در سیستم های پس از تصفیه گازهای دزل،کاتالیزور اکسیداسیون دیزل DOC (کاتالیزور اکسیداسیون دیزل) یک واحد مهم تصفیه اکسیداسیون است که گازهای خروجی موتور را با ماژول های بعدی مانند DPF و SCR متصل می کند..

با افزایش الزامات انتشار مانند یورو V و یورو VI، سیستم های پس از پردازش دیزل باید نه تنها توانایی تبدیل آلاینده بلکه طراحی ساختاری کاتالیزور را نیز در نظر بگیرند.سیستم های مواد، و ثبات عملیاتی بلند مدت.

برای کاتالیزورهای DOC، ساختار زیربنای Honeycomb و پوشش کاتالیزور عوامل مهمی هستند که بر عملکرد تأثیر می گذارند. ساختار honeycomb جریان گازهای خروجی، منطقه واکنش،و فشار ضد سیستم، در حالی که پوشش کاتالیزور به طور مستقیم بر اکسیداسیون CO، اکسیداسیون HC و توانایی اکسیداسیون NO تأثیر می گذارد.

بنابراین، هنگام انتخاب کاتالیزور اکسیداسیون دیزل، خریداران نباید فقط بر ابعاد کاتالیزور یا محتوای فلزات گرانبها تمرکز کنند.اما باید کاتالیزور را با توجه به شرایط کار موتور ارزیابی کند.، شرایط گازهای خروجی و سیستم کامل پس از درمان دیزل.

چرا ساختار شوره عسل بر عملکرد کاتالیزور DOC تاثیر می گذارد؟

کاتالیزورهای DOC معمولاً یک طراحی ساختار عسل را با چندین کانال موازی برای افزایش منطقه تماس بین گاز خروجی و پوشش کاتالیزور اتخاذ می کنند.

زیربنای عسل نه تنها پشتیبانی از چسبندگی پوشش کاتالیزور را فراهم می کند بلکه بر سرعت خروجی ، از دست دادن فشار و کارایی واکنش کاتالیز نیز تأثیر می گذارد.

ساختار شوره عسل بر ویژگی های جریان خروجی تأثیر می گذارد

در طول کار موتور دیزل، گازهای خروجی از طریق کانال های داخلی دامن عسل DOC عبور می کنند.

پارامترهای ساختار عسل، از جمله:

تراکم سلول
ضخامت دیوار
ابعاد بستر؛
ساختار کانال

شرایط جریان گازهای خروجی را از طریق کاتالیزور تحت تاثیر قرار می دهد.

اگر تراکم سلول بسیار پایین باشد، منطقه واکنش کاتالیتیک ممکن است محدود شود؛ اگر تراکم سلول بسیار بالا باشد، مقاومت خروجی ممکن است افزایش یابد.

بنابراین، طراحی کاتالیزور DOC نیاز به تعادل بین منطقه واکنش کاتالیتیک و طراحی فشار کم دارد.

ساختار شوره عسل بر ناحیه واکنش کاتالیتیک تاثیر می گذارد

واکنش های کاتالیستی DOC عمدتاً در زمانی رخ می دهد که گاز خروجی با پوشش کاتالیزور تماس بگیرد.

یک ساختار تخم عسل به درستی طراحی شده می تواند مناطق واکنش موثرتر را فراهم کند و اجازه می دهد گاز خروجی به اندازه کافی با سطح کاتالیزور تماس داشته باشد.

برای سیستم عامل های دیزل مختلف، ساختارهای عسل مورد نیاز متفاوت است زیرا جریان خروجی، جابجایی موتور و فضای نصب متفاوت است.

به عنوان مثال، وسایل نقلیه سنگین دیزل معمولاً دارای جریان گازهای خروجی بالاتر هستند و نیاز به در نظر گرفتن منطقه کاتالیتیک و فشار ضد سیستم دارند.در حالی که خودروهای دیزل کوچکتر ممکن است بیشتر بر ابعاد نصب و عملکرد شروع در دمای پایین تمرکز کنند.

ساختار شوره عسل بر فشار ضد سیستم تاثیر می گذارد

فشار معکوس یک پارامتر مهم در طراحی سیستم پس از درمان دیزل است.

اگر ساختار کاتالیزور DOC باعث ایجاد مقاومت بیش از حد گازهای خروجی شود، کارایی گازهای خروجی موتور ممکن است تحت تاثیر قرار گیرد.

بنابراین، هنگام انتخاب کاتالیزور Honeycomb DOC، باید عوامل زیر را در کنار هم در نظر گرفت:

منطقه کاتالیزاسیون
تراکم سلول
ضخامت دیوار
جریان گازی
محدوده فشار متقابل مجاز.

تراکم سلول بالاتر یا حجم کاتالیزور بزرگتر نباید به سادگی برای همه سیستم عامل های دیزل مناسب باشد.

چگونه پوشش کاتالیزور بر عملکرد اکسیداسیون DOC تأثیر می گذارد؟

علاوه بر ساختار عسل، پوشش کاتالیزور یکی دیگر از عوامل مهم تعیین کننده عملکرد DOC است.

کاتالیزورهای DOC معمولاً از سیستم های کاتالیزور فلزات گرانبها مانند پلاتین و پالادیوم استفاده می کنند که از طریق پوشش کاتالیزور اکسیداسیون به سطح بستر عسل متصل می شوند.

هنگامی که گاز خروجی دیزل از DOC عبور می کند، آلاینده هایی مانند CO، HC و NO با پوشش کاتالیزور تماس می گیرند و واکنش های اکسیداسیون مربوطه را تجربه می کنند.

کاتالیزورهای فلزات گرانبها بر ظرفیت اکسیداسیون آلاینده تاثیر می گذارند

اجزای فلز گرانبها در پوشش کاتالیزور DOC بر واکنش های اکسیداسیون آلاینده تاثیر می گذارند.

از جمله آن ها:

قابلیت اکسیداسیون CO بر کارایی تبدیل CO تاثیر می گذارد.
توانایی اکسیداسیون HC بر کارایی تبدیل HC تاثیر می گذارد.
توانایی اکسیداسیون NO بر میزان اکسیداسیون NO تاثیر می گذارد.

سیستم عامل های مختلف موتور دیزل دارای دمای گازهای خروجی، ترکیب آلاینده ها و شرایط عملیاتی متفاوت هستند.بنابراین راه حل های پوشش کاتالیزور باید با توجه به برنامه های کاربردی خاص مطابقت داشته باشند..

پوشش کاتالیزور بر عملکرد خاموش کردن نور در دمای پایین تاثیر می گذارد

در هنگام شروع سرد خودروهای دیزل، دمای گازهای خروجی معمولا نسبتا پایین است.

در این مرحله، کاتالیزور DOC باید قبل از اینکه بتواند واکنش های اکسیداسیون را به طور کامل انجام دهد، به دمای خاصی برسد.

بنابراین عملکرد خاموش شدن نور یکی از شاخص های مهم انتخاب کاتالیزور DOC می شود.

برای وسایل نقلیه تحویل شهری، ماشین آلات ساختمانی و تجهیزات با عملکرد شروع و توقف مکرر، فعالیت کاتالیزور در دمای پایین نیاز به توجه ویژه دارد.

پوشش کاتالیزور بر ثبات حرارتی بلند مدت تأثیر می گذارد

سیستم های پس از درمان دیزل برای مدت طولانی در معرض گازهای خروجی با دمای بالا قرار می گیرند.

اگر پوشش کاتالیزور برای مدت طولانی در دمای بالاتر از محدوده طراحی شده باقی بماند، خطرات پیری حرارتی کاتالیزور و غیرفعال شدن پوشش کاتالیزور ممکن است افزایش یابد.

بنابراین، برای کاربردهای دیزل با دمای بالا، لازم است تأیید شود که آیا سیستم پوشش کاتالیزور برای محدوده های دمای عملیاتی واقعی مناسب است.

چه پارامترهای کلیدی باید هنگام انتخاب کاتالیزور DOC در نظر گرفته شود؟

برای سازندگان OEM، تولید کنندگان وسایل نقلیه دیزل و تامین کنندگان سیستم های پس پردازش، انتخاب DOC نباید فقط بر اساس ابعاد خارجی باشد.اما باید با توجه به پارامترهای سیستم کامل ارزیابی شود.

1بهره وری تبدیل CO و بهره وری تبدیل HC

کارایی تبدیل CO و کارایی تبدیل HC شاخص های مهم عملکرد کاتالیزورهای DOC هستند.

خریداران باید تأیید کنند که آیا توانایی کاتالیز DOC مطابق با الزامات برنامه کاربردی با توجه به الزامات انتشار هدف، شرایط عملیاتی موتور و ترکیب گازهای خروجی است.

2. هیچ میزان اکسیداسیون

DOC نه تنها اکسید CO و HC را انجام می دهد بلکه تبدیل NO به NO2 را نیز ترویج می کند.

NO نرخ اکسیداسیون برای حمایت از بازسازی DPF منفعل مهم است.

بنابراین، هنگام نصب یک DOC در جریان بالا از DPF، توانایی اکسید NO و رابطه تطابق سیستم DPF باید با هم ارزیابی شوند.

3ثبات حرارتی و دوام کاتالیزور

ثبات حرارتی و دوام کاتالیزور نشان دهنده انعطاف پذیری عملیاتی طولانی مدت کاتالیزورهای DOC است.

برای تجهیزات عملیاتی طولانی مدت مانند وسایل نقلیه سنگین دیزل، ماشین آلات ساختمانی و مجموعه های ژنراتور دیزل،سیستم های مواد و عملکرد مقاومت حرارتی نیاز به توجه ویژه دارند.

4پارامترهای ساختار عسل

در طول انتخاب DOC، پارامترهای زیر باید تایید شوند:

نوع زیربنای عسل
تراکم سلول
ضخامت دیوار
ابعاد کاتالیزور
الزامات فشار عقب

این پارامترها به طور کلی بر مناسب بودن کاتالیزور DOC برای سیستم عامل های دیزل واقعی تأثیر می گذارند.

چگونه کاتالیزورهای DOC برای کاربردهای مختلف انتخاب شوند؟

کاربردهای دیزل مختلف دارای الزامات متفاوتی برای عملکرد کاتالیزور DOC هستند.

سیستم های پس از تصفیه دیزل سنگین

سیستم های پسپرداخت دیزل سنگین معمولاً شامل جریان گازهای خروجی بالا و ویژگی های عملیاتی طولانی مدت است.

کاتالیزورهای DOC باید روی:

دوام کاتالیزور
ثبات حرارتی
طراحی با فشار منفی پایین
با سيستم DPF مطابقت داره
ماشین آلات ساختمانی و موتورهای دیزل

ماشین آلات ساختمانی و استفاده از دیزل بعد از درمان جاده ای معمولاً شامل تغییرات سنگین بار و محیط های عملیاتی پیچیده است.

بنابراین باید عوامل زیر را ارزیابی کرد:

سازگاری با دماهای بالا
ثبات پوشش کاتالیزور
دوام مواد
تصفیه گازهای خروجی ژنراتور دیزل

مجموعه های ژنراتور دیزل معمولاً به کار مداوم نیاز دارند.

انتخاب DOC باید شامل موارد زیر باشد:

دمای کار مداوم
ترکیب گازهای خروجی
ثبات کاتاليست در درازمدت
چگونه کاتالیزور مناسب Honeycomb DOC را انتخاب کنیم؟

قبل از تأیید محلول کاتالیزور DOC توصیه می شود که اطلاعات زیر به تامین کنندگان ارائه شود:

نوع موتور و حجم موتور
سناریوی کاربرد؛
محدوده جریان گازی
محدوده دمای خروجی
مقررات انتشار هدف؛
الزامات تطابق DPF
فضای نصب
فشار منفی مجاز
الزامات ابعاد بستر عسل؛
اینکه آیا پوشش کاتالیزور سفارشی مورد نیاز است.

این پارامترها می توانند به تامین کنندگان کمک کنند:

انتخاب زیربنای کوردیریت یا زیربنای فلزی
محلول پوشش کاتالیزور
فرمولاسیون فلزات گرانبها؛
تراکم سلول
ابعاد کاتاليست

برای سیستم عامل های دیزل مختلف، قابلیت هایی مانند پوشش کاتالیزور سفارشی، ابعاد سفارشی و تراکم سلول سفارشی می تواند به دستیابی به تطابق سیستم پس از درمان مناسب تر کمک کند.

نتیجه گیری: ساختار شوره عسل و پوشش کاتالیزور به طور مشترک عملکرد DOC را تعیین می کنند.

عملکرد کاتالیزور اکسیداسیون دیزل DOC توسط یک عامل واحد تعیین نمی شود، بلکه تحت تاثیر ترکیبی از ساختار شوره عسل، پوشش کاتالیزور، سیستم مواد،و شرایط استفاده.

ساختار شوره عسل عمدتا بر جریان گازهای خروجی، منطقه کاتالیزاسیون و عملکرد فشار معکوس تأثیر می گذارد، در حالی که پوشش کاتالیزور عمدتا بر اکسیداسیون CO، اکسیداسیون HC، اکسیداسیون NO،و عملکرد خاموش شدن نور در دمای پایین.

بنابراین، هنگام انتخاب کاتالیزور DOC، عوامل از جمله تراکم سلول، ضخامت دیوار، مواد کاتالیزور، سیستم های فلزات گرانبها، کارایی تبدیل CO، کارایی تبدیل HC،NO نرخ اکسیداسیون، ثبات حرارتی و نیازهای تطابق سیستم باید به طور همزمان ارزیابی شوند.

برای OEM ها، تامین کنندگان سیستم های پس از درمان دیزل و خریداران کاتالیزور،انتخاب کاتالیزور مناسب Honeycomb DOC نه تنها نیاز به توجه به پارامترهای محصول دارد بلکه ارزیابی از منظر کامل سیستم پس از درمان دیزل است.