[发明专利]一种柴油发动机尾气的净化处理方法

说明书

本发明涉及一种柴油发动机尾气的净化处理方法。提供尾气处理催化剂，包括氧化锌蜂窝陶瓷载体和载体上负载的催化剂，其中氧化锌蜂窝陶瓷载体为一种吸波发热氧化锌蜂窝陶瓷材料，可以捕集和吸附柴油发动机尾气中的颗粒物，并在微波加热作用下使吸附在陶瓷表面的颗粒物进一步燃烧分解。同时可以吸收柴油发动机尾气中的二氧化硫，从而达到脱硫的目的。此外，该材料负载镧铈镍复合金属氧化物催化剂，在微波场下对柴油发动机的尾气起到良好的脱硝效果。基于上述载体和催化剂提供的净化处理方法能有效地提高了催化剂反应效率，避免了催化剂中毒从而延长了其使用寿命，在柴油发动机尾气的净化领域中具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及柴油发动机尾气的净化处理领域，具体涉及尾气中颗粒物、一氧化氮以及二氧化硫的净化处理方法。

背景技术

柴油发动机具有很好的燃油经济性，在汽车和船舶行业得到了广泛的应用。但由于柴油机工作时燃烧温度低，所排放的尾气中含有许多有害物质，如一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NO_x)、碳氢化合物(CH)、二氧化硫(SO₂)以及颗粒物(PM)等，会引起大气环境中酸雨和雾霾等问题，严重影响了人们的健康。

目前，柴油机常用的尾气后处理技术主要有柴油氧化催化器技术(DOC)、柴油颗粒物捕集器(DPF)、选择性催化还原技术(SCR)以及四效催化技术(FWC)：DOC技术主要是去除CO和HC，但由于柴油中含有硫成分，且DOC具有很强的氧化性能，极易将二氧化硫氧化成三氧化硫，而三氧化硫又易与水发生反应生成硫酸或亚硫酸盐，不仅加剧了颗粒物的排放量，并且对氧化催化器造成损坏。

DPF是通过过滤来将尾气中的颗粒物捕集起来，以此降低排气中颗粒物(PM)。研究表明【张大成.柴油颗粒过滤器(DPF)尾气处理及再生原理[J].汽车维护与修理,2015(11):38-40.】，DPF长时间使用后颗粒极易囤积在孔隙中，引起柴油机的排气阻力增加，背压迅速升高，导致柴油机的工作性能降低。

SCR技术是指在催化剂作用下，吸附态NH₃可选择性地将富氧气氛中的NO_x还原为无毒无害的N₂和H₂O，从而实现NO_x催化脱除。SCR催化剂的种类有贵金属催化剂、金属氧化物催化剂以及分子筛催化剂，但存在选择性较差、价格昂贵、低温活性较差且容易硫中毒等问题。

FWC技术是指在柴油机排气系统中同时除去HC、CO、PM和NOx的催化技术，关键在于催化转化器的优化组合和四效催化剂的开发。目前，四效催化剂有掺杂贵金属的四效催化剂和掺杂非贵金属的四效催化剂两类。由于掺杂贵金属的四效催化剂存在价格昂贵、资源匮乏以及效果不理想等问题，因此掺杂非贵金属活性组分的催化剂成为研究重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种柴油发动机尾气的净化处理方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

提供一种尾气处理催化剂，包括由四针状纳米ZnOw粉体材料制成的多孔蜂窝陶瓷载体，和在载体表面负载的镧铈镍复合金属氧化物催化剂。

按上述方案，所述的多孔蜂窝陶瓷载体为蜂窝陶瓷状结构，四针状纳米ZnOw粉体的粒径为4～6μm。

按上述方案，所述的镧铈镍复合金属氧化物组成为La_1-xCe_xNiO₃，x值为0.1～0.5。

按上述方案，所述的多孔蜂窝陶瓷载体的制备方法为：

粉料配比：先用球磨机研磨烧结助剂30～60min，烧结助剂为硅酸钠或硼酸或硅酸钠与硼酸按重量比1:(0.5～2)的混合物，然后与氧化锌按烧结助剂与氧化锌的质量比1：(15～25)均匀混合制得粉体原料；