汽车尾气净化催化剂发展概况
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CO2和H2O。
三元催化法:三元催化法是采用同时对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co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。
汽车废气催化净化的关键是选择一种性能优良的催化剂。汽车废气净化使用的催化剂不同于化学工业生产使用的催化剂。汽车排出的废气浓度、流量和温度,是随着汽车的运转状态变化的,所以要求催化剂具备下列特性:低温(200℃以下)活性好,高温(800℃以上)热稳定性好,耐中毒性好(汽油中含有可引起催化剂中毒铅、硫、磷、锌等),使用寿命长和不造成二次污染等。常用的催化剂大致可分为三类:①贵金属类,如铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)和钌(Ru)等。这类催化剂价格昂贵,资源稀少,耐铅中毒性较差,但催化活性高,使用寿命长。②非贵金属类,如铜(Cu)、铬(Cr)、镍(Ni)、锰(Mn)、钴(Co)、钒(V)铁(Fe)、钛(Ti)、锆(Zr)及稀土类和碱土类金属的氧化物。这类催化剂虽然资源丰富,价格低廉,但是高温稳定性和耐中毒性差。③多元金属类,如Cu-Ni(Monol合金)、Ni-Cr-Fe(Inconel合金)、Cu-Cr-Ni合金等。
由于汽车废气的复杂条件,任何单一组分的催化剂都难以完成催化净化的作用,目前催化剂正向微量贵金属的多组分的方向发展。另外,正在研制含有稀土元素的钙钛矿结构 ABO型或类似尖晶石结构ABO型的新型催化剂。
催化剂的装填
在催化剂装填时,应留意的题目是:
1.铜基催化剂强度较差,在运输过程中严禁摔、碰。
2.装填前,催化剂应轻轻过筛,除往粉末和碎片。
3.最还采用撒布法装填,尽可能降低催化剂自由着落高度,防止出现架桥现象,应对催化剂床层压差进行抽查,压差应在许可范围内。
4.装填时应选择较好天气,以免催化剂吸潮而降低活性,催化剂一旦开始装填应连续进行,避免中断。装填后应立即封口,充进氮气或进行升温还原。