氮氧化物存储还原催化剂
scr催化剂成分
scr催化剂成分
SCR（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）是一种减少氮氧化物（NOx）排放的技术，其中使用催化剂在存在还原剂的条件下将NOx转化为氮气（N2）和水（H2O）。
SCR系统中使用的催化剂成分通常包括以下几种：
1.钒氧化物（V2O5）：钒氧化物是SCR催化剂中常用的活性组
分之一。
它在催化反应中起到氧化NO为NO2的作用，同时也参与还原NOx的反应。
2.二氧化钛（TiO2）：二氧化钛通常用作SCR催化剂的载体，提
供催化剂的支撑结构，有助于增加催化剂的表面积和稳定性。
3.钨氧化物（WO3）：钨氧化物是另一种常见的SCR催化剂活性
组分。
它在催化反应中有氧化和还原的作用，有助于高效地将NOx转化为无害的氮气。
4.硅氧化物（SiO2）：硅氧化物通常作为SCR催化剂的载体，提
供支撑结构并增加催化剂的稳定性。
5.其他金属氧化物：有时还可能添加其他金属氧化物，如铬氧化
物、锰氧化物等，以调节催化剂的活性和选择性。
催化剂的具体成分和配比可以根据不同的应用、催化剂制造商和工艺条件而有所不同。
SCR技术主要用于柴油发动机和燃煤电厂等领域，以降低尾气中的NOx排放。
scr催化剂类型
scr催化剂类型摘要：一、SCR催化剂简介二、SCR催化剂的类型及特点1.钒基催化剂2.钨基催化剂3.钼基催化剂4.钯基催化剂5.铂基催化剂6.其他催化剂三、SCR催化剂的应用领域四、我国SCR催化剂的发展现状与展望五、SCR催化剂的选用与使用注意事项正文：一、SCR催化剂简介选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，简称SCR）催化剂是一种在工业废气处理领域广泛应用的催化剂。
它具有较高的催化活性，能够促进氮氧化物（NOx）等有害气体的转化，减少环境污染。
二、SCR催化剂的类型及特点1.钒基催化剂钒基催化剂是以钒为主要活性组分的催化剂，具有良好的抗硫性和抗水性。
钒基催化剂在低温条件下具有较高的活性，适用于处理低浓度氮氧化物。
但钒基催化剂的缺点是易受到碱性物质的影响，导致活性降低。
2.钨基催化剂钨基催化剂以钨为主要活性组分，具有较高的热稳定性和抗毒性。
钨基催化剂在高温条件下具有较高的活性，适用于处理高浓度氮氧化物。
但钨基催化剂的缺点是制备过程复杂，成本较高。
3.钼基催化剂钼基催化剂以钼为主要活性组分，具有较高的抗硫性和抗水性。
钼基催化剂在低温条件下具有较高的活性，适用于处理低浓度氮氧化物。
钼基催化剂的优点是制备过程简单，成本较低。
4.钯基催化剂钯基催化剂以钯为主要活性组分，具有良好的抗硫性和抗水性。
钯基催化剂在低温条件下具有较高的活性，适用于处理低浓度氮氧化物。
钯基催化剂的缺点是钯资源稀缺，成本较高。
5.铂基催化剂铂基催化剂以铂为主要活性组分，具有较高的催化活性和稳定性。
铂基催化剂在宽温度范围内具有较高的活性，适用于处理不同浓度氮氧化物。
但铂基催化剂的缺点是铂资源稀缺，成本较高。
6.其他催化剂此外，还有一些其他类型的SCR催化剂，如铁基催化剂、铜基催化剂等。
这些催化剂具有各自的优点和缺点，适用于不同的应用场景。
三、SCR催化剂的应用领域SCR催化剂广泛应用于工业领域，如电力、石油化工、钢铁、水泥等行业。
氮氧化物的催化转化原理
氮氧化物的催化转化原理
氮氧化物（NOx）的催化转化原理主要涉及利用催化剂将氮氧化物与还原剂或氧化剂进行反应，从而实现对氮氧化物的转化。
催化转化原理涉及以下几个方面：
1. 还原催化：氮氧化物可以被还原剂如氢气（H2）、一氧化碳（CO）等还原成氮气（N2）或氨（NH3）。
催化剂如铑（Rh）、铂（Pt）、钯（Pd）等可以促进氮氧化物与还原剂的反应，降低反应的活化能，加速氮氧化物的还原过程。
2. 氧化催化：氮氧化物也可以被氧化剂如氧气（O2）等氧化成为更高级的氮氧化物，例如二氧化氮（NO2）。
催化剂如钒（V）、钼（Mo）等可以增强氮氧化物与氧化剂的反应能力，加速氮氧化物的氧化过程。
3. 脱除催化：氮氧化物还可通过脱除催化实现转化。
例如，脱硝催化剂如铂铑催化剂可以催化氮氧化物与氮氧化物还原剂发生反应，将其转化成为氮气（N2）。
脱硝催化剂可以通过吸附和解吸附作用，将氮氧化物在催化剂表面产生的还原剂吸附，使其转化成为氮气分子。
通过以上催化转化原理，氮氧化物可以转化为较为环保的氮气或氨等物质，从而降低氮氧化物对环境的污染。
催化转化技术被广泛应用于尾气处理、工业废气处
理等领域。
氮氧化物转化器催化剂-概述说明以及解释
氮氧化物转化器催化剂-概述说明以及解释1.引言1.1 概述氮氧化物转化器催化剂是一种针对汽车尾气中的氮氧化物进行转化的重要技术。
随着汽车数量的增加和环保意识的提高，减少汽车尾气排放对于保护环境和人类健康具有重要意义。
氮氧化物是汽车尾气中的主要污染物之一，其排放会对大气环境和人体健康造成极大的危害。
氮氧化物转化器催化剂通过催化反应将氮氧化物转化为无害的氮气和水蒸气，从而实现氮氧化物的减排。
该催化剂通常由催化剂载体和活性组分组成。
催化剂载体是指催化剂的基础材料，常见的催化剂载体包括氧化铝、碳纳米管等。
活性组分是指催化剂中能够促进氮氧化物转化反应的物质，常见的活性组分有钯、铑、铂等贵金属。
氮氧化物转化器催化剂的应用主要集中在汽车尾气净化领域。
随着环保政策的推进，越来越多的汽车使用氮氧化物转化器催化剂来降低氮氧化物排放。
此外，氮氧化物转化器催化剂还可以应用于工业废气处理和发电厂烟气净化等领域。
本文将对氮氧化物转化器催化剂的定义、原理、种类和应用进行详细介绍。
通过对其优势和发展前景的探讨，旨在加深对氮氧化物转化器催化剂的认识，并为相关领域的研究和应用提供一定的参考。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构来详细介绍氮氧化物转化器催化剂的相关内容：第一部分为引言部分（Chapter 1），概述了本文的研究背景和研究目的，引出了氮氧化物转化器催化剂的重要性和应用领域。
第二部分为正文部分（Chapter 2），主要包括两个小节。
2.1小节将详细介绍氮氧化物转化器催化剂的定义和原理，包括其基本功能、催化反应机理以及催化剂的组成和结构。
2.2小节将探讨氮氧化物转化器催化剂的种类和在不同应用领域的应用情况，具体介绍各种常用催化剂的特点和性能。
第三部分为结论部分（Chapter 3），对氮氧化物转化器催化剂的优势进行总结和归纳，指出其在环境保护和能源利用等方面的潜在应用价值。
同时，展望氮氧化物转化器催化剂的未来发展前景，提出相关的研究方向和可能的应用领域。
用于NH3选择性催化还原NO的非钒基催化剂研究进展
用于NH3选择性催化还原NO的非钒基催化剂研究进展一、本文概述随着工业化的快速发展，氮氧化物（NOx）排放已成为严重的大气污染问题之一。
其中，氨气（NH3）选择性催化还原氮氧化物（NO）是一种有效的减排技术。
然而，传统的钒基催化剂虽然催化活性高，但存在易中毒、易失活等问题，且钒为有毒元素，不利于环境保护。
因此，开发非钒基催化剂成为当前研究的热点。
本文综述了近年来非钒基催化剂在NH3选择性催化还原NO方面的研究进展，重点介绍了催化剂的活性组分、载体、制备方法以及催化性能等，以期为开发高效、环保的非钒基催化剂提供借鉴和参考。
本文首先回顾了NH3选择性催化还原NO的基本原理和催化剂性能评价指标，然后详细分析了非钒基催化剂的研究现状，包括金属氧化物、分子筛、碳基材料等催化剂体系的最新研究成果。
在此基础上，总结了非钒基催化剂的优势和存在的问题，并对未来的研究方向进行了展望。
本文旨在为相关领域的研究者提供全面的信息，推动非钒基催化剂在NH3选择性催化还原NO领域的进一步发展。
二、非钒基催化剂的种类与特性随着环保要求的日益严格，非钒基催化剂在NH3选择性催化还原NO（SCR）领域的研究日益受到关注。
非钒基催化剂主要分为金属氧化物催化剂、分子筛催化剂和贵金属催化剂等几类，它们各自具有独特的催化特性和应用场景。
金属氧化物催化剂：金属氧化物催化剂是一类重要的非钒基催化剂，常见的包括氧化铁、氧化铜、氧化锰等。
这些催化剂具有较高的催化活性和良好的热稳定性，能够在较宽的温度范围内实现高效的NO还原。
金属氧化物催化剂的制备工艺相对简单，成本较低，因此在实际应用中具有较大的潜力。
分子筛催化剂：分子筛催化剂因其独特的孔道结构和酸性特性，在NH3-SCR反应中表现出良好的催化性能。
常见的分子筛催化剂包括硅铝分子筛、磷酸铝分子筛等。
这些催化剂具有较高的比表面积和孔容，有利于反应物在催化剂表面的吸附和扩散，从而提高催化效率。
同时，分子筛催化剂的酸性可调，可以通过改变其酸性来优化催化性能。
scr催化剂成分
scr催化剂成分
SCR催化剂主要由以下成分组成：
1. 氮氧化物抑制剂：常用的氮氧化物抑制剂有钾、钙等金属盐，它们能够防止氮氧化物与SCR催化剂上的活性组分氨气发生
反应，从而降低氮氧化物氨选择性催化还原反应的副反应产物。
2. 催化剂载体：常用的催化剂载体材料有氧化铝、硅铝酸盐等，它们具有较高的比表面积、较好的热稳定性和耐腐蚀性，能够提高SCR催化剂的催化活性和稳定性。
3. 活性组分：常用的活性组分有钒、钛、钼等，它们能够与氨气在适当的温度下发生催化还原反应，将氮氧化物转化为氮气和水，起到净化废气中氮氧化物的作用。
4. 辅助剂：辅助剂的作用是调节SCR催化剂的催化活性和选
择性，常用的辅助剂包括锰、铜、钾、铝等。
需要注意的是，不同的SCR催化剂具有不同的成分和配方，
具体的成分比例和配方设计取决于应用领域和要求。
氮氧化物存储催化还原催化转化器的作用
氮氧化物存储催化还原催化转化器的作用氮氧化物存储催化还原催化转化器（NSCR）是一种用于控制汽车排放物的催化器。
它可以将高浓度的氮氧化物（NOx）转化为无害的氮气和水蒸气，同时也可以减少尾气中的碳氢化合物（HC）和氧化物（CO）的含量。
NSCR催化转化器的工作原理基于储存-释放循环。
这种催化器具有两个储存单元和一个还原单元。
储存单元主要用于储存NOx，而还原单元则用于将NOx转化为无害的氮气和水蒸气。
在储存单元中，NOx会被吸附在催化转化器中的特殊物质上。
当发动机操作在富氧条件下时，催化剂会释放出尽可能多的氮氧化物。
此时，NOx会被储存到储存单元中。
一旦发动机操作在贫氧条件下，持续时间较长，储存单元中的NOx才会被释放出来，并在还原单元中被转化成无害的氮气和水蒸气。
在还原单元中，NOx首先被还原为一氧化氮（NO），然后再进一步还原成氮气和水蒸气。
还原单元中的催化剂通常是用贵金属和稀土元素制成的。
NSCR催化转化器的优点在于其有效性和可靠性。
它可以在广泛的操作条件下工作，而且可以大大降低汽车排放的NOx含量。
与其他催化器相比，它还可以降低氨气的使用量，并且需要较少的维护。
然而，NSCR催化转化器的缺点在于其成本较高。
其制造过程需要使用复杂的工艺，并且需要使用高质量的材料。
此外，催化剂的使用寿命较短，需要定期更换。
因此，NSCR催化转化器的成本通常比其他催化器高。
总的来说，NSCR催化转化器是一种非常有效的控制汽车尾气排放的催化器。
虽然其成本较高，但它可以在广泛的操作条件下工作，并大大降低汽车排放的NOx含量。
未来，NSCR催化转化器可能会得到进一步的发展和改进，从而变得更加高效和可靠。
NOx储存-还原催化剂Pt-Pd／BaO／TiAlO的制备及其抗硫性能
第２ ８卷 第 ３期
Ｖｏ ．２ ．３ １ ８ Ｎｏ
催
化
学 报
２０ ０ ７年 ３月
Ｍ ａｃ ０ ｒ ｈ ２ ０７
Ｃ ｉｅ ｕ ｎ ｌ ｆＣ ｔｌｓ ｈｎｓ Ｊ ｒａ ａａｙｉ ｅｏ ｏ ｓ
文 章 编 号 ：０ ５ ．８ ７（０ ７ ０ —２ ７０ ２ ３９ ３ ２ ０ ）３０ ５ —７
Ａｂｓｒ ｃ ：ＮＯｚ ｉ ｘ ｕ ｔｇ ｓ ｓｆｏ ｌ ａ ｕ ｎ ｅ ｇｉ ｓｃ ｎ ｂ ｌｒｆｅ ｖ ｒＴｏｙ ｔ —ｙ ｅｓ ｏ ａ ｅ ｒ ｄｕ ｔｏ ａ ａ ｔａ ｔ ｎ ｅ ｈａ ｓ ａ ｅ ｒ ｍ ｅ ｎ ｂ ｒ ｎ ｎｅ ａ ｅｃａ ｉｉｄ ｏ ｅ ｏ ａ ｔ ｐ ｔ ｒ ｇ —ｅ ｃ ｉｎ ｃ ｔ —
原子 比为 １ ２时 ， ： 储存 ＮＯ 能力最大 ； ａ （ ％） Ｂ Ｏ ４ 作为助剂不但增加 了催化剂 的热稳定性 ， 还提 高了其储存 Ｎ 的能力 ．与 Ｏ
Ｐ ／ ａ ７Ａ１ ３ 比 ，Ｐ—ｄ Ｂ Ｏ／ ｉ１ 具 有 良好 的抗 硫 性 能 ．Ｐ— ｄＢ Ｏ／ ｉ１ 上 吸 附 形 成 的 硫 化 物稳 定 性 较 差 ， 被 还 ｔＢ Ｏ／一 ２ 相 ０ ｔ ／ ａ ＴＡ０ Ｐ ｔ ／ ａ ＴＡ ０ Ｐ 易 原 脱 除 ， 是 其 抗 硫 性 能 良好 的原 因之 一 ． 这
（ 。 ｎ ｏｌ ｅ ＩＭａｍｉｇＣ ｌｇ ，Ｍａｍｉｇ５５ ０ ｅ 。 ｎ ２ ０ ０，Ｇ ａｇ ｏｇ，Ｃ ｉａ； ｃ０ｌ Ｏ ｅ ｕｎｄｎ ｈｎ ２Ｓｈ０ ｏ ｈｍ ｚ ｒｙＥ ｇ Ｐ ｆ 口 ｄＥ ｅｇ ａ 西ｇ， ‘ ｒ Ｓ ｕｈＣ ｉａ Ｕ ｉｅｓｙｏ ｅ ｎ ｌ ｙ，Ｇ ａ ｇ ｈｕ５ ０ ４ ｏ ｔ ｈｎ ｎｖｒｉ ｔ ｆＴ ｃ ｏｏ ｈ ｇ ｕ ｎ ｚｏ １６ ０，Ｇ ａ ｇ ｏｇ，Ｃ ￣ａ ｕ ｎ ｄｎ ｈｈ ）
NSR氮氧化物存储还原催化剂
Fig. 6. Influence of basicity of NOx storage compounds on NOx storage amount. Catalyst: Pt/ NOx storage compound/Al2O3, temperature: 523 K, gas composition: [NO] =700 ppm, [O2] =4%, [C3H6] =800 ppm, [CO] =0.1%, [H2O] = 10%, [CO2] = 12.7%, N2 SR催化剂的耐久性
• 该催化剂的耐久性使用真实和模拟的含SO2的废 气进行了测试。推测其劣化是因为热老化和中毒 。如果废气中含SO2，NOx存储容量会急剧减少 。二氧化硫通过燃油中的含硫化合物氧化而形成 。测试后使用傅里叶红外光谱，检测到在催化剂 上有硫酸根离子（图13）。推测SO2在贵金属上 被氧化并与NOx存储化合物结合形成硫酸盐。硫 酸盐比硝酸盐更稳定。因此，NOx储存化合物形 成硫酸盐，而不再储存NOx 。
实验结果与讨论
NOx存储还原机理总结
实验结果与讨论
3.2 NSR催化剂的重要影响因子
• Pt粒子大小
基于NOx存储还原机理，NOx和活性还原剂从贵金 属到NOx存储化合物的迁移过程对Nox净化起着非 常重要的作用。Pt颗粒大小对NOx转化的影响如图 11所示。Pt粒子的大小利用X射线衍射仪（XRD） 测定。NOx转化率依赖于Pt颗粒大小：Pt的粒径越 小， NOx的转化越高。推测为当Pt粒子尺寸变小， Pt表面积增加。即，在Pt表面的NOx的氧化反应和 还原剂活性位点的数目增加。Pt和NOx存储化合物 之间的界面也增加。因此，提高了反应物的迁移能 力。 NOx的转化可能是受这两个原因的影响。
汽车尾气催化剂三元催化剂生产技术工艺配方
汽车尾气催化剂三元催化剂生产技术工艺配方0001、尾气催化净化装置02、一种净化内燃机尾气的NOx储存-还原催化剂03、一种汽车尾气净化催化剂及其制备方法04、尾气净化用催化剂05、一种天然气汽车尾气净化催化剂06、用于汽车尾气净化的La1-xAgxMnO307、一种同时脱除汽车尾气中氮氧化物和一氧化碳的催化剂08、光催化净化发动机尾气的装置09、用于汽车尾气处理的陶磁催化剂10、汽车尾气净化催化剂及其制备方法11、硫磺尾气加氢催化剂的制备方法12、含硫富氧尾气中氮氧化物净化催化剂13、一种高效净化汽车尾气催化剂及制备方法14、用于尾气净化的整体式低温等离子体催化反应器15、一种稀土基摩托车尾气净化催化剂的制备方法16、摩托车尾气净化催化剂17、降低柴油车尾气中碳烟颗粒燃烧温度的催化剂及制备方法18、天然气发动机尾气净化催化剂及其制备方法19、用于柴油机尾气中碳颗粒燃烧的纳米超细微粒催化剂及其制备方法20、一种汽油车尾气催化剂及其制备方法21、稀燃汽油车尾气排放氮氧化物选择性还原催化剂制备方法22、汽车尾气净化器催化剂金属载体及其制备方法23、柴油车尾气碳烟燃烧和NOx存储-还原的双功能催化剂及制备方法24、净化汽车尾气三效催化剂及制备方法25、克劳斯尾气加氢催化剂26、一种天然气汽车尾气催化性能评价系统27、净化汽车尾气的催化剂及专用补气装置28、用作尾气催化剂储氧和释氧成分的富铈材料的磨制方法29、包含铑、氧化锆和稀土氧化物的尾气催化剂30、一种汽车尾气催化净化的催化剂及其制备方法31、汽车尾气净化催化剂及一次性制备方法32、具有NOx存储催化器和前置催化器的尾气净化方法和尾气净化装置33、汽车尾气净化三效催化剂及其制备方法34、一种吸波催化剂、其制备及其在净化汽车尾气中的应用35、泡沫陶瓷载体三效汽车尾气净化催化剂制备方法36、一种汽车尾气催化净化催化剂及其制备工艺37、从汽车尾气废催化剂中回收铂、钯、铑的方法38、硫磺尾气加氢催化剂及其制备方法39、汽车尾气净化催化剂及其制备方法40、溶胶－凝胶法制备三效尾气催化剂的方法41、汽车尾气净化催化剂及其使用该催化剂的载体的制造方法42、富氧尾气氮氧化物净化催化剂43、汽车尾气催化转化器44、稀散元素催化剂汽车尾气净化方法45、稀散元素汽车尾气净化催化剂及制备方法46、用以净化柴油机尾气的催化剂47、一种内然机尾气净化催化剂及制备方法48、机动车尾气催化剂49、用于净化内燃机尾气的催化剂50、臭氧-催化剂法汽车尾气净化器及其净化工艺51、实用高效多元催化汽车尾气净化技术52、用于净化工业废气和汽车尾气的催化剂53、汽车尾气微波净化催化剂54、汽车尾气氧化氮净化用催化剂55、机动车尾气净化催化剂及其与金属载体结合的制作工艺56、用于净化内燃机尾气和/或工业废气的催化剂及其制备57、一种金属载体汽车尾气催化净化器58、汽车尾气催化剂59、四元柴油尾气催化剂和应用方法60、汽车尾气净化催化剂及其制备方法61、一种催化剂用于汽车尾气催化净化的用途和方法62、一种汽车尾气净化用微波催化净化装置63、基于球弧蜂窝板的汽车尾气催化器64、基于圆形蜂窝板的尾气催化器65、对设置在内燃机尾气通道上的NOx-存储催化剂进行NOx-再生的方法和装置66、稀燃汽油机用三效催化器和空燃比优化控制降低尾气中NOx排放的方法67、汽车尾气三元催化剂及其制备方法68、控制内燃机尾气通道中设置的NOx-存储催化剂脱硫的装置和方法69、内燃机节油及尾气四元催化净化器70、黄磷尾气固定床催化氧化净化的方法71、一种用于汽车尾气处理的复合介孔催化剂材料及制备方法72、一种汽车尾气净化催化剂的制备方法73、一种汽车尾气净化催化剂的涂覆方法74、一种涂覆汽车尾气净化催化剂的方法75、应用微波技术的发动机尾气处理器及其催化剂和制备方法76、稀薄燃烧尾气氮氧化物净化催化剂及净化方法77、用于汽车尾气处理的催化剂及制备方法78、一种稀薄燃烧型汽车尾气催化净化方法和装置79、含稀土型焦炉尾气净化回收硫的催化剂及制备方法80、一种在蜂窝载体上负载汽车尾气净化催化剂的方法81、一种负载汽车尾气净化催化剂在蜂窝载体上的方法82、用于净化汽车尾气的催化剂83、一种制备高分子量脂肪族聚碳酸酯的三元催化剂84、无铑三元催化剂85、无铂三元催化剂86、稀土复合氧化物型三元催化剂及制备方法87、铜基复合氧化物三元催化剂及制备方法88、用于处理废气的三元催化剂89、工业化制备稀土三元催化剂的方法90、净化汽车尾气用抗硫四效催化剂注意事项：1、以上均为专利技术原文（原文什么样，我们提供给您的就什么样）.专利文献中包含专利发明人，发明时间，技术原理，工艺流程，配方，图纸，以及实现其产品的生产全过程。
一种用于氮氧化物氨选择催化还原的催化剂[发明专利]
![一种用于氮氧化物氨选择催化还原的催化剂[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/936b2ef0964bcf84b8d57b0a.png)
专利名称：一种用于氮氧化物氨选择催化还原的催化剂专利类型：发明专利
发明人：李兰冬,关乃佳,武光军,戴卫理,闫慧忠,王学明申请号：CN201410527707.8
申请日：20141009
公开号：CN104437608A
公开日：
20150325
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种氮氧化物氨选择催化还原的催化剂及其应用。
催化剂组成包括活性组分Fe，稀土元素助剂(La，Ce或Sm)以及分子筛载体(Beta或Beta与ZSM-5的混合物)。
以氨作为还原剂，使用上述催化剂可以在富氧条件下将氮氧化物转化为无害的氮气。
所述反应的条件为，反应温度为200-500℃，氮氧化物浓度为100-2000ppm，氨/氮氧化物比例为1-1.1，反应的体积空速(GHSV)为1000-60000h。
本发明提供了一种高性能净化氮氧化物催化剂，该催化剂绿色无毒，应用反应温度低，氮氧化物转化率高，适于大规模工业化推广应用。
申请人：南开大学
地址：300071 天津市南开区卫津路94号
国籍：CN
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柴油机后处理技术的研究进展
柴油机后处理技术的研究进展王谦;周明星;亓平;韩晓静;王保义【摘要】选择性催化还原技术SCR和氮氧化物存储催化还原技术NSC是当前主流的降低柴油机NOx排放的后处理技术.为此,详细阐述了两种技术的反应机理、系统组成和工作过程,提出了系统在实际应用中存在的问题并给出了相应的解决方案.最后,提出了一种实用新型的组合技术可以改善SCR系统在低温工况下转化效率低的问题.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2012(034)003【总页数】5页(P212-216)【关键词】柴油机;选择性催化还原;氮氧化物存储催化还原;氮氧化物【作者】王谦;周明星;亓平;韩晓静;王保义【作者单位】江苏大学能源与动力工程学院,江苏镇江212013;江苏大学能源与动力工程学院,江苏镇江212013;江苏大学能源与动力工程学院,江苏镇江212013;江苏大学能源与动力工程学院,江苏镇江212013;江苏大学能源与动力工程学院,江苏镇江212013【正文语种】中文【中图分类】TK421.50 引言柴油机以良好的动力性、燃油经济性和耐久性等优点在众多领域得到了广泛的应用，尤其是近年来柴油轿车也得以迅速发展[1-2]。
但是由于柴油机自身燃烧的特点也带来了大量的排放污染物，成为巨大的环境污染源。
面对我国即将实施的国Ⅳ法规，单独依靠发动机内部净化措施已无法满足排放物限值的要求，必须同时采用柴油机后处理技术方能达到更为严格的标准[3]。
目前，国内后处理技术基本处于起步阶段，各发动机制造商和整车厂主要依靠引进国外成熟的后处理技术进行产品的升级。
目前，主流的降低NOx排放的后处理技术主要有选择性催化还原技术(SCR)和氮氧化物存储催化还原技术(NSC)，本文主要介绍了这两种技术的研究进展。
1 选择性催化还原技术(SCR)选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction)技术是目前可以同时改善燃油经济性和降低NOx排放的后处理技术[4]，具有巨大的市场推广潜力。
国四部分越野车催化转化器型号
国四部分越野车催化转化器型号背景介绍越野车作为一种特殊类型的汽车，经常需要面对复杂的路况和较为恶劣的环境。
为了保护环境并满足排放标准，越野车通常配备催化转化器。
国四标准是目前我国汽车排放标准中的一项重要标准，那么国四部分越野车催化转化器的型号是什么呢？本文将对国四标准及其对催化转化器的影响进行介绍，并列举一些常见的国四部分越野车催化转化器型号。
国四标准与催化转化器国四是我国汽车排放标准中的相对较新的标准，自2013年7月1日起实施。
国四标准对不同类型的汽车有不同的排放要求，其中越野车属于轻型汽车，其排放要求略高于乘用车。
国四标准要求越野车的氮氧化物（NOx）排放量不超过0.08克/千米，并对一氧化碳（CO）和非甲烷总烃（THC）的排放量也有一定限制。
催化转化器作为减少尾气排放的关键装置，对于符合国四标准的越野车来说至关重要。
催化转化器通过将有害气体转化为无害的气体，从而降低尾气排放的污染物含量。
常见的国四部分越野车催化转化器型号包括三元催化转化器和氮氧化物储存还原（NSR）催化转化器。
三元催化转化器三元催化转化器是一种应用广泛的催化转化器类型，被广泛应用于越野车等各类车辆中。
它主要通过铂、钯、铑等贵金属催化剂来催化氮氧化物、一氧化碳和非甲烷总烃的转化。
三元催化转化器在氧气供应充足的条件下能够高效地将废气中的有害物质转化为二氧化碳（CO2）、水（H2O）和氮气（N2），降低了尾气排放对环境的危害。
氮氧化物储存还原（NSR）催化转化器氮氧化物储存还原催化转化器是一种专门用于降低氮氧化物排放的催化转化器。
它独特的结构和材料使其能够存储和还原氮氧化物，降低尾气中的氮氧化物含量。
NSR催化转化器通常包括一个氮氧化物储存过滤器（NSF）和一个氮氧化物还原催化剂层。
NSF能够吸附氮氧化物，并在一定条件下通过还原反应将其释放出来，而氮氧化物还原催化剂能够催化释放出来的氮氧化物进一步转化为无害气体。
常见的国四越野车催化转化器型号- 三元催化转化器型号：BM-TC405，BSC，EBM，GTS等。
柴油发动机氮氧化物还原剂尿素
柴油发动机氮氧化物还原剂尿素柴油发动机氮氧化物还原剂尿素是一种特殊的添加剂，广泛应用于柴油发动机排放控制系统中。
其主要作用是降低氧化亚氮 (NOx) 的排放量，这对于环保和人类健康有着至关重要的意义。
下面我们将分步骤地阐述柴油发动机氮氧化物还原剂尿素的作用机制、应用与优缺点等方面的内容。
第一步是了解柴油发动机氮氧化物还原剂尿素的作用机制。
简单来说，该添加剂的作用是通过尿素在高温下分解产生的一氧化氮 (NO) 和水蒸气 (H2O) 之间的还原反应来降低排出的氮氧化物。
在柴油发动机中，尿素会被储存在一个尿素水箱中，并通过一个和废气处理系统相连的喷射器喷射到出来的废气中进行还原反应，从而将NOx排放量减少至少70%。
第二步是了解柴油发动机氮氧化物还原剂尿素的应用。
目前使用氮氧化物还原剂尿素技术的柴油车型已经非常普及，特别是针对商用车、公交车等大型柴油车型，更是必备的装置。
同时，该技术也被广泛应用于船舶和一些重型机械的排气管路中。
第三步是了解柴油发动机氮氧化物还原剂尿素的优缺点。
从优点方面来看，该技术能有效地降低氮氧化物的排放量，保护环境和人类健康。
同时，尿素的使用成本相对较低，并且具有比较稳定的性能。
从缺点方面来看，要求车辆配备尿素水箱，对于远程行驶的车辆需要考虑补充尿素的问题，否则会对排放性能产生不良的影响。
此外，还需要定期维护系统，保证其正常工作。
综上所述，柴油发动机氮氧化物还原剂尿素是一种广泛应用于柴油车中的重要添加剂。
通过分解尿素产生相应金属催化剂、产生还原剂等化学反应，可以有效地降低NOx的排放量，减少对环境和人体健康的危害，保护生态环境。
但同时也需要注意补充尿素水箱的问题和系统维护，以确保其正常工作。
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1、绪论
• 减少汽车CO2的排放对于防止温室效应具有很重 要的作用。汽油燃料的稀燃发动机是提高客车燃 料效率的关键技术之一。然而，在使用传统的三 效催化剂时，排放的NOx在氧化条件下不能被净 化，致使稀燃操作条件收到限制。即，当稀燃发 动机在稀燃条件下运行时，NOx的排放量会增多。 如果可以用一个新的催化剂净化NOx，稀燃工作 条件范围可以加宽，燃料效率也可以提高。
图2 模拟气体长时在氧化条件下NSR催化剂的NOx净化的行为。 （- - - - - ）为进气， （——）为出气。催化剂：Pt／Ba／ AI2O3，温度：573 K ,气体组成: (a)为还原条件， （b)为氧化条件。
实验结果与讨论
NOx的存储机理
图4显示在模拟气体中NOx储存量与O2浓度的关系函数。没 有O2时NOx储存量很低，当O2浓度增加时NOx储存量也迅 速增加，当O2浓度超过1%时最终达到一个恒定值。从这些 结果可以推测NOx作为一种氧化态储存在催化剂上。存储 的NOx种类利用漫反射红外光谱测定 （图 5）。从吸收峰 在约1350 cm-1处看，所存储的NOx种类应该为硝酸根离子 。其中饱和存储量中NO2与Ba摩尔比约为2。这个结果表明 ， NOx与Ba2+结合形成Ba（NO3）2。每种NOx存储化合 物电负性和NOx存储量之间的关系如图6所示。NOx储存化 合物的碱度越强，NOx存储量就越大。 NOx储存化合物的 碱度越强，形成的硝酸盐就更稳定。结果表明， NOx在贵 金属上被氧化并最终形成硝酸盐存储在NOx储存化合物上
2、实验过程
• 催化剂制备采用贵金属（主要是铂），各种碱和 碱土金属（主要是钡）和用作载体的稀土氧化物 浸渍而成。在许多情况下，载体采用氧化铝。用 二氧化硅作载体时，无氮氧化物存储功能。
• 催化剂对NOx转化率是利用模拟废气每隔几分钟 交替氧化和还原条件来测定的。典型的模拟废气 的气体组成如表1所示。用MEXA(Horiba)化学发 光氮氧化物分析仪测量NOx浓度。
用于汽车稀燃发动机的新概念三 效催化剂：NOX 存储还原催化剂
稀薄燃烧
• 为提高汽油机动力及燃油经济性，减少CO2和HC 等温室气体排放，稀燃汽油发动机应运而生。在 保证发动机对外输出扭矩变动较小和NOx排放不 超过上限的前提下，控制空燃比A/F在大于理论空 燃比14.7的稀燃情况下燃烧运行，这种燃烧方式 为稀薄燃烧(Lean-Burn)。
绪论
• 最近，在氧化条件下选择性地还原NOx的催化剂 得到了广泛的研究。这些催化剂的著名的例子有 铜离子交换沸石(铜-ZSM-5)，氧化铝，负载在氧 化铝上的碱金属，及负载在沸石上的贵金属。但 是，这些催化剂在实际运用上有许多问题，如低 的NOx转化率，窄的温度窗口和不足的耐久性等。
绪论
• 新概念三效催化剂由贵金属，铝氧化物和其他一 些金属化合物组成。在配备了稀薄燃烧发动机的 轿车上进行的日本10-15工况排放测试显示，这些 催化剂对NOx的转化率在动态氧化条件下要高于 静态氧化条件下。这些新的催化剂被称为“NOx 存储还原催化剂（NSR催化剂）” 。在本报告中， 研究了NOx的净化机理，其老化的原因和改进的 催化剂在车辆测试中对NOx的净化性能。NSR催 化剂的稀薄燃烧系统在另一篇文章中详细说明了。
图4 O2的浓度对NOx存储量的影响。催化剂：Pt／Ba／ AI2O3，温度：573 K ,气体组成： [NO] =250 ppm, [O2] = 0-6%, N2 balance.
图5 存储在NOx存储化合物上的的NOx种类的傅里叶红外光谱图。（——）催化剂的 光谱（N2为流动相），（——）催化剂和 存储在NOx存储化合物上的的NOx种类的光谱 （NO+O2+N2为流动相），催化剂：Pt／Ba／ AI2O3，温度：673 K ,气体组成： [NO]
实验结果与讨论
在化学当量条件下，进口气体不含有含氮化合物 时，却在出口气体中检测到N2。这些结果表明， 在氧化条件下氮氧化物存储在该催化剂上，当在 化学当量的和还原条件下，所存储的NOx被还原 为N2。
图1 NSR催化剂的NOx净化的行为.（- - - - - ）为进气，（——）为出气，入口气体 每120秒交替处在还原和氧化条件下。催化剂：Pt／Ba／ AI2O3，温度：573 K ,气 体组成: (a)为还原条件，（b)为氧化条件。
摘要
• 开发了用于稀薄燃烧发动机的新概念三效催化剂， 并且研究了NOx的净化机制。该催化剂由贵金属、 铝氧化物和其他一些金属化合物如NOx存储化合 物等组成。在氧化条件下， NOx在贵金属作用下 被氧化并与NOx存储化合物结合成硝酸盐而存储 下来。在化学当量和还原条件下，所存储的NOx 还原为N2。NOx存储容量会因为硫而降低。改进 的催化剂在日本10-15工况测试中表现出足够的 NOx转化耐久性。
• 使用配备1.81稀薄燃烧发动机的客车进行实验。
实验过程
表1 NOx存储还原反应中典型的气体组成
3、实验结果与讨论
3.1 NSR催化剂的NOx净化现象
• 当模拟气体交替流入氧化和还原条件下时，NOx 的净化行为如图1所示。 NOx在氧化条件下去除 ，随着时间的推移出口气体中NOx的浓度逐渐增 加。当催化剂长时间暴露于氧化条件下的模拟气 体中时，出口气体中的NOx浓度几乎是恒定的（ 图2）。含氮化合物的浓度采用四极质谱仪测定， 如图3所和NO2。 但是，在出口气体中总的NO和NO2的量要小于进 气中NO 的量。
=0.1%, [O2] =4%, [H20] = 3% ,N2 balance
三效催化剂
• 顾名思义，三效催化剂能同时净化汽车尾气中的 三种有害成分，是现今最为常见的汽车尾气催化 剂，又被称为三元催化剂(Three-Way Catalyst，简 称TWC)。它能催化汽车尾气中的CO、HC、NOx 三种有害物质转化为CO2、N2、H2O等无害物质 再排入大气。
• 三效催化剂主要由四部分组成：载体、氧化铝涂 层、活性组分和助剂。