以二甲醚为还原剂的氮氧化物存储还原试验研究

上海交通大学学报（自然版） ›› 2012, Vol. 46 ›› Issue (05): 666-670.

以二甲醚为还原剂的氮氧化物存储还原试验研究

周相满，陈晓玲，吴娇，吴敏超，覃萍，张武高

（上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240）

收稿日期:2011-10-21 出版日期:2012-05-28 发布日期:2012-05-28
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（50976070）

Experimental Study of NOx Storage/Reduction (NSR) Using DME as Reducer

ZHOU Xiang-Man, CHEN Xiao-Ling, WU Jiao, WU Min-Chao, QIN Ping, ZHANG Wu-Gao

(School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China)

Received:2011-10-21 Online:2012-05-28 Published:2012-05-28

摘要/Abstract

摘要： 试验研究了以Pt/Co-BaO/γ^-Al₂O₃为催化剂、二甲醚（DME）为还原剂的NOx储存还原（NSR）性能，以及还原时间和温度对NSR的影响规律，并通过程序升温脱附和程序升温表面反应分析了DME对其存储NOx热稳定性的影响.结果表明，在等温DME-NSR循环过程中，NOx的转化效率保持在60%~70%以上；DME能够促进催化剂中硝酸盐的分解和NOx的脱附，并还原NOx.

关键词: 二甲醚, NOx存储还原, 程序升温脱附, 程序升温表面反应

Abstract: Using Pt/Co-BaO/γ^-Al₂O₃ as the catalyst, dimethyl ether (DME) as the reductant, this paper investigated the NOx storage-reduction (NSR) percormance and the influence of the reduction time and temperature on the DME-NSR. The result indicates that the NOx conversion ratio for NOx can be kept between 60%~70%. Then the influence of DME on the thermal stability of the stored NOx over the NSR catalyst was investigated by using the temperature programmed desorption (TPD) and DME temperature programmed surface reaction (DME-TPSR). The result indicates that DME can promote the decomposition of the nitrate over the catalyst, and then react with the decomposed NOx.

Key words: dimethyl ether (DME), NOx storage-reduction (NSR), temperature programmed desorption (TPD), temperature programmed surface reaction (TPSR)

中图分类号:

TK 411.5

周相满, 陈晓玲, 吴娇, 吴敏超, 覃萍, 张武高. 以二甲醚为还原剂的氮氧化物存储还原试验研究[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2012, 46(05): 666-670.

ZHOU Xiang-Man, CHEN Xiao-Ling, WU Jiao, WU Min-Chao, QIN Ping, ZHANG Wu-Gao. Experimental Study of NOx Storage/Reduction (NSR) Using DME as Reducer[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2012, 46(05): 666-670.

参考文献

［1］Matsumoto S. DeNOx catalyst for automotive leanburn engine ［J］. Catalyst Today, 1996, 29 (14): 4345.

［2］郭丽红, 刘咏, 孟明, 等. 稀燃NOx储存还原催化剂［J］. 化学进展, 2009, 21 (5): 965970.

GUO Lihong, LIU Yong, MENG Ming, et al. NOx Storagereduction catalysts used for leanburn NOx removal［J］. Progress in Chemistry, 2009, 21 (5): 965970.

［3］Castoldi L, Lietti L, Nova I, et al. Alkaline and alkalineearth oxides based lean NOx trap: Effects of the storage component on the catalytic reactivity ［J］. Chemical Engineering Journal, 2010, 161 (3): 416423.

［4］ALHarbi M, Radtke D, Epling W S. Regeneration of a model NOx storage/reduction catalyst using hydrocarbons as the reductant ［J］. Applied Catalysis B: Environmental, 2010, 96 (3/4): 524532.

［5］Szailer T, Kwak J H, Kim D H, et al. Reduction of stored NOx on Pt/Al2O3 and Pt/BaO/Al2O3 catalyst with H2 and CO ［J］. Journal of Catalyst, 2006, 239 (1): 5164.

［6］黄震，乔信起，张武高，等. 二甲醚发动机与汽车研究［J］. 内燃机学报，2008, 26 (S1): 115125.

HUANG Zhen, QIAO Xinqi, ZHANG Wugao, et al. Research and development of a DME engine and vehicle ［J］. Transactions of CSICE, 2008, 26 (S1): 115125.

［7］吴君华, 黄震, 乔信起,等. 车用增压二甲醚发动机燃烧和排放特性的试验研究［J］. 内燃机学报, 2006, 24 (3): 193199.WU Junhua, HUANG Zhen, QIAO Xinqi, et al. Study on combustion and emissions characteristics of turbocharged engine fuelled with dimethyl ether ［J］. Transactions of CSICE, 2006, 24 (3): 193199.

［8］张光德，黄震，乔信起，等．二甲醚发动机的燃烧与排放研究［J］．汽车工程，2003, 25 (2): 124127.

ZHANG Guangde, HUANG Zhen, QIAO Xinqi, et al. An investigation on combustion and exhaust emissions of direct injection diesel engine fuelled with dimethyl ether ［J］. Automotive Engineering, 2003, 25 (2): 124127.

［9］Lee S W, Sato Y, Takayanagi T, et al. Development of NOx storage reduction system for a dimethyl ether engine ［EB/OL］. ［ 20111020］. http://papers.sae.org/2004011832.

［10］Hu Zhun, Sun Keqiang, Li Weizhen, et al. NOx storage and reduction performance of PtCoOxBaO/Al2O3 catalysts: Effects of cobalt loading and calcination temperature ［J］. Catalysis Today, 2010, 158 (3/4): 432438.

［11］康守方，李俊华，傅立新，等. CuMgAl催化剂上NOx存储及分解性能研究［J］. 环境科学，2007, 28（5）: 958962.

KANG Shoufang, LI Junhua, FU Lixin, et al. NOx storage and decomposition behavior of CuMgAl catalyst［J］. Environmental Science, 2007, 28（5）：958962.

[1]	林达, 朱益佳, 魏小栋, 王志宇, 张武高. 喷油参数对聚甲氧基二甲醚/柴油发动机燃烧及其#br# 颗粒物排放的影响[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(7): 787-795.
[2]	朱益佳，林达，魏小栋，张武高. 掺混PODE对增压中冷柴油机燃烧和排放性能的影响[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(1): 33-.
[3]	李鹏飞，乔信起，吴作柱. 二甲醚燃烧机理的简化及其均质压燃燃烧验证[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(01): 129-134.
[4]	张武高,陈晓玲,吴敏超. 以二甲醚重整气为还原剂的NOx储存还原性能[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2014, 48(06): 741-745.
[5]	李德立，陈晓玲，吴娇，覃萍，张武高. H2为还原剂的钙钛矿类催化剂存储还原NOx试验[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(11): 1778-1782.
[6]	吴作柱, 乔信起, 黄震. 采用自定义阈值的计算奇异扰动在构建二甲醚简化机理上的应用[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(03): 376-380.
[7]	朱光沸1, 陈晓玲1, 张武高1, 顾根香2 , 黄震1. 斯特林发动机低硫柴油和二甲醚冷态喷雾 [J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(03): 341-345.
[8]	吴娇, 黄鹏, 陈晓玲, 周相满, 张武高. CuMn2O4/HZSM-5催化二甲醚水蒸气重整制氢的试验研究[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2012, 46(04): 509-514.
[9]	刘佳, 陈晓玲, 吴娇, 周相满, 张武高. Ag/Al₂O₃催化二甲醚选择性还原NOx的试验研究[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2011, 45(06): 851-855.
[10]	闫应，张武高，陈晓玲，刘佳. 二甲醚选择性催化还原NOx的试验研究 [J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2010, 44(10): 1347-1351.
[11]	杨眉敏，张武高，浦耿强，黄震. 车用二甲醚橡胶密封件相容性 [J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2010, 44(10): 1322-1326.