第6章-汽油机后处理净化技术ppt课件.pptxVIP

发动机排放污染及控制 主讲人 粪金科等 2023年10月12 日 6.1 概述 6.2 三效催化转化器 6.3 稀燃技术 6.4热反应器和空气喷射 第6章 汽油机后处理净化技术 第6章 汽油机后处理净化 分析介绍了稀燃催化技术的反应 原理、影响因素以及匹配控制及 性能。 介绍了三效催化转化器的基本结 构工作原理、催化反应机理、性 能指标和催化剂及其劣化机理。 概述：主要内容 第6章 汽油机后处理净化技术 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。 机内净化技术 第6章 汽油机后处理净化技术 机内净化技术 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 气环境排放的污染 物。 汽油机后处理净化技术 后处理净化技术 排气系统 第6章 概述 三效催化转化器是目前应用最多的废气后处理净化技术。 一般采用蜂窝结构载体，蜂窝 表面有涂层和活性组分，与废 气的接触表面积大，当发动机 的空燃比在理论空燃比附近时， 催化剂可将90%的碳氢化合物 和一氧化碳及70%的氮氧化物 同时净化。 目前，电子控制汽油喷射加三效催化转化器已成 为国内外汽油车排放控制技术的主流。 第6章 汽油机后处理净化技术 三效催化转化器 由壳体、垫层和 催化剂组成，其 中，催化剂包括 载体、涂层和活 性组分。 三效催化转化器的基本结构 三元催化转化器结构 6章 汽油机后处理净化技术 第 催化反应机理 有催化剂参与的化学反应就称为催化反应。固 体催化剂对气态或液态反应物所起的催化作用 属多相催化，车用催化剂就是此类型的催化。 催化反应过程 第6章 汽油机后处理净化技术 A为吸附质分子(CO、HC或NOX) s为活性中心(或催化中心) A(s)为在吸附表面上形成的表面络合物 H(s)和O(s)分别为氢原子和氧原子吸附在活性中心形成的表面络合物 第6章 汽油机后处理净化技术 吸附作用是一种或数种物质的原子、分子或 离子附着在另一种物质表面上的过程。 吸附过程 附方程式： 第6章 汽油机后处理净化技术 表面反应过程 B(s) → B + s H(s) + H(s) → H2 + s + s O(s) + O(s) → O2 + s + s B为反应产物分子 s为活性中心(或催化中心) B(s)为在吸附在催化剂上形成的表面络合物 第6章 汽油机后处理净化技术 脱附过程 脱附： 表面反应完成后，生成的反应分子从催化剂表面的活性中心脱离 出来，为表面反应的继续进行空出活性位，这个过程称为脱附。 脱 附 方 程 式 三效催化剂 三效催化剂是三效催化转化器的核心部分，它决定了三效催化转 化器的主要性能指标。 蜂窝陶瓷载体：本身比表面积很小，常在其壁 上涂覆一层多孔性物质，以提高载体的比表面 积。 蜂窝金属载体： 涂底层的方法并不适用，通常 采用刻蚀和氧化的方法在金属表面形成一层氧 化物，在此氧化物表面上浸渍具有催化活性的 物质。 蜂窝状整体式载体： 排气阻力小、机械强度大、 热稳定性好和耐冲击。其基质有两大类，陶瓷 和金属。 催化剂涂覆示意图 第6章 活性组分 载体 涂层 汽油机后处理净化技术 第6章 汽油机后处理净化技术 活性组分 三效催化剂劣化机理 第6章 汽油机后处理净化技术 三效催化转化器的性能指标 第6章 汽油机后处理净化技术 η(i)—排气污染物i在催化器中的转化效率； —排气污染物i在催化器进口处的浓度或体积分数； —排污染物i在催化器出口处的浓度或体积分数。 第6章 汽油机后处理净化技术 转化效率 转化效率随α或Фa的变化称为催化器的空燃比特性 或 的 空燃比特性 第6章 汽油机后处理净化技术 催化剂只有达到一定温度才能开始工作，称为起燃。 起燃特性 汽油机后处理净化技术 图6-7 三效催化剂的起然温度特性 第6章 空速的大小表示了反应气体在催化剂中的停 留时间(tr)： 贵金属用量mpm： 第6章 汽油机后处理净化技术 我们来了 解空速特 性！ 空速特性 对扩张管的形状、结构进行优化设计是改善催化 转化器流动均匀性的一种有效方法。 第6章 汽油机后处理净化技术 流动特性 三效催化转化器工作过程模拟 第6章 汽油机后处理净化技术 温度低时，总体的催化反应 速度几乎完全取决于化学反 应速度； 温度高时，总体催化反应