国产三元催化剂技术现状及发展.ppt

1、国产三元催化剂技术现状及发展 昆明贵研催化剂有限责任公司,Catalyst,Technology,1、欧/欧排放标准对催化剂的要求 2、催化剂技术对策 3、国产催化剂技术现状 4、国产催化剂技术的发展,排放法规的发展进程,欧/欧排放标准对催化剂的要求,1、欧/欧排放标准对催化剂的要求 2、催化剂技术对策 3、国产催化剂技术现状 4、国产催化剂技术的发展,系统技术对策（1）- EU3,2、前级催化剂技术,1、前置催化剂技术,3、紧密耦合技术,1、电加热催化剂技术（EHC）,系统技术对策（2）- EU4,2、燃烧加热催化剂技术,设计原则： EHC质量小，用电量少，预热量小，快速加热EHC和主催化剂

2、表面。,排放控制结果不理想： 控制系统复杂温度传感器、油料调压器、燃烧器点火装置、二次空气泵、大量微控制阀、电控装置 自体排放较高,系统技术对策（2）- EU4,3、HC捕集技术,低温吸附,高温脱附,4、NOx吸附还原型催化器,系统技术对策（2）- EU4,系统技术对策（2）- EU4,5、排气点火 & 二次空气技术,热排气与电子喷射空气混合富氧燃烧二次空气控制阀、二次空气气泵技术已实用化 二次燃烧可降低混合气CO、HC排放，同时提高催化剂入口排气温度、利于起燃； 促进CO氧化反应放热，提高HC催化转化效率。,1、提高贵金属量、改变贵金属构成 2、应用薄壁载体、金属载体 3、高热稳定性/高储氧

3、稀土纳米复合材料 4、贵金属掺杂稀土氧化物材料 5、应用HC、NOx吸附催化剂,系统技术对策（3）- 催化材料技术,快速起燃、热稳定/化学稳定性、降低成本、提高转化率,EU1/EU2,EU3/EU4,1、低贵金属量（30g/ft3） 2、应用普通载体 3、具备热稳定性的稀土氧化物材料,1、欧/欧排放标准对催化剂的要求 2、催化剂技术对策 3、国产催化剂技术现状 4、国产催化剂技术的发展,串联系统 Tandem System,提高效率的串联系统 Efficiency Tandem System,锥管式系统 Conical Tube System,电加热催化剂系统 Electronic Heate

4、d System,改变载体结构 Change Substrate Structure,600cpsi,400cpsi,600cpsi,800cpsi,气流扩散动力学 Flow Diffusing Kinetics,根据空间采用锥管结构 Chassis Space,根据车况考虑添加 其它辅助系统 Other Assistant System,技术现状(1)改变载体结构,400cpsi,通过对氧化锆 改性、金、镨 或钇的引入对 铈锆复合氧化 物基质的修饰 以及储氧功能 材料铈锆复合 氧化物的氧化 还原行为和催 化效应的系统 研究,1、纳米多元稀土高储氧稀土复合物,更宽工作窗口 更高热稳定性 更低起

5、燃温度,控制化学反应中非计量 氧物种的生成和贵金属 分散的定域化，改善晶 格氧物种表面氧物种的 迁移和传输性能,清华大学核能院 法国Rhodia公司 日本Anan公司,开发及应用,铈锆复合氧化物在汽车催化剂中的催化行为及应用研究，探索获得应用于汽车催化剂上高纯度、纳米级复合氧化物材料的制备方法。,技术现状(2)涂层材料,TEM,XRD,H2-TPR,H2-TPR,1、纳米多元稀土高储氧稀土复合物,1、纳米多元稀土高储氧稀土复合物,贵金属原子取代稀土 ABO3中B位示意图,贵金属分布示意图,2、贵金属掺杂稀土氧化物材料,稀土/贵金属催化材料结构设计； 贵金属非均匀分布技术的应用；,技术现状(3)

6、贵金属非均匀分布,I型,DW-1(T1),DW-1(A/F1),4G63,4G64,OTHER,低温（-7度）排放试验结果,技术现状(4)催化剂抗硫,现状： 油品中含硫量在500ppm或以上时，空速特性和温度特性表现出衰减很快，不 能获得有效控制，这时配方设计甚至还需要兼顾到考虑贵金属含量因素。 硫中毒是存在于不同燃料车用催化剂的共性科学问题。 趋势：针对用量越来越大的贵金属Pd，研究SO2物种对含Pd催化剂的性能影响 及物种变化是很有必要的，是提高催化剂抗S性的重要研究课题。,技术现状(4)催化剂抗硫,（1）常温冷启动排放试验； （2）低温（-7度）排放试验； （3）曲轴箱排放试验； （4）

7、汽车双怠速排放试验； （5）燃油蒸发排放试验； （6）催化转化器耐久性试验； （7）OBD试验。,国内第一阶段,现阶段北京 & 国内第二阶段,技术现状(5) 应对EOBD,储氧能力好时：空燃比由稀变浓时下游氧传感器的反应滞后,技术现状(5) 应对EOBD,储氧能力丧失后：空燃比由稀变浓时下游氧传感器的反应变快,缺火催化转换器氧传感器废气再循环系统供油控制系统冷却系统怠速控制系统,EOBD测试主要系统,1.对催化剂的产品一致性提出更高的要求，催化剂在起燃、空燃比和转 化率等催化性能方面，具备更高的一致性，产品的设计和制造过程更 加严格； 2.对催化剂耐久性提出更高的要求，催化剂不仅在劣化后满足排

8、放标准 的要求，同时在劣化或整车运行老化过程中满足对OBD系统的要求； 3.催化剂与引入OBD系统的EMS系统之间的匹配更加密切，开发催化剂产 品的工作的难度和周期将更长。,技术现状(5) EOBD对催化剂提出的要求,市场现状(1) 中国汽车总产量趋势,市场现状(2) 国内催化剂生产量估算,1、产品替代 （1）考虑替代成本、开发周期； （2）考虑开发风险，国产催化剂难以和主车厂在新车上实现同步 开发； 2、国产催化剂生产制造能力大大超过市场占有能力； 3、产品开发周期长，实现效益慢； 4、低成本价格战竞争激烈，国产催化剂市场份额小且价格低，催化 剂厂家成本压力很大。,市场现状(3) 国产催化剂

9、处境,1、欧/欧排放标准对催化剂的要求 2、催化剂技术对策 3、国产催化剂技术现状 4、国产催化剂技术的发展,发展 共性技术研究,1 低温强氧交换能力的新型储氧材料的开发及理论研究； 2 稀土/贵金属催化材料纳米水平设计； 3 稀土/贵金属低温HC、贫燃NOx、CH4低温催化材料研究； 4 抗硫中毒材料设计及作用机理； 5 催化剂新型制备工艺开发； 6 催化转化器数值模拟技术。,国家九五、十五期间给予催化剂产业发展很大支持，使产品技术和工程技术进步很快，正因为有这些支持才有今天的一批中国汽车催化剂的制造企业。如果十一五期间能继续得到国家在政策和资金方面的引导和支持，解决好一些共性问题，将有力推动国产催化剂技术提升。 配套措施： 欧3法规的实施需要汽车、催化、石化、电控商、政府管理部门、检查/维修站等相关行业协同发展，从而推动我国经济和社会的全面发展。,发展 政府支持,随着标准的不断加严，催化转化器与整车的匹配设计越显重要，催化剂厂家、整车厂和电控系统商如果能形成共同开发的工作方式，将促进