机外净化技术.

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：
4 NO 4 NH 3 O2 4 N 2 6 H 2 O NO 2 NH 3 NO2 2 N 2 3H 2 O
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
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 。
等离子辅助催化还原器工作示意图
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。
NOx 机外净化技术
NOx 的机外净化技术主要是催化转化技术，主要 包括： 吸附催化还原法 选择性非催化还原 选择性催化还原
NOx净化器
等离子辅助催பைடு நூலகம்还原
第七章 车用柴油机后处理净化
NOX吸附催化还原
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：
NO 0.5O2 NO2 NO2 MO MNO3
第七章 车用柴油机后处理净化
再生方法
当吸附达到饱和时，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。
等离子辅助催化
还原NOX二级系统
第七章 车用柴油机后处理净化
等离子辅助催化还原反应方程式
反应方程式如下：
NOx的活性增强：NO NO2 第一阶段：等离子 HC的活性增强：CxHy+O2 CxHyO2 NOx在催化剂作用下选择性催化还原 第二阶段：催化剂 NOx(NO或NO2 ) CxHyO2 O2 N 2 CO2 H 2 O
第七章
车用柴油机后处理净化
富燃状况下NOX吸附催化原理
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
第七章
车用柴油机后处理净化
第七章 车用柴油机后处理净化
氧化催化转化器
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
第七章 车用柴油机后处理净化
催化剂表面活性
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， 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 净化反应便能顺利进行。
MNO3 MO NO 0.5O2
NO CO 0.5N2 CO2
(2c 0.5h) NO Cc Hh (c 0.25h) N2 0.5hH2O cCO2
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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。 富氧状况下NOX吸附催化原理
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60℃A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。
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NOX选择性催化还原
选择性催化还原也叫SCR（Selective 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250～500℃，其总量反应式为：
( NH2 )2 CO H2O 2NH3 CO2
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：
4NO 4HC 5O2 2N2 4CO2 2H2O
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等离子辅助催化还原
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。
4 NH 3 2 NO2 O2 3N 2 6 H 2 O 6 NO2 8 NH 3 7 N 2 12 H 2 O 4 NH 3 4 NO O2 4 N 2 6 H 2 O 4 NH 3 6 NO 5 N 2 6 H 2 O
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NOX选择性催化还原
NOX选择性催化还原器 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S→SO2→SO3→NH4HSO4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。
第七章 车用柴油机后处理净化
SCR系统
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。 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。