Opgericht in juli 2024, als China Fabrikanten van siliciumcarbide DPF-dragers en Groothandel Fabriek van siliciumcarbide SCR-katalysatoren,
Longyou Shuochun New Material Technology Co., Ltd. is een hightechonderneming gespecialiseerd in het coaten en verkopen van driewegkatalysatoren. Het is diepgaand actief in het veld van nieuwe materialen.
Het bedrijf houdt altijd de industriële voorhoede in de gaten, leert actief van en put uit de geavanceerde formules en volwassen technologieën van binnen- en buitenlandse collega's. Door diepgaand onderzoek en lokalisatie van gangbare formules, past het nauwkeurig de verhoudingen van grondstoffen zoals zeldzame aarden, edelmetalen en niet-edelmetalen aan, om ervoor te zorgen dat de gecoate dragers die worden geproduceerd stabiele katalytische activiteit en betrouwbare prestaties hebben.
De producten van het bedrijf omvatten een verscheidenheid aan specificaties en modellen, en de producten en technologieën zijn toepasbaar in auto's, motorfietsen, algemene motoren, bouwmachines, scheepvaart, generatoren, landbouwmachines en andere gebieden.
In de toekomst zal het bedrijf blijven leren van geavanceerde industriële ervaring, productie en diensten optimaliseren, en bijdragen aan het realiseren van de koolstofpiek- en koolstofneutraliteitsdoelen in China en wereldwijd.
De SCR-katalysator volgt ook de structuur van de drager-coating-actieve componenten; de actieve componenten ervan zijn echter fundamenteel verschillend van die in TWC en DOC.
1. Vervoerder
Materialen: Omdat SCR-systemen voor dieselvoertuigen doorgaans stroomafwaarts van de DOC en DPF worden geplaatst, worden ze geconfronteerd met hoge uitlaatgastemperaturen en moeten ze ook bestand zijn tegen het risico van ureumkristallisatie. Daarom:
Cordieriet honingraatkeramiek: veelgebruikt en kosteneffectief.
Metalen dragers: worden ook veel gebruikt, vooral voor compacte ontwerpen of toepassingen die een snelle lichtuitschakeling vereisen.
Plaatdragers: Wordt gebruikt in sommige grote dieselmotoren (bijvoorbeeld toepassingen in de scheepvaart of krachtcentrales) en biedt een superieur anti-verstoppingsvermogen.
2. Coating
Materialen: De coating is de chemische kern van de SCR-katalysator. Het is niet langer eenvoudig aluminiumoxide, maar een metaaloxide met katalytische activiteit en adsorptievermogen.
Titaandioxide (TiO₂): het belangrijkste materiaal voor de meeste SCR-katalysatorcoatings. Het heeft meestal de anataaskristalvorm, die optimale oppervlakte-eigenschappen en stabiliteit biedt en de actieve componenten effectief ondersteunt.
Wolfraamoxide (WO₃) of molybdeenoxide (MoO₃): toegevoegd aan TiO₂ als promotoren en stabilisatoren. Hun primaire functies zijn:
Verbeter de thermische stabiliteit van de katalysator en voorkom dat TiO₂ transformeert van de actieve anataasfase naar de inactieve rutielfase.
Verhoog de zuurgraad van het oppervlak, wat cruciaal is voor de adsorptie en reactie van NH₃.
Verbeter de weerstand tegen SO₂-vergiftiging.
3. Actieve componenten
Deze bepalen het type en de prestaties van de SCR-katalysator. De belangrijkste typen zijn onder meer:
Op vanadium gebaseerde katalysatoren: gebruik van V₂O₅ als actieve component.
Kenmerken: Volwassen technologie, relatief lage kosten, hoge activiteit in het midden- tot hoge temperatuurbereik (300–400°C).
Nadelen: Vanadium heeft een bepaalde biologische toxiciteit; bij hoge temperaturen (>450°C) kan V₂O₅ vervluchtigen, waardoor de activiteit afneemt en mogelijk milieuverontreiniging ontstaat; relatief slechte activiteit bij lage temperaturen.
Toepassingen: vroege en veel huidige zware dieselvoertuigen en denitrificatie van stationaire bronnen.
Zeoliet moleculaire zeefkatalysatoren:
Koperzeolieten: vooral Cu-CHA-structuren (bijv. Cu-SAPO-34, Cu-SSZ-13), die de voorkeur hebben voor moderne dieselvoertuigen die voldoen aan de strengste emissievoorschriften.
IJzerzeolieten, zoals Fe-Beta, vertonen een goede activiteit bij hogere temperaturen.
Kenmerken:
Extreem hoge thermische stabiliteit: bestand tegen temperaturen boven de 650°C, geschikt voor kortgekoppelde plaatsing nabij de motor.
Breed activiteitstemperatuurvenster: Vooral Cu-CHA-katalysatoren hebben een uitstekende activiteit bij lage temperaturen (~200 °C licht-uit) en stabiliteit bij hoge temperaturen.
Hoge NOx-omzettingsefficiëntie: voldoet aan de eisen voor ultralage NOx-emissies, zoals China 6/Euro 6.
Op zeldzame aardmetalen gebaseerde katalysatoren: een recente ontwikkeling gericht op het verminderen of vervangen van edele metalen en vanadium, hoewel deze nog niet op grote schaal op de markt is gebracht.
Kernprincipes van chemische reacties
SCR-technologie is vooral gebaseerd op reacties tussen NH₃ en NOx. De hoofdreactie is de standaard SCR-reactie:
1. Standaard SCR-reactie (dominante reactie):
4NH₃ 4NO O₂ → 4N₂ 6H₂O
Dit is de meest voorkomende reactie, waarbij ongeveer 90% van de NO in het uitlaatgas wordt behandeld.
2. Snelle SCR-reactie (kritieke reactie bij lage temperatuur):
2NH₃ NEE NO₂ → 2N₂ 3H₂O
Deze reactiesnelheid is ongeveer 10 keer sneller dan de standaardreactie! Dit verklaart waarom het stroomopwaartse DOC NO oxideert om NO₂ te vormen. Wanneer de NO/NO₂-verhouding 1:1 bereikt, neemt de efficiëntie van het SCR-systeem bij lage temperaturen dramatisch toe.
3. Langzame SCR-reactie:
4NH₃ 2NO₂ O₂ → 3N₂ 6H₂O
Dit gebeurt wanneer het NO₂-aandeel te hoog is en de reactiesnelheid relatief laag is.
Bijreacties:|
Oxidatie van NH₃: Bij te hoge temperaturen kan NH₃ door zuurstof worden geoxideerd, waarbij NOx of N₂O ontstaat, wat de uitstoot kan verhogen.
N₂O-vorming: een krachtig broeikasgas dat onder specifieke omstandigheden kan worden gegenereerd via nevenreacties. Goed geformuleerde katalysatoren zijn bedoeld om deze reactie te onderdrukken.
Integratie en bedrijfsomstandigheden in dieselnabehandelingssystemen
Een typisch Euro VI/China VI-proces voor een dieselnabehandelingssysteem is als volgt:
Motor → DOC → DPF → SCR → ASC
