北方稀土华凯高科技河北有限公司
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车改方案成立于2018年10月11日，主要由中国北方稀土（集团）高科技股份有限公司、河北华特汽车部件有限公司共同出资组建，位于河北省衡水市景州高新技术开发区，占地294亩，公司注册资金16000万元，项目总投资10.5亿元，先期投资2.69亿元。主要从事柴油机尾气净化业务，河北华特汽车部件有限公司与北方稀土华凯高科技河北有限公司共获得稀土催化剂相关发明专利50余项……
柴油机尾气净化用催化材料关键技术及应用项目公示
发布时间：
2024-09-13 08:56
来源：
（一）项目名称：柴油机尾气净化用催化材料关键技术及应用
（二）提名单位：衡水市人民政府
（三）项目简介：
柴油机在人类生产生活中发挥着不可替代的作用，且在未来相当长时期仍将作为货运交通、船舶运输和工程机械的主流动力。柴油机排放的氮氧化物（NOx）超过内燃机车排放总量的80%，现有国内外柴油机尾气后处理系统减排NOx是以选择性催化还原（SCR）技术净化，所需核心关键材料是SCR催化材料。因此，符合道路国六和非道路T4环保标准柴油机尾气净化技术用催化材料的制备及应用技术是瓶颈。团队聚焦柴油车尾气净化控制技术，开展稀土材料改性铜基分子筛的组成和结构设计、制备、封装及应用等方面，为柴油机尾气中NOx高效减排提供关键材料，实现柴油机NOx排放低于国家法规限值的40%。主要创新成果如下：
（1）SCR用高NOx转化效率稀土型催化材料设计和制备技术。催化材料转化效率依赖于其活性，针对分子筛催化材料活性窗口窄、低温活性不足的难题，立足于我国优势稀土资源，设计一种硅铝比为12的铜基分子筛，揭示其负载不同稀土元素对催化剂性能的作用机理，发明了表面产生丰富氧空位的稀土催化材料。在200℃-500℃区间内SCR催化剂的NOx转化率平均值为98.2%，其中175℃转化效率为85.34%，200℃转化效率为99.45%。
（2）高耐久、高抗硫毒化的SCR催化材料结构-功能一体化技术。针对分子筛催化材料耐久性不佳及抗硫毒化能力较差的难题，研发载体材料及涂层负载、微孔结构优化和几何比表面积的高耐久、高抗硫毒化的结构功能一体化技术。在硫上载量为4g/L-250℃时，其硫化劣化量＜5%。
（3）紧凑型尾气后处理系统封装技术。随着排放要求提升，柴油车特别是重型和非道路柴油车尾气后处理系统复杂程度更高，现有封装技术面临需额外设置混合器、氨气生成效果较差、缺乏整体设计、SCR还原反应效果较差等问题，项目创新性地开发催化剂涂覆和后处理集成技术，研发紧凑型尾气后处理系统封装技术，后处理系统通过发动机台架测试；在重型柴油车上，NOx和PM相较国五排放标准分别下降了77%和67%；并增加了粒子数量PN排放限值要求。现已成功推广应用到柴油车尾气后处理系统，并获得环保信息公开（公告）30份。
项目获授权国家知识产权52项；制定标准12项，发表论文50篇。项目成果已在轻/重型柴油车、船舶动力、铁路机车、钻井平台、发电机组及大型工程机械等领域柴油机用后处理系统应用推广。项目成果为柴油机高效减排提供关键催化材料，提升了柴油机尾气减污能力，助力柴油机“近零排放”目标的实现，有力带动了陆上交通、船舶运输、工程机械、环境保护等行业的技术进步。
（四）主要完成单位及创新推广贡献：
主要完成单位：
北方稀土华凯高科技河北有限公司
包头稀土研究院
武汉科技大学
东风商用车
中国汽车工程研究院股份有限公司
创新推广贡献：
（1）北方稀土华凯高科技河北有限公司：项目牵头单位，负责项目整体设计、工业化生产及应用。对创新点一、二、三做出贡献。
（2）包头稀土研究院：负责稀土催化材料研发和工业化应用指导。对创新点一、二做出贡献。
（3）武汉科技大学：负责催化材料结构-功能一体化技术，对创新点二做出贡献。
（4）东风商用车：负责尾气后处理系统研发和工业化应用。对创新点三做出贡献。
（5）中国汽车工程研究院股份有限公司：负责材料性能评价及台架验证和工业化应用指导。对创新点三做出贡献。
（五）应用情况及效益情况
通过催化材料组成及结构设计、制备及应用技术研发和推广应用，实现催化材料及后处理系统的产业化和应用推广，取得了显著的经济和社会效益。在无锡四达柴油机有限公司、玉柴动力股份有限公司、河北华特汽车部件有限公司、河北华北柴油机有限公司、徐工道路机械有限公司等厂家推广应用，累计装配东方商用车有限公司商用车近1.5万台。项目取得经济效益超20亿元。
（六）主要知识产权和标准规范等目录
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部分授权知识产权 |
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序号 |
名称 |
知识产权号 |
授权日期 |
知识产权类型 |
|
1 |
延长被动氮氧化物吸附材料使用寿命的管理及控制方法 |
ZL202310020352.2 |
2023.08.11 |
发明 |
|
2 |
一种稀燃甲醇燃料汽车尾气净化催化剂及其制备方法 |
ZL202310288263.6 |
2023.09.22 |
发明 |
|
3 |
一种高比表面耐高温铈锆固溶体的制备方法 |
ZL201610612068.4 |
2018.12.14 |
发明 |
|
4 |
复合催化剂及其制备方法和应用 |
ZL202010241871.8 |
2022.05.17 |
发明 |
|
5 |
机动车尾气用催化剂及制备方法和用途 |
ZL202010848565.0 |
2023.03.14 |
发明 |
|
6 |
简易蜂窝催化剂通孔检测设备 |
ZL201721410164.7 |
2018.05.22 |
发明 |
|
7 |
一种柴油车用稀土基SCR催化剂及制备方法 |
ZL201611252517.5 |
2019.07.05 |
发明 |
|
8 |
柴油车尾气用催化剂及制备工艺和用途 |
ZL202010848605.1 |
2020.08.21 |
发明 |
|
9 |
分子筛及其制备方法 |
ZL202010669029.4 |
2022.08.05 |
发明 |
|
10 |
含有稀土元素的分子筛及其生产方法 |
ZL202010669792.7 |
2022.10.14 |
发明 |
|
11 |
Cu-SSZ-13分子筛的制备方法 |
ZL202010169052.7 |
2022.10.14 |
发明 |
|
12 |
MOLECULAR SIEVE AND ITS PREPARATION METHOD |
3939937 |
2023.06.12 |
欧洲 |
|
13 |
モレキュラーシーブ及びその製造方法 |
7164662 |
2022.10.24 |
日本 |
|
14 |
MOLECULAR SIEVE AND ITS PREPARATION METHOD |
US 11590480B2 |
2023.02.28 |
美国 |
|
15 |
一种汽车排放检测装置 |
CN202211205213.9 |
2022.03.28 |
发明 |
|
16 |
一种钛铝碳增强多孔碳化硅陶瓷及其制备方法 |
CN202211275295.4 |
2022.05.15 |
发明 |
|
17 |
一种基于发泡法的AlN-SiC多孔复合陶瓷及其制备方法 |
CN201811229600.X |
2018.07.16 |
发明 |
|
18 |
汽油车颗粒捕集器等效全寿命灰分劣化样件的制备方法 |
CN201810642120.X |
2018.08.25 |
发明 |
|
19 |
一种被动式NOx吸附剂及其制备方法和应用 |
CN202110719371.5 |
2021.09.22 |
发明 |
|
20 |
一种负载型金属催化剂及其制备方法和应用 |
CN202110719377.2 |
2021.10.06 |
发明 |
|
部分已发表文章情况 |
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序号 |
题目 |
发表期刊（影响因子） |
发表时间 |
|
1 |
Cu docking-activated Nb incorporation in multivariate CuO-Nb2O5/CeO2 catalysts for selective reduction of NOx with NH3 |
Applied Catalysis B: Environmental 340 (2024) 123254（20.2） |
2023 |
|
2 |
Discovering surface structure and the mechanism of graphene oxide-triggered CeO2-WO3/TiO2 catalysts for NO abatement with NH3 |
ACS Catal. 2022, 12, 8386-8403（11.3） |
2022 |
|
3 |
Ce enhanced low-temperature performance of Mn modified Cu-Beta zeolite catalyst for NH3-SCR |
Fuel 361 (2024) 130694（6.7） |
2023 |
|
4 |
Understanding enhancement of strong Copper-Yttrium interactions on catalytic properties of Cu/Y-SSZ-13 for NH3-SCR |
Chemical Engineering Journal 475 (2023) 146114（13.3） |
2023 |
|
5 |
Orchestrating dual adsorption sites and unravelling Ce-Mn interaction and reaction mechanisms for efficient NH3-SCR |
Journal of Catalysis 429 (2024) 115260（6.5） |
2023 |
|
6 |
Low-temperature and efficient preparation of starfish-like Mo2C/C composites from waste biomass |
Journal of Physics and Chemistry of Solids |
2023 |
|
7 |
提高PN过滤效率的DPF涂层技术开发 |
中国环保产业 |
2022 |
（七）主要完成人情况
|
序号 |
姓名 |
行政职务 |
技术职称 |
工作单位 |
|
1 |
卢申科 |
董事长助理 |
高级工程师 |
北方稀土华凯高科技河北有限公司 |
|
2 |
钱枫 |
无 |
副教授 |
武汉科技大学 |
|
3 |
王艳 |
研究室主任 |
高级工程师 |
包头稀土研究院 |
|
4 |
邓承继 |
副主任 |
教授 |
武汉科技大学 |
|
5 |
吴航标 |
催化剂研发主管 |
工程师 |
北方稀土华凯高科技河北有限公司 |
|
6 |
邓力 |
室主任 |
工程师 |
中国汽车工程研究院股份有限公司 |
|
7 |
李兆强 |
技术带头人 |
高级工程师 |
包头稀土研究院 |
|
8 |
冯坦 |
室主任 |
高级工程师 |
东风商用车有限公司 |
|
9 |
张涟 |
系统集成主管 |
工程师 |
北方稀土华凯高科技河北有限公司 |
|
10 |
白晨 |
副主任 |
正高级实验师 |
武汉科技大学 |
（八）完成人合作关系说明及完成人合作关系情况汇总表
项目完成人卢申科（序号1，简写数字1，代表完成人顺序，下同）、吴航标（5）、张涟（9）均为项目牵头单位北方稀土华凯高科技河北有限公司员工。王艳（3）和李兆强（7）系包头稀土研究院员工，钱枫（2）、邓承继（4）和白晨（10）来自武汉科技大学，邓力（6）是中国汽车工程研究院股份有限公司员工，冯坦（8）来自东风商用车有限公司。
卢申科（1）作为项目负责人，整体协调项目策划、方案制定及过程推进。张涟（9）承担项目的组织实施及后处理系统集成研发，与卢申科（1）、王艳（3）、李兆强（7）、共同完成项目《满足国六和非道路T4标准的催化剂测试验证及后处理配套应用研发》。钱枫（2）与卢申科（1）共同完成项目《稀土型催化剂整车匹配与标定联合开发》；钱枫（2）与李兆强（7）共同完成项目《车用稀土催化材料仿真模拟评价技术研究》；钱枫（2）与邓承继（4）共同发表文章《Low-temperature and efficient preparation of starfish-like Mo2C/C composites from waste biomass》，邓承继（4）和白晨（10）共同完成知识产权，冯坦（8）和钱枫（2）共同起草标准T/CAMS/CICEIA 39-2020《柴油机颗粒物传感器》；卢申科（1）、吴航标（5）共同完成排放认证试验并取得报告20份。
完成人合作关系情况汇总表
|
序号 |
合作方式 |
合作者 |
合作时间 |
合作成果 |
|
1 |
合作开发 |
卢申科（1）、王艳（3）、李兆强（7）、张涟（9） |
2022.10-2023.9 |
完成北方稀土委托项目《满足国六和非道路T4标准的催化剂测试验证及后处理配套应用研发》 |
|
2 |
合作开发 |
卢申科（1）、钱枫（2） |
2021.3- |
《稀土型催化剂整车匹配与标定联合开发》 |
|
3 |
合作开发 |
钱枫（2）、李兆强（7） |
2022.6-2023.12 |
《车用稀土催化材料仿真模拟评价技术研究》 |
|
4 |
合作开发 |
卢申科（1）、吴航标（5）邓力（6） |
2022.11-203.11 2024.6-2026.12 |
《非道路四阶段试验技术合作》 |
|
5 |
标准规范 |
钱枫（1）、冯坦（8） |
2021.06-2023.12 |
《柴油机颗粒物传感器》 |
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