低温等离子体技术处理氮氧化物特性研究分析

利用低温等离子体技术转化柴油机NOX很大程度上取决于排气中的气体成分以及等离子体的放电能量,放电过程直接影响气体分子的电子冲击分裂.为此,分析了利用低温等离子体技术处理柴油机NOX排放可能发生的转化反应及其影响因素;并通过介质阻挡放电,研究了放电电压、放电频率与放电功率、功率因数之间的关系,分析了这些因素对处理NOX排放的影响.结果表明,放电功率是等离子体处理氮氧化物最直接的影响因素.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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)。     

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。     

柴油机碳烟颗粒物捕集器设计与试验

提出以聚丙烯腈基碳纤维毡作为柴油机碳烟颗粒物捕集介质的方法,研制出聚丙烯腈基碳纤维毡碳烟捕集器。在CC485型柴油机上的试验结果表明：该碳烟捕集器具有较高的捕集效率,所产生的排气压降对柴油机工作性能的影响不大。     

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。     

环烷酸铈消烟助燃剂改善内燃机有害排放的研究

为研究有助燃与消烟作用的柴油添加剂对降低柴油机排放的作用，在一台TY1100柴油机上分别用纯柴油和加0．15％环烷酸铈消烟助燃剂的柴油进行了试验，并测定了发动机性能、燃烧特性和各种有害排放气的浓度。试验表明，环烷酸铈消烟助燃剂对降低内燃机排放中的有害物质，特别是降低碳烟、NOx排放作用显著，柴油机负荷增加，碳烟、NOx排放浓度降低幅度增大，在负荷降低区域运转时，下降幅度减小。     

低温等离子体净化汽车尾气化学动力学研究

对低温等离子体净化汽车尾气的化学动力学进行了研究。根据波尔兹曼分布规律,推导出了高温电子撞击气体分子的反应速率常数公式;用数值模拟方法分析了NO的反应过程,通过模拟和实验验证,得出了O2浓度和输入电压对NO去除的影响。     

怠速工况下氧化型催化转换器辅助DPF再生方法

在柴油机颗粒物捕集器(DPF)前端安装氧化型催化转换器(DOC),通过在氧化型催化转换器前端喷入柴油来提高柴油机尾气温度,并通过降低柴油机尾气流量进一步提高尾气温度,可以实现柴油机颗粒物捕集器再生.整个再生系统由喷油器、氧化型催化转换器和柴油机颗粒物捕集器组成.在发动机台架上对该再生方法进行系统试验研究,包括再生时氧化型催化转换器的升温特性、喷油流量与温度升高幅度的关系、DPF再生过程和再生方法的燃油经济性及二次污染.结果表明怠速工况下DOC辅助DPF再生能顺利实现,再生过程消耗柴油120.5 g,再生过程中排放的CO和HC分别为12.4g和1.1g.     

农业机械用柴油机排放微粒控制研究

随着国家对非道路车用柴油机排气污染物排放强制性标准的颁布,控制农业机械柴油机尾气排放已成为刻不容缓的紧迫任务。结合农业机械配套柴油机在使用过程中排气微粒的生成机理以及对环境的危害,深入探讨了控制柴油机微粒排放的处理方法,从机内净化技术、尾气后处理方法以及改善燃油品质、采用代用燃料等方面对微粒的排放控制进行了系统的探讨和研究,给出了柴油机微粒控制的基本技术路线和未来发展趋势。     

EGR温度对涡轮增压柴油机燃烧和排放的影响

用试验的方法研究了 EGR温度对缸内压力、燃烧放热规律、燃烧温度以及 NOx 排放等参数的影响。结果表明 ,对 EGR进行冷却可以降低燃烧初期的压力升高率和峰值压力。低的 EGR温度可以延长燃烧滞燃期 ,增大预混合燃烧阶段燃烧的燃油比例 ,缩短燃烧持续期 ,降低最高燃烧温度 ,从而降低 NOx 的排放 ,同时可以降低碳烟的排放 ,提高燃油经济性。