同步去除柴油机排气微粒和NOx的试验研究

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同时去除柴油机排气中碳颗粒物和NOx的催化技术

同时去除柴油机排气中碳颗粒物和NOx的催化技术
维普资讯
第l 5卷
第 2期
北 京石 油化 工学 院学 报
J u n l fBej g I siu e o o r a o in n t t f i t
Pe r — h mi a c ol g t o c e c lTe hn o y
VO . 5 NO 2 1 1 .
置 , 以联用技 术 为 主 , HC、 O 和微 粒 氧化 即 将 C
技术 与 NO 还原 技 术 相结 合 r 。 四元 催 化 转 2 ] 化器 可 由稀 燃 N 催 化剂 ( N 和柴 油 颗 粒 O L C) 过滤 器 ( P 两 种 技 术 或 者 由稀 燃 NO D F) 催 化 剂 ( N 和 柴 油 氧 化催 化 剂 ( 0 两 种 技 术 L C) D C)
氧化碳 ( o) C 。其 中 HC和 C O浓 度 相对 较 低 ,
而且 在 柴 油机 排 出 的含 氧气 氛 中容 易氧 化 , 所
以柴 油机排 气控 制 的重点 是碳颗 粒物 和 N 。 由于发 动机 机 内净化 技术在 降低 碳颗 粒 和 NO 方 面存 在 ta eof 应 , : 低 NO rd —f 效 即 降 排
收 稿 日期 : 0 6 1 _ 6 2 0 — l1
该 系统 是 在 多 孔 陶 瓷 过 滤 器 表 面 上 涂 一 层
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第 2期
孙志 强 等 .同时去 除柴 油机 排 气 中碳 颗粒 物和 N 的催化 技术
6 1
NO 存 储 还 原 剂 , 贵 金 属 P 以 t为 催 化 剂 , 将
除碳 颗 粒 与 N 催 化 剂 技 术 以 及 低 温 等 离 子 辅 助 催 化 技 术 等 方 面 的研 究 进 展 进 行 了 概 述 , 对 今 后 发 并

同步控制涡流室式柴油机有害排放物的研究

同步控制涡流室式柴油机有害排放物的研究
第 37 卷 第 3 期 ・ 术 学
V oI N o. 37 3




2 0 年 5 月 01
M av. 201 0
l AGR CUL l TURAL MACl
同步控制涡流室式柴油机有害排放物 的研究
李德 中 袁 文华 ,
f. 汽福 田汽 车股份 有 限公 司长沙 汽车 厂 , 1 北 湖南 长 沙 40 2 ; 1 1 5
S u y o y c r n u o t o n h r f l x a s m iso t d n s n h o o sc n r l a m u h u t o e e sin
i wil h m b rd e e n i e n s r a c e is l g n e
N x和 P 均低 于 国 家的 排 放 标 准 的 限值 , 达 到 欧 Ⅲ排 放 水 平 。 O M 并
关键词 : 涡流室式 ; 柴油机 ; 同步控 制; 有害排放 物 中 图分 类 号 :2+ 41. 5 文 献 标识 码 : A
文 章 编 号 :0 7 8 2 (0 00 - 0 9 0 10 — 3 02 1 )3 0 0 — 3
2邵 阳学 院 机械与 能源 工程 系 , 南 邵 阳 . 湖
42 0) 20 4
摘 要 : 同步 降低涡流 室式柴油机 中 N x和 P 两种排放 物 , 究分析 了涡流 室式柴油机 N x和颗粒 中主要 为 O M 研 O 成分一 碳粒 生成机理 , 并采用 同步控制措施对 15型涡流室式柴油机进行 了改进 , 害排放物测试 实验对 比结果表明 , 9 有
h tn ado rp I tesa d r f u o el . E l

柴油机碳烟微粒排放净化技术的探讨

柴油机碳烟微粒排放净化技术的探讨
广西大学 硕士学位论文 柴油机碳烟微粒排放净化技术的探讨 姓名:周庆辉 申请学位级别:硕士 专业:农业机械化工程 指导教师:周从钜
20040501
柴油机碳烟微粒排放净化技术的探讨
摘要
本文系统介绍了国内外柴油机微粒净化技术的研究现状,介绍了微 粒的形成机理、物理特性和排放规律,研究了发动机运转参数对碳烟微 粒排放的影响。在此基础上,根据目前微粒后处理存在的问题,结合现 行运行车的特点,提出了一种柴油机微粒净化系统。该系统分为三个过 滤阶段:补气、惯性沉淀和不锈钢丝网过滤。通过对惯性沉淀、直接拦 截和纤维过滤的理论分析,建立了过滤效率和压降的数学模型,定量地 描述了净化装青的结构参数与发动机的运转参数对微粒净化性畿的影 响。并对该系统进行了结构设计和实验研究:以!t485Q柴油机为研究对 象,对发动机的排放特性和净化装置的过滤特性进行了测定与分析,通 过实验,得出实际性钱指标,并与理论值进行比较,验证数学模型的可 靠性,达到理论与实际相结合的目的。从安装净化装置前后的对比实验 可以看出:采用了这些措施后.车用柴油机尾气排放得到了明显改善。 同时论文还进行了柴油机微粒净化装置的再生研究,初步设计了逆向喷 气再生系统。
that emissions exhausted were improved obviously after having adapted
these measures.In addition,the paper studied the regenerative technology
of the cleanse system and designed the preliminary regenerative system
Key words:diesel engine;particulate;emission control

降低柴油机NO排放的SCR系统控制策略研究

降低柴油机NO排放的SCR系统控制策略研究

降低柴油机NO排放的SCR系统控制策略研究一、概述随着全球环保意识的日益增强,柴油机排放控制已成为当前内燃机领域的研究热点。

氮氧化物(NOx)作为柴油机排放的主要污染物之一,其减排技术的研究与应用具有重要意义。

选择性催化还原(SCR)技术作为目前最有效的柴油机NOx减排手段之一,已经得到了广泛应用。

本文旨在深入研究降低柴油机NOx排放的SCR系统控制策略,通过优化控制算法和参数设置,实现NOx的高效减排。

SCR系统通过向柴油机排气中添加尿素水溶液,在催化剂的作用下将NOx还原成无害的氮气和水。

SCR系统的性能受到多种因素的影响,如尿素喷射量、催化剂活性、排气温度等。

制定合适的控制策略对于保证SCR系统的减排效果至关重要。

近年来,随着电子控制技术的发展和智能化水平的提高,SCR系统的控制策略也在不断更新和优化。

传统的开环控制策略虽然简单易行,但难以适应柴油机工况的复杂变化。

闭环控制策略能够根据实时排放数据调整尿素喷射量,实现更精确的NOx减排。

基于模型的预测控制策略以及基于机器学习的智能控制策略也在逐步应用于SCR系统中,以提高系统的鲁棒性和自适应性。

本文将对现有的SCR系统控制策略进行梳理和分析,针对柴油机不同工况下的NOx排放特点,提出一种基于实时排放数据和催化剂活性预测的闭环控制策略。

通过仿真和实验验证,评估该控制策略在降低柴油机NOx排放方面的性能和效果,为实际应用提供理论依据和技术支持。

1. 柴油机NO排放问题的严重性《降低柴油机NO排放的SCR系统控制策略研究》文章段落:柴油机NO排放问题的严重性柴油机作为重要的动力源,在各类车辆及非道路机械领域发挥着举足轻重的作用。

随着工业化进程的加快,柴油机排放问题日益凸显,其中氮氧化物(NOx)的排放尤为引人关注。

柴油机排放的NOx中,NO占据绝大多数,虽然NO本身无色无味且毒性相对较小,但其在高浓度时仍会对人体神经中枢造成损害,甚至导致瘫痪和痉挛。

等离子体辅助NH3-SCR去除柴油机NOx的试验研究

等离子体辅助NH3-SCR去除柴油机NOx的试验研究

为 NO , 不 会 将 尾 气 中 的 S 而 O。氧 化 为 S 。 因 O。
此 , 以避 免 系统 s中毒 。与其 他 NO 可 处理 技术 相
比, 低温 等离 子体 辅助 S R技 术对 油 品 S含 量也 没 C
器 系统 。试 验所 用气 体 由上 海伟 创标 准气 体有 限公 司提 供 , 混合 气 以 N 为平 衡 气 , 气 体 的 体积 分 数 各
大 气 中的 NO 主要 来 自与燃 烧 有 关 的工 业 过
M.O ln o6等 研究 发 现 , 离 子体 部 分 氧 化 HC ra d L 等 产 生 的基 团是 促 进 低 温 下 S R 反 应 的 关 键 物 种 。 C Yo n u k等 人 [ 主 要 关 注 NH3S R 的 研 u g S n Mo 7 ] -C
程 琪 ,管 斌 ,林 赫 ,黄 震
( 海 交 通 大 学 动 力 机 械 及 工程 教 育 部 重 点 实验 室 ,上 海 2 0 4 ) 上 0 2 0
摘 要 :为 提 高传 统 选 择 性 催 化 还 原 ( C ) 术 低 温 去 除 N0 S R 技 的效 率 , 计 了一 套 基 于介 质 阻挡 放 电形 式 的 低 设
P , 要存 在着 高 温 老 化 和 催 化 剂 s中 毒 的 问题 。 d主 我 国油 品的 S含 量普 遍 较高 , Oc的应 用 因此受 到 D
限制 口 。 3
1 试 验 系统
试验系统 ( 图 l) 见 a 主要 由气体供 应系统 、 等离子 体 预氧化器 、 一 C NH。S R反应器 和分析测试 系统组成 。
1 3 S R 反 应 系 统 . C
S R反 应 , C 其活 化能 为 7 . J to , 3 5k / l 因此在 温 度 较 o 低 时 很 难 反 应 ; 反 应 温 度 过 高 时 ( 度 大 于 当 温

柴油发动机尾气后处理技术的运用研究

柴油发动机尾气后处理技术的运用研究

柴油发动机尾气后处理技术的运用研究摘要:近年来,我国经济迅速发展,但与此同时,我国也面临着严重的环境污染问题,这是最严重的问题。

为了解决一系列环境问题,主要是因为内燃机排放量低于标准,政府制定了内燃机排放标准和减少污染。

为此,有关技术人员必须对柴油机进行改造,使其排气符合排放标准。

本文件主要分析了SCR技术在柴油机废气处理方面的现状并分析了未来的趋势。

关键词:柴油发动机;排放;控制技术随着社会的发展和对生产力的需求的增加,柴油发动机已成为越来越受欢迎的重要生产和运输来源。

合理利用柴油发动机运行过程中产生的废气是人类和环境安全的责任这是一个重要的改进柴油机本身。

随着相关标准的提高现有的EGR技术不再符合相关的排放要求SCR技术的传播和应用是科学发展的正确步骤。

1、相关概述SCR基本原则。

这一技术主要用于加热和再生时注射和修复尿素,从而能够处理物质,因此,由于加热,氮氧化物的排放转化为氮和水,以便最终达到既定的排放标准。

该系统包括尿素水箱、各种测量仪器、喷雾器和相关的传感器。

按照排气后工作原则,先将烟道混合,然后再配尿素,喷雾器将尿素溶液喷淋,然后尿素会在高温下分解成氨,然后在催化剂中还原为氮氧化物最后是氮,大量的氨,自然,将转换为氮。

防止泄漏。

这一技术的主要优点是它不会对硫磺敏感,特别是100升。

然后,它的尾矿处理需要5升尿素在水溶液。

该系统主要通过电池满足其基本的电力需求,只有在有电的情况下才能加热;然后,相应的阀门取代空气,以确保气体的化学反应具有一定的空间和时间。

在这一系统中,污染物的排放可减少到最低限度,因此,技术人员应当能够根据系统的基本运行目标和要求合理地操作该系统。

为了明确界定该系统的运作原则,必须提高其运作效率,为了确保符合目前的排放标准。

然而,目前这一技术主要适用于长途卡车,这些内燃机本身费用相对较高,需要大量的安装设施因此难以在某些内燃机上使用。

今后需要简化和整合其设备以确保其在各种运输工具上的使用。

探讨柴油机尾气后处理技术及电气系统验证

探讨柴油机尾气后处理技术及电气系统验证

探讨柴油机尾气后处理技术及电气系统验证柴油机作为一种广泛应用的发动机,因其高效、耐用等特点而备受欢迎。

但是,柴油机的尾气中含有有害物质如氮氧化物(NOx)、颗粒物(PM)等,对环境和人类健康造成威胁,因此需要通过尾气后处理技术进行净化。

目前,柴油机尾气后处理技术主要包括选择性催化还原(SCR)技术、颗粒物捕集器(DPF)技术、氧化催化反应(DOC)技术等。

SCR技术是通过加入尿素溶液使NOx在催化剂上还原为氮和水,从而减少NOx排放;DPF技术利用陶瓷或金属纤维过滤器过滤颗粒物,通过定期再生去除PM;DOC技术则是利用铂、钯等催化剂在高温下将有害物质转化为无害物质。

另外,近年来,随着电气化和智能化技术的发展,电气系统验证也成为了尾气后处理技术的重要组成部分,主要是通过模拟、仿真、测试等方法验证尾气后处理系统在各种情况下的性能和安全性。

这些技术使得柴油机尾气后处理系统不仅能够高效净化尾气,还能满足低能耗、低排放等现代化要求。

然而,柴油机尾气后处理技术的应用还存在一些问题。

例如,SCR技术需要配合尿素添加剂,增加了使用成本;DPF技术需要定期进行再生,可能造成燃油的浪费;DOC技术则不能有效去除PM。

此外,电气化和智能化技术对高技术人才的需求也较高,增加了成本和管理难度。

总的来说,柴油机尾气后处理技术的发展是必要的,有望在未来实现低能耗、低污染的环保发展目标。

同时,应该进一步完善现有技术,并积极推行电气化和智能化技术,提高整体性能和管理效率。

为了解决柴油机尾气排放问题,各国政府和企业陆续推出了各种尾气排放标准和限制措施。

例如,欧洲引入了欧洲二、三、四、五、六标准,要求柴油机汽车NOx、PM等有害物质的排放量不断降低。

美国也制定了EPA标准,对排放有严格规定,不符合标准的车辆将被检查和处罚。

随着环保意识的不断提高,世界范围内的尾气排放标准和限制措施也将不断加强。

除了政策要求之外,企业也在尝试各种尾气后处理技术以满足用户需求。

柴油机组尾气综合治理PM+NOx说明

柴油机组尾气综合治理PM+NOx说明

柴油发电机组尾气综合治理说明柴油发电机组的治理,根据目前国家最新的大气污染物排放标准及各地地标,主要治理的内容是:SO2(二氧化硫)、CO(一氧化碳)、HC(碳氢化合物)、PM(颗粒物,黑烟)、NOx(氮氧化合物)。

以下讨论以轻柴油为主,关于重油、生物质柴油部分内容可供参考:SO2(二氧化硫):主要和油品有关,目前国内使用的国四0号柴油,含硫量是50ppm,发电机组燃烧后的排放值远低于国标要求的240mg/m³,不需要再进行脱硫CO(一氧化碳)、HC(碳氢化合物):目前非道路柴油机排放限值(国三、国四阶段)中对CO和HC有限定。

各地执行的大气污染物排放标准则较少关注此两项排放。

该两项的超标可以使用DOC(氧化催化器)来解决,DOC贵金属氧化型催化转化器主要目的是降低一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)的排放及部分颗粒物(PM),化学反应原理:CO+O2→CO2HC+O2→CO2+H2OC+O→CO2PM(颗粒物,黑烟):当前模糊一些的地方发电机组尾气排放执行林格曼一级的要求,实际上国内的环保法规对颗粒物要求约在30mg/m³。

传统意义的直喷柴油发动机黑烟较大不能满足该排放要求,大部分电喷机黑烟方面表现良好。

针对黑烟的处理,DPF作为颗粒物的捕集器可将PM碳颗粒物捕集到DPF内部,依靠前置的DOC氧化生成的NO2和尾气中固有的NO2,与捕集到的碳颗粒物在贵金属催化剂的助力下发生反应将部分C颗粒物燃烧,延长DPF清灰时间。

反应的化学方程式如下:C+2NO2=CO2+2NONOx(氮氧化合物):主流大功率1000kW柴油机,NOx氮氧化合物原排均在≥3000mg/m ³,而国家及各地标准约在150mg/m³以下,等于脱硝率需要在94%以上。

目前主流的脱硝办法是SCR(选择性催化还原)。

SCR技术是目前国际上主流高效去除尾气中NOx的技术路线。

主要用于还原排气中的NOx,在一定温度范围内,催化剂将NOx分解成无害的氮气(N2)和水(H2O),同时,在SCR催化剂的末端涂覆ASC(氨氧化催化剂),将未反应完全的氨气氧化,防止氨气泄露。

NH3SCR法降低柴油机NOx排放的研究进展

NH3SCR法降低柴油机NOx排放的研究进展

中国分类号:TK421.5
文献标志码:A
交章编号:100t一2222(2007)05—0001-07
研究表明,柴油机的PM与Nq排放存在先天 的“trade-off”效应。鉴于现有的柴油机技术水平, 仅仅依靠柴油机机前和机内措施很难大幅度同时降 低NO!和PM排放。要满足日益严格的排放法规, 尤其是要达到欧V(NQ排放为2 g/(kW·h))、欧 Ⅵ(N0:排放为1 g/(kW·h))和美国2007/2010排 放标准,必须结合柴油机后处理技术来降低NO.和 PM排放。而结合优化缸内燃烧的NH:一ScR选 择性催化还原技术,因其具有能大幅度降低NQ排 放(在不降低发动机效率前提下,能使N晚的转换 效率高达90%以上,并且在温度变化范围比较大 的情况下保证较高的N旺转换率)、较好的燃油经 济性(油耗可节省5%~7%)、对燃油品质相对不 敏感(尤其是对s毒副作用的高抗性),催化剂活 性高以及对水蒸气稳定性好等优点,越来越受到 人们的关注。
Koebel等首先对在催化剂V。O。一W03/Ti02
上的快速SCR反应机理进行了研究““,提出混合
气中N02的存在使得活性位V位的再氧化变得更 快,而这一过程对于300℃以下的标准SCR反应速
率的提高有决定性作用。其中N02提高催化剂再 氧化能力是通过原位拉曼实验验证的。
Sachtler等通过红外技术对以沸石为载体的催
够在柴油机排气温度较低时仍能保持较高Nq转 化效率的方法。
1 1.3快速SCR反应 大量研究结果表明,当增加NQ中NO。比例
时,可以提高低温条件下NH。一SCR对NO.的转 化效率(见反应式(4)),该反应可在较低温度下进
行。当NO与N02浓度之比为1时将会有最佳的
NO:催化转化效率“]。 4NH3+2NO+2N02—一4N2+6H20。 (4)

柴油机NOX排放机外净化技术初探

柴油机NOX排放机外净化技术初探

柴油机NOX排放机外净化技术初探摘要:本文论述了柴油机NOX排放物的危害及其控制的必要性,探讨了NOX的生成机理,介绍了各种柴油机NOX排放的控制技术,并分析了各种净化技术的特点和存在的问题。

关键词:柴油机NOX排放排放控制柴油机自1892年问世以来,凭借其具有低油耗、高热效率和低排放等特点,又具有良好的经济性、动力性和可靠性,因而被广泛地用作汽车和工程机械的动力。

柴油机与同等功率的汽油机相比,微粒和NOX是排放中两种最主要的污染物,但由于柴油机排气微粒与NOX的生成机理不同,在减少微粒的同时会增加NOX的排放,同时微粒的减少又使得催化剂中毒得以有效的扼制。

1.柴油机NOX排放的危害和生成机理1.1 柴油机NOX排放的危害柴油机排出的NOX中,NO约占90%,NO2只是其中很少的一部分。

NO 无色无味、毒性不大,但高浓度时能导致神经中枢的瘫痪和痉挛,而且NO排入大气后会逐渐被氧化为NO2。

NO2是一种有刺激性气味、毒性很强(毒性大约是NO的5倍)的红棕色气体,可对人的呼吸道及肺造成损害,严重时能引起肺气肿。

当浓度高达100×10-6体积浓度以上时,会随时导致生命危险。

NOX和HC在太阳光作用下会生成光化学烟雾,NOX还会增加周围臭氧的浓度,而臭氧则会破坏植物的生长。

此外,NOX还对各种纤维、橡胶、塑料、电子材料等具有不良影响。

基于上述原因,柴油机排放物中的NOX对环境的严重污染引起了世界范围的普遍关注,因此各国限制其排放的法规亦越来越严格。

1.2 柴油机NOX排放物的生成机理迄今为止人们已经对NOX的生成机理进行了大量的研究,但尚未达成共识。

比较容易接受的是策尔多维奇机理。

该机理认为:柴油机排放中的NO并非来自燃油的燃烧,而是来自氮气与氧气的反应,它是在氧气过剩的情况下由于燃烧室的持续高温而形成的,在膨胀和排气时有少量的分解,排到大气后遇氧形成NO2和其它氮氧化物。

主要反应式如下:柴油机燃烧过程中喷射各区均可以生成NO,其生成浓度与局部温度、局部氮原子和氧原子的浓度、燃烧产物的冷却速度和滞留时间等因素有关。

柴油机排放碳颗粒物和NO_X催化净化技术的研究进展

柴油机排放碳颗粒物和NO_X催化净化技术的研究进展

第1卷第5期2000年10月环境污染治理技术与设备T echniques and Equipment for Environmental Pollution ControlV ol.1,N o.5O ct.,2000柴油机排放碳颗粒物和NO X催化净化技术的研究进展刘志明 郝郑平 沈迪新 陈宏德 田 群(中国科学院生态环境研究中心,北京100085)摘 要本文从柴油机排放的特点、柴油机排放的标准、柴油机排放碳颗粒物和NO X催化净化技术等方面进行了综述与探讨,就柴油机排放碳颗粒物和NOX催化净化技术的研究提出了一些建议和设想。

关键词:柴油机排放 催化净化 碳颗粒物 NOX随着交通运输业的迅速发展,人们对机动车的需求量越来越大,由于柴油机具有油耗低、经济性好和CO2排放量低的显著特点,已广泛应用于城市交通运输、农业排灌与耕作、地面和地下施工、采矿、铁路机车、江河和海洋运输以及小型轻便发电站等方面,目前我国柴油车的保有量为650万辆。

另外随着对全球温室效应加剧的关注,国外机动车中柴油机的比率也在逐年提高。

随着大气污染的日趋严重,在世界范围内的环境保护已引起了人们的高度重视。

许多国家采取各种措施来减少环境污染,而环保催化净化技术的研究与开发,对于减少和控制污染物具有重要意义。

柴油机排放污染的控制是防止大气污染必须解决的重要环境问题,有关柴油机排放污染的控制技术已引起科技界和产业界的广泛关注,本文就柴油机排放碳颗粒物和NO X的净化技术进行综述与探讨,希望得到一些有意义的结论。

一、柴油机排放的特点柴油机排放的污染物中含有碳颗粒物、烃类化合物、一氧化碳、硫酸盐和氮氧化物等,尾气温度比汽油机低,其中碳氢化物和一氧化碳含量较低,一般只有汽油机的几十分之一,氮氧化物排放量与汽油机大致处于同一数量级。

氮氧化物污染是产生酸雨的主要原因之一。

而柴油机碳颗粒物的排放量约为汽油机的30~80倍,其中70%的粒径小于0.3 m,且吸附多种有机化合物,如C1~C20的烃类(其中含磷化钡)、酚类、胺、致癌物苯并芘及其他含氧化合物,这些粒度极细的颗粒物在空气中的沉降速率不同,而其大小恰又使它悬浮于大气中人们的呼吸层高度内,能深入至肺泡,且不易排出体外,而颗粒物又为强致癌物苯并芘、硝基稠环芳烃的载体,危害极大。

柴油机同时降低NOx和微粒的技术探讨

柴油机同时降低NOx和微粒的技术探讨

柴油机同时降低NO x 和微粒的技术探讨彭飞(武汉理工大学汽车工程学院;动力机械及工程1203班;1049721202223)摘 要:在高速发展的今天,节能与环保成为当今汽车产业的主题。

柴油机本是一种清洁高效的发动机,但是随着排放法规的日益严格,柴油机排放控制显得尤为突出。

由于柴油机尾气中碳烟微粒的浓度与氮氧化合物的浓度之间存在着一条权衡曲线(trade-off )关系,寻找一种同时降低NO x 和微粒的技术尤为重要。

本文简要介绍了碳烟及NOx 生成机理,并着重从燃油品质、机内外净化技术方面对同时降低柴油机的碳烟颗粒及NO x 排放控制技术现状进行了探讨分析。

关键词:氮氧化合物;微粒;燃油品质;EGR ;DFP引 言柴油机具有耐用、清洁、高效、可靠性高等优点,和汽油机相比,柴油机是一种环境友好的发动机,但是和装配了三效催化剂TWC(Three way catlyst)的汽油车相比,以氮氧化物(NO x )和微粒(PM)为特征的柴油机车的尾气排放污染成为制约其推广应用的重要因素。

柴油机车的尾气与汽油机相当,NO x 和微粒的浓度是汽油机的几十倍。

三效催化剂的成功开发并被广泛应用,可同时将汽油车排放的主要污染物NO x 、CO 、HC 削减90%以上。

但柴油机在工作过程中是处于富氧状态下,使得传统的用于汽油机的三效催化转化器不能有效地降低柴油机的NO x ,且柴油机由于混合和燃烧的固有特点,使其排出的碳烟微粒很多。

加上碳烟微粒与NO x 之间又存在着一条权衡曲线(trade-off )关系,降低NO x 生成的条件往往有利于微粒的产生,NO x 和微粒的生成条件是相互矛盾的,然而传统的方法很难对两者进行有效地控制。

随着排放法规的日益严格,同时减少NO x 和微粒既成为柴油机研究的重点,更重要的是一个技术经济难点。

1 NO x 与微粒的生成机理在柴油机排放控制中,研究NO x 与微粒的生成机理是很有必要的,只有清楚的了解了排放物的生成机理才能开展寻求解决控制排放的有效途径,下面简单介绍NO x 与微粒的生成机理。

Cu-K-V系列催化剂去除柴油车尾气中颗粒物的性能研究

Cu-K-V系列催化剂去除柴油车尾气中颗粒物的性能研究
准,必需结合后处理技术。
从而实现颗粒物捕集器的 连续再生。其关键是高活性催化剂的开发。因为柴油车尾气排放温度比 较低, 一般在10- 0 之间,所以 8^ 5℃ 3 所采用的催化剂应该要将颗粒物的起嫩温度降低到这个范围 之内。 但是目 前这方面仍有一定的 技术难度。如果能找到一种具有极高催化活性、不需外加添加 物、 氧化效率高、 成本低的催化剂, 解决柴汕车排气中颗粒物的污染具有重要的意义。 对于 为此, 本文制备和考察了 一系列C--催化剂, u V K 并对其活性作了初步探讨。
S-u - , 将颗粒物的 n - V 它能 CK 起燃温度降到20 , 经在柴油车尾气范围之内, 7' 己 C 有较好的应用前 景。 催化剂P C-- t u V和N-u - - K i - V对顺粒 CK 物的催化起燃温度虽然相对高一些, 但是它们的催化 燃烧的范围窄,具有更好的催化嫌烧速率. 2 、在反应气中加入 S 2 0 的量在 1 0P 0 PM以下时, 0 不但没有使催化剂出 现中毒现象,反而起 了 促进作用,使得颗粒物的起嫩温度向 前移动。但超过 10PM 后,催化剂的催化活性有了下 00P
C -- u V系列催化剂去除柴油车尾气中颗粒物的性能研究 K
李树华, 梁 红 ・ 林维明, 叶代启’ , 2 t 2
( 1华南理工大学能 涯与化工学院, 广州504; 广东 16 0 2广州大学化学化工学院, 广东广州509) 101
摘要:用浸演法制备了一系列的C -- uKV催化剂,并考察了它们对柴油车尾气中颖粒物的催化嫩烧能力。T O实 P/ ‘0 0 NhomakorabeaI
1 0 2 0 25 3 0 3 0 4 0 45 5 5 0 0 0 5 0 0 00 5 0 5 0 55 5 0 0

科技成果——柴油车排气氮氧化物与颗粒协同净化技术

科技成果——柴油车排气氮氧化物与颗粒协同净化技术

科技成果——柴油车排气氮氧化物与颗粒协同净化技术技术开发单位中国科学院生态环境研究中心、中国重汽、清华大学、无锡威孚环保催化剂有限公司所属领域交通运输适用范围柴油车排气后处理成果简介针对重型(包含中型)柴油车氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)排放超标问题,采用机内与机外净化相结合的技术手段,在机内净化有效削减PM排放的基础上,以选择性催化还原技术(SCR)为主去除NOx,满足国五阶段重型柴油车排放标准。

针对轻型柴油车PM、碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)排放超标问题,采用柴油机颗粒捕集器(DPF)及可靠再生技术、柴油机催化氧化技术(DOC),使国产轻型柴油车排放满足国五标准要求。

同时,DOC+DPF技术由于简单易行,还可用于国三柴油车后处理升级改造。

国六阶段排放标准大幅加严,重型和轻型柴油车都将耦合SCR和DPF技术,以保证排放达标。

技术效果SCR对重型柴油车NOx排放削减80%以上,使国产重型柴油车达到国五排放标准要求;DPF对轻型柴油车PM捕集效率90%以上;使国产轻型柴油车达到国五排放标准要求。

国六耦合SCR和DPF的后处理技术对NOx和PN净化效率分别为95%和99%以上。

应用情况在中国重汽等生产的中重型柴油车上实现了100万辆的规模化应用(至2018年3月),满足国四、国五排放标准。

在江铃、福田、长城等生产的轻型柴油车上完成30余款车型配套,实现了70万辆的规模化应用,满足国四、国五排放标准。

成本估算该技术的投资成本主要是催化剂的涂敷及封装生产线,产能30万套/年SCR催化剂的产线投资约为4000万-5000万;所需的关键设备和部件均已实现国产化。

以30万套/年SCR催化剂的产线为例,投资回收期在2-3年。

市场前景在2018年政府工作报告中,明确提出要“开展柴油货车超标排放专项治理”;柴油车国六排放标准即将实施,项目成果在新车排放达标与在用车改造方面均具有广阔的推广应用前景,市场规模约500亿元。

柴油机尾气NOx机内净化新技术

柴油机尾气NOx机内净化新技术

柴油机尾气NOx机内净化新技术摘要:柴油机由于具有效率高、动力大等优点被广泛应用于交通运输以及工业生产中。

作为动力装置,柴油机优越的性能无可挑剔,但其排放的氮氧化合物(NOX)却能对环境造成极大的破坏。

在柴油机应用越来越广泛的同时,人们对NOX的排放控制也越来越重视。

设计人员对动力装置内部进行改装,并通过尾气处理最大限度的减少NOX被排放到空气中,本文就柴油机尾气NOX的机内净化技术进行探究关键词:柴油机尾气;NOX;机内净化技术随着经济水平和科学技术的不断发展,柴油机技术获得飞速发展,为国家的发展和人们生活水平的提高做出了巨大贡献。

随着柴油机淤使用范围的不断扩展,由此带来的负面影响也进一步凸显出来。

柴油机排放的气体中含有大量的NOX气体,会对环境造成严重的破坏,影响到人们正常的生活。

为减轻柴油机为其带来的危害,必须开发柴油机尾气NOX机内净化技术。

1.NOX的生成原理柴油机内及工作过程中,可以根据NOX的生成途径的不同将NOX进行分类,为NOX瞬发、热NOX、燃料NOX[1]。

其中瞬发NOX和燃料NOX产生的污染物量较少,因此在实际研究中一般不作考虑,一般将热NOX作重点研究。

柴油机的工作机理是将燃料以雾状的形式喷入气缸中,在高温下与氧气发生氧化反应,瞬间产生强大的爆发力,并通过连杆将产生的能量传送出去。

在氧化反应过程中,多种成分参与其中,柴油中的含氮有机物在发生氧化反应后,其中的N 元素会与O元素结合,生成氮氧化合物,其中以NO为主。

NO会与氧气继续发生反应,生成更多的氮氧化合物。

在柴油工作过程中,随着温度的升高,NO的含量会增加。

并且在柴油机连续工作过程中,气缸吸入空气的N2和O2的浓度会发生变化,O2则被不断消耗,如果O2的浓度足够高,就会与N元素不停进行结合,,NOX中X的值会减小,NO的含量会越来越高。

2.常用的柴油机尾气净化技术2.1 EGR技术EGR是利用循环原理,将柴油机的尾气回收利用,让尾气中的NOX与氧气充分反应,以此减少尾气中的NOX浓度.EGR主要通过循环氧化作用降低尾气中的有害气体的含量,并以此为基础进行柴油机气缸中燃料的燃烧速度以及氧化反应强度的控制,通过这两方面的原理来达到降低最高燃烧的目的。

柴油发动机排气纳米颗粒物质量浓度检测

柴油发动机排气纳米颗粒物质量浓度检测

柴油发动机排气纳米颗粒物质量浓度检测∗姚水良;沈星;赵一帆;赵凯奇;姚海;卢宇浩;吴祖良;章旭明【摘要】柴油发动机排气中含有大量的纳米级颗粒物。

本研究开发了利用聚四氟乙烯烧结管来过滤纳米颗粒物以检测柴油发动机排气纳米颗粒物排放量的方法。

聚四氟乙烯烧结管的过滤效率用扫描电迁移率粒径谱仪来评价。

在颗粒物动力学直径范围(30~400 nm)内,聚四氟乙烯烧结管的过滤效率高达99%。

柴油发动机排气中纳米颗粒物的质量浓度在5.40 mg/m3以上。

%Diesel engine exhaust contains a large amount of nano-particles. A method for measuring nano-particles in the diesel engine exhaust by filtration using a sintered filter made of polytetrafluoroethylene was reported. The filtration efficiency was evaluated with a scanning particle size analyzer. The filtration efficiency of the sintered filter was as high as 99% in an aerodynamic diameter range between 30 ~400 nm. The mass concentrations of nano-particles in the diesel engine exhaust were higher than 5. 40 mg/m3.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2016(044)014【总页数】3页(P127-129)【关键词】柴油发动机;纳米颗粒物;聚四氟乙烯烧结管;粒径分布;质量浓度;个数浓度【作者】姚水良;沈星;赵一帆;赵凯奇;姚海;卢宇浩;吴祖良;章旭明【作者单位】浙江工商大学环境科学与工程学院,浙江杭州 310018;浙江工商大学环境科学与工程学院,浙江杭州 310018;浙江工商大学环境科学与工程学院,浙江杭州 310018;浙江工商大学环境科学与工程学院,浙江杭州 310018;浙江工商大学环境科学与工程学院,浙江杭州 310018;浙江工商大学环境科学与工程学院,浙江杭州 310018;浙江工商大学环境科学与工程学院,浙江杭州 310018;浙江工商大学环境科学与工程学院,浙江杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】X851柴油发动机在我国交通运输等方面具有十分重要的贡献。

催化氧化法去除烟气中nox的研究现状与展望

催化氧化法去除烟气中nox的研究现状与展望

催化氧化法去除烟气中NO x 的研究现状与展望张瑞元,李㊀凯,宁㊀平,汤立红,刘㊀烨,王㊀驰(昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650500)摘要㊀㊀综述了SCO 法(选择性催化氧化法)中催化剂的研究现状㊂从过渡金属元素㊁稀土元素㊁贵金属㊁活性炭四类催化剂进行了介绍㊂锰类复合氧化物催化剂具有较高的催化活性,且成本较低㊂钙钛矿催化剂的催化活性能与贵金属类催化剂相媲美㊂这些非贵金属催化剂成本都较低,具有潜在的应用价值㊂但总的来说目前对于催化剂抗硫抗水的研究还不够深入,一些催化剂可能还未达到实际工业应用中应具有的抗中毒能力㊂总结分析了SCO 法应用中存在的问题,展望了其应用前景㊂关键词㊀㊀NO㊀选择性催化氧化㊀金属氧化物催化剂㊀烟气脱硝中图分类号:X511㊀㊀文献标识码:A㊀㊀DOI :10.11896/j .issn.1005-023X.2015.015.023Research Status and Pros p ects of Usin g Catal y tic OxidationMethod to Remove NO x in Flue GasZHANG Rui y uan ,LI Kai ,NING Pin g ,TANG Lihon g ,LIU Ye ,WANG Chi(Facult y of Environmental Science and En g ineerin g ,Kunmin g Universit y of Science &Technolo gy ,Kunmin g 650500)Abstract ㊀㊀The research status of the catal y st in the SCO method (Selective catal y tic oxidation )were summa -rized.It introduces four kinds of catal y sts ,which includin g transition metal oxides ,oxides of rare earth elements ,p recious metals ,and activated carbon.The com p osite oxides catal y sts of man g anese exhibit g ood p erformance ,whichis cost -low.The activit y of rare -earth p erovskite structure catal y sts can be com p arable with that of noble metal cata -l y sts.All these non -noble metal catal y sts is cost -low ,it has p otential a pp lication value for industr y .But now the re -search of p oison tolerance of the catal y sts is less ,the tolerant abilit y for p oisonin g of the catal y sts still could not reach the re q uirements of p ractical a pp lication.We also anal y ze the p roblems existin g in the a pp lication of SCO and the out -look of the SCO method.Ke y words ㊀㊀NO ,selective catal y tic oxidation ,catal y sts of metal oxide ,De-NO x ㊀张瑞元:男,1991年生,硕士生,研究方向为大气污染控制㊀E -mail :954770469@qq .com㊀李凯:通讯作者,男,1986年生,博士,讲师,研究方向为大气污染控制及资源化技术的研究㊀E -mail :likaikmust@0㊀引言氮氧化物(NO x )的排放一直都受到全球的重视㊂我国供电方式主要以燃煤火电为主,目前全球广泛采用SCR 法(选择性催化还原法)脱除燃煤电厂尾气中的NO x ;但现有的SCR 法不仅成本高昂[1],而且会对细颗粒物(PM2.5)的形成做出贡献㊂有研究结果表明大气中的氨在PM2.5的形成中起到了一定的作用[2-5],SCR 法就存在着NH 3逃逸的问题㊂环保部为推进大气污染防治工作,已发布了‘大气氨源排放清单编制技术指南“㊂除了氨逃逸污染之外,由于SCR 法催化反应温度大多要求在350ħ以上,为满足反应条件,未经过除尘脱硫的尾气直接参与催化反应会导致催化剂的寿命缩短,造成了较高的脱硝成本㊂如何低成本㊁无污染㊁高效率地去除燃煤尾气中的NO x 成为一个研究热点㊂SCO 法(Se -lective catal y tic oxidation ,选择性催化氧化法)是指将NO x 催化氧化到50%~60%的氧化度(n (NO 2)/n (NO x ))后,用碱液或其他吸收液将NO x 吸收脱除的污染控制方法,该法与前者相比具有无氨逃逸污染;催化氧化后的NO x 可与SO 2利用湿法一起脱除,工艺操作简便,成本较低等优势㊂根据对文献的统计发现,近期内对于SCO 法的研究主要集中在我国,而其他国家对NO 催化氧化的研究主要是针对控制柴油热机污染的LNT 技术(NO x 吸附还原催化系统)和快反应SCR 法中的氮氧化物氧化度问题展开的㊂虽然这两者与SCO 法不同,但其研究的针对催化氧化NO 的问题对SCO 法具有借鉴意义㊂SCO 法后一步的碱液吸收技术已经成熟[6],本文只对选择性催化氧化过程进行总结㊂1㊀选择性催化氧化+液相吸收法脱硝原理燃煤烟气中的氮氧化物90%以上是NO ,NO 很难被碱液吸收㊂利用催化剂催化氧化烟气中的NO ,当氧化度(n (NO 2)/n (NO x ))达到50%~60%之间时,利用碱液吸收法对其进行吸收的效率最高[7],脱硝效果与SCR 法相当㊂1.1㊀反应过程及方法催化氧化过程:2NO+O2催化剂NO2(1)由于燃煤烟气等工业尾气中氧含量较低,所以导致NO 的催化氧化较难进行㊂液相吸收过程以氢氧化钠碱液为例,催化氧化后的NO 分子与NO2分子结合生成N2O3,反应式为:NO+NO2=N2O3(2) N2O3易溶于水[7],与水反应:N2O3+H2O=2HNO2(3) HNO2与溶液中的OH-继续反应㊂由于整个过程在液相中进行,所以一般简写为NO x与氢氧化钠碱液发生的反应[8]㊂NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O(4) 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O(5) 1.2㊀热力学分析Joёl Des p rés等[9]针对NO2在不同氧气分压㊁温度的条件下分解为NO和O2的热力学平衡曲线做了研究,在实验中,200ħ以下NO2分解为NO和O2的现象并不明显,当温度升高到200ħ以上时,NO2分解趋势显现㊂900ħ时,体系内原有的NO2几乎全部分解㊂所以低温有利于NO2的形成㊂高温条件催化不利于NO2的氧化,且高温促进烟气中的SO2形成SO3,SO3与金属氧化物催化剂结合生成硫酸盐,导致催化剂中毒[6]㊂2㊀SCO法脱硝催化剂的研究现状目前,研究者已从尝试单一的金属氧化物,活性炭等作为催化剂,转变为面向多种金属复合氧化物㊁负载型催化剂等方向的研究㊂前人对各种单金属氧化物的催化活性进行了摸索尝试㊂Kai Li等[10]对Mn㊁Co㊁Ce㊁La四种金属氧化物在相同实验条件下做了催化实验,发现催化效率依次是MnO x>Co3O4>CeO2>LaO x㊂鲁文质等[11]研究了在γ-Al2O3上负载的过渡金属氧化物催化剂,发现活性顺序为Mn>Cr>Co>Cu>Fe>Ni>Zn㊂唐晓龙等[12]采用共沉淀法,将盐溶液与氨水混合,焙烧得到的金属氧化物活性顺序为Mn>Cr>Co>Cu>Fe>Zn㊂本文针对目前的催化剂制备文献,进行了总结归类,存在以下几个方向㊂2.1㊀锰氧化物类催化剂2.1.1㊀锰氧化物负载型由于MnO x对NO的催化氧化能力在所有金属氧化物中相对较高而受到关注㊂大量的研究都是针对MnO x及其负载型催化剂展开的㊂另外因为Mn与其他稀土元素㊁贵金属相比,价格较低,所以MnO x及其负载型催化剂是较有应用潜力的催化剂㊂Baohuai Zhao等[13]鉴于前人制备的负载型MnO x催化剂活性差异较大的问题,进行了研究㊂他们选用了两种常见载体:ZrO2㊁TiO2,将MnO x负载于其之上㊂由于载体ZrO2表面具有双官能团的性质,即同时具有酸性位和碱性位,所以能吸附更多的氮氧化物㊂MnO x/ZrO2的活性要明显优于MnO x/TiO2㊂不仅如此,负载于ZrO2之上的催化剂还有更好的抗硫抗湿特性㊂Zhon g biao Wu等[14]合成了MnO x/ TiO2催化剂,应用比较了沉积-沉淀法(DP)㊁浸渍法(WI)两种不同的制备方法㊂结果表明MnO x(0.3)/TiO2(DP)效果明显优于MnO x(0.3)/TiO2(WI)㊂经分析测试发现,MnO x(0.3)/ TiO2(DP)有更大的比表面积,活性组分MnO x高分散于载体之上,XPS㊁H2-TPR㊁NO-TPD表征都有力证明Mn3+在沉积-沉淀法中产生的更多,这可能是导致催化效率提高的原因㊂根据分析反应过程机理发现:NO2的产生源于催化剂吸附O2和NO后,在其上生成的含氮化合物(中间产物)之后发生了热分解㊂程俊楠等[15]利用等体积浸渍法(IM)和共沉淀法(CP)制备了以氧化锆为载体的MnO x催化剂㊂表征结果显示,IM法制备的催化剂表面疏松多孔,这可能是导致其催化活性较好的原因之一㊂NO在催化剂晶格氧的作用下形成中间氧化态产物,进而分解为NO2㊂但NO2的脱附速率慢,制约了NO的吸附,进而影响催化效率㊂而高温使NO2易于脱附,这可能是高温催化活性高的原因㊂Zhon gy i An 等[16]将锰氧化物负载于3种不同形态的TiO2之上(P25㊁锐钛矿㊁金红石)㊂与锐钛矿㊁金红石相比,P25作为载体促进了Mn2O3(即Mn3+)的形成和分散㊂O2吸附后,Mn3+能与O2形成Mn3+-O键,之后脱附又形成O2-粒子,O2-促进了NO 的氧化㊂表1为一些负载型锰氧化物催化剂的性能㊂2.1.2㊀以锰为主要活性组分的复合氧化物近期发现以Mn为主掺杂一定量的其他过渡金属元素的复合氧化物催化剂与单独的锰氧化物催化剂相比有更高的活性㊂王访等[17]将Fe㊁Ce㊁La掺杂于MnO x之中,发现掺杂铁的样品活性大幅度提高;而将Ce㊁La掺杂于MnFeO x之后,催化效率却有所下降;当在混合气中添加了H2O之后反而促进了NO的转化㊂李小海等[18]将Ce掺杂于MnO x中,负载于TiO2之上㊂表征结果表明,掺杂后反应活化能降低,导致催化活性大幅度增高,且两种元素的掺杂促进了活性组分元素在载体上的分散㊂赵宁等[19]对Mn㊁Cu㊁Ce三种元素掺杂也进行了研究㊂实验发现单独将Cu㊁Ce氧化物负载于TiO2制备的催化剂对NO的催化氧化效果较差,后又合成了MnCuCe/TiO2型催化剂,催化效果较佳㊂徐文青等[20]制备了Mn-Co/TiO2催化剂,在270ħ以下MnCoO x的催化活性要大大高于MnO x㊂表征发现Mn的掺杂促进了催化剂表面O2-的脱附能力增强,促进氧的低温脱附,进而提高催化剂上NO的氧化性能㊂在NO催化氧化反应过程中,催化剂表面生成了桥式NO3-和多齿式NO3-两种形态的氮氧化物中间产物,表征发现效果最好的Mn(0.3)Co(0.7)/TiO2催化剂在反应过程中更多地是生成桥式NO3-的中间产物,NO3-更容易转换为NO2,进而表现出较好的NO氧化活性㊂表2为一些锰的复合氧化物催化剂的性能㊂2.2㊀过渡金属氧化物类催化剂(除锰之外)2.2.1㊀钴元素Dae Su Kim等[21]将Co3O4负载于SiO2㊁ZrO2㊁TiO2㊁CeO2之上,发现负载于CeO2之上的活性要远远高于其他载体,分别制备了两种9.5%(质量分数)Co3O4/CeO2催化剂,其中一种载体为购买的商品CeO2,比表面积较高㊂另一种为利用沉淀法自制的CeO2㊂表征发现利用商品CeO2制备的样品比表面积是沉淀法制备的样品3.5倍,TPD表征吸附NO的量前者也是后者的11倍㊂催化效率前者是后者的3倍,Co3O4/CeO2催化剂与制备的1%(质量分数)Pt/γ-Al2O3催化剂的活性相当,有很高的催化效率㊂在模拟SO2中毒实验中,9.5%(质量分数)Co3O4/CeO2与1%(质量分数)Pt/γ-Al2O3相比有更好的抗中毒性能㊂表征发现9.5%(质量分数)Co3O4/CeO2催化剂中的晶格氧并没有参与NO的催化氧化反应㊂Yan Huan g等[22]将Co3O4负载于MPS(Meso-p orous silica,介孔氧化硅)之上,在573K的条件下焙烧出的催化剂效果最好,表征发现573K焙烧后催化剂表面分散性最好,形成了最小的晶体颗粒㊂另外,介孔氧化硅与其他载体相比有更大的比表面积也是效果好的原因之一㊂Muham-mad Faisal Irfan等[23]考察了Co3O4催化剂的性能,发现300ħ低温焙烧的Co3O4与其他高于300ħ焙烧的Co3O4相比,有高的活性㊂分析发现低温焙烧的Co3O4有更大的比表面积,这是影响效果的主要原因㊂彭莉莉等[24]合成了CoO x-CeO x/ ZrO2型催化剂,与只负载了CoO x的催化剂相比,铈的添加提高了催化剂的储氧能力,有利于O2吸附并参与反应,并且在CoO x-CeO x/ZrO2中生成的Ce1-x Zr x O2固溶体有助于Co 元素在催化剂表面的分散,提高催化剂的低温氧化活性㊂催化剂中Co含量越高,其比表面积越大,低温活性越好㊂表3为一些钴氧化物催化剂的性能㊂表1㊀一些负载型锰氧化物催化剂的性能[13-16]Table1㊀The p ro p erties of the load t yp e catal y sts of man g anese oxide[13-16]负载型锰氧化物催化剂反应条件NO转化率15%MnO x/ZrO2500ˑ10-6NO,10%O2,GHSV=75000h-1,300ħ76% 15%MnO x/TiO2500ˑ10-6NO,10%O2,GHSV=75000h-1,270ħ56% MnO x(0.3)/TiO2(DP)600ˑ10-6NO,4%O2GHSV=25000h-1,250ħ89% MnO x(0.3)/TiO2(WI)600ˑ10-6NO,4%O2GHSV=25000h-1,350ħ70% Mn8/ZrO2/450-IM600ˑ10-6NO,10%O2,GHSV=15000h-1,300ħ84% Mn8/ZrO2/450-CP600ˑ10-6NO,10%O2,GHSV=15000h-1,300ħ74% 10%MnO x/TiO2(P)500ˑ10-6,6%O2,GHSV=20000h-1,300ħ83% 10%MnO x/TiO2(A)500ˑ10-6,6%O2,GHSV=20000h-1,300ħ75% 10%MnO x/TiO2(R)500ˑ10-6,6%O2,GHSV=20000h-1,350ħ49%表2㊀一些锰的复合氧化物催化剂的性能[17-20]Table2㊀The p ro p erties of the com p osite oxides catal y sts of man g anese[17-20]锰的复合氧化物反应条件NO转化率MnFeO x500ˑ10-6NO,3%O2,100ħ,GHSV=47770h-190% MnFeCeO x500ˑ10-6NO,3%O2,100ħ,GHSV=47770h-140% MnFeLaO x500ˑ10-6NO,3%O2,100ħ,GHSV=47770h-133% 10%Mn-Ce/TiO2300ˑ10-6NO,10%O2,GHSV=41000h-1,250ħ,[Ce]/[Mn]=1/390% 10%Mn/TiO2300ˑ10-6NO,10%O2,GHSV=41000h-1,250ħ48% MnCuCe/Ti500ˑ10-6NO,10%O2,GHSV=27000h-1,300ħ79% Mn(1)/TiO2200ˑ10-6NO,5%O2,GHSV=50000h-1,300ħ90% Mn(0.3)Co(0.7)/TiO2200ˑ10-6NO,5%O2,GHSV=50000h-1,300ħ88%表3㊀一些钴氧化物催化剂的性能[21-24]Table3㊀The p ro p erties of the catal y sts of CoO x[21-24]Co元素催化剂反应条件NO转化率9.5%Co/CeO2500ˑ10-6NO,5%O2,270ħ,200mL/(min㊃0.15g)70% 9.5%Co/CeO2500ˑ10-6NO,5%O2,270ħ,200mL/(min㊃0.15g)25% 25%Co3O4/MPS500ˑ10-6,10%O2,GHSV=12000h-1,300ħ82% Co3O4500ˑ10-6,10%O2,GHSV=12000h-1,300ħ74% Co0.2Ti400ˑ10-6NO,8%O2,GHSV=30000h-1,300ħ50%Co3O4150ˑ10-6NO,10%O2,GHSV=150000h-1,300ħ76% Co-Ce/ZrO2500ˑ10-6,10%O2,GHSV=20000h-1,250ħ80.9% CoO x/ZrO2500ˑ10-6,10%O2,GHSV=20000h-1,250ħ70%2.2.2㊀其他过渡金属元素夏斌等[25]对CuSO 4-CeO 2/TiO 2-SiO 2型催化剂进行了研究㊂CuSO 4在SCR 法中作为催化剂已有所研究,因为Cu -SO 4作催化剂不存在硫酸盐中毒的问题,CeO 2的添加可以增加吸附氧的能力提高催化剂活性㊂然而实验结果表明无论是载体TiO 2-SiO 2还是CuSO 4都没起到抗硫抗水的作用,效果低于预期㊂Muhammad Faisal Irfan 等[23]尝试将Cu 氧化物负载于TiO 2之上,但结果表明其催化效率不佳,活性较差㊂秦旭东等[26]尝试将常用于SCR 法中的V 2O 5-WO 3/TiO 2催化剂用于NO 的催化氧化中㊂实验结果表明,即使低空速条件下,效果也不出众,但对SO 2和H 2O 的抗性很好,能够自我恢复,这是其能广泛应用SCR 法中的主要原因㊂当停止加入SO 2和H 2O 时,在高于250ħ条件下,催化剂活性能够基本恢复㊂Wei Cai 等[27]利用Cr /Ce x Zr 1-x O 2固溶体纳米颗粒对NO 的催化氧化做了研究,发现Cr 6+在催化过程中起到了吸附NO 的作用,Ce 3+吸附O 2㊂最终,两者相互作用生成NO 2㊂Lei Zhon g 等[28]针对Cr 和Ce 的复合氧化物在NO 催化氧化中的协同作用开展了研究,发现吸附NO 的活性成分是CrO x ,吸附后在表面形成NO +,之后形成Cr 的硝酸盐㊂CeO x 倾向于激发O 2形成空缺位与前者形成硝酸盐,最终一同脱离催化剂表面生成NO 2㊂表4为一些过渡金属元素氧化催化剂的性能㊂表4㊀一些过渡金属元素氧化催化剂的性能[23,25-28]Table 4㊀The p ro p erties of the catal y sts of other transition metal oxides[23,25-28]其他过度金属元素催化剂反应条件NO 转化率CuSO 4-CeO 2/TiO 2-SiO 2500ˑ10-6,8%O 2,SV=10000h -1,350ħ67.5%CuO x /TiO 2150ˑ10-6,10%O 2,SV=100000h -1,8%H 2O ,350ħ35%V 2O 5-WO 3/TiO 2550ˑ10-6,10%O 2,GHSV=5000h -1,120ħ33%10Cr /Ce x Zr 1-x O 2390ˑ10-6NO ,8%O 2,GHSV=35400h -1,300ħ60%Cr0.8Ce0.2/TP400ˑ10-6NO ,8%O 2,流速=100mL /min ,320ħ67%2.3㊀稀土元素氧化物类催化剂2.3.1㊀镧元素钙钛矿结构催化剂的研究始于20世纪70年代,它的形式常以ABO 3表示㊂许多元素都可掺杂于这种形式的晶格中,且这种结构具有较好的热稳定性㊂部分的替换A 或B 金属元素的位置,可以调节晶格结构缺陷,改变掺杂金属的价态㊂这些性质使得钙钛矿结构的催化剂能广泛的应用㊂一系列文献报道了将钙钛矿应用在柴油机尾气污染控制的NO x 吸附还原催化系统中㊂与传统的催化剂相比,钙钛矿型催化剂不使用昂贵的金属Pt ㊂Yuxin Wen 等[29]将铈与La 元素替换,按照La 1-x Ce x CoO 3的替换形式做了实验㊂表征发现,在反应过程中氮氧化物能与催化剂以3种方式结合成硝酸盐㊂其中只有单原子螯合配位形式的硝酸盐能在300ħ时脱离催化剂表面生成NO 2,这是NO 催化氧化的主要形式㊂铈的加入能减少NO x 与催化剂生成其他两种硝酸盐的机会,让NO x 更多的以单原子螯合形式出现㊂综合多种因素实验发现当x =2时效果最佳㊂Chan g Hwan Kim 等[30]在Yuxin Wen 等实验的基础上,将Sr 掺杂于LaCoO 3㊁LaMnO 3中形成La 1-x Sr x CoO 3㊁La 1-x -Sr x MnO 3,其得到的La 0.9Sr 0.1CoO 3对NO 催化剂氧化的效果已经超越了商业生产的Pt 催化剂㊂实验先比较了La -CoO 3㊁LaMnO 3两种催化剂的活性,前者优于后者㊂他们又在LaCoO 3中加入锶形成La 0.9Sr 0.1CoO 3催化剂,在300ħ时La 0.9Sr 0.1CoO 3的催化效率与LaCoO 3相比提高了15%,而La 0.9Sr 0.1MnO 3却没什么变化㊂分析认为,二价的Sr 部分替换三价的La 后,使晶格中的电荷达到了不平衡的状态,生成了O 空穴促进了NO 的催化氧化㊂而在La 1-x Sr x MnO 3的结构中,三㊁四价态的Mn 元素中和了Sr 对晶格电荷的影响㊂Bo Shen 等[31]也制备了4.3%(质量分数)Pt /γ-Al 2O 3和La 0.8Sr 0.2MnO 3两种催化剂,并比较了两者的性能,结果表明后者的催化效果优于前者㊂Jiahao Chen 等[32]利用溶胶-凝胶法对Fe ㊁Co ㊁Mn 三种元素在钙钛矿中的掺杂做了研究,以LFO ㊁LCO ㊁LMO 表示掺杂3种不同元素的催化剂㊂结果表明,依然是Co 的掺杂效果最好㊂Kai Li 等[10]研究了LaO x 的催化效果,发现其与ABO 3结构的催化剂效果相差较远,证明单独的LaO x 并没有钙钛矿形式的催化剂效果好㊂2.3.2㊀铈元素单独的Ce 氧化物对NO 的催化氧化活性并不高,由于Ce 的高储氧能力,通过Ce 3+到Ce 4+的转变吸附氧气㊂一般都将Ce 作为一种助剂掺杂于与其他元素制备的催化剂中,Kai Li 等[10]㊁Suresh Kumar Me g ara j an 等[33]对CeO 2催化氧化NO 的活性都进行了尝试,效果与其他元素相比较差㊂表5为一些稀土元素氧化物催化剂的性能㊂2.4㊀贵金属类催化剂2.4.1㊀Pt (铂)以及Pt -Pd (铂-钯)贵金属Pt 广泛的应用于现有的汽车尾气催化剂中,用来控制尾气污染㊂一些研究表明当Pt 负载于Al 2O 3㊁SiO 2之上时,会出现催化效率的降低现象㊂表征发现,Pt 负载于在载体表面之后部分的接触氧化为PtO 或PtO 2,从而失活㊂Muhammad Faisal Irfan 等[34]将Pt 负载于锐钛矿和金红石两种TiO 2之上,结果发现负载于金红石上的催化剂活性较差㊂P.J.Schmitz 等[35]筛选了Pt 的两种载体:Al 2O 3和SiO 2,发现两种载体对Pt 活性的影响基本相同㊂Pt 的失效原因在于催化剂长期在高温条件下使用后,金属Pt 会由之前的纳米级颗粒团聚成更大的颗粒,比表面积降低从而影响催化效率㊂用Pt 与Pd 合成的合金催化剂,可以有效抑制催化剂长大㊁团聚为较大颗粒,并且能减少Pt 在高温条件下的挥发损失㊂合成的Pt -Pd 催化剂最初是以合金的形式存在,而随着长时间的使用,两种金属发生了分离,彼此形成各自的晶体,但并没有团聚成粒㊂这种Pt-Pd催化剂与Pt催化剂相比无疑能保持更持久的高催化效率㊂M. Kaneeda等[36]制备了Pt(0.94)/Al2O3和Pt(0.77)Pd(0.30)/ Al2O3两种催化剂,开始时这两种催化剂的催化效果相当,当在830ħ焙烧60h后,Pt(0.94)/Al2O3的催化效率下降了1/2,而Pt(0.77)Pd(0.30)/Al2O3的催化效率只下降了1/4㊂Pd的添加提高了催化剂的热稳定性㊂O.K.Ezeko y e等[37]分别制备了Pt100-Pd0和Pt50-Pd50两种催化剂㊂其结果与M.Kaneeda的实验结论相同㊂但Pd的掺杂与纯Pt的催化剂相比催化活性并没有提高或者降低㊂表6为一些铂和铂-钯催化剂的性能㊂表5㊀一些稀土元素氧化物催化剂的性能[10,29,30,32,33]Table5㊀The p ro p erties of the catal y sts of rare earth[10,29,30,32,33]镧掺杂其他元素的催化剂反应条件NO转化率La0.8Ce0.2CoO3800ˑ10-6NO,8%O2,GHSV=37500h-1,300ħ80% La0.9Sr0.1CoO3400ˑ10-6NO,8%O2,GHSV=30000h-1,300ħ86% La0.9Sr0.1MnO3400ˑ10-6NO,8%O2,GHSV=30000h-1,300ħ40% LFO(LaFeO3)100ˑ10-6NO,10%O2,GHSV=30000h-1,300ħ63% LMO(LaMnO3)100ˑ10-6NO,10%O2,GHSV=30000h-1,300ħ73% LCO(LaCoO3)100ˑ10-6NO,10%O2,GHSV=30000h-1,270ħ83%LaO x500ˑ10-6NO,3%O2,GHSV=35000h-1,250ħ21%CeO2500ˑ10-6NO,3%O2,GHSV=35000h-1,250ħ30%CeO2500ˑ10-6NO,5%O2,SV=150000h-1,400ħ40%表6㊀一些铂和铂-钯催化剂的性能[34,35,37]Table6㊀The p ro p erties of the catal y sts of Pt and Pt-Pd[34,35,37]铂及铂-钯催化剂反应条件NO转化率Pt/TiO2(A)150ˑ10-6NO,3%O2,8%H2O,GHSV=100000h-1,350ħ39% Pt/TiO2(R)150ˑ10-6NO,3%O2,8%H2O,GHSV=100000h-1,350ħ18% 0.75%Pt/SiO2500ˑ10-6NO,8%O2,GHSV=36000h-1,275ħ83% 0.75%Pt/Al2O3500ˑ10-6NO,8%O2,GHSV=36000h-1,275ħ85%Pt100-Pd0500ˑ10-6NO,8%O2,GHSV=20000h-1,230ħ93% Pt50-Pd50500ˑ10-6NO,8%O2,GHSV=20000h-1,230ħ95%2.4.2㊀其他贵金属将其他贵金属用于NO催化氧化的研究较少㊂阳鹏飞等[38]对金元素催化氧化NO做了尝试,在较低空速㊁较高氧含量的条件下,效果较好,但高空速㊁低氧含量的情况下Au 的催化效果还有待实验验证㊂曲玲玲等[39]将贵金属钌负载于氧化锆之上,催化活性甚至优于文献中报道的Pt催化剂㊂研究发现对Ru/ZrO2进行750ħ高温焙烧会致使Ru与ZrO2之间产生相互作用,与此同时也形成RuO2粒子,这是高温煅烧后催化剂降低的原因㊂同样Ru也存在着颗粒团聚的问题,进而可能影响催化活性㊂表7为一些其他贵金属催化剂的性能㊂2.5㊀活性炭类催化剂活性炭在室温㊁较低空速的条件下催化氧化NO活性很高㊂但是用于NO的催化氧化目前存在两个困难:(1)只能在室温下保证高活性,文献中报道当温度高于60ħ后活性降低很快,100ħ以上时已基本没有活性㊂(2)湿度对其的影响是强烈的,即使烟气中含有少量水分,也会导致大量的水与活性炭结合,抢占了活性位点,致使NO不能被催化氧化㊂Zhanchen Guo等[40]利用聚丙烯腈基(PAN-ACF)㊁沥青基(Pitch-ACF)㊁椰壳(Coconut-AC)3种活性炭,在室温㊁低空速(1500h-1)的条件下对NO催化氧化达到了较高的转化率㊂其中椰壳活性炭效果最高,但是由于活性炭对湿度和温度的变化敏感,随着湿度的增加效率急剧下降㊂当温度达到100ħ时,活性炭基本失去了催化活性㊂这表明活性炭对NO的催化氧化作用只能保持在低温㊁干燥的条件下㊂表7㊀一些其他贵金属催化剂的性能[38,39]Table7㊀The p ro p erties of the catal y sts ofother noble metals[38,39]其他贵金属反应条件NO转化率1%Au/TS-1500ˑ10-6,10%O2,GHSV=5000h-1,260ħ78%Ru/ZrO2400ˑ10-6,10%O2,GHSV=180000h-1,275ħ93%㊀㊀Juliana P.S.Sousa等[41]利用尿素对活性炭进行了N元素的掺杂改性,发现改性后活性炭的表面含氮成分促进了NO的催化氧化㊂在25ħ下NO的转化率达到了70%,并且做了尾气吸收装置,用水吸收了NO x尾气,吸收效果较好,去除率达90%㊂刘鹤年等[42]用4种(A5㊁A7㊁A10㊁A15为按照比表面积大小的顺序编号)沥青基活性炭纤维为材料,研究了常温下模拟空气气氛中体积分数为50ˑ10-6的NO 的催化氧化性能㊂结果表明,低比表面积的活性炭纤维因为其有较窄的孔径分布和较大的类石墨微晶而有利于NO 的催化氧化㊂表8为一些活性炭催化剂的性能㊂表8㊀一些活性炭催化剂的性能[40-42]Table 8㊀The p ro p erties of the catal y sts of modified activated carbons[40-42]活性炭反应条件NO 转化率PAN -ACF400ˑ10-6NO ,2%O 2,GHSV=1500h -1,30ħ25%Pitch -ACF 400ˑ10-6NO ,2%O 2,GHSV=1500h -1,30ħ43.8%Coconut -AC400ˑ10-6NO ,2%O 2,GHSV=1500h -1,30ħ83%AC -U 100N ㊃cm 3㊃min -1/0.2g ,1000ˑ10-6,20%O 2,25ħ70%A5(Pitch -ACF )30ħ,21%O 2,GHSV=39798h -1,50ˑ10-631%A7(Pitch -ACF )30ħ,21%O 2,GHSV=39798h -1,50ˑ10-630%A10(Pitch -ACF )30ħ,21%O 2,GHSV=39798h -1,50ˑ10-624.8%A15(Pitch -ACF )30ħ,21%O 2,GHSV=39798h -1,50ˑ10-620.1%3㊀展望目前对SCO 法的研究都是设想将NO 氧化成为NO 2后,采用湿法脱除工艺与SO 2一同脱除㊂因此,催化剂同样遇到SO 2和H 2O 中毒的问题㊂根据目前的文献报道来看,对中毒问题㊁催化剂再生问题的研究还较少㊂文献中报道了钴氧化物具有较好的抗中毒能力,且具有较高的活性㊂虽然SCR 法钒基催化剂在NO 的催化氧化中没有好的活性,但是其优异的抗SO 2中毒能力使其能够广泛应用在SCR 法中㊂钒与其他元素的复合氧化物应用于NO 的催化氧化还未见报道,该类催化剂是否会兼顾高活性和高抗中毒特性还有待尝试㊂锰氧化物催化剂和钙钛矿催化剂具有高活性而受到了关注,相对低廉的成本使它们具有潜在的应用价值,但目前对于这两类催化剂中毒㊁再生的问题研究还不够深入㊂燃煤电厂常规的除尘脱硫脱硝步骤是:省煤器-SCR-空预器-除尘-FGD (湿法脱硫),广泛通用的SCR 法因为烟气没有除尘脱硫,而使催化剂的寿命缩短㊂所以SCO 法催化剂的最佳布设区间应是在除尘后,催化剂的活性温度范围也应该考虑在烟气除尘后的温度区间范围内,以达到延长催化剂的寿命目的㊂参考文献1㊀王晓明.催化法去除氮氧化物的研究进展[J ].工业安全与环保,2009,35(1):212㊀Huan g X ,Qiu R ,Chan Chak K ,et al.Evidence of hi g hPM2.5stron g acidit y in ammonia -rich atmos p here of Guan -g zhou ,China :Transition in p athwa y s of ambient ammonia to form aerosol ammonium at [NH 4+]/[SO 42-]=1.5[J ].Atmos p heric Res 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An experimental investigation on removing PM and NOx simultaneously from diesel exhaustWu Qianli1,MA Chaochen1,Zhong lei1,Han jing21 School of Mechanical and Vehicular Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing(100081)2 Beijing Command College of CAPF,Beijing (100012)E-mail:mcc1900@AbstractIn order to achieve simultaneous removal of particulate matters (PM) and NOx in diesel exhaust, a new kind of aftertreatment proto type has been developed. The proto type combined effects of static, cyclone, non-thermal plasma and hydrocarbon selective catalytic reduction. Experiments have been carried out with standard gases simulating diesel exhaust. Physical and chemical effects that took place in the proto type are as follows: the collection of PM by electrostatic-cyclone system, the oxidative combustion of PM, the selective catalytic reduction of NOx, and the reaction between PM and NOx. The effect of non-thermal plasma makes the density of NO decrease and that of NO2 increase, whereas, the amount of NOx remains the same. Employing catalyst coupled with non-thermal plasma debase the temperature by about 50℃, there the peak value of transform rate appears. All of catalyst, non-thermal plasma, and deoxidizing HC are active to decrease combustion temperature of PM, moreover, the effect of all of them together decrease the temperature to about 280℃, which is informing. It is realized that PM and NOx were removed by Physics and chemical effects mentioned above.Keywords:plasma;hydrocarbon selective reduction;diesel;particulate matters;NOx1. IntroductionAt present, it is an urgent task to take all kinds of methods to remove PM and NO X in diesel exhaust simultaneously.The selective reduction of NOx by hydrocarbons (HC-SCR) in the presence of excess oxygen is a potential method to remove NO X from exhaust. Researchers are attracted by HC-SCR for there is a small amount of HC in diesel exhaust and can be easily obtained. There are two main problems when HC-SCR is used to engine exhaust: narrow active temperature window, especially in low temperature region; catalyst is sensitive to SO X and water vapor.Since 1990’s researcher have combined non-thermal plasma with HC-SCR to study the NO X reduction in oxygen rich exhaust[1-3]. It also reported that reaction can take place between soot and NO X, thus PM and NO X can be removed simultaneously[4-5].Plasma has the characteristic of having effect on both PM and NO X. There are two main aspects on decreasing diesel emission of plasma: The physical collection of diesel PM in ESP; The chemical effect of plasma on NO X and PM removal in exhaust.A new kind of attertreatment proto type has been developed. The proto type combined electrostatic-cyclone technology together with non-thermal plasma selective catalytic reduction technology to remove PM and NO X simultaneously. Experiments have been carried out with simulated gases and with real diesel exhaust .This paper is mainly focused on test with simulated gases and test with real diesel exhaust will describe in other papers.2. Experiment2.1 Experimental setupFigure 1 shows the experimental setup for simulated gas reaction test. The simulated gas consisted of NO/N2, O2; C3H6.The composition was controlled by MFCs (mass flow controller, Brooks, 0154).The plasma reactor was a pulsed corona type. The reactor was power by an AC+DC power supply. The voltage and current wave-forms were recorded by a digital oscilloscope (Tektronix-220)using PV1 high-voltage probe and PA1 current probe. Gases were analyzed in catalyst estimateFig.1. Schematic diagram of experimental setup1~6.gas bottles 7.MFC 8.blending room 9.reactor 10.oscilloscope11.power supply 12.gas analyzers puter 14.water bubblertest bench. The input energy density was calculated by multiplying the voltage, current wave-forms and the pulse repetition rate .A bubbler was used to control the humidity of gas flow and a cold trap was installed at the sample inlet of the NO X analyzer to prevent the water condensation in the analyzer. Catalyst used in the test is Ag/Al2O3. The crystallographic feature of catalyst was observed with X-Ray Diffraction Method (Shimadzu XRD-6000).Fig2 is the sketch of the proto type. The proto type is a “two stage” reactor, the first stage is a plasma generator, and gases are pretreated here and then goes to the chemical reaction stage by virtue of catalyst. The first stage is also an electrostatic-cyclone collector. When exhaust from diesel flows through the collector tangentially, PM is charged in electric field and attracted to the outer electrode forced by the electric field .Thus most PM is collected. When aggradation layer is thick enough, it will be blowed off under enough high inlet wind speed and fall into the collection groove .Uncollected PM goes through the second stage of the system where PM will oxidize further.Fig.2. “two-stage” reactor proto type1. Steel sleeve2.seal layer3.inner electrode4.outer electrode5. Insulated cirque6.collecting groove2.2 RESULT2.2.1 Plasma effect on NO conversionIn NO/O2/C3H6/N2 mixture, we examined the effects of hydrocarbon and energy density on NO, NO2 concentration changes. Fig3 shows the concentration changes as a function of energy density. In the existence of plasma, the concentration of NO decreased while NO2 concentration increased with total NO X concentration unchanged. This is because O radical dissociated from O2 induced by plasma makes NO be oxidated to NO2. When HC is added to the NO/O2/N2 mixture, the oxidation of NO to NO2 was greatly enhanced as the concentration of HC increased. The oxidation processof NO to NO2 was increased as the input energy density increased .But the increase rate decreased as the increase ofinput energy density.Fig .3. Effect of HC concentration and energy density on plasma oxidation of NO to NO2.O28%,T=250℃.(filled:NO,blank:NO2)2.2.2 Plasma effect on catalytic reduction of NOXIn this experiment the gas temperature in the plasma region was fixed at 150℃.The temperature of the catalyst region was controlled 100-500℃.The space velocity was keep at 10000h -1. Fig.4 shows the NO X conversion as a function of temperature under the effect of plasma/catalyst, or catalyst only. When the temperature is lower than 330℃, plasma/catalyst has higher conversion rate than catalyst only, and the peak conversion rate is about 70%.However the catalyst only has higher conversion rate than plasma/catalyst above 330℃.It can be also seen from Fig.4 that the peak conversion rate temperature shift about 50℃ to lower temperature zone with plasma/catalyst than catalyst only. This indicates that plasma can create active species at low temperature which are reductive and increase the activity of catalyst. This is particularly promising for engine use.2.2.3 PM oxidationFig5 shows the change of CO 2 density as a function of catalyst temperature .In order to find the direct influence of catalyst on PM removal, no010020030040050060001020304050energy density/(J.L -1)N O x c o n c e n t r a t i o n /(p p m )500ppm 1000ppm 500ppm 1000ppm 0ppm 0ppmC HFig.4. comparison of catalyst reduction of NO with and without plasmaNO 500ppm,O28%,energy density=30J/LFig5. catalyst effect on PM oxidationNO 、HC was added to the mixture. Soot from real exhaust gas was dipped to the surface of catalyst to simulate the real soot accumulation. CO 2 produced at 380℃.This indicates the start of PM oxidation. Generally ,soot react with O 2 at 500~600℃.When catalyst was used to the oxidation of PM, the temperature was greatly dropped.Fig 6 shows the change of PM oxidation temperature with plasma/catalyst. When no HC was added to the mixture, the PM oxidation temperature is 350℃.The temperature is lower than that of catalyst only. These results revealed that plasma strengthen the activity of catalyst.0.20.40.60.80200400600temperature/℃C O 2 d e n s i t y /%Fig.6 HC effect on PM oxidation NO 500ppm 、O2 8%、C1:NOX=6When HC was added to the mixture, the PM oxidation temperature further decreased to 280℃.Plasma has a better influence on PM oxidation when HC was added to the mixture than no HC. When HC went through the reactor, it turned into many highly active radicals, which were absorbed to catalyst and soot. They react on the surface of catalyst .Thus the oxidation of PM was enhanced.2.2.4 Plasma/catalyst effect on NOX and PM removalWhen NO was added to the mixture ,the oxidation temperature of PM is still 280℃ This indicates that NO has no influence on PM oxidation.Fig7.shows the NO X conversion rate with and without the presence of PM.Fig.7. PM effect on NOX conversion3 ConclusionsSimultaneous removal of NO X and PM by plasma/catalyst is evaluated in a “two-stage” plasma system. This paper focuses on the effect of plasma and catalyst with simulated gas. Based on the0.10.20.30.40.50.60.70.80100200300400500temperature/℃C O 2 d e n s i t y /%2040 6080 0 100200300400500temperature/℃N O x c o n v e r s i o n /%experimental results, the following is concluded:z In the existence of plasma, the concentration of NO decreased while NO2 concentration increased with total NO X concentration unchanged.z Peak conversion rate temperature shift about 50℃ to lower temperature zone with plasma/catalyst than catalyst only.z All of catalyst, non-thermal plasma, and deoxidizing HC are active to decrease combustion temperature of PM, moreover, the effect of all of them together decrease the temperature to about 280℃, which is informing.z It is realized that PM and NOx were removed by physics and chemical effects mentioned above.References[1] Held W, Koening A ,Richter T et al. Catalytic NO X reduction in net oxidizing exhaust gas.SAE,1990,900469.[2] Iwamoto M, Yahiro H Yu-u Y et al. 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