处理柴油机氮氧化物和颗粒的低温等离子体法

柴油机氮氧化物和碳烟处理的方法有很多种，低温等离子体技术的涌现，为解决柴油机NOx和碳烟排放问题指出了一条新路。为此，重点阐述了运用于柴油机上的低温等离子体技术原理；比较分析了几种低温等离子体的产生，主要是电极的布置；提出了两种新的电极布置方法；设计了无声放电运用于氮氧化物和颗粒排放处理的实验流程。     

低温等离子体降低柴油机颗粒物排放的试验

采用基于介质阻挡放电原理的低温等离子体试验装置及反应器,进行了低温等离子体处理柴油机排气中颗粒物的模拟和台架试验.结果表明,通过介质阻挡放电产生等离子体可有效分解柴油机排气中的颗粒物.并且相关的化学反应主要集中在介质阻挡放电微放电通道之中,颗粒物的分解率随能量密度的增加而增加.同时.介质阻挡放电所生成的低温等离子体使排气中的NO转化为NO2,但不能减少排气中NOx的总量.在同等能量密度下,排气中颗粒物含量的增加使低温等离子体转化排气中HC、NO的效率下降.     

基于低温等离子体辅助催化技术的柴油机排放试验

基于介质阻挡放电理论,设计了低温等离子体发生器,协同Na-Rh/γ-Al2O3负载型催化剂建立了低温等离子体辅助催化（NPAC）系统。通过台架试验研究了在NPAC技术作用下,柴油机有害排放的变化规律。研究结果表明：在NPAC技术作用下,柴油机碳烟颗粒排放有效降低,最高转化效率接近58%;NOx排放总量明显降低,在中低负荷时,转速3 600 r/min对应的NOx转化率比较高,最高达81.5%;在高负荷时,转速2 000 r/min对应的NOx转化率较高。     

柴油机低温放电处理的微粒热重特性

以试验为基础,对低温放电处理后柴油机微粒的热重特性进行了研究。利用静电学理论设计了用来捕集柴油机微粒的低温放电反应器,并搭建了对比分析的试验台架。利用热重分析技术对柴油机微粒中可溶性有机物质和固体碳颗粒的含量进行了比较分析,发现低温放电反应可使微粒上可溶性有机成分发生不完全的化学反应。低温放电电压的变化是影响柴油机微粒中各成分含量的关键因素,随着放电电压的升高,低温放电反应器对微粒的捕集效率有所提高,柴油机微粒中可溶性有机成分的含量呈减小趋势。     

基于Chemkin的NTP转化NO/O_2/N_2中NO的数值模拟

主要讨论了低温等离子体对NO/O2/N2气氛中NO的转化并试图揭示其化学反应机理,建立PFR等离子体管流模型,利用Chemkin对处理NO的化学过程进行反应动力学模拟,将模拟结果与介质阻挡放电低温等离子体反应装置的试验数据进行对比。模拟和试验结果均表明,NO浓度随着放电功率的增加而下降,NO2、O3浓度随着放电功率的增加先增大后减小,从而验证了动力学模型的合理性。利用该机理模型,对反应体系中其余活性物种浓度进行模拟,得出这些物种的浓度变化曲线。     

柴油机排气污染及其控制技术

柴油机具有经济性好、功率范围广等优点，广泛应用于工程机械和运输车辆中。为此，从分析柴油机排放污染物的生成机理和影响因素出发，提出了控制柴油机排放的途径，从根本上降低施工现场柴油机排气中有害气体和微粒的排放量。     

小功率非道路用柴油机满足国三排放标准的技术研究

本文对小功率非道路柴油机实施第三阶段排放标准中的问题进行了分析,通过与美国环保署(EPA)非道路柴油机现行第四阶段排放法规及执行情况比较,说明小功率段柴油机国三排放标准是全球最严法规之一,分析给出8 k W以下柴油机实现第三阶段排放标准的技术路线,以KJ186FA柴油机为例,通过采用改进燃烧过程和降低机油消耗的机内净化+DOC技术来降低柴油机排放,初次试验柴油机整机CO、HC+NOX、PM排放分别为0.97 g/k W·h、5.71 g/kW·h、0.46 g/kW·h,在有效寿命期内产品完全能满足中国第三阶段排放标准的要求。     

增压中冷柴油机节流式EGR控制系统试验研究

增压中冷柴油机采用EGR技术改善NOX排放具有其特有的难度.为此,在一台涡轮增压中冷式柴油机上采用中冷后进气节流配合EGR阀的方案,根据不同EGR率对该柴油机性能的影响确定最佳EGR率,运用单片机技术进行控制系统设计,采用查表核对最佳EGR率MAP图的方式控制EGR阀的升程和进气节流阀的开度,最后联合试验室的相关设备进行十三工况排放测试.试验结果表明:匹配节流式电控EGR系统后,柴油机NOX排放得到了明显改善.     

NTP辅助SCR降低柴油机NOX排放的机理研究

为了研究低温等离子体在低温条件下辅助SCR降低柴油机NO_X排放过程中的作用机理,设计搭建了NTP-NH_3-SCR复合系统。在实验过程中,利用3个气体分析仪对NTP,NH_3-SCR系统、NTP-NH_3-SCR复合系统的净化效率进行独立测算,得到了3种净化系统对NO_X净化效率随温度变化的曲线。结果显示,在低于250℃的低温条件下,SCR对NO_X的净化效率较低,但在NTP的辅助下,能把NO_X净化效率从不高于40%提高到60%以上,且温度越低,NTP的加入对SCR降低柴油机NO_X的净化效率提高越明显。根据电晕放电理论,分析了NO_X流经NTP时产生的物理化学变化,结果表明,在低温工况下,NTP预氧化NO对SCR减少柴油机NO_X排放量有较大的促进作用。     

低温等离子发生器工作特性及实验研究

设计了一种基于介质阻挡放电原理的低温等离子发生器,对外加电源电压和频率、放电间隙、介质材料及厚度、温度、气流速度等因素及尾气处理效果进行了实验,并对实验结果进行了分析。研究表明,该发生器可使发动机尾气中HC及NO的排放量降低20％以上。为低温等离子体在排放控制方面的研究提供了实验及理论依据。     

低温等离子体净化汽车尾气中NO的实验研究

研制了一套高压脉冲电源和介质阻挡放电反应器，通过在常压下放电产生低温等离子体。结合模拟汽车排气试验，对NO的去除率随放电管的放电电压、NO的初始浓度以及气体流量的改变而变化的规律进行研究。研究表明，利用介质阻挡放电产生低温等离子体净化尾气，是一种具有发展前景的排气后处理技术，对汽车尾气的净化具有明显的净化效果。     

低温等离子体净化汽车尾气的实验研究

研制了一套高压脉冲电源和介质阻挡放电反应器,通过在常压下放电产生低温等离子体。结合模拟汽车排气实验,对放电电压、脉冲频率影响尾气净化的规律进行了系统研究。研究表明,利用介质阻挡放电产生低温等离子体净化尾气,是一种具有发展前景的排气后处理技术,对汽车尾气具有明显的净化效果。     

低温等离子体技术净化柴油机尾气NO_x的化学反应动力学模拟研究

基于化学反应动力学的基本理论建立化学反应动力学模型,以深入研究利用低温等离子体技术降低柴油机尾气中NOx排放过程中的反应机理。文中以Matlab软件作为辅助工具求解微分方程组,进行计算机模拟,并在试验系统上进行验证,模拟结果与试验结果比较吻合,由此证明所建立的模型基本可靠,最后还得出一些有用的结论。     

喷油压力与供油提前角对乙醇柴油发动机的性能影响

通过实验方法研究喷油压力与供油提前角对燃用乙醇柴油混合燃料的发动机性能的影响规律。研究结果表明喷油压力增大,功率升高,油耗增加,烟度显著降低,NOx排放变化不大,HC,CO的排放会增加;转速升高,喷油压力对HC,CO排放的影响减弱;随着供油提前角增大,功率基本不变,油耗先增加后降低,NOx排放升高,烟度降低,HC与CO的排放呈先增大再降低的趋势。     

配气相位对天然气发动机燃烧和排放的影响

对改装为火花点火式天然气发动机的柴油机配气机构的配气相位进行了优化设计,并在发动机台架上进行了对比试验,研究了配气相位对发动机燃烧及排放的影响.试验结果表明:随着气门重叠角的减小,HC和NOx排放量有所降低,但高转速时过小的气门重叠角,不利于HC排放量的降低;气门重叠角的减小使得缸内可燃气体浓度降低,在抑制NOx生成的同时,也损失了部分功率,因而在降低有害排放的同时,还要兼顾动力性;随着转速的升高,要适当增大点火提前角,以保证其动力性,避免后燃,降低排温.     

船用柴油机NO_X测量原理及控制分析

在阐述船用柴油机NOx生成机理的基础上,研究了国内外柴油机尾气污染物的控制标准,分析了柴油机控制尾气排放方面的主流技术措施及其研究现状,论述了化学发光法测量NOx的基本原理,并对6K90MC-C型船用柴油机进行了实际测试。结果表明,该机型NOx的排放满足排放法规的限制值,对柴油机尾气净化技术研究具有一定的参考价值。     

柴油机废气再循环技术的应用研究

柴油机具有良好的动力性和经济性,但NOx和颗粒排放高.为此,概述了柴油机废气再循环技术(EGR)的特点、控制方法,分析了存在的问题.为了降低柴油机的NOx排放,研究了不同工况下EGR率对柴油机性能的影响.试验结果表明:柴油机小负荷时,宜采用大EGR率;大负荷时,宜采用小EGR率;随着EGR率提高,空燃比降低,排气温度提高,采用EGR可以有效地降低NOx排放.     

介质阻挡放电的大气固氮应用

在常温常压下,利用空气介质阻挡放电形成低温等离子体,使游离态氮、氧化合形成氮氧化物,再通过吸收装置实现大气固氮,辅助农业氮肥生产。在前期研究放电时间、频率、电压峰峰值对固氮效率影响的基础上,以介质材料、介质厚度、放电间隙、电压峰峰值为试验因素展开进一步研究,并采用氮氧化物气体质量浓度为检测指标,以排除吸收系统误差。正交试验结果表明,介质材料对氮氧化物气体质量浓度影响最大;石英材料、介质厚度5 mm、放电间隙2 mm、电压峰峰值30 k V为试验最优水平。在试验最优水平下,放电持续5 min,氮氧化物气体质量浓度可达1 004.20 mg/m~3,产出/能耗比为2.21 g/(k W·h)。     

吸附还原降低柴油机NOx和PM的微观反应动力学计算

以BaO(s1)为第1吸附位,Pt (s2)为第2吸附位,采用Chekmin软件对吸附还原脱除柴油机NOx和PM的微观反应动力学过程进行了模拟计算,结果表明:稀燃阶段气相NO(g)、NO2(g)以NO2( s1)、NO2NO3( s1)、NO3(s1)形式储存在BaO表面;浓燃阶段NOx中的N原子相互结合,形成的N2分子被脱附,C(S)与活性氧O*进行表面反应.稀燃运行时间和比值大小、发动机排温及排气中氧浓度对NOx和PM的去除有较大影响.