基于低温等离子体的柴油机NOx排放研究

基于低温等离子体的柴油机NOx排放研究

随着对发动机NOx排放要求的日益提高，各种针对减少NOx排放的技术被不断地提出和研究。但是，采用单纯的NTP（低温等离子体）对汽车废气中低浓度NOx的转换效率不高，而且带来的能量损失较多，不适合对能源消耗的要求。针对这个问题，日本提出一种新的系统，将NTP和NOx吸附材料相结合。该系统不需要贵金属催化剂或有害的化学物质，如尿素和氨。在该系统中，汽车废气中的低浓度NOx被吸附剂（如MNOx）不断吸收，当吸附剂达到饱和时，高温废气被引入吸附室，使得此时高浓度的NOx被解吸，而NOx吸附剂则随着NTP的不断消耗而被循环吸附与解吸，从而达到吸附剂的循环使用，同时也能够充分利用NTP。

被吸附的NOx会随着空气循环再次进入发动机进气歧管，即通过EGR（废气再循环）技术来降低NOx水平。使用一台标准的柴油机做了一系列试验，该系统中2个吸附室被交替使用，并将NTP与EGR相结合，大大提高了NOx的转换效率。试验表明，吸附剂的平均吸附效率达到49.4%（最大59.4%），NTP的使用效率达到66.8%（最大70.6%），同时由于系统中EGR的作用，总NOx转换的能量效率达到154g/kW·h，连续转换效率达到70.3%。通过试验数据可以看出，上述柴油机后处理装置的加入仅会增加1.0%的燃油消耗，但却能大大减少NOx的排放水平，完全能够满足现行的日本排放法规。所提出的NOx后处理装置正处于初始研制阶段，还需要更近一步的研究来加强其稳定性和转换效率。

刊名：Journal of Hazardous Materials(英)

刊期：2016年第308期

作者：Takuya Kuwahara

编译：苗志慧