Introduction
1.1. Emission control regulations
Due to increasing mobility especially in large cities environmental protection has advanced to become a topic of central concern. Emission control regulations have been introduced in all industrialized countries in order to reduce the emissions of vehicles powered by internal combustion engines. The pollutants that are limited today are Hydrocarbons (HC), carbon monoxide. (CO), oxides of nitrogen (NOX) and particulate matter (PM) (Fig. 1).
.2. Carbon dioxide reduction
The carbon dioxide (CO2) contained in automotive exhaust is not classified as a pollutant. However, it is one of the substances responsible for the greenhouse effect and the global climate change. In the period since 1920 global atmospheric CO2 has risen continually from roughly 300 ppm to 380 ppm in the year 2005.
The amount of CO2 in the exhaust is a direct index of fuel consumption. Thus the only way to reduce CO2 emissions of internal combustion engines is to reduce their fuel consumption.
2. Emission control technology for gasoline and diesel engines
2.1. Three way catalyst system
A number of different catalytic converter concepts were applied in the past. For spark ignition engines with homogeneous mixture distribution operating at λ = 1, catalytic treatment of the exhaust gas using a three way catalyst system is at present the most effective emission control method ( Fig. 2). Included in this system is the Lambda closed loop control which monitors the composition of the Air/Fuel (A/F) ratio to feed the catalytic converter with the appropriate composition of exhaust gas. ( Fig. 3) Using the three way catalytic converter, the pollutant emissions of carbon monoxide, Hydrocarbons and oxides of nitrogen can be practically eliminated to low ppm levels provided the engine operates with the right A/F mixture distribution, which is obtained by partially adjusting a stoichiometric and modulated A/F ratio. Given the fact that it is not always possible to operate the engine under optimal conditions, an average pollutant reduction of more than 98% can be achieved [1].
2.2. NOX Storage Catalysts
On gasoline direct injection engines, the oxygen required to oxidize HC and CO is taken from the high proportion of oxygen remaining in the exhaust gas. As a result, a TWC is not sufficient, since the NOX cannot be converted under lean conditions.
The catalytic layer of the NOX accumulator type catalytic converter also contains substances which can store NOX (e.g. barium and alkaline oxides). All conventional NOX accumulator coatings also have the properties of a TWC, with the result that these catalysts operate like TWC at λ = 1 conditions.
In lean stratified-charge operation, NOX is converted in three stages. In the storage phase, NOX is first oxidized to NO2, which then reacts with the additives in the coating to become nitrates (e.g. barium nitrate).
As the quantity of stored NOX increases, the ability to continue binding NOX decreases. At a predefined laden state, the NOX accumulator must be regenerated, i.e. the nitrogen oxides stored must be removed and converted. For this purpose, the engine switches briefly to rich homogeneous operation (λ
บทนำ
1.1 . กฎหมายควบคุมมลพิษ
เนื่องจากการเพิ่มความคล่องตัวในเมืองใหญ่ โดยเฉพาะการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมมีขั้นสูงที่จะกลายเป็นหัวข้อกลางห่วง กฎหมายควบคุมมลพิษได้รับการแนะนำในประเทศอุตสาหกรรมในการลดการปล่อยพลังงานจากเครื่องยนต์สันดาปภายในยานพาหนะสารมลพิษที่เป็นไฮโดรคาร์บอน ( HC ) วันนี้ ) , คาร์บอนมอนอกไซด์ ( CO ) , ออกไซด์ของไนโตรเจน ( NOx ) และฝุ่นละออง ( PM ) ( รูปที่ 1 ) .
2 . คาร์บอนไดออกไซด์ลด
คาร์บอนไดออกไซด์ ( CO2 ) ที่มีอยู่ในรถยนต์ไอเสียไม่จัดเป็นสารมลพิษ . อย่างไรก็ตาม มันเป็นหนึ่งในสารที่รับผิดชอบก๊าซเรือนกระจกและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทั่วโลกในช่วงเวลาตั้งแต่ปี 1920 บรรยากาศ CO2 ได้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจากทั่วโลกประมาณ 300 ppm ถึง 380 ppm ใน ปี 2005
ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในไอเสียเป็นดัชนีโดยตรงของการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง ดังนั้นวิธีเดียวที่จะลดการปล่อย CO2 ของเครื่องยนต์สันดาปภายใน คือ การลดปริมาณการใช้เชื้อเพลิงของพวกเขา .
2 ควบคุมการปล่อยเทคโนโลยีสำหรับเครื่องยนต์เบนซินและดีเซล
2.1 . ระบบตัวเร่งปฏิกิริยาสามทาง
จำนวนของแนวความคิด catalytic converter ที่แตกต่างกันที่ใช้ในอดีต สำหรับเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยประกายไฟกับสารเนื้อเดียวกระจายอุณหภูมิλ = ไหม 1 , การเร่งของก๊าซไอเสียโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาสามทาง เป็นระบบที่ใช้วิธีควบคุมมลพิษที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในปัจจุบัน ( รูปที่ 2 )รวมอยู่ในระบบนี้ คือ แลมด้าควบคุมวงปิดซึ่งการตรวจสอบองค์ประกอบของอากาศต่อเชื้อเพลิง ( A / F ) อัตราส่วนอาหาร catalytic converter กับองค์ประกอบที่เหมาะสมของก๊าซไอเสีย ( รูปที่ 3 ) โดยใช้แปลงตัวเร่งปฏิกิริยาสามทาง , สารมลพิษไอเสียของคาร์บอนมอนอกไซด์ไฮโดรคาร์บอน และออกไซด์ของไนโตรเจนสามารถจะกำจัดระดับ ppm ต่ำให้เครื่องยนต์ทํางานกับขวา / F กระจายส่วนผสมที่ได้รับโดยบางส่วนการปรับอัตราส่วนปรับ A / F และอัตราส่วน ให้ความจริงที่เป็นไปไม่ได้เสมอที่จะใช้เครื่องยนต์ภายใต้เงื่อนไขที่ดีที่สุดการลดมลพิษเฉลี่ยมากกว่า 98% สามารถเกิดขึ้นได้ [ 1 ] .
2.2 . ออกไซด์ตัวเร่งปฏิกิริยากระเป๋า
ในเครื่องยนต์เบนซินโดยตรงฉีดออกซิเจนต้องออกซิไดซ์ HC และ CO จะมาจากสัดส่วนของออกซิเจนที่เหลืออยู่ในก๊าซไอเสีย เป็นผลให้ twc ไม่เพียงพอ เนื่องจากบริษัทไม่สามารถแปลงภายใต้สภาพปอด
ชั้นเร่งของ NOx สะสมประเภทแปลงยังประกอบด้วยสารซึ่งสามารถจัดเก็บดังกล่าว ( เช่น แบเรียม และด่างออกไซด์ ) ทั้งหมดออกไซด์สะสมแบบเคลือบยังมีคุณสมบัติของ twc กับผลที่ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้ทำงานเหมือน twc ที่เงื่อนไขอะไรλ = 1
เอนและค่าใช้จ่ายการดำเนินงาน บริษัทแปลงใน 3 ขั้นตอน ในการจัดเก็บข้อมูล เฟสนอกซ์เป็นครั้งแรกจาก NO2 ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับสารในการเคลือบเป็นไนเตรต ( เช่นแบเรียมไนเตรต )
เป็นปริมาณที่จัดเก็บเพิ่ม NOx , ความสามารถในการยังคงผูกพัน NOx ลดลง ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าที่รับภาระรัฐ น๊ สะสม ต้องสร้างใหม่ เช่น ไนโตรเจนออกไซด์ที่เก็บต้องถูกเอาออก และแปลง สำหรับวัตถุประสงค์นี้สวิทช์เครื่องยนต์สั้นรวยเป็นปฏิบัติการ ( λ < 0.8 ) เพื่อลด NOx ไนโตรเจนกับรวยองค์ประกอบก๊าซ H2 และ บริษัท ส่วนใหญ่ ( รูปที่ 4 ) โดยปล่อย CO และ HC ในกระบวนการ [ 1 ] [ 2 ] และ [ 3 ] .
2.2.1 . การวินิจฉัยและ catalytic converter สำหรับ twc สมช.
หน้าที่วินิจฉัยตรวจสอบประสิทธิภาพของการแปลงแปลงสามวิธีเร่งปฏิกิริยานี้เป็นวัดโดยการแปลงออกซิเจนในความสามารถ การตรวจสอบจะถูกดำเนินการโดยการสังเกตสัญญาณจากออกซิเจนเซ็นเซอร์แลมบ์ดาในปฏิกิริยาการแก้ไขเฉพาะจุดชุดของค่าแลมด้าควบคุมวงปิด
นอกจากนี้ น๊ สะสม ความจุต้องประเมินให้สภาความมั่นคงแห่งชาติ ( ภาพที่ 5 ) เพื่อวัตถุประสงค์นี้จริงน๊ สะสมเนื้อหาที่เกิดจากการบริโภคของเจ้าหน้าที่ในระหว่างการงอกของ catalytic converter เทียบกับค่าคาดหวังอะไรไหม [ 1 ] และ [ 4 ] .
2.3 selective catalytic ลดระบบ
selective catalytic ลด ( SCR ) กำลังจะถูกนำมาใช้สำหรับการลดไนโตรเจนออกไซด์ในไอเสียรถยนต์หลายปี เทคโนโลยีนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเอาไนโตรเจนออกไซด์จากไอเสียของฟอสซิลเชื้อเพลิงโรงไฟฟ้า แอมโมเนีย ( nh3 ) ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นสายลับด้วยการลดมากที่สุดในส่วนนี้ เป็นแอมโมเนียเป็นสารพิษ ลดจริงตัวแทนที่ใช้ในงานยานยนต์เป็นยูเรียยูเรียผลิตในเชิงพาณิชย์และเป็นทั้งน้ำและพื้นดินที่รองรับเสถียรทางเคมีภายใต้สภาวะแวดล้อม .
แอมโมเนียโดยสร้างความร้อนโดยใช้หลักตอบสนองใน SCR แปลงกับ NO2 ฟอร์ม ไนโตรเจน และน้ำ ตัวเร่งปฏิกิริยา SCR ที่ทันสมัยสามารถรวมฟังก์ชันของตัวเร่งปฏิกิริยาการย่อยให้มีบ่อย ๆไม่ต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาการย่อย
เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน ซึ่งไม่มีใน oxidizes NO2 , นําเกี่ยวกับการปรับปรุงในแปลงดังกล่าว นี้จะช่วยให้ SCR ตัวเร่งปฏิกิริยาทำงานที่ประสิทธิภาพสูงสุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระดับต่ำ ( < ไหม 250 ° C ) อุณหภูมิไอเสีย . ( ภาพที่ 6 )
การแปล กรุณารอสักครู่..
