（正式版）JBT 14614-2024 柴油機(jī) 選擇性催化還原捕集器

ICS27.020CCSJ93JBDieselengines—Selectivecatalyticreductionfil2024-03-29發(fā)布中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部發(fā)布IJB/T14614—2024前言 III 12規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4技術(shù)要求 4.1SCRF載體外觀要求、外形尺寸、材質(zhì)和結(jié)構(gòu)、常用規(guī)格 34.2SCRF載體涂覆性能要求 44.3密封性能 44.4機(jī)械物理性能 4.5排氣壓降 4.6流場(chǎng)均勻度 4.7NOx轉(zhuǎn)化效率 54.8NOx轉(zhuǎn)化效率耐久性 4.9捕集效率 4.10捕集劣化率 4.11主動(dòng)再生安全溫度窗口要求 4.12主動(dòng)再生效率 4.13被動(dòng)再生平衡點(diǎn)溫度 4.14耐腐蝕性能 5試驗(yàn)方法 5.1外觀質(zhì)量及尺寸偏差檢測(cè)方法 5.2涂覆性能檢測(cè)方法 5.3密封性能試驗(yàn) 5.4機(jī)械性能檢測(cè)方法 5.5排氣壓降試驗(yàn) 5.6流場(chǎng)均勻度試驗(yàn) 5.7NOx轉(zhuǎn)化效率試驗(yàn) 5.8快速老化試驗(yàn) 5.9捕集效率試驗(yàn) 5.10耐久試驗(yàn) 5.11主動(dòng)再生安全溫度窗口試驗(yàn) 5.12主動(dòng)再生效率試驗(yàn) 5.13被動(dòng)再生平衡點(diǎn)溫度試驗(yàn) 5.14耐腐蝕性能檢測(cè)方法 6檢驗(yàn)規(guī)則 JB/T14614—20246.1檢驗(yàn)分類 86.2型式檢驗(yàn) 86.3出廠檢驗(yàn) 96.4抽查檢驗(yàn) 96.5抽樣方案及評(píng)定規(guī)則 97標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸及貯存 97.1標(biāo)志 97.2包裝 97.3運(yùn)輸 97.4貯存 9附錄A（規(guī)范性）載體內(nèi)部溫度測(cè)點(diǎn)布置方法 附錄B（規(guī)范性）流場(chǎng)均勻度試驗(yàn)方法 圖A.1載體內(nèi)部溫度測(cè)點(diǎn)布置 表1SCRF載體外形尺寸 4表2SCRF載體材質(zhì)和結(jié)構(gòu) 4表3SCRF載體常用規(guī)格 4表4SCRF載體涂覆性能要求 4表5新鮮態(tài)SCRF的NOx轉(zhuǎn)化效率要求 5表6帶碳載量SCRF的NOx轉(zhuǎn)化效率要求 5表7SCRF熱循環(huán)試驗(yàn)循環(huán) 6表8快速老化試驗(yàn)條件 7表9檢驗(yàn)項(xiàng)目分類 8表B.1流場(chǎng)均勻度試驗(yàn)條件 11JB/T14614—2024本文件按GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》給出的規(guī)則起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利，本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國(guó)內(nèi)燃機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC177)歸口。本文件起草單位：廣西玉柴機(jī)器股份有限公司、無錫威孚環(huán)保催化劑有限公司、安徽中鼎美達(dá)環(huán)保科技有限公司、上海內(nèi)燃機(jī)研究所有限責(zé)任公司、無錫威孚力達(dá)催化凈化器有限責(zé)任公司、凱龍高科技股份有限公司、上海機(jī)動(dòng)車檢測(cè)認(rèn)證技術(shù)研究中心有限公司、鄭州精益達(dá)環(huán)?？萍加邢薰?。本文件主要起草人：朱敏霖、李明星、郭華、范文輝、吳廣、溫任林、劉德文、羅孟、許立宇、翟春亮。本文件為首次發(fā)布。1JB/T14614—2024柴油機(jī)選擇性催化還原捕集器本文件界定了柴油機(jī)選擇性催化還原捕集器的術(shù)語和定義，規(guī)定了技術(shù)要求，描述了相應(yīng)的試驗(yàn)方法，規(guī)定了檢驗(yàn)規(guī)則和標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸及貯存等要求。本文件適用于柴油機(jī)選擇性催化還原捕集器的制造。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2828.1-2012計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序第1部分：按接收質(zhì)量限(AQL)檢索的逐批檢驗(yàn)抽樣計(jì)劃GB/T3810.3-2006陶瓷磚試驗(yàn)方法第3部分：吸水率、顯氣孔率、表觀相對(duì)密度和容重的測(cè)定GB/T5989-2008耐火材料荷重軟化溫度試驗(yàn)方法示差升溫法GB/T21650.1-2008JB/T13202.1-2017JB/T13202.4-2017壓汞法和氣體吸附法測(cè)定固體材料孔徑分布和孔隙度柴油機(jī)顆粒捕集系統(tǒng)第1部分：通用技術(shù)條件柴油機(jī)顆粒捕集系統(tǒng)第4部分：顆粒捕集器技術(shù)條件3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1柴油機(jī)選擇性催化還原捕集器dieselselectivecatalyticreductionfilterSCRF安裝在柴油機(jī)排氣系統(tǒng)中，將SCR催化劑涂覆在DPF上，具有通過反應(yīng)降低柴油機(jī)排氣中氮氧化物（NOx）同時(shí)能夠捕集排氣中大部分顆粒（PM）的后處理裝置(以下簡(jiǎn)稱SCRF)。3.2孔隙率porosity顆?；蚍垠w的總孔體積與表觀體積之比。3.3軟化溫度softeningtemperature陶瓷在均衡升溫過程中其方孔初始變形時(shí)的溫度。3.4空速spacevelocity在溫度為25℃和壓力為100kPa的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入SCRF的排氣流量與載體體積之比。其值按照公式（1）計(jì)算：SV=Q/V（1）式中：SV——空速，單位為每小時(shí)（h-1Q——排氣流量，單位為立方米每小時(shí)（m3/hV——催化器載體體積，單位為立方米（m3）。3.52JB/T14614—2024排氣壓降exhaustpressuredrop氣體通過催化器的壓降。如公式（2）所示：ΔP=Pi-Po（2）式中：ΔP——催化器排氣壓降，單位為千帕（kPaPi——催化器入口排氣壓力，單位為千帕（kPaPo——催化器出口排氣壓力，單位為千帕（kPa）。3.6均勻度uniformityindex在SCRF載體出口截面測(cè)量的氣體組分濃度分布的一致程度。如公式（3）所示：式中：γ——均勻度；Xι——測(cè)量單元格氣體組分濃度；Xmean——載體截面平均氣體組分濃度；Aι——每個(gè)測(cè)量單元格面積，單位為平方米（m2A——測(cè)試載體截面總面積，單位為平方米（m2）。3.7尿素理論計(jì)量比ureanormalizedstoichiometricratio尿素水溶液換算成等當(dāng)量的NH3摩爾濃度值與SCRF入口處的NOx摩爾濃度值之比（假設(shè)尿素按照理想條件完全分解，NH3與NOx的平均反應(yīng)摩爾比是1:1）。3.8新鮮態(tài)freshstate催化劑預(yù)處理之后的狀態(tài)。3.9老化態(tài)agedstate催化劑老化之后的狀態(tài)。3.10NOx轉(zhuǎn)化效率converterefficiency發(fā)動(dòng)機(jī)或標(biāo)準(zhǔn)氣模擬試驗(yàn)臺(tái)按指定的工況運(yùn)行時(shí)，SCRF入口和出口的NOx排放量的變化率。3.11捕集效率filtrationefficiency試驗(yàn)車輛或柴油機(jī)按照指定的工況運(yùn)行時(shí)，單位時(shí)間SCRF入口處與SCRF出口處氣體中顆粒物濃度的差值與SCRF入口處氣體中顆粒物濃度的比值。如公式（4）所示：式中：η——顆粒捕集率；Ci——SCRF入口處（SCRF前端）的PM的質(zhì)量濃度，單位為克每千瓦時(shí)[g/(kW·h)]或克每公里（g/km）；C0——SCRF出口處（SCRF后端）的PM的質(zhì)量濃度，單位為克每千瓦時(shí)[g/(kW·h)]或克每公里（g/km）。3.12捕集劣化率deteriorationrate3JB/T14614—2024SCRF耐久測(cè)試前后顆粒物捕集效率的變化率。如公式（5）所示：λ=η前ηη后×100%……………（5）式中：Λ——劣化率；η前——新鮮態(tài)SCRF顆粒捕集效率；η后——老化態(tài)SCRF顆粒捕集效率。3.13加載loading柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)工況持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，使SCRF內(nèi)部顆粒物逐漸增加的過程。3.14碳載量sootloadSCRF中捕集的碳顆?？傎|(zhì)量或單位體積的碳顆粒質(zhì)量。3.15再生regeneration將SCRF中捕集的顆粒物去除以恢復(fù)SCRF性能的過程。3.16被動(dòng)再生passiveregenerationSCRF中捕集的顆粒物與尾氣中的物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)顆粒物減少的過程。3.17主動(dòng)再生activeregeneration通過向柴油機(jī)尾氣中注入額外能量，將SCRF入口排氣溫度提升至較高溫度（一般大于550℃),使SCRF中捕集的顆粒物與尾氣中的O2發(fā)生快速氧化反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)顆粒物減少的過程。3.18安全溫度窗口safetytemperaturewindowSCRF的許用最高溫度及溫度梯度共同組成的限制條件。3.19許用最大碳載量sootmasslimitSMLSCRF在再生時(shí)，其最高溫度、最高溫度梯度滿足催化劑及載體的工作要求時(shí)所能達(dá)到的最大碳載量。3.20再生效率regenerationefficiency再生前后SCRF中的顆粒物質(zhì)量變化率。3.21平衡點(diǎn)溫度balancepointtemperatureBPTSCRF在指定的柴油機(jī)工況下進(jìn)行加載，檢測(cè)到SCRF排氣壓降出現(xiàn)明顯變化，保持穩(wěn)定時(shí)下降時(shí)的入口溫度。4技術(shù)要求4.1SCRF載體外觀要求、外形尺寸、材質(zhì)和結(jié)構(gòu)、常用規(guī)格4.1.1外觀要求外觀要求按照J(rèn)B/T13202.4-2017中4.1.4規(guī)定執(zhí)行。4JB/T14614—20244.1.2SCRF載體外形尺寸SCRF載體外形尺寸要求應(yīng)符合表1給定。表1SCRF載體外形尺寸單位為毫米4.1.3SCRF載體材質(zhì)和結(jié)構(gòu)SCRF載體材質(zhì)和結(jié)構(gòu)如表2所示。SCRF的結(jié)構(gòu)形式是采用擠壓成型的壁流式蜂窩結(jié)構(gòu)，形狀多為圓柱狀，其軸向開有許多平行的蜂窩孔道，相鄰的蜂窩孔道兩端交替堵塞。表2SCRF載體材質(zhì)和結(jié)構(gòu)4.1.4SCRF載體常用規(guī)格SCRF載體規(guī)格推薦如表3所示。表3SCRF載體常用規(guī)格4.2SCRF載體涂覆性能要求SCRF載體涂覆性能要求應(yīng)符合表4給定。表4SCRF載體涂覆性能要求>1300>1500>14504.3密封性能5JB/T14614—2024按5.3試驗(yàn)，壓力降不應(yīng)大于5kPa。4.4機(jī)械物理性能4.4.1新鮮態(tài)SCRF的抗壓強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)、熱循環(huán)試驗(yàn)分別按照5.4.1、5.4.2、5.4.3進(jìn)行，應(yīng)符合JB/T13202.4-2017中4.6.1的規(guī)定。4.4.2SCRF的軸向推力試驗(yàn)按照5.4.4進(jìn)行，應(yīng)符合JB/T13202.4-2017中4.6.2的規(guī)定。4.4.3SCRF的熱振動(dòng)試驗(yàn)按照5.4.5進(jìn)行，應(yīng)符合JB/T13202.4-2017中4.6.3的規(guī)定。4.5排氣壓降按5.5進(jìn)行排氣壓降試驗(yàn)，新鮮態(tài)SCRF進(jìn)氣端與出氣端的排氣壓降不應(yīng)超15kPa，許用最大碳載量時(shí)的排氣壓降不應(yīng)超35kPa。4.6流場(chǎng)均勻度按5.6進(jìn)行NH3均勻度試驗(yàn)，SCRF載體出口端的NH3均勻度不應(yīng)低于0.95。4.7NOx轉(zhuǎn)化效率SCRF前帶DOC，按5.7進(jìn)行新鮮態(tài)SCRF的NOx轉(zhuǎn)化效率試驗(yàn)，新鮮態(tài)轉(zhuǎn)化效率應(yīng)符合表5中給定。表5新鮮態(tài)SCRF的NOx轉(zhuǎn)化效率要求排溫(℃)——在SCRF入口溫度低于<250°C條件下運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，使SCRF加載顆粒物，連續(xù)加載至2g/L碳載量，SCRF前帶DOC，進(jìn)行NOx轉(zhuǎn)化效率試驗(yàn)，應(yīng)符合表6中給定。表6帶碳載量SCRF的NOx轉(zhuǎn)化效率要求排溫(℃)4.8NOx轉(zhuǎn)化效率耐久性按5.8進(jìn)行快速老化試驗(yàn)，老化態(tài)SCRF在表5和表6測(cè)試點(diǎn)下的轉(zhuǎn)化效率下降量的平均值不應(yīng)大于5%。4.9捕集效率按5.9進(jìn)行捕集效率試驗(yàn)，SCRF對(duì)PM的捕集效率不應(yīng)低于90%。4.10捕集劣化率不同用途柴油機(jī)按5.10進(jìn)行耐久試驗(yàn)后，SCRF的捕集劣化率應(yīng)在5%以內(nèi)。4.11主動(dòng)再生安全溫度窗口要求按5.11在許用最大碳載量下進(jìn)行DTI試驗(yàn)，其最高溫度不應(yīng)高于催化劑的失活溫度，最高溫度梯度不應(yīng)高于使載體失效的最高溫度梯度。6JB/T14614—20244.12主動(dòng)再生效率按5.12測(cè)量主動(dòng)再生效率，再生效率不應(yīng)低于90%。4.13被動(dòng)再生平衡點(diǎn)溫度按5.13測(cè)量SCRF的平衡點(diǎn)溫度，不應(yīng)高于供應(yīng)商提供值30℃,最高不應(yīng)高于400℃。4.14耐腐蝕性能選擇性催化還原捕集器按5.14試驗(yàn)后，金屬殼體不應(yīng)出現(xiàn)腐蝕銹斑現(xiàn)象。5試驗(yàn)方法5.1載體外觀質(zhì)量及尺寸偏差檢測(cè)方法按照J(rèn)B/T13202.4-2017中5.1規(guī)定的方法進(jìn)行。5.2載體涂覆性能檢測(cè)方法5.2.1吸水率檢測(cè)方法按照GB/T3810.3-2016中5.1.1中煮沸法規(guī)定的方法進(jìn)行。5.2.2孔隙率和微孔半徑檢測(cè)方法按照GB/T21650.1-2008中規(guī)定的方法進(jìn)行。5.2.3荷重軟化溫度檢測(cè)方法按照GB/T5989-2008中規(guī)定的方法進(jìn)行。5.3密封性能試驗(yàn)按照J(rèn)B/T13202.1-2017中5.11規(guī)定的方法進(jìn)行。5.4機(jī)械物理性能檢測(cè)方法5.4.1抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法按照J(rèn)B/T13202.4-2017中5.6.1規(guī)定的方法進(jìn)行。5.4.2熱膨脹系數(shù)試驗(yàn)方法按照J(rèn)B/T13202.4-2017中5.6.2規(guī)定的方法進(jìn)行。5.4.3熱循環(huán)試驗(yàn)采用發(fā)動(dòng)機(jī)或燃燒器來完成熱循環(huán)試驗(yàn)，SCRF入口空速不小于40000h-1；試驗(yàn)循環(huán)如表7，由工況1和工況2組成，運(yùn)行10個(gè)循環(huán)。對(duì)于SCRF工況1和工況2轉(zhuǎn)換以（180±20）℃/min的速率上升或下降，用時(shí)2min。表7SCRF熱循環(huán)試驗(yàn)循環(huán)床溫(℃)13237JB/T14614—2024床溫是指載體內(nèi)部的溫度，載體內(nèi)部溫度測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)符合附錄A的給定。5.4.4軸向推力試驗(yàn)按照J(rèn)B/T13202.4-2017中5.6.4規(guī)定的方法進(jìn)行。5.4.5熱振動(dòng)試驗(yàn)按照J(rèn)B/T13202.4-2017中5.6.5規(guī)定的方法進(jìn)行。5.5排氣壓降試驗(yàn)SCRF系統(tǒng)預(yù)處理按照J(rèn)B/T13202.1-2017中5.3規(guī)定的方法進(jìn)行，排氣壓降按照J(rèn)B/T13202.4-2017中5.4規(guī)定的方法進(jìn)行。5.6流場(chǎng)均勻度試驗(yàn)按照附錄B給定的方法進(jìn)行。5.7NOx轉(zhuǎn)化效率試驗(yàn)轉(zhuǎn)化效率試驗(yàn)按下述步驟進(jìn)行：a)將SCRF的空速設(shè)定為（40000±400）h-1；b)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)工況，使SCRF入口、出口溫度依次穩(wěn)定在200℃、225℃、250℃、275℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃,控制精度為±5℃;c)300℃以下的每個(gè)溫度點(diǎn)開始測(cè)試之前，需調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)工況，使SCRF處于入口溫度（400±5）℃,,空速（40000±400）h-1的條件下，直至SCRF出口處NH3濃度小于3×10-6；d)在每一溫度點(diǎn)，待SCRF入口溫度和出口溫度穩(wěn)定后，以尿素理論計(jì)量比為1.2噴射尿素溶液直至NH3泄漏量超過20×10-6。從噴尿素溶液之前開始連續(xù)記錄SCRF入口、出口的溫度及NOX濃度；e)以NH3泄漏量為10×10-6時(shí)的NOX轉(zhuǎn)化效率作為該溫度點(diǎn)下的NOX轉(zhuǎn)化效率。繪制SCRF入口溫度與NOX轉(zhuǎn)化效率的關(guān)系曲線。5.8快速老化試驗(yàn)快速老化試驗(yàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上進(jìn)行，試驗(yàn)條件按表8規(guī)定。表8快速老化試驗(yàn)條件入口溫度(℃)5.9捕集效率試驗(yàn)按照J(rèn)B/T13202.1-2017中5.5規(guī)定的方法進(jìn)行。5.10耐久試驗(yàn)5.10.1熱沖擊試驗(yàn)按照J(rèn)B/T13202.1-2017中5.9規(guī)定的方法進(jìn)行。5.10.2熱老化耐久試驗(yàn)8JB/T14614—2024按照J(rèn)B/T13202.1-2017中5.10規(guī)定的方法進(jìn)行。5.11主動(dòng)再生安全溫度窗口試驗(yàn)按照J(rèn)B/T13202.1-2017中5.6規(guī)定的方法進(jìn)行。5.12主動(dòng)再生效率試驗(yàn)按照J(rèn)B/T13202.1-2017中5.7規(guī)定的方法進(jìn)行。5.13被動(dòng)再生平衡點(diǎn)溫度試驗(yàn)按照J(rèn)B/T13202.1-2017中5.8規(guī)定的方法進(jìn)行。5.14耐腐蝕性能檢測(cè)方法按照J(rèn)B/T13202.1-2017中5.12規(guī)定的方法進(jìn)行。6檢驗(yàn)規(guī)則6.1檢驗(yàn)分類檢驗(yàn)分為出廠檢驗(yàn)、抽樣檢驗(yàn)及型式檢驗(yàn)三類。6.2型式檢驗(yàn)6.2.1有下列情況之一時(shí)，產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)：a)新產(chǎn)品投產(chǎn)或者產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)時(shí)；b)正常生產(chǎn)時(shí)，如結(jié)構(gòu)、材料、工藝有較大改變，可能影響產(chǎn)品性能時(shí)；c)正常生產(chǎn)時(shí)，每三年一次；d)產(chǎn)品長(zhǎng)期停產(chǎn)一年及以上恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)；e)國(guó)家監(jiān)督機(jī)構(gòu)提出進(jìn)行型式檢驗(yàn)要求時(shí)。6.2.2型式檢驗(yàn)項(xiàng)目按表9的給定。表9檢驗(yàn)項(xiàng)目分類序號(hào)1√√√2√√√3√ ▽4√ ▽5√√√6√—▽7√√√8√√√9√ ▽√ ▽√—▽√√√