我國汽車尾氣催化技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展概況
我國汽車尾氣催化技術(shù)起步于2O世紀7,O年代初,1973年我國第一汽車廠開始對紅旗轎車尾氣進行凈化。1975年,北京有色金屬研究總院稀土冶金研究所接受國家下達的“汽車尾氣凈化稀土催化劑的研究”任務。此外,還有昆明貴金屬所、北京工業(yè)大學、中國科技大學、華東理工大學、清華大學等開展了這方面的研究。
2O世紀8O年代到9O年代初,由于貴金屬資源的缺乏,國外開始考慮在催化劑中添加稀土以削減貴金屬用量,同時研究非貴金屬催化劑以降低成本。受其影響,國內(nèi)大部分的研究將稀土催化劑作為開發(fā)的重點,尤其是含稀土的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的催化劑,是當時我國凈化催化劑的研究特色。但總體而言,這一期間對催化劑的研究更傾向于實驗室基礎研究,如催化劑的配方研究、性能測定、表征,生產(chǎn)上表現(xiàn)為小試生產(chǎn),催化凈化技術(shù)進展緩慢,技術(shù)狀況僅相當于美國2O世紀7O年代的水平,整體水平與美國等發(fā)達國家相比落后10~20年。
2O世紀9O年代中后期,我國開始對汽車排放實施控制,頒布了新的汽車排放法規(guī),規(guī)定新車必須安裝凈化器。當時市場上國產(chǎn)催化凈化器產(chǎn)品,無論是稀土金屬氧化物凈化器還是稀土貴金屬復合氧化物凈化器,或是稀土過渡金屬和貴金屬復合氧化物凈化器,因技術(shù)含量偏低,實際的使用效果很差。這些凈化器壽命極短,經(jīng)短時間裝車運行后,凈化效果普遍降低,汽車安裝后,只在短時間內(nèi)達標,或根本不能達標。市場上銷售的較成熟的產(chǎn)品主要是以同國外技術(shù)合作和組裝國外的催化劑產(chǎn)品為主,而整車廠使用的凈化器產(chǎn)品大部分直接從國外進口,市場上期待國產(chǎn)、性能優(yōu)良、價格合理的凈化器產(chǎn)品。
通過對國產(chǎn)稀土催化凈化器的實際使用結(jié)果可知,不含貴金屬的催化劑在活性、耐久性、抗S、P 中毒方面,都遠不及貴金屬催化劑,無法滿足新排放法規(guī)的要求。這時國內(nèi)的研究機構(gòu)將研究重點重新回到稀土貴金屬三元催化劑上來,開始較深入地對涂層材料及工藝技術(shù),催化劑配方優(yōu)化及制備技術(shù),凈化器總成技術(shù)等進行應用研究和產(chǎn)品開發(fā)。在2000年前后,國內(nèi)眾多的研究院所經(jīng)過幾年的技術(shù)研究積累,在擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的催化劑研究方面有所突破,先后有一批科研成果形成,并通過鑒定。三元催化劑的性能達到國外同類產(chǎn)品水平的主要有:華東理工大學、昆明貴金屬研究所、福州大學催化中心、北京工業(yè)大學、四川I大學、中科院生態(tài)環(huán)境研究中心,中國石化石油化工科學研究院等。目前國內(nèi)開發(fā)的三元催化劑產(chǎn)品,已完全能滿足歐1、歐2排放法規(guī)的要求,具備向工程化、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的條件,許多產(chǎn)品正準備或已經(jīng)進入批量生產(chǎn)。國產(chǎn)催化劑產(chǎn)品在性能、壽命方面已與國外同類產(chǎn)品相當,在性價比方面比國外產(chǎn)品有明顯的優(yōu)勢。但總體而言,國產(chǎn)凈化器產(chǎn)品國內(nèi)市場占有率偏低,市場上仍是以進口和組裝國外的催化劑產(chǎn)品為主。這主要有以下原因 1)國產(chǎn)三元催化劑的研究開發(fā)較國外晚,凈化器產(chǎn)業(yè)化剛剛起步,凈化器產(chǎn)品在性能穩(wěn)定性和質(zhì)量可靠性方面同進口產(chǎn)品尚有一定差距;2)我國汽車工業(yè)水平相對落后,發(fā)動機或整車開發(fā)能力較落后,例如國內(nèi)主要轎車生產(chǎn)廠家如一汽大眾、上海大眾、上海通用在產(chǎn)的汽車基本上是從國外引進的成熟車型,車型引進的同時,凈化器部分也一同引進,使得進入整車廠的門檻變高;3)國外大廠家的產(chǎn)品開始進入中國,市場競爭加劇。
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