钾铜铈锆复合金属氧化物催化氧化碳烟颗粒的研究

利用自蔓延高温燃烧合成法(SHS)在商用空白催化型柴油颗粒过滤器(CDPF)载体上涂覆制备了一系列CuCeZrO2-δ及KCuCeZrO_2-δ催化剂,并利用碳烟颗粒快速加载装置对CDPF载体加载,以模拟真实的柴油机碳烟颗粒情况。程序升温氧化活性测试结果显示:Cu CeZrO_2-δ催化剂在通入800×10~(-6)NO/6.5%O_2/N_2混合气时,通过在低温下氧化NO成NO_2来氧化碳烟颗粒;同时在铜(Cu)成分为90%时有最好的氧化活性;加入钾(K)之后,碳烟颗粒的低温氧化活性得到进一步改善,在K取代Cu含量的20%时活性最佳。研究表明:这两种催化剂有望取代贵金属Pt成为新型非贵金属CDPF催化剂。     

热老化温度对碳烟氧化活性的影响

由于炽热尾气长时间冲击,柴油机微粒捕集器(DPF)中的沉积碳烟颗粒会发生热老化.本文通过改变惰性气氛下的温度,研究热老化对柴油机碳烟颗粒微观物理化学特性和氧化活性的作用规律.结果表明,随热老化温度的升高,氧化反应特征温度和表观活化能表征的碳烟颗粒氧化活性逐渐降低;氧化活性的降低来源于碳烟颗粒物理化学特性的改变,即微晶尺寸增大,微晶曲率和层间距减小,以A_D1/A_G值表征的石墨化程度提高,而以I_C—H/I_C=C峰高比表征的脂肪族C—H表面官能团相对含量降低.此外,柴油机碳烟颗粒微观结构、表面C—H官能团相对含量与碳烟氧化活性具有良好的相关性,其中微晶曲率对氧化活性影响最大.     

等离子体辅助La0.9 K0.1 CoO3同时催化去除NOx和柴油机碳烟微粒的试验研究

通过在γ—Al2O3小球上涂覆复合金属氧化物La0.9K0.1CoO3，利用等离子体辅助催化程序升温反应(TPR)技术，对同时催化去除柴油机NOx和碳烟微粒反应进行了研究，并对其化学机理进行了探讨．研究结果证实，在富氧环境中，不论是在催化程序升温还是在等离子体一催化程序升温中，CO2和N2的形成出现在相同的温度范围内，等离子体加强了同时催化去除NOx和碳烟微粒的反应特性，降低了碳烟微粒的燃烧温度，提高了NOx还原为N2的效率，也提高了低温和高温段NOx的分解，从而提高了总的NOx转化效率．     

近后喷射对共轨柴油机高负荷NOx和碳烟影响的数值分析

应用三维 CFD 商用模拟软件 FIRE 对车用共轨柴油机在高负荷工况下采用近后喷射策略的缸内工作过程进行数值计算,分析后喷量和主、后间隔角对有害排放物生成的影响.结果表明,随后喷量和主、后间隔角的增加,NOx 的生成量显著减少,而经济性有所恶化;同时,近后喷射还是降低柴油机碳烟排放的一种非常有效的手段,适当的近后喷射...     

一种基于稀扩散燃烧的BUMP燃烧室及其对柴油机碳烟和NOx排放影响的实验研究

在壁面布置限流沿 (BUMP)后 ,撞壁射流从壁面被剥离 ,形成二次空间射流 ,可大大加快空气与流体的混合速率。基于此 ,设计了带有 BUMP的燃烧室 ,采用了可灵活控制喷油规律的 FIRCRI电控共轨式喷油系统进行了发动机实验。实验结果表明 :BU MP燃烧系统能显著降低 NOx 和碳烟排放 ,在平均有效压力为 0 .6 6 MPa(原机 5 0 %负荷 )时 ,烟度只有 0 .1BSU,NOx 为 42 0× 10 - 6;由于在缸内能够形成较均匀的混合气 ,缸内平均过量空气系数在 1.3～ 2 .0的范围内时 ,烟度一直保持在 0 .3BSU以下。实验还发现 BUMP的位置以及喷油定时对排放有重要影响。BUMP燃烧系统在降低 NOx 和碳烟排放方面显示了极大的潜力。     

铋取代对LaMnO_3催化剂的结构和催化碳烟燃烧性能的影响

采用柠檬酸溶胶法合成了一系列LaMn1-xBixO3(x为0,0.1,0.2,0.3,0.4)钙钛矿型催化剂,通过X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、程序升温还原(H2-TPR)和程序升温脱附(O2-TPD)手段对催化剂的物理化学特性进行了表征.采用热重分析法(TG/DTA)研究了铋(Bi)金属的取代对催化剂催化去除碳烟活性的影响.研究结果表明,Bi取代导致催化剂样品中Bi0.775,La0.225,O1.5氧化物的形成,并随着Bi取代量的提高该氧化物的量逐渐增多.相对于LaMnO3,金属Bi取代提高了催化剂的比表面积、表面吸附氧含量(α-O2)以及低温氧化还原能力,因此催化剂使碳烟燃烧的催化活性得到了显著的提高.该系列样品中,LaMn0.7,Bi0.3,O3样品表现出最高的催化活性,碳烟燃烧速率峰值温度(Tm)仅为394,℃.     

采用含氧燃料和EGR同时降低直喷式柴油机碳烟和NOx排放的试验研究

在一台TY1100轻型直喷式柴油机上，研究了碳酸二甲酯（DMC）作为含氧燃料添加剂对柴油机烟度和性能的影响。结果表明，在发动机燃油和燃烧系统不作变动的条件下，随着DMC在柴油中添加比例的增加，排气烟度逐步下降，热效率提高。当添加比例在10％-15％时，烟度降低40％-50％，热效率增加了6.9％，发动机功率基本不变。添加碳酸二甲酯并采用EGR可以同时降低碳烟和NOx。研究表明，柴油中添加15％DMC，在12％左右的EGR下，与原机比较，烟度降低了35％，NOx排放降低了33％。混合燃料的放热规律与纯柴油相比差异不大，但预混燃烧量增加，扩散燃烧速率快，发动机最高燃烧压力、温度和压力升高率偏高。     

柴油机排气碳烟催化氧化动力学分析

基于热重实验系统开展了柴油机排气碳烟在O2气氛下的催化氧化实验,通过Friedman-Reich-Levi(FRL)法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法对碳烟催化氧化反应的动力学参数进行计算,并根据线性相关系数R2挑选出最优计算方法.利用Male...     

预混火焰中温度对碳烟表面官能团和氧化活性的影响

基于甲烷/氧气预混火焰燃烧系统及毛细管取样技术,采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和热重分析技术(TGA),研究了火焰温度对碳烟颗粒表面官能团相对含量和氧化反应活性的影响规律.结果表明:随着火焰温度的升高,碳烟颗粒表面脂肪族碳氢官能小(aliphatic C—H)的当量峰高比IC—H/IC=C减小,含氧官能团(C—OH和C=O)的摩尔分数也减小,表明碳烟颗粒表面官能团的相对含量随火焰温度的升高而降低;碳烟颗粒氧化反应特征温度和表观活化能都随火焰温度的升高而增大,表明较高的火焰温度产生的碳烟颗粒的氧化反应活性较低;碳烟颗粒表面官能团的含量与其氧化反应活性有直接关系,表面官能团含量越少,其氧化反应活性越低.     

柴油机高密度-低温燃烧过程参数对碳烟生成影响的模拟

在发动机高、满负荷工况下,基于发动机试验和前期提出的多步现象学碳烟模型深入研究了充量密度、氧体积分数、燃烧温度以及混合气浓度等状态参数对于碳烟表面生长以及氧化作用的影响,研究表明:充量密度促进混合、增加热容的作用可以减缓碳烟表面活化程度的衰减速率,同时使碳烟表面活化程度降低;随着充量密度增加,燃烧温度以及未燃碳氢的降低有利于减少碳烟单位面积生长速率RCH,进而影响碳烟生成量降低.提高充量密度增加进气中氧气的绝对量是提高碳烟氧化速率的主要因素,这些因素共同导致碳烟排放量降低.另一方面,进气氧体积分数降低使燃烧温度降低,积累了大量浓混合气与未燃碳氢,化学动力学机理表明,这不利于未燃碳氢转化生成乙炔的过程,导致乙炔生成的最大峰值降低.由未燃碳氢化合物浓度(乙炔、UHC自由基)以及燃烧温度共同影响的RCH随着初始氧体积分数的降低呈现出减小的趋势.而浓混合气会促进碳烟表面活化程度增加.因此,RCH随着初始氧体积分数的降低呈先减小而后增大的趋势.     

生物质气再燃还原NOx的数值模拟

为了解生物质气再燃还原燃煤NOx的机理,建立了充分搅拌反应器（PSR）和柱塞流反应器（PLUG）串联的反应器网络．利用CHEMKIN软件对该过程进行了数值模拟．并通过生成率分析（Rate—of-production analysis）和敏感性分析（Sensitivity analysis）对实验规律作出了解释。不同工况条件下的模拟结果与相应实验结果的比较表明：所建串联网络和所选用5元素、145组分、1006基元反应的机理是切实有效和可行的．用这种方法可以初步预测和模拟生物质气再燃还原燃煤NOx的还原效果。     

射流对高温空气燃烧过程中NO_x生成的影响

总结了燃料燃烧过程中NOx的生成机理和各种影响因素,并结合高温空气燃烧（High Temperature Air Combustion-HiTAC）的特点和射流的基本原理,研究了燃料和空气射流的卷吸作用对该燃烧方式NOx生成量的影响。为选择合理的设计与运行参数,实现该燃烧方式的超低NOx排放和高效节能,也为更好地在我国推广和应用这一先进技术提供理论基础。     

高温空气燃烧若干因素对NOx生成量的影响

高温空气燃烧的关键技术之一是获得低氧环境,以降低NOx生成量。通过对与高温空气燃烧技术有关的稀释剂、燃料射流和空气射流速度、燃料射流倾斜角度、燃烧空气散布角、燃料喷嘴和空气喷嘴之间的距离、空气预热温度、燃料预热温度和过量空气系数等因素进行分析,总结了一些因素对NOx生成量的影响,可以为工程技术改造提供建议,实现节能和环保的双重效果。     

气体燃料再燃对NOx还原的影响

气体燃料再燃是研究较多的降低烟气中ＮＯｘ含量最有效的方法之一。本文以典型的一次燃烧区烟气成分为模拟烟气,研究了不同的气体燃料（ＣＨ４,Ｃ２Ｈ２和Ｃ２Ｈ４）作为再为燃烧料时,再燃区燃烧工况（空气过量系数和再燃温度）对ＮＯｘ再燃过程和ＮＯｘ还原率的影响。通过计算发现,不同组分的气体燃料、再燃区空气过量系数及再燃区对ＮＯｘ的再燃过程和ＮＯｘ还原率都有重要的影响。     

低NO_x燃烧与选择性非催化还原联合深度脱硝技术的应用

氮氧化物是大气的主要污染物,随着世界各地环保标准的不断提高,采用低NOx燃烧与其他脱硝技术结合的联合深度脱硝技术是既经济又环保的选择。首先介绍了低NOx燃烧器、再燃技术和与SNCR技术结合的联合深度脱硝技术的研究发展。然后介绍了浙江大学自主研发的低NOx燃烧与SNCR联合深度脱硝技术在410 t/h锅炉上的改造应用,实施改造后,锅炉运行正常,对主要运行参数影响小,达到了预期脱硝要求。锅炉飞灰含碳量大多情况在3%以下,NOx从原来的550 mg/m3左右降到了150~200 mg/m3,联合脱硝率在70%左右。     

电极喷嘴外径对NO电晕氧化过程影响的试验研究

以湿空气为自由基源物质,研究电极喷嘴外径变化对电晕放电特性、NO电晕氧化过程的影响。结果表明:喷嘴外径增大,起晕电压和击穿电压升高。在相同放电功率下,喷嘴外径增大,NO的氧化率提高;在低功率(试验条件下大约4.5W以下)范围内差别不大,在高功率时因为放电模式的转变而区别明显;在试验条件下,使用喷嘴外径3、2、0.9的放电电极,反应器NO的氧化率最高可分别达到65.3%、55%、20.5%。采用较大喷嘴外径的电极时,NO电晕氧化的能量效率较高,在有效工作区内,对应3和2的放电电极,反应器NO氧化的能量效率最高分别为53g kWh和44g kWh,它们对应的NO氧化率分别为53.8%和50.5%。图8参9     

车用柴油机NOx排放控制研究

通过对各国车用柴油机ＮＯｘ排放法规的比较和ＮＯｘ生成机理的分析,综述了各种ＮＯｘ排放控制技术。     

优化燃烧降低锅炉NO_X排放的试验分析

采用燃烧优化技术进行了降低某厂300MW机组1号锅炉NOx排放的试验,在提高锅炉运行经济性的同时,大大降低了锅炉NOx的排放浓度。分析了该炉热效率和NOx排放浓度与锅炉运行参数的关系,确定了锅炉低NOx运行方式,可用于指导锅炉的高效低NOx的运行。