采用低温等离子体同步净化柴油机PM和NO_x(二):试验研究

采用静电旋风捕集技术与等离子体协同烃类选择性还原技术相结合的方法研制了柴油机后处理装置,在柴油机试验台架上进行了实际柴油机排气净化试验,考察了实际柴油机排气环境下低温等离子体净化柴油机NOx和PM的实际效果。研究结果表明,随着进口流速的增加静电旋风捕集效率略有下降;低温等离子体降低了炭烟的再生温度,炭烟在等离子体和催化的共同作用下280℃即可催化燃烧;等离子体催化系统在外加还原HC的条件下NOx转化率最高可达60%。     

NO2对柴油机微粒捕集器再生特性的影响机理

利用三维CFD软件建立了柴油机微粒捕集器(DPF)三维仿真模型,验证了模型的准确性。通过对NO2氧化炭烟微粒再生机理的DPF仿真计算,研究了炭烟浓度、NO2与NOx的比值、排气温度、空速及发动机负荷对NO2被动再生反应的影响。结果表明:排气中炭烟浓度越大,NO2转化率越高;NO2与NOx的比值越大去除的炭烟微粒越多;正常排气温度有利于NO2实现DPF再生;空速高时DPF再生效果不佳;发动机负荷越高,参与再生过程的NO2越多。     

车用柴油机四效催化转化装置的研究与进展

介绍柴油机机内净化的发展趋势,以及正在研究的主要四效催化转化装置,包括催化氧化技术和NOx催化还原技术结合,微粒捕集器和NOx催化还原技术结合,用催化的方法同时去除4种污染物的技术,低温等离子体技术等,并分析了各技术所面临的主要挑战。     

一种多元催化系统对柴油机排气净化研究

对使用低温等离子体(NTP)辅助催化型颗粒物捕集器(CDPF)的多元催化净化系统对柴油机尾气污染物的净化作用进行了试验研究。结果表明,NTP可有效去除柴油机PM,最高净化效率可达67%,且受柴油机运行工况影响较小,但受能流密度影响较大,且NOx的浓度均有不同程度的增加;使用NTP/CDPF多元催化净化系统,两种净化措施能形成优势互补,对柴油机尾气中NOx、PM等污染物有良好催化净化性能,去除效率分别达82%、31%。     

一种新型DPF-SCR柴油机后处理技术

以柴油机尾气中NOx和碳烟颗粒(PM)两种主要污染物的后处理技术为重点研究对象,针对近年来正在应用及研究的柴油机的NOx和碳烟颗粒(PM)排放后处理控制技术,重点介绍了Nissan Diesel公司新近研制的一种新型的尿素选择性催化还原(SCR)柴油机微粒过滤系统的工作原理及特点,详细叙述了该系统通过改善催化剂材料、提...     

满足国六排放法规的重型车用柴油机开发

介绍1款在现有无废气再循环(EGR)系统且满足国五排放法规的柴油机基础上进行升级,以满足国六排放法规的柴油机。达到国六排放法规的首选柴油机技术路线是采用EGR系统和具有高转换效率的集成式后处理系统。开发结果表明,采用EGR 系统可以显著降低柴油机氮氧化物(NOx)原始排放,但同时会增加颗粒物(PM)排放。采用高压喷射可以明显改善发动机PM排放,通过进气节流可明显提高柴油机小负荷时的排气温度,确保柴油机选择性催化还原(SCR)系统的高效运行,并有效降低NOx尾管排放。此外,采用柴油机颗粒捕集器(DPF)是目前降低柴油机PM尾管排放最有效的措施。     

氮氧化物选择性催化还原技术试验研究

设计了一套NOx选择性催化还原试验装置,介绍了试验装置的功能、系统组成和工作模式,建立了柴油机NOx排放预测模型,分析了NOx起燃特性和最佳还原剂喷射比例,进行了NOx选择性催化还原技术整车试验。     

柴油机排气PM与NOx同时催化净化技术

介绍了柴油机排气PM和NOx同时催化净化后处理技术,从同时去除PM与NOx的催化剂、低温等离 子体协同催化还原技术以及其他技术的角度,概述了这方面的研究进展,提出了今后的研究方向。     

蜂窝载体负载V_2O_5-WO_3/TiO_2NH_3-SCR试验研究

针对一使用SCR技术满足欧Ⅳ排放标准的柴油机排气特征,在连续流动固定床反应器上利用NH3作还原剂对一纳米级V2O5-WO3/TiO2催化剂的选择性催化还原NO进行了试验研究,分析了不同温度、空速、NH3与NO物质的量比对NOx转化性能的影响。试验结果表明,温度对催化还原性能的影响最大。在低温下,NOx的转化效率很低,随着反应温度的升高,NOx转化率随之急剧升高,在300℃~450℃范围内达到较高的NOx转化效率;随着NH3与NO物质的量比的增加,还原效率并未明显增加,但NH3的氧化和泄漏越来越严重;空速对低温还原效率也存在影响。     

一种可提高DPF过滤效果的新型催化剂

为了提升柴油机颗粒过滤器（DPF）催化剂的性能，在镧锰钙钛矿（LaMnO3）催化剂中掺杂 Sr 和 Co，并将所制催化剂用于实际 DPF 台架试验中。结果表明：所制催化剂获得较好的效果，90% 炭烟去除温度（T90）为 433 ℃，氮氧化物（NOx）的最大转化率（Xα）为 23.7%；台架试验去除 NOx 质量浓度最高达 4.19×10-4 kg/L，除炭速率可达 2.87 g/（L·h），接近于商用 DPF 催化剂。     

不同反应气氛下负载型Cu-Co/ZSM-5催化剂的柴油车NO_x净化性能

在模拟柴油车尾气气氛下,利用微反装置研究了浸渍法制备的Cu-Co/ZSM-5催化剂在不同反应气氛下的C3H8选择性催化净化NOx性能。结果表明,具有良好的净化NOx起燃性能和高温选择性的3%Cu-3%Co/ZSM-5催化剂在不同的反应气氛下催化性能各异。O2体积分数较低时(≤6%),O2的存在有利于C3H8催化还原NOx,催化剂的NOx转化率随O2体积分数的增加而增加;高温(300~400℃)反应时O2体积分数较高(≥6%)对C3H8催化还原NOx是不利的,O2的增加使催化剂的NOx转化选择性变差,NOx转化率下降。催化剂最适于的O2体积分数为2%~8%。C3H8体积分数越高,越有利于NOx的还原。反应气氛中的CO2和CO的体积分数变化对催化剂的C3H8催化还原NOx活性没有明显的影响,该催化剂仍具有较高的稳定NOx净化性能。催化剂在使用过程中应匹配好发动机的空燃比。     

等离子体辅助NH_3-SCR去除柴油机NO_x的试验研究

为提高传统选择性催化还原(SCR)技术低温去除NOx的效率,设计了一套基于介质阻挡放电形式的低温等离子体反应器辅助NH3-SCR反应系统。通过改变放电电压及模拟气体组分,考察了反应温度和O2体积分数对低温等离子体辅助NH3-SCR去除NOx效率的影响。结果表明:低温下等离子体的促进作用显著,高温时促进作用较微弱;NOx去除效率随O2体积分数增大而先升高后降低,加入等离子体反应器能显著提升低温时NOx去除效率。     

低温等离子体喷射系统降低排放及再生DPF的试验研究

通过建立低温等离子体(NTP)喷射系统试验台架,研究了NTP反应器产生的活性物质对柴油机HC,NOx,PM排放的转化效果,并研究了对DPF的再生效果。研究结果表明:当柴油机在低速小负荷工况运行时,排气温度较低,NTP反应器产生的O3,O等活性物质主要将柴油机NOx排放物中的NO部分氧化为NO2;当柴油机高速大负荷工况运行时,活性物质对排气中HC,PM的氧化作用加强,将额外生成CO,同时实现对DPF的连续再生。     

柴油机SCR后处理控制策略开发与研究

为选择性催化还原技术提出了还原剂喷射的控制策略。它根据原机NOx排放浓度脉谱、排气温度和空速脉谱等计算还原剂的喷射速率。分别通过试验研究了NH3/NOx比值、排气温度和空速对NOx转化率和氨泄漏浓度的影响以及SCR催化剂的氨吸附和脱附特性,并根据研究结果,分别确定稳态和瞬态工况下尿素溶液喷射的控制方案,因而实现了ESC稳态循环和ETC瞬态循环下的控制目标。此外,冷机起动试验表明,该阶段的排气温度低,NOx排放浓度较高,故应采取措施减少低温工况下NOx的排放。     

点燃式发动机排气后处理技术新发展

在提出高发动机经济性的同时，满足日益严格的排放要求的关键是降低冷起动过程HC的排放和减少排气富氧条件下NOx的排放。催化转换器快速起活技术与吸收技术相结合可以有效降低冷起动暖机过程的HC排放。富氧条件下还原NOx的技术主要有催化还原、电化还原、选择性NOx再循环以及低温等离子体等技术。低温等离子体技术与选择性催化还原技术相结合是降低稀燃发动机排放的有效方法。     

一氧化氮在低温等离子体中的氧化试验研究

采用低温等离子体反应技术将部分NO预氧化成NO2,研究了放电电压、气体成分对等离子体氧化NO性能的影响。研究发现,O2和碳氢的存在能显著提高等离子体中NO的氧化效率,且NO2的生成量随加入的O2和碳氢浓度升高而增加。同时也发现,O2和碳氢对NO预氧化的促进作用存在一定的理想范围。     

Characteristics on NOx adsorption and intermediates of LNT catalyst

Several NOx reduction technologies under development in recent years have now been commercialized, including selective catalytic reduction (SCR) with NH₃ or hydrocarbons, and Lean NOx Trap. The aim of the present study is to investigate characteristics on NOx adsorption according to the oxygen concentration, de-NOx performance according to lean/rich injection cycle and toxic intermediates at LNT downstram for lean-burn gasoline engine. Under oxygen of 6%, NOx storage capacity was the highest, showed the highest NOx conversion of 98%. The reason for this phenomena is because the excited oxygen atoms at high oxygen concentration increased oxidizing power of NO. Under low temperature of 205°C, LNT catalyst showed the least NOx conversion of 14% because its activity became lower, while the generation rate of toxic HNCO was highest as CO which is generated during the rich condition, reacts with NOx stored on Ba site.