论文部分内容阅读
目前,大气污染问题日益受到重视,如灰霾、PM2.5、城市热岛效应等。汽车尾气是大气污染的重要来源,已对人类健康及生活构成威胁。研究表明,城市大气中90%的CO、60%以上的HC、30%以上的NOX来自汽车尾气。机外净化汽车尾气的最有效方法是使用三效催化剂,研究三效催化剂的活性组分、作用机理、性能以及寿命评价就显得非常有意义。本论文以进口汽车三效催化剂为研究对象,研究建立了尾气三效催化剂活性组分分析方法、性能以及寿命快速评价程序。建立的三效催化剂核心组分铂、钯、铑的分析测试方法,精密度、准确度高,重复性好,结果满意;建立的三效催化剂性能实验室快速评价方法,对三效催化剂的起燃温度、空燃比进行了研究;并结合GB18352.3-2005中整车转毂实验方法,对催化剂的寿命和耐久性进行了比较,两者变化趋势非常一致;同时设计了一套汽车尾气流量计量系统,对某车进行了加减匀速道路、高速道路、郊区道路的实况测试,得出了CO、HC、NOX的排放基本规律。采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法,来直接分析汽车尾气三效催化剂中的铂、钯、铑。经过微波消解条件以及ICP-MS仪器条件的优化,得到了一种低HF用量的微波消解方法,该方法准确简便。方法应用于实际催化剂的分析,并与标准进行对比,结果满意。采用水蒸气快速老化,再进行模拟气体的催化转化,来模拟汽车尾气排放过程,利用质量流量计来调节各种气体比例。根据混合气中气体的排放浓度与初始值,计算出各个污染因子的转化率,可以快速测定催化剂的性能指标,如转化率、起燃温度特性、空燃比特性等。经过快速评价进行性能推测,发现快速老化4~5个小时,即可模拟代替实车6~8万公里的数据。成本低、催化剂用量少、快速简便、可以很好的用来筛选汽车催化剂以及进行汽车催化剂寿命评价。针对三效催化剂的寿命评价,通常采用GB18352.3-2005中的转毂实验,以数十小时的模拟运行来代替实车运行数万公里,考察三效催化剂的热稳定性、耐久性等。发现国标实验数据变化趋势与快速老化实验数据基本一致。实际路况检测,是对三效催化剂装车后,能否满足国家排放标准要求的最终判定,指标为转化率与整车排放是否达标。本文创新地设计汽车尾气流量计量系统,进行加减匀速道路、高速道路、以及郊区道路的实际测试,发现:(1)CO、HC、NOX排放的基本规律是,加速阶段末段与匀速阶段前半段,污染因子排放量最多,匀速阶段逐渐降低,减速阶段污染因子的排放量急剧减少。(2)汽车排量越大,加速阶段的污染物浓度越大,越容易超标,因此催化剂的监管重点应该放在加速阶段。(3)郊区道路正常行驶与高速道路正常行驶条件下,污染因子的平均排放量是不会超标的。高速道路行驶时排放的污染物高于郊区道路。