汽油机后处理净化技术.pptxVIP

;4.1 概 述; 以改善发动机燃烧过程为主，对降低排气污染起到很大作用，但不同程度地给汽车的动力性和经济性带来负面影响。 随着对发动机排放要求的日趋严格，改善发动机工作过程的难度越来越大，能统筹兼顾动力性、经济性和排放性能的发动机将越来越复杂，成本也急剧上升。因此，世界各国都先后开发废气后处理净化技术。;; 在尽量不影响发动机性能的同时，在排气系统中安装各种净化装置，利用净化装置在排气系统中对废气进行处理来降低最终向大气环境排放的??染物。 ;;4.2 三效催化转化器;三元催化器将汽车排气系统中的有害物质碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物转化为水蒸气、二氧化碳和氮气。 ;三元催化器的位置;概述 ;HC CO NOx;4.2.1 三效催化转化器的基本构造 ;;催化转化器的结构（圆形） ;;;1.壳体 ;;;;2. 垫层 ;;3. 载体 ;载体主要有颗粒状载体、金属载体、陶瓷蜂窝状载体三类。 颗粒状载体存在磨损快、阻力大的特点，在汽车催化器中已不采用。据统计，目前世界上车用催化器载体的90%是蜂窝整体式陶瓷载体，这种载体是用堇青石挤压而成的。 堇青石是一种铝镁硅酸盐，其化学组成为2AL2O3·2MgO·5SiO2，熔点在1450℃左右，在1300℃左右仍能保持足够的弹性，以防止在发动机正常运转时发生永久变形。堇青石具有热膨胀系数低、抗热冲击性在快速加热或冷却时抵抗破裂的能力好、良好的热稳定性，因而适合汽车排气冷热骤变的环境。 ;常见载体外形有圆形、椭圆形、三角形和跑道形等。为了获得较小的流动阻力和较大的几何表面积，蜂窝载体应向多孔薄壁方向发展，陶瓷蜂窝载体的孔隙度（单位面积上所开孔的数目）和孔与孔之间的壁厚是两个重要的参数，对催化剂的影响很大。为了降低压降、提高传热性能和增大几何面积，载体采用的孔隙度已从早期的47孔/cm2到62孔/cm2再到93孔/cm2，孔壁厚也由0.3mm到0.15mm再到0.1mm。因此在不增加催化转化器体积的情况下使单位体积的几何表面积由2.2m2/L增加到2.8m2/L再到3.4m2/L，从而大大提高了净化率。 ;蜂窝载体也可以用金属薄板制成。对于金属载体，通常采用刻蚀和氧化方法，在金属表面形成一层氧化物，在这种金属氧化物表面上可进一步浸渍具有催化活性的物质。金属载体还可以加工成网状，并通过表面氧化处理和催化活性处理，可以得到较高的催化活性表面，并进一步加工成各种尺寸大小的丝网，装入催化转化器中。金属丝载体的优点是容易做成各种形状，并且具有优异的抗冲击弹性，起燃温度低、起燃速度快。比表面积大、传热快和使用寿命长，可适应汽车冷启动排放的要求，并可采用电加热。但造价高。;三元催化剂的外形种类：;按目数分： 400目、600目等 目数：每平方英尺孔的数量 ; ;催化剂包括载体、涂层和活性组分。;4. 涂层 ;催化剂涂覆示意图;三效催化转化器的基本结构;铑（Rh）：　铑是三效催化剂中控制氮氧化物的主要成分，这种高活性与其能有效地分解NO分子有关。在催化转化器中，铑的典型用量是0.18~0.3g。 铂 （Pt）：铂在三效催化剂中的主要作用是转化一氧化碳和碳氢化合物。铂在三效催化剂中的典型用量为1.5~2.5g。 钯 （Pd）：钯同铂一样在三效催化剂中主要起催化一氧化碳和碳氢化合物的氧化反应的作用。　　;4. 助催化剂（稀土元素） ： 助催化剂是指加到催化剂中另一些物质，本身不具有活性或活性很小的物质，但能改变催化剂的部分性质，从而使催化剂的活性、选择性、抗毒性或稳定性得以改善。常见的稀土元素包括铈、镧、钡等，它们具有稳定的氧化态。氧化铈和氧化镧被应用于目前的汽车催化剂中，它的一般用量约为涂层质量的10%~30%。 ;;　　 　　;根据红外光谱，推断和之间可能存在下列反应步骤，其中M代表金属活性位，（g）表示气相，（a）表示吸附态。 　　 　（1）吸附步骤　;(3)表面重组和表面反应 ;废气转化效率与空燃比的关系;;为了与三效催化剂相配，现代汽油机均采用由排气氧传感器反馈控制空燃比的电控汽油机喷射系统。　　;转化效率 空燃比特性 起燃特性 空速特性 流动特性;转化效率;空燃比特性;起燃特性; 由于冷起动阶段排气温度未能达到催化剂起燃温度以及空燃比发生偏离使得催化转化器的转化效率很低。;2004年我国汽车排放从欧Ⅱ到欧Ⅲ，不是像欧Ⅰ到欧Ⅱ那样技术简单，而是上了一个台阶，需要三项技术。 首先是增加了对车辆冷启动时排放达标的要求。实验过程要求车辆在零下7摄氏度的低温条件下搁置6小时以上，点火着车之后，立刻测量车辆排放，达到标准。这项技术要求是欧Ⅱ标准中没有的。 其次是在车辆的电控系统中增加了专门监测排放控制系统