[發(fā)明專利]SCR催化劑瞬態(tài)特性評估方法和測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611075075.1
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106703957B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高偉;郎俊宇;王勝;劉興龍
• 申請（專利權(quán)）人: 濰柴動力股份有限公司;濰柴動力空氣凈化科技有限公司
• 主分類號: F01N11/00
• 分類號: F01N11/00
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 張斯盾

本發(fā)明涉及一種SCR催化劑瞬態(tài)特性評估方法和測試裝置，基于NH₃和NO_X在SCR催化劑上的反應(yīng)原理，采用排溫和空速工況突變作為觸發(fā)條件，工況突變后對SCR后的NO_X和NH₃泄漏值進行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果換算為NO_X轉(zhuǎn)化效率和NH₃泄漏量評估SCR催化劑瞬態(tài)特性，NH₃逃逸越少，對應(yīng)的NO_X轉(zhuǎn)化效率高，催化劑的性能越好，能夠?qū)Σ煌呋瘎┲g性能比較以及對同一種催化劑生產(chǎn)一致性進行評價，避免重復(fù)利用WHTC/ETC瞬態(tài)循環(huán)進行測評帶來的人力和物力浪費。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及SCR尾氣后處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及SCR催化劑瞬時特性評估方法和測試裝置。

背景技術(shù)

SCR(Selective Catalytic Reduction)技術(shù)是消除柴油機排氣中氮氧化物的主要后處理技術(shù)之一。其工作原理為：后處理控制單元(DCU)根據(jù)發(fā)動機的運行工況計算當前的尿素需求量，控制執(zhí)行器向SCR催化器內(nèi)噴射尿素溶液，尿素溶液在高溫下分解成NH₃和CO₂，在SCR催化器中的NH₃和排氣中的NO、NO₂反應(yīng)產(chǎn)生N₂和H₂O，從而降低柴油機尾氣中的氮氧化物量。在SCR技術(shù)中，催化器中的催化劑的性能對于尾氣處理的效果至關(guān)重要，因而需要對SCR催化劑性能進行測試和評估。

目前，在評估SCR催化劑瞬態(tài)特性的過程中，往往會通過重復(fù)使用WHTC/ETC瞬態(tài)循環(huán)來進行評價。WHTC試驗(World Harmonized Transient Cycle)：全球統(tǒng)一瞬態(tài)試驗循環(huán)，包括1800個逐秒變換工況的瞬態(tài)試驗循環(huán)。ETC試驗(European Transient Test)：歐洲瞬態(tài)測試循環(huán)，包括1800個逐秒變換工況的試驗循環(huán)。WHTC/ETC循環(huán)每循環(huán)需要30分鐘，重復(fù)使用會造成人力和物力的巨大浪費，并且WHTC/ETC對測功機等設(shè)備有較高要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在設(shè)計一種SCR催化劑瞬態(tài)特性評估方法和測試裝置，用于SCR催化劑瞬態(tài)性能評估，能夠?qū)Σ煌呋瘎┲g性能比較以及對同一種催化劑生產(chǎn)一致性進行評價，避免重復(fù)利用WHTC/ETC瞬態(tài)循環(huán)進行測評帶來的人力和物力浪費。

在SCR的NO_X與NH₃進行反應(yīng)過程中，NH₃首先吸附在SCR催化劑的活性位上，再與NO_X進行反應(yīng)。隨著尿素的噴射及化學反應(yīng)的進行，NH₃在SCR催化劑上的吸附和脫附是同時進行的。隨著尿素噴射，NH₃在SCR催化劑上存儲趨于飽和，來不及與NO_X反應(yīng)的NH₃會從SCR催化劑上脫附出來，這就是NH₃泄漏。如果NH₃更趨于和NO_X進行反應(yīng)，NH₃泄漏相對要少的話，說明催化劑的活性更大，性能更好。因而，NO_X轉(zhuǎn)化效率和NH₃泄漏量是評估SCR催化劑性能的兩個關(guān)鍵指標。

溫度和空速是影響SCR催化劑性能的兩個主要因素，尤其溫度對SCR催化劑性能影響很大。當SCR處的工況從低溫低空速突變到高溫高空速時，NH₃在SCR催化劑上的脫附和NH₃與NO_X的反應(yīng)都會加快；催化劑本身的特性和大量的試驗數(shù)據(jù)表明，瞬態(tài)過程中NH₃泄漏主要出現(xiàn)在由低溫低空速突變到高溫高空速的過程中，因此設(shè)計排溫和空速工況突變試驗來考核催化劑瞬態(tài)下NH₃泄漏控制情況。