Bei schweren Dieselfahrzeugen, Baumaschinen und Dieselmotoren im Gelände ist die Abgastemperatur nicht konstant.häufiger Start-Stopp-Betrieb, und aktive DPF-Regeneration können das Dieselnachbehandlungssystem relativ hohen thermischen Belastungen aussetzen.

Bei einem ammoniakverschiebungskatalysator (ASC), der nachgelagert am SCR-System installiert ist, hängt die hohe Temperatur nicht nur mit der Fähigkeit zur sofortigen katalytischen Reaktion zusammen,aber auch auf die langfristige Stabilität der KatalysatorbeschichtungWenn das Materialsystem und der Betriebstemperaturbereich des ASC-Katalysators nicht der tatsächlichen Motorplattform entsprechen,die Risiken einer Deaktivierung des Katalysators bei hoher Temperatur, Beschichtungsalterung und verminderte Ammoniakrutschbekämpfungsfähigkeit können zunehmen.

Bei der Auswahl von Komponenten für ein Dieselnachbehandlungssystem sollte daher ein ASC-Katalysator nicht nur anhand der Ammoniakumwandlungseffizienz bewertet werden.maximale Temperaturbeständigkeit, Katalysatormaterialien, Honigbaumstruktur und tatsächliche Regenerationsbedingungen sollten ebenfalls zusammen betrachtet werden.

Warum erhöhen Hochtemperaturbedingungen das Risiko einer Deaktivierung des ASC-Katalysators?

Ein ASC wird in der Regel nachgelagert, um den NH3-Rückstand, der nicht vollständig vom SCR-System verbraucht wurde, weiter zu behandeln.

Obwohl katalytische Reaktionen selbst ein angemessenes Temperaturfenster erfordern,bei anhaltend hohen Temperaturen oder wiederholten thermischen Schocks kann sich der Zustand der Katalysatorbeschichtung und der aktiven Bestandteile ändern., wodurch sich die langfristige Betriebsleistung des Katalysators beeinträchtigt.

Langfristige hohe Temperaturen können die Alterung der Katalysatorbeschichtung beschleunigen

Ein ASC-Katalysator besteht in der Regel aus einem Honigstocksubstrat, einer Katalysatorbeschichtung und aktiven Komponenten.

Wenn der Katalysator über längere Zeit relativ hohe Abgastemperaturen aufweist, kann die Katalysatorbeschichtung eine kontinuierliche thermische Belastung erleiden.Wenn die tatsächliche Temperatur lange Zeit nahe oder über dem für das Produkt vorgesehenen Bereich liegt, kann die Gefahr einer Veränderung der Beschichtungsstruktur oder einer Verschlechterung der Aktivität zunehmen.

Daher sollte bei dem Kauf eines ASC-Katalysators die Dauerbetriebstemperatur nicht übersehen werden, da sie den Temperaturbereich widerspiegelt, der für den langfristigen Betrieb des Katalysators geeignet ist,Anstatt nur die maximale Temperatur, die der Katalysator für einen kurzen Zeitraum aushalten kann.

DPF-Regeneration kann kurzfristige Hochtemperaturbelastungen verursachen

In einem Dieselnachbehandlungssystem mit DOC, DPF, SCR und ASC ist die Regeneration des DPF einer der Betriebsprozesse, der die Systemtemperatur erheblich beeinflussen kann.

Während der aktiven DPF-Regeneration kann die Temperatur innerhalb des Nachbehandlungssystems erheblich steigen.es kann immer noch von Veränderungen des thermischen Zustands des gesamten Systems betroffen sein.

Daher ist die maximale Temperaturbeständigkeit auch ein wichtiger Parameter, der bei der Auswahl eines ASC-Katalysators bestätigt werden sollte.die Auswahl des geeigneten Katalysators durch die ausschließliche Konzentration auf normale Fahrtemperaturen nicht ausreicht.

Temperaturänderungen können die katalytische Aktivität und Selektivität beeinträchtigen

Ein ASC-Katalysator muss restliches NH3 behandeln und gleichzeitig eine angemessene Reaktionsselektivität aufrechterhalten.

Wenn der Katalysator über einen längeren Zeitraum außerhalb eines angemessenen Temperaturbereichs arbeitet, kann sich nicht nur die Ammoniakumwandlungsfähigkeit ändern, sondern auch die Stickstoffselektivität muss berücksichtigt werden.

Daher sollte die Bewertung der Leistung bei hohen Temperaturen nicht einfach als “je höher die Temperaturbeständigkeit, desto besser” verstanden werden.Es muss bestätigt werden, ob der Katalysator einen geeigneten Katalysationszustand innerhalb des Zielmotortemperaturfensters aufrechterhalten kann..

Welche wesentlichen Parameter sollten bei der Auswahl eines Hochtemperatur-ASC-Katalysators berücksichtigt werden?

Bei schweren Dieselfahrzeugen und Geländefahrzeugen mit Dieselmotoren müssen bei der Auswahl der ASC thermische Leistung, katalytische Leistung und Strukturparameter zusammen berücksichtigt werden.

1. Dauerbetriebstemperatur

Die Dauerbetriebstemperatur ist ein wichtiger Parameter, um festzustellen, ob sich ein ASC-Katalysator an eine langfristige Betriebsumgebung anpassen kann.

Der Käufer sollte bestätigen, ob der ASC unter den üblichen Motorbetriebsbedingungen, der Abgastemperaturverteilung und dem Zieltemperaturbereich kontinuierlich betrieben werden kann.und der tatsächliche SCR-Ausgangstemperaturbereich.

Wenn die langfristige Betriebstemperatur der Ausrüstung bereits nahe der ASC-Konstruktionsgrenze liegt,die Eignung der Katalysatormaterialien und des Beschichtungssystems für diese Betriebsbedingungen sollte weiter bewertet werden;.

2. Maximale Temperaturbeständigkeit

Maximaltemperaturwiderstand wird hauptsächlich zur Bewertung der Fähigkeit des Katalysators verwendet, kurzfristigen Hochtemperaturereignissen standzuhalten.

Dieser Parameter ist besonders wichtig für Systeme, bei denen eine DPF-Regeneration, ein kontinuierlicher Betrieb mit hoher Last oder andere Ereignisse bei hohen Temperaturen auftreten können.

Die Dauerbetriebstemperatur und der Höchsttemperaturwiderstand sollten nicht als ein und derselbe Parameter betrachtet werden.Während letztere hauptsächlich die Fähigkeit der Katalysatormaterialien und -struktur widerspiegelt, kurzfristigen Hochtemperaturbelastungen standzuhalten.

3. Katalysatormaterialien und Beschichtungssystem

ASC-Katalysatoren können Edelmetallkatalysatorsysteme, keramische Honigstocksubstrate und verschiedene funktionelle Katalysatorbeschichtungen verwenden.

Das Materialsystem beeinflusst die thermische Stabilität, die Oxidationsleistung von Ammoniak, die Stickstoffselektivität und die Schwefelbeständigkeit des Katalysators.

Wenn die Anwendung daher relativ hohe Abgastemperaturen beinhaltet,Besondere Aufmerksamkeit sollte darauf gelegt werden, ob die Katalysatorbeschichtung und das Substrat für die tatsächlichen Betriebsbedingungen geeignet sind.Die Auswahl sollte nicht nur auf der Grundlage des ASC-Produktnamens oder der äußeren Abmessungen erfolgen.

4. Honighalm Substrat Struktur

Honeycomb Substrate ist eine häufige Strukturform, die in ASC-Katalysatoren verwendet wird.

Zelldichte, Wanddicke, Substratdurchmesser und Katalysatorlänge beeinflussen nicht nur den Katalysatorbereich, sondern auch den Abgasfluss und den Systemgegendruck.

Bei hohem Abgasdurchfluss und hohen Temperaturen müssen die Strukturparameter mit dem Motorumfang, dem Abgasdurchfluss und dem Montageplatz abgestimmt werden.

Eine höhere Zelldichte bedeutet daher nicht unbedingt, dass der Katalysator für eine Dieselplattform mit hoher Temperatur geeigneter ist.

5Ammoniakumwandlungseffizienz und Stickstoffselektivität

Die Ammoniakumwandlungseffizienz wird verwendet, um die Fähigkeit des ASC-Katalysators zur Behandlung von restlichen NH3 zu bewerten, während die Stickstoffselektivität verwendet wird, um die Selektivität der Reaktionsprodukte zu bewerten.

Bei Hochtemperatur-ASC-Anwendungen sollten diese beiden Indikatoren zusammen mit der Zielbetriebstemperatur ausgewertet werden.

Wird nur die Ammoniakumwandlungseffizienz in einem Temperaturpunkt verglichen, wobei das tatsächliche Temperaturfenster des Motors und die Reaktionsselektivität ignoriert werden, so ist zu prüfen, ob die in Absatz 1 genannten Reaktionsfaktoren für die Ammoniakumwandlung in einem einzigen Temperaturpunkt zutreffen.Das Ergebnis kann die Eignung des ASC unter realen Fahrzeugbetriebsbedingungen möglicherweise nicht genau widerspiegeln..

Warum muss die Hochtemperaturstabilität anhand der tatsächlichen Dieselplattform bewertet werden?

Verschiedene Dieselmotorenplattformen haben unterschiedliche Abgastemperaturmerkmale.

Schwere Straßenfahrzeuge, Baumaschinen, Bergbaumaschinen, landwirtschaftliche Maschinen und Dieselgeneratoren können unterschiedliche Laständerungen, Betriebsdauer,und Regenerationsstrategien.

Beispielsweise kann bei Geräten, die lange Zeit unter hoher Belastung betrieben werden, mehr Aufmerksamkeit auf die kontinuierliche thermische Belastung gelegt werden müssen.Während Plattformen, die häufig aktive DPF-Regeneration durchführen, zusätzliche Berücksichtigung der kurzfristigen Auswirkungen von hohen Temperaturen benötigen.

Daher sollte die Hochtemperaturbeständigkeit nicht unabhängig von den spezifischen Betriebsbedingungen bewertet werden.

Für OEMs und Anlagenintegratoren von Nachbehandlungssystemen ist ein geeigneterer Ansatz, einen ASC-Katalysator nach dem tatsächlichen Temperaturprofil, Abgasfluss,und SCR-Auslassbedingungen anstatt einfach ein Produkt mit einer höheren angegebenen maximalen Temperaturbeständigkeit auszuwählen.

Welche anderen System-Matching-Faktoren sind unter hohen Temperaturen zu berücksichtigen?

Die Deaktivierung des Katalysators bei hoher Temperatur ist nicht das einzige Problem, das für den ASC-Katalysator selbst zu berücksichtigen ist.

Bei einem kompletten Dieselnachbehandlungssystem interagieren DOC, DPF, SCR, ASC, das DEF-Dosierungssystem, Sensoren und das Steuerungssystem miteinander.

SCR-Auslasstemperatur

Da der ASC nachgelagert an der SCR-Anlage installiert ist, hängt die SCR-Auslasstemperatur eher direkt mit der tatsächlichen Betriebsumgebung des ASC zusammen als allein die Auslasstemperatur des Motors.

Bei der Auswahl eines ASC-Katalysators sollte, soweit möglich, der tatsächliche Temperaturbereich des SCR-Ausgangs angegeben werden, anstatt nur die Nennleistung oder -entlastung des Motors zu ermitteln.

Strategie zur Regeneration der DPF

Verschiedene Dieselplattformen können unterschiedliche DPF-Regenerationstemperaturen, Regenerationsdauer und Regenerationsfrequenz aufweisen.

Diese Informationen helfen bei der Bestimmung der kurzfristigen Hochtemperaturbelastungen, die der ASC erleiden kann, und bestätigen weiter, ob die maximale Temperaturbeständigkeit den Anforderungen des Systems entspricht.

Abgasstrom und Gegendruck

Hohe Temperaturen sind oftmals mit hoher Motorbelastung und relativ hohem Abgasdurchfluss verbunden.

Bei der Bestimmung der ASC-Katalysatormaße, der Zelldichte und der Wanddicke ist daher auch der zulässige Systemgegendruck zu berücksichtigen.

Wird nur der Katalysatorbereich betont und die Abgasflussbedingungen ignoriert, entspricht die Katalysatorstruktur möglicherweise nicht den tatsächlichen Systemanforderungen.

Wie wählt man den richtigen ASC-Katalysator für Hochtemperatur-Diesel-Anwendungen aus?

Vor der Bestätigung einer ASC-Lösung wird empfohlen, dem Katalysatorlieferanten folgende Schlüsselparameter mitzuteilen:

• Motortyp und Hubraum;

• spezifisches Anwendungsszenario;

• Normaler Betriebstemperaturbereich der Abgase;

• SCR-Auslasstemperaturbereich;

• Höchstmögliche Abgastemperatur;

• DPF-Regenerationstemperatur und Regenerationsfrequenz;

• Abgasstrombereich;

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

• verfügbare Einbaufläche;

• zulässiger Systemgegendruck;

• Anforderungen an die Abmessungen und Zelldichte des Honigstocksubstrats;

• Ob besondere Betriebsbedingungen wie Schwefelbelastung vorliegen.

Diese Informationen können dem Lieferanten helfen, die für den ASC erforderliche Katalysatorbeschichtung, Honigstockstruktur, Abmessungen und Materialsystem weiter zu bestimmen.

Für Projekte mit signifikanten Unterschieden in den Betriebsbedingungen bei hohen Temperaturen sind Anpassungsmöglichkeiten wie benutzerdefinierte Katalysatorbeschichtung, benutzerdefinierte Katalysatordimensionen,und Custom Cell Density können verwendet werden, um die Übereinstimmung auf Systemebene nach der spezifischen Dieselplattform zu erreichen.

Schlussfolgerung: Die Auswahl von Hochtemperatur-ASC sollte nicht nur auf der Grundlage der maximalen Temperaturbeständigkeit erfolgen.

Die Deaktivierung des Katalysators bei hoher Temperatur ist eines der Risiken, die bei der Konstruktion der Dieselnachbehandlungsanlage berücksichtigt werden sollten.Aber die Auswahl der ASC sollte nicht einfach darauf reduziert werden, einen Katalysator mit einer höheren maximalen Temperaturwiderstandsfähigkeit zu wählen..??

Es muß wirklich geprüft werden, ob der ASC-Katalysator ein angemessenes Gleichgewicht zwischen den Katalysatormaterialien, dem Beschichtungssystem, der Ammoniakumwandlungseffizienz, der Stickstoffselektivität,Struktur der Honigsäcke, und Systemgegendruck innerhalb des tatsächlichen Temperaturfensters der Ziel-Dieselplattform.

Bei schweren Dieselfahrzeugen, Baumaschinen und Geländefahrzeugen mit Dieselmotoren müssen Parameter wie Dauerbetriebstemperatur, Höchsttemperaturwiderstand,Ammoniakumwandlungseffizienz, Stickstoffselektivität, Zelldichte und Wanddicke sollten alle unter den tatsächlichen Betriebsbedingungen bewertet werden.

Vor der Auswahl einer ASC-Katalysatorlösung sollten daher OEMs, Käufer von ASC-Katalysatoren und Systemintegratoren der Nachbehandlung zunächst das tatsächliche Motortemperaturprofil bestätigen,Bedingungen für die Regeneration der DPF, und Betriebsbedingungen der SCR-Ausläufe.