در سیستم های کنترل گازهای گلخانه ای در موتورهای دیزلی مدرن، the DOC Diesel Oxidation Catalyst (Diesel Oxidation Catalyst) is usually installed upstream of the DPF (Diesel Particulate Filter) and serves as an important component of the diesel exhaust aftertreatment system.

با افزایش الزامات کنترل انتشارات از مقررات مانند یورو V و یورو VI،یک فن آوری فیلتراسیون ذرات یا کاهش انتخابی دیگر برای برآورده کردن الزامات کامل کنترل انتشار کافی نیست.کاتالیزور DOC از واکنش های اکسیداسیون برای درمان CO (یک اکسید کربن) و HC (هیدروکربن) در گازهای خروجی دیزل استفاده می کند در حالی که باعث اکسیداسیون NO به NO2 می شود.ارائه پشتیبانی برای بازسازی منفعل DPF و عملکرد کلی سیستم پس از درمان.

بنابراین، در طراحی سیستم پس از درمان دیزل، DOC نه تنها یک واحد اکسیداسیون ساده است بلکه یک ارتباط مهم بین گازهای خروجی موتور، درمان ذرات DPF،و ماژول های کنترل انتشار پس از آن.

چرا کاتالیزور DOC قبل از DPF نصب می شود؟

یک DPF عمدتا برای جذب ذرات ذرات (PM) از گاز خروجی موتور دیزل استفاده می شود.دود در داخل DPF جمع می شود و بازسازی برای بازگرداندن قابلیت فیلتر سازی مورد نیاز است.

کاتالیزور DOC که در جریان قبل از DPF نصب شده است، ترکیب گازهای خروجی را از طریق واکنش های اکسیداسیون تغییر می دهد و شرایط مناسب تری برای اکسیداسیون ذرات ایجاد می کند.

DOC واکنش های اکسیداسیون خروجی را ترویج می کند

گاز خروجی موتور دیزل معمولاً حاوی آلاینده هایی مانند CO، HC و NO است.

کاتالیزور DOC واکنش های اکسیداسیون را از طریق پوشش کاتالیزور فلزات گرانبها ترویج می کند:

CO به CO2 اکسید می شود؛
HC به CO2 و H2O اکسید می شود.
بخشی از NO به NO2 اکسید می شود.

این واکنش ها نه تنها به کاهش آلاینده های گازی در گازهای خروجی کمک می کنند بلکه ترکیب گاز وارد شده به DPF را نیز تغییر می دهند.

DOC از بازسازی DPF منفعل حمایت می کند

بازسازی DPF منفعل به یک محیط اکسید کننده در گاز خروجی بستگی دارد.

در شرایط درجه حرارت خاص، NO2 توانایی اکسیداسیون قوی تری نسبت به اکسیژن دارد و می تواند به اکسید کردن دود تجمع یافته در داخل DPF کمک کند.

با ترویج اکسید NO به NO2 ، DOC از بازسازی DPF منفعل پشتیبانی می کند.

بنابراین، DOC و DPF به سادگی قطعات متصل شده قبل و بعد از یکدیگر نیستند، بلکه یک رابطه کاری هماهنگ در سیستم پس از درمان دیزل را تشکیل می دهند.

کاتالیزور DOC چگونه کار می کند؟

کاتالیزور DOC معمولاً از یک بستر عسل و پوشش کاتالیزور تشکیل شده است.

زیربناهای رایج شامل زیربنای کوردیریت و زیربنای فلزی است.سطح بستر با پوشش کاتالیزور اکسیداسیون حاوی اجزای فلز گرانبها مانند پلاتین و پالادیوم پوشانده شده است.

هنگامی که گازهای گاز دیزل از طریق ساختار دامن عسل DOC عبور می کنند، آلاینده های موجود در گازهای خروجی با پوشش کاتالیزور تماس می گیرند و تحت شرایط دمای مناسب تحت واکنش اکسیداسیون قرار می گیرند.

فرآیند اکسید CO و HC

CO و HC آلاینده های مهمی هستند که در گاز خروجی موتور دیزل کنترل می شوند.

کاتالیزور DOC غلظت CO و HC را که از طریق اکسیداسیون کاتالیستی وارد سیستم پایین جریان می شوند کاهش می دهد.

برای سیستم عامل های مختلف موتور دیزل، کاتالیزورهای DOC باید با مواد کاتالیزور و محلول های پوشش با توجه به شرایط عملیاتی واقعی مطابقت داشته باشند، زیرا دمای گازهای خروجی،تغییرات بار، و شرایط احتراق متفاوت است.

NO فرآیند ارتقاء اکسیداسیون

علاوه بر اکسید CO و HC، DOC همچنین تبدیل NO به NO2 را ترویج می کند.

NO2 نقش مهمی در بازسازی غیرفعال DPF بازی می کند، که توانایی اکسید NO را به یکی از شاخص های مهم عملکرد برای ارزیابی DOC تبدیل می کند.

در طول انتخاب واقعی، میزان اکسید NO، عملکرد خاموش شدن نور و ثبات حرارتی باید به جای تمرکز فقط بر توانایی تبدیل یک آلاینده واحد در نظر گرفته شود.

هنگام انتخاب کاتالیزور DOC دیزل چه پارامترهایی باید در نظر گرفته شوند؟

برای OEM ها، تولیدکنندگان خودروهای دیزل و یکپارچه سازان سیستم های پس از پردازش،انتخاب کاتالیزور DOC باید همراه با پلت فرم موتور و طراحی کلی سیستم پس از درمان در نظر گرفته شود..

1بهره وری تبدیل CO و بهره وری تبدیل HC

کارایی تبدیل CO و کارایی تبدیل HC شاخص های مهمی برای ارزیابی عملکرد کاتالیز DOC هستند.

خریداران باید تأیید کنند که آیا کاتالیزور DOC مطابق با الزامات هدف انتشار، شرایط عملیاتی موتور و ترکیب گازهای خروجی برای کاربردهای خاص مناسب است.

2. چراغ خاموش عملکرد

در طول مرحله شروع سرد موتورهای دیزل، دمای گازهای خروجی نسبتا پایین است و ممکن است کاتالیزور هنوز به حالت عملکرد مطلوب خود نرسد.

عملکرد خاموش شدن نور نشان دهنده توانایی کاتالیزور DOC برای شروع فعالیت کاتالیز در هنگام افزایش دمای است.

برای وسایل نقلیه حمل و نقل شهری، ماشین آلات ساختمانی و تجهیزات با عملیات شروع و توقف مکرر، فعالیت کاتالیزور در دمای پایین یک عامل مهم است که نیاز به توجه دارد.

3ثبات حرارتی و دوام کاتالیزور

سیستم های پس از درمان دیزل برای مدت طولانی در معرض گازهای خروجی با دمای بالا قرار می گیرند، بنابراین کاتالیزورهای DOC باید ثبات حرارتی مناسب برای شرایط عملیاتی مورد نظر را فراهم کنند.

پیری حرارتی کاتالیزور و دوام کاتالیزور عوامل مرجع مهمی برای ارزیابی قابلیت کار طولانی مدت کاتالیزورهای DOC هستند.

اگر پوشش کاتالیزور به طور مداوم در معرض دماهای بیش از حد قرار گیرد، خطر غیرفعال شدن پوشش کاتالیزور ممکن است افزایش یابد.

4پارامترهای ساختار عسل

کاتالیزورهای DOC معمولا یک طراحی ساختار عسل را اتخاذ می کنند.

تراکم سلول، ضخامت دیوار، ابعاد بستر و نوع مواد بر جریان خروجی، منطقه واکنش کاتالیز و فشار سیستم تأثیر می گذارد.

برای پلتفرم های دیزل با نرخ جریان گازهای خروجی بالا، تعادل بین سطح کاتالیزاسیون و طراحی فشار کم باید به طور مشترک در نظر گرفته شود.

چرا مطابقت DOC و DPF بر عملکرد پس از درمان دیزل تأثیر می گذارد؟

اگرچه DOC و DPF عملکردهای متفاوتی را انجام می دهند، اما باید به عنوان یک سیستم کامل مطابقت داشته باشند.

اگر توانایی اکسیداسیون DOC کافی نباشد، ممکن است بر شرایط گازهای خروجی وارد DPF تأثیر بگذارد و بر توانایی بازسازی غیرفعال DPF تأثیر بگذارد.

از سوی دیگر، اگر پارامترهای طراحی DOC با جریان گازهای خروجی موتور، محدوده دمای یا فضای نصب مطابقت نداشته باشند، عملکرد کل سیستم پس از درمان نیز ممکن است تحت تاثیر قرار گیرد.

بنابراین، تطبیق DOC و DPF باید موارد زیر را در نظر بگیرد:

محدوده دمای خروجی
محدوده جریان گازی
ابعاد کاتالیزور
ساختار عسل؛
الزامات فشار عقب
استراتژی بازسازی.

برای وسایل نقلیه دیزل یورو VI و کاربردهای موتور دیزل در زمین، DOC معمولاً باید با DPF، SCR و سایر ماژول های پس از درمان به عنوان یک سیستم کامل طراحی شود.

چگونه کاتالیزورهای DOC برای کاربردهای مختلف انتخاب شوند؟

پلتفرم های دیزل مختلف الزامات متفاوتی برای کاتالیزورهای DOC دارند.

درمان بعدی دیزل های سنگین

سیستم های پسپرداخت دیزل سنگین معمولاً بر جریان گازهای خروجی بالا، ثبات عملیاتی طولانی مدت و انطباق با مقررات انتشار تمرکز می کنند.

DOC باید با توجه به جابجایی موتور، دمای عملیاتی و طرح پس از درمان مطابقت داشته باشد.

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 به ثبات حرارتی کاتالیزور DOC، دوام کاتالیزور و سازگاری مواد توجه شود.

تصفیه گازهای خروجی ژنراتور دیزل

سیستم های تصفیه گازهای گلخانه ای ژنراتور دیزل معمولاً برای مدت طولانی به طور مداوم کار می کنند.

انتخاب DOC نیاز به در نظر گرفتن دمای عملیاتی مداوم، ترکیب گازهای خروجی و ثبات کاتالیزور طولانی مدت دارد.

چگونه کاتالیزور اکسیداسیون دیزل 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
استانداردهای هدف از انتشار
الزامات نصب DPF
ابعاد موجود نصب
محدودیت های فشار ضد
الزامات زیربنای 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 کاتالیزور

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: DOC یک واحد پیش ترمیم اکسیداسیون مهم در سیستم های پس از ترمیم دیزل است

کاتالیزور DOC فقط یک جزء فیلتر کردن گازهای خروجی نیست بلکه یک واحد اکسیداسیون کلیدی در سیستم پس از درمان دیزل است.

از طریق اکسیداسیون CO، اکسیداسیون HC و ترویج اکسیداسیون NO، DOC می تواند شرایط گازهای خروجی را قبل از DPF بهبود بخشد و از روند بازسازی DPF منفعل پشتیبانی کند.

هنگام انتخاب یک کاتالیزور اکسیداسیون دیزل، عوامل از جمله کارایی تبدیل CO، کارایی تبدیل HC، توانایی اکسیداسیون NO، عملکرد خاموش شدن نور، ثبات حرارتی،دوام کاتالیزور، ساختار شوره عسل و فشار سیستم باید با هم ارزیابی شوند.

برای OEM ها، تامین کنندگان سیستم های پس از درمان دیزل و خریداران کاتالیزور،انتخاب کاتالیزور مناسب DOC نیاز به ارزیابی از منظر کل سیستم پس از درمان دیزل به جای تمرکز فقط بر یک پارامتر کاتالیزور دارد..