等離子體輔助選擇性催化還原氮氧化物的試驗(yàn)研究.pdf

1、以氨氣(NH3)為還原劑的選擇性催化還原(SCR)技術(shù)因催化劑成熟且抗硫中毒性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)成為頗受關(guān)注的柴油機(jī)NOx催化還原技術(shù),是最有希望在規(guī)定時(shí)間內(nèi)使柴油機(jī)NOx排放達(dá)到歐Ⅴ及以上排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)之一。但是,柴油車用SCR技術(shù)需要解決低溫工況下NOx去除效率低下的問(wèn)題。為此,國(guó)外采用在SCR反應(yīng)器前增加預(yù)氧化裝置(DOC)使NOx低溫還原效率低的問(wèn)題得到緩解。但是,DOC通常所用的貴金屬催化劑容易硫中毒,因此,SCR技術(shù)的應(yīng)用受到柴油含

2、硫量的制約。本文針對(duì)SCR系統(tǒng)存在的技術(shù)問(wèn)題提出新的解決方案,研究開(kāi)發(fā)適用于高硫份柴油車尾氣的新型柴油機(jī)SCR系統(tǒng)——等離子體輔助選擇性催化還原氮氧化物。本文將進(jìn)行模擬柴油機(jī)排氣試驗(yàn)研究和柴油機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)研究,主要研究?jī)?nèi)容包括以下四個(gè)方面：(a)自行搭建模擬柴油機(jī)排氣NH3-SCR試驗(yàn)臺(tái)架,考察了混合氣組分、反應(yīng)溫度以及空速等因素對(duì)SCR系統(tǒng)NOx去除效率的影響。研究發(fā)現(xiàn),反應(yīng)溫度對(duì)NOx去除效率影響非常大。提高NO2的量對(duì)于低溫工況下能

3、大幅度提高SCR還原NOx效率,當(dāng)[NO2]/[NO]=1時(shí)可以使SCR在各低溫工況下去除效率最高。(b)采用介質(zhì)阻擋放電(DBD)型式的等離子體發(fā)生器作為NO的預(yù)氧化反應(yīng)器,研究了DBD過(guò)程中NO的預(yù)氧化,并考察了混合氣組分、溫度以及能量密度等因素對(duì)NO預(yù)氧化性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),在合適的O2體積分?jǐn)?shù)下,通過(guò)放電產(chǎn)生的等離子體可以有效地將NO部分氧化為NO2。研究還發(fā)現(xiàn),C3H6在等離子體預(yù)氧化過(guò)程中起了關(guān)鍵的作用。(c)進(jìn)行了DBD

4、反應(yīng)器與SCR反應(yīng)器耦合系統(tǒng)試驗(yàn),考察了混合氣組分、反應(yīng)溫度以及能量密度對(duì)NOx去除效率的影響,并比較了SCR系統(tǒng)與DBD-SCR耦合系統(tǒng)在去除NOx方面的性能差異。研究發(fā)現(xiàn),C3H6的加入可以大幅度提高NOx去除效率,但過(guò)多的C3H6同時(shí)又會(huì)產(chǎn)生大量的CO。與直接加入NO2實(shí)現(xiàn)快速SCR相比,使用DBD輔助SCR有更高的NOx去除效率。(d)基于YC6G柴油機(jī),搭建了帶有DBD輔助SCR系統(tǒng)的試驗(yàn)臺(tái)架。改變發(fā)動(dòng)機(jī)工況,分別考察了SCR