催化過濾器同時去除柴油機微粒和氮氧化物的基礎研究.pdf

1、該文探討了同時催化凈化柴油機中PM-NO<,x>的可行性.文中提出了以γ-Al<,2>O<,3>小球和壁流式蜂窩陶瓷微粒過濾器(DPF)作為載體,利用實際柴油機排放的PM,進行PM-NO<,x>同時催化去除的技術路線.通過利用程序升溫反應技術,采用尖晶石型的Cu<,0.95>K<,0.05>Fe<,2>O<,4>和鈣鈦礦型的La<,0.9>K<,0.1>CoO<,3>復合金屬氧化物催化劑,在富氧的柴油機排放環(huán)境中,用PM去還原NO<,x

2、>,同時PM被氧化,從而達到同時去除NO<,x>和PM排放的目的.在研究過程中,進行了如下的系統(tǒng)工作:1.以過渡金屬元素及稀土元素為主要成分,用高溫固相反應方法合成鈣鈦礦型的Cu<0.95>K<,0.05>Fe<,2>O<,4> 和尖晶石型的La<,0.9>K<,0.1>CoO<,3>多元復合金屬氧化物催化劑,并利用XRD、SEM、TG、BET比表面積分析等手段,探討了催化劑、催化劑載體、中間層的組成、結構、形貌等材料特性,以及催化劑的

3、涂覆工藝等對其結構和性能的影響.2.建立了柴油機PM-NO<,x>同時催化去除的程序升溫反應試驗臺架,對PM-NO<,x>同時去除的催化反應特性和反應效果進行了試驗研究.3.考察了NO與O<,2>、不同掛煙量、催化劑和碳煙的不同接觸情況、不同柴油機負荷下掛煙、不同催化劑涂覆方法以及不同中間層對PM-NO<,x>同時催化去除反應的影響.4.建立了化學動力學數(shù)學模型,對干碳煙和CuFe<,2>O<,4>催化劑粉末的混合物(緊接觸)、在Cu<

4、,0.95>K<,0.05>Fe<,2>O<,4>催化劑作用下γ-Al<,2>O<,3>小球載體掛煙(松接觸)的程序升溫反應進行了數(shù)值模擬,分析了各種因素,如升溫速率,PM的大小和數(shù)量,碳煙含量以及NO、O<,2>的濃度等對反應的影響.數(shù)值模擬結果與試驗結果得到了較好的吻合.5.該研究探討了集"PM的捕集、PM的催化氧化燃燒、NO<,x>的催化還原"三個過程于一體的凈化理論以及技術的可行性,有望成為一種非常有發(fā)展前途的柴油機排放后處理新