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1、7.37.3NONOX X机外净化技术机外净化技术NOx 机外净化技术第七章 车用柴油机后处理净化NOx的机外净化技术主要是催化转化技术，主要包括：NOx净化器吸附催化还原法选择性非催化还原选择性催化还原等离子辅助催化还原NOX吸附催化还原第七章 车用柴油机后处理净化吸附催化还原是基于发动机周期性稀燃和富燃工作的一种NOX净化技术，吸附器是一个临时存储NOX的装置，具有NOX吸附能力的物质有贵金属和碱金属（或碱土金属）的混合物。当发动机正常运转时处于稀燃阶段，排气处于富氧状态，NOX被吸附剂以硝酸盐（ MNO3，M表示碱金属）的形式存储起来： 再生方法第七章 车用柴油机后处理净化当吸附达到饱和
2、时，也需要再生吸附器使其能够继续正常工作，吸附器的再生可通过柴油机周期性的稀燃和富燃工况进行，也可通过人为调整发动机的工作状况，使其产生富燃条件，使硝酸盐分解释放出NOX，NOX再与HC和CO在贵金属催化器下被还原为N2。 富氧状况下NOX吸附催化原理 第七章 车用柴油机后处理净化富氧状况下NOX吸附催化原理 以含碱金属钡（Ba）作为吸附剂为例，在富氧状况下，Pt催化剂使NO氧化成NO2，NO2进一步与吸附剂中的钡生成硝酸钡而被捕集。富燃状况下NOX吸附催化原理 第七章 车用柴油机后处理净化 在富燃状况下，硝酸钡又分解并释放出NOX，NOX再与HC和CO反应被还原成N2。在贫燃或富燃交替变换的
3、环境下，碱金属钡分别以硝酸钡、氧化钡或碳酸钡的形态存在，起着吸附及释放NOX的作用。富燃状况下NOx吸附催化原理 NOX的选择性非催化还原选择性非催化还原也称为SNCR（Selective Non Catalytic Reduction），它的原理是在高温排气中加入NH3作为还原剂，与NOX反应后生成N2和H2O，其总量反应式为： 第七章 车用柴油机后处理净化SNCR方法的优点是可以省去价格昂贵的催化剂。选择压缩上止点后60A左右的时刻向柴油机缸内喷射氨水，可以明显降低NOx的效果。 NOX选择性催化还原 第七章 车用柴油机后处理净化选 择 性 催 化 还 原 也 叫 SCR（ Selecti
4、ve Catalytic Reduction）方法，SCR转化器的催化作用具有很强的选择性：NOX的还原反应被加速，还原剂的氧化反应则受到抑制。还原剂可用各种氨类物质或各种HC。这种系统的工作温度范围为250500，其总量反应式为： NOX选择性催化还原第七章 车用柴油机后处理净化与其它催化方法一样，使用SCR降低NOX要求柴油含硫量越低越好。因为硫会通过SSO2SO3NH4HSO4或者(NH4)2SO4的途径生成硫酸铵或硫酸氢铵，它们沉积在催化剂表面上会使其失活。 NOX选择性催化还原器 SCR系统第七章 车用柴油机后处理净化以尿素作为还原剂的SCR系统，已在发电厂和固定式柴油机上得到应用。
5、以氨水作为还原剂的SCR系统，可以降低柴油机NOX排放95%以上，但柴油机需要一套复杂的控制还原剂喷射量的系统。对于轿车柴油机来说，从使用的方便性出发，希望可用燃油中的HC作为还原剂，有如下反应式： 等离子辅助催化还原 第七章 车用柴油机后处理净化等离子技术是指由电子、离子、自由基和中性粒子等组成的导电性流体，整体保持电中性。离子、激发态分子、原子和自由基等都是化学活性极强的物种，首先利用这些活性物种把NO和HC氧化为NO2和部分氧化的高选择性含氧CH类还原剂，然后再在催化剂作用下促使新产生的高选择性活性物种还原NO2，生成无害的N2。等离子辅助催化还原NOX二级系统 等离子辅助催化还原反应方
6、程式反应方程式如下：第七章 车用柴油机后处理净化等离子体辅助催化的主要作用与优点第七章 车用柴油机后处理净化 等离子辅助催化还原器工作示意图 1. 等离子体氧化过程是部分氧化。2. 等离子体氧化是有选择性的。 3. 等离子体可以改变NOX的组成，即先将N氧化为NO2，再利用一种新型催化剂将NO2还原为N2 。用低温等离子体技术处理柴油机排放时，可减少NOX、PM、HC的排放。另一优点是对燃料含硫量几乎没有要求，可在相对低的温度下运行。7.47.4氧化催化转化器氧化催化转化器氧化催化转化器 第七章 车用柴油机后处理净化氧化催化转化器采用沉积在面容比很大的载体表面上的催化剂作为触媒元件，使排气中的
7、部分或大部分HC和CO与排气中残留的O2化合，生成无害的CO2和H2O。 氧化催化转化器 催化剂表面活性第七章 车用柴油机后处理净化催化剂的表面活性作用是利用排气热量激发的。从右图可以看出，当排气温度低于150时，催化剂基本上不起作用。随着负荷增加，排气温度升高，CO和HC净化率也增加，同时由于SOF被氧化，使微粒排放下降。只要不超过催化剂允许的最高温度，净化反应便能顺利进行。柴油机使用氧化催化转化器时排气温度对微粒排放量的影响作业:7.10 简述什么叫催化剂中毒，并分析引起催化剂中毒简述什么叫催化剂中毒，并分析引起催化剂中毒的原因。的原因。7.11 简述什么称为捕集效率，什么称为再生效率，试简述什么称为捕集效率，什么称为再生效率，试分析俩者之间的区别和联系。分析俩者之间的区别和联系。7.13 请用微波加热的再生方式设计一个简单合理的再请用微波加热的再生方式设计一个简单合理的再生系统。生系统。7.14 能否用催化的方法同时去除能否用催化的方法同时去除NOX和和PM技术？如技术？如果可行，请谈谈你的设计原理与方法。果可行，请谈谈你的设计原理与方法。
