多燃烧模式下掺氨发动机试验研究

氨(NH3)作为一种无碳、低成本、来源广的氢载体燃料,在未来碳中和内燃机研发中将起到重要作用.该文在快速压缩机、高压缩比汽油机和柴油机平台,系统对比研究了氨气掺混对火焰传播、均质压燃、均质引燃3种燃烧模式的影响.结果表明:氨气压燃着火过程在燃烧室中呈现顺序自燃特征,点燃模式下氨的火焰传播速度仅为0.66 m/s.氨是良...     

氨燃料发动机研究现状及发展趋势

介绍了氨的理化及燃烧特性,分析了国内外氨燃料发动机的发展历程和研究现状,研究了氨燃料发动机在技术可行性、推广应用基础、节能环保、能源安全等方面的优势,进一步讨论了氨燃料发动机在今后发展中所面临的挑战及应对策略,并指明了氨燃料发动机的发展趋势.     

氨燃料内燃机研究现状及展望

为了满足碳中和目标,除了采用电驱系统和燃料电池发动机,还需要开发零碳或低碳燃料内燃机,以满足不同应用场景需求。氨作为零碳燃料和富氢载体,在碳中和时代越来越受到关注,成为研究热点。在总结氨及氨与其他燃料组成的混合燃料燃烧特性和燃烧机理基础上,分析氨在内燃机上应用的可行性,及与化石燃料内燃机相比氨内燃机显现的新特点,提出未来应用需要解决的关键技术。现有研究表明：氨燃料与其他高活性燃料组合,采用高活性燃料引燃是内燃机上比较可行的技术方案。内燃机可采用汽油、天然气、氢气引燃,与传统汽油机相比,在不改变发动机结构情况下,气态氨使内燃机动力性能降低,同时NOx和未燃NH3排放增加。压燃内燃机可采用低自燃温度燃料如柴油、二甲醚等引燃。与纯柴油或二甲醚内燃机相比,氨内燃机动力性能降低,排放与燃料混合比例相关。在所有引燃燃料中,采用氢燃料引燃燃烧改善效果最大,且为零碳排放,因而氨氢融合内燃机是碳中和时代非常有竞争力的零碳动力。未来,实现氨氢融合燃料内燃机应用也需要解决一些研发课题,包括专用氨喷射系统研发、合适的后处理系统研发和车载氨裂解系统研发等。     

基于多目标遗传算法的SCR系统氨覆盖率优化

基于单状态选择催化还原(SCR)模型,应用多目标遗传算法对SCR系统进行优化。获得了最优氨覆盖率目标值,优化了SCR系统NO_x排放和NH_3泄漏之间的此消彼长(tread-off)的关系,分析了催化器温度、空速和SCR催化器入口NO_x浓度对最优目标氨存储的影响。研究结果表明,催化器温度是最优氨覆盖率目标值的主要影响因素,最优氨覆盖率目标值随着温度的增大呈线性降低趋势。世界统一稳态测试循环(WHSC)和瞬态测试循环(WHTC)仿真结果表明,采用优化后的氨覆盖率图谱作为氨存储目标值,可在取得较低NO_x排放的同时限制NH_3泄漏。     

重型发动机氨排放特性的台架试验研究

在发动机台架上进行了ESC、ETC和WHTC循环的排放测试,使用可调谐激光二极管气体分析仪测量了10台重型发动机催化器后的氨排放水平。研究结果表明,以理论空燃比燃烧的气体机在WHTC循环三效催化器达到起燃温度后有氨排放产生,市郊工况中的高速加浓工况有助于氨排放的产生。对于使用SCR技术的柴油机,其氨排放与NO_x排放是互逆的,柴油机的氨排放水平远低于NO_x排放。柴油机在冷态WHTC循环的氨排放低于热态,氨排放峰值出现在市郊工况。     

紧耦型SC R催化器混合段的性能研究

应用Fluent软件对紧耦型SCR催化器两种混合段方案进行压力损失、温度场、速度场分析,在发动机台架上进行两种混合段方案的转化效率试验、压力损失试验、排放循环试验、氨泄漏试验.分析与试验结果表明:单层管混合结构的速度均匀性为0.97,压力损失为9.32 kPa,均好于双层管混合结构,后者的速度均匀性为0.948,压力损失为10.82 kPa;两种混合段方案的温度场分析结果一致,且瞬态排放循环WHTC结果都能满足国家要求,但低温工况时,双层管结构SCR的转化效率和氨泄漏情况明显好于单层管结构SCR,瞬态排放循环WHTC过程中双层管混合结构的氨泄漏体积分数峰值为29.5×10-6,平均值为4.2×10-6,而单层管混合结构的氨泄漏体积分数峰值高达263×10-6,平均值为15.8×10-6.     

路面裂缝修复中改性聚氯氨酯与SBS改性沥青物理性能研究

为了探究路面裂缝修复中改性聚氯氨酯与SBS改性沥青物理性能,通过疲劳试验与抗渗试验对两种材料进行对比分析,结果表明;改性聚氯氨酯与SBS改性沥青两种材料作为路面裂缝的补料均可满足路面的路用性能需求.改性聚氯氨酯材料在修复路面裂缝后的疲劳期相对于SBS改性沥青材料的要短,并且SBS改性沥青材料的抗疲劳性能更强.对于抗渗能力,两种材料的抗渗等级一致.改性聚氯氨酯材料的耐水压力与渗水压力相对于SBS改性沥青材料更大.     

含氨废水生物处理技术

综述了含氨废水处理的传统硝化/反硝化途径的新发展,并对短程硝化/反硝化、厌氧氨氧化、好氧反硝化、人工湿地等新途径的研究进展进行了分析。指出传统途径的研究方向是剩余污泥的处理和提高菌体的代谢强度;建议重视对短程硝化的溶氧等问题的研究,开发出更加高效、普适性更强的短程硝化工艺;深入研究厌氧氨氧化途径的机理,利用生物工程技术培育高生长速率的菌株;对于好氧反硝化途径,研究如何控制外界条件以利于好氧反硝化菌的累积;在人工湿地方面,加强对耐高盐碱环境植物的研究并用生物修复技术对其进行改良,以开发盐碱地、滩涂等生产力较低下的土地资源。     

固体储氨SSCR系统的开发和应用

为解决以尿素水溶液为还原剂的SCR系统在使用过程中存在的结晶并且堵塞喷嘴、排气管路和催化器载体等问题,开发了基于固体储氨技术的还原剂材料,根据该材料特性设计了固体储氨SSCR(Solid Selective Catalytic Reduction,SCR)系统。介绍了固体储氨材料的工作原理、固体储氨SSCR系统的研发方案,并通过低温、高温和高原的环境适应性道路试验,验证了固体储氨SSCR系统的可靠性和商品特性。     

氨-生物燃料双燃料发动机的燃烧与排放特性

针对双碳目标,应用低碳/零碳燃料是实现内燃机高效清洁燃烧的有效途径。本研究基于一个双燃料柴油机台架开展,缸内直喷燃料分别选用柴油、生物柴油/汽油混合燃料(BG70)和生物柴油/汽油/乙醇混合燃料(BG50E20);氨为进气道喷射,能量替代率为0～28%。试验工况为1 200 r/min、0.8 MPa指示平均有效压力(IMEP)。对比分析了不同燃料的一氧化碳(CO)、总碳氢(THC)、氮氧化物(NO_x)排放以及颗粒物粒径分布。结果表明：单燃料模式下,BG70和BG50E20的指示热效率高于柴油。BG70的CO排放相比柴油降低30%,但THC和NO_x排放在3种燃料中最高。BG70和BG50E20的总颗粒物数量(TPN)排放低于柴油。相比各燃料单燃料模式的燃烧与排放性能,添加氨后的3种燃料的指示热效率降低1%～2%;CO排放增加约1倍;柴油和BG70的NO_x排放减少接近50%,BG50E20的NO_x排放减少约30%。另外,氨的加入对BG70和BG50E20的TPN有显著影响,当氨能量替代率从0增长至28...     

陀螺效应对发动机悬置系统TRA解耦的影响

对扭矩轴(TRA)解耦方法进行了解释,并在理论上讨论、分析了发动机内旋转件的陀螺效应对TRA解耦的影响.通过算例研究了在比例、非比例两种阻尼情况下陀螺效应对TRA解耦的不同影响特性.结果表明,对于比例阻尼系统和一般的非比例阻尼系统而言,陀螺效应使得系统从TRA解耦变为耦合,而对于一类特殊的非比例阻尼系统陀螺效应对TRA...     

氯氰菊酯和吡虫啉对克氏原螯虾耗氧率和排氨率的影响

本文以克氏原螯虾为材料,研究了氯氰菊酯和吡虫啉在亚致死浓度下对克氏原螯虾耗氧率和排氨率的影响,得出以下结论：随着氯氰菊酯胁迫浓度的升高,克氏原螯虾耗氧率和排氨率均呈现下降趋势;随着吡虫啉胁迫浓度的升高,克氏原螯虾耗氧率表现为先升高后下降,2.2mg/L组为一个升降拐点,其排氨率则始终表现为下降。表明克氏原螯虾是利用不同的适应方式来抵御不同毒物对基础代谢的胁迫。     

EGSB耦合厌氧氨氧化、甲烷化与反硝化处理城市污水的启动特性研究

提出一套新的组合工艺,重点考察EGSB反应器实现厌氧氨氧化、甲烷化与反硝化耦合处理城市污水的可行性及其启动特性。结果表明:接种厌氧颗粒污泥和好氧活性污泥的EGSB反应器能够用约45 d的时间完成耦合厌氧氨氧化、甲烷化和反硝化处理城市污水的启动,硝酸盐和COD的去除作用显现较快,运行初期反硝化与甲烷化反应起主导作用;氨氮和亚硝酸盐的去除从无到有,启动完成后厌氧氨氧化与甲烷化成为主导。氨氮和亚硝酸盐的同时稳定去除可作为启动完成的标志,在水力停留时间为5 h,反应区上升流速0.83 m/h的条件下,氨氮及COD取得的最高去除率与去除速率分别为45.2%、58.8%和0.107kg/(m3.d)、0.865 kg/(m3.d)。EGSB反应器的释磷转吸磷现象、pH值和污泥颜色的变化可作为启动完成的参考标志,而DO则无法起到指示启动完成的作用。     

低碳氮比和高 pH 进水启动短程反硝化：性能及污泥特性变化

短程反硝化厌氧氨氧化技术（PDA）在污水处理中广泛应用的前提是富集出足量的短程反硝化细菌。通过接种剩余污泥,考察了采用简单的调控进水pH和碳氮比（C/N）策略,在上升流式厌氧污泥床（UASB）反应器内进行长达77 d短程反硝化启动过程。结果表明：在反应器的进水C/N（~2.6）与pH（~9）条件下,出水快速出现了亚硝态氮积累,在40 d以后,反应器内的亚硝积累率（NTR）保持稳定,NTR为（54.67±7.29）%,表明了短程反硝化过程已经在反应器内建立。此外,将进水pH调节为7.5,NTR依然稳定在（66.13±0.77）%,驯化后的污泥适用于常规污水的PD过程。高pH条件下反应器内污泥浓度上升,微生物对进水的适应导致了胞外聚合物（EPS）下降,EPS中的蛋白和多糖比例的变化反映了污泥具有颗粒化的趋势。结果表明：控制进水高pH和低C/N比成功启动了短程反硝化过程,驯化后的污泥可以用于PDA脱氮,尤其在同时处理含有氨氮和硝态氮废水时具有显著优势。     

氨分布对柴油机并联式SCR后处理系统NO_x排放的影响

以国六并联式SCR后处理系统为研究对象,在13 L国六柴油机上,采用速度均匀性和氨分布均匀性仿真计算、两路SCR平均氨浓度分析和氨质量加权百分数仿真计算、氨分布均匀性试验、排放性能试验等方法,对两种仅混合器不同的国六并联式SCR后处理系统NO_x排放进行研究。仿真分析研究表明:两路并联的SCR后处理系统速度均匀性和氨分布均匀性计算值在0.96～0.99之间,单个SCR装置的前端面氨浓度均匀性试验测试结果也在0.98以上,但两路SCR前端面的平均氨浓度相对偏差在5%～17%之间,会导致后处理系统NO_x排放较差;氨浓度试验验证了仿真分析的正确性。排放性能试验表明,两路SCR前端面平均氨浓度偏差较大的后处理系统WHSC排放结果会恶化;可通过氨质量加权百分数相对偏差的仿真计算评估并联式SCR后处理系统催化能力,经试验对比建议计算评价标准设定为5%以内较为合理。     

高柔性车身生产线部品供应系统

主要介绍了1种适用于混线柔性生产的新型车身部品供应系统.本系统主要包括料架系统、显示系统、PLC系统和生产管理系统.通过PLC和生产管理系统的计算功能,以先消耗先上件的方式,实现了多车型动态化部品供应,并将相关信息进行了可视化传递,节省了生产线空间和投入成本,提高了监管效率,为制造工业柔性化生产线的上件设计提供一定参考...     

奥迪4.0T发动机新技术剖析(十)

2.二次空气系统使用二次空气系统,可以使得催化净化器在冷启动后,快速达到正常工作状态。根据发动机的不同,有几个件布置不同或者结构不同。在发动机冷启动后,二次空气系统会在一定时间内持续向排气门后部的排气系统内喷入空气,如图59所示。废气中或者催化净化器内留存的未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳会与喷入空气中的氧气发生反应。由此释放出的热量会使得催化净化器快速热     

基于WLTC和NEDC循环的轻型车氨排放特性研究

选择3辆轻型汽油车进行了基于WLTC和NEDC循环下的排放试验,对其常规污染物和氨的排放特性进行了分析。结果表明:氨是发动机原始排气进入三元催化器后发生氧化还原反应的副产物;持续时间较长的加速工况是氨生成的主要工况,此时原排气中较高浓度的CO在三元催化器内提供了较强的还原环境,而导致氨的生成;随着行驶里程的增加,氨排放呈上升趋势;低温环境下更容易产生较高的CO与氨排放。     

自蔓延燃烧法制备Pd0.01CuxCe(1-x)/2Zr(1-x)/2Oy催化剂催化NO制NH3反应的性能研究

被动式氨SCR系统是一种应用在稀燃发动机,可减少NOx排放,生产SCR用氨的后处理方法,该系统使用NO与H2作为原料气在催化剂的作用下产生氨气用于后续SCR脱硝.通过试验研究,采用自蔓延燃烧合成(SHS)法合成了Pd0.01CuxCe(1-x)/2Zr(1-x)/2Oy(x=0,0.1,0.2,0.4)催化剂.用XRD...     

一段式短程反硝化-厌氧氨氧化工艺处理电厂循环冷却水与城市污水的可行性研究

厌氧氨氧化反应由于其自养脱氮的特性,自被发现之日起就备受关注。作为一种能稳定为厌氧氨氧化反应提供亚硝态氮的技术,短程反硝化技术将硝酸盐仅还原为亚硝态氮,已经被认为是目前最节能的硝酸盐废水脱氮技术。针对一段式短程反硝化-厌氧氨氧化工艺实现电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的可行性进行探究。在pH=9的条件下,经过26 d的驯化,成功启动在低pH下能稳定实现高亚硝积累的短程反硝化反应器。加入厌氧氨氧化污泥后,迅速启动一段式短程反硝化-厌氧氨氧化反应器。短程反硝化过程能利用的有机物主要来源于城市污水。因此,预计通过控制化学强化初沉的可以控制预处理过程有机物的去除量,从而控制进水的碳氮比实现稳定脱氮。采用短程反硝化-厌氧氨氧化技术可以在低物质输入,低能源消耗,低碳排放,低剩余污泥产生的前提下实现电厂循环冷却水浓水与城市污水的同步脱氮,是一种经济且环境友好的处理技术。