중장비 디젤 배출가스 제어 시스템에서 선택적 촉매 환원(SCR) 기술은 질소 산화물 배출을 줄이는 데 널리 사용됩니다. 그러나 실제 작동 조건에서 DEF 주입량, 배기 온도, SCR 촉매 효율 또는 시스템 제어 전략에 편차가 발생하면 반응에 완전히 참여하지 못한 암모니아가 SCR 시스템 하류로 통과하여 암모니아 슬립을 유발할 수 있습니다.

상용차 및 중장비 디젤 후처리 시스템에서 과도한 암모니아 슬립은 배기 가스에서 눈에 띄는 암모니아 냄새를 유발할 뿐만 아니라 DEF 주입량, SCR 반응 능력 및 하류 처리 간의 불일치를 나타낼 수도 있습니다. 따라서 SCR 시스템 하류에 암모니아 슬립 촉매(ASC)를 설치하는 것은 잔류 NH3를 제어하는 중요한 기술 솔루션 중 하나입니다.

중장비 디젤 차량에서 암모니아 슬립이 발생하는 이유는 무엇입니까?

SCR 시스템은 일반적으로 배기 스트림에 수성 요소 용액을 주입하여 분해되어 NH3를 생성하도록 하며, 이후 SCR 촉매는 NH3와 NOx 간의 반응을 촉진합니다.

이상적인 조건에서는 DEF 주입으로 생성된 NH3가 현재 NOx 전환 요구량과 합리적으로 일치해야 합니다. 그러나 실제 차량 작동 중에는 엔진 부하, 배기 흐름, 배기 온도 및 NOx 농도가 지속적으로 변합니다. 따라서 DEF 주입량 제어에만 의존해서는 암모니아 슬립을 완전히 피할 수 없습니다.

DEF 주입량이 NOx 요구량과 일치하지 않음

주입된 DEF 양이 현재 NOx 전환에 필요한 수준보다 많으면 과도한 NH3가 SCR 촉매에서 완전히 소비되지 않고 SCR 시스템 하류로 계속 이동할 수 있습니다.

이러한 조건은 급격한 부하 변화, 과도한 차량 작동 또는 배기 매개변수가 빠르게 변하는 작동 조건에서 더 많은 주의를 기울여야 합니다.

SCR 촉매 성능 변화

작동 시간이 증가함에 따라 촉매 코팅 노화, 열 부하 또는 황 중독과 같은 요인이 SCR 촉매의 실제 작동 조건에 영향을 미칠 수 있습니다.

DEF 주입 전략이 SCR 촉매의 실제 전환 능력에 따라 조정되지 않으면 공급되는 NH3 양이 SCR 시스템의 실제 NH3 소비 능력과 일치하지 않아 암모니아 슬립 위험이 증가할 수 있습니다.

배기 온도 변동이 촉매 반응에 영향을 미침

중장비 디젤 차량은 일반적으로 공회전, 저속 작동, 고부하 작동, 고속 주행 및 후처리 재생과 같은 다양한 조건에서 작동합니다. 따라서 배기 온도는 일정하지 않습니다.

배기 온도 변화는 요소 분해, NH3 생성 및 SCR 촉매 반응 과정에 영향을 미칩니다. 따라서 암모니아 슬립을 분석할 때는 단일 안정적인 온도 조건에만 초점을 맞추는 대신 전체 디젤 후처리 시스템의 실제 온도 조건을 고려해야 합니다.

ASC 촉매는 SCR 시스템 하류의 암모니아 슬립을 어떻게 제어합니까?

ASC 또는 암모니아 슬립 촉매는 일반적으로 SCR 촉매 하류에 설치되며 SCR 암모니아 슬립 촉매 또는 암모니아 슬립 산화 촉매라고도 합니다.

ASC의 주요 기능은 상류 SCR 시스템에서 완전히 소비되지 않은 잔류 NH3를 추가로 처리하는 것입니다.

SCR 출구에 일정량의 NH3가 남아 있으면 ASC 촉매 코팅은 잔류 암모니아의 추가 촉매 반응을 촉진하여 배기 가스와 함께 직접 배출되는 암모니아 슬립을 줄일 수 있습니다.

따라서 중장비 디젤 후처리 시스템에서 ASC는 SCR 촉매를 대체하기 위한 것이 아닙니다. 대신 SCR 시스템 하류의 보조 처리 장치 역할을 하며 SCR 촉매, DEF 주입 시스템, 센서 및 제어 전략과 함께 작동하여 완전한 배출 제어 체인을 형성합니다.

중장비 디젤 차량용 ASC 촉매를 선택할 때 고려해야 할 매개변수는 무엇입니까?

ASC 촉매 선택은 제품 직경, 길이 또는 외부 치수만을 기준으로 해서는 안 됩니다.

OEM 프로젝트, 상용차 플랫폼 및 디젤 후처리 시스템 통합 프로젝트의 경우 ASC 촉매와 엔진 플랫폼, 배기 흐름, 배기 온도 및 SCR 시스템 작동 조건 간의 일치 관계를 종합적으로 평가하는 것이 더 중요합니다.

1. 작동 온도 범위

연속 작동 온도 및 최대 온도 저항은 ASC 촉매를 선택할 때 고려해야 할 중요한 매개변수입니다.

고부하 작동 또는 후처리 재생 중에는 중장비 디젤 배기 온도가 크게 변할 수 있습니다. 따라서 촉매 코팅 및 허니콤 기판은 대상 엔진 플랫폼의 실제 온도 범위를 견딜 수 있어야 합니다.

ASC 촉매가 설계된 온도 범위를 초과하는 조건에서 장기간 작동하면 촉매 코팅 노화 또는 성능 저하 위험이 증가할 수 있습니다.

2. 촉매 코팅 및 재료 시스템

ASC 촉매는 일반적으로 촉매 코팅, 기판 재료 및 활성 성분 설계를 포함하며, 귀금속 촉매 시스템, 세라믹 허니콤 기판 및 다양한 기능성 촉매 코팅이 포함됩니다.

다른 재료 및 제형은 암모니아 산화 능력, 질소 선택성, 열 안정성 및 황 저항 수준이 다를 수 있습니다.

따라서 ASC 촉매를 구매할 때 구매자는 특정 귀금속 재료가 사용되었는지 여부에만 초점을 맞춰서는 안 됩니다. 촉매 솔루션은 실제 배기 조건, 대상 암모니아 슬립 수준 및 전체 후처리 시스템의 일치 요구 사항에 따라 평가되어야 합니다.

3. 암모니아 전환 효율 및 질소 선택성

암모니아 전환 효율은 ASC 촉매의 처리 능력을 평가하는 데 사용되는 중요한 성능 지표 중 하나이지만 유일한 평가 기준이 되어서는 안 됩니다.

질소 선택성도 고려해야 합니다.

ASC의 목표는 단순히 NH3 산화 정도를 높이는 것이 아니라 원치 않는 질소 함유 부산물을 최소화하면서 잔류 NH3를 제어하는 것입니다.

따라서 ASC 촉매 설계는 일반적으로 암모니아 전환 능력과 반응 선택성 간의 합리적인 균형이 필요합니다.

4. 허니콤 구조, 셀 밀도 및 벽 두께

허니콤 ASC 촉매의 경우 셀 밀도, 벽 두께, 기판 직경 및 촉매 길이는 모두 배기 흐름 특성, 촉매 반응 면적 및 시스템 배압에 영향을 미칩니다.

중장비 디젤 엔진은 일반적으로 배기 흐름 속도가 비교적 높으므로 셀 밀도가 높을수록 항상 좋다고 가정할 수 없습니다.

실제 선택에서는 배기 흐름, 허용 배압, 설치 공간, 기판 치수 및 필요한 촉매 부피를 함께 평가해야 합니다.

SCR 시스템과 ASC를 일치시키는 것이 촉매 자체를 선택하는 것보다 더 중요한 이유는 무엇입니까?

ASC 촉매는 독립적인 구성 요소가 아니라 완전한 디젤 배기 후처리 시스템의 일부입니다.

일반적인 중장비 디젤 후처리 시스템에는 DOC, DPF, SCR, ASC, DEF 주입 시스템, NOx 센서, 온도 센서 및 전자 제어 시스템이 포함될 수 있습니다.

이 시스템의 어느 부분에서든 편차가 최종 암모니아 슬립 제어 결과에 영향을 미칠 수 있습니다.

예를 들어, NOx 센서 제어 편차는 DEF 주입 전략에 영향을 미칠 수 있습니다. 과도한 DEF 주입은 잔류 NH3를 증가시킬 수 있습니다. SCR 촉매 노화는 시스템의 실제 NH3 소비 능력을 변경할 수 있습니다.

따라서 OEM 및 후처리 시스템 통합업체의 경우 ASC 선택은 개별 ASC 촉매의 사양만 비교하는 것이 아니라 시스템 수준의 일치 관점에서 수행되어야 합니다.

ASC 촉매가 대상 디젤 플랫폼에 적합한지 어떻게 확인할 수 있습니까?

ASC 촉매 솔루션을 결정하기 전에 공급업체에 다음의 주요 작동 정보를 제공하는 것이 좋습니다.

• 엔진 배기량 및 적용 유형;

• 배기 흐름 범위;

• SCR 출구 온도 범위;

• SCR 출구 NH3 농도 또는 대상 암모니아 슬립 한계;

• 사용 가능한 설치 공간;

• 허니콤 기판 치수 요구 사항;

• 적용 가능한 배출 규정 또는 배출 표준;

• 고온 작동, 황 노출 또는 빈번한 재생 조건이 있는지 여부.

이러한 매개변수는 촉매 공급업체가 필요한 ASC 치수, 기판 구조, 셀 밀도 및 촉매 코팅 솔루션을 결정하는 데 도움이 됩니다.

중장비 디젤 차량, 건설 기계 및 오프로드 디젤 엔진 플랫폼의 경우 맞춤형 촉매 치수, 맞춤형 셀 밀도 및 맞춤형 촉매 코팅과 같은 사용자 정의 기능은 특정 엔진 및 SCR 시스템 조건에 따라 보다 적절한 후처리 시스템 일치를 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.

결론: ASC는 중장비 디젤 차량의 암모니아 슬립 제어를 위한 중요한 하류 단계입니다.

배기 가스의 암모니아 냄새는 일반적으로 암모니아 슬립 문제의 더 눈에 띄는 징후 중 하나일 뿐입니다.

중장비 디젤 차량의 경우 DEF 주입량, SCR 촉매 반응 능력, 센서 제어, 배기 온도 및 하류 ASC 처리가 적절하게 일치하는지가 더 중요한 문제입니다.

SCR 시스템 하류에 설치된 ASC 촉매는 잔류 NH3를 추가로 처리하여 디젤 배기 후처리 체인의 완전성을 향상시킬 수 있습니다.

ASC 촉매를 선택할 때 작동 온도, 암모니아 전환 효율, 질소 선택성, 촉매 재료, 허니콤 구조, 셀 밀도, 벽 두께, 배기 흐름, 시스템 배압 및 설치 공간을 함께 평가해야 합니다.

따라서 OEM, 촉매 구매자 및 디젤 후처리 시스템 통합업체의 경우 ASC 선택의 초점은 단순히 개별 제품 사양을 비교하는 것이 아니라 ASC 솔루션이 대상 디젤 플랫폼의 배기 작동 조건 및 SCR 시스템 설계와 진정으로 일치하는지 여부를 결정하는 데 있어야 합니다.