甲烷重整及以重整气为还原剂的氮氧化物存储还原性能的试验研究

代理获取

页面导航

目录
摘要
著录项
相似文献
相关主题

摘要

氮氧化物存储-还原技术是稀燃发动机 NOx后处理的有效措施之一，开发高效的NSR系统是本研究的主要目标。为了获取富含氢气的重整气以及得到以重整气为还原剂的高效NSR系统，本研究分别对甲烷重整系统以及以重整气为还原剂的NSR系统性能进行了试验研究，并初步研究了涂覆工艺对整体式催化剂NSR性能的影响。
　　试验中搭建了甲烷水蒸气重整模拟试验台、甲烷部分氧化重整模拟试验台以及NSR催化剂性能测试模拟试验台。
　　在甲烷重整性能的研究中，利用等体积浸渍法分别制备了Ni/γ-Al2O3和Pt/Ni/γ-Al2O3等两种镍基颗粒状催化剂，通过BET和XRD等表征方法研究对比了催化剂的表面物理化学特性，采用控制变量法分别研究了反应温度、空速、水碳比、反应进气成分以及以 CO2、还原性 HC为代表的发动机排气成分对甲烷重整性能的影响。研究结果表明：试验中制备的催化剂具有良好的表面结构，稳定性和催化活性良好；提高反应温度有助于CH4转化；反应中各催化剂均表现出良好的空速特性；进气O2浓度会影响反应温度从而影响CH4转化；水碳比可用于调整反应生成重整气中的H2和CO比例；CO2和还原性HC对反应活性均有一定抑制作用。甲烷部分氧化重整中 H2O/CH4=4.2，反应温度为660℃，甲烷转化率达67.7％，H2/CO高达6.03。
　　以重整气为还原剂的NSR性能研究中，利用改进的溶胶-凝胶燃烧法与等体积浸渍法结合制备了Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3催化剂，以重整气的主要成分H2为NSR还原剂，采用NOx存储-还原循环试验的研究方法，对反应温度、空速、还原时间和还原剂浓度等反应条件，以及以CO2、HC和O2等为代表的发动机排气成分对催化剂NSR性能的影响进行了研究。试验结果表明：实验室制备的钙钛矿NSR催化剂表面特性良好，具有较高的催化活性；在研究参数范围内，NSR性能最佳的反应温度区间为375℃-425℃；在375℃反应温度下，不同还原剂浓度下存在NOx转化率最高的最佳还原时间，还原剂浓度增加，最佳还原时间逐渐减小；还原剂浓度增加会加速NOx脱附，还原剂浓度过高，会造成部分NOx溢出过快，还原时间不足引起转化率降低；在75000h-1的大空速下，NOx转化率仍可以保持在86.9%，空速特性良好；CO2和还原性HC在一定程度上抑制NOx存储，影响催化活性，但催化剂容易再生；O2浓度小于4%时，O2浓度增加会促进NOx转化；NO浓度增大，受催化剂NOx存储能力限制，NOx转化率有一定降低。
　　在对 NSR涂覆工艺的研究中，用溶胶-凝胶燃烧法涂覆制备的整体式催化剂表面活性成分分布均匀，与氧化铝涂层结合紧密，催化剂表面孔结构丰富，同时NOx存储-还原活性较高，在反应温度为375℃时NOx转化率可达77%。
　　本研究为 NSR系统联合燃料重整的高效 NOx后处理技术开发奠定了基础。

著录项

作者
杨文杰;
展开▼
作者单位

上海交通大学;

展开▼
授予单位上海交通大学;
学科动力工程及工程热物理
授予学位硕士
导师姓名张武高;
年度 2015
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类汽车发动机;
关键词
催化剂; 氮氧化物; 甲烷重整; 发动机; 还原性能;

相似文献

中文文献
外文文献
专利

1. 以二甲醚重整气为还原剂的NO_x储存还原性能 [J] . 张武高 ,陈晓玲 ,吴敏超 . 上海交通大学学报 . 2014,第6期
2. 甲烷部分氧化与甲烷二氧化碳重整耦合制合成气Co系催化剂研究 [J] . 郑小明 ,莫流业 ,井强山 . 复旦学报：自然科学版 . 2003,第3期
3. 煤层气甲烷部分氧化与CO_2耦合重整制合成气 [J] . 孙来芝 ,谭猗生 ,解红娟 . 化工进展 . 2010,第S1期
4. 以二甲醚为还原剂的氮氧化物存储还原试验研究 [J] . 周相满 ,陈晓玲 ,吴娇 . 上海交通大学学报 . 2012,第5期
5. CeO2/LaFeO3用于甲烷化学链重整制取合成气反应性能研究 [J] . 方小杰 ,赵坤 ,赵增立 . 燃料化学学报 . 2021,第009期
6. 甲烷部分氧化与甲烷二氧化碳重整耦合制合成气Co系催化剂研究 [C] . 郑小明 ,莫流业 ,井强山 . 第三届全国环境催化学术会议 . 2003
7. 天然气发动机氮氧化物存储还原性能的试验研究 [A] . 邹杉 . 2016

甲烷重整及以重整气为还原剂的氮氧化物存储还原性能的试验研究

目录

摘要

著录项

相似文献

相关主题

期刊订阅