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报废汽车尾气净化催化剂的回收现状及技术研究
发布者:万博亚洲官网 发布时间:2018-08-07 17:13

  北极星环保网讯:资源匮乏和环境污染既是人类发展所面临的两大难题,也是我国实施可持续发展战略需要优先考虑的重大课题。

  截至2014年底,中国汽车保有量达 1.54亿辆,位居世界第二,据工信部预测,到2020年我国汽车保有量将突破2亿。汽车尾气排放使得空气污染问题日益严峻,世界各地的城市接连出台更加严格的汽车尾气排放标准,汽车尾气净化催化剂正是解决汽车尾气排放问题的关键。20世纪90年代以来,铂、钯、铑三元汽车尾气净化催化剂(Three Way Catalysts,TWCs)被广泛应用于汽车行业。汽车尾气净化领域现已成为铂族金属PGM(Pt、Pd和Rh)最大的消费领域,占到全球铂族金属消费的60%以上。因此,在铂族金属日益稀缺的今天,对汽车催化剂铂族金属的回收利用进行研究具有重要的意义。

  本文在介绍汽车尾气催化净化技术的基础上,对废汽车催化剂的回收现状、存在的问题与对策以及回收技术研究进展进行综述,并对其未来研究趋势进行展望。

  汽车尾气净化催化剂的发展与汽车排放标准的日益严格是密不可分的。1959年美国颁布了控制汽车排放污染物的法规,万博亚洲官网。随后尾气净化技术逐渐应用于汽车工业。

  20世纪70年代,尾气排放法规限制CO和碳氢化合物HC两种有害气体的排放,出现了氧化型催化剂。80年代开始,美国对于汽车尾气中的NOX也做出了明确的控制要求,Pt/Rh三效催化剂开始应用,净化效果好,寿命长,但造价高。目前70%以上的汽车催化剂为三效催化剂。

  为了降低成本,铂铑钯三元催化剂于80年代中期开始被研究,它除了价格较Pt/Rh三效催化剂便宜之外,还能经受发动时由常温到高温的变化,然而钯高温下易与铑生成合金,铑的作用受到一定程度抑制。

  目前较为普遍的是蜂窝状汽车催化剂,主要由载体、涂层和活性物质组成。载体为陶瓷堇青石(组成为2MgO2A12O35SiO2或2FeO2A12O35SiO2),载体表面涂敷高活性的-A12O3涂层以增大表面积,作为活性组分的贵金属Pt、Pd和Rh以1~10nm粒径高度分散在涂层中。其结构是在整块圆柱状载体上轴向布满紧密排列着的柱形小孔,当高温的汽车尾气通过这些小孔道时,即与活性金属接触而发生催化反应,将CO、HC、NOX等有害气体通过氧化和还原作用转变成于环境无毒无害的CO2、H2O、N2等。此催化剂比表面积大,对气流的阻力小,为整体结构便于装卸,目前我国汽车使用的汽车催化剂多为此结构。

  目前,在报废汽车回收行业中,美国是全球最高效的报废汽车回收国家,具有完善的回收体系和成熟的回收利用技术,报废汽车回收已成为美国年获利达数十亿美元的行业。美国环保法规规定报度汽车不能被随便遗弃,必须送到专门的报度汽车回收利用企业进行处理。美国也已形成从废汽车催化剂中回收利用贵金属的产业,每年回收的铂族金属达到15t左右。

  欧盟各成员国都已经进入“汽车社会”,万博亚洲官网,目前每年报废的汽车总量高达900万辆,自2007年起欧盟各汽车生产商负责报废汽车的回收利用。关于报废汽车的催化剂,欧盟于2002年规定其同汽车的液体、轮胎及电池等废物一样属于应清除的范围,须在汽车破碎以前进行拆解清除,得到的催化剂需进行分类标识、集中储存。欧盟国家还建立了全流程监管网络,以确保掌控汽车催化剂中铂族金属在使用和回收过程中的流向。

  国内目前报废汽车的回收尚无标准规范,规模小、技术落后,综合利用率较低。对于报废汽车催化剂,近年来随着国家对环保的重视以及铂族金属资源的稀缺,开展了一些回收利用的工作。由于起步较晚,我国报废汽车催化剂的回收利用存在诸多问题:

  (2)对汽车催化剂回收利用技术研究的投入不足。国内仅昆明贵金属研究所和徐州国贸稀贵金属综合利用研究所等少数单位开展了一些实验室的研究;

  (3)没有专门的管理部门进行管理,缺乏相应的条例法规,也无明确的回收监管网络,造成回收率低和严重的环境污染。

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