NTP预氧化NO及协同SCR降低柴油机NO_x的试验研究

发布时间：2018-12-10 14:43

【摘要】：目前我国柴油机动车国Ⅳ阶段排放标准已经正式推行,选择性催化还原(SCR)技术能使柴油车达到国Ⅳ及以上排放标准,被普遍认为是符合我国国情的柴油机后处理技术路线之一。但是,当柴油机工作负荷较低时,排气温度不高,NOx转化效率低下。目前提高SCR系统对NOx的低温转化效率的主要途径是在SCR系统上游加装氧化催化装置(DOC),但DOC对柴油中硫含量的要求极高,而我国柴油普遍硫含量较高,易使DOC中一般采用的贵金属催化剂接触到含硫成分而中毒失效。因此,如何针对我国国情,开发新型的预氧化装置以协同SCR系统,提高低温工况时NOx转化率,是目前亟待解决的问题。低温等离子体(NTP)因其组成物质中的离子、自由基及激发态分子都具有很强的化学活性,常被用于促进一些常规条件下难以发生的物理、化学反应,在高分子科学、药物研究、材料表面改性以及环境保护等领域均有广泛的应用。本课题针对目前SCR技术面临的技术难题,设计一种双介质NTP反应器,开发出一套新型的NTP-SCR耦合系统,通过压缩空气放电静态试验测试了双介质NTP反应器的性能,同时优化了双介质NTP反应器的工作参数,通过柴油机台架试验研究了双介质NTP反应器预氧化柴油机NO的可行性,最后进行了NTP-SCR耦合系统降低柴油机NOx的台架试验研究,主要内容包括:(1)进行双介质NTP反应器空气放电静态试验,研究了空气放电过程中产生的NO、NO2体积分数随放电电压峰峰值(Vp-p)、放电频率及空气流量的变化规律,采集了放电区域的等离子体发射光谱信息。结果表明:空气流量的变化对放电区域内N2发射光谱强度的影响不明显;放电频率一定时,Vp-p升高,N2发射谱线强度增强;Vp-p一定时,放电频率在7kHz~9kHz的变化范围内,N2发射谱线强度随放电频率增大而减弱;NO、NO2体积分数随Vp-p的变化规律受放电频率的影响较大而不因空气流量单一参数的变化而变化。(2)进行双介质NTP反应器预氧化柴油机NO台架试验研究,探究了NTP预氧化柴油机NO的性能随Vp-p、放电频率、排气流量及负荷等因素的变化规律。结果发现:排气流量对双介质NTP反应器预氧化NO的性能影响不大;低负荷工况、不同放电频率时,均存在一个能使NO2/NO比例达到1/1的Vp-p临界值点;随着负荷的增大,NTP氧化NO的能力减弱,其中0%负荷和25%负荷时,NTP能使NO2/NO比例达到1/1,加速快速SCR反应,提高低温时的NOx转化率。(3)进行双介质NTP反应器协同NH3-SCR系统降低柴油机NOx的台架试验研究,探究了NOx转化率随NO2/NO比例及催化剂温度等因素的变化规律。结果显示:当催化剂温度较低时,排气中NO2占NOx的比例适当上升,NOx转化率会显著提高;当排气中NO2/NO=1时,NOx转化率最高;随着催化剂温度的上升,继续增大排气中NO2的占比对NOx转化率的影响逐渐降低;催化剂温度较高时,排气中NO2比例对NOx转化率几乎没有影响。
[Abstract]:At present, the stage 鈪，

本文编号：2370760