柴油机排放控制技术 (1).ppt

现代轿车技术- 柴油机排放控制
上海交通大学内燃机研究所
NOx的机外净化技术
微粒机外净化技术
NOx和微粒同时净化后处理技术
NOx机外净化技术
选择性催化还原技术
NOx存储还原催化系统
等离子体辅助催化还原NOx
选择性催化还原技术
选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction, SCR)是指利用尾气中有机物为还原剂或添加还原剂,在氧浓度高出NOx浓度两个数量级以上条件下,高选择性地优先把NOx还原为N2。其催化过程通常采用NH3和HC作为还原剂。该技术得到了广泛的研究。
NH3选择性催化还原
采用NH3作为还原剂进行催化还原NOx(NH3-SCR)的主要反应是:
4NH3+4NO+O2 → 4N2+6H2O
6NO2+8NH3 → 7N2+12H2O
选择性催化还原技术
该系统已广泛应用于固定源发动机,如船舶等大型柴油机上,主要是因为NH3-SCR催化剂在潮湿、富氧和含硫条件下具有较高的活性和较长的使用寿命。
由于使用了腐蚀性很强的NH3或氨水,对管路和设备的要求高,造价昂贵;氨的加入比例要求精确控制,过量或未反应的NH3易造成二次污染。
选择性催化还原技术
HC选择性催化还原(HC-SCR)利用HC作为还原剂进行选择性催化还原NOx(HC-SCR)的催化剂可分为金属氧化物、贵金属和分子筛三大体系。该技术目前还不成熟。
其催化反应式:
NO+HC+O2→N2+CO2+H2O
NOx 存储还原催化系统
NOx存储还原催化技术

当发动机在稀燃状态下工作时,排气处于氧化气氛,在贵金属(Pt)催化作用下,NO与O2反应生成NO2,并以***盐MNO3(M代表吸附材料)的形式存储在碱土金属表面;当发动机在化学计量或浓混合气状态下运转时,***盐MNO3分解释放出NOx,在催化剂上与CO、HC和H2反应生成N2、CO2和H2O,同时使得碱土金属得以再生。
NOx 存储还原催化系统
NOx储存还原催化剂净化原理图
NOx 存储还原催化系统
NSR应用于柴油机存在两个问题:
一是柴油机不可能始终在浓混合气工况下运行
二是催化剂容易硫中毒
前者可以通过较高的废气再循环(EGR)、空气节流、喷射策略的修正以及增加HC等来解决,而硫中毒问题则必需采用脱硫燃料或减少润滑油中的硫。
NOx 存储还原催化系统
柴油机PM-NOx催化净化系统