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稀燃NOx储存-还原(NSR)机理及基于燃料重整和NSR的二甲醚发动机性能研究
结题报告
批准号:
51176119
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
张武高
依托单位:
学科分类:
E0604.燃烧学
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
阎存仙、朱磊、吴娇、周相满、宋磊、吴敏超、李德立、周小力、段舒展
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中文摘要
探索稀燃NOx储存还原(NSR)机理,研究基于重整和NSR的高效低排放二甲醚发动机新技术。主要研究内容:①高选择性、高活性NSR催化剂的开发,研究催化剂成分对NSR性能及失活规律的影响,总结NSR催化剂的设计制备规律;②以二甲醚重整气为还原剂,分析不同类型催化剂的NSR路径,总结稀燃NSR的机理;③研究基于燃料重整的DME发动机预混/直喷复合燃烧模式,提出利用排气余热、采用复合燃烧提高二甲醚发动机能效的途径;④探索基于NSR技术的高效低污染二甲醚发动机燃烧排放机理。本研究的创新点在于:开发以二甲醚重整气为还原剂的高选择性高活性NSR催化剂,分析稀燃NSR机理;充分利用发动机余热重整二甲醚,实现燃料的高效利用;在线设计适合二甲醚复合燃烧的燃料,改善二甲醚发动机的燃烧性能;利用NSR技术降低稀燃二甲醚发动机NOx排放。本研究对实现二甲醚发动机高效超低排放具有重要意义。
英文摘要
研究了稀燃发动机的NOx储存还原(NSR)机理及高效催化剂,并在发动机台架上进行了试验验证。主要研究内容:(1)比较柴油机和DME发动机性能,发现DME发动机能实现颗粒物的超低排放,但NOx排放降低有限;(2)研究了以DME为还原剂的金属氧化物Mo基NSR催化剂,结果认为,该催化剂高温性能良好但低温性能较差;适量负载Mo的催化剂在350℃左右的温度下具有良好的NOx去除率;负载适量贵金属Ag后的Ag-MoO3/γ-Al2O3复合催化剂综合性能良好,拓宽低温范围,NOx去除效率也有所提高;(3)钙钛矿类催化剂LaCoO3/K2CO3/CeZrO2的NSR性能研究表明,该催化剂具有较强的氧化性和NOx储存性能,但形成的硝酸盐物种过于稳定,需要在还原剂DME、H2或接近600℃的高温下才能脱附还原,且H2还原脱除NOx的性能优于以DME为还原剂时;(4)水滑石基的M/Mg/Al催化剂研究结果表明,其储存和还原性能均较差,在高浓度H2环境中NOx转换率只有接近40%;(5)在钙钛矿上复合了贵金属Pt,分别研究了以DME和H2为还原剂的Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3复合催化剂的性能,并进一步研究了还原剂成分、浓度、排气成分及空速等各种因素对NSR性能的影响,取得了良好的NSR效果;(6)PBA类催化剂的助剂研究表明,Co元素是一种良好的PBA类NSR催化剂的助剂;(7)以H2、DME及其混合气为还原剂时Pt/Co-BaO/Al2O3催化剂的性能研究表明,该类催化剂具有良好的NSR性能,特定条件下的储存效率接近70%,还原效率接近60%;(8)在分子筛型催化剂附加Ga等助剂的基础上,研究了发动机排气温度范围内的DME及天然气重整制氢的性能,取得了具有实用前景的结果,并在Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3催化剂上模拟研究了燃料重整制氢条件下的NSR性能,取得特定条件下NOx转化率超过90%的效果;(9)NSR技术在DME发动机、生物柴油发动机及天然气发动机上进行了初步应用研究,结果认为,富氢气体或二甲醚做还原剂能有效去除排气的NOx,是一种具有较好前景的NOx去除技术。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
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专利列表
DOI:--
发表时间:2013
期刊:上海交通大学学报
影响因子:--
作者:陈晓玲;张武高;顾根香;黄震
通讯作者:黄震
DOI:--
发表时间:2013
期刊:内燃机工程
影响因子:--
作者:吴敏超;陈晓玲;周相满;张武高
通讯作者:张武高
DOI:--
发表时间:2013
期刊:上海交通大学学报
影响因子:--
作者:刘涛涛;顾根香;金永星;郭晓宁
通讯作者:郭晓宁
DOI:--
发表时间:2012
期刊:燃烧科学与技术
影响因子:--
作者:周小力;张武高;黄震;顾根香
通讯作者:顾根香
DOI:--
发表时间:2013
期刊:上海交通大学学报
影响因子:--
作者:周小力;陈晓玲;张武高;喻超
通讯作者:喻超
压燃式内燃机微纳颗粒的燃烧控制、声波团聚清除及对大气影响的基础研究
  • 批准号:
    51376118
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    张武高
  • 依托单位:
基于燃料重整废气再循环(REGR)技术的二甲醚发动机低温燃烧机理研究
  • 批准号:
    50976070
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    40.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    张武高
  • 依托单位:
REGR作用下DME/NH3的燃烧机理及发动机性能研究
  • 批准号:
    50676056
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    张武高
  • 依托单位:
国内基金
海外基金