SCR资料---水和硫.doc

一种基于选择性催化还原的增强耐久性的铜分子筛催化剂 Giovanni Cavataio，Hung-Wen Jen等——福特汽车公司 摘要： 乘用和轻型柴油车要求超过美国联邦测试程序（FTP）90%以上的NOx转化率以满足未来的Tier 2 Bin 5标准。这就要求大部分操作温度在200-350℃的低温排放区间，铜基的SCR剂型显示了在新鲜情况下解决此标准中的潜力，但是它的性能由于高温热失活会随着时间的推移极易发生劣化；这种高温失活无法避免，源于DPF的再生以及净化SCR上的硫和碳氢污染。所以发展更耐热的SCR催化剂成为必然。众所周知，铁基分子筛表现出比铜基分子筛更优良的热稳定性，然而目前的铁基分子筛在低NO2/NOx比条件下200到350℃理想温度区间上的NOx转化还不好。从目前的研究（截止2008年）来看，还未报道铜基分子筛超过775℃的活性，本文工作中，一台实验室的流动床式反应器用于水热老化和提高铜基分子筛的制作工艺，结果证实了其具有超过950℃显著的高温水热稳定性，同时仍保持稳定的低温NOx活性。一个宽的基于时间温度的水热老化范围被用来明确界定整个耐久性区间。 老化时间从1小时到256小时不等，温度从670℃到1100℃不等。催化活性在所谓标准SCR反应的普通合成尾气混合气中评估。 结论： 本研究有如下结论： 在过去的几年中，没有关于铜分子筛SCR在950℃低温稳定性的报道NOx转化效率得到证实。在950℃老化条件下，当持续时间超过一小时，2007 SCR剂型更加敏感（言下之意，一小时以上就不行了）。 随着完整的时间温度耐久性研究的完成，一种新的铜分子筛SCR剂型确定可以承受如下的水热条件： 在700℃下超过256小时， 在800℃下64小时， 在900℃下4小时， 在950℃下1小时于尿素的选择催化还原（Urea-SCR）有望满足美国2010年柴油车NOx的Tier 2 Bin 5 排放标准。轻型和重型柴油车的操作和驾驶条件使订制针对性的催化剂成为必要。本文考察了美国选择性SCR催化剂技术，以及目前供应商的SCR催化剂合适的老化和毒化模型。总的来说，轻型车应用要求SCR催化剂在低温有良好的性能，反之重型车应用要求在高温和高空速下良好的催化性能。一种主要的耐久要求SCR承受DPF颗粒物再生的高温过程。与不准确的温度探测相关的未得到精确控制的发动机尾气温度也可以导致SCR催化剂暴露在额外的高温环境中。因此，金属/分子筛 比含钒更能适应美国柴油车的应用。 基于活性的表现，两个选择合适SCR的重要因素，一是尾气温度曲线，二是典型驾驶条件下的NO2/NOX比例。降低NOx方的NOx转化率N2O（注：N2O是比CO2和6、铜基分子筛在300℃以上会活化氨气氧化成氮气（N2）SO2解吸而获得再生。 14、对于铜基和铁基SCR催化剂来说，暴露在碳氢化物（HC）中可以对NOx的转化产生显著的不利影响基本金属/分子筛催化剂，特别是包含铜和铁的催化剂，是在柴油车应用中处理NOx排放的主要选择。甚至随着更低硫燃料的应用，硫中毒仍是碱基分子筛SCR催化剂的主要耐久性课题。本研究中，考察了在不同热老化后几种铜基和铁基分子筛SCR催化剂上硫中毒对SCR活性的影响以及移除存留硫的有效性。硫对铜基分子筛催化NOx活性的影响元大于铁基分子筛催化剂，发现硫毒化冲击对于热老化状态的敏感性影响不同。在相同催化剂中，硫对于NOx活性的冲击随着热老化的改变而改变，对于其它催化剂保持相对一致。最耐热的SCR催化剂并不一定是最耐硫毒化的催化剂。这些结果说明每种基本金属/分子筛SCR催化剂都有自身的对应于硫毒化的特性。硫中毒和脱硫（deSOx）的控制手段可能依剂型和热老化状态的不同而不同。本研究提供了一种在柴油发动机后处理中更好地评估SCR催化剂耐久性以及脱硫策略的手段。成为14%O2，5%CO2，4.5%H2ON2的混合气氛中，在670℃老化2小时和64小时分别相当于车辆在4千英里和12万英里的道路老化NOx活℃以上SO2的存在反而略微增加了铜分子筛NOx的活性，目前无明确解释； 3）总的来说，硫的影响随老化方式的不同对两种铜分子筛相差不大； C、水热老化后铁分子筛上硫的影响 硫中毒主要影响铁基分子筛的低温活性（具体是250℃以下的活性）； D、脱硫后基本金属分子筛SCR的再生 在稀燃条件下暴露在650℃可以得到再生； 硫化合物在650℃以上分解，使得因储存了硫而失活的SCR催化剂得到再生； 脱硫温度可以在650℃或者更低。 E、程序升温过程中的硫释放 在程序升温过程中由于硫的脱附而产生的主要是SO2，而热老化时间越短的样品释放出的硫越多，说明了在铜分子筛上存在的活性位不仅与NO