我国汽车尾气催化技术及产业化发展概况
我国汽车尾气催化技术起步于2O世纪7O年代初,1973年我国第一汽车厂开始对红旗轿车尾气进行净化。1975年,北京有色金属研究总院稀土冶金研究所接受国家下达的“汽车尾气净化稀土催化剂的研究”任务。此外,还有昆明贵金属所、北京工业大学、中国科技大学、华东理工大学、清华大学等开展了这方面的研究。
2O世纪8O年代到9O年代初,由于贵金属资源的缺乏,国外开始考虑在催化剂中添加稀土以削减贵金属用量,同时研究非贵金属催化剂以降低成本。受其影响,国内大部分的研究将稀土催化剂作为开发的重点,尤其是含稀土的钙钛矿结构的催化剂,是当时我国净化催化剂的研究特色。但总体而言,这一期间对催化剂的研究更倾向于实验室基础研究,如催化剂的配方研究、性能测定、表征,生产上表现为小试生产,催化净化技术进展缓慢,技术状况仅相当于美国2O世纪7O年代的水平,整体水平与美国等发达国家相比落后10~20年。
2O世纪9O年代中后期,我国开始对汽车排放实施控制,颁布了新的汽车排放法规,规定新车必须安装净化器。当时市场上国产催化净化器产品,无论是稀土金属氧化物净化器还是稀土贵金属复合氧化物净化器,或是稀土过渡金属和贵金属复合氧化物净化器,因技术含量偏低,实际的使用效果很差。这些净化器寿命极短,经短时间装车运行后,净化效果普遍降低,汽车安装后,只在短时间内达标,或根本不能达标。市场上销售的较成熟的产品主要是以同国外技术合作和组装国外的催化剂产品为主,而整车厂使用的净化器产品大部分直接从国外进口,市场上期待国产、性能优良、价格合理的净化器产品。
通过对国产稀土催化净化器的实际使用结果可知,不含贵金属的催化剂在活性、耐久性、抗S、P 中毒方面,都远不及贵金属催化剂,无法满足新排放法规的要求。这时国内的研究机构将研究重点重新回到稀土贵金属三元催化剂上来,开始较深入地对涂层材料及工艺技术,催化剂配方优化及制备技术,净化器总成技术等进行应用研究和产品开发。在2000年前后,国内众多的研究院所经过几年的技术研究积累,在拥有自主知识产权的催化剂研究方面有所突破,先后有一批科研成果形成,并通过鉴定。三元催化剂的性能达到国外同类产品水平的主要有:华东理工大学、昆明贵金属研究所、福州大学催化中心、北京工业大学、四川I大学、中科院生态环境研究中心,中国石化石油化工科学研究院等。目前国内开发的三元催化剂产品,已完全能满足欧1、欧2排放法规的要求,具备向工程化、产业转化的条件,许多产品正准备或已经进入批量生产。国产催化剂产品在性能、寿命方面已与国外同类产品相当,在性价比方面比国外产品有明显的优势。但总体而言,国产净化器产品国内市场占有率偏低,市场上仍是以进口和组装国外的催化剂产品为主。这主要有以下原因1)国产三元催化剂的研究开发较国外晚,净化器产业化刚刚起步,净化器产品在性能稳定性和质量可靠性方面同进口产品尚有一定差距;2)我国汽车工业水平相对落后,发动机或整车开发能力较落后,例如国内主要轿车生产厂家如一汽大众、上海大众、上海通用在产的汽车基本上是从国外引进的成熟车型,车型引进的同时,净化器部分也一同引进,使得进入整车厂的门槛变高;3)国外大厂家的产品开始进入中国,市场竞争加剧。
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