內河船舶尾氣催化凈化關鍵技術研究.pdf

1、以個體經(jīng)營為主的內河船舶，為了節(jié)約成本，通常使用劣質燃油，造成內河航運線污染嚴重。目前，解決內河船舶尾氣污染問題主要有機前凈化、機內凈化和機后凈化三種方法。然而，從改善燃油質量和簡單的機內凈化不能徹底解決船舶尾氣排放問題，對船舶尾氣實施后處理是解決船舶尾氣污染的最有效途徑。目前，主要的后處理技術有廢氣再循環(huán)技術(EGR)、氮氧化物儲存還原(NSR)和選擇性催化還原(SCR)。其中最有前景的是選擇性催化還原技術(SCR)，以CO為還原劑，

2、選擇性催化氧化NOx受到大家的關注。為了實現(xiàn)同時去除CO和NO的目的，適用于內河船舶催化凈化，催化活性優(yōu)良且成本低廉的催化劑顯得至關重要，因此,本文開展了相關研究工作。本文使用查文獻、實驗等科研手段，如下為進行的相關工作以及得出的結論:(1)內河船舶排放特性的研究。通過實驗柴油機變化負荷來模擬內河船舶航行時的不同工況，分析尾氣主要污染物排量與負荷的關系。低速狀態(tài)顆粒物的排放量隨著負荷的增大而增大，高速狀態(tài)顆粒物的排放量隨著負荷的增加呈現(xiàn)

3、出先增大后減少的趨勢，且高速狀態(tài)的排放量明顯高于低速狀態(tài)。氮氧化物的排放量隨著負荷的增大而增大，且變化率較大。同時，隨著發(fā)動機轉速的提高，NOx的排放量呈現(xiàn)出先上升后下降的規(guī)律。碳氫化合物的排放量隨著負荷的增大HC排放量先減少后增加，且低速狀態(tài)HC排放量高于高速狀態(tài)。隨著負荷的增加CO排放量先降低后增加，負荷在50％-75％之間趨于穩(wěn)定，負荷在75％以后變化時，CO排放量波動很大。(2)Pt/Ni-γAl2O3雙金屬催化劑的制備及其催化

4、活性測定。通過X射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)表征確認MIL-53(Al)和γ-Al2O3的準確性。通過BET表征得出，該催化劑具有高比表面積，同時催化劑孔道具有一定的伸縮性。Pt/Ni雙金屬負載γ-Al2O3型催化劑對CO催化氧化具有良好的催化活性，Pt/Ni=1∶2，1∶1，2∶1的Pt/Ni-γ-Al2O3催化劑分別在溫度190℃，190℃，150℃下CO完全轉化。Pt/Ni雙金屬負載γ-Al2O3型催化劑對

5、CO還原NO具有良好的催化活性，Pt/Ni=1∶2，1∶1，2∶1的Pt/Ni-γ-Al2O3催化劑分別在溫度450℃，400℃，350℃下NO完全轉化，且在均在350℃轉化率為90％以上。(3)CuO、ZnO、Cu-Zn-O金屬氧化物及其復合氧化物的制備及其催化活性測定。純氧化物為CuO、ZnO，復合氧化物中均含有CuO相和ZnO相。五種催化劑均為“層狀”形貌，純CuO由規(guī)整的菱形“片層”堆積而成，純ZnO則為不規(guī)則的“片層”堆積成的

6、“梯田”結構，復合氧化物隨CuO含量增多“片層”的形貌越接近菱形或正方形。ZnO含量越高的氧化物其比表面積越高。ZnO，CuO，CuO-ZnO-1/4，CuO-ZnO-1/1，CuO-ZnO-4/1氧化物催化分別在溫度350℃，175℃，250℃，200℃，175℃下CO完全轉化。ZnO，CuO-ZnO-1/4，CuO-ZnO-1/1氧化物催化分別在溫度350℃，400℃，400℃下NO轉化率90％以上，且CuO，CuO-ZnO-4/1