生物质燃料与催化剂后处理体系结合 净化柴油机尾气排放研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 石晓燕 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 贺泓 |
| 关键词 | 含氧燃料 乙醇柴油 生物柴油 氧化催化剂 柴油机排放控制 Oxygenated fuel E-diesel biodiesel oxidation catalyst diesel emission control |
| 其他题名 | Combination of biofuels and diesel fuel blends with catalytic aftertreatment technology for diesel engine emission control |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 随着石油资源供应的紧张和对CO2 减排的重视，生物质替代燃料在全球范 围内受到关注。乙醇是一种原料来源广泛，价格便宜且含氧量高的生物质可再生 燃料，乙醇汽油已经推广用于汽油发动机。柴油掺混乙醇可得到乙醇柴油 (E-diesel)，该含氧燃料用于柴油发动机可以降低柴油机颗粒物(PM)排放，因此， 乙醇柴油具有保护环境和替代化石能源的双重意义。但乙醇与柴油理化性质相差 很大，互溶性差，混合燃料在温度较低和有微量水存在的情况下出现分层，难以 满足发动机燃料起码的稳定、均一的要求。我们开发了乙醇柴油助溶剂，提高了 乙醇柴油混合燃料的互溶性，使其具有一定的耐水性。在柴油机台架上对乙醇掺 混比例为10% 和30%的乙醇柴油混合燃料的排放情况进行了考察，并考察了着 火改进剂对乙醇柴油排放的影响。结果显示，与使用普通柴油相比，乙醇柴油混 合燃料大大降低了柴油机烟度排放，最大降低幅度达90%；降低了NOx 排放； 在有着火改进剂的情况下降低了碳氢（HC）和CO 排放。 生物柴油是一种重要的生物质柴油机替代燃料。生物柴油与柴油的主要燃料 性质相近，可以直接或以掺混的方式用于柴油机。生物柴油同时也可以作为乙醇 与柴油混合时的乳化剂。我们将一定比例的生物柴油、乙醇混合，作为含氧添加 成分与柴油混合，并将这种混合燃料称为生物乙醇柴油(BE-diesel)。生物乙醇柴 油在燃料性质上优于单纯的生物柴油或乙醇与柴油的混合燃料。乙醇和生物柴油 的性质决定了它们作为柴油机燃料具有很强的互补性。乙醇的低凝固点有利于改 善生物柴油的低温流动性；生物柴油的十六烷值比柴油的高，在一定的乙醇添加 比例范围内，混合燃料无需再添加着火改进剂来提高十六烷值。在两台柴油发动 机台架上对生物乙醇柴油的排放特性和发动机特性考察的结果显示，生物乙醇柴 油对发动机动力性能和经济性能影响不大，却大大降低了柴油机PM 排放，最大 降低幅度57%；但略微增加了NOx 排放。对生物乙醇柴油排放尾气中的13 种主 要羰基化合物测定的结果表明，其尾气中的主要羰基化合物种类与使用柴油时的 排放相似，以甲醛、乙醛、丙醛和丙酮为主。随测试工况的不同，生物乙醇柴油 排放尾气中的总羰基化合物浓度对于柴油增加1～22%不等。台架实验的结果表明，生物乙醇柴油可以直接用于现行柴油机。 Ag/Al2O3-乙醇还原剂组合体系对选择性催化还原NOx 有很高的转化效率。 但是在净化NOx 的同时，会同时产生大量的CO。我们成功开发了氧化催化剂 Cu/TiO2 催化剂，可以很好的去除净化NOx 过程中产生的CO 和残留HC。 在上述研究的基础上，我们将生物乙醇柴油与配有后置氧化催化剂的 Ag/Al2O3-乙醇还原剂组合后处理体系结合，在柴油发动机台架上考察了对污染 排放的削减情况。欧Ⅲ十三工况加权平均结果证明，二者的结合达到了在无颗粒 物过滤器情况下同时降低PM 和NOx 的效果，削减率分别为40%和72%。同时， 考察不同氧化催化剂组合对PM 组分的影响发现，氧化催化剂对PM 排放的影响 实际上是对PM 中硫酸盐组分和可溶性有机成分（SOF）影响的综合结果。含有 贵金属催化剂的氧化催化剂组合在大幅度降低PM 中SOF 的同时大量增加了硫 酸盐成分，导致PM 净结果显示为增加。Cu/TiO2 催化剂大幅度降低PM 中的SOF， 只少量增加硫酸盐，而最终使PM 减少。 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-06-01 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/266]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_大气环境科学实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 石晓燕. 生物质燃料与催化剂后处理体系结合 净化柴油机尾气排放研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。