天然氣汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)催化燃燒研究.pdf

1、機(jī)內(nèi)催化燃燒技術(shù)是降低汽車排氣污染、提高燃料燃燒效率的有效措施，得到越來(lái)越多研究者的重視。催化劑的種類、催化劑的加載方法都會(huì)對(duì)催化效果產(chǎn)生影響。要使催化燃燒技術(shù)得到推廣，不僅僅需要找到經(jīng)濟(jì)、有效的催化劑，還要有合適的加載方法。國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)催化劑種類的研究及其載體已經(jīng)做了很多工作，也有了很大進(jìn)展。對(duì)于催化劑加載方法上則還存在很多問(wèn)題，如對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的改造太大，成本太高、催化劑與燃料接觸面積太小，而且他們針對(duì)的主要是汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)天然氣

2、發(fā)動(dòng)機(jī)催化燃燒技術(shù)的研究還非常少。 本文首先針對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的催化燃燒問(wèn)題，建立了發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)催化燃燒特性、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)污染物生成特性的物理和三維數(shù)學(xué)模型，采用SIMPLE算法，進(jìn)行了不同催化劑下的機(jī)內(nèi)催化燃燒和排放的數(shù)值研究，得出如下有意義的結(jié)論：加催化劑后，天然氣的起燃溫度降低；發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的最高燃燒溫度減??；CO、CH、Nox的生成濃度和排放出口濃度減少；排氣中甲烷濃度減少，甲烷燃燒更加完全；催化劑的種類影響催化效果，貴金屬催化劑的

3、催化效果優(yōu)于非貴金屬催化劑。 針對(duì)數(shù)值計(jì)算的結(jié)果，本論文進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在總結(jié)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)的上對(duì)催化劑加載方法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了向發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)混合室內(nèi)噴射催化劑溶液的新方法，設(shè)計(jì)和改建了實(shí)驗(yàn)臺(tái)。實(shí)驗(yàn)比較了雙氧水溶液流量、催化劑溶液濃度、催化劑種類對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率，氣耗率，CO、CO2、CH、Nox排放濃度的影響，得出如下結(jié)論：在雙氧水溶液流量在1.05L/h時(shí)能取得發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)和排放的最佳效果；催化劑濃度增加，氣耗率和污染物的排放都降低，但

4、是催化劑的溶解問(wèn)題制約濃度的增加；Fe2O3的催化效果不如CuO和Cu2O，對(duì)減少Nox的排放，Cu2O在高速和低速時(shí)比CuO好，但在中等速度時(shí)不如CuO，在CH上CuO催化效果優(yōu)于Cu2O，而對(duì)減少CO排放、降低氣耗率方面則Cu2O更好。加催化劑溶液后發(fā)動(dòng)機(jī)功率的下降不是很明顯。 本文研究結(jié)果為進(jìn)一步研究天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)內(nèi)的的催化燃燒技術(shù)，改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和減少污染物排放打下了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。同時(shí)對(duì)汽油和柴油機(jī)的機(jī)內(nèi)催化燃燒技術(shù)研