Nei sistemi di controllo delle emissioni di gasolio pesanti, la tecnologia di riduzione catalitica selettiva (SCR) è ampiamente utilizzata per ridurre le emissioni di ossidi di azoto.se vi sono deviazioni nel dosaggio del DEF, temperatura di scarico, efficienza catalitica SCR o strategia di controllo del sistema, l'ammoniaca che non partecipa pienamente alla reazione può passare a valle del sistema SCR, con conseguente scivolamento di ammoniaca.

Per i veicoli commerciali e i sistemi di post-trattamento del gasolio pesante, un eccessivo scivolamento di ammoniaca può non solo causare un odore di ammoniaca evidente nei gas di scarico,ma può anche indicare una discrepanza tra il dosaggio del DEF, capacità di reazione SCR e trattamento a valle.l'installazione di un catalizzatore di scivolamento dell'ammoniaca (ASC) a valle del sistema SCR è una delle importanti soluzioni tecniche per il controllo del NH3 residuo.

Perché gli scivoli di ammoniaca si verificano nei veicoli diesel pesanti?

Un sistema SCR inietta solitamente una soluzione acquosa di urea nel flusso di scarico, permettendogli di decomporsi e generare NH3, dopo di che il catalizzatore SCR promuove la reazione tra NH3 e NOx.

In condizioni ideali, l'NH3 generato dal dosaggio del DEF dovrebbe essere ragionevolmente adeguato alla domanda di conversione di NOx attuale.temperatura degli scarichi, e la concentrazione di NOx cambia continuamente. Pertanto, lo slittamento dell'ammoniaca non può essere completamente evitato basandosi solo sul controllo del dosaggio del DEF.

DEF dosaggio non corrisponde alla domanda di NOx

Quando la quantità di DEF iniettata è superiore al livello richiesto per la conversione corrente di NOx,l'eccesso di NH3 può non essere completamente consumato nel catalizzatore SCR e può continuare a valle del sistema SCR;.

Questa condizione merita maggiore attenzione durante i rapidi cambi di carico, il funzionamento transitorio del veicolo o le condizioni di esercizio in cui i parametri dei gas di scarico cambiano rapidamente.

Modifiche delle prestazioni del catalizzatore SCR

Con l'aumentare del tempo di funzionamento, fattori quali l'invecchiamento del rivestimento del catalizzatore, il carico termico o l'avvelenamento da zolfo possono influenzare le condizioni di funzionamento effettive del catalizzatore SCR.

Se la strategia di dosaggio del DEF non è adeguata in base alla capacità di conversione effettiva del catalizzatore SCR,la quantità di NH3 fornita potrebbe non corrispondere alla capacità effettiva di consumo di NH3 del sistema SCR;, aumentando così il rischio di scivolamento dell'ammoniaca.

La fluttuazione della temperatura degli scarichi influenza le reazioni catalizzatrici

I veicoli diesel pesanti funzionano di solito in condizioni diverse, tra cui il funzionamento a vuoto, a bassa velocità, a carico elevato, a velocità elevata e la rigenerazione post-trattamento.la temperatura degli scarichi non è costante.

Le variazioni della temperatura dei gas di scarico influenzano la decomposizione dell'urea, la formazione di NH3 e il processo di reazione catalitica SCR.è necessario considerare le condizioni di temperatura effettive dell'intero sistema di post-trattamento del gasolio piuttosto che concentrarsi solo su una singola condizione di temperatura stabile.

Come fa un catalizzatore ASC a controllare l'ammoniaca scivolare a valle del sistema SCR?

L'ASC, o catalizzatore di scivolamento dell'ammoniaca, è generalmente installato a valle del catalizzatore SCR e può anche essere indicato come catalizzatore di scivolamento dell'ammoniaca SCR o catalizzatore di ossidazione dello scivolamento dell'ammoniaca.

La funzione principale di un ASC è di trattare ulteriormente l'NH3 residuo che non è stato completamente consumato dal sistema SCR a monte.

Quando rimane una certa quantità di NH3 all'uscita della SCR, il rivestimento del catalizzatore ASC può favorire ulteriori reazioni catalizzatrici dell'ammoniaca residua,riducendo così lo slittamento dell'ammoniaca scaricata direttamente con il gas di scarico.

Pertanto, nei sistemi di post-trattamento del gasolio pesante, l'ASC non è destinato a sostituire il catalizzatore SCR.funge da unità di trattamento supplementare a valle del sistema SCR e funziona insieme al catalizzatore SCR, sistema di dosaggio DEF, sensori e strategia di controllo per formare una catena completa di controllo delle emissioni.

Quali parametri devono essere considerati quando si sceglie un catalizzatore ASC per veicoli diesel pesanti?

La selezione del catalizzatore ASC non dovrebbe basarsi solo sul diametro, sulla lunghezza o sulle dimensioni esterne del prodotto.

Per i progetti OEM, le piattaforme per veicoli commerciali e i progetti di integrazione del sistema di post-trattamento del gasolio,è più importante valutare in modo completo la relazione di abbinamento tra il catalizzatore ASC e la piattaforma del motore, flusso di scarico, temperatura degli scarichi e condizioni di funzionamento del sistema SCR.

1. Intervallo di temperatura di funzionamento

La temperatura di funzionamento continuo e la resistenza massima alla temperatura sono parametri importanti da considerare nella selezione di un catalizzatore ASC.

Durante il funzionamento a carico elevato o la rigenerazione mediante post-trattamento, la temperatura dei gas di scarico del gasolio pesante può variare significativamente.il rivestimento del catalizzatore e il substrato di favo di miele devono resistere all'intervallo di temperatura effettivo della piattaforma motore bersaglio;.

Se un catalizzatore ASC funziona per lunghi periodi in condizioni che superano il suo intervallo di temperatura progettato, il rischio di invecchiamento del rivestimento del catalizzatore o di degrado delle prestazioni può aumentare.

2. Sistema di rivestimento e materiale del catalizzatore

I catalizzatori ASC di solito comprendono rivestimento del catalizzatore, materiale di substrato e progettazione dei componenti attivi, inclusi sistemi di catalizzatori per metalli preziosi, substrati ceramici di favo di miele,e diversi rivestimenti per catalizzatori funzionali.

Diversi materiali e formulazioni possono fornire diversi livelli di capacità di ossidazione dell'ammoniaca, selettività dell'azoto, stabilità termica e resistenza allo zolfo.

Pertanto, quando acquistano un catalizzatore ASC, gli acquirenti non dovrebbero concentrarsi solo sul fatto che venga utilizzato un particolare materiale in metallo prezioso.La soluzione del catalizzatore deve essere valutata anche in base alle condizioni effettive dei gas di scarico, il livello obiettivo di scivolamento dell'ammoniaca e i requisiti di corrispondenza del sistema completo di post-trattamento.

3Efficienza di conversione dell'ammoniaca e selettività dell'azoto

L'efficienza di conversione dell'ammoniaca è uno degli importanti indicatori di prestazione utilizzati per valutare la capacità di trattamento di un catalizzatore ASC, ma non dovrebbe essere utilizzato come unico criterio di valutazione.

Si deve anche considerare la selettività dell'azoto.

L'obiettivo di un ASC non è semplicemente quello di aumentare il grado di ossidazione dell'NH3, ma di controllare l'NH3 residuo riducendo al minimo i sottoprodotti indesiderati contenenti azoto.

Pertanto, la progettazione del catalizzatore ASC richiede generalmente un ragionevole equilibrio tra capacità di conversione dell'ammoniaca e selettività della reazione.

4Struttura del favo, densità cellulare e spessore della parete

Per un catalizzatore ASC Honeycomb, la densità cellulare, lo spessore della parete, il diametro del substrato e la lunghezza del catalizzatore influenzano tutte le caratteristiche del flusso di scarico, l'area di reazione catalitica e la contropressione del sistema.

I motori diesel pesanti hanno generalmente flussi di scarico relativamente elevati, quindi non si può semplicemente supporre che una maggiore densità di celle sia sempre migliore.

Nella selezione effettiva, il flusso di scarico, la contropressione ammissibile, lo spazio di installazione, le dimensioni del substrato e il volume di catalizzatore richiesto devono essere valutati insieme.

Perché è più importante abbinare l'ASC al sistema SCR che selezionare il solo catalizzatore?

Un catalizzatore ASC non è un componente autonomo, ma fa parte del sistema completo di post-trattamento dei gas di scarico diesel.

Un tipico sistema di post-trattamento del gasolio pesante può includere DOC, DPF, SCR, ASC, un sistema di dosaggio DEF, sensori di NOx, sensori di temperatura e un sistema di controllo elettronico.

Una deviazione in qualsiasi parte di questo sistema può influire sul risultato finale del controllo dello scivolamento dell'ammoniaca.

Ad esempio, la deviazione dal controllo del sensore di NOx può influenzare la strategia di dosaggio del DEF; un dosaggio eccessivo del DEF può aumentare l'NH3 residuo;L'invecchiamento del catalizzatore SCR può modificare la capacità effettiva di consumo di NH3 del sistema..

Pertanto, per gli OEM e gli integratori di sistemi di post-trattamento,La selezione del catalizzatore ASC dovrebbe essere effettuata da un punto di vista di abbinamento a livello di sistema piuttosto che confrontando le specifiche di un singolo catalizzatore ASC.

Come si può determinare se un catalizzatore ASC è adatto alla piattaforma diesel bersaglio?

Prima di determinare una soluzione di catalizzatore ASC, si raccomanda di fornire al fornitore le seguenti informazioni chiave di funzionamento:

• cilindrata del motore e tipo di applicazione;

• intervallo di flusso dei gas di scarico;

• intervallo di temperatura di uscita della SCR;

• la concentrazione di NH3 all'uscita della SCR o il limite di slittamento di ammoniaca obiettivo;

• spazio di installazione disponibile;

• requisiti di dimensione del substrato del favo di miele;

• Regolamenti o norme applicabili in materia di emissioni;

• Se sono presenti condizioni di funzionamento ad alta temperatura, esposizione allo zolfo o frequente rigenerazione.

Questi parametri possono aiutare il fornitore del catalizzatore a determinare le dimensioni ASC richieste, la struttura del substrato, la densità cellulare e la soluzione di rivestimento del catalizzatore.

Per veicoli diesel pesanti, macchinari da costruzione e piattaforme di motori diesel fuoristrada, funzionalità di personalizzazione come dimensioni del catalizzatore personalizzate, densità delle celle personalizzate,e Custom Catalyst Coating può aiutare a ottenere un sistema di post-trattamento più appropriato in base alle condizioni specifiche del motore e del sistema SCR.

Conclusione: l'ASC è una fase importante a valle per il controllo dello scivolamento dell'ammoniaca nei veicoli diesel pesanti

L'odore di ammoniaca nei gas di scarico è solitamente solo uno dei segni più evidenti di un problema di slittamento dell'ammoniaca.

Per i veicoli diesel pesanti la questione più importante è se il dosaggio del DEF, la capacità di reazione catalitica SCR, il controllo dei sensori, la temperatura degli scarichi,e il trattamento ASC a valle sono adeguatamente abbinati.

Un catalizzatore ASC installato a valle del sistema SCR può trattare ulteriormente l'NH3 residuo, migliorando così la completezza della catena di post-trattamento dei gas di scarico diesel.

Quando si seleziona un catalizzatore ASC, la temperatura di funzionamento, l'efficienza di conversione dell'ammoniaca, la selettività dell'azoto, i materiali catalizzatori, la struttura del favo di miele, la densità cellulare, lo spessore della parete, il flusso di scarico,contropressione del sistema, e lo spazio di installazione devono essere valutati insieme.

Pertanto, per gli OEM, gli acquirenti di catalizzatori e gli integratori di sistemi di post-trattamento del gasolio, la selezione degli ASC non dovrebbe essere concentrata semplicemente sul confronto delle specifiche dei singoli prodotti,ma determinare se la soluzione ASC corrisponde realmente alle condizioni di funzionamento dei gas di scarico e alla progettazione del sistema SCR della piattaforma diesel bersaglio.