低温等离子体净化柴油机尾气中氮氧化物的试验研究.pdf

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1、第3l卷第2期内燃机工程V01．31No．22010年4月ChineseInternalCombustionEngineEngineeringApril．2010文章编号：looo一0925(2010)02-0022一05310028低温等离子体净化柴油机尾气中氮氧化物的试验研究吕保和，蔡忆昔，马利，刘舂晖(江苏大学，镇江212013)ExperimentalStudyOilRemovalofNOxfromDieselEngineExhaustbyNon—ThermalPlasmaLVBao-he，CAIYi-xi，MALi，LlUCh

2、un-hui(JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)Abstract：Adielectricbarrierdischarge(DBD)plasmaexperimentaldevicewasdesignedandappliedtOstudyNO-removaleffectsseparatelyfromtwokindsofsimulatingdieselengineexhaustgasesofN2+NOandN2+N0+02．Theobtaineddatasweresummarizedintoase

3、riesofexperimentalcurves：theNO-removalratecurve，N02，N0。concentrationVSoriginalNOconcentration，reactorinputvoltageandgasflowcurves．ThestudyresultsshowthatthelowtemperatureplasmaproducedbyimpulsivedischargecanremoveNOef—ficientlyfrombothtWOsimulatinggases，buttheNoismainlyt

4、ransformedintoN2and02underthecondi—tionwithout02andincasewith02existenceitiSconvertedtON02．0概述摘要：设计了介质阻挡放电试验装置，并分别进行了低温等离子体去除N：+NO和N：+NO+O：两种模拟柴油机尾气中N0的试验研究，得到了N0的去除率以及No。、N0。的浓度随No的初始浓度、反应器的输入电压以及气体流量而变化的试验曲线，分析了o：的存在对试验结果的影响。研究表明：利用脉冲放电产生低温等离子体净化模拟尾气，N0的去除率均较高，但在不存在0。的

5、情况下，NO主要转化成了N：和O。；而在存在Oz的情况下，NO主要转化成了NO：。关键词：内燃机；低温等离子体；介质阻挡放电；模拟尾气；氮氧化物Keywords：ICengine；non-thermalplasma；dielectricbarrierdischarge(DBD)；simulatingexhaustgas；NO。中图分类号：TK421．5文献标识码：A在联合国公布的世界性环境公害中，大气污染高居首位，而根据环保和交通部门的统计，在城市地区由于机动车辆排放造成的大气污染已占主要部分，严重危害环境和人类的健康。发动机排放的尾气

6、中有害气体成分主要包括一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物以及碳烟。对于柴油机而言，氮氧化物和碳烟是其排放的主要污染物，其中，N0约占N0，总量的95％。因此，N0的脱除是柴油机尾气治理的重点之一。低温等离子体技术是目前废气处理领域颇具竞争力的一种方法。近年来，国内外学者从不同的角度用不同的方法对脉冲电晕放电低温等离子体脱除汽车尾气中的有害排放进行了初步研究，包括对不同反应器结构(如线一筒型、针一板型等)、不同放电参收稿日期：2∞8-1@4}9基金项目：国家自然科学基金资助项目($0776041)；江苏省汽车工程重点实验宣开放基金资助项目(Q

7、C200407)作者简介：吕保和(1963一)，男，教授，主要研究方向为等离子体处理废气．E-rail；baohe@岫s．edLcn．2010年第2期内燃机工程·23·数(如电压极性、前沿上升时间、脉冲峰值电压、脉冲频率等)、不同气体参数(如气体组成、气体初始浓度等)、不同试验条件(如气体停留时间、气体流速、气体温度等)下脱除汽车尾气效果的探索研究tHo]。初步的试验表明了等离子体技术在汽车尾气治理中的有效性，但总体而言，在利用等离子体技术净化汽车尾气这一领域，国内外都处于起步阶段，现有研究多为定性的、局部的和零散的。本文首先通过模拟尾

8、气中的主要成分，按照从简单到复杂的思路，对模拟气体进行递进式的试验研究。目前，产生低温等离子体最常用的方法有两种，即电晕放电和介质阻挡放电。介质阻挡放电又称无声放电，是一个将绝缘介质插入放电空间进行非平衡放