Technology of Aftertreatment for Simultaneous Reduction of NOx and Particulate Emissions Using High Frequency Barrier Discharge Plasma and Low Temperature Oxidation Catalyst

利用高频屏障放电等离子体和低温氧化催化剂同时减少NOx和颗粒物排放的后处理技术

基本信息

  • 批准号:
    15560183
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.37万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2004
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This study developed an aftertreatment system for reduction of NOx and particulate (PM) emissions from a diesel engine. Dielectric barrier discharge plasma and catalyst technologies are adapted to the system. The system is composed of a high-frequency barrier discharge reactor and PM oxidation part. In the barrier discharge reactor, the electrode has barrier discharge and produces plasma under low electric power condition. The air is activated by plasma and produces ozone, oxygen radical and nitrogen radical, resulting that NO is transformed to NO_2. In the PM oxidation part, particulates are oxidized under low temperature condition of less than 300℃ by using produced NO_2 and oxidation catalyst. Some experimental results are the follows. Consumed electric power and ozone formation in the reactor are strongly affected by barrier discharge electrode configuration and barrier material. The ozone formation controls the formation rate of NO_2. NO_2 formation rate is different with energy density of the reactor and is also affected by gas temperature, humidity and hydrocarbons. When introduced gas contains hydrocarbons, in particular C_2H_4 that is main decomposed hydrocarbons of diesel fuel, high NO_2 formation rate is obtained under low discharge power. Hydrocarbons restrain deterioration of NO_2 formation rate due to increase of gas temperature and humidity. Concerning particulate oxidation, plasma gas which has NO_2 and activated radicals can oxidize particulate under low temperature of 260℃ which is 100℃ lower than the case that particulate is oxidized by pure oxygen. Oxidation catalyst strongly promotes particulate oxidation. α-alumina and χ-alumina are effective as particulate catcher and catalyst holder.
本研究开发了一种后处理系统,用于减少柴油发动机的氮氧化物和颗粒物 (PM) 排放。该系统采用介质阻挡放电等离子体和催化剂技术。该系统由高频阻挡放电反应器和PM氧化部分组成。在势垒放电反应器中,电极在低电功率条件下发生势垒放电并产生等离子体。空气被等离子体活化,产生臭氧、氧自由基和氮自由基,导致NO转化为NO_2。在PM氧化部分,利用生成的NO_2和氧化催化剂,在低于300℃的低温条件下对颗粒物进行氧化。一些实验结果如下。反应器中消耗的电力和臭氧形成受到势垒放电电极配置和势垒材料的强烈影响。臭氧的形成控制NO_2的形成速率。 NO_2的生成速率随反应器能量密度的不同而不同,并且还受气体温度、湿度和碳氢化合物的影响。当引入的气体含有碳氢化合物,特别是柴油燃料的主要分解碳氢化合物C_2H_4时,在低放电功率下获得高NO_2生成率。碳氢化合物抑制了由于气体温度和湿度的增加而引起的NO_2生成速率的恶化。对于颗粒物氧化,含有NO_2和活化自由基的等离子气体可以在260℃的低温下氧化颗粒物,比纯氧氧化颗粒物的温度低100℃。氧化催化剂强烈促进颗粒氧化。 α-氧化铝和χ-氧化铝作为颗粒捕集剂和催化剂保持剂是有效的。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A Study on Conversion of NO into NO_2 using a High-frequency Dielectric Barrier Discharge Plasma for Diesel Exhaust After-treatment
高频介质阻挡放电等离子体将NO转化为NO_2用于柴油机尾气后处理的研究
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高频屏障放电将尾气NO转化为NO_2用于柴油机尾气后处理
Ali Mohammadi: "A Study on Diesel Emission Reduction using a High-frequency Dielectric Barrier Discharge Plasma"Society of Automotive Engineers Paper. 2003-01-1879. 1-8 (2003)
Ali Mohammadi:“使用高频介质阻挡放电等离子体减少柴油机排放的研究”汽车工程师学会论文。
  • DOI:
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  • 作者:
  • 通讯作者:
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