[发明专利]通用小型汽油机尾气净化单钯催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通用小型汽油机尾气净化单Pd催化剂及其制备方法，属于通用小型汽油机尾气催化净化技术领域。

背景技术

通用小型汽油机的配套机具可用于水泵、发电机组、弥雾喷粉机、割灌机、风力灭火机、夯实机、破拆工具、羊毛剪、沙滩车、高尔夫球车、雪橇、舷外机、滑板车、航模、艇模等涉及工业、农业、管保业、娱乐业、交通运输业、抢险救灾、园林机械等多个领域，随着我国经济持续增长，国内需求逐步增大，但目前仍以国际市场出口为主，其中欧美市场占出口市场一半以上的份额，主要以园林机械为主。在欧美，主要用于园林和草地机械，属于传统制造业产品，具有稳定而广阔的市场。由于国内经济建设有关行业以及农林业大量使用通用小型汽油机和通用小型汽油机在欧美的热销，使我国通用小型汽油机自上世纪90年代得到了快速发展，2006年我国通机产量达到1000万台。

通用小型汽油机主要分二冲程与四冲程。根据中国内燃机工业协会通机分会统计，我国通机企业生产的发动机，按不同排量分为51个品种，二冲程机有25个品种，功率范围0.55～3.3kW，排量范围22.5～102mL，缸径范围32～52mm；四冲程26个品种，功率范围0.65～9.07kW，排量范围26～531mL，缸径范围33～90.5mm。非道路用、火花点火式、功率小是通用小型汽油机的主要特征。通用小型汽油机是汽油为燃料的动力机械，CO、HC和NOx是通用小型汽油机的主要尾气污染物。20世纪90年代中期，美国研究结果表明：随着道路车辆排放控制法规的逐步加严和排放控制的成效显著，非道路机械污染所占比重日益突出，已成为重要污染源。美国EPA的统计数据表明，2000年道路车辆和非道路动力机械总排放量中，通用小型汽油机排放的CO和HC分别约占23％和20％。欧洲的研究表明非道路汽油机排放的非甲烷碳氢化合物(NMHC)中，约90％来自于功率不大于18kW的通用小型汽油机。欧美的研究结果可以发现，非道路小型汽油机排放贡献不容忽视，为此1995年美国EPA率先发布了通机排放法规EPA 40CFR 90，随后欧盟发布了2002/88/EC指令将通机纳入其中。日本、加拿大、印度等国均相继建立了相关法规或标准。尽管我国通用小型汽油机使用量远低于美国(年消耗量2000万台以上)，但由于城市建设的发展，市政建设、工业用途及城市园林、绿地用通用小型汽油机的需求量大幅度增长，另一方面我国机动车法规与国际接轨，尾气排放控制卓有成效，通用小型汽油机排放污染比重也会日益突出，因此我国也在积极制定国I、国II排放标准，主要参考和沿用欧盟对通机的排放指令。

我国出口的通用小型汽油机产品多数需要满足欧美的排放标准，欧美排放法规对通用小型汽油机的CO排放要求较为宽松，我国生产的绝大多数通用小型汽油机排放较易满足。对于四冲程通用小型汽油机，通过空燃比、点火定时以及压缩比调整等途径，HC+NOx排放可以满足欧美第一和第二阶段排放标准，但无法满足EPA III对HC+NOx的排放要求。二冲程通用小型汽油机换气过程时间短，相同转速下仅为四冲程发动机的1/3左右，且进排气过程几乎同时进行，新气可能流失，废气也不易清除干净，这些逃逸的新鲜油气混合气导致HC排放很高，原机HC+NOx排放无法满足EPAII的排放要求。尽管四冲程发动机特点导致其排放要优于二冲程发动机，但由于二冲程发动机结构轻巧紧凑、动力强等特点使其在手持式发动机领域具有不可替代的地位。总之HC+NOx是我国通用小型汽油机排放控制的难点，随着各国对通用小型汽油机排放法规的逐步严格，单靠发动机改进等机内净化措施无法满足法规对HC+NOx的要求，而需要发展加装通用小型汽油机催化剂的机外净化技术，辅助整机HC+NOx排放满足法规的要求。

天津内燃机研究所的相关研究表明，我国生产的二冲程通用小型汽油机的HC平均浓度是四冲程通用小型汽油机HC排放的2倍多，而四冲程通用小型汽油机的NOx排放明显高于二冲程通用小型汽油机，约为二冲程通用小型汽油机的2.7倍，但总体上不论是四冲程还是二冲程的NOx排放水平相对较低，其中二冲程发动机HC排放平均约为NOx的18倍，四冲程发动机HC排放平均约为NOx的5倍左右，因此HC排放在HC+NOx排放中占有较大比重，HC排放量大是HC+NOx排放超标的主要原因，也是通用小型汽油机排放控制的主要污染物，是整机排放能否满足排放法规的关键控制污染物。