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蜂窝陶瓷作为催化剂载体在汽车尾气催化净化技术中的应用

April 20, 2019 蜂窝陶瓷 228

汽车作为人类的主要交通工具,正在发挥着越来越重要的作用,蜂窝陶瓷由此产生的污染,特别是城市的空气污染,正变得越来越严重。许多国家制定了各种法规,采取了许多措施来处理汽车尾气。严格控制一氧化碳(CO),碳氢化合物(HC)和氧和氮化合物(NOx)。汽车尾气的主要催化净化分为两种:内部净化和外部净化。机内净化是通过改变发动机的结构来减少废气中的有害物质,使燃料完全燃烧或重新燃烧部分废气;外部净化主要是通过催化净化方法(确保氧传感器和延长催化剂的寿命),还必须使用无铅汽油)。

三种催化纯化方法。

  1、催化氧化法:使用氧化催化剂床将废气中的CO和HC转化为CO2和H2O。

  2、催化还原氧化法:在床的一部分含有还原催化剂,减少NOx的催化剂为:。

  3、三元催化净化方法:采用具有氧化还原能力的三效催化剂,以贵金属Pt和Pd为催化剂,同时净化CO,HC和NOx。

目前,世界各国都倾向于使用三元催化剂,因为它不需要二次空气,可以简化净化装置,减少催化剂用量,填料反应速度快,净化效率高。近年来,钙钙型复合氧化物催化剂在国内外得到了广泛的发展 ;两种ABO3型稀土复合氧化物催化剂。三元催化净化方法主要由催化剂载体,催化剂和壳组成。

  催化剂载体

汽车尾气净化催化剂的载体材料必须具有高比表面积,良好的热稳定性,小的热膨胀系数,耐磨性,低密度和低热容量。目前的催化剂载体大致可分为三种类型:蜂窝陶瓷载体;颗粒状陶瓷载体;合金蜂窝状载体。蜂窝型载体由于其小的气流阻力而相对容易安装。相比之下,整体式蜂窝陶瓷载体具有优异的催化剂性能,载体是通过金属模具高压挤出成型陶瓷泥而得到的,生产效率高,生产成本低,因此得到广泛应用。 。它具有排气阻力小,接触面积大的特点。载体的材料通常选自堇青石。由于蜂窝陶瓷本身是多孔绝缘体,微波干燥技术可以大大减少毛坯的开裂缺陷,蜂窝陶瓷缩短干燥周期。由于堇青石瓷的燃烧范围较窄,我们选用自行设计制造的液化气自燃式喷射梭式窑,采用高温纤维毯衬里结构,窑内温差小于5°C,从而保证产物的收率为97%。催化剂涂层

催化剂的开发是一项新的实用技术。由于汽车尾气的化学成分复杂且温度高,催化剂上的化学反应也相当复杂。转化率与催化剂的活性和反应有关。气氛是相关的。通常的方法是首先在载体上涂覆一层活性氧化铝,并在约500℃下煅烧以增加载体的表面活性和比表面积,并将AL 2 O 3涂层牢固地粘合到载体上,然后通过真空浸渍涂覆几层。将催化剂(如Pt,Pa,Ni等)干燥,加热并还原,形成具有催化剂涂层的蜂窝陶瓷催化剂载体。我们开发的催化剂是基于稀土元素的各种材料的复合材料。催化剂,它不仅可以应用于800-10501°C的环境工作温度,而且灵敏,净化效率高。在涂覆催化剂的过程中,控制催化剂的浸渍量和控制干烧制曲线具有极其严格的制度要求。采用自动分段晶闸管交流电源控制技术,采用自行设计的防火控制系统。电热网带式窑实现了日产2400吨的连续生产线,既提高了生产效率,又保证了产品的质量。

  壳体

外壳由不锈钢制成。外壳的设计起着重要作用,这极大地影响了净化器的效率和寿命。壳体的设计需要分配流过催化转化器的气体的流场,并使涡流和分离现象的发生最小化。最大限度地减少气流阻力。特别注意入口端的形状设计,因为催化剂的前端区域对压降和净化效率的影响最大。另外,陶瓷纤维材料用作载体和壳体之间的填充物,用于减震目的。通过上述工艺和设备开发的净化器已建成两条年产10万套的生产线。该产品已经过国家有关部门的测试,结果表明,车辆各种工况产生的废气具有明显的净化效果。由于我国含铅汽油种类繁多,无铅汽油尚未得到广泛应用,部分汽车工作条件较差,催化剂表面由于不可逆吸附或化学反应而失去活性。净化器失活的问题对于延长使用寿命和提高转化率具有重要意义。

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