采用分子篩SCR催化器降低柴油機(jī)NOx排放的試驗研究.pdf

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1、第3期(總第200期)車用發(fā)動機(jī)No,3(SerialNo.200)2012年6月VEHICLEENGINEJun.2012采用分子篩SCR催化器降低柴油機(jī)№排放的試驗研究趙海光1,韓永強1,田徑1,徐振波2,鐘銘2,史青洲1(1。吉林大學(xué)汽車仿真與控制國家重點實驗室,吉林長春130025;2中國第一汽車集團(tuán)技術(shù)中心,吉林長春130013)摘要:在1臺6缸柴油機(jī)上進(jìn)行了十三工況各選定氨氯比(NsR)下的兩種分子篩SCR催化劑催化活性的試驗研究,分析了兩種分子篩SCR催化荊的低溫催化活性和N旺轉(zhuǎn)化效率受

2、溫度、空速以及Hc轉(zhuǎn)化效率影響的規(guī)律。結(jié)果表明:£一250℃時,空速對Nq轉(zhuǎn)化效率影響較?。挥捎谑軠囟鹊挠绊?,在NsR值為1.0的情況下cu基與Fc基分子篩的N眈轉(zhuǎn)化效率最高分別為88%和78%,cu基SCR催化劑較Fe基SCR催化荊有較好的低溫催化性能;戶250℃時,F(xiàn)e基分子篩催化劑的抗HC中毒能力不和cu基分子篩催化卉j。f一350℃時,NO,轉(zhuǎn)化效率受空速與溫度的雙重影響,兩種SCR催化劑的最高NO。轉(zhuǎn)化效率分別出現(xiàn)在空逮為n5060h_1和90400h·時;t--350℃時,F(xiàn)e基分子篩催化

3、劑比Cu基分子篩催化劑對HC更加敏感。關(guān)鍵詞:柴油機(jī);分子篩催化劑;低溫催化性能;轉(zhuǎn)化效率;選擇性催化還原DOI:10.3969/j.issn.100I-2222.2012.03.011中圖分類號:TK421.8文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號:i001—2222(2012)030000—04柴油機(jī)兩大主要排放物氮氧化物(NO。)和微粒轉(zhuǎn)化效率與氨氮比(N。n)、空速和溫度的變化關(guān)系;(PM)之間存在tradeoH關(guān)系,隨著排放法規(guī)的日分析了尿素水溶液噴射量一定的前提下,EIC對益嚴(yán)格,單純依靠機(jī)內(nèi)措施已經(jīng)不能

4、滿足法規(guī)需NO:轉(zhuǎn)化效率的影響.對制訂科學(xué)的還原劑噴射控要。因此,排氣后處理技術(shù)和機(jī)內(nèi)凈化措施相結(jié)合制策略及合理的SCR匹配、標(biāo)定技術(shù)進(jìn)行了有益的將成為未來解決柴油機(jī)排放問題的主要技術(shù)手段。探索。在目前研究開發(fā)的柴油機(jī)N0:后處理方法中,1試驗裝置及方法以尿素水溶液為還原劑的選擇性催化還原技術(shù)(Urea—SCR)最為成熟,能在柴油機(jī)排氣富氧且流1.1試驗裝置量、溫度和組分多變的反應(yīng)環(huán)境下有效降低NO:排試驗以CA6DL2—35R基礎(chǔ)樣機(jī)為研究對象,放。歐洲重型汽車協(xié)會宣布將采用Urea—SCR技術(shù)發(fā)動

5、機(jī)主要參數(shù)見表l,兩種SCR催化器的主要參作為達(dá)到歐V以上排放法規(guī)的技術(shù)路線。目前普遍數(shù)見表2,發(fā)動機(jī)試驗裝置見圖1。采用32.5%的尿素水溶液(AdBlue)為還原劑,通表1CA6DL235R柴油機(jī)參數(shù)過空氣輔助噴射的形式噴入排氣中;國際上應(yīng)用最廣泛的商業(yè)SCR催化劑是礬基催化劑與分子篩催型式盲列6缸增壓中冷壓縮比17:1化劑。分子篩催化劑是一種結(jié)晶型的硅鋁酸鹽,它排量/L8.6標(biāo)定功率/kw957具有均勻的孔隙結(jié)構(gòu),其內(nèi)表面積很大,能耐受的高缸徑/ram112標(biāo)定功率轉(zhuǎn)速/r·rain。2100溫

6、達(dá)1000℃,并且具有很強的穩(wěn)定性及可調(diào)變的行程/ram145最大扭矩/N-1111300酸位中心。分子篩催化劑具有出色的低溫特性,在噴油系統(tǒng)高壓共軌最大扭矩轉(zhuǎn)速/r·rainl1300高空速下轉(zhuǎn)化效率也很高,但是其對HC敏感,并且表2SCR催化器主要參數(shù)依賴一定的n(NOz),/n(NO)比率(物質(zhì)的量之比),催化器直徑/mm1一般需與DOC配合使用口‘2。高度/mm孔數(shù)/7L·ern_2數(shù)量/支涂層/g·LFeSCR2671524622160本研究以CA6DL為基礎(chǔ)樣機(jī),研究了真實柴Cu—SCR2

7、67152.4622160油機(jī)排氣條件下兩種分子篩SCR催化器(酸位中心分別為Cu基與Fe基)的低溫起燃性能以及NO:試驗所用廢氣分析儀為MEXA7100DEGR多收稿日期:2012—04—23;修回日期:2012—06—06一作者簡介:趙海光(1988一),男,碩十,主要從事內(nèi)燃機(jī)公害與控制面的研究;haiguan91988@126,CON。2012年6月趙海光.等:采用分子篩SCR催化器降低柴油機(jī)Nq排放的試驗研究通道廢氣分析儀,可同時測量發(fā)動機(jī)尾氣中的HC,F(xiàn)e基SCR催化器(Fe—SCR)前的

8、CO加權(quán)比排CO,NO,Nq排放量;試驗所使用的SCR噴射系統(tǒng)放量較原機(jī)有所升高,HC有所降低,Cu基SCR催為吉林大學(xué)自制的無空氣輔助式SCR噴射系統(tǒng),可化器(Cu—SCR)與之相反;兩催化器前Nq排放較由氨氮比MAP調(diào)節(jié)添藍(lán)噴射量。原機(jī)有所減小,原因可能是排氣背壓的增加導(dǎo)致發(fā)動機(jī)EGR率增加,使得NO:排放降低‘“。一I4囀嘰·1.2Fe—SCR(前江蘭10Fe-SCR(后Cu-SCR(前70.8刪Cu-SCR(后輜0.6要o.4套0.20I●I-■

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