Дизеловият двигател отдавна е работен кон в различни индустрии, задвижвайки камиони, автобуси, строителна техника и др. Въпреки това, дизеловите двигатели отделят различни замърсители, включително азотни оксиди (NOx), прахови частици (PM), въглероден оксид (CO) и неизгорели въглеводороди (HC). Дизеловите окислителни катализатори (DOC) играят решаваща роля за намаляване на тези вредни емисии. В този блог ние, като доставчик на дизелов окислителен катализатор, ще разгледаме ролята на субстрата в дизеловия окислителен катализатор.
Разбиране на дизеловите окислителни катализатори
Преди да обсъдим субстрата, важно е да разберем какво представлява дизеловият оксидационен катализатор и как работи. DOC е устройство, монтирано в изпускателната система на дизелов двигател. Неговата основна функция е да окислява CO, HC и разтворимата органична фракция (SOF) на PM до по-малко вредни вещества като въглероден диоксид (CO₂) и вода (H₂O).
DOC се състои от два основни компонента: катализатор и субстрат. Катализаторът обикновено е благороден метал, като платина (Pt) или паладий (Pd), който осигурява активните центрове за окислителните реакции. Субстратът, от друга страна, служи като опорна структура за катализатора и осигурява голяма повърхност за взаимодействие на отработените газове с катализатора.
Роля на субстрата в дизелов окислителен катализатор
1. Физическа подкрепа
Субстратът осигурява стабилна физическа опора за катализатора. Тя трябва да може да издържа на високи температури, механични вибрации и топлинни напрежения, срещани в изпускателната система. Обичайните материали, използвани за субстрати, включват кордиерит, силициев карбид (SiC) и метал.
Кордиеритът е керамичен материал, който се използва широко в DOC поради ниския си коефициент на топлинно разширение, което му позволява да издържа на термични цикли без напукване. Освен това има относително висока порьозност, която осигурява голяма повърхност за покритието на катализатора.
Силициевият карбид е друг популярен материал за субстрат. Има отлична топлопроводимост и механична якост, което го прави подходящ за приложения при високи температури. SiC субстратите често се използват в приложения, където се очакват високи температури на отработените газове, като например при тежкотоварни дизелови двигатели.
Металните субстрати, обикновено изработени от неръждаема стомана, предлагат добра механична издръжливост и могат лесно да бъдат оформени в сложни форми. Те също са сравнително леки, което може да помогне за намаляване на общото тегло на изпускателната система.
2. Предоставяне на площ
Една от най-важните роли на субстрата е да осигури голяма повърхност за покритието на катализатора. Колкото по-голяма е повърхността, толкова по-голям е контактът между отработените газове и катализатора, което повишава ефективността на окислителните реакции.
Субстратите са проектирани със структура на пчелна пита, която се състои от голям брой паралелни канали. Стените на тези канали са покрити с каталитичен материал. Структурата на пчелна пита увеличава максимално площта на единица обем, което позволява висока концентрация на активни центрове за окислителните реакции.
Клетъчната плътност на структурата на пчелна пита, която се определя като брой клетки на квадратен инч (cpsi), може да варира в зависимост от приложението. По-високата плътност на клетките обикновено води до по-голяма повърхност, но също така може да увеличи обратното налягане в изпускателната система. Следователно, плътността на клетките трябва да бъде внимателно подбрана, за да се балансират изискванията за повърхностна площ с ограниченията за падане на налягането.
3. Пренос на топлина
Субстратът също играе роля в преноса на топлина в DOC. По време на окислителните реакции се генерира топлина като страничен продукт. Субстратът помага да се разсее тази топлина и да се поддържа равномерно разпределение на температурата в катализатора.
Добрите свойства на топлообмен са от съществено значение за предотвратяване на локално прегряване, което може да доведе до дезактивиране на катализатора и намалена производителност. Топлинната проводимост на материала на субстрата влияе върху способността му да пренася топлина. Както бе споменато по-рано, SiC субстратите имат отлична топлопроводимост, което ги прави особено подходящи за приложения, където се изисква ефективен топлопренос.
4. Разпределение на потока
Субстратът помага за равномерното разпределение на отработените газове по повърхността на катализатора. Равномерното разпределение на потока е от решаващо значение, за да се гарантира, че всички части на катализатора се използват ефективно и да се предотврати канализирането, при което изгорелите газове преференциално преминават през определени канали, оставяйки други части на катализатора недостатъчно използвани.
Структурата на пчелна пита на субстрата спомага за насърчаване на по-равномерно разпределение на потока чрез създаване на голям брой паралелни пътища на потока. Освен това дизайнът на входа и изхода на DOC може да бъде оптимизиран за допълнително подобряване на разпределението на потока.
Влияние на свойствата на субстрата върху производителността на DOC
1. Ефективност на преобразуване
Площта на повърхността и порьозността на субстрата имат пряко влияние върху ефективността на преобразуване на DOC. По-голямата повърхност осигурява повече активни места за окислителните реакции, което може да увеличи превръщането на CO, HC и SOF. Порьозността на субстрата също влияе върху дифузията на отработените газове към повърхността на катализатора. По-високата порьозност позволява по-добра дифузия, което може да подобри кинетиката на реакцията и общата ефективност на преобразуване.
2. Падане на налягането
Плътността на клетките и дебелината на стената на субстрата могат значително да повлияят на спада на налягането в DOC. По-високата плътност на клетките или по-дебелите стени обикновено водят до по-висок спад на налягането. Прекомерният спад на налягането може да намали производителността на двигателя и горивната ефективност. Следователно е важно да се избере субстрат с подходяща плътност на клетките и дебелина на стената, за да се сведе до минимум спадът на налягането, като същевременно се постигне желаната ефективност на преобразуване.
3. Издръжливост
Издръжливостта на субстрата е от решаващо значение за дългосрочната работа на DOC. Субстратът трябва да може да издържи на тежките работни условия в изпускателната система, включително високи температури, термични цикли и механични вибрации. Кордиеритовите субстрати са известни със своята добра устойчивост на термичен удар, докато SiC субстратите предлагат отлична механична якост. Металните субстрати също са относително издръжливи и могат да устоят на корозия.
Нашите предложения като доставчик на дизелов окислителен катализатор
Като водещ доставчик на дизелови окислителни катализатори, ние предлагаме широка гама от субстрати, за да отговорим на разнообразните нужди на нашите клиенти. Ние разбираме значението на избора на правилния субстрат за оптимална DOC производителност и нашият екип от експерти може да ви помогне да изберете най-подходящия субстрат въз основа на вашите специфични изисквания за приложение.
В допълнение към DOC, ние предлагаме и други катализатори за контрол на емисиите, като напрSCR катализатор, сертифициран от Китайското класификационно дружество със стандарт за емисии Nox, по-добър от Euro VI,Катализатор на приплъзване на амоняк, иSCR катализатор на основата на Fe. Тези катализатори работят заедно с DOC, за да осигурят цялостни решения за контрол на емисиите за дизелови двигатели.
Свържете се с нас за поръчка и преговори
Ако се интересувате от нашите дизелови окислителни катализатори или други продукти за контрол на емисиите, ви каним да се свържете с нас за доставка и допълнителни дискусии. Нашият специализиран екип по продажбите е готов да ви помогне с вашите запитвания и да ви предостави подробна информация за продукта и цени.
Референции
- Хейууд, JB (1988). Основи на двигателя с вътрешно горене. Макгроу-Хил.
- Джонсън, телевизия (2009). Допълнителна обработка на дизелови газове. Химически прегледи, 109 (8), 4056-4079.
- Koebel, M., Elsener, M., & Kleemann, M. (2000). Дизелови окислителни катализатори: Активност за окисляване на сажди. Приложна катализа B: Околна среда, 25 (3), 179-194.
