En los sistemas pesados de control de emisiones de diésel, la tecnología de reducción catalítica selectiva (SCR) se utiliza ampliamente para reducir las emisiones de óxidos de nitrógeno.si hay desviaciones en la dosificación del DEF, temperatura de escape, eficiencia catalítica del SCR o estrategia de control del sistema, el amoníaco que no participa plenamente en la reacción puede pasar aguas abajo del sistema SCR, lo que resulta en el deslizamiento del amoníaco.

En el caso de los vehículos comerciales y los sistemas de postratamiento de diésel pesado, el deslizamiento excesivo de amoníaco no sólo puede causar un olor notable a amoníaco en los gases de escape,pero también puede indicar una discrepancia entre la dosificación de DEF, capacidad de reacción SCR, y tratamiento aguas abajo.La instalación de un catalizador de deslizamiento de amoníaco (ASC) aguas abajo del sistema SCR es una de las soluciones técnicas importantes para controlar el NH3 residual..

¿Por qué se produce el deslizamiento de amoníaco en los vehículos diésel pesados?

Un sistema SCR inyecta generalmente una solución acuosa de urea en el flujo de escape, lo que le permite descomponerse y generar NH3, después de lo cual el catalizador SCR promueve la reacción entre NH3 y NOx.

En condiciones ideales, el NH3 generado a partir de la dosificación de DEF debe ajustarse razonablemente a la demanda actual de conversión de NOx.temperatura de los gases de escapePor lo tanto, no se puede evitar por completo el deslizamiento de amoníaco basándose únicamente en el control de la dosificación del DEF.

La dosificación de DEF no corresponde a la demanda de NOx

Cuando la cantidad de DEF inyectada sea superior al nivel requerido para la conversión actual de NOx,el exceso de NH3 puede no consumirse completamente en el catalizador SCR y puede continuar aguas abajo del sistema SCR;.

Esta condición merece una mayor atención durante cambios rápidos de carga, operación transitoria del vehículo o condiciones de funcionamiento en las que los parámetros de escape cambian rápidamente.

Cambios en el rendimiento del catalizador SCR

A medida que aumenta el tiempo de funcionamiento, factores como el envejecimiento del revestimiento del catalizador, la carga térmica o la intoxicación por azufre pueden afectar la condición de funcionamiento real del catalizador SCR.

Si la estrategia de dosificación del DEF no se ajusta de acuerdo con la capacidad de conversión real del catalizador SCR,la cantidad de NH3 suministrada puede no coincidir con la capacidad real de consumo de NH3 del sistema SCR., aumentando así el riesgo de deslizamiento de amoníaco.

La fluctuación de la temperatura del escape afecta las reacciones catalíticas

Los vehículos diésel pesados suelen funcionar en diferentes condiciones, incluida la marcha al ralentí, la operación a baja velocidad, la operación con una gran carga, la conducción a alta velocidad y la regeneración de postratamiento.la temperatura del escape no es constante.

Los cambios en la temperatura de escape afectan la descomposición de la urea, la formación de NH3 y el proceso de reacción catalítica SCR.es necesario tener en cuenta las condiciones de temperatura reales de todo el sistema de postratamiento del diésel en lugar de centrarse únicamente en una sola condición de temperatura estable.

¿Cómo un catalizador de control de amoníaco ASC se desliza río abajo del sistema SCR?

El ASC, o catalizador de deslizamiento de amoníaco, generalmente se instala aguas abajo del catalizador SCR y también se puede denominar catalizador de deslizamiento de amoníaco SCR o catalizador de oxidación de deslizamiento de amoníaco.

La función principal de un ASC es el tratamiento adicional del NH3 residual que no ha sido completamente consumido por el sistema SCR anterior.

Cuando en la salida del SCR permanece una cierta cantidad de NH3, el revestimiento del catalizador ASC puede promover nuevas reacciones catalíticas del amoníaco residual,reduciendo así el deslizamiento de amoníaco descargado directamente con el gas de escape.

Por lo tanto, en los sistemas de postratamiento de diésel de uso pesado, el ASC no está destinado a sustituir al catalizador SCR.sirve como unidad de tratamiento complementaria aguas abajo del sistema SCR y funciona junto con el catalizador SCR., sistema de dosificación del DEF, sensores y estrategia de control para formar una cadena completa de control de emisiones.

¿Qué parámetros deben tenerse en cuenta al seleccionar un catalizador ASC para vehículos diésel pesados?

La selección del catalizador ASC no debe basarse únicamente en el diámetro, longitud o dimensiones externas del producto.

Para los proyectos OEM, las plataformas de vehículos comerciales y los proyectos de integración de sistemas de postratamiento de diesel,es más importante evaluar de manera exhaustiva la relación de correspondencia entre el catalizador ASC y la plataforma del motor, el caudal de escape, la temperatura de escape y las condiciones de funcionamiento del sistema SCR.

1Rango de temperatura de funcionamiento

La temperatura de funcionamiento continuo y la resistencia máxima a la temperatura son parámetros importantes que deben tenerse en cuenta al seleccionar un catalizador ASC.

Durante el funcionamiento a gran carga o la regeneración de postratamiento, la temperatura de los gases de escape de los motores diésel de uso pesado puede variar significativamente.el revestimiento del catalizador y el sustrato de panal de miel deben soportar el rango de temperatura real de la plataforma del motor objetivo..

Si un catalizador ASC funciona durante períodos prolongados en condiciones que exceden su rango de temperatura diseñado, puede aumentar el riesgo de envejecimiento del revestimiento del catalizador o de degradación de su rendimiento.

2Sistema de revestimiento y material del catalizador

Los catalizadores ASC suelen incluir revestimiento del catalizador, material de sustrato y diseño de componentes activos, incluidos los sistemas de catalizadores de metales preciosos, sustratos cerámicos de panal de miel,y diferentes recubrimientos de catalizadores funcionales.

Los diferentes materiales y formulaciones pueden proporcionar diferentes niveles de capacidad de oxidación del amoníaco, selectividad del nitrógeno, estabilidad térmica y resistencia al azufre.

Por lo tanto, al comprar un catalizador ASC, los compradores no deben centrarse únicamente en si se utiliza un material de metal precioso en particular.La solución del catalizador también debe evaluarse en función de las condiciones reales de escape., el nivel objetivo de deslizamiento de amoníaco y los requisitos de correspondencia del sistema completo de postratamiento.

3Eficiencia de conversión del amoníaco y selectividad del nitrógeno

La eficiencia de conversión de amoníaco es uno de los indicadores de rendimiento importantes utilizados para evaluar la capacidad de tratamiento de un catalizador ASC, pero no debe utilizarse como único criterio de evaluación.

También debe considerarse la selectividad del nitrógeno.

El objetivo de un ASC no es simplemente aumentar el grado de oxidación del NH3, sino controlar el NH3 residual al tiempo que se minimizan los subproductos no deseados que contienen nitrógeno.

Por lo tanto, el diseño del catalizador ASC suele requerir un equilibrio razonable entre la capacidad de conversión de amoníaco y la selectividad de la reacción.

4Estructura del panal, densidad celular y grosor de pared

Para un catalizador ASC Honeycomb, la densidad de la célula, el espesor de la pared, el diámetro del sustrato y la longitud del catalizador afectan las características del flujo de escape, el área de reacción catalítica y la contrapresión del sistema.

Los motores diésel de uso pesado suelen tener caudales de escape relativamente altos, por lo que no se puede asumir simplemente que una mayor densidad de células es siempre mejor.

En la selección real, el caudal de escape, la contrapresión admisible, el espacio de instalación, las dimensiones del sustrato y el volumen del catalizador requerido deben evaluarse conjuntamente.

¿Por qué es más importante combinar el ASC con el sistema SCR que seleccionar solo el catalizador?

Un catalizador ASC no es un componente independiente, sino parte del sistema completo de postratamiento de los gases de escape del diesel.

Un sistema típico de postratamiento de diésel pesado puede incluir DOC, DPF, SCR, ASC, un sistema de dosificación de DEF, sensores de NOx, sensores de temperatura y un sistema de control electrónico.

Una desviación en cualquier parte de este sistema puede afectar al resultado final del control del deslizamiento del amoníaco.

Por ejemplo, la desviación del control del sensor de NOx puede afectar a la estrategia de dosificación del DEF; una dosificación excesiva del DEF puede aumentar el NH3 residual;el envejecimiento del catalizador SCR puede cambiar la capacidad real de consumo de NH3 del sistema,.

Por lo tanto, para los OEM y los integradores de sistemas de postratamiento,La selección del catalizador ASC debe realizarse desde una perspectiva de correspondencia a nivel del sistema en lugar de comparar las especificaciones de un catalizador ASC individual solamente..

¿Cómo se puede determinar si un catalizador ASC es adecuado para la plataforma diésel objetivo?

Antes de determinar una solución de catalizador ASC, se recomienda proporcionar al proveedor la siguiente información clave de funcionamiento:

• Disposición del motor y tipo de aplicación;

• el rango de flujo de escape;

• el rango de temperatura de salida del SCR;

• la concentración de NH3 en la salida del SCR o el límite de deslizamiento de amoníaco objetivo;

• espacio de instalación disponible;

• requisitos de dimensiones del sustrato de panal de miel;

• las normas de emisión o normas de emisión aplicables;

• Si están presentes condiciones de funcionamiento a altas temperaturas, exposición al azufre o regeneración frecuente.

Estos parámetros pueden ayudar al proveedor del catalizador a determinar las dimensiones ASC requeridas, la estructura del sustrato, la densidad celular y la solución de recubrimiento del catalizador.

Para los vehículos diésel pesados, maquinaria de construcción y plataformas de motores diésel todoterreno, capacidades de personalización como dimensiones de catalizadores personalizadas, densidad de célula personalizada,y Custom Catalyst Coating puede ayudar a lograr un sistema de postratamiento más adecuado de acuerdo con las condiciones específicas del motor y del sistema SCR.

Conclusión: El ASC es una etapa importante en la línea descendente para el control del deslizamiento de amoníaco en vehículos diésel pesados

El olor a amoníaco en los gases de escape suele ser solo uno de los signos más notables de un problema de deslizamiento de amoníaco.

Para los vehículos diésel de uso pesado, lo más importante es si la dosificación del DEF, la capacidad de reacción catalítica SCR, el control del sensor, la temperatura del escape,y el tratamiento ASC aguas abajo están debidamente combinados.

Un catalizador ASC instalado aguas abajo del sistema SCR puede tratar aún más el NH3 residual, mejorando así la integridad de la cadena de postratamiento de los gases de escape diesel.

Al seleccionar un catalizador ASC, la temperatura de funcionamiento, la eficiencia de conversión de amoníaco, la selectividad del nitrógeno, los materiales del catalizador, la estructura del panal, la densidad de las células, el grosor de la pared, el caudal de escape,contrapresión del sistema, y el espacio de instalación deben evaluarse conjuntamente.

Por lo tanto, para los fabricantes de equipos originales, los compradores de catalizadores y los integradores de sistemas de postratamiento de diésel, la selección de ASC no debe centrarse simplemente en la comparación de las especificaciones de los productos individuales,pero determinando si la solución ASC realmente coincide con las condiciones de funcionamiento de los gases de escape y el diseño del sistema SCR de la plataforma diésel objetivo.