Bei schweren Dieselmotoren wird die Technologie der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) zur Verringerung der Stickoxidemissionen weit verbreitet.bei Abweichungen bei der DEF-Dosierung, Abgastemperatur, SCR-Katalysateffizienz oder Systemsteuerungsstrategie, kann Ammoniak, das nicht vollständig an der Reaktion teilnimmt, nachgelaufen vom SCR-System, wodurch Ammoniak rutscht.

Bei Nutzfahrzeugen und schweren Diesel-Nachbehandlungssystemen kann ein übermäßiger Ammoniakschlupf nicht nur einen spürbaren Ammoniakgeruch im Abgas verursachen,kann aber auch auf eine Abweichung zwischen der DEF-Dosierung hinweisen, SCR-Reaktionsfähigkeit und nachgelagerte Behandlung.Die Installation eines Ammoniak-Rutschkatalysators (ASC) nachgelagert am SCR-System ist eine wichtige technische Lösung zur Kontrolle von NH3-Rückständen..

Warum tritt in schweren Dieselfahrzeugen Ammoniakrutsch auf?

Ein SCR-System injiziert in der Regel eine wässrige Harnstofflösung in den Abgasstrom, so dass sie sich zersetzt und NH3 erzeugt. Anschließend fördert der SCR-Katalysator die Reaktion zwischen NH3 und NOx.

Unter idealen Bedingungen sollte das aus der DEF-Dosierung erzeugte NH3 dem aktuellen NOx-Umwandlungsbedarf angemessen entsprechen.AbgastemperaturDaher kann der Ammoniakrutsch nicht vollständig vermieden werden, indem man sich ausschließlich auf die DEF-Dosierungskontrolle stützt.

Die DEF-Dosierung entspricht nicht der NOx-Nachfrage

Wenn die Menge der eingesetzten DEF höher ist als die für die aktuelle NOx-Umwandlung erforderliche Menge,Überschüssiges NH3 kann im SCR-Katalysator möglicherweise nicht vollständig verbraucht werden und kann weiter nachgelaufen sein..

Dieser Zustand verdient mehr Aufmerksamkeit bei schnellen Lastwechseln, vorübergehendem Fahrzeugbetrieb oder Betriebsbedingungen, in denen sich die Abgasparameter schnell ändern.

Änderungen der Leistung des SCR-Katalysators

Mit zunehmender Betriebszeit können Faktoren wie Alterung der Katalysatorbeschichtung, thermische Belastung oder Schwefelvergiftung den tatsächlichen Betriebszustand des SCR-Katalysators beeinflussen.

Wenn die DEF-Dosierungsstrategie nicht an die tatsächliche Umwandlungsfähigkeit des SCR-Katalysators angepasst wird,die Menge des angebotenen NH3 kann mit der tatsächlichen NH3-Verbrauchskapazität des SCR-Systems nicht übereinstimmen, wodurch das Risiko eines Ammoniakrutsches erhöht wird.

Schwankungen der Abgastemperatur beeinflussen die Katalysatoren

Dieselfahrzeuge für schwere Nutzfahrzeuge arbeiten in der Regel unter unterschiedlichen Bedingungen, darunter im Leerlauf, bei geringer Geschwindigkeit, bei hoher Last, bei hoher Geschwindigkeit und bei Nachbehandlung.die Abgastemperatur ist nicht konstant.

Die Veränderungen der Abgastemperatur beeinflussen die Urea-Zersetzung, die NH3-Bildung und den katalytischen SCR-Reaktionsprozess.Es ist notwendig, die tatsächlichen Temperaturbedingungen des gesamten Dieselnachbehandlungssystems zu berücksichtigen, anstatt sich nur auf eine einzige stabile Temperaturbedingungen zu konzentrieren..

Wie schlüpft ein ASC-Katalysator, der Ammoniak steuert, stromabwärts aus dem SCR-System?

ASC oder Ammoniak-Slip-Katalysator wird normalerweise nachgelagert und kann auch als SCR-Ammoniak-Slip-Katalysator oder Ammoniak-Slip-Oxidationskatalysator bezeichnet werden.

Die Hauptfunktion eines ASC besteht darin, restliches NH3, das vom vorgelagerten SCR-System noch nicht vollständig verbraucht wurde, weiter zu behandeln.

Wenn eine bestimmte Menge NH3 am SCR-Ausgang verbleibt, kann die ASC-Katalysatorbeschichtung weitere katalytische Reaktionen des Restammoniaks fördern.Dies reduziert den Ammoniakrutsch, der direkt mit dem Abgas abgeladen wird..

Daher ist der ASC in schweren Dieselnachbehandlungssystemen nicht dazu gedacht, den SCR-Katalysator zu ersetzen.Es dient als zusätzliche Aufbereitungseinheit nachgelagert am SCR-System und arbeitet zusammen mit dem SCR-Katalysator., DEF-Dosierungssystem, Sensoren und Steuerungsstrategie, um eine vollständige Emissionskontrollkette zu bilden.

Welche Parameter sind bei der Auswahl eines ASC-Katalysators für schwere Dieselfahrzeuge zu berücksichtigen?

Die Auswahl des ASC-Katalysators sollte nicht ausschließlich auf Basis von Produktdurchmesser, -länge oder äußeren Abmessungen erfolgen.

Für OEM-Projekte, Nutzfahrzeugplattformen und Dieselnachbehandlungssystemintegrationsprojektees ist wichtiger, die Übereinstimmungsbeziehung zwischen dem ASC-Katalysator und der Motorplattform umfassend zu bewerten, Abgasdurchfluss, Abgastemperatur und Betriebsbedingungen des SCR-Systems.

1Betriebstemperaturbereich

Dauerbetriebstemperatur und maximale Temperaturwiderstandsfähigkeit sind wichtige Parameter, die bei der Auswahl eines ASC-Katalysators zu berücksichtigen sind.

Während des Betriebs mit hoher Last oder der Nachbehandlungsregeneration kann sich die Abgastemperatur bei schweren Dieselfahrzeugen erheblich ändern.die Katalysatorbeschichtung und das Honigstocksubstrat müssen dem tatsächlichen Temperaturbereich der Zielmotorplattform standhalten..

Wird ein ASC-Katalysator länger unter Bedingungen betrieben, die seinen vorgesehenen Temperaturbereich übersteigen, kann das Risiko einer Alterung der Katalysatorbeschichtung oder einer Verschlechterung der Leistung zunehmen.

2Katalysator-Beschichtung und Materialsystem

ASC-Katalysatoren beinhalten in der Regel eine Katalysatorbeschichtung, ein Substratmaterial und ein aktives Bauteildesign, einschließlich Edelmetallkatalysatorsystemen, keramischen Honigstocksubstraten,und verschiedene funktionelle Katalysatorbeschichtungen.

Verschiedene Materialien und Formulierungen können unterschiedliche Niveaus der Ammoniak-Oxidationsfähigkeit, Stickstoffselektivität, thermischer Stabilität und Schwefelbeständigkeit bieten.

Daher sollten Käufer beim Kauf eines ASC-Katalysators nicht nur darauf achten, ob ein bestimmtes Edelmetallmaterial verwendet wird.Die Katalysatorlösung sollte auch anhand der tatsächlichen Abgasbedingungen bewertet werden., den Zielwert für den Ammoniakschlupf und die entsprechenden Anforderungen des kompletten Nachbehandlungssystems.

3Ammoniakumwandlungseffizienz und Stickstoffselektivität

Die Ammoniakumwandlungseffizienz ist einer der wichtigen Leistungsindikatoren, die zur Bewertung der Behandlungsfähigkeit eines ASC-Katalysators verwendet werden, sollte jedoch nicht als einziges Bewertungskriterium verwendet werden.

Die Stickstoffselektivität sollte ebenfalls berücksichtigt werden.

Das Ziel eines ASC ist nicht einfach, den Oxidationsgrad von NH3 zu erhöhen, sondern die Rückstände von NH3 zu kontrollieren und dabei unerwünschte stickstoffhaltige Nebenprodukte zu minimieren.

Daher erfordert die ASC-Katalysatorkonstruktion in der Regel ein angemessenes Gleichgewicht zwischen Ammoniakkonversionsfähigkeit und Reaktionsselektivität.

4Honighalsstruktur, Zelldichte und Wanddicke

Für einen Honeycomb ASC-Katalysator beeinflussen die Zelldichte, die Wanddicke, der Substratdurchmesser und die Katalysatorlänge die Abgasflussmerkmale, den Katalysatorbereich und den Systemgegendruck.

Dieselmotoren für schwere Antriebe haben in der Regel relativ hohe Abgasdurchflussraten, so dass nicht einfach davon ausgegangen werden kann, dass eine höhere Zelldichte immer besser ist.

Bei der tatsächlichen Auswahl sollten Abgasdurchfluss, zulässiger Gegendruck, Montagefläche, Substratmaße und erforderliches Katalysatorvolumen zusammen bewertet werden.

Warum ist die Übereinstimmung des ASC mit dem SCR-System wichtiger als die Auswahl des Katalysators allein?

Ein ASC-Katalysator ist keine eigenständige Komponente, sondern Teil des kompletten Dieselabgasnachbehandlungssystems.

Ein typisches Heavy Duty Diesel Nachbehandlungssystem kann DOC, DPF, SCR, ASC, ein DEF-Dosierungssystem, NOx-Sensoren, Temperatursensoren und ein elektronisches Steuerungssystem umfassen.

Eine Abweichung in einem beliebigen Teil dieses Systems kann sich auf das endgültige Ergebnis der Ammoniakrutschkontrolle auswirken.

Beispielsweise kann eine Abweichung der NOx-Sensor-Kontrolle die DEF-Dosierungsstrategie beeinflussen; eine übermäßige DEF-Dosierung kann das restliche NH3 erhöhen;und SCR-Katalysatoralterung kann die tatsächliche NH3-Verbrauchsfähigkeit des Systems verändern.

Daher ist es für OEMs und NachbehandlungssystemintegratorenDie ASC-Auswahl sollte aus der Sicht einer System-Ebene durchgeführt werden, anstatt nur die Spezifikationen eines einzelnen ASC-Katalysators zu vergleichen.

Wie kann man feststellen, ob ein ASC-Katalysator für die Ziel-Dieselplattform geeignet ist?

Vor der Bestimmung einer ASC-Katalysatorlösung wird empfohlen, dem Lieferanten folgende wesentlichen Betriebsinformationen zu übermitteln:

• Motorumfang und Anwendungsart;

• Abgasstrombereich;

• SCR-Auslasstemperaturbereich;

• SCR-Auslass NH3-Konzentration oder Ziel-Ammoniak-Rutschgrenze;

• verfügbare Einbaufläche;

• Anforderungen an die Abmessungen von Honighalssubstraten;

• Anwendbare Emissionsvorschriften oder Emissionsnormen;

• Ob bei hohem Temperaturbetrieb, Schwefelbelastung oder häufiger Regenerationsbedingungen vorhanden sind.

Diese Parameter können dem Katalysatorlieferanten helfen, die erforderlichen ASC-Maße, Substratstruktur, Zelldichte und Katalysatorbeschichtungslösung zu bestimmen.

Für schwere Dieselfahrzeuge, Baumaschinen und Offroad-Dieselmotorplattformen sind Anpassungsmöglichkeiten wie benutzerdefinierte Katalysatordimensionen, benutzerdefinierte Zelldichte,und Custom Catalyst Coating kann dazu beitragen, eine angemessene Nachbehandlungssystem-Matching-Anpassung an die spezifischen Bedingungen des Motors und des SCR-Systems zu erreichen.

Schlussfolgerung: ASC ist eine wichtige nachgelagerte Stufe für die Ammoniakrutschkontrolle in schweren Dieselfahrzeugen

Ammoniakgeruch im Abgas ist in der Regel nur eines der auffälligsten Anzeichen für ein Ammoniakverschiebungsproblem.

Für schwere Dieselfahrzeuge ist die wichtigere Frage, ob die DEF-Dosierung, die SCR-Katalysationsfähigkeit, die Sensorsteuerung, die Abgastemperatur,und nachgelagerte ASC-Behandlung ordnungsgemäß abgestimmt sind.

Ein ASC-Katalysator, der nachgelagert am SCR-System installiert ist, kann restliches NH3 weiter behandeln und dadurch die Vollständigkeit der Dieselabgasnachbehandlungskette verbessern.

Bei der Auswahl eines ASC-Katalysators sind Betriebstemperatur, Ammoniakumwandlungseffizienz, Stickstoffselektivität, Katalysatormaterialien, Honigstockstruktur, Zelldichte, Wandstärke, Abgasdurchfluss zu berücksichtigen.Systemgegendruck, und die Anlagegelegenheit sollten zusammen bewertet werden.

Für OEMs, Käufer von Katalysatoren und Integratoren von Dieselnachbehandlungssystemen sollte daher bei der Auswahl der ASC nicht nur der Vergleich einzelner Produktspezifikationen im Vordergrund stehen,aber festzustellen, ob die ASC-Lösung wirklich den Betriebsbedingungen für den Abgas und der Konstruktion des SCR-Systems der Ziel-Dieselplattform entspricht.