NTP輔助氧化物催化劑處理柴油機PM排放的試驗研究.pdf

1、近年來,汽車工業(yè)得到了快速發(fā)展,給人們提供了極大的便利,但同時也導(dǎo)致了大量的污染物排放,嚴重危害環(huán)境和人類健康。與汽油機相比,柴油機以其具有燃油消耗率低、熱效率高、輸出功率大、耐久性可靠和溫室氣體排放少等優(yōu)點,在交通運輸和工程機械領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用,但是柴油機顆粒物(PM)和Nox排放高且難以控制,尤其是PM排放,是汽油機的30～100倍。PM排放是城市大氣的主要污染源之一,同時排放法規(guī)對PM排放要求日益嚴格,因此控制柴油機PM排放成為目前

2、國內(nèi)外內(nèi)燃機領(lǐng)域的研究熱點。低溫等離子體輔助催化(NPAC)技術(shù)是一種新型的柴油機后處理技術(shù),由于其具有流程短、轉(zhuǎn)化率高、處理徹底、以及無二次污染等優(yōu)點,受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文對NTP輔助氧化物催化劑處理柴油機PM排放進行了理論分析和試驗研究,主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)根據(jù)介質(zhì)阻擋放電理論,設(shè)計了NTP反應(yīng)器,利用Q-VLissaious圖形法測量NTP反應(yīng)器的放電特性。通過靜態(tài)放電試驗,研究了放電頻率和工作電壓對

3、NTP反應(yīng)器放電特性的影響規(guī)律,尋找出較合適的放電參數(shù)。研究表明,當(dāng)放電頻率為12.5kHz時,NTP反應(yīng)器的放電功率相對較高,起始工作電壓處于相對較低的范圍,并且此時放電較穩(wěn)定。
　　 (2)制備和涂覆LaMnO3、La0.8K0.2MnO3和La0.8K0.2Co0.5Mn0.5O3催化劑,利用X射線衍射分析(XRD)、BET比表面積分析和電鏡掃描分析(SEM)方法對催化劑進行表征,分析了各種催化劑的晶體結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸、比表

4、面積等性能參數(shù)。研究表明,La0.8K0.2MnO3催化劑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好,孔結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,有利于捕集粒徑較小的PM。
　　 (3)通過臺架試驗,研究了不同參數(shù)對NPAC技術(shù)處理柴油機碳煙排放的作用規(guī)律。研究表明,在NTP技術(shù)作用下,碳煙排放隨NTP反應(yīng)器工作電壓的升高呈降低趨勢,且在放電頻率為12.5kHz時,碳煙排放降低幅度較大;在催化劑作用下,碳煙排放隨排氣溫度的升高呈降低趨勢,La0.8K0.2MnO3催化劑處理碳煙排放的

5、效果較好,La0.8K0.2Co0.5Mn0.5O3催化劑次之;在NPAC技術(shù)作用下,碳煙排放隨柴油機負荷的增加呈升高趨勢,并且NPAC技術(shù)處理碳煙排放的效果較好,NTP技術(shù)作用次之。
　　 (4)利用XRD、SEM、能譜分析(EDS)、熱重分析(TG)以及氣質(zhì)聯(lián)用分析(GC-MS)方法,研究NPAC技術(shù)對柴油機PM樣品結(jié)構(gòu)和成分的影響。研究表明,NPAC技術(shù)處理前后的PM樣品均具有屬于嚴重結(jié)構(gòu)缺陷的亂層結(jié)構(gòu);同時NPAC技術(shù)處