吸附还原催化系统降低稀燃汽油机nox排放模拟与实验研究

《吸附还原催化系统降低稀燃汽油机nox排放模拟与实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、成都，2007年8月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集吸附还原催化系统降低稀燃汽油机NOx排放模拟与实验研究李志军王璇张延峰张桐山孙玉亮张广宇天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072[摘要]：本文在分析NOx吸附还原催化器在稀燃吸附和浓燃还原过程所进行的化学反应后，依据稀燃汽油机应用开发的新型稀NOx吸附还原催化系统和在典型稀燃工况下催化后的实验数据，编写了CHEMKIN软件输入气体成分文件，并进行了模拟计算。结果表明：计算与实验结果具有很好的一致性。发动机排气流量、吸附还原催化器浓、稀燃绝对时间和比值大小对新型稀NOx吸附还原催

2、化系统NOx排放具有较大影响。该模拟计算结果对于实际稀燃汽油机应用稀NOx吸附还原催化系统降低NOx排放的控制策略制定具有指导意义。关键词：吸附还原，稀燃，汽油机，NOx排放，CHEMKIN,模拟引言制定优化的NOx吸附还原催化器控制策略，满足日益严格的排放法规要求，有必要对吸汽油机稀薄燃烧技术在降低油耗、减少附还原催化器降低稀燃汽油机NOx排放的吸CO2、HC和CO排放等方面具有明显的优势，附和还原过程进行进一步的了解和模拟计但是，稀燃汽油机不能通过传统的三效催化算，从而为制定吸附还原催化法降低稀燃汽器TWC来同时降低NOx的排放。因此，稀燃汽油机NOx排放

3、控制策略提供理论借鉴和应用油机尾气NOx排放不能满足日益严格的超低基础。本文对稀燃汽油机应用NOx吸附还原[1-3]排放法规要求是亟待解决的问题之一。催化器降低NOx排放进行了相关理论模拟和NOx吸附还原催化方法最早被日本丰田实验，验证了模拟计算的正确性。[4]汽车公司应用于丰田D-4稀燃汽油机，结合EGR(Exhaust-Gas-Recuilation)技术，使得NOx排放达到超低排放水平。该方法可在1.NOx吸附还原催化器的吸附和还原较宽的温度范围内具有高的NOx催化净化过程率，而且在发动机实施短期的加浓还原过程中，对稀燃汽油机的经济性恶化较小。正是由于吸

4、附还原法降低稀燃NOx排放有诸多的安装NOx吸附还原型催化器的稀燃汽油优势，因此近年来国内外对NOx吸附还原催机，以较大空燃比A/F=21稀燃状态（富氧状化器降低稀燃NOx排放进行了大量的研究态）运行较长时间，此时催化器处于吸附状[5-8]。为保持汽油机空燃比A/F阶跃变化时输态。尾气中的NOx（主要是NO），在贵金属B出扭矩和功率的稳定，减小转速波动，稀燃汽油机的电控系统需对稀燃汽油机的节气（主要是Pt）作用下NO氧化，转化为NO2，NO2[9]门和点火提前角进行相应的调节和控制。再与在贵金属B的催化剂中加入的碱或碱土为了更好地解决稀燃汽油机NOx排放问题，

5、作者简介：李志军(1962-)，男，教授，博士生导师，研究方向：汽车发动机有害排放物生成机理及控制技术研究。国家自然科学基金资助（批准号：50276042，50506021）。E-mail:Lizhijundd@163.com成都，2007年8月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集++2+2+金属M（主要是Na,K、Ba、Mg）氧化物（如NO+BaO+O→Ba(NO)2232BaO氧化钡）作用生成硝酸盐（如Ba(NO3)2），NOx吸附还原催化器在浓燃还原阶段主暂存储于稀燃催化器中以达到吸附NOx的目要进行了以下化学反应过程：的（吸附阶段）；

6、尾气中的排放有害物HC和1）：被吸附的NO在浓燃还原阶段首先脱XCO，被直接氧化成H2O和CO2排出催化器。在附。化学反应为：吸附阶段，汽油机按照稀燃时的正常参数进2Ba(NO)⇔2BaO+4NO+O3222行控制和调节。在达到吸附饱和极限以前，2）：NO的还原净化。与三效催化器中的还X将汽油机短暂地进入浓混合气状态运转，空原机理一样，NO在还原剂HC、CO、HX2燃比A/F=12小于理论空燃比，使排气中产生等的作用下被还原为无害的氮气N，CO2和2足够多的还原剂（HC、CO、H2等）。在浓燃（贫H2O,化学反应为：氧）状态下，暂存储于稀燃催化器中的硝酸4CH

7、+18NO→+12CO12HO+9N362222盐不稳定，分解释放出NO2，并与还原剂反应4CO2NO+→4CO+N222生成N2、CO2和H2O。如图1所示。4H+2NO→4HO+N2222通过以上吸附还原化学反应过程，NO吸附还原催化器完成稀燃阶段的NOxX吸附和浓燃阶段的NOx脱附还原过程，使稀燃汽油机的NOx排放得到净化。2.稀燃汽油机NOx吸附还原催化系统实验在一台产品电控燃油喷射EFI-16气门图1.NOx吸附还原催化器工作原理示意图[10]汽油机上，通过对原机的进气系统和电Fig.1SchematicdiagramofNOxAdsorber[11

8、]控燃油喷射系统改造，使之能够很好地r