Development and Investigation of Diesel Fuel Reformer for LNT Regeneration
Development and Investigation of Diesel Fuel Reformer for LNT Regeneration
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用于 LNT 再生的柴油重整器的开发和研究
DOI：
10.1007/s40825-015-0017-8
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发表时间：
2015
影响因子：
1.6
通讯作者：
S. Pischinger
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
T. Wittka;V. Müller;P. Dittmann;S. Pischinger
在目前的工作中，排气后处理系统相结合的贫NOx捕集器（LNT）加排气旁路，被动催化剂的选择性催化还原（SCR），和发动机独立的LNT还原剂供应车载排气燃料重整开发。为了展示合成气的移动的生产，重点是汽车应用，已经开发了主要使用发动机废气操作的轮廓燃料重整器。详细描述了重整器的概念和设计。反应过程是放热催化部分氧化（CPOx）和吸热蒸汽（蒸汽重整（SR））和CO2（干重整（DR））重整的可变叠加。重整器操作对发动机废气组成的这种强烈依赖性通过在发动机试验台上的稳态实验进行了深入研究。除了在热极限内操作重整器之外，控制策略还根据低烃排放和高能量效率来设计。与纯CPOx相比，由于反应的吸热部分，废气重整显示出有利的热行为以及高达20%的效率益处。重整器可实现50%以上的还原剂产率，而对于中等发动机负荷仅可实现10- 25%，对于高发动机负荷可实现高达45%。对于所研究的柴油发动机富油标定，不期望的HC排放达到还原剂的15- 55%的百分比份额，而重整器仅显示高达12%。
In the present work, an exhaust after treatment system combining Lean NOXTrap (LNT) plus exhaust bypass, passive catalyst for selective catalytic reduction (SCR), and engine independent LNT reductant supply by on-board exhaust fuel reforming was developed. To demonstrate the mobile production of synthesis gas with focus on automotive application, an outline fuel reformer has been developed which is predominantly operated using engine exhaust gas. The reformer concept and design are described in detail. The reaction process is a variable superposition of exothermic catalyzed partial oxidation (CPOx) and endothermic steam (steam reforming (SR)) and CO2(dry reforming (DR)) reformation. This strong dependence of the reformer operation on the engine’s exhaust gas composition was intensively studied by steady-state experiments on an engine test bench. Besides operating the reformer within thermal limits, the control strategy is designed in terms of low hydrocarbon emissions and high energetic efficiency. In comparison to pure CPOx, exhaust gas reforming showed favorable thermal behavior as well as efficiency benefits of up to 20 % due to the endothermic part of the reaction. The reformer could achieve a reductant yield of above 50 %, whereas only 10–25 % for medium engine load and up to 45 % for high engine load could be realized by engine-rich operation. For the investigated diesel engine-rich calibrations, the undesired HC emission reached a percentage share of the reductants of 15–55 %, whereas the reformer showed only up to 12 %.
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