低溫等離子體輔助催化型顆粒物捕集器凈化柴油機(jī)尾氣污染物的研究.pdf

1、低溫等離子體輔助催化型顆粒物捕集器（NTP/CDPF）技術(shù)具有協(xié)同脫除PM和NOx的優(yōu)勢，是柴油機(jī)尾氣后處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文通過對鈣鈦礦La-K-Co-Fe體系催化劑的表征和活性評價(jià)，篩選出活性較高的模型催化劑，并探討了催化反應(yīng)機(jī)理：同時(shí)，研究了NTP對柴油機(jī)尾氣的凈化規(guī)律。為考查實(shí)際凈化效果，在柴油機(jī)臺架上研究了NTP/CDPF催化凈化系統(tǒng)對柴油機(jī)有害污染物的凈化效果及NTP和催化劑對顆粒物捕集器再生溫度的影響，為NTP/CD

2、PF系統(tǒng)的推廣應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。論文主要結(jié)論如下： 1. K、Fe分別對LaCoO3中La和Co的部分取代會(huì)導(dǎo)致催化劑晶格發(fā)生畸變，同時(shí)可使部分B位Co2+～3+氧化為Co3+。 2. La1-xKxCoO3能大幅降低碳煙與O2反應(yīng)的最大燃燒速率溫度（Tmax）和活化能（Ea），而LaFeyCo1-yO3對反應(yīng)的影響不顯著，其中La0.6K0.4CoO3可將Tmax降低至400℃，Ea降低至41.6kJ/mol；鈣鈦礦

3、催化劑La1-xKxCoO3（X≤0.5）和LaFeyCo1-yO3（y≤0.7）均能降低碳煙在NOx氣氛中的起燃溫度（Ti）和峰值溫度（Tp），其中La0.9K0.1CoO3可使碳煙的起燃溫度降低至100℃，峰值溫度降低至105℃。 3.取代元素與取代量的不同對催化劑去除柴油機(jī)尾氣中NOx的凈化效率及最佳效率溫度范圍影響極大。La1-xKxCoO3（0.1≤x≤0.5）在375℃～525℃范圍內(nèi)具有較高的催化活性，而LaFey

4、Co1-yO3（0.1≤y≤0.6）在275℃～375℃范圍內(nèi)具有較高催化活性，其中La0.7K0.3CoO3和LaFe0.5Co0.5O3對NOx的凈化效率可達(dá)50％。 4.當(dāng)輸入能量較低（電壓：7.5kV）時(shí)，NTP對NOx的凈化效率可達(dá)75％，但對PM和CO的凈化效率較低。當(dāng)輸入能量較高（電壓：10kV）時(shí)，NOx的濃度增大，PM的凈化效率卻高達(dá)86％，干碳煙的凈化效率接近100％，SOF的凈化效率達(dá)80％，飽和烷烴和芳香

5、烴的凈化效率分別為90％和65％，THC的凈化效率可達(dá)83％。NTP在柴油機(jī)排氣污染物凈化過程中存在輸入能量窗口問題。 5. NTP/CDPF（鈣鈦礦型）催化凈化系統(tǒng)能有效凈化柴油機(jī)尾氣中NOx、PM、HC和CO等污染物。在實(shí)驗(yàn)工況范圍內(nèi)，對PM的去除效率可達(dá)82％，對NOx的凈化效率可達(dá)31％，對HC的凈化效率可達(dá)88％，對CO的凈化效率可達(dá)12％。催化凈化系統(tǒng)的空速越高，凈化效率越低。 6.再生措施、顆粒物加載程度和