SCR法簡介

剪切-冷卻-軋制法(Shearing Cooling Rlling,簡稱SCR 法)，該工藝是由日本的Mitruo 和Uchimura 等人開發(fā)，于1996 年申請了美國專。SCR 裝置由一旋轉的剪切/冷卻輥、固定在支撐架上的彎曲模塊和一個出料導板組成，滾筒和導板的間隙以及溫度可調。工作時，金屬液由頂部進入滾筒與彎曲模板的間隙中，由旋轉的滾簡所產(chǎn)生的摩擦力將其卷入間隙內(nèi)部。此時，金屬液被冷卻、凝固，并出現(xiàn)樹枝晶生長的趨向，但隨即又被旋轉滾筒和固定彎曲模板所產(chǎn)生的剪切力沖刷成細小顆粒分散在剩余液相中，最終成為初生相具有近球形的半固態(tài)漿料，從下方的出料導板排出。SCR 法易與連續(xù)成形方法相結合，實現(xiàn)半固態(tài)合金漿料制備與連續(xù)成形一體化，能應用于生產(chǎn)大尺寸的金屬制品。

SCR 法具有冷卻速率高、裝置簡單、結構緊湊、操作維修方便和生產(chǎn)效率高等特點，同時SCR 法軋輥提供較大的剪切力，對金屬的剪切攪拌作用明顯，能制備高熔點和高固相體積分數(shù)的半固態(tài)金屬漿料。

由于滾筒表面與金屬液周期性接觸，溫度不會升得很高，可以降低滾筒材料的高溫強度要求。滾筒和模板的冷卻也較易實現(xiàn)，如需要達到高的冷速可以使用空心滾筒。此外，滾筒與模板表面的溫度以及兩者之間的間隙可獨立調整，因此比較容易達到制坯所需的工業(yè)條件。此法已經(jīng)制備出鋁合金半固態(tài)坯料，試驗設備的轉速為110r/min,最大驅動扭矩980N·m,輥子相對于冷卻靴可承受的壓力達19.6kN,該工藝方法適合于大批量生產(chǎn)。

本標準提供了GB/T 8081-2018天然生膠 技術分級橡膠(TSR)中規(guī)定的10號膠（SCR10）和20號膠（SCR20）的物性要求和測試方法。

本標準適用于GB/T 8081-2018天然生膠 技術分級橡膠(TSR)中規(guī)定的10號膠（SCR10）和20號膠（SCR20）的檢測。

表1　物性要求和測試方法

性能　10號膠（SCR10）　20號膠（SCR20）　試驗方法

拉伸強度（143℃×20’）/MPa　≥22.0　≥20.0　GB/T 528-2009（啞鈴狀試樣）

拉伸強度（143℃×30’）/MPa　≥22.0　≥20.0　GB/T 528-2009（啞鈴狀試樣）

扯斷伸長率（143℃×20’）/%　≥650　≥650　GB/T 528-2009（啞鈴狀試樣）

扯斷伸長率（143℃×30’）/%　≥650　≥650　GB/T 528-2009（啞鈴狀試樣）

硬度（143℃×20’）/Shore A　39±3　39±3　GB/T 531.1-2008

硬度（143℃×30’）/Shore A　39±3　39±3　GB/T 531.1-2008

應用于HC-SCR 反應的催化劑主要有分子篩類催化劑、貴金屬類催化劑和一般氧化物催化劑等。

HC-SCR技術分子篩系列

目前以含Cu 分子篩為催化劑的選擇性還原已進行了大量研究工作, 研究者認為最好的還原氣體在轉化率達50 %時的溫度應該同NO 轉化率達50 %時的溫度相近。此類催化劑失活主要是由于高溫或水熱條件引起分子篩脫鋁, 造成骨架坍塌, 也可能是由于Cu 燒結形成不活潑的CuO , 從而導致活性位的減少及分子篩孔道的堵塞。萬穎等研究了在水熱條件下Cu-Al-MCM-41 的結構特征, 指出H2O 存在時, 催化劑對NO 選擇性還原反應活性下降的原因可能是H2O 的存在抑制了NO 和還原劑C3H6 在催化劑活性中心上的吸附 。因此, 分子篩類催化劑要能在工業(yè)上得到應用, 必須解決其水熱穩(wěn)定性的問題。對于不同結構的分子篩載體, 可能由于經(jīng)離子交換的銅離子在表面的與沸石籠結構中的價態(tài)或聚集程度各不相同, 以及沸石本身的結構差異如使用離子交換法制備的Cu-ZSM-5, 350 ℃以上, 在相同的Cu 負載量條件下, 隨SiO2/Al2O3 提高,NO 轉化率也隨之提高。

對于含銅分子篩催化劑, 不能利用CH4 作為HC-SCR 中的還原劑還原NOx , 而含Co 沸石催化劑則可以。因為CH4 容易獲得, 所以含Co 的分子篩催化劑被認為是很有前景的催化劑。但其在柴油機尾氣條件下所需要的反應溫度較高, 催化劑對水熱及SO2 極為敏感且催化劑活性較低。

Fe 分子篩之所以引起研究者的注意, 是由于其具有良好的抗H2O 和SO2 毒化的性能。。但含F(xiàn)e 分子篩催化劑進行NOx-SCR 會產(chǎn)生大量的CO 。因此該催化劑在實際應用中需引入CO 氧化催化劑, 或加入少量貴金屬(如Pt)以改善催化劑性能。此外, 制備方法對含F(xiàn)e 分子篩的活性影響較大。

含Ga 的分子篩催化劑, 也可利用CH4 作為HC-SCR 反應中的還原劑。含Ga 的分子篩催化劑HC 上還原NO 的選擇性較含Co 的分子篩高, 但其NO 達到最大轉化率時的溫度較后者高100K 。而且在含水條件下含Co 的分子篩性能要優(yōu)于含Ga 的分子篩。

含稀土催化劑價格便宜, 原料易得, 工藝穩(wěn)定, 凈化效果好, 使用壽命長, 對NOx 有一定的凈化效果。

總的來看, 在含非貴金屬分子篩催化的HCSCR反應中,NO 達到最大轉化率的溫度較高, 且水的存在嚴重抑制了它們的催化活性。

HC-SCR技術貴金屬系列

目前銀催化劑在NOx 選擇性還原方面的催化性能受到重視。Ag/Al2O3 催化劑在以C3H6 和CH3OH 為還原劑時表現(xiàn)出很好的催化NOx 性能, 即使在有H2O 和SO2 的氣氛中, 仍能維持較高活性, 但以CH4 為還原劑時Ag/Al2O3催化CH4 和O2 的直接燃燒, 選擇性地還原NOx 的活性和選擇性很低, 只有當CH4 在反應氣氛中的體積分數(shù)10 倍于NOx 時,NOx 才能被有效消除,而此時CH4 的選擇性很低。

含Pd 的分子篩催化劑能進行CH4-SCR。研究指出, 在Pd/H-ZSM-5 上引入Rh 將有助于提高催化劑的水熱穩(wěn)定性。含Pt 催化劑有著明顯的優(yōu)點如起燃溫度較低、抗水熱、SO2 性能較好, 但經(jīng)進一步的研究可發(fā)現(xiàn):其失活問題難以克服。

HC-SCR技術金屬氧化物系列

經(jīng)過大量試驗金屬氧化物, 特別是各種過渡金屬氧化物分解NO 的活性。發(fā)現(xiàn)添加少量Ag 能大大提高Co3O4 分解NO 的活性, 并可以減緩氧的抑制作用。

HC-SCR技術是用HC化合物(如排氣中未燃燒完全的HC , 或燃料柴油)為還原劑, 在催化劑作用下將柴油機排氣中NOx 還原成N2 。使用乙烯、丙烯、丁烯和丙烷作為還原劑, 選擇還原NO 的反應, 適量氧的存在會促進還原過程。這一新反應的發(fā)現(xiàn)打破了以前人們一直認為的NH3 是唯一可以選擇還原NO 的還原劑的概念。

利用燃料或未燃碳氫作還原劑進行NOx催化還原是HC-SCR催化劑的最大優(yōu)勢。主要催化劑材料有Cu-ZSM5、Ag-Al2O3以及Pt-Al2O3。研究表明，用柴油機排氣中的HC做還原劑的Cu-ZSM5催化劑對NOx的轉化效率可達60%以上，用排氣管噴射乙醇作還原劑的Ag-Al2O3催化劑可達90%以上。

HC-SCR催化劑主要問題是工作溫度高于尿素-SCR催化劑，轉化效率較低，耐水蒸汽中毒性能不理想，因此目前尚未得到產(chǎn)業(yè)化應用。