6、氮氧化物处理与选择性催化还原及柴油尾气处理液研究

氮氧化物处理与选择性催化还原及柴油尾气处理液研究

1. 引言

柴油发动机通过压缩柴油燃料来启动燃烧，使用的燃料 - 空气混合物在压缩时吸收足够能量使燃料点燃。当通过涡轮增压中冷进气方法提供过量空气，且燃烧室温度较高时，进气中的氮会按照泽尔多维奇机理发生反应：
- (O + N_2 = NO + N)
- (N + O_2 = NO + O)
- (N + OH = NO + H)

大气中的氮以极其稳定的双原子分子(N_2)形式存在。在燃烧过程中，气缸内温度达到800 - 1000°C，此时双原子氮会分解成极具反应活性的单原子氮，与气缸内原有的氧反应形成氮氧化物，通常以(NO)和(NO_2)的形式存在。高温和游离氧的存在是(NO)和(NO_2)形成的主要原因，此外，(N_2O_4)、(N_2O)、(N_2O_3)和(N_2O_5)等氮氧化物也会少量生成，但在(NO_2)的环境条件下会自发分解。

为了减少氮氧化物的形成，目前采用了废气再循环（EGR）技术，即将部分废气重新引入进气歧管。这样做可以降低燃烧温度，从而减少氮氧化物的生成，但同时也会导致碳氢化合物的生成量增加，存在一定的权衡关系。

常见氮氧化物的相关信息如下表所示：
| 化学式 | 名称 | 氮化合价 | 属性 |
| — | — | — | — |
| (N_2O) | 一氧化二氮 | 1 | 无色气体，可溶于水 |
| (NO)，(N_2O_2) | 一氧化氮，二氧化二氮 | 2 | 无色气体，微溶于水 |
| (N_2O_3) | 三氧化二氮 | 3 | 黑色固体，可溶于水，在水中分解 |
| (NO_2) |