（正式版）JBT 11880.13-2024 柴油機(jī) 選擇性催化還原（SCR）系統(tǒng) 第13部分：催化劑分子篩

ICS27.020CCSJ93JB2024-03-29發(fā)布2024-10-01實(shí)施IJB/T11880.13—2024前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 4技術(shù)要求 25測(cè)試方法和原理 36檢驗(yàn)規(guī)則 47標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸與貯存 5附錄A（規(guī)范性）元素含量測(cè)試方法 6附錄B（規(guī)范性）氨儲(chǔ)存量和催化性能測(cè)試 9圖B.1試驗(yàn)裝置圖 9圖B.2分子篩小樣裝載示意圖 10表1分子篩結(jié)構(gòu)與理化性能要求 2表2分子篩活性要求 3表3檢驗(yàn)項(xiàng)目 4表A.1試劑和材料要求 6表B.1氨儲(chǔ)存量和催化性能試驗(yàn)條件 9JB/T11880.13—2024本文件按照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》的規(guī)定起草。本文件是JB/T11880《柴油機(jī)選擇性催化還原（SCR）系統(tǒng)》的第13部分。JB/T11880已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：通用技術(shù)條件；——第2部分：尿素溶液罐；——第3部分：尿素溶液管路；——第4部分：尿素溶液供給泵；——第5部分：尿素溶液用噴射器；——第6部分：SCR電子控制單元；——第7部分：氮氧化物傳感器；——第8部分：選擇性催化還原（SCR）轉(zhuǎn)化器；——第9部分：催化劑；——第10部分：擠出式催化劑；——第12部分：尿素品質(zhì)液位傳感器；——第13部分：催化劑分子篩。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：中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、無(wú)錫威孚力達(dá)催化凈化器有限責(zé)任公司、安徽艾可藍(lán)環(huán)保股份有限公司、浙江大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所、中自環(huán)?？萍脊煞萦邢薰尽⒅袊?guó)重汽集團(tuán)濟(jì)南動(dòng)力有限公司、昆明貴研催化劑有限責(zé)任公司、無(wú)錫威孚環(huán)保催化劑有限公司、凱龍高科技股份有限公司。本文件主要起草人：余運(yùn)波、單玉龍、楊純、成薛峰、孟祥舉、單文坡、劉志敏、王濤、賴慧龍、王家明、劉德文、石曉燕。本文件為首次發(fā)布。JB/T11880.13—2024JB/T11880《柴油機(jī)選擇性催化還原（SCR）系統(tǒng)》是指導(dǎo)柴油機(jī)選擇性催化還原系統(tǒng)（SCR）設(shè)計(jì)、制造、驗(yàn)證和檢測(cè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。擬由13個(gè)部分組成：——第1部分：通用技術(shù)條件；——第2部分：尿素溶液罐；——第3部分：尿素溶液管路；——第4部分：尿素溶液供給泵；——第5部分：尿素溶液用噴射器；——第6部分：電子控制單元；——第7部分：氮氧化物傳感器；——第8部分：選擇性催化還原（SCR）轉(zhuǎn)化器；——第9部分：催化劑；——第10部分：擠出式催化劑；——第11部分：尿素結(jié)晶試驗(yàn)方法；——第12部分：尿素品質(zhì)液位傳感器；——第13部分：催化劑分子篩。JB/T11880的第1部分規(guī)定了柴油機(jī)選擇性催化還原系統(tǒng)（SCR）的技術(shù)條件、試驗(yàn)方法和認(rèn)證規(guī)則。第2~5和11部分規(guī)定了尿素及噴射系統(tǒng)的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法，第6、7和12部分規(guī)定了電子控制單元的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法，第8~10和13部分規(guī)定了選擇性催化還原（SCR）轉(zhuǎn)化器的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。1JB/T11880.13—2024柴油機(jī)選擇性催化還原（SCR）系統(tǒng)第13部分：催化劑分子篩本文件規(guī)定了柴油機(jī)排氣凈化用SCR催化劑Cu基分子篩的技術(shù)要求，描述了相應(yīng)的測(cè)試方法和原理，規(guī)定了檢測(cè)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)排氣凈化用SCR催化劑Cu基分子篩的檢測(cè)，其他用途的SCR催化劑分子篩參照使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)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/T6679-2003固體化工產(chǎn)品采樣通則GB/T6682-2008分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法GB/T36244-2018電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀JB/T11144-2011X射線衍射儀標(biāo)準(zhǔn)JB/T11880.9-2016柴油機(jī)選擇性催化還原（SCR）系統(tǒng)第9部分：催化劑3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1選擇性催化還原selectivecatalyticreductionsystem，SCR安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中，將排氣中的氮氧化物（NOx）還原成N2和水，以降低NOx排放量的排氣后處理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱SCR）。3.2沸石分子篩zeolitemolecularsieves具有均勻孔徑的潔凈硅鋁酸鹽。注：沸石分子篩是最具代表性的分子篩，常以沸石或分子篩簡(jiǎn)稱。3.3鋁氧四面體aluminium-oxygentetrahedron中心是鋁原子，周?chē)B接四個(gè)氧原子的四面體。3.4硅鋁比silica-aluminaratio氧化硅與氧化鋁摩爾數(shù)的相對(duì)比值。3.5骨架對(duì)鋁pairAlintheframework分子篩骨架中間隔1-2個(gè)骨架硅的成對(duì)的鋁氧四面體，位于[Al-O-(Si-O)1-2-Al]位置的成對(duì)的鋁氧四面體。3.6骨架單鋁singleAlintheframework分子篩骨架中非骨架對(duì)鋁氧四面體，位于[(Si-O)n>2-Al-(Si-O)n>2]位置的鋁氧四面體。2JB/T11880.13—20243.7銅含量loadingofcopper分子篩中銅的質(zhì)量百分比含量。3.8氨儲(chǔ)存量ammoniumstorageamount單位質(zhì)量分子篩吸附氨儲(chǔ)存量。3.9離子交換ion-exchange使用其它陽(yáng)離子取代分子篩原有平衡陽(yáng)離子的過(guò)程。3.10新鮮態(tài)分子篩freshzeolite無(wú)任何附件處理，按照正常的生產(chǎn)工藝流程得到的分子篩成品。3.11老化態(tài)分子篩agedzeolite將新鮮態(tài)分子篩置于某一試驗(yàn)條件（溫度、濕度、含硫量等）處理一段時(shí)間后，得到的分子篩。注：老化態(tài)分子篩分為高溫水熱老化分子篩（經(jīng)高溫、含水氣氛處理3.12分子篩小樣testsampleofthezeolite從分子篩成品中取得的，并用以進(jìn)行檢驗(yàn)或觀測(cè)的一定量的物料。3.13活性溫度窗口activetemperaturewindow在特定評(píng)價(jià)條件下，分子篩對(duì)NOx的轉(zhuǎn)化效率大于80%時(shí)的入口氣體溫度區(qū)間（活性溫度區(qū)間）中最高溫度與最低溫度的差值。3.14低溫催化性能low-temperaturecatalyticactivity在180oC條件下，分子篩對(duì)NOx的轉(zhuǎn)化效率。4技術(shù)要求4.1分子篩結(jié)構(gòu)與理化性能要求分子篩小樣按照5.1~5.4的要求進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)，其結(jié)構(gòu)與理化性能應(yīng)滿足表1的要求。表1分子篩結(jié)構(gòu)與理化性能要求3.2%≤Cu含量≤5.0%4.2催化性能分子篩小樣按照5.5的要求進(jìn)行活性測(cè)試試驗(yàn)，其活性溫度窗口范圍和低溫催化性能應(yīng)滿足表2。3JB/T11880.13—2024表2分子篩活性要求C%/5測(cè)試方法和原理5.1物相結(jié)構(gòu)測(cè)試方法分子篩的物相結(jié)構(gòu)檢測(cè)按JB/T11144-2011的規(guī)定進(jìn)行。5.2元素含量測(cè)試方法分子篩中鋁（Al）、銅（Cu）、硅（Si）元素含量按附錄A的規(guī)定進(jìn)行，其值按公式（1）計(jì)算?！?00%.........................................................................式中：X—元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為百分?jǐn)?shù)(%)；c—所所測(cè)元素的濃度，單位為毫克/升（mg/Lv—溶解樣品后定容溶劑，單位為升（L）；M—測(cè)試分子篩樣品量，單位為毫克（mg）。硅鋁比按照公式（2）計(jì)算。........................................................................式中：XSi—硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為百分?jǐn)?shù)(%)；MSi—硅的摩爾質(zhì)量，單位為克/摩爾（g/molXAl—鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為百分?jǐn)?shù)(%)；MAl—鋁的摩爾質(zhì)量，單位為克/摩爾（g/mol）。5.3分子篩中骨架對(duì)鋁和骨架單鋁的含量按附錄A的規(guī)定對(duì)分子篩樣品進(jìn)行硝酸鈷離子交換，進(jìn)行骨架對(duì)鋁含量測(cè)試試驗(yàn)，其值按公式（3）計(jì)算。ηp=2××100%..................................................................式中：p—骨架對(duì)鋁的百分含量，單位為百分?jǐn)?shù)(%)；XCo—鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為百分?jǐn)?shù)(%)；MCo—鈷的摩爾質(zhì)量，單位為克/摩爾（g/molXAl—鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為百分?jǐn)?shù)(%)；MAl—鋁的摩爾質(zhì)量，單位為克/摩爾（g/mol）。骨架單鋁含量按公式（4）計(jì)算。ηi=1ηp.................................................................................(4)式中：p—骨架對(duì)鋁的百分含量，單位為百分?jǐn)?shù)(%)；i—骨架單鋁的百分含量，單位為百分?jǐn)?shù)(%)。4JB/T11880.13—20245.4氨儲(chǔ)存量測(cè)試按附錄B的規(guī)定進(jìn)行，其值按公式（5）計(jì)算。nNH3=............................................................................式中：nNH—氨儲(chǔ)存量，單位為毫摩爾/克（mmol/g）；FNH3—所取樣品的氨脫附流量，單位為毫摩爾/秒（mmol/st—氨脫附時(shí)間，單位為秒（s）；M—所取樣品的質(zhì)量，單位為克（g）。5.5催化性能試驗(yàn)NOXNOX轉(zhuǎn)化率=×100%.........................................6檢驗(yàn)規(guī)則6.1檢驗(yàn)分類分子篩的檢測(cè)分為出廠檢驗(yàn)、抽樣檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)三類。6.2出廠檢驗(yàn)每個(gè)產(chǎn)品出廠前均應(yīng)進(jìn)行出廠檢測(cè)，檢測(cè)合格后才能出廠，并應(yīng)出具合格證明。6.3抽樣檢驗(yàn)成批生產(chǎn)的樣品應(yīng)定期進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，以檢驗(yàn)產(chǎn)品制造過(guò)程中的質(zhì)量穩(wěn)定性。6.4型式檢驗(yàn)有下列情況之一時(shí)，產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn):——新產(chǎn)品定型生產(chǎn)或鑒定時(shí)；——產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行重大改進(jìn)時(shí)；——產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝或所用材料有較大的改變而有可能影響到產(chǎn)品性能時(shí)；——產(chǎn)品長(zhǎng)期停產(chǎn)后，恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)；——成批或大量生產(chǎn)的產(chǎn)品每?jī)赡瓴簧儆谝淮螘r(shí)；——國(guó)家有關(guān)部門(mén)提出進(jìn)行型式檢驗(yàn)要求時(shí)。6.5檢驗(yàn)項(xiàng)目檢測(cè)項(xiàng)目見(jiàn)表3。表3檢驗(yàn)項(xiàng)目1√√√2√—√3—√√4√√√5—√√6√—√注：“6.6抽樣方案及評(píng)定規(guī)則5JB/T11880.13—2024抽樣方案及評(píng)定規(guī)則由供需雙方按GB/T2828.1-2012的規(guī)定確定。7標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸與貯存7.1標(biāo)志包裝箱上應(yīng)印有產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品規(guī)格、批號(hào)、數(shù)量、供方名稱、供方地址、出廠日期以及防水、防油等標(biāo)志。7.2包裝產(chǎn)品宜用內(nèi)襯雙層聚乙烯塑料袋的碳鋼箱內(nèi)包裝，防水、防油，保證產(chǎn)品在運(yùn)輸中不受污染、損傷。7.3運(yùn)輸產(chǎn)品在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)避免振動(dòng)，防止油、水等液體物質(zhì)滲入。7.4貯存產(chǎn)品應(yīng)裝箱貯存于通風(fēng)、干燥、無(wú)腐蝕的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，并定期檢查。貯存期限為12個(gè)月。7.5質(zhì)量說(shuō)明書(shū)每批產(chǎn)品應(yīng)附有質(zhì)量說(shuō)明書(shū)，注明：——供方名稱；——產(chǎn)品名稱、牌號(hào)、規(guī)格；——生產(chǎn)批號(hào)；——件數(shù)；——出廠日期。6JB/T11880.13—2024（規(guī)范性）元素含量測(cè)試方法A.1試驗(yàn)原理采用硝酸-氫氟酸-高氯酸-鹽酸全溶解分子篩試樣，制備試液；試液分析采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES/AES），按GB/T36244-2018的規(guī)定，測(cè)定試液中鋁(Al)、硅(Si)、銅(Cu)、鈷(Co)元素的含量。A.2試驗(yàn)前的準(zhǔn)備A.2.1實(shí)驗(yàn)室條件要求實(shí)驗(yàn)室條件應(yīng)滿足化學(xué)試劑材料的制備和儲(chǔ)存要求；設(shè)備儀器的工作環(huán)境條件，具體參照儀器使用說(shuō)明書(shū)。A.2.2試劑和材料準(zhǔn)備本文件所用試劑的純度除有特殊說(shuō)明外，均為分析純?cè)噭?，試劑濃度?jiàn)表A.1；實(shí)驗(yàn)室用水應(yīng)符合GB/T6682-2008中三級(jí)水的規(guī)格。表A.1試劑和材料要求3體積鹽酸+1體積硝酸A.2.3儀器A.2.3.1電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（ICP-OES/AES）按照儀器說(shuō)明書(shū)要求，在儀器運(yùn)行穩(wěn)定后，凡能達(dá)到下列指標(biāo)者均可使用：——反射功率：≤10W；——功率波動(dòng)：≤0.1%；——頻率穩(wěn)定性：≤0.1%。A.2.3.2其他儀器要求其他儀器按下面要求:a)分析天平：分度值≤0.1mg；b)電子天平：分度值≤0.01g；d)一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器。A.3試樣和試液的制備A.3.1總則試樣制備的原則應(yīng)依據(jù)GB/T6679-2003的規(guī)定，試樣制備過(guò)程中應(yīng)防止樣品交叉污染。7JB/T11880.13—2024A.3.2試樣的制備A.3.2.1干燥對(duì)成批生產(chǎn)的樣品隨機(jī)抽樣，將抽取的樣品放置在烘箱或馬弗爐中，于150℃±5℃溫度下干燥至恒重，取出并冷卻至室溫。A.3.2.2稱量質(zhì)量將試料放于100℃烘箱1h后，馬上取出用分析天平稱取1g試樣兩份，數(shù)值精確到0.0001g。A.3.3試液的制備A.3.3.1待測(cè)液的制備做兩份試料，一份用于銅(Cu)、硅(Si)和鋁(Al)含量測(cè)試，一份經(jīng)處理后（詳見(jiàn)A.3.3.3、A.3.3.4、A.3.3.5）用于鈷(Co)含量測(cè)試。A.3.3.2稱料將試料放于100℃烘箱1h后，馬上取出用分析天平稱取1g試樣兩份，數(shù)值精確到0.0001g。A.3.3.3氯化銨離子交換將其中一份試樣置于燒瓶中，加入50mL純水和0.265g氯化銨，攪拌加熱至80℃±5℃,并在此溫度下攪拌4個(gè)小時(shí)，過(guò)濾液體，保留固體，將所得固體樣品放置在烘箱或馬弗爐中，于120℃(±5℃)溫度下干燥至恒重，取出并冷卻至室溫。重復(fù)上述步驟2次。A.3.3.4焙燒將A.3.3.3所得試樣放置在馬弗爐中，于450℃±5℃溫度下焙燒至恒重，取出并冷卻至室溫。A.3.3.5硝酸鈷離子交換將A.3.3.4所得試樣置于燒瓶中，加入50mL純水和0.46g硝酸鈷，攪拌加熱至80℃±5℃,并在此溫度下攪拌4個(gè)小時(shí)，過(guò)濾液體，保留固體，將所得固體樣品放置在烘箱或馬弗爐中，于120℃±5℃溫度下干燥至恒重，取出并冷卻至室溫。重復(fù)上述步驟2次。A.3.3.6消解將以上試料和未處理的試料分別置于不同的聚四氟乙烯坩堝中。加入8mlHNO3、2mlHClO4、12mlHCl后，蓋上蓋子；在加熱板上于180℃±5℃緩慢加熱1h后，開(kāi)蓋，于180℃±5℃驅(qū)趕HClO4白煙，并蒸至內(nèi)容物呈粘稠的團(tuán)狀固體物；用少量水沖洗坩堝蓋和內(nèi)壁，再加入王水約10ml后。蓋上蓋子，于180℃±5℃緩慢加熱1h左右，冷卻至室溫，加入幾滴HF，直到得到清亮試液，移入容量瓶中，迅速用水定容至標(biāo)線，混勻后備測(cè)。必要時(shí)，應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線的工作范圍，稀釋待測(cè)試液，且保證總?cè)芙夤腆w量（TDS）質(zhì)量分?jǐn)?shù)滿足儀器測(cè)試要求。A.3.3.7標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備用5%硝酸溶液稀釋硅（Si）、鋁（Al）、鈷（Co）、銅（Cu）元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液至指定濃度。每種元素配置至少5個(gè)不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，其濃度應(yīng)處于儀器的最佳測(cè)試范圍。A.4分析測(cè)試A.4.1ICP-OES儀器校準(zhǔn)根據(jù)儀器使用說(shuō)明書(shū)，對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。進(jìn)入波長(zhǎng)校正界面，將樣品管插入波長(zhǎng)校正液中，等待1~2min以便提升波長(zhǎng)校正液、穩(wěn)定波長(zhǎng)校正液流量。用已知元素的波長(zhǎng)校正發(fā)射光譜，以確保各波段波長(zhǎng)與檢測(cè)器像素之間完全吻合。A.4.2ICP-OES儀器上分析條件設(shè)置根據(jù)儀器使用說(shuō)明書(shū)，分別設(shè)定硅（Si）、鋁（Al）、鈷（Co）、銅（Cu）元素的定量分析條件。8JB/T11880.13—2024A.4.3建立標(biāo)準(zhǔn)曲線標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)按照待測(cè)元素濃度從低到高的順序測(cè)定。以待測(cè)溶液的濃度值為橫標(biāo)，待測(cè)溶液元素響應(yīng)值或待測(cè)元素響應(yīng)值與內(nèi)標(biāo)元素響應(yīng)值的比值為縱標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。并用各個(gè)元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行待測(cè)試液中元素濃度的測(cè)定。標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)應(yīng)大于0.999。A.4.4分析試液應(yīng)按照待測(cè)元素濃度從低到高的順序測(cè)定，以避免記憶效應(yīng)。如待測(cè)元素濃度高于標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍時(shí)，應(yīng)將試液稀釋至標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍內(nèi)重新分析。A.4.5元素含量、硅鋁比和對(duì)鋁含量計(jì)算鋁（Al）、銅（Cu）、硅（Si）元素含量和硅鋁比分別按公式（1）、（2）計(jì)算；對(duì)鋁、單鋁含量分別按公式（3）、（4）計(jì)算。9JB/T11880.13—2024（規(guī)范性）氨儲(chǔ)存量和催化性能測(cè)試B.1方法原理B.1.1試驗(yàn)原理按JB/T11880.9-2016的規(guī)定，以NH3為還原劑在分子篩小樣上進(jìn)行NH3-SCR反應(yīng)，以考察脫硝效率，其反應(yīng)式如下：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2OB.1.2試驗(yàn)裝置新鮮態(tài)分子篩和老化態(tài)分子篩小樣評(píng)價(jià)試驗(yàn)裝置如圖B.1所示。圖B.1試驗(yàn)裝置圖B.1.3試驗(yàn)條件本測(cè)試采用多氣路固定床連續(xù)流動(dòng)式反應(yīng)器，氨儲(chǔ)存量和催化性能試驗(yàn)條件見(jiàn)表B.1。表B.1氨儲(chǔ)存量和催化性能試驗(yàn)條件預(yù)處理氣及組成：200mL/min,20%O/N；氨吸附儲(chǔ)存測(cè)試氣流量及組成：200mL/min,500ppmNH/N；載氣流量及組成：200mL/min,升溫范圍：120℃~600℃;反應(yīng)溫度：150℃±5℃~600℃±JB/T11880.13—2024表B.1氨儲(chǔ)存量和催化性能試驗(yàn)條件(續(xù))B.2測(cè)試過(guò)程