柴油车后处理技术及应用.ppt

SCR系统面临的问题催化剂的本征活性较低（差20倍）催化剂的超温问题尿素精确喷射系统的设计，制造控制和诊断系统本身不成熟的问题SCR系统与发动机及整车的匹配第10页,共38页，星期六，2024年，5月1、SCR催化剂由于SCR是带温度窗口的催化反应，催化剂的性能在低温和高温段存在问题，所以发展的焦点是在低温段和高温段同时，扩大催化剂的温度窗口，提高催化剂性能。第11页,共38页，星期六，2024年，5月SCR催化剂负载的氧化物催化剂：Mn，Ni等氧化物负载催化剂，低温活性好（150℃左右），高温活性有待提高。中温催化剂：V2O5-TiO2-WO3(Mo2O3)。分子筛催化剂：由分子筛负载的Fe、Cu、Ce等，非钒，无毒，分为低温（150－600℃），高温（250－750℃）和兼具低温活性和高温稳定性，已有部分产品产品投入市场，但成本高。第12页,共38页，星期六，2024年，5月V2O5-TiO2-WO3(Mo2O3)催化剂：催化剂的空速不够，导致催化剂体积大。工作温度窗口较窄（300－450℃）净化效率不高。在600℃左右发生TiO2由锐钛型向金红石型的转变，导致催化活性的急剧降低，耐高温性能差。在450℃以后，由于V2O5对NH3的氧化加剧，导致催化活性的下降。第13页,共38页，星期六，2024年，5月V2O5的毒性大，表现在使用过程中少量V2O5随尾气溢出对人体的危害和催化剂报废后的处理困难。高温下N2O的形成，N2O是较稳定的破坏臭氧层的温室气体。SO2氧化为SO3的高活性，SO2氧化为SO3后与NH3和H2O反应生成NH4HSO4,，(NH4)2S2O7，和H2SO4，腐蚀和阻塞催化剂。第14页,共38页，星期六，2024年，5月钒化合物对人及动物有中度或高度毒性。其毒性作用与钒的价态、溶解度、摄取的途径等有关。价态越高,毒性越大,如价钒的毒性比价钒的毒性大一倍。五氧化二钒与它的盐类毒性最大,食物中锌的浓度增高,增加钒的毒性。对人或动物的毒性程度以摄入途径的不同而不同,毒性最大的是注射,毒性最低的是经口摄入,呼吸道摄入的毒性在两者之间。注射液的值越高,其毒性也随之增加。接触钒的有些人可发生尊麻疹、过敏性湿疹样皮炎、剧烈篷痒等,若接触大量钒化物的烟气和粉尘后,首先出现鼻和眼的刺激症状,然后发生呼吸道刺激症状,继而再发生消化道和神经系统症状。第15页,共38页，星期六，2024年，5月鉴于V2O5-TiO2-WO3(Mo2O3)SCR催化剂本身性能较差，满足不了更高的排放标准，最多也是在过渡时期使用一下，由于其毒性，若是报废后不回收处理（处理无效益）或者处理不好，将会造成严重污染。特别是在我国社会管理程度不是很高的情况下，使用V2O5-TiO2-WO3(Mo2O3)SCR催化剂将会造成严重的环境问题。由于已有无毒，性能比V2O5-TiO2-WO3(Mo2O3)SCR催化剂优异得多的SCR催化剂，淘汰已成必然。第16页,共38页，星期六，2024年，5月分子筛催化剂：温度窗口明显比钒催化剂宽，高稳定性明显由于钒催化剂，无毒，是当前发展的重点。负载的氧化物催化剂：已表现出比钒催化剂更优的性能，成熟度不够。发展重点：分子筛催化剂和负载的氧化物催化剂。第17页,共38页，星期六，2024年，5月开发进展：（1）分子筛催化剂新鲜分子筛催化剂的性能（黑线）与新鲜的V2O5基催化剂第18页,共38页，星期六，2024年，5月图2.老化分子筛催化剂和钒基催化剂的性能比较（按照18万公里耐久）第19页,共38页，星期六，2024年，5月所研制的分子筛催化剂具有高的转化率，经水热老化后。起燃温度在低温端和高温端的NOx转化率基本上不变。第20页,共38页，星期六，2024年，5月（2）复合氧化物催化剂复合氧化物催化剂的温度特性曲线（其中C1?C4为不同的复合氧化物催化剂）。此类催化剂具有足够好的低温性能，温度窗口得到明显扩大,极具发展前景。第21页,共38页，星期六，2024年，5月SCR催化剂与整车（或发动机）匹配中的几个问题（1）前置DOC前置DOC，主要是将NO部分氧化为NO2,较显著提高SCR的低温性能和性能，同时氧化CO和HC，提高尾气温度，提高SCR催