NTP協(xié)同鈣鈦礦催化劑脫除柴油機(jī)NOx與碳煙排放的試驗(yàn)研究

1.54萬字 38頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

摘要
柴油機(jī)以低油耗、高功率和耐久性的優(yōu)勢而得到了廣泛地應(yīng)用，然而柴油機(jī)排放的氮氧化物（NOx）和顆粒物（PM）卻給環(huán)境和人類健康帶來了嚴(yán)重的危害。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，世界各國都制定了嚴(yán)格的排放法規(guī)來限制柴油機(jī)NOx與PM的排放。由于柴油機(jī)內(nèi)NOx與PM的控制存在“trade-off”的關(guān)系，即降低NOx排放會(huì)導(dǎo)致PM排放的增加，反之亦然。故為了滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求，在機(jī)內(nèi)凈化的基礎(chǔ)上結(jié)合后處理技術(shù)成為了世界各國研究者研究的熱點(diǎn)。本文基于介質(zhì)阻擋放電（DBD）理論，設(shè)計(jì)了一套低溫等離子體（NTP）發(fā)生器，并對NTP發(fā)生器的放電參數(shù)進(jìn)行了研究。通過XRD、SEM和EDS技術(shù)對催化劑的結(jié)構(gòu)、形貌、成分等性能進(jìn)行表征。通過柴油機(jī)臺架實(shí)驗(yàn)，研究NTP輔助鈣鈦礦催化劑脫除柴油機(jī)NOx和碳煙排放的作用效果。本文主要開展了以下方面的研究工作：
（1）基于DBD理論，設(shè)計(jì)了一套NTP發(fā)生器，利用Q-V Lissajous圖形法測量放電功率，通過示波器對NTP發(fā)生器的放電參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。
（2）通過XRD、SEM和EDS技術(shù)對催化劑的結(jié)構(gòu)、形貌、成分等性能進(jìn)行表征，結(jié)論如下：①LKFMCO催化劑具有典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，通過謝樂公式可以計(jì)算出該催化劑的粒徑為26nm。②LKFMCO催化劑呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于催化劑與NOx的接觸，有利于提高催化劑的吸附效果。③催化劑的主要元素有La、Fe、Co、Mn、K，其中La、Fe為主要元素。
（3）通過柴油機(jī)臺架實(shí)驗(yàn)，研究了NTP輔助鈣鈦礦催化劑條件下柴油機(jī)NOx和碳煙排放的變化關(guān)系，重點(diǎn)分析了柴油機(jī)負(fù)荷變化對催化劑轉(zhuǎn)化NOx和碳煙的影響，結(jié)論如下：與在空載體作用下相比，在NTP輔助 LKFMCO催化劑技術(shù)作用下，隨著柴油機(jī)負(fù)荷的增加，NO濃度有了明顯的降低；NO轉(zhuǎn)化率先增加后降低，最大轉(zhuǎn)化率為72.17%。NO2濃度略有降低，當(dāng)負(fù)荷達(dá)到75%以上時(shí)，NO2的濃度急劇降低；NO2轉(zhuǎn)化率一直在增加，當(dāng)負(fù)荷達(dá)到100%時(shí)，轉(zhuǎn)化率最大。NOx濃度有了明顯的降低；NOx轉(zhuǎn)化率先增加后降低，最大轉(zhuǎn)化率為61.38%。副產(chǎn)物N2O的濃度變化幅度不大，使用此技術(shù)不會(huì)產(chǎn)生二次污染。碳煙排放的降低幅度較大。


關(guān)鍵詞：柴油機(jī)，NOx，碳煙，低溫等離子體，催化劑