温度、还原剂含量及水蒸气含量对氮氧化物存储还原技术NO排放的影响

为探究氮氧化物存储还原(NSR)催化器在氢燃料发动机不同工况下NO排放的控制效果,基于氢燃料发动机台架实验的原排放数据,结合NSR机理建立了适用于氢燃料发动机NO_(x)后处理的H 2-NSR反应机理动力学模型。基于该模型,对比分析了氢燃料发动机NSR后处理器不同入口温度、还原剂含量和水蒸气含量对NO排放的影响,发现温度降低有利于NO吸附,但却会导致还原阶段NO排放增加;吸附阶段NO的排放随还原剂含量增加而减少,但还原阶段NO的排放则会增加;而水蒸气对NSR催化器催化还原NO有促进和抑制作用。结合敏感性系数分析等手段从化学反应动力学的角度揭示了温度、还原剂含量及水蒸气含量对NO排放的影响的产生原因,并明确了温度是其中的主导因素。所提出的H 2-NSR机理动力学模型为氢燃料发动机控制NO排放提供了理论参考。

H2为还原剂的钙钛矿类催化剂存储还原NOx试验

以LaCoO3／K2CO3／CeZrO2为催化剂，分别采用程序升温脱附（TPD）、程序升温表面反应测试（TPSR）和以H2为还原剂的NOx存储-还原循环试验，研究了催化剂存储NOx的热稳定性以及NOx存储还原的性能，并分别对反应温度、还原时间和还原剂浓度这些影响因素进行了讨论．结果表明：LaCoO3／K2CO3／CeZrO2具有良好的储存和脱附再生性能，H2有较强的还原能力，在340～400℃下NOx转化率均为70％～80％，这些非常有利于降低发动机在实际工况下排放的NOx.

Pt/Ba/Ce/γ-Al_2O_3催化剂H_2-NSR性能影响因素的试验分析

将改进的溶胶-凝胶法与等体积浸渍法相结合制备了Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3钙钛矿催化剂,研究了其表面性能;采用NOx存储还原循环试验的方法,以氢气为还原剂,研究了还原剂体积分数、还原时间和空速等反应条件,以及以CO2与HC为代表的发动机排气成分对催化剂存储还原特性的影响.结果表明:所制备的Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3催化剂具有良好的催化活性及较大的比表面积;在所研究的范围内,不同还原剂体积分数下存在NOx转化率最高的最佳还原时间,而且随着还原剂体积分数增加,最佳还原时间逐渐缩短;还原剂体积分数的增加将会加速NOx的脱附,若还原剂体积分数过高,则会造成部分NOx溢出过快,还原时间不足而引起转化率降低;在7.0×104 h-1的大空速条件下,NOx转化率仍可以保持在86.9%,Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3催化剂的空速特性良好;CO2在一定程度上抑制了NOx的存储,影响催化剂的活性,但催化剂容易再生;采用C3H6模拟排气中的HC,其体积分数较低时对H2还原NOx具有抑制作用,当C3H6的体积分数较高时可以促进NOx的还原转化.

复合型NSR催化剂的开发及性能验证

为了开发出同时具有优良的NO_x储存和还原性能的催化剂,采用改进的溶胶凝胶法,制备了兼具贵金属和钙钛矿类优点的复合型NSR催化剂Pt/Ba/Ce/γ-Al_2O_3,通过X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、扫描电子显微镜(SEM)等技术对催化剂的孔结构及微观形貌进行了评价,并与Ba/Ce基催化剂进行了对比;并采用程序升温脱附试验(TPD)、程序升温表面反应(TPSR)和完全存储还原试验等方法测试了催化剂的热稳定性及脱附还原性能。研究结果表明:Pt/Ba/Ce/γ-A_l2O_3在孔结构及微观形貌方面均优于Ba/Ce基催化剂,同时具有良好的热稳定性及脱附还原性能,是一种性能优良的NSR催化剂。

柴油机后处理技术的研究进展

选择性催化还原技术SCR和氮氧化物存储催化还原技术NSC是当前主流的降低柴油机NOx排放的后处理技术。为此,详细阐述了两种技术的反应机理、系统组成和工作过程,提出了系统在实际应用中存在的问题并给出了相应的解决方案。最后,提出了一种实用新型的组合技术可以改善SCR系统在低温工况下转化效率低的问题。

载体温度及空速对NSC吸附效率影响的试验研究

本文以一款搭载于轻型柴油机上的某NSC后处理为研究对象,建立了NSC吸附测试试验台架及测试方法,分析不同载体温度及空速对NSC吸附效率的影响,为NSC在轻型柴油车上的实际应用提供参考。随着轻型柴油机排放法规的不断升级,如何去除排放污染物中的NO_(x)成为了更大的挑战,单纯依靠选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction,SCR)已无法满足低排放要求的情况下,氮氧化物存储还原系统(NO_(x) Storage Catalyst,NSC)应运而生,其通常与SCR配合使用,主要用于吸附并还原低温情况的NO_(x),弥补低温时SCR无法有效处理NO_(x)污染物的缺点,达到有效降低排放的目的。