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低溫等離子凈化器應用于汽車尾氣凈化的現狀以

作者:保潔環?!“l布時間:2022-06-16
內容摘要:一、低溫等離子凈化器技術應用于汽車尾氣凈化的現狀與發展 近年來,國內外對 低溫等離子凈化器 汽車尾氣進行了大量的研究。其中脈沖電暈等離子體活化法降低汽車尾氣排放的技術

 <一>、低溫等離子凈化器技術應用于汽車尾氣凈化的現狀與發展
近年來,國內外對低溫等離子凈化器汽車尾氣進行了大量的研究。其中脈沖電暈等離子體活化法降低汽車尾氣排放的技術,是引起了普遍重視和深入研究。對于電暈的發展和自由基的產生國外已有較深的研究,國內直到80年代后期才開始對脈沖電暈脫硫脫硝進行研究,經過多方面的研究,已取得了一系列的經驗數據。
國內脈沖電暈脫除CO的研究近幾年才見報道,用于控制汽車尾氣排放取得了一定的研究成果。目前汽車尾氣控制成果較多的是將其用于排氣微粒的捕集,在實驗室中已獲得較滿意的試驗數據。與其他方法相比,脈沖電暈等離子體活化法控制尾氣排放凈化效率高,去除率可以達到80%以上,能夠滿足日益嚴格的排放標準,而且不產生其他有害氣體,負效應少。隨著對環境污染治理要求提高,等離子體活化法的先進性進一步顯現,成為一項引人注目的高新技術。
利用高壓脈沖電源放電產生的等離子體對汽車尾氣中的NOx進行,實驗表明低溫等離子體技術脫除NOx是可行的。用高壓脈沖電源和電暈放電裝置,在常壓下進行了低溫等離子體去除NO的實驗研究,得到了相關參數對NO去除率的影響規律;高壓脈沖電源和介質阻擋放電反應器,在常壓下放電產生低溫等離子體,對模擬汽車尾氣進行了處理,研究了放電電壓、脈沖頻率等對HC,NOx凈化的影響規律。介質阻擋放電低溫等離子體脫除模擬汽車尾氣中某一組分的實驗研究。采用低溫等離子體常壓下去除模擬汽車尾氣中的污染物,能取得較好的效果,但均以提高放電電壓為代價,等離子體的利用率還不高。
近年來興起的低溫等離子體催化(non-thermalplasmacatalysis)技術引起了人們的較大關注。低溫等離子體催化主要指等離子體多相催化,通過置入催化劑,可在等離子體區、等離子體余輝區及產物收集區發生特定的化學反應。低溫等離子體和催化劑協同作用技術處理有害氣體具有很多優點,已成為處理低濃度有害氣體的重要技術,并能取得良好的污染物去除效果。助anikanthBS等對模擬氣體在等離子體放電催化中NOx的脫除進行了實驗研究,指出介質填充床的存在可使NO去除效率高。MiessnerHans等對選擇性催化還原法和低溫等離子體結合凈化機動車排氣進行了研究,指出該法加強了整體反應,在相對低的溫度下就能去除NOx。對低溫等離子體和催化劑協同作用處理汽車尾氣等有害氣體進行了積較的研究。從幾個不同的側面探討了用等離子體一催化技術凈化尾氣中某一組分的可行性,揭示了其中的一些規律。但用低溫等離子體一催化技術處理實際汽油機尾氣時,關于工藝參數對多種主要污染物去除效果影響規律的報道還不多見,因此該技術有待進一步研究。
目前,比較國內外的研究進展情況,由于等離子技術應用于降低發動機尾氣排放物的詳細機理還不太清楚,應用于汽車發動機的尾氣凈化裝置的設計,及其應用中的自清潔問題或問題以及耐久性問題等等,仍沒有得到很好的進展,該技術離實際應用尚有一段距離。但是為了滿足未來為嚴格的排放法規,等離子體技術不斷發展,在發動機尾氣凈化方面的將不斷顯現出來,是一項很有發展前景的汽車尾氣處理技術。
<二>、等離子凈化器的設計
該裝置是兩級系統,由低溫等離子體發生器與蜂窩載體催化器兩部分組成。兩部的工作部分是分開的,從裝配角度來看,兩者之間是可拆卸連接。低溫等離子與催化劑協同催化轉化裝置有眾多具體形式,按機械結構劃分主要有:筒一筒式、線一筒式、針一板式、填充床式、線一板式及復合式等。
1凈化器的結構設計筒一筒式、線一筒式、針一板式反應器的特點是結構簡單,實現容易,而且對氣體流動阻力較小。但是由于受到放電范圍的限制,該類裝置不易擴展,不能處理大量污染性的氣體,因而其應用僅停留于實驗室的小樣實驗。填充床式反應器是目前研究應用較多的一種,是一種脫除效率高、應用范圍廣、能耗低的反應器,但是反應器的阻力較大,不利于快速處理有害氣體。線一板式的缺點是電較分布不均勻,放電時電場不均勻?;谝陨戏治?,在結合以上幾種反應器優點的基礎上,設計出的等離子凈化器。
大石英管外徑為64mm,壁厚為2mm,長為250mm:銅管外徑為32mm,壁厚為1mm,長為180mm:小石英管外徑為30mm,壁厚為1mm,長為200mm;不銹鋼絲直徑為2mm,長為230mm;催化套筒外徑為60mm,套筒內放置催化劑的區域長度為40mm。
低溫等離子凈化器的拆開效果。它展現了低溫等離子體發生器與蜂窩載體催化器兩部分可拆卸的特征。蜂窩載體催化器中可根據需要放置不同類型的催化劑,其長度可達40mm,如果不需要任何催化劑也可將該部分空置。
銅管和小石英管位于大石英管中間位置,而不銹鋼絲則位于小石英管的中間位置。以上兩個位置的確定分別由兩組聚四氟乙烯支撐架來保證。
2凈化器的結構分析支撐架選用的材料是聚四氟乙烯,該材料化學性能穩定,耐高溫。兩支撐架的頂部都有扇形開口,其目的是便于自身的安裝與拆卸。負較探針和正較探針均可上下移動,銅管的一端具有銅彈片,不銹鋼絲一端具有不銹鋼彈片,其作用是當調整正、負探針時保證正、負電較分別與銅管和不銹鋼絲的接觸良好。
電子的能量與產生低溫等離子有直接關系,而在介質阻擋放電的條件下,電子的平均能量取決于放電的折合電場強度。電子能量與電場強度有直接的關系,兩者幾乎成線性關系。

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