轻型车氨排放影响因素研究

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近年来我国频繁发生雾霾天气,PM2.5中除一次粒子外,还有以铵盐为主要成分的二次粒子,城市地区大气中氨排放有相当部分比重来自机动车。除柴油车SCR系统产生的氨泄漏以外,轻型汽油车的氨排放也不容忽视。为了研究轻型汽油车氨排放的影响因素,本文分别从整车层面和小样试验层面入手,针对性设计试验分析试验结果;此外还尝试对氨排放产生机理进行初步探索。对国五和国六试验车氨排放因子研究表明,国六阶段试验车平均氨排放因子达到10.599mg/km,平均NH3/NOx值达到0.531。国六阶段试验车CO控制水平有明显提升,NH3排放因子显著下降至平均值为3.792mg/km,但根据NH3推算的二次粒子排放值平均为颗粒物排放(一次离子)的23.38倍。TWC前后污染物对比试验得出结论,NH3高排放发生在发动机持续浓燃缺氧,尾气中强还原性氛围情况下,两辆试验车NH3高选择性区间内,选择性可达3.5%和7.2%;耐久车辆CO排放恶化严重,相应的NH3排放和选择性均有大幅提高。小样试验台对比试验得出结论:300-400℃为温度对NH3排放的强影响区间,400℃以上,NH3排放增加对温度增加没有明显响应;空燃比扫描试验,λ从1逐步减少到0.98过程中,NH3生成选择性逐步增加,在λ=0.98时选择性达到11.8%;空速影响方面,空速对于NH3的影响在25000h-1和60000h-1下的变化不明显,而在90000 h-1空速下NH3的选择性有显著升高,λ越小,空速影响越明显,λ=0.98时,NH3选择性升高32%。催化剂配方方面,Pd与Rh组合使用相较于单Pd催化剂可以降低NH3排放25%左右,但改变Pd与Rh配比降低NH3的效果不明显;催化助剂Ce O2占比的增加可以有效抑制NH3排放的产生。利用Chemkin对TWC中N(s)在催化剂表面通过三步加H(s)反应生成NH3(s)的反应机理进行了验证,仿真结果中NH3排放产生区间的特征与整车和小样试验的结果有较好的对应,特征表现为CO高转化率、NO高转化率以及吸附态O(s)低表面占比。
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