基于低溫等離子體的柴油機NOx排放研究

基于低溫等離子體的柴油機NOx排放研究

隨著對發動機NOx排放要求的日益提高，各種針對減少NOx排放的技術被不斷地提出和研究。但是，采用單純的NTP（低溫等離子體）對汽車廢氣中低濃度NOx的轉換效率不高，而且帶來的能量損失較多，不適合對能源消耗的要求。針對這個問題，日本提出一種新的系統，將NTP和NOx吸附材料相結合。該系統不需要貴金屬催化劑或有害的化學物質，如尿素和氨。在該系統中，汽車廢氣中的低濃度NOx被吸附劑（如MNOx）不斷吸收，當吸附劑達到飽和時，高溫廢氣被引入吸附室，使得此時高濃度的NOx被解吸，而NOx吸附劑則隨著NTP的不斷消耗而被循環吸附與解吸，從而達到吸附劑的循環使用，同時也能夠充分利用NTP。

被吸附的NOx會隨著空氣循環再次進入發動機進氣歧管，即通過EGR（廢氣再循環）技術來降低NOx水平。使用一臺標準的柴油機做了一系列試驗，該系統中2個吸附室被交替使用，并將NTP與EGR相結合，大大提高了NOx的轉換效率。試驗表明，吸附劑的平均吸附效率達到49.4%（最大59.4%），NTP的使用效率達到66.8%（最大70.6%），同時由于系統中EGR的作用，總NOx轉換的能量效率達到154g/kW·h，連續轉換效率達到70.3%。通過試驗數據可以看出，上述柴油機后處理裝置的加入僅會增加1.0%的燃油消耗，但卻能大大減少NOx的排放水平，完全能夠滿足現行的日本排放法規。所提出的NOx后處理裝置正處于初始研制階段，還需要更近一步的研究來加強其穩定性和轉換效率。

刊名：Journal of Hazardous Materials(英)

刊期：2016年第308期

作者：Takuya Kuwahara

編譯：苗志慧