一种发动机尾气处理方法及装置与流程

1.本技术涉及发动机技术领域，特别是涉及一种发动机尾气处理方法及装置。


背景技术：

2.液化天然气(liquefied natural gas，lng)作为发动机替代燃料，在降低颗粒物(pm)和硫氧化物(so
x
)等排放方面表现出显著优势，同时，lng的碳氢比(c/h)较低，相比柴油类燃料可减少二氧化碳(co2)排放。lng的推广使用对于改善我国能源结构具有重要意义。
3.在实际应用中，使用lng的发动机尾气中也不可避免会有氮氧化物(no
x
)排放，以及会产生较多的甲烷(ch4)排放。其中，no
x
不仅可以形成酸雨、光化学烟雾，还会严重损害人类的身体健康。ch4是一种温室气体，会造成温室效应。鉴于此，需针对尾气中的no
x
和ch4排放进行处理。
4.相关技术中，采用选择性催化还原(selective catalytic reduction，scr)与催化氧化(主要使用moc催化剂)结合的技术路线，去除no
x
和ch4。然而，相关技术中所采用的尾气处理方式，尾气处理成本较高。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本技术提供了一种发动机尾气处理方法及装置，提供了一种利用一套尾气处理系统协同处理ch4和no
x
的方式，能够简化发动机尾气处理系统，降低尾气处理成本。
6.本技术实施例公开了如下技术方案：
7.一方面，本技术实施例提供了一种发动机尾气处理方法，所述方法包括：
8.获取目标催化剂；所述目标催化剂的活性组分包括钴co、铬cr和铟in；
9.将所述目标催化剂放置在协同催化反应器中；
10.将包含甲烷ch4和氮氧化物no
x
的发动机尾气通入所述协同催化反应器，进行尾气处理；
11.在尾气处理过程中，基于所述目标催化剂的作用，将所述ch4转化为二氧化碳co2和水h2o，将所述no
x
转化为氮气n2；
12.将完成尾气处理的发动机尾气排出所述协同催化反应器。
13.另一方面，本技术实施例提供了一种发动机尾气处理装置，所述装置包括获取单元、放置单元、通入单元、转化单元和排出单元：
14.所述获取单元，用于获取目标催化剂；所述目标催化剂的活性组分包括钴co、铬cr和铟in；
15.所述放置单元，用于将所述目标催化剂放置在协同催化反应器中；
16.所述通入单元，用于将包含甲烷ch4和氮氧化物no
x
的发动机尾气通入所述协同催化反应器，进行尾气处理；
17.所述转化单元，用于在尾气处理过程中，基于所述目标催化剂的作用，将所述ch4转化为二氧化碳co2和水h2o，将所述no
x
转化为氮气n2；
18.所述排出单元，用于将完成尾气处理的发动机尾气排出所述协同催化反应器。
19.由上述技术方案可以看出，针对发动机尾气处理，首先可以获取目标催化剂，该目标催化剂的活性组分包括钴co、铬cr和铟in，并将目标催化剂放置在协同催化反应器中。进而，可以将包含ch4和氮氧化物no
x
的发动机尾气通入协同催化反应器，进行尾气处理。在尾气处理过程中，可以基于目标催化剂的作用，将ch4转化为二氧化碳co2和水h2o，将no
x
转化为氮气n2。最后，可以将完成尾气处理的发动机尾气排出所述协同催化反应器。可见，针对包含ch4和no
x
的发动机尾气，可以仅设置协同催化反应器这一套尾气处理系统，即可在目标催化剂的作用下，同时对ch4和no
x
进行处理，实现同时脱除ch4和no
x
的目的。相较于相关技术中的脱除方式，本技术在目标催化剂的作用下，仅需一套尾气处理系统并同时脱除ch4和no
x
，也就是说，提供了一种协同处理ch4和no
x
的方式，能够简化发动机尾气处理系统，降低尾气处理成本。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本技术实施例提供的一种发动机尾气处理方法的流程图；
22.图2为本技术实施例提供的采用第一催化剂、第二催化剂以及目标催化剂的ch4脱除效率的示意图；
23.图3为本技术实施例提供的采用第一催化剂、第二催化剂以及目标催化剂的no
x
脱除效率的示意图；
24.图4为本技术实施例提供的一种发动机尾气处理装置的结构图。
具体实施方式
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.针对以lng为燃料的发动机排放的发动机尾气，例如船舶等运输工具的发动机以lng作为燃料。通常，船用发动机一般采用缸内稀薄燃烧策略，使得发动机排放的尾气中存在大量的o2，即，发动机尾气可以认为是富氧条件，而在富氧条件下，不能使用三元催化的技术路线来同时处理ch4和no
x
。一般，采用scr与moc结合的技术路线，然而，这种采用scr与moc结合的技术路线，需要在发动机尾气处理系统中安装有一套scr系统以及一套moc系统，即，需要安装两套系统，这使得发动机尾气处理系统较为复杂以及成本较高。同时，moc中大量使用铂、钯、铑等贵金属催化剂，且催化剂使用量比较高，这使催化剂使用成本显著上升，从而面临较高的经济成本。
27.为此，本技术提供了一种发动机尾气处理方法及装置，提供了一种利用一套尾气处理系统协同处理ch4和no
x
的方式，能够简化发动机尾气处理系统，降低尾气处理成本。
28.本技术实施例所提供的发动机尾气处理方法可以通过计算机设备实施，该计算机设备可以是终端设备或服务器，其中，服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云计算服务的云服务器。终端设备包括但不限于手机、电脑、智能语音交互设备、智能家电、车载终端等。终端设备以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本技术对此不做任何限制。
29.具体通过如下实施例进行说明：
30.图1为本技术实施例提供的一种发动机尾气处理方法的流程图，以服务器作为前述计算机设备为例进行说明，所述方法包括s101-s105：
31.s101：获取目标催化剂。
32.在发动机尾气处理时，可以首先获取目标催化剂，便于利用目标催化剂对发动机尾气进行处理。其中，目标催化剂的活性组分包括钴co、铬cr和铟in，目标催化剂是本技术为了能够利用一套尾气处理系统协同处理ch4和no
x
所制备的特定催化剂，对于目标催化剂的制备方式以及制备过程，将在后续的实施例中进行详细说明。
33.s102：将目标催化剂放置在协同催化反应器中。
34.s103：将包含甲烷ch4和氮氧化物no
x
的发动机尾气通入协同催化反应器，进行尾气处理。
35.在实际应用中，可以在发动机尾气处理系统中安装协同催化反应器，利用该协同催化反应器作为协同处理ch4和no
x
的这一套尾气处理系统。在具体实施时，可以将目标催化剂放置在协同催化反应器中，进而，可以将包含甲烷ch4和氮氧化物no
x
的发动机尾气通入协同催化反应器，进行尾气处理。
36.可以理解的是，在实际应用中，可以是在发动机启动之前将目标催化剂放置在协同催化反应器中，例如，在船舶开始行驶之前，就将目标催化剂放置好。基于此，在船舶开始行驶之后，即，发动机启动之后，随着发动机运行所排出的尾气可以通过管路进入协同催化反应器中，并进行尾气处理，实现尾气无害化处理。
37.s104：在尾气处理过程中，基于目标催化剂的作用，将ch4转化为二氧化碳co2和水h2o，将no
x
转化为氮气n2。
38.s105：将完成尾气处理的发动机尾气排出协同催化反应器。
39.在尾气处理过程中，基于目标催化剂的作用，可以将ch4转化为二氧化碳co2和水h2o，将no
x
转化为氮气n2，从而实现利用协同催化反应器这一套尾气处理系统协同处理ch4和no
x
的目的，能够同时脱除ch4和no
x
。尾气处理过程中的物质转化方程式可以参见下式：
[0040][0041]
也就是说，完成尾气处理之后，同时脱除了ch4和no
x
，即，完成尾气处理的发动机尾气可以认为是符合尾气排放标准的。具体的，发动机尾气中的no
x
排放满足imo tierⅲ标准，ch4排放满足《船舶发动机排气污染物排放限值及测量方法(中国第一、二阶段)》中第二阶段标准。最后，可以将完成尾气处理的发动机尾气排出协同催化反应器，基于此，完成尾气处理。本技术可以只采用一套尾气处理系统，同时，在协同处理ch4和no
x
的过程中，是利用
尾气中的ch4作为还原剂将no
x
还原成n2，同时ch4被转化为co2和h2o，相较于相关技术中采用scr结合moc的方式，不需要额外的还原剂加注系统，且本技术只采用了一套尾气处理系统，能够简化发动机尾气处理系统，可以大幅减少lng发动机尾气后处理系统成本。
[0042]
在以上介绍的实施例中，目标催化剂作为协同处理ch4和no
x
的特定催化剂，对于尾气处理尤为重要。为了更好地理解，下面将对目标催化剂的制备方式以及制备过程进行详细说明：
[0043]
目标催化剂的活性组分包括钴co、铬cr和铟in，即，可以认为目标催化剂是一种包括多种活性组分的复合型催化剂。在实际应用中，可以将目标催化剂的制备分为三部分，第一部分是制备第一催化剂，第一催化剂的活性组分包括cr和in，第二部分是制备第二催化剂，第二催化剂的活性组分包括co，第三部分是利用第一催化剂和第二催化剂制备目标催化剂。在实际应用中，可以利用分子筛作为制备第一催化剂和第二催化剂的载体，本技术实施例中所在用的分子筛载体是h-ssz-13。
[0044]
在具体实施时，可以首先获取分子筛载体h-ssz-13，进而利用可溶性铬盐、可溶性铟盐与h-ssz-13，通过浸渍法制备得到第一催化剂cr-in/h-ssz-13，以及利用可溶性钴盐与h-ssz-13，通过浸渍法制备得到第二催化剂co/h-ssz-13。最后，可以利用相同质量的cr-in/h-ssz-13的粉体和co/h-ssz-13的粉体，通过物理掺混制备得到目标催化剂co-cr-in/h-ssz-13。
[0045]
在实际应用中，分子筛载体h-ssz-13的结构会影响分子筛载体的水热稳定性和酸性，继而会影响催化剂的活性。例如，对于h-ssz-13而言，h-ssz-13中的硅原子和铝原子的比值对h-ssz-13的水热稳定性和酸性影响较大，对于想要制备的催化剂不同时，为了保证催化剂活性，硅原子和铝原子的比值有个最佳值，不是越高越好也不是越低越好。对于本技术所制备的催化剂而言，经实验验证，最佳值是si/al＝10，即，分子筛载体h-ssz-13中的硅原子和铝原子的比值为10。
[0046]
此外，催化剂中各组分的质量百分含量同样能够影响催化剂制备以及催化剂活性等。在本技术实施例中，利用si/al＝10的h-ssz-13进行催化剂制备，能够保证催化剂制备以及催化剂活性的各组分的质量百分含量具体是：在cr-in/h-ssz-13中，cr的质量百分含量为1％～4％，in的质量百分含量为1％～4％，h-ssz-13的质量百分含量为92％～98％，在co/h-ssz-13中，co的质量百分含量为5％～10％，h-ssz-13的质量百分含量为90％～95％。
[0047]
在上述实施例中，为了制备目标催化剂co-cr-in/h-ssz-13，需要先制备第一催化剂cr-in/h-ssz-13以及第二催化剂co/h-ssz-13。下面将对第一催化剂cr-in/h-ssz-13的制备过程以及第二催化剂co/h-ssz-13的制备过程进行一一说明。
[0048]
(1)对第一催化剂cr-in/h-ssz-13的制备过程进行说明，具体包括以下步骤：
[0049]
首先，可以按照设定的第一质量比将硝酸铬水合物cr(no3)3·
9h2o、硝酸铟(in(no3)3、h-ssz-13和去离子水h2o加入到制备容器中，得到第一混合液；第一质量比包括h2o与h-ssz-13的质量比为10，in与h-ssz-13的质量比为0.01～0.04，cr与h-ssz-13的质量比为0.01～0.04。其中，制备容器可以是洗净的玻璃烧杯。
[0050]
接着，可以利用磁力搅拌器控制第一混合液的温度为25～30℃，在转速为400～500rpm的条件下搅拌24～48h，使cr(no3)3、(in(no3)3与h-ssz-13进行离子交换，得到第一均匀混合浆液。
[0051]
然后，可以利用磁力搅拌器控制第一均匀混合浆液的温度为70～90℃，在转速为400～500rpm的条件下将第一均匀混合浆液蒸干，使第一均匀混合浆液中未进行离子交换的cr(no3)3和(in(no3)3负载在h-ssz-13上，得到第一待定催化剂。
[0052]
进而，可以将第一待定催化剂放置在烘箱中，控制烘箱的温度为100～120℃，烘干8～16h，得到烘干的第一待定催化剂。
[0053]
最后，可以将烘干的第一待定催化剂放置在加热炉中，控制加热炉的温度为500℃，焙烧2～4h，得到第一催化剂cr-in/h-ssz-13。
[0054]
基于此，通过浸渍、负载、烘干以及焙烧等步骤制备得到第一催化剂cr-in/h-ssz-13。
[0055]
(2)对第二催化剂co/h-ssz-13的制备过程进行说明，具体包括以下步骤：
[0056]
首先，可以按照设定的第二质量比将醋酸钴、h-ssz-13和去离子水h2o加入到制备容器中，得到第二混合液；第二质量比包括h2o与h-ssz-13的质量比为10，co与h-ssz-13的质量比为0.05～0.10。其中，制备容器可以是洗净的玻璃烧杯。
[0057]
接着，可以利用磁力搅拌器控制第二混合液的温度为25～30℃，在转速为400～500rpm的条件下搅拌24～48h，使醋酸钴与h-ssz-13进行离子交换，得到第二均匀混合浆液。
[0058]
然后，可以利用磁力搅拌器控制第二均匀混合浆液的温度为70～90℃，在转速为400～500rpm的条件下降第二均匀混合浆液蒸干，使第二均匀混合浆液中未进行离子交换的醋酸钴负载在h-ssz-13上，得到第二待定催化剂。
[0059]
进而，可以将第二待定催化剂放置在烘箱中，控制烘箱的温度为100～120℃，烘干12h，得到烘干的第二待定催化剂。
[0060]
最后，可以将烘干的第二待定催化剂放置在加热炉中，控制加热炉的温度为500℃，焙烧2～4h，得到第二催化剂co/h-ssz-13。
[0061]
基于此，通过浸渍、负载、烘干以及焙烧等步骤制备得到第二催化剂co/h-ssz-13。
[0062]
(3)对目标催化剂的制备进行说明，具体如下：
[0063]
在制备得到cr-in/h-ssz-13和co/h-ssz-13之后，可以利用相同质量的cr-in/h-ssz-13的粉体和co/h-ssz-13的粉体，通过物理掺混制备得到目标催化剂co-cr-in/h-ssz-13。基于此，制备得到co-cr-in/h-ssz-13。
[0064]
在实际应用中，目标催化剂的颗粒更均匀，更有利于安装在协同催化反应器中，有利于尾气处理。为了使得颗粒更均匀，在一种可能的实现方式中，可以首先利用相同质量的cr-in/h-ssz-13的粉体和co/h-ssz-13的粉体，通过物理掺混制备得到待定催化剂，进而，对待定催化剂进行压片处理，得到待定催化剂颗粒。基于此，实现将粉体状的目标催化剂制备成颗粒状。最后，从待定催化剂颗粒中筛选满足颗粒直径阈值的待定催化剂颗粒，作为目标催化剂。其中，颗粒直径阈值可以用于筛选颗粒直径满足需求的待定催化剂颗粒，通常，可以根据实验得出的经验进行设置。在实际应用中，可以利用过筛的方式筛选，具体的，利用目孔直径满足颗粒直径阈值的筛网对待定催化剂颗粒进行过筛，从而将满足颗粒直径阈值的待定催化剂颗粒筛至筛网下方。例如，实验得出的经验表明，40～60目的筛网能够筛选出满足要求的待定催化剂颗粒，因此，可以设置颗粒直径阈值为40～60目对应的目孔直径。基于此，获得的目标催化剂的颗粒更为均匀，方便在协同催化反应器内安装，同时颗粒之间
的空隙能保证尾气顺畅流过，有利于提高尾气处理效果。
[0065]
在制备得到目标催化剂之后，还可以先在实验室水平对目标催化剂的效果进行实验验证，便于保证将目标催化剂应用到发动机尾气时能具有良好的尾气处理效果。在实际应用中，协同催化反应器可以包括常压固定床，相应的，可以将质量为2.5g的目标催化剂放置在常压固定床中，以及利用ch4浓度为1800ppm、一氧化氮no浓度为600ppm、氧气o2浓度为6％、h2o浓度为10％以及定量氮气n2的混合气作为发动机尾气，其中，n2作为平衡气。进而，可以将发动机尾气通入协同催化反应器，控制协同催化反应器的反应体积空速为10000～40000h-1
，以及控制协同催化反应器的温度升温至300～530℃，进行尾气处理。基于此，在实验室水平下，利用上述浓度的各气体混合以模拟发动机尾气，并在相应的运行参数(如前述的反应体积空速以及温度)下对目标催化剂的效果进行验证。
[0066]
可以理解的是，no和ch4的浓度变化情况能够反映目标催化剂的效果，因此，可以利用no和ch4的浓度变化情况对目标催化剂的效果进行评估。在具体实施时，可以在尾气处理过程中，利用气体分析仪测量no和ch4的浓度。其中，气体分析仪可以是傅里叶变换红外光谱仪(fourier transform infrared spectrometer，ftir)。
[0067]
在实验中，分别对单一的第一催化剂、单一的第二催化剂以及目标催化剂的催化效果进行了实验，以及利用ftir测量了尾气处理过程中的no
x
和ch4的浓度，并计算了no
x
和ch4的脱除效率。具体的，第一催化剂是2％cr-2％in/h-ssz-13、第二催化剂是6％co/h-ssz-13、目标催化剂是6％co-2％cr-2％in/h-ssz-13，图2示出了采用第一催化剂、第二催化剂以及目标催化剂的ch4脱除效率，图3示出了采用第一催化剂、第二催化剂以及目标催化剂的no
x
脱除效率。在图2和图3中，横轴为反应温度，具体可以是指协同催化反应器的温度，其范围是300～530℃。
[0068]
需要说明的是，对于此次实验，为了获得效果更高的目标催化剂，选择了si/al＝10的h-ssz-13，也就是说，在2％cr-2％in/h-ssz-13、6％co/h-ssz-13以及6％co-2％cr-2％in/h-ssz-13中，h-ssz-13的si/al＝10。
[0069]
基于图2和图3的实验结果表明，6％co-2％cr-2％in/h-ssz-13(si/al＝10)不仅保持了6％co/h-ssz-13(si/al＝10)的高ch4脱除效率，同时，还获得了2％cr-2％in/h-ssz-13(si/al＝10)更高的no
x
脱除效率。也就是说，相较于单一的第一催化剂或单一的第二催化剂，基于第一催化剂和第二催化剂制备得到的目标催化剂，能够具有协同处理no
x
和ch4的效果，且能够获得更高的no
x
脱除效率。
[0070]
由上述技术方案可以看出，针对发动机尾气处理，首先可以获取目标催化剂，该目标催化剂的活性组分包括钴co、铬cr和铟in，并将目标催化剂放置在协同催化反应器中。进而，可以将包含ch4和氮氧化物no
x
的发动机尾气通入协同催化反应器，进行尾气处理。在尾气处理过程中，可以基于目标催化剂的作用，将ch4转化为二氧化碳co2和水h2o，将no
x
转化为氮气n2。最后，可以将完成尾气处理的发动机尾气排出所述协同催化反应器。可见，针对包含ch4和no
x
的发动机尾气，可以仅设置协同催化反应器这一套尾气处理系统，即可在目标催化剂的作用下，同时对ch4和no
x
进行处理，实现同时脱除ch4和no
x
的目的。相较于相关技术中的脱除方式，本技术在目标催化剂的作用下，仅需一套尾气处理系统并同时脱除ch4和no
x
，也就是说，提供了一种协同处理ch4和no
x
的方式，能够简化发动机尾气处理系统，降低尾气处理成本。
[0071]
图4为本技术实施例提供的一种发动机尾气处理装置的结构图，所述装置包括获取单元401、放置单元402、通入单元403、转化单元404和排出单元405：
[0072]
所述获取单元401，用于获取目标催化剂；所述目标催化剂的活性组分包括钴co、铬cr和铟in；
[0073]
所述放置单元402，用于将所述目标催化剂放置在协同催化反应器中；
[0074]
所述通入单元403，用于将包含甲烷ch4和氮氧化物no
x
的发动机尾气通入所述协同催化反应器，进行尾气处理；
[0075]
所述转化单元404，用于在尾气处理过程中，基于所述目标催化剂的作用，将所述ch4转化为二氧化碳co2和水h2o，将所述no
x
转化为氮气n2；
[0076]
所述排出单元405，用于将完成尾气处理的发动机尾气排出所述协同催化反应器。
[0077]
在一种可能的实现方式中，所述获取单元还用于：
[0078]
获取分子筛载体h-ssz-13；
[0079]
利用可溶性铬盐、可溶性铟盐与所述h-ssz-13，通过浸渍法制备得到第一催化剂cr-in/h-ssz-13；
[0080]
利用可溶性钴盐与所述h-ssz-13，通过浸渍法制备得到第二催化剂co/h-ssz-13；
[0081]
利用相同质量的所述cr-in/h-ssz-13的粉体和所述co/h-ssz-13的粉体，通过物理掺混制备得到所述目标催化剂co-cr-in/h-ssz-13。
[0082]
在一种可能的实现方式中，所述获取单元还用于：
[0083]
利用相同质量的所述cr-in/h-ssz-13的粉体和所述co/h-ssz-13的粉体，通过物理掺混制备得到待定催化剂；
[0084]
对所述待定催化剂进行压片处理，得到待定催化剂颗粒；
[0085]
从所述待定催化剂颗粒中筛选满足颗粒直径阈值的待定催化剂颗粒，作为所述目标催化剂。
[0086]
在一种可能的实现方式中，所述颗粒直径阈值为40～60目对应的目孔直径。
[0087]
在一种可能的实现方式中，所述获取单元还用于：
[0088]
按照设定的第一质量比将硝酸铬水合物cr(no3)3·
9h2o、硝酸铟(in(no3)3、所述h-ssz-13和去离子水h2o加入到制备容器中，得到第一混合液；所述第一质量比包括所述h2o与所述h-ssz-13的质量比为10，所述in与所述h-ssz-13的质量比为0.01～0.04，所述cr与所述h-ssz-13的质量比为0.01～0.04；
[0089]
利用磁力搅拌器控制所述第一混合液的温度为25～30℃，在转速为400～500rpm的条件下搅拌24～48h，使所述cr(no3)3、所述(in(no3)3与所述h-ssz-13进行离子交换，得到第一均匀混合浆液；
[0090]
利用所述磁力搅拌器控制所述第一均匀混合浆液的温度为70～90℃，在转速为400～500rpm的条件下将所述第一均匀混合浆液蒸干，使所述第一均匀混合浆液中未进行离子交换的cr(no3)3和(in(no3)3负载在所述h-ssz-13上，得到第一待定催化剂；
[0091]
将所述第一待定催化剂放置在烘箱中，控制所述烘箱的温度为100～120℃，烘干8～16h，得到烘干的第一待定催化剂；
[0092]
将所述烘干的第一待定催化剂放置在加热炉中，控制所述加热炉的温度为500℃，焙烧2～4h，得到所述第一催化剂cr-in/h-ssz-13。
[0093]
在一种可能的实现方式中，所述获取单元还用于：
[0094]
按照设定的第二质量比将醋酸钴、所述h-ssz-13和去离子水h2o加入到制备容器中，得到第二混合液；所述第二质量比包括所述h2o与所述h-ssz-13的质量比为10，所述co与所述h-ssz-13的质量比为0.05～0.10；
[0095]
利用磁力搅拌器控制所述第二混合液的温度为25～30℃，在转速为400～500rpm的条件下搅拌24～48h，使所述醋酸钴与所述h-ssz-13进行离子交换，得到第二均匀混合浆液；
[0096]
利用所述磁力搅拌器控制所述第二均匀混合浆液的温度为70～90℃，在转速为400～500rpm的条件下降所述第二均匀混合浆液蒸干，使所述第二均匀混合浆液中未进行离子交换的醋酸钴负载在h-ssz-13上，得到第二待定催化剂；
[0097]
将所述第二待定催化剂放置在烘箱中，控制所述烘箱的温度为100～120℃，烘干12h，得到烘干的第二待定催化剂；
[0098]
将所述烘干的第二待定催化剂放置在加热炉中，控制所述加热炉的温度为500℃，焙烧2～4h，得到所述第二催化剂co/h-ssz-13。
[0099]
在一种可能的实现方式中，在所述cr-in/h-ssz-13中，所述cr的质量百分含量为1％～4％，所述in的质量百分含量为1％～4％，所述h-ssz-13的质量百分含量为92％～98％，在所述co/h-ssz-13中，所述co的质量百分含量为5％～10％，所述h-ssz-13的质量百分含量为90％～95％。
[0100]
在一种可能的实现方式中，所述分子筛载体h-ssz-13中的硅原子和铝原子的比值为10。
[0101]
在一种可能的实现方式中，所述协同催化反应器包括常压固定床，所述放置单元还用于：
[0102]
将质量为2.5g的所述目标催化剂放置在所述常压固定床中；
[0103]
所述通入单元还用于：
[0104]
利用ch4浓度为1800ppm、一氧化氮no浓度为600ppm、氧气o2浓度为6％、h2o浓度为10％以及定量氮气n2的混合气作为所述发动机尾气；所述n2作为平衡气；
[0105]
将所述发动机尾气通入所述协同催化反应器，控制所述协同催化反应器的反应体积空速为10000～40000h-1
，以及控制所述协同催化反应器的温度升温至300～530℃，进行尾气处理。
[0106]
由上述技术方案可以看出，针对发动机尾气处理，首先可以获取目标催化剂，该目标催化剂的活性组分包括钴co、铬cr和铟in，并将目标催化剂放置在协同催化反应器中。进而，可以将包含ch4和氮氧化物no
x
的发动机尾气通入协同催化反应器，进行尾气处理。在尾气处理过程中，可以基于目标催化剂的作用，将ch4转化为二氧化碳co2和水h2o，将no
x
转化为氮气n2。最后，可以将完成尾气处理的发动机尾气排出所述协同催化反应器。可见，针对包含ch4和no
x
的发动机尾气，可以仅设置协同催化反应器这一套尾气处理系统，即可在目标催化剂的作用下，同时对ch4和no
x
进行处理，实现同时脱除ch4和no
x
的目的。相较于相关技术中的脱除方式，本技术在目标催化剂的作用下，仅需一套尾气处理系统并同时脱除ch4和no
x
，也就是说，提供了一种协同处理ch4和no
x
的方式，能够简化发动机尾气处理系统，降低尾气处理成本。
[0107]
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0108]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0109]
以上对本技术实施例提供的一种发动机尾气处理方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的方法，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。
[0110]
综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。而且本技术在上述各方面提供的实现方式的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。

技术特征：
1.一种发动机尾气处理方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标催化剂；所述目标催化剂的活性组分包括钴co、铬cr和铟in；将所述目标催化剂放置在协同催化反应器中；将包含甲烷ch4和氮氧化物no
x
的发动机尾气通入所述协同催化反应器，进行尾气处理；在尾气处理过程中，基于所述目标催化剂的作用，将所述ch4转化为二氧化碳co2和水h2o，将所述no
x
转化为氮气n2；将完成尾气处理的发动机尾气排出所述协同催化反应器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标催化剂，包括：获取分子筛载体h-ssz-13；利用可溶性铬盐、可溶性铟盐与所述h-ssz-13，通过浸渍法制备得到第一催化剂cr-in/h-ssz-13；利用可溶性钴盐与所述h-ssz-13，通过浸渍法制备得到第二催化剂co/h-ssz-13；利用相同质量的所述cr-in/h-ssz-13的粉体和所述co/h-ssz-13的粉体，通过物理掺混制备得到所述目标催化剂co-cr-in/h-ssz-13。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用相同质量的所述cr-in/h-ssz-13的粉体和所述co/h-ssz-13的粉体，通过物理掺混制备得到所述目标催化剂co-cr-in/h-ssz-13，包括：利用相同质量的所述cr-in/h-ssz-13的粉体和所述co/h-ssz-13的粉体，通过物理掺混制备得到待定催化剂；对所述待定催化剂进行压片处理，得到待定催化剂颗粒；从所述待定催化剂颗粒中筛选满足颗粒直径阈值的待定催化剂颗粒，作为所述目标催化剂。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述颗粒直径阈值为40～60目对应的目孔直径。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用可溶性铬盐、可溶性铟盐与所述h-ssz-13，通过浸渍法制备得到第一催化剂cr-in/h-ssz-13，包括：按照设定的第一质量比将硝酸铬水合物cr(no3)3·
9h2o、硝酸铟(in(no3)3、所述h-ssz-13和去离子水h2o加入到制备容器中，得到第一混合液；所述第一质量比包括所述h2o与所述h-ssz-13的质量比为10，所述in与所述h-ssz-13的质量比为0.01～0.04，所述cr与所述h-ssz-13的质量比为0.01～0.04；利用磁力搅拌器控制所述第一混合液的温度为25～30℃，在转速为400～500rpm的条件下搅拌24～48h，使所述cr(no3)3、所述(in(no3)3与所述h-ssz-13进行离子交换，得到第一均匀混合浆液；利用所述磁力搅拌器控制所述第一均匀混合浆液的温度为70～90℃，在转速为400～500rpm的条件下将所述第一均匀混合浆液蒸干，使所述第一均匀混合浆液中未进行离子交换的cr(no3)3和(in(no3)3负载在所述h-ssz-13上，得到第一待定催化剂；将所述第一待定催化剂放置在烘箱中，控制所述烘箱的温度为100～120℃，烘干8～16h，得到烘干的第一待定催化剂；将所述烘干的第一待定催化剂放置在加热炉中，控制所述加热炉的温度为500℃，焙烧
2～4h，得到所述第一催化剂cr-in/h-ssz-13。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用可溶性钴盐与所述h-ssz-13，通过浸渍法制备得到第二催化剂co/h-ssz-13，包括：按照设定的第二质量比将醋酸钴、所述h-ssz-13和去离子水h2o加入到制备容器中，得到第二混合液；所述第二质量比包括所述h2o与所述h-ssz-13的质量比为10，所述co与所述h-ssz-13的质量比为0.05～0.10；利用磁力搅拌器控制所述第二混合液的温度为25～30℃，在转速为400～500rpm的条件下搅拌24～48h，使所述醋酸钴与所述h-ssz-13进行离子交换，得到第二均匀混合浆液；利用所述磁力搅拌器控制所述第二均匀混合浆液的温度为70～90℃，在转速为400～500rpm的条件下降所述第二均匀混合浆液蒸干，使所述第二均匀混合浆液中未进行离子交换的醋酸钴负载在h-ssz-13上，得到第二待定催化剂；将所述第二待定催化剂放置在烘箱中，控制所述烘箱的温度为100～120℃，烘干12h，得到烘干的第二待定催化剂；将所述烘干的第二待定催化剂放置在加热炉中，控制所述加热炉的温度为500℃，焙烧2～4h，得到所述第二催化剂co/h-ssz-13。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述cr-in/h-ssz-13中，所述cr的质量百分含量为1％～4％，所述in的质量百分含量为1％～4％，所述h-ssz-13的质量百分含量为92％～98％，在所述co/h-ssz-13中，所述co的质量百分含量为5％～10％，所述h-ssz-13的质量百分含量为90％～95％。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分子筛载体h-ssz-13中的硅原子和铝原子的比值为10。9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述协同催化反应器包括常压固定床，所述将所述目标催化剂放置在协同催化反应器中，包括：将质量为2.5g的所述目标催化剂放置在所述常压固定床中；所述将包含甲烷ch4和氮氧化物no
x
的发动机尾气通入所述协同催化反应器，进行尾气处理，包括：利用ch4浓度为1800ppm、一氧化氮no浓度为600ppm、氧气o2浓度为6％、h2o浓度为10％以及定量氮气n2的混合气作为所述发动机尾气；所述n2作为平衡气；将所述发动机尾气通入所述协同催化反应器，控制所述协同催化反应器的反应体积空速为10000～40000h-1
，以及控制所述协同催化反应器的温度升温至300～530℃，进行尾气处理。10.一种发动机尾气处理装置，其特征在于，所述装置包括获取单元、放置单元、通入单元、转化单元和排出单元：所述获取单元，用于获取目标催化剂；所述目标催化剂的活性组分包括钴co、铬cr和铟in；所述放置单元，用于将所述目标催化剂放置在协同催化反应器中；所述通入单元，用于将包含甲烷ch4和氮氧化物no
x
的发动机尾气通入所述协同催化反应器，进行尾气处理；所述转化单元，用于在尾气处理过程中，基于所述目标催化剂的作用，将所述ch4转化为
二氧化碳co2和水h2o，将所述no
x
转化为氮气n2；所述排出单元，用于将完成尾气处理的发动机尾气排出所述协同催化反应器。

技术总结
本申请公开了一种发动机尾气处理方法及装置，获取目标催化剂，目标催化剂的活性组分包括钴Co、铬Cr和铟In，并将目标催化剂放置在协同催化反应器中。进而将包含CH4和氮氧化物NO


技术研发人员：田书广 宋杰 蒋顺豪
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/5/30