柴油后处理之DOC---------

武汉市亨瑞汽车销售有限公司（福田瑞沃）发布时间：2022-07-04 07:56:02

柴油后处理之DOC

柴油国六为了达到排放法规要求，使用氧化催化器（DOC）催化部分有害气体。DOC是目前柴油车后处理系统中应用最为广泛的装置之一，也是柴油车最早广泛应用的后处理装置。

DOC净化机理DOC的净化机理是在催化剂的作用下利用柴油机排气中的O2与排气中的的有害成分CO、HC和PM中的SOF发生化学反应生成无害的CO2和H2O,其DOC的净化机理可用以下反应标示：

CO+1/2O2→CO2

4HC+5O2→4CO2+H2O

SOF+O2→CO2+H2O

柴油车排气中的氧体积分数随着发动机的负荷增大而减少，大约在3%-17%之间变化，故满足上述反应所需的氧气，因而DOC特别适合柴油机排气中的有害气体CO、HC和PM中SOF的净化。

DOC结构原理

结构

DOC一般直接串联于排气系统，其结构与常见的汽油车三效催化净化器类似，主要由外壳、出入口连接管、衬垫和载体等部件组成。为了气体有足够的时间与催化剂表面接触，并加速发生化学反应，催化剂载体的截面积应大于催化器入口连接管的截面积，即DOC外形尺寸一般大于与其连接排气管的直径，因而出入口连接管通常采用收缩管和扩张管，载体截面形状有圆形、跑道型、长方形等。

DOC壳体由不锈钢管材焊接制成，从而减少了管材氧化皮的形成，消除或减少了壳体氧化皮脱落造成的催化剂载体气流孔道堵塞现象的发生。催化器的壳体经常采用双层结构，用来减少热量散失，保障催化剂的反应温度。

衬垫（减振层）：衬垫的作用是减振、缓解热应力、固定载体、保温和密封。常用的有膨胀垫片和钢丝网垫片两种。膨胀垫片由膨胀云母、硅酸铝纤维以及胶粘剂组成，膨胀垫片第一次受热时体积膨胀明显，在冷却时仅部分收缩，这样就保证了金属壳体育陶瓷载体之间的缝隙完全密封。

载体：载体是DOC的核心部件，其内部气流孔道表面有催化剂涂层。常见的载体材料有陶瓷（堇青石、碳化硅等）和金属两类。目前柴油机DOC的载体材料多为堇青石陶瓷，结构与柴油车SCR及汽油三效催化器载体基本相似。原理

DOC载体（基体）的表面通常涂覆一层涂层材料，催化剂位于涂层表面，直接与柴油机排气接触，以加速氧化反应的进行。

DOC涂层是指涂覆于DOC蜂窝载体气体流经孔道表面上的、用于负载催化剂的一层多孔物质。常见的涂层材料有Al2O3、SiO2、CeO2、TiO2、ZrO2、V2O5、La2O3和沸石类等。涂层主要用于提高催化剂的活性和高温稳定性,并且对催化剂的活性及耐久性有重要影响。粗糙多孔的涂层表面可大大增加载体壁面的实际催化反应表面积,一般要求催化剂的比表面积大于100m2/g[31]。

柴油机用氧化催化剂与汽油机的基本相同，常见的DOC催化剂有贵金属Pt（铂）、Pd（钯）和Rh（铑）等，贵金属催化剂的负载量一般为1.77-3.18g/L[30]。催化剂被均匀分散在载体上的高温氧化物AI2O3、CeO2、TiO2和SiO2等涂层的表面。氧化剂的主要作用是促使排气中PM、HC和CO发生氧化反应，将有害物质氧化为水和二氧化碳排出，并净化其他有害成分（如乙醛等），以及减轻柴油机排气臭味。但柴油机排气温度较低，排气中PM、HC和CO等难以氧化，故需要增加催化剂反应活性。当使用Pt（铂）系催化剂时，燃烧产物中的SO2将被催化氧化为SO3并产生大量的硫酸盐，使微粒排放总量比未使用催化剂时增大。但如果使用Pd（钯）系催化剂，则SOF排放明显降低，硫酸盐的生成量也不大，微粒排放总量可降低约1/3。Pd（钯）的催化活性尽管不如Pt（铂），但产生的硫酸盐要少得多，同时价格也便宜，因此Pd（钯）就成为柴油机氧化催化剂的活性成分重要选择之一。因此DOC的涂层一般分为两段组成，前端的涂层为Al2O3、催化剂为Pt（铂），具有较强SOF吸附能力，后段后段的涂层为SiO2和Al2O3、催化剂为Pd（钯），对硫酸盐的吸附能力较弱，因而催化剂不易中毒。