في السيارات الديزل الثقيلة، وآلات البناء، وتطبيقات محركات الديزل على الطرق الوعرة، درجة حرارة العادم ليست ثابتة.تشغيل متكرر للبدء والتوقف، وتجديد DPF النشط يمكن أن تعرض كل نظام معالجة الديزل إلى أحمال حرارية عالية نسبيا.

بالنسبة لمُحفّز الانزلاق للأمونيا (ASC) المثبت أسفل مجرى نظام SCR ، فإن درجة الحرارة العالية مرتبطة ليس فقط بقدرة التفاعل التحفيزي الفوري ،ولكن أيضا إلى الاستقرار على المدى الطويل من طبقة المحفزإذا كان نظام المواد ومجموعة درجات حرارة تشغيل محفز ASC لا تتطابق مع منصة المحرك الفعلية ،مخاطر تعطيل المحفز عند درجة حرارة عاليةقد تزيد من القدرة على التحكم في التآكل.

لذلك عند اختيار المكونات لنظام إعادة معالجة الديزل، لا ينبغي تقييم محفز ASC فقط من خلال كفاءة تحويل الأمونيا.المقاومة الحرارية القصوى، المواد المحفزة، بنية الحشيش، وظروف التجدد الفعلية يجب أن تنظر أيضا معا.

لماذا تزيد ظروف درجات الحرارة العالية من خطر إيقاف تشغيل محفز ASC؟

عادة ما يتم تثبيت ASC أسفل تيار محفز SCR لمواصلة معالجة NH3 المتبقي الذي لم يتم استهلاكه بالكامل من قبل نظام SCR.

على الرغم من أن التفاعلات الحفازية نفسها تتطلب نافذة درجة حرارة مناسبةدرجات الحرارة العالية المستمرة أو الصدمات الحرارية المتكررة قد تغير حالة طبقة المحفز والمكونات النشطة، مما يؤثر على أداء التشغيل على المدى الطويل للمحفز.

درجات الحرارة المرتفعة على المدى الطويل قد تسرع شيخوخة غطاء المحفز

عادة ما يتكون محفز ASC من رصيف عسل ، وتغطية المحفز ، والمكونات النشطة.

عندما يبقى المحفز في درجات حرارة عالية نسبياً في غازات العادم لفترات طويلة، قد يواجه طلاء المحفز حرارة مستمرة.إذا ظلت درجة الحرارة الفعلية قريبة أو تتجاوز النطاق المصمم للمنتج لفترات طويلة، قد يزداد خطر تغييرات بنية الطلاء أو تدهور النشاط.

ولذلك، لا ينبغي تجاهل درجة حرارة التشغيل المستمرة عند شراء محفز ASC. إنها تعكس نطاق درجة الحرارة المناسب لتشغيل المحفز على المدى الطويل،بدلاً من الحرارة القصوى التي يمكن أن يتحملها المحفز لفترة قصيرة.

يمكن أن يخلق تجديد DPF حمولات عالية الحرارة قصيرة الأجل

في نظام المعالجة اللاحقة للديزل مجهز بـ DOC و DPF و SCR و ASC ، تعد تجديد DPF واحدة من عمليات التشغيل التي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على درجة حرارة النظام.

أثناء تجديد DPF النشط ، قد ترتفع درجة الحرارة داخل نظام المعالجة اللاحقة بشكل كبير. على الرغم من أن ASC تقع أسفل تيار SCR ،قد لا تزال تتأثر بتغيرات في الحالة الحرارية للنظام بأكمله.

لذلك ، المقاومة الحرارية القصوى هي أيضًا معيار مهم يجب تأكيده عند اختيار محفز ASC.التركيز فقط على درجات حرارة القيادة العادية غير كافٍ لاختيار المحفز المناسب.

قد تؤثر تغيرات درجة الحرارة على النشاط التحفيزي والانتقاء

يحتاج محفز ASC إلى معالجة NH3 المتبقية مع الحفاظ على انتقائية التفاعل المناسبة.

إذا كان المحفز يعمل لفترات طويلة خارج نطاق درجة الحرارة المناسبة، ليس فقط قد تتغير قدرة تحويل الأمونيا، ولكن يجب أيضا النظر في انتقاء النيتروجين.

ولذلك، لا ينبغي فهم تقييم أداء درجات الحرارة العالية ببساطة على أنه ‬كلما زادت مقاومة درجة الحرارة، كان أفضل.‬ بدلاً من ذلك،من الضروري تأكيد ما إذا كان المحفز قادرًا على الحفاظ على حالة تفاعل تحفيزي مناسبة داخل نافذة درجة حرارة المحرك المستهدفة..

ما هي المعايير الرئيسية التي يجب مراعاتها عند اختيار محفز ASC عالي الحرارة؟

بالنسبة لسيارات الديزل الثقيلة وتطبيقات محركات الديزل على الطرق الوعرة ، يحتاج اختيار ASC إلى النظر في الأداء الحراري والأداء التحفيزي والمعايير الهيكلية معًا.

1درجة حرارة التشغيل المستمرة

درجة حرارة التشغيل المستمرة هي معيار مهم لتحديد ما إذا كان محفز ASC يمكن أن يتكيف مع بيئة تشغيل طويلة الأجل.

يجب على المشترين تأكيد ما إذا كان ASC يمكن أن تعمل باستمرار ضمن نطاق درجة الحرارة المستهدف وفقًا لظروف تشغيل المحرك المشتركة ، وتوزيع درجة حرارة العادم ،ومدى درجة حرارة منفذ SCR الفعلي.

إذا كانت درجة حرارة تشغيل المعدات على المدى الطويل قريبة بالفعل من الحد القياسي للمعداتيجب تقييم مدى ملاءمة مواد المحفز ونظام الطلاء لهذه الظروف التشغيلية.

2المقاومة الحرارية القصوى

المقاومة الحرارية القصوى تستخدم أساسا لتقييم قدرة المحفز على تحمل أحداث درجات الحرارة العالية على المدى القصير.

هذه المعيار مهمة بشكل خاص للأنظمة التي قد تواجه تجديد DPF أو تشغيل مستمر عالي الحمل أو أحداث أخرى عالية درجة الحرارة.

لا ينبغي التعامل مع درجة حرارة التشغيل المستمرة ومقاومة الحرارة القصوى على أنها نفس المعلمة. يعكس الأول قدرة التشغيل طويلة الأجل ،في حين أن الأخيرة تعكس بشكل رئيسي قدرة مواد المحفز وهيكله على تحمل الأحمال عالية درجة الحرارة على المدى القصير.

3مواد المحفز ونظام الطلاء

يمكن أن تستخدم محفزات ASC أنظمة محفزات المعادن الثمينة ، وأساسات قشرة العسل السيراميكية ، وغطاءات محفزات وظيفية مختلفة.

يؤثر نظام المواد على الاستقرار الحراري وأداء أكسدة الأمونيا وانتقائية النيتروجين ومقاومة الكبريت للمحفز.

لذلك عندما يتضمن التطبيق درجات حرارة عالية نسبيا في غازات العادم،يجب إيلاء اهتمام خاص إلى ما إذا كانت طبقة المحفز ومواد الركيزة مناسبة لظروف التشغيل الفعلية.لا ينبغي أن يعتمد الاختيار فقط على اسم المنتج أو الأبعاد الخارجية.

4هيكل قشرة العسل

قشرة العسل هي شكل هيكلي شائع يستخدم في محفزات ASC.

كثافة الخلية، سمك الجدار، قطر الروضة، وطول المحفز لا تؤثر فقط على منطقة التفاعل الحفاز، ولكن أيضا تؤثر على تدفق الغاز العادم والضغط العكسي للنظام.

في ظل تدفق غازات العادم العالية وظروف درجة الحرارة العالية ، يجب أن تتطابق المعلمات الهيكلية مع حركة المحرك وتدفق غازات العادم ومساحة التثبيت.

ولذلك، فإن الكثافة العالية للخلايا لا تعني بالضرورة أن المحفز أكثر ملاءمة لمنصة الديزل عالية درجة الحرارة.

5كفاءة تحويل الأمونيا وانتقائية النيتروجين

يتم استخدام كفاءة تحويل الأمونيا لتقييم قدرة محفز ASC على معالجة NH3 المتبقي ، بينما يتم استخدام انتقائية النيتروجين لتقييم انتقائية منتجات التفاعل.

بالنسبة لتطبيقات ASC عالية درجة الحرارة ، يجب تقييم هذين المؤشرين مع درجة حرارة العمل المستهدفة.

إذا تم مقارنة كفاءة تحويل الأمونيا فقط في نقطة درجة حرارة واحدة بينما يتم تجاهل نافذة درجة حرارة المحرك الفعلية وانتقائية التفاعل ،قد لا تعكس النتيجة بدقة مدى ملاءمة ASC في ظل ظروف تشغيل السيارة الحقيقية..

لماذا يجب تقييم استقرار درجة الحرارة العالية وفقا لمنصة الديزل الفعلية؟

منصات محركات الديزل المختلفة لها خصائص مختلفة في درجة حرارة العادم.

يمكن أن يكون للسيارات السريعة الثقيلة ، وآلات البناء ، ومعدات التعدين ، والآلات الزراعية ، ومجموعات مولدات الديزل تغيرات مختلفة في الحمل ، ومدة التشغيل ،واستراتيجيات التجديد.

على سبيل المثال ، قد تتطلب المعدات التي تعمل تحت حمل كبير لفترات طويلة اهتمامًا أكبر بالحمل الحراري المستمر ،في حين أن المنصات التي تقوم بتجديد DPF النشط بشكل متكرر تحتاج إلى اعتبار إضافي لتأثير درجات الحرارة العالية على المدى القصير.

ولذلك، لا ينبغي تقييم مقاومة الحرارة العالية بشكل مستقل عن ظروف التشغيل المحددة.

بالنسبة لمصنعي المعدات الأصلية ومتكاملي أنظمة المعالجة اللاحقة ، فإن النهج الأكثر ملاءمة هو اختيار محفز ASC وفقًا لملف درجة الحرارة الفعلي ، وتدفق غاز العادم ،و ظروف منفذ SCR بدلا من مجرد اختيار منتج مع أعلى المقاومة الحرارية القصوى المعلنة.

ما هي العوامل الأخرى المتماثلة للنظام التي يجب النظر فيها في ظل ظروف درجات الحرارة العالية؟

عدم تنشيط المحفز عند درجة حرارة عالية ليس هو المسألة الوحيدة التي تحتاج إلى النظر في محفز ASC نفسه.

في نظام معالجة الديزل الكامل ، DOC ، DPF ، SCR ، ASC ، نظام جرعة DEF ، أجهزة الاستشعار ، ونظام التحكم يتفاعلون مع بعضهم البعض.

درجة حرارة منفذ SCR

نظرًا لأن ASC مثبت أسفل نظام SCR ، فإن درجة حرارة منفذ SCR ترتبط ارتباطًا مباشرًا أكثر ببيئة تشغيل ASC الفعلية من درجة حرارة منفذ المحرك وحدها.

عند اختيار محفز ASC ، يجب توفير نطاق درجة حرارة SCR الفعلية كلما أمكن ، بدلاً من توفير القوة القياسية للمحرك أو التشغيل فقط.

استراتيجية تجديد DPF

يمكن أن يكون لدى منصات الديزل المختلفة درجات حرارة تجديد DPF المختلفة ، ومدة التجديد ، وترددات التجديد.

تساعد هذه المعلومات في تحديد الأحمال القصيرة المدى عالية درجة الحرارة التي قد تواجهها ASC وتؤكد إضافية ما إذا كانت أقصى درجة حرارة مقاومة تلبي متطلبات النظام.

تدفق الغازات المخرجة والضغط العكسي

غالبًا ما تكون درجة الحرارة العالية مصحوبة بحمل محرك كبير وتدفق غاز العادم مرتفع نسبيًا.

ولذلك، عند تحديد أبعاد المحفز ASC، وكثافة الخلية، وسمك الجدار، يجب أيضا أن تؤخذ في الاعتبار الضغط العكسي المسموح به للنظام.

إذا تم التأكيد فقط على منطقة التفاعل التحفيزي بينما يتم تجاهل ظروف تدفق غازات العادم ، فقد لا يتوافق هيكل المحفز مع متطلبات النظام الفعلية.

كيفية اختيار محفز ASC المناسب لتطبيقات الديزل عالية الحرارة

قبل تأكيد محلول ASC ، يوصى بتزويد مزود المحفز بالمعايير الرئيسية التالية:

• نوع المحرك والسعة

• سيناريو تطبيق محدد

• النطاق الطبيعي لدرجة حرارة غاز العادم

• نطاق درجة حرارة منفذ SCR؛

• الحرارة القصوى المحتملة لمخارج الغازات

• درجة حرارة تجديد DPF وتردد تجديدها.

• نطاق تدفق غاز العادم

• تركيز NH3 في منفذ SCR أو الحد الأقصى المستهدف لانتقال الأمونيا.

• مساحة التثبيت المتاحة

• الضغط العكسي المسموح به للنظام.

• أبعاد قشرة العسل ومتطلبات كثافة الخلايا.

• ما إذا كانت هناك ظروف تشغيل خاصة مثل التعرض للكبريت.

هذه المعلومات يمكن أن تساعد المورد على تحديد مزيد من طلاء المحفز، وهيكل قشرة العسل، والأبعاد، ونظام المواد المطلوبة لـ ASC.

بالنسبة للمشاريع ذات الاختلافات الكبيرة في ظروف التشغيل عالية درجة الحرارة، إمكانات التخصيص مثل طبقة المحفز المخصصة، أبعاد المحفز المخصصة،ويمكن استخدام كثافة الخلية المخصصة لتحقيق مطابقة على مستوى النظام وفقًا لمنصة الديزل المحددة.

الاستنتاج: لا ينبغي أن يستند اختيار ASC عالي الحرارة فقط إلى أقصى درجة حرارة مقاومة

إن إيقاف تشغيل المحفز عند درجة حرارة عالية هو أحد المخاطر التي يجب مراعاتها في تصميم نظام إعادة معالجة الديزل،ولكن لا ينبغي خيار ASC أن يقتصر ببساطة على اختيار محفز بمقاومة درجة حرارة أعلى.

ما يحتاج إلى تقييم هو ما إذا كان محفز ASC يمكن أن يحقق التوازن المناسب بين مواد المحفز، نظام الطلاء، وكفاءة تحويل الأمونيا، انتقائية النيتروجين،هيكل عسل، والضغط العكسي للنظام داخل نافذة درجة الحرارة الفعلية لمنصة الديزل المستهدفة.

بالنسبة لسيارات الديزل الثقيلة، وآلات البناء، ومنصات محركات الديزل على الطرق الوعرة، فإن المعايير مثل درجة حرارة التشغيل المستمرة، المقاومة الحرارية القصوى،كفاءة تحويل الأمونيايجب تقييم انتقاء النيتروجين وكثافة الخلايا وسماكة الجدار وفقًا لظروف التشغيل الفعلية.

لذلك قبل اختيار حل ASC Catalyst ، يجب على شركات OEM ومشتري محفز ASC ومتكاملي أنظمة المعالجة اللاحقة أولا التأكد من ملف درجة حرارة المحرك الفعلي ،ظروف تجديد DPF، و ظروف تشغيل منفذ SCR.