汽车尾气净化催化剂报告 V1

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二、汽车尾气催化剂发展概况
一段净化法
一段净化法又称为催化氧化法, 使用铂、钯或两者混合 来提高尾气中HC、CO 同氧气的反应速度, 从而降低 HC 和CO 的污染物排放。这个反应在通常条件下进行 得很慢。催化剂的效率取决于它的温度、混合气的空 燃比和尾气中碳氢的组成。
两段净化法
又称催化氧化- 还原法,采用两个反应器, 汽车排出的 气体先通过第一段净化反应器, 排气中的CO 将NOx 还原为氮气; 出来的气体接着通过第二段反应器, 将 CO 和HC 氧化为二氧化碳和水 。
上世纪80年代起,美国联邦政府提高了车辆NOx 的 排放标准,从而促进了新型催化剂的产生和发展,铂 铑钯三效催化剂(Three Way Catalyst, TWC)应运 而生
资料来源:网络百科
上世纪90年代,三效催化剂除通常工况下的催化 功能外,还能解决汽车冷启动时的污染控制,以 及克服富氧气氛下的NOx 还原问题
三元催化法: 采用同时对CO、HC 和NOx 有催化作用的三效催化剂, 利用排气中的 CO、HC 将NOx 还原为氮气。三效催化剂通常使用铂、钯和铑的组合。 除了加速一氧化碳和碳氢化合物的氧化外, 钯和铑还加速一氧化氮还原 成氮气和氧气的反应。为了高效除去氮氧化物, 需要富燃或等量的空燃 比，若空气与燃料的混合气中刚好有足够的空气供燃烧, 使得空气和燃 料都无剩余, 这种状态叫化学当量平衡, 此时的空燃比叫理论空燃比。
汽车尾气净化催化剂研究报告
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目 录
第一章、技术介绍
第二章、历史沿革
第三章、市场分析
第四章、发展趋势 第五章、结论
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第一章 技术介绍
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一、百度文库车尾气污染物治理方式
汽车燃料的改善
机内净化 汽车发动机内部调试
氧化反应
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三、汽车尾气催化剂结构组成
助剂 助剂本身是一些没有催化作用或活性较低的添加物, 能大大提 高催化剂的活性、选择性和寿命。一般由碱金属、碱土金属和 过渡金属等氧化物组成。现在常添加稀土作为助剂，含稀土的 催化剂价格低，热稳定性好，活性较高，具有较好的抗中毒能 力，使用寿命长。
高比表面的涂层(也叫第二载体) 活性涂层附着于载体的表面,它的作用是提供大的表面积来附 着贵金属或其它催化成分。通常采用氧化铝。
资料来源：西南证券研究部
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二、国内催化剂企业占有率提升空间小
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第二章
历史沿革
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一、汽车尾气净化催化技术，是随着汽车排放标准的日益严格而逐步发展起来
轿车的欧洲汽车废气排放标准 单位：克每公里 （g/km）
1959年在美国加州，首次颁布了控制汽车排放污染物 的立法
1975年率先将净化剂应用于汽车工业上世纪60年代 到70年代中期，由于汽车排放法中只要求控制CO和 HC，出现了“两效”催化剂，
汽车发动机内部设计改进
机外净化
安装催化净化器
汽车尾气污染物 一氧化碳 (CO) 碳氢化合物（HC） 氮氧化合物（NOx）
过滤 催化
二氧化碳 (CO2) 氮气（N2） 水（H2O）
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二、汽车尾气净化催化剂催化原理
汽车尾气净化催化剂改变反应速率，自身并不消 耗，主要涉及到氧化和还原反应 因两种反应要求的化学环境不同，故早期的催化 剂将两者分离，后来由于发动机的改进，实现了 可使两种功能兼容的化学环境；由于催化剂制备 技术的改进，使氧化与还原两种活性中心共存于 同一催化剂上，最终出现了三效催化剂TWC 还原反应 其他反应
采用无铅汽油 掺入添加剂，改变燃料成分 选用适当的润滑添加剂，降低油耗 采用多种燃料作为汽车燃料 采用绿色燃料减少有毒气体排放量 燃油生产工艺的改善，提升燃油品质
减少喷油提前角，降低NOx的生成量 改善喷嘴质量，控制燃烧条件，减少污 染物生成 正曲轴箱通气系统设计，让未燃气体再燃烧 排气再循环设计，降低排放量 蒸发排放控制系统设计，将油箱中的蒸发气 引入储存系统，降低排放量
目前市场的汽车尾气催化剂以三元催化剂为主，从活性成分上看， 贵金属催化剂是主角。
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第三章
汽车尾气净化催化剂现状
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一、国内催化剂市场被国外企业垄断
国外企业竞争力强 目前，世界较大的汽车尾气催化剂生厂商主要有巴斯夫、庄信万丰、优美科和德尔福。他们的产量占整个市场的95% 左右，在我国都建立了合资或独资企业。除此之外还有日本电装和日本NGK绝缘材料公司也较具有竞争力。 国有企业市场占比过低 2011年，我国汽车尾气催化剂需求量约 为2878万升，其中，优美科、巴斯夫、 庄信万丰攻占市场份额的80%；国产催 化剂销量约为400万升，威孚高科与贵 研铂业作为国内汽车尾气净化催化剂生 产的龙头企业，市场占有量不足20%。 并且主要供应国产汽车品牌，国外汽车 品牌与合资汽车品牌均由优美科、巴斯 夫、庄信万丰等巨头供应。主要原因在 于： 1.国内汽车行业发展比较晚，没有在汽 车尾气催化剂行业提前布局； 2.由于对汽车生产的技术进行垄断，处 于对汽车级别的考虑，外资与合资企业 不会选择国内催化剂生产企业； 3.国内对空气环保标准也只是近几年才 提出，对企业催化剂技术进步的压力不 大，因而技术进步缓慢； 4.由于贵金属催化剂生产技术被国外企 业垄断，国内企业以稀土催化剂为突破 点，技术不成熟，进展缓慢。
活性组分 指催化剂中起作用的物质，催化剂活性组分有贵金属活性物和 非贵金属活性物之分。 贵金属铂、铑、钯对污染物的转化有很好的活性和选择性，但 价格高同时铂和铑资源缺乏，增加了成本。 非贵金属活性组分催化剂由于活性低，起燃温度高等缺陷，使 用上受到很大限制。
载体 载体主要是用来承载催化活性组分的材料，其作用为（1）增 大有效表面积和提供合适的孔结构；（2）提高催化剂的机械 强度（3）提高催化剂的热稳定性（4）提供催化反应的活性 中心（5）与活性组分作用形成新的化合物（6）增加催化剂 的抗毒性能，降低对毒物的敏感性（7）节省活性组分用量， 降低成本。 目前95%的汽车催化剂载体使用整体蜂窝状堇青石陶瓷，原材 料易得，费用较低且性能出色。