尾氣處理千億級市場劃重點：柴油顆粒捕集器（DPF）過濾載體

發布時間 | 2021-03-15 14:29 分類 | 粉體應用技術點擊量 | 1913

碳化硅氧化鋁

導讀：國六帶著你的市場需求來了~

雖然我們日常開的普通家用車很少使用柴油動力，但馬路上跑著的“三通一達”，順豐、京東及其他物流運輸都是柴油消耗的大戶。其次工業、農業、林業、牧業、漁業、建筑業以及生活消費中也都離不開柴油的身影。

圖片來源：網絡

柴油動力是物流運輸及工農業正常運轉的堅實力量，柴油發動機具有“省油又有勁”的優勢，但同時也存在尾氣處理要比汽油機復雜的多的問題。發動機、油品及排放系統是保證清潔排放的三部曲，日益嚴格的排放法規要求柴油機在使用清潔燃料和機內凈化的同時，必須采用必要的后處理凈化裝置。

圖片來源：網絡

國六漸行漸近，千億級尾氣處理市場正在激活

柴油機排放的主要污染物為NOx和固體顆粒物（PM）以及少量的CO和CH，空氣中顆粒物濃度與嬰兒的早死亡、醫院入住率、哮喘發生率等指標之間存在密切的關系。而氮氧化物不僅是形成光化學煙霧和酸雨的一個重要原因，它還會刺激肺部，使人較難抵抗感冒之類的呼吸系統疾病。對兒童來說，氮氧化物會造成肺部發育受損。柴油尾氣處理很棘手，而國Ⅵ的排放也會更加苛刻，單獨采取DPF或是單獨采取SCR都不能滿足國Ⅵ排放，因此國六階段將會采取DPF+SCR的技術路線。

圖片來源：東吳證券

DPF作為柴油機尾氣處理的重要部分，其作用是捉收集柴油燃燒廢氣，并過濾碳微粒。隨著國六排放標準實施時間正在慢慢的逼近，為進一步改善柴油機細顆粒物污染，滿足國六法規對柴油機廢氣中顆粒物的限值要求需求越來越多，與DPF相關的材料也迎來了一個好的機會。DPF主體部分是過濾載體，對DPF的使用成本及應用效果都無比重要，下文怎么就一起來看看，DPF的過濾載體材料都有那種。

DPF過濾載體的材料

微粒的捕集主要有靜電吸附法、過濾捕集法和離心分離法，各種捕集技術各有利弊。“過濾捕集法”是目前各國研究機構普遍采用的微粒排放物后處理方式。過濾材料要求具有高的微粒過濾效率及低的排氣流動阻力和較高的機械強度，但這兩種通常是矛盾的，因此選擇材料時需綜合考慮兩方面的性能。柴油機微粒捕集器的關鍵技術是過濾材料和再生方法。顆粒捕集器DPF，一般由耐高溫的過濾器和可清除沉積于過濾器中微粒的再生系統組成，過濾材料的研究需要較高的工藝水平和雄厚的資金投入。DPF的過濾材料載體由多孔材料組成，有的是陶瓷，有的是金屬。

圖片來源：網絡

蜂窩結構陶瓷催化劑載體

圖片來源：NGK

1、陶瓷材料

①堇青石陶瓷載體

堇青石是一種鎂鋁硅酸鹽，主要成分為2MgO·2Al2O3·5SiO2，一般由高嶺石和云母燒結而成。應用成本低廉、具有一定的耐熱性能、較低的熱膨脹系數和良好的抗熱沖擊性能等優點，是目前應用最廣泛的顆粒物過濾和催化載體材料，堇青石應用于汽油機車輛上的催化劑載體具有良好表現，但應用于DPF時，其內部會留有很多碳煙顆粒，而且堇青石導熱率低，當排放氣體通過時發生燃燒，產生900℃高溫、高熱時容易由于熱疲勞導致堇青石性能惡化，缺乏良好的可靠性，容易導致熱斑點。此外，董青石材料的另一個問題是其抗腐蝕能力，例如象含鈉化合物的灰組分的抗侵蝕性有限。

堇青石陶瓷載體

圖片來源：NGK

②碳化硅陶瓷載體

與堇青石相比，SiC具有更優異的耐熱、耐蝕性能和導熱性能。SiC的耐熱溫度和導熱系數遠高于堇青石，機械強度也大幅度提高，能夠承受更加惡劣的再生環境，且其空隙結構具有更佳的可調性，可以制備更高孔隙率和更均勻孔徑分布的過濾材料。如上特點可以可使過濾器內的溫度場分布更為均勻，在相同積碳量再生時，過濾器內部的最大溫度遠低于堇青石，可確保良好的再生安全性能。不過作為陶瓷材料，SiC材料還是面臨著如熱膨脹系數較大，容易在高溫熱沖擊下開裂等問題。