1.1. Catalyst Operating Conditions

1.1. Catalyst Operating Conditions in Engine Exhaust

Spark-ignition and diesel engines are a major source of urban air pollution. The spark-ignition engine exhaust gases contain oxides of nitrogen (NO and small amounts of N02-collectively referred to as NOx), carbon monoxide (CO) and organic compounds, which are unburnt or partially burnt hydrocarbons (HC). Compression-ignition (diesel) engine exhaust contains smaller amounts of CO and HC, their main problem being the particulate emissions. The relative amounts depend on engine technology and operating conditions. Table 1 gives indicative values of the operating conditions for exhaust aftertreatment catalysts met in different technology engine types.
As shown in Table 1, in diesel engine exhausts, the
concentrations of NOx are comparable to those from SI engines. Diesel hydrocarbon emissions are, how­ ever, significantly lower than those from SI engines. The hydrocarbons in the exhaust may also condense to form white smoke during engine startup and warm­ up. Specific hydrocarbon compounds in diesel engines exhaust are the source of characteristic diesel colour. Diesel engines are also a source of particulate emissions. About 0.1-0.5% of the fuel is emitted as small particulates (0.1 jLm mean size), which consist primarily of soot with some additional adsorbed hydrocarbon material. Carbon monoxide emissions of diesel engines are insignificant because of the
abundancy of oxygen in diesel combustion.
Use of alcohol fuels in either of these engines substantially increases aldehyde emissions. Aldehydes would be another significant pollutant if these fuels were to be used in quantities comparable to gasoline and diesel.
Currently used fuels, gasoline and diesel, contain sulfur: gasoline in small amounts «600 ppm weight S), diesel fuel in larger amounts (0.01-0.3% w.). In diesel engines the sulfur is oxidized to produce sulfur dioxide, S02, a fraction of which can be oxidized to sulfur trioxide, S03, which combines with water to form a sulfuric acid aerosol. In gasoline engines H2S is produced in small amounts as a by-product of the reactions occurring in a 3WCC during oxygen deficiency conditions.
Improvements in engine design and fuel manage­
ment have led to substantial lowering of raw emission

figures during the last decades. Further reductions in exhaust emissions can be obtained by removing pollutants from the exhaust gases in the engine­ exhaust system. Devices developed to achieve this result are usually assisted by catalysts, and include catalytic converters (oxidizing catalysts for HC, CO and SOF of HC, three-way catalysts for the simultaneous reduction of all three pollutants) and catalytically assisted traps or filters for the diesel particulate.
The temperature of exhaust gas in a warmed-up
spark-ignition engine can vary from 300 to 400°C during idle, to about lOOO°Cin full load operation. Modern spark ignition engines usually operate at
oscillating AI F, close to stoichiometric, as a result of
the feedback lambda control system. The exhaust gas
may therefore contain modest amounts of oxygen (when lean), or more substantial amounts of CO (when rich of stoichiometric). Lean burn engines,
operating in the range 14.5 < AI F < 22, are also
produced in limited numbers, mainly in Japan. Diesel
engines, on the other hand, operate significantly leaner, and load is controlled by the amount of fuel injected in a fairly constant (at constant speed) quantity of air. The diesel exhaust gas, therefore, contains substantial oxygen and is at lower tempera­ tures (l00-700°C). Removal of gaseous pollutants from exhaust after it leaves the engine cylinder can be either thermal or catalytic. However, thermal oxida­ tion requires temperatures of the order of 600-700°C and high residence times of the order of 50 ms, and thus has limited applicability. I
Table 2 summarizes the application of various catalyst categories in different engine types to convert the regulated automobile pollutants, which will be reviewed in this paper. Catalytic oxidation of CO and hydrocarbons in the exhaust can be achieved at temperatures as low as 220°C. On the other hand, the only efficient methods known for the removal of NO
from exhaust gas either at stoichiometric or lean AI F
conditions, involve catalytic processes.' Consump­
tion of NO by the reducing species present in the exhaust such as CO, hydrocarbons or H2 is the preferred catalytic process. This is the case in 3WCCs for SI engines. NOx reduction in oxygen rich conditions is currently achieved by catalysts which promote NO-hydrocarbons reactions in lean burn or diesel exhaust gas. In the latter case, additional amounts of hydrocarbons are usually injected in the exhaust gas to ensure high NO conversion efficiency.

Particulates in the diesel exhaust gas stream may be removed by a particulate filter (trap). Due to the small particle size involved (order of 0.2 J.l.m), mechanical filtration is the most effective trapping method. The accumulation of mass within the filter and the increase in exhaust manifold pressure during filter operation are major development problems. Diesel particulates, once trapped, can be burned up either by initiating oxidation within the filter with an external heat source, or by using a catalytically coated filter or, better, a fuel doped with some type of catalytic fuel additive. Reliable regeneration of diesel particulate filters remains a major challenge for diesel engine emission control.

1.2. Fuel Effects

The role of fuel composition and properties as an additional factor in reducing air pollutant emissions is widely recognized and discussed. In this discussion, two main streams are evident: improvement of the traditional fuels (reformulated fuels) and the intro­ duction of alternative fuels. Improving traditional fuels has two different performance aspects:
1. To maintain engine and emissions control
equipment in the best possible order during a vehicle's useful life. For example, sulfur in fuel can clearly affect the efficiency of catalyst conversion systems.
2. To further lower the engine out and, subse­
quently, catalyst out exhaust emissions.
The following parameters have been, and are being, studied extensively for their relationship with exhaust and evaporative emissions: aromatics content (clearly related to benzene emissions), olefins content (strong effect on butadiene emissions), benzene content, boiling range (T50, T90-signifi­ cant effect on HC emissions), vapour pressure (high RVP leads to breakthrough of canister control systems) and content of oxygenated compounds (mainly lower CO emissions, MTBE may increase formaldehyde emissions).
Fuel improvements could enable the legislator to
drastically reduce atmospheric concentrations of HC and (to a lesser extent) NOx emissions. However, such issues should seriously consider the dual role of NOx in ozone formation. In areas with low atmospheric HC-NOx ratios, reducing NOx can increase ozone


formation, whereas for high atmospheric HC-NOx ratio areas, reducing NOx decreases ozone.' In a recent U.S. study it was stated that in 2005 the light duty vehicles will contribute 5-9% of peak ground level 03 values in three US cities. This contribution could be lowered by 25% by switching to reformu­ lated gasoline. Afterwards the effect becomes appre­ ciably smaller; also the effect strongly depends on the local pollutant mix.
Compressed natural gas (CNG) as a fuel for internal combustion engines is mainly composed of methane (from 60 to 99% by volume, depending on different sources). Although methane is a greenhouse gas, it does not contribute to the formation of photochemical smog and this is the reason that the U.S. legislation excludes methane from the regulated emissions. Thus, ULEV standards may be more easily attained by the use of CNG. However, if total hydrocarbon emissions are controlled, as in the EC legislation, special catalysts must be developed able to convert methane at relatively low temperatures."
Liquified petroleum gas (LPG) has some advan­
tages over gasoline regarding engine-out emissions which, however, essentially disappear with the introduction of the closed loop control three-way catalyst system.?
Methanol is used as a component of fuels for S.1. engines (M85 or MIOO). The main thrust behind California/U.S. interest in methanol is future trans­ port energy supply and the potential for lowering photooxidants. Its use results in a clear reduction of HC emissions (of the order of 30-40%), less or no benzene emissions and acceptable methanol and formaldehyde concentrations in the air. Depending on the source material for methanol production, greenhouse gases can range from favorable or equal to, to very much worse than petrol. However, methanol fuelled vehicle exhaust also contains significant amounts of photochemically reactive alde­ hydes (primarily formaldehyde). Previous studies6,7 have shown that maximum air quality benefit from methanol fuel can be obtained, provided that exhaust emissions of formaldehyde are kept to very low levels. The California Air Resources Board has enacted a
15mg/mile formaldehyde emission standard for
methanol-fuelled vehicles and the requirement that this standard be met for at least 5 years or 50,000 miles of vehicle use.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1.1. catalyst ทำสภาพเครื่องยนต์ท่อไอเสียจุดระเบิดหัวเทียนและเครื่องยนต์ดีเซลเป็นแหล่งสำคัญของมลพิษทางอากาศที่เมือง ก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์จุดระเบิดหัวเทียนประกอบด้วยออกไซด์ของไนโตรเจน (NO และเรียกเงิน N02 เรียกว่าโรงแรมน็อกซ์), คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) และสารอินทรีย์ ซึ่ง unburnt หรือบางส่วนไหม้สารไฮโดรคาร์บอน (HC) ไอเสียเครื่องยนต์จุดระเบิดอัด (ดีเซล) ประกอบด้วยจำนวน CO และ HC ปัญหาหลักการปล่อยฝุ่นขนาดเล็ก จำนวนสัมพัทธ์ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีเครื่องยนต์และสภาพการทำงาน ตารางที่ 1 ให้ค่าตัวชี้ให้เห็นเงื่อนไขปฏิบัติสำหรับไอ aftertreatment สิ่งที่ส่งเสริมตามชนิดเครื่องยนต์เทคโนโลยีแตกต่างกันดังแสดงในตารางที่ 1 ในเครื่องยนต์ดีเซลหมดแรง การความเข้มข้นของโรงแรมน็อกซ์ได้เปรียบเทียบได้กับจากเครื่องยนต์ SI เครื่องยนต์ดีเซลปล่อยก๊าซไฮโดรคาร์บอนได้ จบ อย่างมีนัยสำคัญต่ำกว่ากว่าจากเครื่องยนต์ SI ไฮโดรคาร์บอนในไอเสียอาจยังบีบแบบฟอร์มขาวควันระหว่างการเริ่มต้นโปรแกรม และอบอุ่นขึ้น สารประกอบไฮโดรคาร์บอนเฉพาะในไอเสียเครื่องยนต์ดีเซลเป็นแหล่งที่มาของดีเซลลักษณะสี เครื่องยนต์ดีเซลยังเป็นแหล่งของการปล่อยฝุ่น เกี่ยวกับ 0.1-0.5% ของเชื้อเพลิงออกมาเป็นขนาดเล็กฝุ่นละออง (0.1 jLm เฉลี่ยขนาด), ซึ่งประกอบด้วยหลักฟุ้งด้วยวัสดุไฮโดรคาร์บอน adsorbed เพิ่มเติมบางอย่าง ปล่อยก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ของดีเซลสำคัญเนื่องจากการabundancy ของออกซิเจนในการเผาไหม้ดีเซลใช้เชื้อเพลิงแอลกอฮอล์ในเครื่องมือเหล่านี้มากเพิ่มขึ้นปล่อยแอลดีไฮด์ Aldehydes จะแนวอื่นอย่างมีนัยสำคัญหากเชื้อเหล่านี้จะใช้ในปริมาณที่เทียบเท่ากับน้ำมันเบนซินและดีเซลปัจจุบันใช้เชื้อเพลิง น้ำมันเบนซิน และ ดีเซล ประกอบด้วยกำมะถัน: เบนซินในเงิน « 600 ppm น้ำหนัก S), น้ำมันดีเซลจำนวนใหญ่ (0.01-0.3% w) ในเครื่องยนต์ดีเซลกำมะถันจะถูกออกซิไดซ์ ผลิตซัลเฟอร์ไดออกไซด์ S02 เศษส่วนที่สามารถจะออกซิไดซ์กับกำมะถัน trioxide, S03 ซึ่งรวมกับน้ำเพื่อรับกรดกำมะถัน ในเครื่องยนต์เบนซิน ไข่เน่าผลิตในเงินเป็นผลพลอยได้ของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในการ 3WCC ในสภาพขาดออกซิเจนจัดการปรับปรุงในการออกแบบเครื่องยนต์และน้ำมันเชื้อเพลิงติดขัดได้นำไปสู่การลดปล่อยก๊าซดิบพบ ตัวเลขในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาล่าสุด ได้ลดเพิ่มเติมในการปล่อยไอเสีย โดยการเอาสารมลพิษจากก๊าซไอเสียในระบบไอเสียเครื่องยนต์ อุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นเพื่อให้บรรลุผลนี้มักจะได้รับความช่วยเหลือตามสิ่งที่ส่งเสริม และรวมถึงตัวแปลง catalytic (รับอิเล็กตรอนสิ่งที่ส่งเสริมสำหรับ HC, CO และ SOF HC สามสิ่งที่ส่งเสริมการลดสารมลพิษทั้งหมดที่สามพร้อม) และ catalytically ช่วยดักหรือกรองดีเซลฝุ่นอุณหภูมิของก๊าซไอเสียในเป็น warmed ขึ้นเครื่องยนต์จุดระเบิดหัวเทียนจะแตกต่างจาก 300 ถึง 400° C ในระหว่างการใช้งาน เกี่ยวกับ lOOO ° Cin เต็มโหลดการดำเนินงานได้ เครื่องยนต์จุดระเบิดประกายทันสมัยมักจะมีที่ขา AI F ปิด stoichiometric ให้ เป็นผลมาจากระบบควบคุมแลมบ์ดาผลป้อนกลับ ก๊าซไอเสียดังนั้นอาจประกอบด้วยจำนวนออกซิเจน (เมื่อแบบ lean), เจียมเนื้อเจียมตัว หรือจำนวน CO (เมื่อรวยของ stoichiometric) พบขึ้นได้ เครื่องยนต์ เขียนแบบ Leanปฏิบัติการในช่วง 14.5 < AI F < 22 มีผลิตในจำนวนจำกัด ส่วนใหญ่ในประเทศญี่ปุ่น เครื่องยนต์ดีเซลเครื่องยนต์ ในทางกลับกัน มีมาก leaner และโหลดถูกควบคุม โดยจำนวนเชื้อเพลิงที่ฉีดในปริมาณค่อนข้างคง (ที่ความเร็วคง) ของอากาศ ดีเซลไอ ดังนั้น ประกอบด้วยพบออกซิเจน และที่อุณหภูมิต่ำกว่า tures (l00-700 ° C) สามารถกำจัดสารมลพิษที่เป็นต้นจากไอเสียหลังจากออกจากถังเครื่องยนต์ความร้อน หรือตัวเร่งปฏิกิริยา อย่างไรก็ตาม สเตรชัน oxida ความร้อนอุณหภูมิลำดับ 600-700 ° C และเรสซิเดนซ์สูงเวลาลำดับ 50 ms แล้วจึง มีจำกัดความเกี่ยวข้องของ ฉันตารางที่ 2 สรุปการประยุกต์ประเภทเศษต่าง ๆ ในเครื่องยนต์แตกต่างกันในการแปลงการควบคุมรถยนต์สารมลพิษ ซึ่งจะตรวจสอบในเอกสารนี้ ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของ CO และไฮโดรคาร์บอนในไอเสียสามารถทำได้ที่อุณหภูมิต่ำสุดที่ 220 องศาเซลเซียส ในทางกลับกัน วิธีมีประสิทธิภาพเท่าที่รู้จักกันสำหรับการเอาออกไม่จากไอเสียก๊าซใน stoichiometric หรือแบบ lean AI Fเงื่อนไข เกี่ยวข้องกับตัวเร่งปฏิกิริยากระบวนการ ' Consumpสเตรชันไม่โดยสายพันธุ์ลดลงอยู่ในไอเสียเช่น CO สารไฮโดรคาร์บอน หรือ H2 การตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต้องได้ นี้เป็นกรณี 3WCCs สำหรับเครื่องยนต์ SI โรงแรมน็อกซ์ลดออกซิเจนรวยสภาพปัจจุบันทำตามสิ่งที่ส่งเสริมที่ส่งเสริมปฏิกิริยาไฮโดรคาร์บอนไม่มีในแบบ lean เขียนหรือดีเซลก๊าซไอเสีย นเมื่อ ยอดเพิ่มเติมของสารไฮโดรคาร์บอนมีปกติฉีดในก๊าซไอเสียให้สูงประสิทธิภาพการแปลงไม่ ฝุ่นละอองในกระแสก๊าซไอเสียเครื่องยนต์ดีเซลอาจถูกเอาออก โดยตัวกรองฝุ่น (กับดัก) อนุภาคขนาดเล็กขนาดเกี่ยวข้อง (สั่งของ 0.2 J.l.m), กรองเครื่องจักรกลเป็นวิธีดักมีประสิทธิภาพสูงสุด สะสมของมวลภายในตัวและเพิ่มความดันความหลากหลายนับไอเสียในระหว่างการดำเนินการตัวกรองมีปัญหาพัฒนาการที่สำคัญ สามารถเขียนขึ้น โดยเริ่มต้นการเกิดออกซิเดชันในตัวกับแหล่งความร้อนภายนอก หรือ โดยใช้ตัวกรอง catalytically เคลือบอนุภาคดีเซล ติดกัน หรือ ดีขึ้น น้ำมันที่ doped บางชนิดของตัวเร่งปฏิกิริยาเชื้อเพลิงสามารถ ฟื้นฟูความน่าเชื่อถือของตัวกรองฝุ่นดีเซลยังคง ความท้าทายที่สำคัญสำหรับการควบคุมมลพิษของเครื่องยนต์ดีเซล1.2. น้ำมันผลบทบาทขององค์ประกอบน้ำมันเชื้อเพลิงและคุณสมบัติเป็นปัจจัยเพิ่มเติมในการลดการปล่อยมลพิษอากาศเป็นรู้จักกันอย่างแพร่หลาย และกล่าวถึง ในสนทนานี้ กระแสหลักที่สองจะเห็นได้ชัด: ปรับปรุงเชื้อดั้งเดิม (มีเชื้อ) และ duction เบื้องต้นของเชื้ออื่น ปรับปรุงเชื้อดั้งเดิมมีสองประสิทธิภาพแตกต่างกัน:1. เพื่อรักษาเครื่องยนต์และปล่อยการควบคุมอุปกรณ์ตามลำดับเป็นสุดในระหว่างอายุการใช้งานของรถ ตัวอย่าง กำมะถันในเชื้อเพลิงชัดเจนส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบการแปลงเศษ2. เพื่อเพิ่มลดเครื่องยนต์ออกแล้ว subsequently เศษออกปล่อยไอเสียพารามิเตอร์ต่อไปนี้ได้ และ กำลัง ศึกษาอย่างกว้างขวางในความสัมพันธ์กับไอเสียและปล่อยฟเป็น: เนื้อหาอะโรเมติกส์ (ชัดเจนที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยเบนซีน) โอเลฟินส์เนื้อหา (แข็งแรงผลปล่อย butadiene), เบนซีนเนื้อหา เดือดช่วง (T50, T90 ความต้อนผลปล่อย HC) vapour ดัน (RVP ลูกค้าเป้าหมายที่สูงเพื่อความก้าวหน้าของระบบการควบคุมมัน) และเนื้อหาของสาร oxygenated (ส่วนใหญ่ต่ำกว่า CO ปล่อย, MTBE อาจเพิ่มการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์)ปรับปรุงน้ำมันสามารถเปิดใช้งาน legislator การลดความเข้มข้นบรรยากาศ ของ HC และ (ในกรณีที่น้อยกว่า) ปล่อยโรงแรมน็อกซ์ อย่างไรก็ตาม ปัญหาดังกล่าวอย่างจริงจังควรบทบาทสองของโรงแรมน็อกซ์ในกำเนิดโอโซน ในพื้นที่มีอัตราส่วน HC-โรงแรมน็อกซ์บรรยากาศต่ำ ลดโรงแรมน็อกซ์สามารถเพิ่มโอโซน ผู้แต่ง ในขณะที่การสูงบรรยากาศโรงแรมน็อกซ์ HC อัตรา ลดโรงแรมน็อกซ์ลดโอโซน ' ในการศึกษาสหรัฐอเมริกาล่าสุด มันได้ระบุว่า ในปี 2005 รถไฟหน้าที่จะสนับสนุน 5-9% ของค่าสูงสุดชั้น 03 ในสามเมืองที่สหรัฐอเมริกา ส่วนนี้สามารถลดลง 25% โดยสลับกับน้ำมัน lated reformu หลังจากนั้น ผลจะ เล็กลง ciably appre ยัง ผลขอพึ่งผสมมลพิษในท้องถิ่นบีบอัดก๊าซธรรมชาติ (CNG) เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในส่วนใหญ่ประกอบด้วยมีเทน (จาก 60 99% โดยปริมาตร ตามแหล่งต่าง ๆ) แม้ว่ามีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจก มันไม่นำไปสู่การก่อตัวของหมอกควัน photochemical และนี่คือเหตุผลที่ว่า กฎหมายสหรัฐแยกมีเทนจากการควบคุมการปล่อย ดังนั้น ULEV มาตรฐานอาจจะง่ายขึ้นได้ใช้ CNG อย่างไรก็ตาม ถ้าปล่อยก๊าซไฮโดรคาร์บอนรวมควบคุม ในกฎหมาย EC สิ่งที่ส่งเสริมพิเศษต้องได้รับการพัฒนาสามารถแปลงมีเทนที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ"Liquified ปิโตรเลียมก๊าซ (แอลพีจี) มีราคา advan บางtages ผ่านน้ำมันเกี่ยวกับการปล่อยโปรแกรมออกที่ อย่างไร ตาม หลักหาย ด้วยการแนะนำของลูปปิด ควบคุมระบบสามเศษหรือไม่ใช้เมทานอลเป็นเชื้อเพลิงสำหรับ S.1 เครื่องยนต์ (M85 หรือ MIOO) หลักการกระตุกหลัง California/U.S สนใจในเมทานอลเป็นธุรกรรมในอนาคตท่าเรือพลังงานและศักยภาพในการลด photooxidants การใช้ผลในการลดความชัดเจนของ HC ปล่อย (ลำดับ 30-40%), น้อยกว่า หรือไม่มีการปล่อยเบนซีน และยอมรับเมทานอลและฟอร์มาลดีไฮด์ความเข้มข้นในอากาศ ขึ้นอยู่กับวัตถุต้นฉบับสำหรับการผลิตเมทานอล ก๊าซเรือนกระจกสามารถช่วงจากดี หรือเท่ากับ การเลวร้ายยิ่งกว่าเบนซินมาก อย่างไรก็ตาม การเติมพลังของเมทานอลไอเสียยานพาหนะยังประกอบด้วยสำคัญจำนวน alde ปฏิกิริยา photochemically hydes (เป็นฟอร์มาลดีไฮด์) ก่อนหน้านี้ studies6, 7 ได้แสดงให้เห็นว่า สามารถได้รับประโยชน์ของคุณภาพอากาศที่สูงสุดจากเชื้อเพลิงเมทานอล ที่ปล่อยไอเสียของฟอร์มาลดีไฮด์จะยังคงอยู่ระดับต่ำมาก คณะกรรมการทรัพยากรอากาศแคลิฟอร์เนียได้บัญญัติเป็นมาตรฐานมลพิษฟอร์มาลดีไฮด์ 15 มิลลิกรัม/ไมล์รถเมเติมพลังและความต้องการที่มาตรฐานนี้เป็นไปตามสำหรับอย่างน้อย 5 ปีหรือ 50000 ไมล์ของรถ ใช้

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1.1 Catalyst เงื่อนไขการดำเนินงานในไอเสียหัวเทียนจุดระเบิดและเครื่องยนต์ดีเซลที่เป็นแหล่งสำคัญของมลพิษทางอากาศในเขตเมือง ก๊าซเครื่องยนต์หัวเทียนจุดระเบิดไอเสียมีออกไซด์ของไนโตรเจน (NO และขนาดเล็กจำนวน N02-รวมเรียกว่า NOx) คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) และสารประกอบอินทรีย์ซึ่งเป็นสารไฮโดรคาร์บอน unburnt หรือเผาบางส่วน (HC) การบีบอัดการจุดระเบิด (ดีเซล) เครื่องยนต์ไอเสียมีปริมาณขนาดเล็กของ CO และ HC ปัญหาหลักของพวกเขาเป็นอนุภาคมลพิษ จำนวนเงินที่ญาติขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีเครื่องยนต์และสภาพการใช้งาน ตารางที่ 1 ให้ค่าที่บ่งบอกถึงสภาพการใช้งานสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยา aftertreatment ไอเสียพบกันในประเภทของเครื่องมือเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน. ดังแสดงในตารางที่ 1 ในไอเสียเครื่องยนต์ดีเซลความเข้มข้นของ NOx จะเปรียบกับผู้ที่มาจากเครื่องยนต์ SI การปล่อยก๊าซไฮโดรคาร์บอนดีเซลเป็นวิธีที่เคยต่ำกว่าผู้ที่มาจากเครื่องยนต์ SI ไฮโดรคาร์บอนในไอเสียยังอาจรวมตัวในรูปแบบควันสีขาวระหว่างการเริ่มต้นของเครื่องยนต์และอบอุ่นขึ้น สารประกอบไฮโดรคาร์บอนเฉพาะในเครื่องยนต์ดีเซลไอเสียเป็นแหล่งที่มาของสีดีเซลลักษณะ เครื่องยนต์ดีเซลนอกจากนี้ยังมีแหล่งที่มาของการปล่อยอนุภาค เกี่ยวกับ 0.1-0.5% ของน้ำมันเชื้อเพลิงที่ถูกปล่อยออกมาเป็นอนุภาคขนาดเล็ก (0.1 JLM หมายความว่าขนาด) ซึ่งประกอบด้วยส่วนใหญ่ของเขม่าด้วยวัสดุดูดซับสารไฮโดรคาร์บอนบางอย่างเพิ่มเติม การปล่อยก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ของเครื่องยนต์ดีเซลไม่มีนัยสำคัญเพราะabundancy ของออกซิเจนในการเผาไหม้ดีเซล. ใช้เชื้อเพลิงเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ทั้งในเครื่องมือเหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญเพิ่มการปล่อยก๊าซลดีไฮด์ . ลดีไฮด์จะเป็นอีกสารมลพิษที่สำคัญหากเชื้อเพลิงเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในปริมาณที่เทียบได้กับน้ำมันเบนซินและดีเซลเชื้อเพลิงที่ใช้ในปัจจุบัน, น้ำมันเบนซินและดีเซลที่มีกำมะถัน: น้ำมันเบนซินในปริมาณน้อย« 600 แผ่นต่อนาทีน้ำหนัก S) เชื้อเพลิงดีเซลในปริมาณขนาดใหญ่ (0.01 -0.3% ก.) ในเครื่องยนต์ดีเซลกำมะถันออกซิไดซ์ในการผลิตก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์, S02, ส่วนที่สามารถออกซิไดซ์ออกไซด์กำมะถัน, S03 ซึ่งรวมกับน้ำในรูปแบบสเปรย์กรดกำมะถัน ในเครื่องยนต์เบนซิน H2S ที่ผลิตในปริมาณน้อยเป็นผลพลอยได้จากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นใน 3WCC ในสภาวะขาดออกซิเจน. ปรับปรุงในการออกแบบของเครื่องยนต์และน้ำมันเชื้อเพลิงจัดการment ได้นำไปสู่การลดความสำคัญของการปล่อยก๊าซดิบตัวเลขในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ลดลงต่อไปในการปล่อยไอเสียที่สามารถรับได้โดยการเอาสารมลพิษจากก๊าซไอเสียในระบบไอเสียเครื่องยนต์ อุปกรณ์ที่ได้รับการพัฒนาเพื่อให้บรรลุผลนี้ได้รับการช่วยเหลือโดยปกติตัวเร่งปฏิกิริยาและรวมถึงการแปลงตัวเร่งปฏิกิริยา (ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิไดซ์สำหรับ HC, CO และ SOF ของ HC ตัวเร่งปฏิกิริยาสามทางสำหรับการลดลงพร้อมกันของทั้งสามมลพิษ) และกับดักช่วยตัวเร่งปฏิกิริยาหรือตัวกรองสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล อนุภาค. อุณหภูมิของก๊าซไอเสียในอบอุ่นขึ้นเครื่องยนต์หัวเทียนจุดระเบิดอาจแตกต่างกัน 300-400 ° C ในระหว่างการใช้งานประมาณ lOOO ° Cin โหลดการทำงานเต็มรูปแบบ เครื่องยนต์จุดระเบิดสมัยใหม่มักจะทำงานที่สั่น AI F ใกล้กับทฤษฎีเป็นผลมาจากระบบการควบคุมแลมบ์ดาข้อเสนอแนะ ก๊าซไอเสียจึงอาจมีปริมาณเจียมเนื้อเจียมตัวของออกซิเจน (เมื่อลีน) หรือมากกว่าจำนวนมากของโคโลราโด (เมื่อที่อุดมไปด้วยทฤษฎี) เครื่องยนต์เผาไหม้แบบลีน, การดำเนินงานในช่วง 14.5 <AI F <22 นอกจากนี้ยังมีการผลิตในจำนวน จำกัด ส่วนใหญ่ในประเทศญี่ปุ่น ดีเซลเครื่องยนต์ในมืออื่น ๆ ที่ดำเนินการอย่างมีนัยสำคัญ leaner และโหลดจะถูกควบคุมโดยปริมาณการฉีดเชื้อเพลิงในธรรมคงที่ (ที่ความเร็วคงที่) ปริมาณของอากาศ ก๊าซไอเสียดีเซลจึงมีออกซิเจนที่สำคัญและเป็นที่ต่ำ Tures อุบาทว์ (l00-700 ° C) การกำจัดก๊าซมลพิษจากไอเสียที่ออกจากกระบอกสูบเครื่องยนต์สามารถเป็นได้ทั้งความร้อนหรือตัวเร่งปฏิกิริยา อย่างไรก็ตามการ oxida ความร้อนต้องใช้อุณหภูมิของคำสั่งของ 600-700 องศาเซลเซียสและเวลาที่อยู่อาศัยที่สูงของการสั่งซื้อของ 50 มิลลิวินาทีและทำให้มีการ จำกัด การบังคับใช้ ฉันตารางที่ 2 สรุปการประยุกต์ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาประเภทต่างๆในรูปแบบที่แตกต่างกันของเครื่องมือในการแปลงสารมลพิษรถยนต์ควบคุมซึ่งจะมีการทบทวนในบทความนี้ เร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของ CO และไฮโดรคาร์บอนในไอเสียสามารถทำได้ที่อุณหภูมิต่ำเป็น 220 ° C ในทางตรงกันข้าม, วิธีการที่มีประสิทธิภาพเท่านั้นที่รู้จักกันสำหรับการกำจัดของ NO จากก๊าซไอเสียทั้งในทางทฤษฎีหรือยัน AI F เงื่อนไขที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเร่งปฏิกิริยา. ' CONSUMP การของ NO โดยการลดสปีชีส์อยู่ในไอเสียเช่น CO ไฮโดรคาร์บอนหรือ H2 เป็นกระบวนการเร่งปฏิกิริยาที่ต้องการ เป็นกรณีนี้ใน 3WCCs สำหรับเครื่องยนต์ SI ลด NOx ในสภาพที่อุดมไปด้วยออกซิเจนจะประสบความสำเร็จในขณะนี้โดยตัวเร่งปฏิกิริยาที่ส่งเสริมปฏิกิริยา NO-ไฮโดรคาร์บอนในการเผาไหม้ยันหรือก๊าซไอเสียดีเซล ในกรณีหลังนี้จำนวนเงินที่เพิ่มขึ้นของสารไฮโดรคาร์บอนจะฉีดมักจะอยู่ในก๊าซไอเสียเพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพการแปลงสูง NO. อนุภาคในกระแสก๊าซไอเสียดีเซลอาจถูกลบออกโดยการกรองอนุภาค (ดัก) เนื่องจากขนาดอนุภาคขนาดเล็กที่เกี่ยวข้องกับ (คำสั่งของ Jlm 0.2) การกรองกลเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดดัก การสะสมของมวลภายในกรองและการเพิ่มขึ้นของความดันไอเสียระหว่างการดำเนินการกรองที่มีปัญหาการพัฒนาที่สำคัญ อนุภาคดีเซลติดครั้งเดียวสามารถเผาขึ้นทั้งโดยเริ่มต้นออกซิเดชันภายในตัวกรองที่มีแหล่งความร้อนภายนอกหรือโดยการใช้ตัวกรองเคลือบตัวเร่งปฏิกิริยาหรือดีกว่าน้ำมันเชื้อเพลิงเจือกับชนิดของสารเติมแต่งน้ำมันเชื้อเพลิงเร่งปฏิกิริยาบางอย่าง ฟื้นฟูความน่าเชื่อถือของตัวกรองอนุภาคดีเซลยังคงเป็นความท้าทายที่สำคัญสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลควบคุมการปล่อย. 1.2 ผลกระทบน้ำมันเชื้อเพลิงบทบาทขององค์ประกอบน้ำมันเชื้อเพลิงและคุณสมบัติเป็นปัจจัยเพิ่มเติมในการลดการปล่อยมลพิษทางอากาศได้รับการยอมรับกันอย่างแพร่หลายและพูดคุยกัน ในการอภิปรายนี้สองสายหลักที่จะเห็นได้ชัดปรับปรุงเชื้อเพลิงแบบดั้งเดิม (เชื้อเพลิง reformulated) และ duction บทนำของเชื้อเพลิงทางเลือก ปรับปรุงเชื้อเพลิงแบบดั้งเดิมมีสองด้านประสิทธิภาพการทำงานที่แตกต่างกัน: 1 เพื่อรักษาเครื่องยนต์และการควบคุมการปล่อยก๊าซอุปกรณ์ในลำดับที่ดีที่สุดในช่วงอายุการใช้งานของรถ ตัวอย่างเช่นกำมะถันในน้ำมันเชื้อเพลิงอย่างชัดเจนสามารถส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของระบบการแปลงตัวเร่งปฏิกิริยา. 2 เพื่อเป็นการลดเครื่องยนต์ออกและ subse quently ตัวเร่งปฏิกิริยาออกปล่อยไอเสีย. พารามิเตอร์ต่อไปนี้ได้รับและมีการศึกษาอย่างกว้างขวางสำหรับความสัมพันธ์กับการปล่อยไอเสียและระเหย: เนื้อหาอะโรเมติก (ที่เกี่ยวข้องอย่างชัดเจนกับการปล่อยเบนซิน) เนื้อหาโอเลฟิน ( ผลกระทบอย่างมากต่อการปล่อย Butadiene) เนื้อหาเบนซินช่วงเดือด (T50 ผลลาดเท T90-คัญในการปล่อยก๊าซ HC), ความดันไอ (RVP สูงนำไปสู่ความก้าวหน้าของระบบการควบคุมกระป๋อง) และเนื้อหาของสารอ๊อกซิเจน (ส่วนใหญ่ลดการปล่อยก๊าซ CO, MTBE อาจเพิ่มการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์). การปรับปรุงน้ำมันเชื้อเพลิงสามารถเปิดใช้งานสภานิติบัญญัติที่จะลดความเข้มข้นในบรรยากาศของ HC และ (บอช) การปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ อย่างไรก็ตามปัญหาดังกล่าวควรพิจารณาอย่างจริงจังสองบทบาทของ NOx ในการสร้างโอโซน ในพื้นที่ที่มีบรรยากาศต่ำอัตราส่วน HC-NOx ลด NOx สามารถเพิ่มโอโซนก่อตัวในขณะที่สำหรับบรรยากาศสูง HC-NOx พื้นที่อัตราส่วนลด NOx ลดลงโอโซน. ' ในการศึกษาของสหรัฐที่ผ่านมามันก็ระบุไว้ว่าในปี 2005 ยานพาหนะงานเบาจะช่วย 5-9% ของยอดระดับพื้นดิน 03 ค่าในสามเมืองของสหรัฐ การมีส่วนร่วมนี้อาจจะลดลง 25% โดยสลับไป reformu น้ำมันเบนซิน lated หลังจากนั้นจะกลายเป็นผลกระทบ appre ciably ขนาดเล็ก; นอกจากนี้ยังมีผลกระทบอย่างรุนแรงขึ้นอยู่กับการผสมของสารมลพิษในท้องถิ่น. ก๊าซธรรมชาติอัด (CNG) เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นส่วนประกอบของก๊าซมีเทน (60-99% โดยปริมาตรขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาที่แตกต่างกัน) แม้ว่าก๊าซมีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจกก็ไม่ได้นำไปสู่การก่อตัวของหมอกควันแสงและนี่คือเหตุผลว่าการออกกฎหมายสหรัฐไม่รวมการปล่อยก๊าซมีเทนจากการควบคุม ดังนั้นมาตรฐาน ULEV อาจจะบรรลุได้ง่ายขึ้นโดยการใช้ก๊าซซีเอ็นจี แต่ถ้าปล่อยก๊าซไฮโดรคาร์บอนทั้งหมดจะถูกควบคุมในขณะที่การออกกฎหมาย EC ตัวเร่งปฏิกิริยาพิเศษจะต้องได้รับการพัฒนาความสามารถในการแปลงก๊าซมีเทนที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ. " ก๊าซปิโตรเลียมคว้าง (LPG) มีบาง ADVAN Tages กว่าน้ำมันเบนซินเกี่ยวกับการปล่อยมลพิษของเครื่องยนต์ออกที่อย่างไร เป็นหลักหายไปพร้อมกับการเปิดตัวของการควบคุมวงปิดระบบตัวเร่งปฏิกิริยาสามทาง.? เมทานอลถูกนำมาใช้เป็นส่วนประกอบของน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ S.1. (M85 หรือ MIOO). แรงผลักดันหลักที่อยู่เบื้องหลังความสนใจแคลิฟอร์เนีย / สหรัฐในเมทานอลเป็นอนาคต การจัดหาพลังงานพอร์ตทรานส์และศักยภาพในการลด photooxidants. ผลการใช้งานในการลดการปล่อยก๊าซที่ชัดเจนของ HC (จากคำสั่งของ 30-40%) น้อยลงหรือไม่มีการปล่อยสารเบนซีนและเมทานอลได้รับการยอมรับและความเข้มข้นของฟอร์มาลดีไฮด์ในอากาศ. ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ แหล่งข้อมูลสำหรับการผลิตเมทานอลก๊าซเรือนกระจกสามารถช่วงจากดีหรือเท่ากับจะมากเลวร้ายยิ่งกว่าน้ำมัน. อย่างไรก็ตามเมทานอลเป็นเชื้อเพลิงไอเสียรถยนต์นอกจากนี้ยังมีจำนวนมาก HYDES Alde ปฏิกิริยา photochemically (ส่วนใหญ่ฟอร์มาลดีไฮด์) studies6,7 ก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นว่าผลประโยชน์ที่มีคุณภาพของอากาศสูงสุดจากเชื้อเพลิงเมทานอลสามารถรับได้โดยมีเงื่อนไขว่าการปล่อยไอเสียของฟอร์มาลดีไฮด์จะถูกเก็บไว้ให้อยู่ในระดับที่ต่ำมาก แคลิฟอร์เนียคณะกรรมการทรัพยากรน้ำอากาศได้ตรา15mg / ไมล์มาตรฐานการปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์สำหรับยานพาหนะเมทานอลเป็นเชื้อเพลิงและความต้องการที่มาตรฐานนี้จะพบอย่างน้อย 5 ปีหรือ 50,000 ไมล์ในการใช้ยานพาหนะ