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低温等离子体净化汽车尾气中NO_x的反应动力学研究

冯志宏  
【摘要】:随着我国汽车运输业的飞速发展,汽车尾气已成为城市大气污染的主要污染源,尾气的治理迫在眉睫。对稀燃汽油机及柴油机而言,尾气中的氮氧化物NO_x含量较高,因此NO_x的脱除对尾气净化而言非常重要。与目前常用的催化转化法相比,低温等离子体技术处理气态污染物具有独特的优点,是尾气治理领域的新颖技术,但目前还未形成关于低温等离子体脱除汽车尾气中NO_x的反应动力学的成熟理论,本文的目的正是为了对此进行研究。 本文首先综合分析了低温等离子体的理论基础,比较了几种气体放电等离子体的特点,提出了采用介质阻挡放电方式进行研究,并重点介绍了介质阻挡放电的一般性质、物理和化学过程。其次,论文通过实验对低温等离子体净化N_2+NO和N_2+O_2+NO两种模拟尾气作了研究,考察了放电电压、尾气在等离子体反应器中的停留时间、NO初始浓度对模拟尾气中NO脱除率的影响。随后,文章分析了低温等离子体净化汽车尾气中NO_x的可能反应途径,分别从中找出两种模拟尾气中的主要反应,建立了动力学模型。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,对两种模拟尾气中其余主要组分的反应动力学作了预测,并发现O_2的存在不利于总NO_x的脱除。


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