分子筛催化器降低稀燃发动机NOx排放的研究

采用原位合成技术制作的分子筛堇青石整体式催化器,减少稀燃NOx排放.稀燃发动机台架实验结果表明,可采用排气中的HC和CO等还原物质对NOx进行选择还原,排气温度在450℃附近时,NOx转化效率最大达40%,此时HC的转化效率接近60%,而CO基本没有变化.     

CuAgLa多组分钛硅分子筛／堇青石整体式催化剂降低稀燃发动机NOx排放的试验研究

采用原位合成技术制作了多组分CuAgLa-TS-1/堇青石整体式催化剂,通过选择还原法降低稀燃汽油机NOx的排放.试验结果表明,不需额外添加还原物质,而采用稀燃发动机自己排放的HC和CO等作为还原物质可以对NOx排放进行选择还原.在排气温度为450 ℃左右、空速为28 500 h-1时,多组分分子筛催化剂的最大NOx转化效率为33.3%,较Cu-TS-1分子筛催化剂有所降低,但其维持较高的NOx转化率排温窗口较为宽广,区间可达80 ℃.经H2预还原后,多组分CuAgLa-TS-1稀燃催化剂对NOx的转化效率较未还原的催化剂的活性稍有提高,但耐久性变差.     

吸附还原法降低稀燃汽油机NOx排放的研究

为了使稀薄燃烧这一汽油机节能技术导致的NOx排放量过高问题得到解决,介绍了传统燃烧方式汽油机上的三效催化转化技术、工业中的NOx的直接催化分解技术和柴油机上使用的NOx选择性催化还原技术,分析了它们在稀燃汽油机上使用时存在的问题.在此基础上,探讨了NOx的吸附还原催化技术,并根据基本催化反应机理,对吸附还原剂的活性组分、储存组分和载体进行优化改进,设计了高效净化NOx的技术方案.     

降低稀燃汽油机NOx排放技术进展

节能和环保的要求，使得稀燃技术越来越受到人们的重视。然而，由于稀燃的富氧燃烧，使得NOx排放降低较小。介绍了国内外降低稀燃汽油机NOx排放技术的进展情况。     

降低准均质稀燃汽油机NOx排放的电控系统研制

为了配合稀NOx吸附-还原催化转化器的正常工作,开发了一套稀燃汽油机电控系统.该系统不仅可以任意设定汽油机浓、稀燃的空燃比大小和间隔时间长短,而且可以使稀NOx吸附-还原催化转化器在稀燃时,控制汽油机按稀燃状态运行;而在浓燃还原再生过程中,电控系统自动调小节气门开度和点火提前角,使得汽油机对外输出的扭矩稳定.将该系统应用于一台丰田8A-FE16气门EFI汽油机,实验结果表明,研制的稀燃电控系统,达到了设计的要求.     

吸附还原催化系统降低稀燃汽油机NOx排放模拟与实验

在分析NOx吸附还原催化器在稀燃吸附和浓燃还原过程所进行的化学反应后,依据开发的稀燃汽油机新型稀NOx吸附还原催化系统和在典型稀燃工况卞催化后的实验数据,编写了CHEMKIN软件输入气体成分文件,并进行了模拟计算.结果表明:计算与实验结果具有很好的一致性;发动机排气流量、吸附还原催化器浓、稀燃运行时间和比值大小对新型稀NOx吸附还原催化系统NOx排放具有较大影响.     

满足国-IV排放的电控稀燃天然气发动机燃烧系统开发

针对电控单点喷射稀燃天然气发动机燃烧系统进行了开发研究.在原柴油机上加装了电控系统、天然气供气系统和点火系统,并对燃烧室结构和凸轮轴参数进行了优化设计,以适应稀燃天然气发动机的要求.研究了燃烧室形状、压缩比和凸轮轴型线、配气相位对天然气发动机性能和排放的影响,确定了最终的匹配方案.结果表明:采用优化设计的无气门重叠角凸轮轴和压缩比为11的直口碗形燃烧室,所开发的天然气发动机具有良好的动力性、经济性,安装氧化型后处理器的排放结果达到国-IV排放法规要求.     

稀燃条件下甲醇汽油发动机燃烧和排放特性的试验研究

在一台汽油缸内直喷(GDI)增压发动机上,研究了稀燃条件下燃用不同甲醇汽油混合燃料的燃烧特性和排放特性。试验结果表明:稀燃条件下,随混合气浓度逐渐变稀,当量燃油消耗率呈现出先降低后升高的趋势,并且随着甲醇比例的增加,当量燃油消耗率增加,但均低于原机。在混合气逐渐变稀的过程中,燃烧时缸压峰值和燃烧温度总的变化趋势是逐渐降低,而燃烧持续期和循环变动率逐渐升高。稀燃条件下,CO排放量逐渐降低,碳氢化合物排放呈先降低后增加的趋势。NO_x排放量总的变化趋势是先增大后逐渐降低,随着甲醇体积分数的增加,NO_x的排放量逐渐降低,且3种甲醇、汽油混合燃料的NO_x和CO排放量都低于汽油燃料。     

电控喷射稀燃天然气发动机的开发

进行了发动机进气系统、燃烧系统、天然气供给系统、点火系统和电控系统等的设计。研究了天然气发动机稀薄燃烧规律,提出了空燃比分区控制的稀薄燃烧控制方案,实现了不采用EGR情况下NO,排放物的有效控制,仅通过匹配氧化催化转化器,使发动机排放达到了欧Ⅲ（ESC）法规要求。试验结果表明,CA6SE1—21N天然气发动机不仅达到了原柴油机的标定功率水平,而且具有良好的可靠性。     

吸附还原催化系统降低稀燃汽油机NOx排放试验研究

采用NOx吸附还原催化器和传统的三效催化器组合而形成的新型催化转化系统,在一台改装的产品四气门电控燃油喷射准均质稀燃汽油机上进行了催化技术降低稀燃汽油机NOx排放的试验研究.试验结果表明当t稀t浓=200 s20 s时,仅用NOx吸附还原催化器或三效催化器位于吸附还原催化器之后的催化器布置可以使稀燃汽油机的NOx排放降低到300×10-6左右,降低62.5%,而三效催化器位于吸附还原催化器之前的催化器布置可以大幅降低稀燃汽油机的NOx排放,达到50×10-6左右,降低93%.而且随着t稀t浓绝对时间的减小,稀燃汽油机的NOx排放浓度降低.稀燃汽油机转速和负荷增大,NOx排放浓度增大,NOx催化转化率CNox减小.     

柴油机稀燃NOx催化剂的性能评价试验

如何在稀燃条件下降低柴油机尾气中的NOχ是柴油机后处理技术的难点之一。在发动机台架上对乙醇作为还原添加剂的柴油机稀燃NOχ催化剂进行了起燃特性和空速特性的性能评价，并考察了该催化剂对欧Ⅲ排放法规的适应性。结果表明：催化剂的起燃特性曲线先随温度升高而增加，后随温度升高而降低，并且整个转化率曲线随空速增加而下降；欧Ⅲ测试循环中，NOχ排放值明显降低，其转化效率达50％以上，能够满足欧Ⅲ要求．但CO和HC排放值明显升高，不能满足欧Ⅲ要求，需要采取其他措施。     

利用Ir-ZSM5分子筛催化剂控制稀燃汽油机NOx排放的试验研究

为控制汽油机稀燃NOx排放,对Ir-ZSM5分子筛催化剂在实际稀燃排气条件下进行了试验研究．试验结果表明,应用Ir-ZSM5催化剂,可以实现CO对稀燃NOx的选择催化还原反应．在空燃比为15～20时,空速为30000／h时,NOx最高转化效率可达50％～80％,并且具有较宽的高活性温度窗口．随着空燃比的增加,NOx转化效率减小．Ir-ZSM5催化剂对HC、CO也可以实现较高的转化率,有望应用于当量空燃比条件,从而降低空燃比控制精度．该催化剂尤其适合稀燃汽油机的需要．     

稀燃汽油机运转工况对吸附还原法降低NOx排放的影响

应用传统的三效催化器和稀燃NOx吸附还原催化器组成的新型复合尾气催化系统对稀燃发动机不同转速和负荷工况下的排放特性和燃油经济性的影响进行了实验研究．结果表明：稀燃发动机转速对其有害气体排放和燃油经济性的影响与稀燃吸附还原催化转化器稀燃运行时间与浓燃还原运行时间比值大小和绝对时间大小有关．稀燃发动机负荷大小是影响稀燃发动机排放特性和燃油经济性的主要因素,负荷越大,NOx有害气体排放浓度越高,NOx催化转化率越小,燃油经济性越好．     

选择性催化还原(SCR)脱硝技术研究

氮氧化物(NOx)是大气的主要污染物之一,介绍了大气污染物中氮氧化物(NOx)的来源与危害,讨论了现在的主要烟气脱硝技术。本文概述了氨类及烃类选择性催化还原脱硝技术的机理、催化剂使用情况、以及影响SCR反应的几个因素,展望了SCR研究领域的未来发展方向。     

蜂窝式SCR催化剂烟气脱硝试验研究

用模具挤出的方法制备了蜂窝式0.98%V2O5-9 65%WO3/TiO2的SCR脱硝催化剂,采用BET、XRD、SEM、XRF等方法对微观结构进行考察.在SCR脱硝试验装置上测试各种条件下催化剂的性能,并与结构类似的商业催化剂进行对比.通过试验发现,在空速比(SV)为4 000 h-1、NH3/NO=0.9～1.0、300～400 ℃范围内,自制催化剂的NO脱除率、SO2氧化率、N2O生成率和氨逃逸量,与商业催化剂相比性能接近,基本达到商业应用的要求.在水蒸气含量超过5%时对NO脱除率影响不大,因此催化剂适用于实际烟气.试验中未观察到SO2对NO脱除的促进作用.自制催化剂结构强度低于商业催化剂,有待进一步改进.     

降低稀燃汽油机NOx排放的试验研究

设计了一种新型催化转化系统并对一台改装后的电控燃油喷射四缸16气门稀燃汽油机进行了降低NOx排放的试验研究。试验结果表明：该催化转化系统可以有效地降低稀燃汽油机的NOx排放。在中低转速、中小负荷即稀燃发动机常用工况下，NOx催化转化率最高可以达到97.3％。     

含Pd双金属分子筛催化剂控制稀燃汽油机NOx排放

为实现对稀燃汽油机NOx排放的有效控制，对Pd-In-ZSM5、Cu-Pd-ZSM5催化剂在实际稀燃排气条件下进行了研究，对Pd-In-ZSM5催化剂，由于Pd、In两种金属的作用，出现了两个NOx转化效率的峰值，最高转化效率达到35．7％．Cu-Pd-ZSM5催化剂可以实现CO对NOx的还原反应，使稀燃NOx的转化效率最高达到60％，并且具有较宽的活性温度窗口；当量空燃比时，NOx的转化效率超过70％，含Pd的双金属分子筛催化剂，在不同的温度范围内，可以实现HC和CO对NOx的协同还原反应，有效拓宽较高NOx转化效率的活性温度窗口。