CNG催化剂概述VIP免费

CNG催化剂概述压缩天然气（CNG）属于通用燃料，对轻型车，中型车和重型车均适合。近年的研究结果表明,与柴油车比较，CNG车尾气中的多环芳烃(PAHs)比柴油车低50倍，甲醛低20倍，颗粒物(PM)低30倍，总毒性低20-30倍。基于对尾气排放的研究成果，我国在城市用CNG车（包括公交车和重载货车）取代了柴油车以减轻颗粒物对人口密集区公众健康的危害。1、天然气汽车环保节能优势。各国从法规上对汽车尾气有害物含量的限制越来越严,表1为欧洲在此方面的限制标准。采用低公害、高经济性的燃料取代传统车用燃料是解决尾气污染的有效措施。汽车使用燃油、LPG和天然气时排气中的有害物含量见表2。从表2可见,天然气汽车CO和CxHy的排放显著降低,但NOx的排放并没有较大降低。在天然气机动车所排放的挥发性有机化合物VOCs中,CH4是最主要成分(占90%～99%)。CH4具有极低的光化学反应性,可不作为光化学烟雾先驱物考虑,故能抑制光化学烟雾形成。所以天然气汽车在改善空气质量方面有重要意义。2、天然气汽车尾气净化催化剂的研究进展从文献来看，天然气汽车尾气的净化从90年代初就引起化学工作者的关注了。有关这方面的研究，从研究进展上分大约分为三个阶段，第一阶段：大家都想找出一种整体式三效催化剂，一举解决尾气中多种组成的净化，但是由于天然气汽车尾气中烃类不容易氧化，而且其启动时发动机的温度不高，不容易达到烃类的“起燃温度”，故对烃类的净化效果不理想。这其中以Subramanian等人的工作较为显著。他们是在传统汽油车净化催化剂的基础上，将催化剂的组成加以改变（将贵金属Pt,Rh换成Pd)，使之能够净化大部分的有害气体，但在低温下效果较差。第二阶段：由于汽车的工作状况不同，可以分为贫燃，富燃和在计量比附近工作等三种情况，且每种情况下的尾气组成相差较大，故人们想采用两段式催化剂，一般前一段用分子筛催化剂氧化一部分HC，利用反应的热量来加热第二段催化剂（三效催化剂)，使其能在较高的温度下有效的净化HC,NOx,CO等废气。这阶段的工作以Kanesaka等人为代表。第三阶段：由于汽车工业的飞速发展，现在大多数的汽车都使用电喷发动机，这使得汽车发动机能够在绝大多数情况下在稀燃状况下工作，而这种情况下NOx的还原很困难，故人们想找出一种催化剂，能够在稀燃状况下一举解决HC,CO的氧化和NOx的还原。这阶段以YF.Chang等人的工作为代表，他们提出在催化剂制备中引入储氧材料，这种储氧材料不仅能在稀燃时储存氧气，在富燃时放出氧气，而且能够提高催化剂的抗老化性能和热稳定性能。随着科学技术的日新月异，现在的发动机基本上都能采用电喷技术，这样就能够控制发动机的工作状况，从而达到节约燃料的目的。所以目前的汽车基本上都是处于贫燃或在计量比附近工作，故稀燃和理论空燃比发动机尾气净化催化剂的研究与开发是目前的重点。3、天然气汽车尾气净化催化剂分类第一类，贫燃发动机尾气净化催化剂Williamson等人对Pd催化剂对CNG汽车尾气的净化做了比较详细的工作。他们使用贵金属Pd作为主要的活性组分，分两层涂覆于蜂窝陶瓷或蜂窝状金属载体上。涂层1：Pd/A12O3,6-250g/L，一般90-150g/L，涂层2:Pd,La203,CeO2/AL203.Ce02,14-53g/L，La203,10-15g/L。化合物一般采用易分解的盐如卤化物，硝酸盐，乙酸盐等，焙烧温度400-700℃，时间1-3h。涂层1和2中可用Rh部分或全部代替Pd，用量0.07-0.4g/l。涂层1和2分别制成粉末，加水磨浆，涂覆于催化剂载体上，干燥，焙烧(分别制备)，得到的Pd/Ce/La催化剂在计量比附近和贫燃时均能对CO和HC表现出较好的活性，但是在老化后和贫燃时对NOx的处理效果不理想。第二类:富燃发动机尾气净化催化剂Subramanian等人研究了在轻微富燃条件下的天然气汽车尾气净化催化剂，这种催化剂具有起燃温度低的特点。此三效催化剂包括:载体(y-Al203),比表面积50-400M2/g,颗粒大小:小于200目。可用稀土元素，碱土金属(Ba,Ce,Ti,Ni)添加改性。贵金属用Pd，含量0.2-30%。助剂用La(0.5-20%),La203能阻止Pd吸附CH4和O2而被氧化，也可添加W03或M003代替La203此催化剂在400-750℃，空速5000一100000hr-1时，CH4,NO和CO的转化率达90%,CH4的起燃温度T50%=300-450℃。经...