Разработка проницаемых СВС-материалов и методы определения их каталитических свойств в фильтрах-нейтрализаторах выхлопных газов

• Автор: Жуйкова, Александра Анатольевна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 162 с.

Список принятых сокращений

АДП - антидымные присадки в топлива

АлтГТУ - Алтайский государственный технический университет

им.И.И.Ползунова БАГТ - бенз-а-пирен (С20Н]2)

ВВ - вредные вещества

ВТЭ - водо-топливная эмульсия

ДВС - двигатель внутреннего сгорания

ЕСЕ11-49 - правила ЕЭК ООН испытаний двигателей на создание вредных

веществ в отработавших газах ЕЭК ООН - Европейская экономическая комиссия Организации объединенных наций КН - каталитический нейтрализатор

КПД - коэффициента полезного действия

КФ - каталитический фильтр

ОГ - отработавшие газы
ПАУ - полициклические ароматические углеводороды
1111М - пористый проницаемый материал
ПЭВМ - персональная электронная вычислительная машина
СВС - самораспространяющийся высокотемпературный синтез
ТЧ - твердые частицы
СО - оксид углерода
СХНУ - углеводороды (суммарно)
ИОх - оксиды азота (суммарно)
БОх - оксиды серы (суммарно)

Глава
Свойства и характеристики материалов, используемых при производстве каталитических нейтрализаторов и сажевых фильтров
1.1 Требования к материалам, применяемым при производстве каталитических нейтрализаторов и сажевых фильтров
1.2 Материалы, используемые автомобильной промышленностью в каталитических нейтрализаторах и сажевых фильтрах
1.3 Возможности использования СВС-технологий для получения пористых каталитических материалов
1.4 Сравнение типов каталитических элементов, применяемых в нейтрализаторах и сажевых фильтрах
1.5 Выводы по главе
Цели и задачи исследования Глава
Оценка функциональных свойств пористых проницаемых каталитических материалов, полученных с применением СВС-технологий
2.1 Особенности процессов каталитической очистки в пористых проницаемых блоках
2.2 Моделирование процессов очистки газов в каталитическом
нейтрализаторе
2.3 Результаты определения основных параметров конструкций каталитических нейтрализаторов
2.4 Описание программы по расчету каталитического нейтрализатора
2.5 Выводы по главе

Глава
Определение эксплуатационно-функциональных свойств пористых
проницаемых СВС-каталитических материалов для нейтрализаторов
и фильтров отработавших газов
3.1 Программа исследований эксплуатационно-функциональных свойств пористых проницаемых материалов, полученных с использованием СВС-технологий
3.2 Методика проведения экспериментальных исследований каталитических свойств пористых проницаемых СВС-материалов
3.3 Экспериментальная установка с регулируемым источником отработавших газов
3.4 Разработка установки для определения каталитических свойств пористых проницаемых СВС-материалов
3.5 Система отбора газов для определения каталитических свойств СВС-материалов
3.6 Многоступенчатый каталитический нетйрализатор с системой регенерации пористых СВС-блоков очистки
3.7 Методика определения каталитических свойств пористых проницаемых СВС-материалов
3.8 Материалы исследуемых фильтров из пористой металлокерамики, полученные СВС-технологией
3.9 Методики оценки уровней вредных выбросов с отработавшими газами дизелей
3.10 Оценка погрешностей измерений и расчетов при проведении экспериментальных исследований
3.11 Выводы по главе 3

В работах вопросам химических реакций в выпускном патрубке, выпускном коллекторе, газовой турбине, соединительной трубе вообще не уделяется внимания.
Расстояние установки нейтрализатора от коллектора двигателя во многом определяет температуру газов, поступающих в реактор. При моделировании процессов можно пользоваться данными о выпуске и выбросах вредных веществ на определенных режимах испытаний.
В ранее проведенных исследованиях сам подход к нейтрализатору как единому окислительно-восстановительному элементу не верен, так как в различных блоках его поддерживаются определенные температуры, существует теплообмен. Авторы ряда работ задаются эффективностью очистки, получают необходимые энергии активации при заданных габаритных и геометрических параметрах нейтрализаторов и катализаторов, а затем выбирают тип катализатора. Посылки при этом верны, но конструкция не зависит от типа катализатора и является абсолютной. Возможности же любого катализатора могут не уложиться в рамки существующих температур отработавших газов.
Данные об изменении энергии активизации АЕкат в реакциях окисления в присутствии различных катализаторов можно рассматривать с ограниченным доверием или проводить работы по их определению, так как они верны для отдельных диапазонов температур. Относительно двигателя внутреннего сгорания эти действия не повысят ценности данных, так как будут получены данные на одном двигателе, а состав отработавших газов является в какой-то мере индивидуальным для каждого двигателя.
С точки зрения эффективности очистки от оксидов азота предпочтительнее применять катализаторы на основе платины и палладия. При этом в диапазоне 100.. .125...300...325° С можно ожидать эффективность от 94 и теоретически до 100 %. Однако цена последних не позволяет рассматривать их как альтернативные катализаторы.