国四柴油车后处理催化剂应用中的问题课件

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,国,柴油车后处理催化剂,应用中的问题,四川中自尾气净化有限公司,产品应用部 孟杨,2013.08,主要内容,1.,催化剂性能影响相关项,2.,国四阶段催化剂应用出现的问题及解决措施,2.1 SCR,的问题,-,低温问题,-,二次污染,2.2 DOC,的问题,-,硫中毒问题,2.3 POC,的问题,-,烧蚀问题,3.,小结,主要内容,1.,催化剂性能影响相关项,2.,国四阶段催化剂应用出现的问题及解决措施,2.1 SCR,的问题,-,低温问题,-,二次污染,2.2 POC,的问题,-,烧蚀问题,2.3 DOC,的问题,-,硫中毒问题,3.,小结,催化剂性能相关项,中耦合催化剂,温度,空速,空燃比,污染物浓度,中毒,OBD,燃料,安装位置,载体体积,排气流量,排气管材料,紧耦合催化剂,硫中毒,磷中毒,HC,中毒,可逆,不可逆,其他中毒,还原剂浓度,氧化剂浓度,O,S,C,底盘式催化剂,底盘散热,充气效率,燃料消耗,催,化,剂,（器）,性,能,催化剂问题讨论基础,排放问题是一个系统概念，就具体项目而言，需要整车、发动机、控制系统、后处理等共同解决，相互兼顾,催化剂需要在一定条件下发生功效，整车需要给催化剂创造发生功效的条件,整车厂也应该引导用户为排放负起责任,主要内容,1.,催化剂性能影响相关项,2.,国四阶段催化剂应用出现的问题及解决措施,2.1 SCR,的问题,-,低温问题,-,二次污染,2.2 DOC,的问题,-,硫中毒问题,2.3 POC,的问题,-,烧蚀问题,3.,小结,SCR,问题,_,低温问题,CSICE2009-033,SCR,问题,_,低温问题解决方案,技术,作用,成本,备注,提高,SCR,催化剂,低温活性,在,SCR,前加装氧化催化剂（,DOC）,优化,NO：NO2,比例,提高排气温度,体积约为,0.30.5倍发动机排量，成本为,250,元,/L,加重成本、增加背压,分子筛催化剂,更好的低温活性,无成本增加,低硫燃油,优化控制策略和尿素喷射策略（,Mapping调整）,高负荷时增加氨储备，用于低温时使,用,尿素消耗增加,闭环控制、氨逃逸风险,优化,SCR,设计（增大体积、优化混合器，优化管路布置）,降低,排气速度，提高尿素水解,每升大约增加,200,元成本（含衬垫，封装）,加重成本、增加背压,排气热量,管理,发动机延长后燃期,提高排气温度,无成本增加,增加油耗,进气或排气节流阀技术,提高排气温度,10001500,元,增加油耗,对排气管路和,SCR进行保温包裹,降低散热损失,100300,元,增加成本,SCR,问题,_,低温问题解决方案,Fe,基增加,NO2,的效果（,DOC+Fe,）,不同,SCR,催化剂的温度窗口,V,基增加,NO2,的效果（,DOC+V,）,Cu&Fe SCR,的效果,SCR,问题,_,低温问题解决方案,基于某发动机测试数据,SCR,问题,_,低温问题解决案例,*,某,7.7L,发动机国五冷启动循环排放结果,-,不带进排气进气门,-,不带排气保温,-V-SCR,国五,ETC,喷射策略,-,体积,/,排量,=2.2,EU6,：,-WHTC,冷启动,SCR,效率要求,-71%,（,with EGR,）,-WHTC,冷启动,SCR,效率要求,-83%,（,without EGR,）,SCR,的,问题,_,钒基的污染,五氧化二钒在各国都作为危险化学品管控,美（加州）、日由于五氧化二钒的毒性有法规限制钒基,SCR,催化剂的使用,欧洲对钒基,SCR,未做规定。从欧洲使用经验看，在使用中的毒性可能并不严重,真正的问题可能在于催化剂报废（整车报废）后的带来的二次污染问题,SCR,的,问题,_,钒基污染的解决方案,使用中的钒基污染控制,五氧化二钒物理特性的影响,-,五氧化二钒,550,开始挥发，,700,以上显著挥发,-,五氧化二钒熔点,690,主机厂应考虑的问题：,国内车辆实际运行工况中催化剂入口温度是否有满足泄漏的条件？是否有控制高温的措施？,钒基,SCR,催化剂制备的影响,-,涂覆式催化剂一般有,2%-5%,的涂层脱落,-,整体挤出式催化剂同样有脱落的风险,催化剂厂应考虑的问题：,脱落率应该控制在什么样的范围内？,SCR,的,问题,_,钒基污染的解决方案,催化剂报废后的钒基污染控制,法律依据,-,废弃危险化学品污染环境防治办法规定，危险化学品生产者、进口者、销售者、使用者对废弃危险化学品承担污染防治责任,-,报废机动车拆解环境保护技术规范,：,报废机动车拆解产生的废尾气净化催化剂属于危险废物,建议措施,-,行业协会应组织行业内主机厂、催化剂厂联合起草钒基催化剂的回收处理制度及方法，并建立有效的行业监督机制,DOC,的问题,_,硫中毒,堵塞,S SO2,SO2 SO3,SO3 SO4,-2,与,POC,联用时影响被动再生,DOC,的,SOF,处理能力下降，导致大量,SOF,在,POC,沉积,POC,被动再生原理,低温下（,300,-400,）,-DOC,：,NO+O2 NO2,-POC,：,NO2+C,NO+CO,（,NO2/C,7.6,）,高温下（,600,以上）,-DOC+POC,：,O2+C CO2,POC,再生更多依靠低温条件下的,NO2,氧化进行，就要求,DOC,在,300,-400,有更高的,NO,的氧化能力,DOC,的问题,_,硫中毒的解决方案,改善,DOC,配方，提高耐硫性,-,提升,DOC,在高硫条件下对,HC,、,CO,的处理能力,-,减小,DOC,在高硫条件下的堵塞风险（减少硫酸盐的生成）,-,提高,DOC,在高硫条件下在,DOC+POC,系统中低温,NO,氧化能力,POC,的,问题,_,烧蚀,-,试验对象：,N2,类卡车,-,试验燃油硫含量：,2000ppm,左右,-,后处理方案：,DOC+POC,-,系统捕集效率：,73%,严重的,POC,烧蚀可能引起车辆自燃！,POC,问题,_,烧蚀的原因分析,DOC,中毒或失效,POC,结构设计不合理,-,不合理的结构导致气流分布不均,颗粒物沉降不均,-,颗粒物沉降不均容易造成局部,温度过高,POC,未实现连续被动再生,-,中国的车辆实际运行工况可能不能保 证每辆车都能实现连续被动再生,-,当车辆长时间连续在低负荷工况下工作时，由于排温较低，再生不能持续进行,-,当低温工况持续一段时间后，突然运行至高温工况，可能导致,POC,烧蚀,长时运行,不同类型的,POC,材料,POC,问题,_,烧蚀的原因分析,POC,的,OBD,控制,-,由于结构设计问题，压差传感器可能不能,完全准确判断背压情况,-,由于结构设计问题，温度传感器可能不能,准确判断不可控再生的发生,耐久性工况考察与实际工况的差异,-,当前的,DOC+POC,耐久性测试工况无法覆盖部分实际工况,-,满足测试要求的,DOC+POC,系统可能在实际中会存在大量烧蚀产品,POC,问题,_,烧蚀问题的解决思路,产品设计改进,-,优化,POC,结构，使,PM,沉积均匀,-,控制生产一致性,控制策略改进,-,改善机内净化，提出合理的,POC,效率需求,-,在被动再生的基础上，可能需要引入部分主动再生（低频次）,-OBD,控制策略应更加完善,评价方法改进,引导用户维护,-,使用维护说明书中应注明限制使用高硫燃油,主要内容,1.,催化剂性能影响相关项,2.,国四阶段催化剂应用出现的问题及解决措施,2.1 SCR,的问题,-,低温问题,-,二次污染,2.2 POC,的问题,-,烧蚀问题,2.3 DOC,的问题,-,硫中毒问题,3.,小结,小结,没有一种技术路线或者产品可以完美适应实际应用的需要,后处理供应商与主机厂一起，通过技术改进与控制策略优化，可以改善或解决当前技术和产品面临的一些问题,身为中国内燃机协会的成员，应该抱着更强责任心的解决内燃机排放及所带来的衍生问题,-V-SCR,的回收问题,-POC,烧蚀问题,谢 谢！,低,CO,和,HC,排放,低,NOx,和,PM,排放,让我们多一些深呼吸！,