Được thành lập vào tháng 7 năm 2024, Trung Quốc Chất xúc tác lọc hạt xăng (GPF) Nhà cung cấp và Bán buôn Chất xúc tác lọc hạt xăng (GPF) Nhà máy,
Longyou Shuochun New Material Technology Co., Ltd. là doanh nghiệp công nghệ cao chuyên phủ và bán bộ chuyển đổi xúc tác ba chiều, hoạt động sâu trong lĩnh vực vật liệu mới.
Công ty luôn theo dõi tiên phong trong ngành, tích cực học hỏi và tiếp thu các công thức tiên tiến cũng như công nghệ trưởng thành từ các đối tác trong và ngoài nước. Thông qua nghiên cứu chuyên sâu và nội địa hóa các công thức chính, công ty điều chỉnh chính xác tỷ lệ nguyên liệu thô như đất hiếm, kim loại quý và kim loại không quý, đảm bảo các chất mang được phủ có hoạt tính xúc tác ổn định và hiệu suất đáng tin cậy.
Sản phẩm của công ty bao gồm nhiều quy cách và mẫu mã, sản phẩm và công nghệ áp dụng cho ô tô, xe máy, động cơ đa năng, máy móc xây dựng, động cơ tàu thủy, tổ máy phát điện, máy móc nông nghiệp và các lĩnh vực khác.
Trong tương lai, công ty sẽ tiếp tục học hỏi kinh nghiệm tiên tiến trong ngành, tối ưu hóa sản xuất và dịch vụ, góp phần vào việc đạt được các mục tiêu đỉnh carbon và trung hòa carbon tại Trung Quốc và trên toàn thế giới.
Nguyên lý làm việc của GPF: Lọc và tái sinh
Nguyên lý làm việc cơ bản của Bộ lọc hạt xăng (GPF) rất giống với Bộ lọc hạt diesel (DPF), cả hai đều liên quan đến quá trình lọc và tái sinh vật lý.
1. Cơ chế lọc
GPF sử dụng chất nền gốm tổ ong với các kênh được cắm xen kẽ, buộc khí thải chảy qua các bức tường xốp. Các hạt vật chất được giữ lại bên trong hoặc trên bề mặt của những bức tường này thông qua các cơ chế như khuếch tán, chặn và va chạm quán tính. Hiệu suất lọc cực kỳ cao, với hiệu suất lọc số lượng hạt vượt quá 90%.
2. Cơ chế tái sinh
Việc tái tạo cũng rất cần thiết cho hoạt động liên tục của GPF. May mắn thay, điều kiện vận hành của động cơ xăng đương nhiên ưu tiên khả năng tái tạo GPF.
Lợi thế cốt lõi: Nhiệt độ cao và môi trường hóa học
Động cơ xăng thường hoạt động gần bộ xúc tác ba chiều, nơi nhiệt độ khí thải cao hơn và tải động cơ dao động đáng kể, giúp dễ dàng đạt được nhiệt độ tái sinh hơn. Quan trọng nhất, động cơ xăng hoạt động gần với tỷ lệ không khí-nhiên liệu cân bằng hóa học, nghĩa là cả khí khử (CO, HC, H₂) và khí oxy hóa (O₂, NOx) cùng tồn tại trong khí thải.
Các loại và sơ đồ tích hợp của chất xúc tác GPF
Chất xúc tác GPF không phải là vật liệu hoàn toàn mới nhưng được tích hợp chặt chẽ với các bộ chuyển đổi xúc tác ba chiều hiện có. Có ba chương trình tích hợp chính thống chính:
1. GPF tráng
Đây hiện là giải pháp chủ đạo và cổ điển nhất.
Cấu trúc: Bên trong các bức tường xốp của chất nền GPF, một lớp phủ xúc tác ba chiều (TWC) được áp dụng. Thành phần lớp phủ giống hệt với thành phần của TWC thông thường: bạch kim (Pt), rhodium (Rh) và palladium (Pd) đóng vai trò là thành phần hoạt động, trong khi alumina (Al₂O₃), ceria (CeO₂) và zirconia (ZrO₂) được sử dụng làm vật liệu áo giặt.
Nguyên tắc làm việc:
(1) Lọc khí: Nó hoạt động như một chất xúc tác “bốn chiều” thu nhỏ, tiếp tục lọc CO, HC và NOx khi khí thải đi qua tường.
（2）Thúc đẩy tái sinh:
Tái sinh chủ động: Khi cần tái sinh, ECU động cơ làm giàu nhanh hỗn hợp không khí-nhiên liệu, tạo ra khí thải giàu CO và HC. Các khí này bị oxy hóa trên bề mặt chất xúc tác GPF, giải phóng nhiệt đáng kể làm tăng nhanh nhiệt độ bên trong của GPF lên trên 600°C để đốt cháy bồ hóng tích tụ.
Tái sinh thụ động: Trong hoạt động cân bằng hóa học thông thường, NO₂ và O₂ trong khí thải cũng có thể liên tục oxy hóa một phần bồ hóng bị mắc kẹt với sự hỗ trợ của chất xúc tác.
2. GPF không tráng
Cấu trúc: Chất nền GPF không có lớp phủ xúc tác và hoạt động hoàn toàn như một bộ lọc hạt.
Cấu hình: Loại GPF này thường được lắp đặt như một thành phần riêng biệt ở hạ lưu của chất xúc tác ba chiều thông thường.
Nguyên tắc làm việc: Gaseous pollutants are treated by the upstream TWC, while the GPF focuses solely on trapping particulate matter. Regeneration depends on the high exhaust temperature generated by the TWC or on active engine control strategies to raise the exhaust temperature.
Ứng dụng: Nó có chi phí thấp hơn nhưng hiệu suất tái sinh và hiệu quả lọc khí tương đối kém hơn so với thiết kế có lớp phủ.
3. Bộ chuyển đổi xúc tác bốn chiều
Đây là một khái niệm có tính tích hợp cao, kết hợp các chức năng của TWC và GPF thành một đơn vị duy nhất.
Cấu trúc: Chất nền GPF được đặt ở vị trí liên kết chặt chẽ và được phủ một lớp vật liệu xúc tác ba chiều có tải trọng cao.
Mục tiêu: Để đạt được sự tinh chế đồng thời CO, HC, NOx và các chất dạng hạt trong một thành phần duy nhất.
Thách thức: Cấu hình này đặt ra yêu cầu rất cao về độ ổn định nhiệt của chất xúc tác và hiệu suất tắt đèn, dẫn đến độ phức tạp kỹ thuật cao hơn và chi phí cao hơn.
Các phản ứng hóa học chính của chất xúc tác GPF
Đối với hệ thống GPF được phủ, các phản ứng hóa học có thể được chia thành hai loại chính:
1. Phản ứng xúc tác ba chiều tiêu chuẩn (trong điều kiện cân bằng hóa học):
2CO O₂ → 2CO₂
HC O₂ → CO₂ H₂O
2NOx → N₂ xO₂
2. Phản ứng thúc đẩy tái sinh:
Quá trình oxy hóa bồ hóng:
C O₂ → CO₂ (Ôxi hóa trực tiếp)
C 2NO₂ → CO₂ 2NO (Quá trình oxy hóa thông qua NO₂ — con đường chính để tái sinh thụ động)
Phản ứng tỏa nhiệt (để tái sinh tích cực):
2CO O₂ → 2CO₂ (Exothermic)
HC O₂ → CO₂ H₂O (Exothermic)
Nhiệt thoát ra từ các phản ứng này trực tiếp làm tăng nhiệt độ của chất nền GPF, tạo điều kiện cho quá trình đốt cháy và tái sinh bồ hóng.
