污染物。
有两种可能的方法达到PM/NOx的限制：PM过滤器或NOx处理(将来二者同时采用)。
众所周知用于发电厂的SCR(NOx的选择性催化剂还原法)技术，从2005年起引入用在欧洲商业交通工具，已满足欧Ⅳ标准(2005年)和欧Ⅴ标准(2008年)。
在美国，重型柴油交通工具中的多数在2007年必须装备，以满足美国环境保护机构的标准。
对于轿车，PM 过滤器从2000年以后已经实现，其市场也预期展示一个极大的增长，预测在德国PM过滤器更新的轿车约70万辆。
关于柴油机排气控制技术的广泛的评论，在SAE出版物定期发布。
DPF的原理和作用微粒及过滤：由于引擎中柴油机燃料的不完全燃烧，排放出各种类型的柴油机微粒(PM)，其成分为碳、无机氧化物及碳氢化合物，包括一些有毒的多环芳烃(PAHs)，这些微粒由尺寸5～20nm 的原始微粒组成，并且凝聚成尺寸50～150nm团，其尺寸和成分受发动机、燃料、添加剂及其在排气管中运动的影响。
_ 微粒定义为尺寸小于10μm(PM10)或2.5μm(PM2.5),法规要求对所有的排放物质过滤并通过重量分析的方法进行检测，假如可能采用适当的检测装置，纳米颗粒对健康影响的持久的讨论，或许对将来关于颗粒数量和尺寸的限制产生改变。
浅谈汽车尾气净化用的蜂窝状催化剂
浅谈汽车尾气净化用的蜂窝状催化剂摘要:关于《探析汽车尾气净化用的蜂窝状催化剂》的汽车制造论文范文：采用菁青石陶瓷蜂窝做载体,用浸渍法制备了Pt-Pd-Rh负载型催化剂。
试验结果表明,老化前,起燃温度为320~325℃;转化率可达CO:97.9%,THC:92.7%,NOX:99.1%。
关键词:尾气净化;蜂窝载体;Pt-Pd-Rh负载型催化剂汽车尾气中,污染大气主要是其中含有体积分数约为1%~2%的CO,500×10-6~1000×10-6的THC及NOX(100×10-6~3000×10-6)。
在实际运行当中,要使尾气中的CO,THC全部转化成CO2和H2O;NOX转化为N2则需借助催化剂的作用。
贵金属Pt和Pd是优良的深度氧化催化剂,能使氧化反应进行彻底,可除去尾气中的CO和THC;而铑是提高NOX净化效果不可少的部分,贵金属铑作为还原催化剂,可对NO2转化为N2起催化作用,从而起到净化尾气的目的。
堇青石陶瓷蜂窝做载体,可耐1000℃的高温,同时也可减少流体阻力。
加入稀土元素La和Ce做助催化剂,La2O3能稳定载体的结构,CeO2能使金属高度分散在载体上,防止聚集烧结]。
本研究采用浸渍法制成以堇青石陶瓷蜂窝做载体,Pt,Pd,Rh为主催化剂,La,Ce为助催化剂的尾气净化催化剂。
并对该种催化剂的制备工艺、催化性能做了初步研究。
1实验方法1.1催化剂的制备1.1.1载体选用热膨胀系数小、耐热冲击性能好,抗压强度和抗震动性能优良的堇青石陶瓷蜂窝载体,以γ-Al2O3做涂层,增加载体的比表面积,加入稀土元素做助催化剂。
1.1.2浸液的配制铂、钯、铑含量按一定配比配制浸液。
常温常压下,用氯钯酸溶液、硝酸亚铈粉末、蒸馏水配制含钯浸液。
常温常压下,用氯铂酸溶液、硝酸亚铈粉末、蒸馏水配制含铂浸液。
常温常压下,用氯铑酸溶液、硝酸镧粉末、蒸馏水配制含铑浸液。
1.1.3催化剂的制备在常压,温度为40℃左右的条件下,将涂有Al2O3涂层的堇青石陶瓷蜂窝载体依次浸入含钯、含铑、含铂浸液中,经过反复浸渍、干燥,煅烧等负载过程,制得具有多涂层结构的催化剂。
环保SCR蜂窝式催化剂介绍资料
环保SCR蜂窝式催化剂介绍GJC型蜂窝式脱硝催化剂是目前市场占有份额最高的催化剂形式，它是以Ti-W-V为主要活性材料，采用TiO2等物料充分混和，经模具挤压成型后煅烧而成。
蜂窝式催化剂属于均质催化剂，催化剂本体全部是催化剂材料，因此其表面在遭到灰分等的破坏磨损后，仍然能维持原有的催化性能，且催化剂可以再生。
SCR催化剂生产工艺介绍SCR催化剂生产工艺主要包括原料贮存、原料配制、混炼、过滤、预挤出、挤出、干燥、煅烧、冷却、切割、检验和组装等生产工序。
其工艺流程见图SCR蜂窝式催化剂的特点：1.蜂窝式催化剂由多种纳米级原料通过高效混炼机混炼，真空挤出成型，烧结而成，活性利用率及保持率高；活性组分在混炼阶段采用溶液加入法加入，在催化剂中整体均匀分布。
因此，当催化剂发生磨损后，仍然具有活性，且活性不发生变化。
采用蒸汽或声波吹灰均不会造成活性组分的剥离。
2.通过特有稀土氧化物改性催化剂技术高温煅烧工艺烧结，热稳定性好、耐高温能力强，强度优于同系列传统产品30%以上，比表面积提高，活性优于同系列传统产品25%以上，催化剂通体酸性强吸附氨，氨逃逸率低，可抑制SO2生成SO3的副反应，可从源头上抑制硫氨的生成堵塞催化剂及防止硫氨对下游设备的腐蚀。
3.通过特别方法加入钼元素，搞砷中毒，催化剂不会失活，可实时根据业主锅炉烟气条件进行相应的配方和设计，针对性强，适应性广，有专业团队为业主设计出合适合理的方案及优质的技术服务，为业主提供可靠技术保障。
4.烟气入口催化剂侧涂有高强度搞磨损涂层，搞磨损能力强，通体机械强度高，抗冲击性，抗腐蚀能力强，机械寿命长。
5.纳米级超细TiO2为载体，活性比表面积大，转换率高，锐钛型载体可抑制硫氨盐的生成，反应微弱且可逆，另外WO3及稀土元素的加入能和SO3竞争TiO2表面的碱性位，从而限制其硫酸盐化。
6.催化剂孔道均匀，光滑，烟气通过无死角，无局部阻力，压力损失低。
7.催化剂独特配方本体对SO2转换率≤0.5%，氨逃逸率≤2ppm，活性≥95%，化学寿命≥24000小时，机械寿命≥10年。
蜂窝陶瓷催化剂载体介绍
用于汽油发动机尾气净化系统的直通式陶瓷催化剂载体,在载体表面涂上催化剂,通过高几何接触表面积和低热容量,提高催化剂性能,在汽车尾气通过时,将尾气中的HC、CO、NO等有害成份变成无害成份.柴油汽车尾气微粒子陶瓷滤清器(DPF)以蜂窝式陶瓷载体材料技术为基础,以堇青石或碳化硅为原料,针对柴油发动机排放尾气中的微粒子,能发挥卓越的截留效果,广泛应用于柴油汽车、城市公共汽车,重型卡车、矿内作业车及叉车.必备性能:1、大的比表面积:保证废气与催化剂的充分接触。
2、稳定的吸水性能:确保催化剂牢固地均匀涂附在载体的表面,同时不因过厚的涂附带来浪费.3、暖机性:要求发动机在启动后,载体的温度能在最短的时间内达到催化剂的活性温度.4、低的排气阻力:要求载体对发动机的排气阻力很小,确保不影响发动机的性能.5、高强度性:由于载体的工作环境是在颠簸的汽车上,因此要求载体具备较高的强度而不被外力破坏.6、良好的组装性:载体是排气总成的一个零件,只有良好的外观以及精确的尺寸才能确保组装的完美.used as catalytic converters of gasoline engines, the honeycomb ceramic catalyst substrates are coated by catalyst; at the same time , we improve the specific surface areas and cut down the heat capacity to increase the catalytic function. When the noxious emissions pass through, HC, CO and NOX will be converted into harmless components. Diesel particular filter bases on honeycomb ceramic substrate, whose materials are cordierite or carborundum. It could trap the particulate matter from diesel exhaust emissions, so they are applied on cars, buses, trucks and so onThe necessary property of honeycomb ceramic catalyst substrate used in cars as follows:A).High specific surface area: ensure exhaust gas could contact weigh catalyst enough.B).Stable water absorption: guarantee catalyst could be firmly and evenly coated on the surface of substrate, so it's no waste for too thick coating.C).Warm-up characters: after starting up engine, the temperature of substrate could reach the active temperature of catalyst in the shortest time.D).Low exhaust resistance: ask exhaust resistance of substrate to engine low, so that it won’t affect the performance of engineE).high intensity: substrates work in bumpy cars, so the intensity of substrates must be too high to be destroyedF).perfect assembly: substrates are parts of exhaust; perfect appearance and exact dimension could ensure assembly perfect.Material: cordierite silicon carbideSize: according to clients' requirement。
柴油车车辆尾气处理方案
柴油车车辆尾气处理方案随着工业化进程不断加速和经济水平的提高，我国的机动车数量迅速增加，其中以柴油车为主。
但是，柴油车尾气所排放的污染物对人体和环境造成了严重的影响。
因此，如何对柴油车的尾气进行有效的处理是一个亟待解决的问题。
柴油车车辆尾气的成分柴油车车辆尾气主要由以下成分组成：1.氧气（O2）2.氮气（N2）3.氧化碳（CO）4.一氧化氮（NOx）5.碳氢化合物（HC）6.颗粒物（PM）其中，氧气、氮气、氧化碳对人体和环境无害，而一氧化氮、碳氢化合物和颗粒物则是主要的污染物。
柴油车车辆尾气处理方案目前，针对柴油车车辆尾气处理，国内外已经出现了多种方案，比如：1. 表面活性剂法这种方法是通过添加表面活性剂来降低尾气中颗粒物的浓度。
表面活性剂是一种能够使污染物粒子与水分子相互作用而形成分散液态的化合物。
添加表面活性剂可以有效的降低颗粒物的直径和颗粒物数量，从而减少尾气中的颗粒物的排放。
但是，表面活性剂的添加成本高，且不易回收。
2. 聚合物催化剂法这种方法是利用聚合物催化剂对尾气进行催化氧化处理。
聚合物催化剂是一种能够吸附、氧化污染物的化合物。
它的作用是通过吸附和氧化的过程将汽车尾气中的污染物转化为二氧化碳和水。
这种方法对一氧化氮、碳氢化合物和颗粒物都能够进行有效的处理。
但是，聚合物催化剂的制造难度大，催化效果受到温度和湿度等因素的影响。
3. SCR技术SCR技术即选择性催化还原技术，是通过氨与一氧化氮反应生成氮气和水来减少尾气中的一氧化氮排放。
该技术具有催化活性高、运行效率高、副反应少等优点，可以有效地去除尾气中的污染物。
但是，该技术需要向尾气中加入氨以进行反应，因此需要特殊的储氨装置。
4. DPF技术DPF技术即颗粒捕集器技术，是一种通过过滤的方式对柴油车尾气中的颗粒物进行捕集。
颗粒捕集器通常有纤维、陶瓷和金属等材料制成，能够有效的去除尾气中颗粒物，对排放颗粒物有显著的效果。
但是，颗粒捕集器的捕集效率随着时间的推移越来越低，并且需要定期清除积存的颗粒物。
轻型柴油车尾气净化催化剂技术开发
预期目标
开发出相应的可实用的柴油车净化催化 剂技术 在柴油催化剂开发理论与技术方面积累 经验,为开发相应的产品及申请科研课 题作技术储备 发表相应数量高质量的学术论文
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谢
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博士后科研工作站进站报告
轻型柴油车尾气净化催化剂技术开发
王大祥
主要内容
研究背景 研究内容与计划 技术, 燃技术,空燃 比A/F>20
柴油机CO2的排量平均比汽油机低30% 柴油机CO和THC的排量仅为汽油机的1/10左右 柴油机NOx的排量与汽油机相当
研究背景(5)
NOx净化后处理技术 选择性催化还原技术(SCR) 选择性催化还原技术 非选择性催化还原技术(NSCR) 非选择性催化还原技术 吸附贮存——还原技术 吸附贮存 还原技术 四效催化剂(Four way) 四效催化剂
目前尚不成熟,技术 应用难度较大且对 燃油品质要求较高
研究内容与计划
研究目的:开发应对欧III柴油车排 研究目的:开发应对欧III柴油车排 III 放限值要求的净化催化剂 主要研究内容: 主要研究内容:达欧要求的氧化催 化转化器的开发 进度计划: 进度计划:两年左右 研究类型: 研究类型:应用基础研究
ANSYS转化器流场分布计算实例
课题研究条件与依据
在课题研究方面已做一定的调研,并查阅了大 量的资料 可以利用中心在行业内的特定地位,寻找相应 的合作厂家,联合开发可达欧III排放标准的 催化转化器 可以利用催化净化工程中心各股东方的相关资 源 在三效催化剂的开发与制备方面已积累了一定 的知识与经验 在逻辑分析方法及CFD软件等方面已经有实际 的应用
研究内容与计划(1)
1.
柴油机排放后处理技术
柴油机排气后处理技术进入二十世纪九十年代以来，能源危机和环境污染两大问题，严重危害人类社会的可持续发展，日益受到各国政府和民间的重视。
随着汽车工业的发展，汽车保有量的增加，对能源和环境的压力日益加剧，新的排放法规的要求日趋严格，研究开发低排放、低油耗的汽车新技术势在必行[1]。
柴油机作为一种高效节能的动力机械，在军车动力中占据这越来越重要的地位。
为了保持柴油机卓越的燃油经济性，同时又能满足越来越严格的排放法规要求，电控燃油喷射、可变截面涡轮增压器和废气再循环、排气后处理等技术被相继采用，并逐渐成为先进柴油机的通用技术标准。
然而，随着排放法规的日益严格，机内净化技术实现起来已经愈有难度且成本较高，排气后处理技术成为了减少尾气污染的重要手段。
本文章主要介绍柴油机主要污染物生成机理，柴油机排气后处理技术的相关情况。
一柴油机排放主要污染物生成机理柴油机排放的主要污染物有：NO x、微粒。
1.NOx的生成机理感兴趣的氮氧化物是指NO，N2O（燃气轮机）和NO2，其中常见的是NO和NO2，它们统称为NOx。
在燃烧后的排气过程中，更加稳定的NO几乎总是超过其它氮氧化物占主要地位。
NO的生成途径以确定有两种：1.高温途径即在已燃区产生的NO称为热NO；2.瞬发途径。
即在火焰区产生的NO称为瞬发NO；氮氧化合物是在燃烧过程中由燃烧空气中的氮或来自化石燃料中的含氮有机物（主要是在重油和煤中）生成的。
若NOx排放受到热力学平衡约束条件控制的话，则氮氧化物的浓度在排气温度下将小于1×10-6。
当燃烧产物的温度下降，NOx浓度开始降低，但在火焰温度下，供NOx分解的时间在通常的燃烧设备中都太短，难以达到平衡状态，以及氮氧化合物在数十到数千（与燃烧的情况有关）10-6的浓度下被激冷。
这样，NOx生成和分解的化学过程是由化学动力学而不是热力学控制的。
NO和NO2浓度是彼此被另一个快速活性基反应连系在一起的：NO2和O，H和OH反应生成NO，而NO和HO2反应生成NO2。
柴油汽车尾气净化器的原理是什么
柴油汽车尾气净化器的原理是什么
随着汽车保有量的猛增，汽车排放的尾气成了流动的污染源，对大气的危害十分严重。
美国每年由汽车向大气排放的污染物高达2～2.13亿吨。
日本每年由汽车向大气排放的污染物亦达600万吨。
汽车排放废气中的CO、HC、NOx、铅化物和硫化物等成分对人体危害极大。
而柴油车是尾气排放的重要一部分，为了有效控制柴油汽车尾气污染需要使用尾气净化器，那么，柴油汽车尾气净化器的原理是什么呢？
尾气净化器一般结构是涂有贵金属催化剂的金属蜂窝载体。
工作原理是当高温尾气通过净化器时，HC,CO和颗粒物在催化剂和高温的作用下和氧气发生化学反应成为无毒的水和二氧化碳。
柴油发动机采用氧化催化器(DOC)，直通式免维护柴油机尾气微粒过滤器(FTF)和壁流式柴油机尾气微粒过滤器(DPF）来去除HC,CO和颗粒物。
也采用SCR系统来去除NOx。
直通式免维护柴油机尾气微粒过滤器（FTF)能去除60-80%的黑烟，95%的柴油机尾气臭味，99%的CO。
需要说明的是，对尾气净化器所用催化剂的基本要求概括起来有：（1）必须适应经常的、大量的气流冲击以及温度和组分的剧烈变化；（2）必须同时具有高温（800C
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前言
柴油机车尾气烟尘微粒过滤器（亦称颗粒捕集器），目前应用最多的仍是康宁公司和NGK公司生产的壁流式蜂窝陶瓷捕集器，材料为堇青石，这种过滤器对烟尘的过滤效率可达90%以上，可溶性有机成份也能部分被过滤，这种过滤器的最大不足是再生时间厂，而再生恰恰是微粒捕集器实用化的关键技术，为此，人们不得不做成二个轮流工作和再生的捕集器，但控制结构复杂、价格昂贵、难以推广应用。
人们认为，导致陶瓷过滤器再生时间长的原因是陶瓷热容大，导热性差。
1、颗粒捕集器DPF简介
过滤器(Diesel Particulate Filter，通常称为颗粒捕集器，简称DPF)是减少柴油机颗粒物最直接的方法，也是目前国际上最接近商品化的柴油机微粒后处理技术。
其利用的是碰撞、颗粒物最直接的方法，也是目前国际上最接近商品化的柴油机微粒后处理技术。
其利用的是碰撞、拦截和扩散的机械过滤原理。
常用的过滤器有壁流式陶瓷体、泡沫陶瓷体、金属丝网和陶瓷纤维。
前2种结构属于表面型微粒捕集器，后2种结构为体积型微粒捕集器。
表面型微粒捕集器中微粒聚积在过滤材料的表面上，其过滤效果主要受材料孔隙尺寸的影响。
体积型微粒捕集器中微粒则聚积在过滤材料体内，纤维材料和微粒之间的吸附力及微粒和微粒之间的凝聚力对提高微粒捕集效率起着重要作用。
这种过滤器的滤芯是由陶瓷或金属纤维制成，其制作方法是保证捕集器具有较好性能的关键。
颗粒捕集器的优点是过滤效率高，可达到40％-95％。
其缺点是再生困难且再生频率高，碳颗粒物的热力氧化温度高达825-875K，而柴油机的排气温度为450-675K。
所以需要外加热源(如电加热、微波加热等)或选择一种高活性的催化剂来降低碳颗粒的氧化温度，使过滤下来的碳烟颗粒被氧化除去而再生。
但再生过程可产生2000℃以上的高温，很容易将陶瓷载体烧熔或发生局部过热而烧损。
2、壁流式蜂窝陶瓷过滤器市场情况
壁流式蜂窝陶瓷过滤器 (honeycomb wall-flow DPF) 是使用最广泛的一种，常采用堇青石和碳化硅材质。
过滤体壁内小孔的直径均在微米级, 微粒捕集效率可达95 % 以上，且耐高温、机械强度高。
目前国内主要的生产厂家有：
南京柯瑞特种陶瓷股份有限公司北海凯特利华化工填料有限公司
江西省萍乡市三和陶瓷有限公司贵州黄帝车辆净化器有限公司
江苏省宜兴非金属化工机械厂以下是壁流式蜂窝陶瓷过滤器的细节图：
壁流式蜂窝陶瓷过滤器的原理图：
3、壁流式蜂窝陶瓷过滤器生产工艺。