利用低温等离子体净化汽车尾气中氮氧化物的研究

汽车工业的飞速发展带动了经济的发展，但同时也不可避免地对自然环境造成严重的污染。在排放法规日益严格的今天，治理汽车尾气排放己成为十分紧迫的任务，其中柴油机尾气排放的问题更显突出，也是治理汽车排放领域的工作难点。本文设计了一个等离子反应实验系统，使用模拟尾气进行了初步的实验研究，又对低温等离子体净化汽车尾气化学动力学模型进行了研究。通过对化学动力学模型的分析，探讨低温等离子体净化汽车尾气的动力学特点。主要研究内容如下： 1、在阅读大量文献的基础上，阐述并比较分析了降低汽车排放所采用的各种机内控制技术和后处理技术。由此可知，目前汽车的后处理装置不能同时有效地处理排气中的NOx、PM、CH等成分。分析了低温等离子体技术在处理汽车尾气排放方面的优势及应用现状。 2、探讨了低温等离子体技术对NOx的转化机理，分析了影响转化效果的各种因素，为设计低温等离子体发生器提供了理论依据，也为开展低温等离子体技术对NOx的转化机理的数值模拟工作提供了基础。 3、依据介质阻挡放电的工作原理，设计了介质阻挡放电等离子体试验装置。通过实验对低温等离子体净化模拟尾气作了研究，考察了放电电压、尾气在等离子体反应器中的停留时间、NO初始浓度、以及O2和乙烯对模拟尾气中NO脱除率的影响。 4、文章分析了低温等离子体净化汽车尾气中NOx的可能反应途径，从中分析模拟尾气中的主要反应，建立了动力学模型。用MATLAB编程求解，进行计算机模拟。模型中NO的反应动力学曲线与实验数据一致性良好，证明了反应机理的合理性。文章还运用动力学模型，对模拟尾气中其余主要组分的反应动力学作了预测。