内燃机学 教学课件 ppt 作者 周龙保第八章 8.4

1,第四节 内燃机的排气后处理 EXHAUST GAS AFTERTREATMENT,三效催化转换器（TWC）,氧化催化转化器,富氧降NOx催化转化器,柴油机排气微粒捕集器（DPT）,主要学习内容,2,三效催化转化器（TWC）,1.三效催化转化器的结构,3,催化剂铂与钯氧化CO和HC为无害的H2O和CO2 催化剂铑还原NOX为无害的氧和氮,4,2.催化转化器的空燃比特性,5,3.催化转化器的起燃特性（Light-off）,6,氧化反应（ HC,CO oxidation ） 2COO22CO2 2CcHh+(2c+0.5h)O22cCO2+hH2O 水煤气反应（Water gas shift） COH2OCO2+H2 CcHh+cH2OcCO+ (c+0.5h) H2 2H2O22H2O,4.三元催化氧化还原反应,7,还原反应（NO reduction） 2NO+2CO2CO2+N2 2NO+2H22H2O+N (2c+0.5h)NO+CcHh(c+0.25h)N2+0.5hH2O+cCO2 若发动机混合气过浓 NO+2.5H2NH3+H2O 2NO+5CO+3H2O2NH3+5CO2,8,定义: 单位催化剂体积的被催化气体体积流量。,5.催化器的空速特性(speed volume),物理意义:空速SV的大小表示反应气体在催化剂 的停留时间长短tr。SV越高,tr越短。 催化剂体积与发动机排量之比为0.51.0。,9,流动阻力5kPa。 阻力与流速、孔道长度成正比。 阻力与孔道面积成反比。,6催化器的流动阻力特性,10,7、耐久特性,热失活 、化学失活,1-新鲜催化剂 2-活性位损失 3-扩散不畅 4-严重覆盖和堵塞,11,氧化催化转化器 OC,四冲程汽油机：早期，氧化HC+CO 二冲程汽油机：催化氧化器 & 二次空气喷射（HC） 稀燃汽油机：催化氧化器（HC）,CO、HC 和SOF (PAH) in PM. 醛类, 减轻柴油机排气臭味。,汽油机的催化氧化器,柴油机的催化氧化器,12,富氧NOx催化转化器 DeNOx,富氧NOx催化技术比较,13,利用载体吸附的HC载催化剂表面进行NOx的还原。 被动稀NOx技术：利用废气中的HC作为还原剂。 主动稀NOx技术：主动的向催化剂提供一定的燃油来增加HC的储备量。,一、Lean NOx原理,车用意义不大。,14,利用一些碱金属氧化物对NOx的吸附作用，在1的条件下与二者反应生成硝酸盐，在1的条件下遇到HC、CO时迅速释放吸附的NO2，并将其还原成N2。,二、吸附还原法的催化器（NOx Trap）,15,三、选择性催化还原器（SCR）,原理：利用氨（NH3）在催化剂的作用下，有选择的催化还原汽车尾气中的NOx。 催化剂：一般用V2O5TiO2、AgAl2O3以 及含Cu、Pt、Co或Fe的人造沸石（Zeolite）等。 工作温度：250-500。,16,HY（hydrolysis水解） (NH2)2CO+H2ONH3+CO2 SCR: 6NO+4NH35N2+6H2O 4NO+4NH3+O24N2+6H2O 6NO2+8NH37N2+12H2O 2NO2+4NH3+O23N2+6H2O,SCR反应,17,SCR系统,18,Selective catalytic reduction (SCR) system using urea for on-road use,19,柴油机排气微粒捕集（DPF）,一、微粒过滤器(DPF),20,1. DPF的热再生,二、DPF的再生 DPF Regeneration,定义：热再生就是由外界提供热量，提高滤芯的温度，使沉积在滤芯中的PM燃烧，恢复滤芯的洁净状态。热量可由燃烧器、电阻加热器、微波发生器、红外发射器等产生。,21,原理：氧化催化反应器把排气中的NO氧化成NO2, 利用NO2的氧化能力，氧化DPF中积聚的碳烟颗粒。 燃油要求： 柴油硫含量35ppm（欧4）,2.连续再生捕集器（CRT）,