壁流式蜂窝陶瓷在高温除尘技术中的应用

蜂窝陶瓷蜂窝陶瓷是一种多孔性的工业用陶瓷，其内部是许多贯通的蜂窝形状的平行通道，这些蜂窝体单元由格子状的簿的间壁分割而成。

其材质目前主要有堇青石2MgO.2AL2O3.5SiO2)，钛酸铝（AL2TiO5），莫来石（3AL2O3.2SiO2)，刚玉（AL2O3）及复合型等，与一般陶瓷相比，具有低热膨胀性、耐热冲击、比表面积大、耐腐蚀等特性。

孔密度最高可达800孔/平方英寸。

汽车行业使用堇青石蜂窝陶瓷作载体，由于其比表面积大，可以负载足够的贵金属等催化活性组分，从而组成汽油、柴油汽车、载重运输车的尾气净化装置，使通过的汽车废气一氧化碳（CO)、碳氢化合物（HC），氮氧化合物（NOX）得以净化后排出。

火力发电厂燃煤锅炉的烟气去除NOX净化系统，国外的大量垃圾焚烧有害气体净化系统、化学工业和采矿业的有毒气体净化处理也普遍使用蜂窝陶瓷作为载体。

冶金行业蓄热式燃烧器目前正大力推广使用蜂窝陶瓷作为蓄热体，利用其表面积大、热阻小、导热性能好、耐热冲击，实现真正意义上的频繁快速蓄热换热、降低污染气体排放的目的。

另外，在特种钢材金属液的过滤等方面也有很大的使用价值。

化学工业和石油工业传质和分离工程领域使用蜂窝陶瓷规整填料，比目前该行业普遍使用的波纹填料在改善流体均匀分布，提高分离效率及解决放大效应，降低填料层阻力及持液量以提高生产效率等方面更为有效。

燃气灶具等采用较簿的蜂窝陶瓷片覆盖火口上方，能使热量均衡分布，提高节能效果。

高铝陶瓷过滤片高铝质蜂窝陶瓷载体即高铝陶瓷过滤片是为适应欧、美、英等发达国家石油化工脱硫催化剂用的需求而开发的。

使用这种新型载体浸渍催化剂后，可以提高脱硫效率，促使气硫分布均匀而降低气阻等效果。

使用高温煅烧成的大颗粒坚硬团聚状氧化铝作为载体的主体原料，载体中氧化铝含量达90%以上，并使用螺旋式搅拌磨和闭环粉磨工艺加工，使a-Al2O3颗粒呈球状，且粒度分布集中，很好地满足了高气孔率和优势孔径孔隙分布集中的要求，提出了微孔陶瓷载体显微结构目标模型，解决了无机材料高气孔率和高机械强度不可兼得的难题。

２００６年第１３卷第６期化工生产与技术ＣｈｅｍｉｃａｌＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ!!!!!!"!"!!!!!!"!"来稿摘登目前，我国电力工业主要以火力发电为主，但其中的烟气净化主要是从环保方面考虑，要求不高，致使大量的热能和有用资源白白浪费掉。

整体煤气化和加压流化床２种联合循环发电技术是２１世纪最先进的节能、高效洁净煤技术，该项技术的应用可以促进我国资源、经济与环境的协调，实现其可持续发展。

洁净煤技术的关键是要将煤（烟道）气在高温下直接实现气固净化分离，这样既可以充分利用高温煤（烟道）气的显热和潜热来提高发电热效率，降低成本，又能满足环保要求。

要除去高温煤（烟道）气中的尘粒，必须要求所选陶瓷材料能承受高温（５００～９００℃）、高压（１．０～３．０ＭＰａ）以及脉冲反吹时因温度差突变而引起的热应力变化。

因此，如何选择一种具有优异性能的高温陶瓷过滤材料尤为重要。

１国内外发展现状高温气体除尘技术的开发研究始于上世纪７０年代，美国能源部开展了以无机膜过滤介质为主的高温气体过滤除尘技术的开发，德、日、英等发达国家也都开展了类似的研究工作。

其主要目标是实现被称之为跨世纪新技术的煤的洁净燃烧联合循环发电工艺技术（ＩＧＣＣ，ＰＦＢＣ）的商业化。

上世纪９０年代中期，高温气体过滤除尘技术取得了很大的进展。

首先是一批先进的高性能无机膜过滤材料的开发为高温气体过滤除尘技术的工业化应用奠定了基础；其次，高温除尘工艺技术的提高，如系统高温密封和过滤元件自保护密封技术，过滤元件再生技术，气体在线检测技术以及系统自动控制技术等等，也都大大推动了高温气体过滤除尘技术的工业化应用。

在无机膜高温气体除尘工艺方面，开发了纤维袋式、织状等柔性无机膜过滤器和试管式、交叉流式、蜂房式等刚性无机膜过滤器。

美国西屋公司生产的由氧化铝、氧化硼和氧化硅构成的ＡＢ３１２织状柔性无机膜过滤器，除尘效率达９９％以上［１］。

高等教育自学考试毕业设计（论文）任务书一、题目：柴油机微粒排放净化技术与发展趋势二、本环节自： 2011年 4 月19日起至 2011年 5月 1 日三、进行地点：郑州交通职业学院四、内容要求：柴油机微粒排放净化技术及未来发展方向指导老师：薛川职称：批准日期：年月日高等教育自学考试毕业设计（论文）说明书汽车检测与维修（独立本科段）市地：郑州准考证号：010*********姓名：姜光辉指导教师：薛川河南科技大学高等教育自学考试办公室柴油机微粒排放净化技术与发展趋势摘要随着时代的发展人们越来越关注环境的保护，而柴油机的废气排放物对大气的污染物大。

柴油机排放的废气中包含有气态、液态及固态的污染物，其中最主要的是CO、HC、N Ox以及固体微粒(PM)。

所谓微粒是：极细小的颗粒,包括肉眼看不到的分子、原子、离子等以及它们的组合。

柴油机的CO和HC 排放量较少，主要排放的污染物是N Ox和PM。

所以关于柴油机微粒的净化技术至关重要。

柴油机微粒捕集器（DPF）是最有效的柴油机排放控制装置，可去除全部基础碳烟微粒（超过99%的微粒）与大部分有机碳。

已成为大部分柴油机用户清洁的首选。

关键词：柴油机微粒，捕集器，发展趋势AbstractWith the development of the times there is growing concern about environmental protection, and diesel engine exhaust gas emissions of atmospheric pollutants. Exhaust gas of diesel engine emissions of pollutants contained in gaseous, liquid and solid state, one of the most important is CO, HC, n Ox and solid particles (PM). The so-called particle is: tiny particles, including is not visible to the naked eye of molecules, atoms, ions and their combinations. Less CO and HC emissions from diesel engines, emissions of pollutants are mainly n Ox and PM. On purification of diesel exhaust particulate technology is critical. Diesel particulate filter (DPF) is the most efficient diesel engine emission control devices, soot particles to remove all the base (more than 99% of particles) and most of the organic carbon. Has become the first choice for most of the users of diesel engine clean.KEY WORDS: Diesel engine particle, catch the collecting device, development trend development目录前言 (1)第一章§柴油机微粒 (3)§1.1柴油机微粒排放机内净化技术 (3)§1.2涡轮增压技术 (3)§1.3对微粒排放的影响 (4)§1.4采用新的燃烧方式 (4)§2.柴油机微粒排放机外净化技术 (4)§2.1捕集器 (4)§2.2捕集器的再生系统 (5)§2.3机外净化技术的发展趋势 (5)第二章§柴油机微粒排放净化技术的研究意义 (7)第三章§柴油机微粒排放净化技术的发展趋势 (8)§1.1加装氧化催化转化器 (8)§1.2采用微粒捕集器 (8)§1.3静电式微粒收集器 (9)§1.4电压捕集技术 (9)§1.5脉冲电晕等离子体化学处理技术 (10)§1.6静电旋风技术 (10)结论 (11)参考文献 (12)致谢 (13)前言随着社会的快速发展，汽车行业在短短几十年之间得到了迅猛的发展。

铁铬铝纤维毡的制备条件及应用前景1、前言：在现代工业生产中，耐高温多孔材料的需求日益迫切，比如气体燃烧加热领域和高温气体净化除尘领域。

我公司自2012年开始，引进欧洲先进的真空烧结设备，成功开发出铁铬铝耐高温烧结毡系列产品，厚度从0.3mm-5mm,已广泛应用于汽车驻车加热、工业燃烧器、工程车辆、汽车尾气处理、锅炉改造、燃气空调、玻璃退火、食品烘培、烤炉、取暖器、涂装纸业、干燥行业、高温烟气处理等一系列工业领域。

铁铬铝合金是一种重要的电热合金，由于成分中存在大量的Cr、Al,在高温时，合金表面会形成致密的氧化膜，延长合金材料的使用寿命。

AL含量高还可以提高电阻率，高电阻率可以有效的将电能转化为热能，节省电热材料。

同时铁铬铝合金材料的价格比镍合金系电热合金、不锈钢系合金材料便宜30%左右。

因此铁铬铝合金材料的这种优良的高温抗氧化性能（最高可达到1400℃）和高电阻率（最高可达到1.6）以及便宜的价格为其大量使用提供了条件。

将铁铬铝合金材料制备成微米级的金属纤维极其制品，可以广泛应用到高温气体过滤及燃烧器和燃气密封等方面。

3、铁铬铝耐高温烧结毡的性能：铬铝纤维烧结毡是一种使用寿命长，环保节能，耐高温、抗变形、不积碳、韧性好、可折叠、孔径分布均匀的金属纤维多孔材料。

具有非常高的孔隙率和纳污能力。

铁铬铝除尘滤筒滤材由铁铬铝纤维经开松机开松后，经特殊工艺制作成棉层，再经真空烧结炉烧结而成。

由于其本身为深层迷宫式结构，过滤效果极佳。

铁铬铝纤维烧结毡作为过滤净化材料广泛应用于化工及欧四标准的柴油汽车尾气排放装置。

Fe-Cr-Ai合金多孔体位三维结网状结构。

孔径为0.1mm左右，孔隙率为85%，是用作整体型催化剂载体材料的最佳选择。

特性及特点：1）耐高温1000度，瞬时最高14002）抗氧化，耐腐蚀，使用寿命长：相比不锈钢等金属材料，在高温环境中抗氧化能力优异常用不锈钢铁铬铝生成Cr 2O 3等氧化膜向外扩散增厚 生成Al 2O 3，结构致密氧化膜分层脱落氧化膜与基体结合良好，有优良抗氧化性 高温热脆性，碳析出脆性，晶间腐蚀 高温强度较低，塑性增大 最高温度1200℃最高温度1400℃3）抗冷热冲击能力强，热惰性极 4）不吸水5）燃烧完全辐射 6）可加工成多种形状4、铁铬铝耐高温烧结毡制备流程：铁铬铝的制备工艺流程与一般纤维毡的制备工艺大体相同。

721　重型柴油车的国六排放标准随着国家“蓝天保卫战”的实施，环保升级“迫在眉睫”，柴油车排放标准升级如同箭在弦上。

2018年7月3日，生态环境部刊发“关于发布国家污染物排放标准《重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》（GB 17691—2018）的公告”（以下简称“新国标”），宣布自2021年7月1日起，所有生产、进口、销售和注册登记的重型柴油车应符合本标准要求。

之后，北京、天津、河北、山东、河南、广东等6省市相继宣布将于2019年7月1日提前实施国六排放标准。

对于重型车而言，无论是压燃式还是气体点燃式柴油机，要想满足史上最严苛的国六排放标准，都必须在发动机后处理上进行大规模的技术升级。

新国标中的发动机标准循环排放限值见表1所列。

柴油机稳态工况（ESC/WHSC ）下国三到国六排放标准中最主要污染物NO x 与PM 限值的主要变化是：氮氧化物（NO x ）和颗粒物（PM ）排放限值和国五相比分别提高了77%和67%，增加了粒子数量（PN ）排放限值要求；变更了污染物排放测试循环，发动机测试工况从欧洲稳态循环（ESC ）和欧洲瞬态循环（ETC ）改为更具有代表性的世界统一稳态循环（WHSC ）和世界统一瞬态循环（WHTC ）。

2　柴油机排放后处理系统的含义及发展新国标中对柴油机排放后处理系统的定义为：催化器（氧化型催化器、三元催化转换器及任何气体催化器）、颗粒捕集器，除氮氧系统、组合式降氮氧系统的颗粒捕集器，以及其他各种安装在发动机下游的削减污染物的装置。

通常为了降低重型柴油车气态污染物和颗粒污染物的排放，一般会采用以下两种方式：一是利用发动机机内净化从根源上减少污染物的产生；二是通过增加后处理系统尽可能地将产生的污染物通过化学反应消除掉。

对采用清洁高效的缸内燃烧控制技术，减少发动机的原始污染物排放是发动机开发工作中最重要、最基本的工作。

利用发动机机内净化可以有效控制颗粒物的排放，能满足国三排放法规。

蜂窝陶瓷可行性研究报告一、引言陶瓷材料在工业领域中具有重要的应用价值，其中蜂窝陶瓷作为一种新型的陶瓷材料，其独特的蜂窝状结构和优异的性能受到了广泛关注。

本文旨在对蜂窝陶瓷的可行性进行深入研究，探讨其在各种领域中的应用前景和发展潜力。

二、蜂窝陶瓷的概念及特点蜂窝陶瓷是一种多孔材料，其结构类似于蜂窝，由许多小孔隔开，因此具有较大的比表面积和高度的孔隙率。

蜂窝陶瓷通常由氧化铝、氧化硅等材料制成，具有高温耐久性、耐腐蚀性、导热性能优异等特点，可广泛应用于汽车、电池、催化剂等领域。

三、蜂窝陶瓷的制备方法目前，蜂窝陶瓷的制备方法主要包括模具浸渗法、泡沫法、沉积法等。

其中，模具浸渗法是一种较为成熟的制备方法，通过将陶瓷浆料浸渗到模具中，然后进行烧结得到具有蜂窝结构的陶瓷产品。

泡沫法则是利用聚合物泡沫材料作为模板，在其表面涂覆陶瓷浆料，然后进行烧结，最终得到蜂窝陶瓷产品。

沉积法则是通过溶胶凝胶技术，利用溶胶在泡沫模板上定向生长，然后烧结得到蜂窝陶瓷。

四、蜂窝陶瓷的应用领域1. 汽车领域：蜂窝陶瓷可作为汽车尾气净化器的载体材料，其高表面积和孔隙率能够有效提高催化剂的分布和利用率，从而降低汽车尾气排放物的含量。

2. 电池领域：蜂窝陶瓷可用作电池隔膜的材料，其高温耐久性和导热性能能够有效提高电池的循环寿命和安全性能。

3. 石油化工领域：蜂窝陶瓷可用作催化剂载体材料，其高表面积和孔隙率能够提高催化剂的活性和选择性，从而提高催化剂的性能。

5. 生物医药领域：蜂窝陶瓷可用作人工骨头的材料，其高孔隙率和生物相容性能能够促进骨头的生长和修复。

六、蜂窝陶瓷的发展前景及挑战1. 发展前景：蜂窝陶瓷具有广阔的应用前景，在汽车、电池、催化剂等领域中有着巨大的市场需求，其可持续发展性和功能性能优异，将会成为未来陶瓷材料的发展方向。

2. 挑战：蜂窝陶瓷制备技术目前仍存在着一定的技术难点，如蜂窝结构的调控、浆料的均匀性和稳定性等问题，需要进一步加强研究和改进制备工艺。

中国重型柴油车后处理技术研究进展单文坡; 余运波; 张燕; 贺泓【期刊名称】《《环境科学研究》》【年(卷),期】2019(032)010【总页数】6页(P1672-1677)【关键词】柴油车; 后处理; 排放控制; 氮氧化物净化; 颗粒物净化【作者】单文坡; 余运波; 张燕; 贺泓【作者单位】中国科学院城市环境研究所中国科学院区域大气环境研究卓越创新中心福建厦门361021; 中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京 100085【正文语种】中文【中图分类】X511机动车尾气排放是我国大气污染的重要来源，也是造成灰霾和光化学烟雾的重要原因，我国机动车污染防治的重要性和紧迫性日益凸显，而柴油车(尤其是重型柴油货车)尾气污染控制更是亟待解决的问题[1-3]. 根据生态环境部发布的《2019年中国移动源环境管理年报》，仅占我国汽车保有量9.1%的柴油车所排放的NOx(氮氧化物)和PM(颗粒物)分别占汽车排放总量的71.2%和99%以上，其中，重型柴油货车虽然仅占汽车保有量的3.0%，但其NOx和PM排放量却分别占汽车排放总量的49.3%和66.3%，亟须重点控制.柴油车污染控制的主要途径包括燃油和润滑油品质改进、机内净化技术和后处理技术[4]. 我国自2015年全面实施柴油车国Ⅳ标准以来，后处理技术已经成为柴油车尾气污染控制的必备技术. 随着我国柴油车排放标准的不断升级，对各种后处理技术的性能、后处理技术的耦合，以及后处理与整车的系统集成提出了更高的要求，尤其是即将于2020年全面实施的国Ⅵ标准，为我国柴油车污染控制技术带来巨大挑战. 除了柴油车新车污染控制外，由于我国在用柴油车污染问题突出，也需要有针对性地进行污染管控.柴油车的主要污染物为NOx、PM、CO和HC(碳氢化合物). 与汽油车相比，柴油车采用稀燃方式，氧气过量，排气中的CO和HC含量远低于汽油车，因此NOx 和PM是主要污染物[5]. 目前，针对柴油车尾气污染控制发展出的主要后处理技术包括用于控制CO和HC排放的柴油机氧化催化剂(DOC)、用于控制PM排放的柴油颗粒捕集器(DPF)、用于控制NOx排放的选择性催化还原技术(SCR)[6-10]. 该文将针对我国重型柴油车后处理技术的主要研究进展进行综述与展望.1 主要柴油车后处理技术1.1 DOCDOC通常以陶瓷蜂窝为基础负载催化剂，为通流式催化转化器. 催化剂的活性组分一般采用贵金属铂(Pt)或钯(Pb). DOC通常安装在柴油车后处理系统的最前端，利用贵金属组分的催化氧化作用，有效去除尾气中的CO、HC等还原性气态污染物，以及PM中的可溶性有机物(SOF); 同时，DOC还可以将尾气中的NO部分氧化为NO2，为后续的DPF再生和SCR反应提供促进作用[4].目前关于DOC的相关研究，除了关注对CO、HC、SOF的低温起燃能力和对NO 的氧化能力等催化剂活性外，催化剂的热稳定性和抗硫中毒能力也非常重要[6,10]. 贵金属组分在高温条件下容易发生烧结，造成活性位点损失、性能降低，其失活过程是不可逆的. 燃油中含硫量过高，会导致DOC发生硫中毒，并且由于DOC的催化氧化作用，造成尾气中硫酸盐成分增加，导致PM排放升高.1.2 DPFDPF是当前降低柴油车PM排放最为有效的技术. 目前，最常用的是壁流式陶瓷蜂窝捕集器，利用相邻捕集器孔道前后交替封堵，使尾气从壁面穿过，从而实现PM 的截留捕集. DPF的相关研究主要集中在过滤材料和过滤体再生两项关键技术上. 目前，市场上常用的DPF主要以堇青石、碳化硅和钛酸铝为过滤体材料，根据各种材料的特性而应用于不同环境. 为了达到背压与捕集效率的平衡，DPF载体的设计开发非常重要，非对称结构和高孔隙率是重要研究内容.DPF的再生方式主要包括主动再生和被动再生：主动再生采用喷油助燃等方式提供能量，使DPF内部温度达到PM氧化燃烧所需的温度而实现再生；被动再生利用在过滤体表面涂覆催化剂来降低PM燃烧温度，并借助DOC将NO氧化为NO2，通过NO2氧化所捕集的PM提高燃烧效率. 利用催化剂涂层来实现被动再生的DPF也被称为CDPF，其催化剂的开发是重要研究热点[11-15]. 为了使柴油车在所有工况下都可实现DPF的可靠再生，通常需要将主动再生和被动再生结合使用.1.3 SCRSCR是在催化剂的作用下利用还原剂选择性地将NOx还原为N2，从而有效去除NOx. SCR技术根据还原剂的不同，又可分为氨选择性催化还原NOx(NH3-SCR)和碳氢化合物选择性催化还原NOx(HC-SCR)[16-18].自20世纪70年代开始，NH3-SCR技术已经广泛应用于固定源烟气脱硝，并随着排放法规的升级而被引入柴油车尾气NOx控制[5,19]. 由于在柴油车上配备氨水或液氨储罐存在较大的危险性，且对存储设备具有腐蚀性，因而在实际应用中通常使用尿素溶液作为NH3的储存剂，也称作Urea-SCR[20]. 催化剂是NH3-SCR技术的核心，V2O5-WO3/TiO2催化剂在固定源烟气脱硝领域应用多年，并成为第一代柴油车SCR催化剂[21]，但钒基氧化物催化剂存在具有生物毒性、高温稳定性差、操作温度窗口较窄等问题. 为了替代钒基催化剂在柴油车上的应用，研究者开发了Fe基氧化物和Ce基氧化物等非钒金属氧化物催化剂，以及Fe基和Cu基分子筛催化剂[22-27]. 近年来，具有CHA结构的Cu-SSZ-13和Cu-SAPO-34等Cu基小孔分子筛，由于同时具有优异的NH3-SCR催化活性和水热稳定性而受到广泛关注，成为柴油车尾气NOx催化净化的首选[28-31]. 为了保障NOx转化效率，过量的尿素喷射会导致NH3滑失，因此，通常在SCR催化剂后面使用NH3氧化催化剂(AOC)来降低NH3的泄露[10,32].与NH3-SCR相比，HC-SCR可以利用柴油或柴油催化分解/裂解的碳氢化合物为还原剂，无需另行添加还原剂尿素，从而可以大幅度简化SCR后处理系统[18,25,33]. 但目前由于该技术在催化活性和稳定性等方面还存在问题，尚未得到实际应用.2 国Ⅳ和国Ⅴ柴油车后处理技术我国柴油车污染控制标准主要参考了欧洲的相关标准，于2015年全面实施柴油车国Ⅳ标准，自此柴油车需要使用后处理系统进行排放控制，以实现达标排放. 柴油车尾气的两大特征污染物——NOx和PM的形成及浓度存在此升彼降(trade-off)的关系，即努力减少其一却会增加另一种污染物，因此，国Ⅳ柴油车排放控制主要存在两条不同的技术路线，即颗粒物捕集(DPF)技术路线和选择性催化还原(SCR)技术路线. DPF技术路线以机内调整降低柴油车NOx排放，以DPF降低PM排放，主要用于轻型柴油车污染控制；SCR技术路线采用机内调整措施降低PM排放，以SCR技术降低NOx排放，主要用于重型柴油车污染控制. 国Ⅴ阶段虽然排放标准值有所加严，但通过技术升级，我国柴油车污染控制基本上沿用了国Ⅳ阶段的技术路线. 自国Ⅳ阶段开始，SCR技术在我国重型柴油车上实现了批量应用.我国柴油车SCR蜂窝陶瓷载体研究起步较晚，尤其是基于国产原材料的大尺寸载体研发处于空白，使得国外厂家的大尺寸载体占据国内几乎95%的市场，且技术垄断. 科技部“十二五”及“863”计划柴油车团队(现为“十三五”重点研发计划柴油车团队，以下简称“柴油车团队”)在我国首次成功开发了基于国产原材料的大尺寸蜂窝陶瓷载体关键设备与工艺，并设计建造了年产600万升大尺寸载体生产线，实现了国产化.钒基SCR催化剂，因其优异的抗硫中毒能力和低廉的价格，而成为我国国Ⅳ和国Ⅴ阶段重型柴油车尾气NOx排放控制的首选. 传统的固定源烟气脱硝催化剂存在操作温度窗口较窄、高温稳定性较差等问题，需要进行性能改进后才可应用于柴油车尾气净化. 柴油车团队借助量子化学计算方法，从原子水平阐明了钒基SCR催化剂去除NOx的微观基元反应过程，明确了聚合态下钒物种间的耦合作用，缩短了活性位再生的反应路径，并显著降低了决速步能垒. 在理论指导下，成功设计合成出低聚态氧化钒活性中心结构，实现了在低钒负载量下低温SCR活性的显著提升[34]；此外，通过改变催化剂组分的耦合方式，显著提升了其高温稳定性，从而确定了V2O5-WO3TiO2催化剂的最优配方. 在此基础上，通过大量试验研究确定了国产大载体的涂覆成型技术，结合催化剂生产中试研究，最终建立了催化剂工业化生产线[35]. 该产品性能满足我国国Ⅳ和国Ⅴ重型柴油车排放标准，批量供应国内市场和出口车型装配. 此外，柴油车团队研究成果还在其他后处理企业得到推广应用，后处理产品辐射应用于国内主要整车厂.3 国Ⅵ柴油车后处理技术与国Ⅴ标准相比，即将于2020年全面实施的柴油车国Ⅵ标准对NOx和PM排放限值均大幅加严，同时增加了PN限值，对低温工况与整车排放、生产一致性和整车有效寿命提出了明确要求. 国Ⅵ排放限值与现行的欧Ⅵ标准相同，但增加了OBD 永久故障代码、超OBD限值限扭、整车排放、OBD远程监控、排放质保期等要求，这必然对柴油车污染物排放控制带来巨大挑战，因此，需要将不同后处理技术进行耦合，以应对严苛的排放要求.满足国Ⅵ标准的柴油车排放控制的首选技术路线为以燃烧优化等机内净化技术控制原机排放，采用DOC+DPF+SCR+AOC后处理组合技术削减排气中的PM(PN)、NOx等主要污染物(见图1). 在这一组合技术中，DPF再生引发的高温对后置SCR 的水热稳定性提出了更高要求，具有八员环CHA结构的Cu-SSZ-13 分子筛表现出非常优异的NH3-SCR活性和水热稳定性，已实际应用于满足欧Ⅵ标准和US EPA 2010标准的柴油车尾气净化，是我国国Ⅵ阶段的首选SCR催化剂[36-39].柴油车团队通过设计新型模板剂、创新合成方法(一步水热法、固相法等)，实现了具有自主知识产权的Cu-SSZ-13等小孔分子筛NH3-SCR催化材料的快速合成，大幅降低了合成成本，并且开展了催化剂放大生产[40-43]. 在国Ⅵ DPF研究方面，柴油车团队研制了非对称结构DPF成型模具；通过对原料与配方优化促进晶体在片状滑石上定向生长，显著降低了堇青石DPF热膨胀系数；通过复合使用不同形貌的造孔材料增加微孔的连通性，采用粒度分布窄的原材料和造孔材料，制备出窄孔径分布的DPF产品，可以满足低压降、高PN捕集效率的要求.图1 国Ⅵ柴油车后处理系统Fig.1 Aftertreatment system for diesel engine emission control in Chinese Ⅵ要实现国产柴油车国Ⅵ后处理系统全系统匹配应用，需要与发动机的控制系统(ECU)联接并通讯. 目前，柴油发动机的ECU主要被国外公司技术垄断，不开放发动机ECU的通讯逻辑和联接端口. 这一现状阻碍了国产柴油车后处理技术的应用，不利于我国柴油车后处理市场的发展，因此，我国应尽快启动“清洁柴油机”计划，突破柴油发动机及其后处理系统核心控制技术与耦合匹配等短板.4 在用柴油车污染治理技术由于我国柴油车国Ⅳ标准的实施经历了多次推迟，造成没有后处理装置的国Ⅲ柴油车数量巨大，污染物排放占比非常高. 我国国Ⅳ和国Ⅴ重型柴油车虽然安装了SCR后处理系统，但因系统失效、人为屏蔽等问题，导致部分车辆超标排放严重. 在SCR系统失效的情况下，国Ⅴ重型柴油车NOx的排放量可达正常排放量的6～7倍. 由于我国在用柴油车污染问题突出，非常需要有针对性地进行污染管控[3]. 2018年《政府工作报告》明确指出，要“开展柴油货车超标排放专项治理”；在2019年国务院印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》通知中明确指出，要“推进老旧柴油车深度治理，具备条件的安装污染控制装置、配备实时排放监控终端，并与生态环境部等有关部门联网，协同控制颗粒物和氮氧化物排放”；而2019年《柴油货车污染治理攻坚战行动计划》更是给出了在用柴油车污染治理的具体行动方案.从技术层面看，在用柴油车污染治理主要涉及两个方面的内容：①开发高效的在用柴油车污染控制技术，实现柴油车主要污染物NOx、PM的高效减排；②开发在用柴油车排放在线监管技术，以此有效甄别系统失效、人为篡改、卸除后处理系统等现象及违法行为. 前者是在用柴油车减排的必要条件，后者为减排实施的有力保障.发达国家由于柴油车尾气治理技术研究与应用起步较早，针对老旧柴油车的后处理改造工作也开展得较早[44-47]. 近几年，我国北京市、上海市、南京市等城市也相继开展了在用车后处理改造升级，目前改造工作主要针对国Ⅲ柴油车污染物中的PM，以较为简单易行的DPF技术路线进行改造; 而在用柴油车的双降技术，以及关键的实时在线智能监管技术却成为在用车排放治理改造的短板，亟待推进规模化应用.5 结论与展望a) 我国国Ⅲ及以前柴油车没有安装排放后处理装置，国Ⅳ和国Ⅴ柴油车排放控制主要存在两条不同的技术路线：DPF技术路线主要用于轻型柴油车污染控制；SCR技术路线主要用于重型柴油车污染控制. 自国Ⅳ阶段开始，SCR技术在我国重型柴油车上实现了批量应用.b) 国Ⅵ标准对柴油车的污染排放控制带来了巨大挑战，需要将后处理技术进行耦合，首选采用DOC+DPF+SCR+AOC组合技术削减排气中的PM(PN)、NOx等主要污染物，对各项后处理技术都提出了更为苛刻的要求.c) 除柴油车新车外，我国在用柴油车也需要有针对性地开展污染治理，主要涉及两方面技术内容：①开发高效的在用柴油车污染控制技术，实现柴油车主要污染物NOx、PM的高效减排；②开发在用柴油车排放在线监管技术，有效甄别系统失效、人为篡改、卸除后处理系统等现象及违法行为.d) 满足国Ⅵ及更高排放标准，需要发动机与后处理系统控制技术交叉融合，实现低温下NOx净化效率提升与DPF安全可靠再生. 因此，我国应尽快启动“清洁柴油机”计划，突破柴油发动机及其后处理系统核心控制技术及耦合匹配等短板.参考文献（References）：【相关文献】[1] WU Y,ZHANG S,LI M,et al.The challenge to NOx emission control for heavy-duty diesel vehicles in China[J].Atmospheric Chemistry and Physics,2012,12(19):9365-9379.[2] ZHENG B,TONG D,LI M,et al.Trends in China′s anthropogenic emissions since 2010 as the consequence of clean air actions[J].Atmospheric Chemistry andPhysics,2018,18(19):14095-14111.[3] WU Y,ZHANG S,HAO J,et al.On-road vehicle emissions and their control in China:a review and outlook[J].Science of the Total Environment,2017,574:332-349.[4] 贺泓,翁端,资新运.柴油车尾气排放污染控制技术综述[J].环境科学,2007,28(6):1169-1177.HE Hong,WENG Duan,ZI Xinyun.Diesel emission control technologies:areview[J].Environmental Science,2007,28(6):1169-1177.[5] GRANGER P,PARVULESCU V I.Catalytic NOx abatement systems for mobilesources:from three-way to lean burn after-treatment technologies[J].Chemical Reviews,2011,111(5):3155-3207.[6] DHAL G C,DEY S,MOHAN D,et al.Simultaneous abatement of diesel soot and NOx emissions by effective catalysts at low temperature:an overview[J].Catalysis Reviews：Science and Engineering,2018,60(3):437-496.[7] GUAN B,ZHAN R,LIN H,et al.Review of the state-of-the-art of exhaust particulate filter technology in internal combustion engines[J].Journal of Environmental Management,2015,154:225-258.[8] LEE J,THEIS J R,KYRIAKIDOU E A.Vehicle emissions trappingmaterials:successes,challenges,and the path forward[J].Applied CatalysisB:Environmental,2019,243:397-414.[9] MOHANKUMAR S,SENTHILKUMAR P.Particulate matter formation and its control methodologies for diesel engine:a comprehensive review[J].Renewable & Sustainable Energy Reviews,2017,80:1227-1238.[10] WALKER A.Future challenges and incoming solutions in emission control for heavy duty diesel vehicles[J].Topics in Catalysis,2016,59(89):695-707.[11] CHENG Y,SONG W Y,LIU J,et al.Simultaneous NOx and particulate matter removal from diesel exhaust by hierarchical Fe-doped Ce-Zr oxide[J].ACS Catalysis,2017,7(6):3883-3892.[12] WEI Y,LIU J,ZHAO Z,et al.Highly active catalysts of gold nanoparticles supported on three-dimensionally ordered macroporous LaFeO3 for soot oxidation[J].Angewandte Chemie-International Edition,2011,50(10):2326-2329.[13] WU Q,XIONG J,ZHANG Y,et al.Interaction-induced self-assembly of Au@La2O3 core-shell nanoparticles on La2O2CO3 nanorods with enhanced catalytic activity and stability for soot oxidation[J].ACS Catalysis,2019,9(4):3700-3715.[14] LIU T,LI Q,XIN Y,et al.Quasi free K cations confined in hollandite-type tunnels for catalytic solid (catalyst)-solid (reactant) oxidation reactions[J].Applied CatalysisB:Environmental,2018,232:108-116.[15] WANG X,JIN B,FENG R,et al.A robust core-shell silver soot oxidation catalyst driven by Co3O4:effect of tandem oxygen delivery and Co3O4-CeO2 synergy[J].Applied Catalysis B:Environmental,2019,250:132-142.[16] 贺泓,李俊华,上官文峰,等.环境催化：原理及应用[M].北京:科学出版社,2008.[17] 单文坡,刘福东,贺泓.柴油车尾气中氮氧化物的催化净化[J].科学通报,2014,59(26):2540-2549. 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1引言蜂窝陶瓷是一种多孔性的工业用陶瓷,其内部构造是许多贯通的平行通道,这些蜂窝体单元由不同形状的格子状的薄的间壁分割而成[1]。

与一般的实心块状陶瓷相比,蜂窝陶瓷具有比表面积大、质轻、热膨胀系数低、比热容大、导热性能好、抗热震性好等优异特性[2]。

最早是由美国康宁公司(Corning)进行研制，用于机动车内燃机尾气处理，并在1975年进行小型汽车尾气净化试验获得成功。

在随后的几十年里，国内外对蜂窝陶瓷的研究及应用越来越广泛，成功应用于机动车、船舶以及非道路移动机械等的尾气处理用催化剂载体，臭氧抑制催化剂载体，化学工业的化学反应载体，冶金工业的热交换和金属液的过滤，石化行业、化学化工、制药业、纺织业、采矿业等行业的有毒气体净化处理，轻工业的喷涂以及建材工业的消声材料和窑炉的蓄热和隔热材料[3-6]。

2国内外蜂窝陶瓷的发展历程蜂窝陶瓷的诞生最早源于机动车尾气处理。

国外郝立苗,黄妃慧,王勇伟,牛思浔,程国园,邢延岭（山东奥福环保科技股份有限公司，德州253000）具有比表面积大、质轻、热膨胀系数低、比热容大、导热性能好、抗热震性好等优异特性，在工业及环保领域有着举足轻重的地位。

本文着重对蜂窝陶瓷研究现状进行归纳、总结、分析，对蜂窝陶瓷的发展历程、制备工艺进行了论述，并对蜂窝陶瓷在工业以及环保等领域的应用及发展趋势进行简单论述。

蜂窝陶瓷；制备；环保；应用国家重点研发计划资助(2018YFC1901500),(1991-),女,工程师,硕士研究生,主要从事蜂窝陶瓷研发与应用,。

E-mail :1391460188@ 。

发达国家的汽车行业起步早、发展迅速，对蜂窝陶瓷的研究也领先我国十几年的时间，特别是美国康宁公司率先在1972年进行低热膨胀系数堇青石蜂窝陶瓷车用载体的开发，并在1974年推出（孔密度cpsi/壁厚mil）200/12的蜂窝陶瓷载体，1976年推出300cpsi,1979年推出400cpsi的蜂窝陶瓷载体,成为当今世界上用于内燃机尾气处理最通用的蜂窝陶瓷载体[7]。

井下无轨胶轮车尾气净化技术研讨我国现在使用的无轨胶轮车大部分采用防爆柴油机作为动力源，但是由于井下环境的特殊性,造成柴油机各方面性能都相对恶化,特别是排放污染问题。

该问题已经成为煤矿防爆车辆设计一个重要环节，也是一个难点问题。

随着井下环保意识的不断加强，对防爆柴油机的排放污染物要求越来越严格，我国现行的MT990-2006《防爆柴油机技术条件》规定防爆柴油机在MT220规定的工况下，未经稀释的排气中，其有害气体成分的体积浓度不应超过CO:1000 ppm, NOx:800 ppm,而且有进一步提高标准要求的意向。

为了避免在用国二柴油机淘汰造成的浪费和现阶段电喷国三柴油机防爆化存在的问题（整机娇贵、稳定性差、维修困难、故障排除专业性强），研发了防爆柴油机用废气处理系统对国二标准排放的柴油机尾气进行后处理。

针对国家约定的尾气污染物进行点对点处理，通过尾气后处理的形式使得其排放最终达到国三标准，局部污染物指标甚至达到国五标准。

系统运用废气再循环技术（EGR）、柴油机尾气催化技术（DOC）和柴油机颗粒捕集器技术（DPF），其中EGR降低Nox，DOC降低HC、Co，DPF降低PM，三者各司其职，配合作业，效果非常理想。

井下胶轮车废气中排出的CO(一氧化碳)、NOx(氮氧化物)、PM(微粒，碳烟)等有害气体，是发动机在燃烧作功过程中产生，这些有害气体产生的原因各异，CO是燃油氧化不完全的中间产物，当氧气不充足时会产生CO，混合气浓度大及混合气不均匀都会使排气中的CO增加；NOx是燃料在燃烧过程中产生的一种物质；PM也是燃油燃烧时缺氧产生的一种物质，其中以柴油机最明显。

因为柴油机采用压燃方式，柴油在高温高压下裂解更容易产生大量肉眼看得见的碳烟。

为了抑制这些有害气体的产生，必须对尾气进行净化处理。

根据煤安监技装（2018)《国家煤矿安监局关于发布禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录（第四批）的通知》精神，自2018年12月28日起所有煤矿井下设备上使用的防爆柴油机均需采用排放标准达到国三及以上排放标准的防爆柴油机。