选择性催化还原技术在多功能水下作业支持船上的应用

氮氧化物(NOX)是船舶柴油机排放废气中危害环境的主要成分。通过研究船舶废气NOX的形成机理,结合当前国际海事组织的最新公约要求,对现有船舶柴油机NOX排放控制技术的效果进行对比,探讨选择性催化还原技术在多功能水下作业支持船上加以应用的方案,总结出选择性催化还原系统在设计与实船应用中值得关注的关键技术。     

柴油机尿素 SCR 反应特性的试验研究

利用可独立控制尿素喷射量的SCR系统,通过柴油机台架试验,研究了钒基催化剂温度和空速对SCR催化还原反应NOx 转化效率和反应速率的影响,以及尿素喷嘴安装位置对转化效率的影响。结果表明：NOx 转化率随着氨氮比（NH3与NOx 物质的量之比）的升高而逐渐升高,由于尿素水解和热解不完全等因素,氨氮比上升到2时NOx 转化率才可达到最大;NOx 转化率随着催化剂温度升高而升高,到400℃时基本趋于稳定,NOx 转化率随空速升高略有下降;SCR反应速率随温度的升高而升高,随空速的变化不明显;相同氨氮比时,尿素喷嘴与催化剂的距离增加,有利于NOx 转化率的升高。     

机外净化技术对 GDI 发动机颗粒排放的影响

通过缸内直喷汽油机颗粒测量试验,研究了怠速工况、最大扭矩工况及常用工况下三效催化器（TWC）和汽油机用颗粒捕集器（GPF）对发动机尾气中颗粒数量浓度及质量浓度的处理效率。结果表明：在低转速小负荷工况,三效催化器与颗粒捕集器对颗粒具有较高的处理效率;随着转速与负荷的增加,两者的处理效率均下降,三效催化器对颗粒处理能力明显降低,而颗粒捕集器整体保持较高的捕集效率;当二者联合工作时,在常用行驶工况下对颗粒的捕集效率达到80％以上。在高转速大负荷工况,由于尾气空速增加,颗粒捕集器捕集效率下降导致整个后处理系统对颗粒的处理效率降低。     

进气充量特征参数对 CPF 再生过程的影响

利用AVL BOOST ,FIRE软件分别构建了D19高压共轨柴油机的一维仿真模型和催化型颗粒捕集器（CPF）三维模型,研究了不同进气特征参数对CPF再生过程的影响规律。计算结果表明：随大气氧浓度减小,CPF沉积颗粒的氧化速率和压降的下降速率都显著减缓,其进、出口两端的NOx 及 NO2排放降低;海拔升高不利于CPF的再生,但CPF压降和再生最高温度较低,且能有效减少CPF出口端的NO2排放;海拔对CPF再生过程的影响是大气氧浓度与大气压力的综合效应,其中大气氧浓度占主导作用;针对海拔2 km高原环境,EGR率增大至15％时,CPF再生性能已明显减弱,高原环境下采用EGR进一步加剧CPF的再生困难;EGR率对NO2的降低作用大于其对NO的降低作用。     

降低船舶NOx排放的NO催化氧化联合SCR试验研究

用浸渍法制备钴基催化剂,考察了载体、活性组分负载量、焙烧温度、助剂等制备条件对钴基催化剂催化氧化NO性能的影响,结果表明：以ZrO2为载体,活性组分负载量为10%,表面活性剂含量5%,在350℃焙烧的催化剂具有最佳的NO催化氧化性能,在NO进口浓度700ppm、O2体积分数5%、空速27000 h-1的条件下,200℃时NO氧化率可达49%,满足快速SCR的条件。对NO催化剂进行孔隙结构及XRD表征,结果表明催化剂比表面积的大小不是决定催化剂活性的必要条件,而Co3O4晶体平均颗粒尺寸的大小对催化剂活性有一定影响。考察了空速对催化剂效率的影响,发现NO催化氧化剂在较高空速下仍居有一定活性,并对低温、高空速条件下SCR的反应效率有较大提升。在180℃时,SCR的NO去除效率由联合前的53%提高至65%。     

稀土三元催化转化器结构设计及试验研究

根据催化转化器结构及其内部气体流速分布影响分析,采用维托辛斯基五次方曲线对催化转化器入口扩张管结构进行设计。对不同扩张管结构的催化转化器进行了冷态流速分布试验及发动机台架性能试验,试验结果表明,改进的催化转化器能够改善其内部气流分布,进而能够提高催化转化器的转化效率。     

矿物填料对沥青混合料老化的影响

玛蹄脂矿物填料对沥青的老化起两种不同的作用,一方面矿物填料充当催化剂促进氧化;另一方面矿物填料作为一种扩散的阻凝剂和保护剂以免沥青受氧化,延缓沥青的硬化和老化。由于矿物填料的催化特性具有实用性,所以迫切需要开发一种抗 扩散干扰来测试沥青老化特性的试验方法。为了测试矿物填料对沥青老化的影响,采用了两种不同的老化试验。即先ＲＴＦＯＴ老化再ＰＡＶ老化和先ＰＡＶ老化再ＲＴＦＯＴ老化,通过测定这两种方法老化     

SCR载体尺寸对背压及NOx转化效率的影响

基于发动机台架试验研究了不同选择性催化还原（SCR）载体尺寸的性能差异。结果表明：SCR 载体尺寸会显著影响 SCR 系统的性能,载体长度增加导致排气背压明显增大,但SCR 系统的氮氧化物（NOx）转化效率提升不显著;增大载体直径可同时实现排气背压降低和NOx 转化效率提升;当排气温度高于尿素起喷温度时,加大尿素喷射量后,相比于直径为118.4 mm 的 SCR 载体,直径为 143.8 mm 的 SCR 载体性能可提升 2 倍。     

浅谈摩托车的机后补气

1机后补气主要针对的是汽油机产生的CO和HC汽油机混合气形成时间短,特别是摩托车高速汽油机,油气混合时间约在0.2%～1.0%秒,混合不会很均匀,燃烧不会很完善,产生一定的CO和HC属于正常。即使机内净化很好的发动机如:电喷、电控机前补气等往往都要与催化转化装置联合使用,才能取得满意效果。     

满足欧Ⅲ排放标准的摩托车尾气催化剂研制

制备满足欧Ⅲ排放标准的摩托车尾气净化催化剂,制备需求的高性能稀土储氧材料和耐高温高比表面材料,在此基础上制备出密耦催化剂和三效催化剂。催化性能测定表明,密耦催化剂具有优异的低温活性和抗高温老化性能,三效催化剂具有优异的三效性能和抗高温老化性能,能满足欧Ⅲ排放标准的需求。