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柴油机微粒捕集器四效催化再生技术
| 论文题名： | 柴油机微粒捕集器四效催化再生技术 |
| 关键词： | 四效催化再生;钙钛矿;柴油机;微粒捕集器 |
| 摘要： | 汽车工业在近几十年内得到了迅猛发展，同时也给环境带来了污染、给人们的身体健康带来了危害。汽车排放污染引起了各国的注意，相继推出了各种排放法规，以控制汽车的排放污染。汽油机排放污染通过机内净化和三元催化转化技术得到了很好地控制，而柴油机在控制NOx和PM的过程中存在折中关系(Trade-off)，而NOx和PM又是柴油机排放的主要污染物，因此降低柴油机的排放是一大难题。而作为PM净化最有效的微粒捕集器(DPF)却因其再生技术问题得不到广泛应用。基于此种现状，本文提出四效催化再生技术的研究，以实现DPF的再生，同时净化其它污染物，主要是氮氧化合物(NOx)，满足日益严格的排放法规的要求。 通过分析各类催化剂的特点，可以看出钙钛矿型催化剂具有抗硫能力强等优点。同时基于我国稀土元素矿藏丰富，较贵金属催化剂，价格低，经济效益好和钙钛矿型催化剂La0.9K0.1FeO3特性和研究现状，选择La0.9K0.1FeO3作为DPF四效催化再生的催化剂。之后对DPF各种再生方式的优缺点进行了比较，并分析了四效催化再生的可行性。 催化剂的催化活性直接受到制备方法的影响。通过分析各种催化剂制备方法的特点和溶胶-凝胶法在催化剂制备领域的现状，选择溶胶-凝胶法来制备催化剂La0.9K0.1FeO3。同时研究了前驱溶液PH值和催化剂焙烧温度对催化剂晶粒大小和比表面积的影响，最后通过分析，确定以PH值为5～6的前驱溶液在焙烧温度为800℃的条件下制备催化剂La0.9K0.1FeO3。 通过四效催化再生台架实验证明，在发动机排气温度较低时，DPF的再生与NOx的净化基本没有得到实现，但随着温度的升高，DPF开始实现再生，NOx开始被净化，如在5工况点时，DPF的再生率为15％，NOx净化率为12.2％。在发动机排气温度较低时，碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)的净化效果不明显；但随着排气温度的升高，其净化效果得到改善。 由于催化剂的催化活性受温度的影响，当发动机在中、小负荷，即排气温度低时，DPF的再生与NOx的净化基本没有实现。因此用电加热来优化DPF的四效催化再生，从而拓展其适用的工况范围。通过实验证明，电加热后DPF在发动机一些排气温度较低的工况可以实现再生，NOx也能得到净化。同时随着加热温度的升高，DPF的再生率得到提高，在一定的温度范围内NOx的净化率也得到了提高。 |
| 作者： | 姚本容 |
| 专业： | 车辆工程领域 |
| 导师： | 王伟;王大军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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