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基于變溫吸附、低溫等離子體和NOx循環(huán)的柴油機(jī)NOx后處理過程研究

為減少NOx排放和化石能源消耗，柴油機(jī)由于其高熱效率而被廣泛應(yīng)用，因此其排放物的凈化也變得越來越重要。目前最有發(fā)展?jié)摿Φ腘Ox后處理方法是選擇性催化還原系統(tǒng)（SCR）。然而，這些系統(tǒng)需要額外的燃油噴射或注射尿素來減少NOx，以實現(xiàn)較低的發(fā)動機(jī)運行成本。

應(yīng)用低溫等離子體（NTP）是一種既有前途而又有效的減少NOx方法。NTP通常能用較小的能量誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生高能帶電粒子通過高電場而不用加熱所有的氣體。但在柴油廢氣中產(chǎn)生的NTP對減少NO沒有效果。相反，使NO氧化成NO2具有優(yōu)勢，因為存在大量的氧氣。

本研究主要將廢氣中的NOx通過變溫吸附（TSA）被集中起來，變溫吸附主要靠發(fā)動機(jī)余熱驅(qū)動。如圖1所示，兩個吸附器經(jīng)常交替作用，吸附或者解吸附。通過使用體積小的低氧氣體作為載氣解吸附，獲得高度集中的NOx。而通過NTP方法可有效地減少NOx。通過注射氣體混合物，NOx可以

進(jìn)一步減少，這些NOx是在NTP處理中進(jìn)入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口，然后在發(fā)動機(jī)燃燒過程中分解。同時，少量的低氧含量進(jìn)氣減少了NOx成NO的過程。

試驗表明，需要越來越多的吸附劑以實現(xiàn)較高的去除效率。為了強(qiáng)調(diào)這一事實，本研究將氧化催化劑放置在吸附器前，以期用催化劑轉(zhuǎn)換NO，這是柴油機(jī)NOx轉(zhuǎn)化成NO2的吸附形式之一。

刊名：Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers（英）

刊期：2013年第44期

作者：Keiichiro Yoshida

編譯：梁瓊