第七章 车用柴油机后处理净化

1、汽车排放及噪声控制第第7章章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化2022年5月7日课程内容课程内容7.1 概述概述7.2 微粒捕集器微粒捕集器7.3 NOX机外净化技术机外净化技术7.4 氧化催化转化器氧化催化转化器第第7章章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化第第7章章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化概述：主要内容概述：主要内容第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化 车用柴油机微粒捕集器的车用柴油机微粒捕集器的过滤机理过滤机理 常用过滤材料及其再生技常用过滤材料及其再生技术术 NOX的吸附催化还原、选的吸附催化还原、选择性非催化还原、选择性择性非催化还原

2、、选择性催化还原以及等离子辅助催化还原以及等离子辅助催化还原等催化还原等NOX的机外净的机外净化技术和氧化催化转化器。化技术和氧化催化转化器。概述概述第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化针对柴油机排气中含有的大量微粒，研制开针对柴油机排气中含有的大量微粒，研制开发柴油机微粒捕集器成为柴油机后处理的热发柴油机微粒捕集器成为柴油机后处理的热点。点。随着排放法规的进一步严格，仅仅靠机内随着排放法规的进一步严格，仅仅靠机内净化技术是不够的，必须同时采取机外净净化技术是不够的，必须同时采取机外净化技术。目前，国内外研究的微粒机外净化技术。目前，国内外研究的微粒机外净化主要有化主要有等离

3、子净化、静电分离、溶液清等离子净化、静电分离、溶液清洗、离心分离及微粒捕集器洗、离心分离及微粒捕集器等。等。 微粒捕集器微粒捕集器 （DPF）第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化微粒捕集器的关微粒捕集器的关键技术是过滤材键技术是过滤材料的选择与过滤料的选择与过滤体的再生，其中体的再生，其中又以后者尤为重又以后者尤为重要。要。 本节主要介绍微粒捕集器的本节主要介绍微粒捕集器的过滤机理、过过滤机理、过滤体材料及其结构、过滤体再生滤体材料及其结构、过滤体再生等三个方等三个方面的问题。面的问题。柴油机微粒捕集器柴油机微粒捕集器 过滤机理过滤机理第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴

4、油机后处理净化通过对多种柴油机排气微通过对多种柴油机排气微粒捕集途径的研究比较，粒捕集途径的研究比较，宜采用多孔介质或纤维过宜采用多孔介质或纤维过滤材料对排气进行过滤，滤材料对排气进行过滤，目前应用最多的是目前应用最多的是壁流式壁流式蜂窝陶瓷蜂窝陶瓷。一个好的过滤。一个好的过滤体应该是过滤效率高且压体应该是过滤效率高且压力损失低。力损失低。 微粒捕集示意图微粒捕集示意图 过滤机理的分类过滤机理的分类第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化扩散机理扩散机理 在排气气流中，在排气气流中，微粒微粒由于受到气由于受到气体分子热运动的碰撞而体分子热运动的碰撞而作布朗运作布朗运动动，使微粒的

5、运动轨迹与流体的，使微粒的运动轨迹与流体的流线不一致。流线不一致。 初始排气中的微粒浓度分布是均初始排气中的微粒浓度分布是均匀的，但是，当流场中出现捕集匀的，但是，当流场中出现捕集物后，物后，捕集物对微粒的运动起到捕集物对微粒的运动起到了汇聚的作用了汇聚的作用，从而造成排气中，从而造成排气中微粒分布的浓度梯度，引起微粒微粒分布的浓度梯度，引起微粒的扩散输运，使微粒脱离原来的的扩散输运，使微粒脱离原来的运动轨迹向捕集物运动而被捕集。运动轨迹向捕集物运动而被捕集。 第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化微粒沉积的三种机理微粒沉积的三种机理1-扩散机理微粒；扩散机理微粒；2-拦截机理

6、微粒；拦截机理微粒；3-惯性沉积机理微粒惯性沉积机理微粒 扩散机理扩散机理 微粒的尺寸越小，排气微粒的尺寸越小，排气温度越高，则布朗运动温度越高，则布朗运动越剧烈，扩散沉积作用越剧烈，扩散沉积作用越明显。越明显。第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化不同直径微粒的扩散捕集效率不同直径微粒的扩散捕集效率当微粒直径小于当微粒直径小于1m时，需要考虑微粒的扩散作用，当时，需要考虑微粒的扩散作用，当微粒的直径小于微粒的直径小于0.1m时，扩散作用已经十分显著。时，扩散作用已经十分显著。 拦截机理拦截机理第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化当微粒接近过滤表面，当微粒接近

7、过滤表面，一旦微粒与过滤表面的一旦微粒与过滤表面的距离小于或等于其半径，距离小于或等于其半径，即微粒直径大于或等于即微粒直径大于或等于过滤微孔直径时，微粒过滤微孔直径时，微粒就被拦截捕集，过滤体就被拦截捕集，过滤体起了起了筛子的作用筛子的作用，这就，这就是拦截机理。是拦截机理。拦截机理拦截机理惯性碰撞机理与综合过滤机理惯性碰撞机理与综合过滤机理第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化惯性碰撞机理惯性碰撞机理一般把一般把微粒理想化为只有质微粒理想化为只有质量而没有体积的质点。量而没有体积的质点。当气流转折时，微粒当气流转折时，微粒仍有足够的动量按原仍有足够的动量按原运动方向继续对着

8、捕运动方向继续对着捕集物前进而偏离流线，集物前进而偏离流线，使一些微粒碰撞到捕使一些微粒碰撞到捕集物而被捕集。集物而被捕集。综合过滤机理认为在综合过滤机理认为在微粒的过滤过程中，微粒的过滤过程中，扩散、拦截和惯性碰扩散、拦截和惯性碰撞通常是组合在一起撞通常是组合在一起同时起作用的，但这同时起作用的，但这三种机理并不是完全三种机理并不是完全独立的。独立的。过滤体材料及其结构过滤体材料及其结构第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化壁流式蜂窝陶瓷壁流式蜂窝陶瓷 陶瓷基过滤材料陶瓷基过滤材料陶瓷基过滤材料通常由氧化物或碳化物组成陶瓷基过滤材料通常由氧化物或碳化物组成，具有多孔结构，在，

9、具有多孔结构，在700以上能保持热稳以上能保持热稳定，比表面积大于定，比表面积大于1m2/g ，主要结构包括蜂，主要结构包括蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷及陶瓷纤维毡。窝陶瓷、泡沫陶瓷及陶瓷纤维毡。 第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化壁流式蜂窝陶瓷整体与多空陶瓷微观结构壁流式蜂窝陶瓷整体与多空陶瓷微观结构 进气道进气道 排气道排气道 过滤壁面过滤壁面 陶瓷堵封陶瓷堵封陶瓷基过滤材料陶瓷基过滤材料陶瓷纤维毡过滤体结构陶瓷纤维毡过滤体结构 泡沫陶瓷的显微结构泡沫陶瓷的显微结构 第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化金属基过滤材料金属基过滤材料第七章第七章 车用柴油机后处理净

10、化车用柴油机后处理净化金属在材料的强度、韧性、导金属在材料的强度、韧性、导热性等方面具有陶瓷无法比拟热性等方面具有陶瓷无法比拟的优势。的优势。铁铬铝（铁铬铝（Fe-Cr-Al）是一种耐热耐蚀高性能合金，是一种耐热耐蚀高性能合金，具有热容小、升温快的特点，具有热容小、升温快的特点，有利于排气微粒快速起燃，且有利于排气微粒快速起燃，且抗机械振动和高温冲击性能好，抗机械振动和高温冲击性能好，近年来受到广泛重视。近年来受到广泛重视。目前研究较多的结构形式主要是泡沫合金、金属丝网及目前研究较多的结构形式主要是泡沫合金、金属丝网及金属纤维毡。金属纤维毡。美国美国RYPOS TPAP金金属纤维毡过滤体结构属

11、纤维毡过滤体结构复合基过滤材料复合基过滤材料第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化由于陶瓷基过滤材料与金属基过滤材料由于陶瓷基过滤材料与金属基过滤材料都有不可避免的缺陷，目前正在研究陶都有不可避免的缺陷，目前正在研究陶瓷和金属复合基增强型过滤材料，且主瓷和金属复合基增强型过滤材料，且主要集中在纤维毡结构上。要集中在纤维毡结构上。再生技术再生技术第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化除去微粒捕集器内除去微粒捕集器内沉积的微粒的过程沉积的微粒的过程称为称为再生再生。微粒捕集器微粒捕集器 在微粒捕集器再生过程的研究中，经常要涉在微粒捕集器再生过程的研究中，经常要涉及过

12、滤体中已经沉积的及过滤体中已经沉积的微粒质量或过滤体负微粒质量或过滤体负载量以及再生效果载量以及再生效果两个概念。两个概念。过滤体负载量过滤体负载量第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化p1 沉积或负载微粒后的排气背压；沉积或负载微粒后的排气背压； pe 洁净的捕集器在同一工况下的排气背压。洁净的捕集器在同一工况下的排气背压。 1/eMpp 过滤体负载量用无量纲的负载参数过滤体负载量用无量纲的负载参数M表征表征 再生效率再生效率 再生效果用无量纲的再生效率再生效果用无量纲的再生效率r表征：表征： 11()/()rrepppp 第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净

13、化pr捕集器再生后的排气背压。捕集器再生后的排气背压。 一般微粒捕集器允许最大负载参数一般微粒捕集器允许最大负载参数Mmax35，要，要求再生效率求再生效率r 70%80%。 再生系统再生系统第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化根据原理和再生能量来源的不同根据原理和再生能量来源的不同主动再生系统主动再生系统是通是通过外加能量将气流过外加能量将气流温度提高到微粒的温度提高到微粒的起燃温度使捕集的起燃温度使捕集的微粒燃烧，达到再微粒燃烧，达到再生过滤的目的。生过滤的目的。被动再生系统被动再生系统利用柴油机排气自身的能量使微粒利用柴油机排气自身的能量使微粒燃烧，达到再生微粒捕集的效

14、果。燃烧，达到再生微粒捕集的效果。主动再生系统主动再生系统喷油助燃再生系统喷油助燃再生系统第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化用丙烷或柴油作为燃料、用电点火的燃烧器来引发微用丙烷或柴油作为燃料、用电点火的燃烧器来引发微粒捕集器的再生。粒捕集器的再生。已沉积在过滤体中的微粒的燃烧必须进行得尽可能迅已沉积在过滤体中的微粒的燃烧必须进行得尽可能迅速和完全，但不能使陶瓷过滤体过热而碎裂或熔融。速和完全，但不能使陶瓷过滤体过热而碎裂或熔融。这就要求在燃料流量、助燃气流流量和氧浓度、燃烧这就要求在燃料流量、助燃气流流量和氧浓度、燃烧器工作时间与已沉积的微粒质量之间进行优化匹配。器工作时间

15、与已沉积的微粒质量之间进行优化匹配。 燃烧器喷出的火焰温度应尽可能均匀，平均温度至少燃烧器喷出的火焰温度应尽可能均匀，平均温度至少在在500，以便可靠点燃微粒。再生周期取决于微粒沉，以便可靠点燃微粒。再生周期取决于微粒沉积速度。积速度。 带再生燃烧器的微粒捕集器带再生燃烧器的微粒捕集器第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化带再生燃烧器的微粒捕集带再生燃烧器的微粒捕集器串连在排气管中，结构器串连在排气管中，结构简单，如简单，如图图 (a)所示。所示。如在过滤体前设置一旁如在过滤体前设置一旁通排气管，如通排气管，如图图 (b)所示。所示。 在柴油机排气系统中安在柴油机排气系统中安装

16、两套微粒捕集器，如装两套微粒捕集器，如图图(c)所示所示。DPF在排气系统中的布置在排气系统中的布置电加热再生系统电加热再生系统第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化电加热再生系统的功率一般在电加热再生系统的功率一般在36kW之间，结构之间，结构简单，使用方便、安全可靠，但再生时热量利用率简单，使用方便、安全可靠，但再生时热量利用率和再生速率低，消耗能量较多。和再生速率低，消耗能量较多。 蜂窝陶瓷再生加热电阻丝结构蜂窝陶瓷再生加热电阻丝结构1-回形电阻丝；回形电阻丝；2-螺旋形电阻丝螺旋形电阻丝电加热再生在微粒捕集电加热再生在微粒捕集器工作一段时间后，采器工作一段时间后，采用电

17、热丝或其它电加热用电热丝或其它电加热方法，周期性地对微粒方法，周期性地对微粒捕集器加热使微粒燃烧。捕集器加热使微粒燃烧。微波加热再生系统微波加热再生系统第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化再生过程中过滤体内部温度梯度小，再生过程易再生过程中过滤体内部温度梯度小，再生过程易于控制。微波再生效率高，没有二次污染。于控制。微波再生效率高，没有二次污染。 利用微波独具的利用微波独具的选择加热特性选择加热特性来再生微粒捕集器。来再生微粒捕集器。微粒可以以微粒可以以60%70%的能量效率吸收频率为的能量效率吸收频率为210GHz的微波，由于陶瓷的损耗系数很低，的微波，由于陶瓷的损耗系数很

18、低，所以微波并不会加热陶瓷过滤体。所以微波并不会加热陶瓷过滤体。红外加热再生系统红外加热再生系统第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化在柴油机微粒捕集器在柴油机微粒捕集器的再生过程中，加热的再生过程中，加热器的辐射能量器的辐射能量主要集主要集中在红外波段。中在红外波段。在红在红外再生过程中，首先外再生过程中，首先由加热器加热具有较由加热器加热具有较强辐射能力的红外涂强辐射能力的红外涂层，再由红外涂层通层，再由红外涂层通过辐射方式加热过滤过辐射方式加热过滤器中捕捉到的微粒物。器中捕捉到的微粒物。反吹再生系统第七章 车用柴油机后处理净化反吹再生过程的最大特点是能将过滤体与微粒燃烧分

19、开，因此该系统不存在过滤体由于与微粒燃烧而产生破裂和烧熔等问题，也解决了不燃物质在过滤器内累积的问题。当过滤体需要再生时，高压气流从需要再生的微粒捕集器的排气出口端高速喷入，逆向流动的气流将微粒从过滤体表面清除并落入微粒漏斗。收集在漏斗里的微粒由漏斗内的电加热器燃烧。被动再生系统被动再生系统大负荷再生大负荷再生第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化柴油机的排气温度是随其工况变化而变化柴油机的排气温度是随其工况变化而变化的。在高速大负荷运行时，排气温度可以的。在高速大负荷运行时，排气温度可以达到达到500以上，在此温度下，沉积在过滤以上，在此温度下，沉积在过滤器内的微粒可以自行燃

20、烧，从而达到过滤器内的微粒可以自行燃烧，从而达到过滤器再生的目的。器再生的目的。 排气节流再生排气节流再生节流再生是出现较早的技术，也叫强制再节流再生是出现较早的技术，也叫强制再生，它实际上是通过某种节流方法控制柴生，它实际上是通过某种节流方法控制柴油机的进气量（从而控制燃料浓度），即油机的进气量（从而控制燃料浓度），即进气节流或排气节流，以提高排气温度，进气节流或排气节流，以提高排气温度，使过滤体中的微粒着火燃烧。使过滤体中的微粒着火燃烧。 催化再生催化再生第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化在过滤体的表面浸渍催化剂，催化器与捕集器在过滤体的表面浸渍催化剂，催化器与捕集器是

21、同一整体。使用过程中铂作为催化剂，当排是同一整体。使用过程中铂作为催化剂，当排气温度达到气温度达到400左右微粒开始氧化。左右微粒开始氧化。催化再生器催化再生器催化再生催化再生第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化22NOONONOCNOCO反应方程式反应方程式燃油添加剂再生燃油添加剂再生 第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化在燃油中加入金属催化剂（在燃油中加入金属催化剂（如金属铈如金属铈Ce)，添加剂与燃油一起在气缸内参与，添加剂与燃油一起在气缸内参与燃烧，燃烧后生成的金属氧化物对微燃烧，燃烧后生成的金属氧化物对微粒起催化作用，降低微粒起燃温度，粒起催化作用

22、，降低微粒起燃温度，从而在较低的排气温度下不需外部能从而在较低的排气温度下不需外部能源，过滤体能自行再生。源，过滤体能自行再生。 NOx 机外净化技术机外净化技术第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化NOx的机外净化技术主要是催化转化技术，主要的机外净化技术主要是催化转化技术，主要包括：包括：NOx净化器净化器NOx吸附催化还原吸附催化还原第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化 吸附催化还原是基于发动机周期性稀燃和富燃吸附催化还原是基于发动机周期性稀燃和富燃工作的一种工作的一种NOx净化技术。净化技术。 吸附器是一个临时存储吸附器是一个临时存储NOx的装置的装置

23、，具有，具有NOx吸附能力的物质有贵金属和碱金属（或碱土金吸附能力的物质有贵金属和碱金属（或碱土金属）的混合物。属）的混合物。 当发动机正常运转时处于稀燃阶段，排气处于当发动机正常运转时处于稀燃阶段，排气处于富氧状态，富氧状态，NOx被吸附剂以硝酸盐（被吸附剂以硝酸盐（ MNO3，M表示碱金属）的形式存储起来：表示碱金属）的形式存储起来： 22230.5NOONONOMOMNO再生方法再生方法第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化当吸附达到饱和时，也需要当吸附达到饱和时，也需要再生吸附器再生吸附器使其使其能够继续正常工作。能够继续正常工作。可通过人为调整发动机的工作状况，使其产

24、可通过人为调整发动机的工作状况，使其产生生富燃条件富燃条件，使硝酸盐分解释放出，使硝酸盐分解释放出NOx，NOx再与再与HC和和CO在贵金属催化器下被还原为在贵金属催化器下被还原为N2.320.5MNOMONOO222(20.5 )(0.25 )0.5chch NOC Hch NhH OcCO220.5NOCONCO富氧状况下富氧状况下NOx吸附催化原理吸附催化原理 第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化富氧状况下富氧状况下NOX吸附催化原理吸附催化原理 以含碱金属钡（以含碱金属钡（Ba）作为吸附剂为例，作为吸附剂为例，在在富氧状况下，富氧状况下，Pt催化催化剂使剂使NO氧化成

25、氧化成NO2，NO2进一步与吸附剂进一步与吸附剂中的钡生成硝酸钡而中的钡生成硝酸钡而被捕集。被捕集。富燃状况下富燃状况下NOX吸附催化原理吸附催化原理 第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化在富燃状况下，硝酸钡分解在富燃状况下，硝酸钡分解并释放出并释放出NOx，NOx再与再与HC和和CO反应被还原成反应被还原成N2。在在贫燃或富燃贫燃或富燃交替变换的环交替变换的环境下，碱金属钡分别以硝酸境下，碱金属钡分别以硝酸钡、氧化钡或碳酸钡的形态钡、氧化钡或碳酸钡的形态存在，起着吸附及释放存在，起着吸附及释放NOx的作用。的作用。富燃状况下富燃状况下NOx吸附催化原理吸附催化原理 2022

26、-5-742工作原理为工作原理为：富氧工况富氧工况富燃工况富燃工况形成硝酸盐（如形成硝酸盐（如NONO2 2 和碱土金属氧化物和碱土金属氧化物BaO BaO 反应生成反应生成Ba (NOBa (NO3 3) )2 2）形成的硝酸盐不稳定而分解形成形成的硝酸盐不稳定而分解形成NOxNOx，然后，然后NOxNOx与还原成分与还原成分COCO，HC HC 及及H H2 2反应生成反应生成N N2 2。NOx的选择性非催化还原的选择性非催化还原SNCR选择性非催化还原也称为选择性非催化还原也称为SNCR（Selective Non Catalytic Reduction）.在高温排气中加入在高温排气中

27、加入NH3作为还原剂，与作为还原剂，与NOx反应后生成反应后生成N2和和H2O，其总量反应式为：，其总量反应式为： 第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化SNCR方法的优点是可以省去价格昂贵的催化剂。方法的优点是可以省去价格昂贵的催化剂。选择压缩上止点后选择压缩上止点后60CA左右的时刻向柴油机缸内喷射氨左右的时刻向柴油机缸内喷射氨水，可以明显降低水，可以明显降低NOx的效果的效果。 322232224446223NONHONH ONONHNONH ONOx选择性催化还原选择性催化还原 第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化 选择性催化还原，即选择性催化还原，即

28、SCR（Selective Catalytic Reduction）方方法。法。 SCR转化器的催化作用具有很强的选择性（如铑催化剂）转化器的催化作用具有很强的选择性（如铑催化剂）：NOx的还原反应被加速，氧化反应则受到抑制。的还原反应被加速，氧化反应则受到抑制。 还原剂可用各种氨类物质或各种还原剂可用各种氨类物质或各种HC. 工作温度范围为工作温度范围为250500，其总量反应式为：，其总量反应式为： 322222322322232242366871244464656NHNOONH ONONHNH ONHNOONH ONHNONH ONOx选择性催化还原（选择性催化还原（HC作为还原剂作为还

29、原剂）第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化 与其它催化方法一样，使用与其它催化方法一样，使用SCR降低降低NOx要求柴油含硫量要求柴油含硫量越低越好。越低越好。 硫会通过硫会通过SSO2SO3NH4HSO4或或(NH4)2SO4的途径生的途径生成硫酸氢铵或硫酸铵，沉积在催化剂表面上会使其失活。成硫酸氢铵或硫酸铵，沉积在催化剂表面上会使其失活。 NOx选择性催化还原器选择性催化还原器 SCR系统系统第七章第七章 车用柴油机后处理净化车用柴油机后处理净化以尿素作为还原剂的以尿素作为还原剂的SCR系统，已在发电厂和固定式柴系统，已在发电厂和固定式柴油机上得到应用。油机上得到应用。2

30、222445242NOHCONCOH O以氨水作为还原剂的以氨水作为还原剂的SCR系统，可以降低柴油机系统，可以降低柴油机NOx排排放放95%以上，但柴油机需要一套复杂的控制还原剂喷以上，但柴油机需要一套复杂的控制还原剂喷射量的系统。射量的系统。对于轿车柴油机来说，从使用的方便性出发，希望可用对于轿车柴油机来说，从使用的方便性出发，希望可用燃油中的燃油中的HC作为还原剂，有如下反应式：作为还原剂，有如下反应式： 22232()2NHCOH ONHCO2022-5-747博世博世(Bosch)公司公司SCR等离子等离子(Plasma)辅助催化还原辅助催化还原 第七章第七章 车用柴油机后处理净化车

31、用柴油机后处理净化 等离子技术是等离子技术是指由电子、离子、指由电子、离子、自由基和中性粒子等组成的导自由基和中性粒子等组成的导电性流体，整体保持电中性。电性流体，整体保持电中性。 离子、激发态分子、原子和自离子、激发态分子、原子和自由基等都是化学活性极强的物由基等都是化学活性极强的物质。质。 首先利用这些活性物种把首先利用这些活性物种把NO和和HC氧化为氧化为NO2和部分氧化的和部分氧化的高选择性含氧高选择性含氧CH类还原剂。类还原剂。 然后再在催化剂作用下促使新然后再在催化剂作用下促使新产生的高选择性活性物质还原产生的高选择性活性物质还原NO2，生成无害的，生成无害的N2。等离子辅助催化等

32、离子辅助催化还原还原NOx二级系统二级系统 2022-5-749大气暖层大气暖层 暖层暖层 从从8085km到到800km高度为高度为暖层暖层。由于强烈的太阳紫外线和宇。由于强烈的太阳紫外线和宇宙射线的作用，气温随高度增加而宙射线的作用，气温随高度增加而增高，层顶可达增高，层顶可达5002000K，极为，极为稀薄的气体分子被高度电离，存在稀薄的气体分子被高度电离，存在着大量的离子和电子，故又称为着大量的离子和电子，故又称为电电离层离层。2022-5-7502022-5-751等离子的产生等离子的产生 等离子体的产生有多种方式，如等离子体的产生有多种方式，如电容耦合、电感耦合和波电容耦合、电感耦

33、合和波耦合耦合三种基本方法以及复合方式来产生等离子体。三种基本方法以及复合方式来产生等离子体。 当外加电压达到气体的着火电压时，气体分子被击穿，产当外加电压达到气体的着火电压时，气体分子被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为系呈现低温状态，所以称为低温等离子体低温等离子体。 气体放电可以产生低温（气体放电可以产生低温（1000以下）等离子体，以下）等离子体，其放电其放电方式有辉光放电、电晕放电、介质阻

34、挡放电、射频放电及方式有辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电、射频放电及微波放电等。在低气压条件下，电子从外界电场、磁场获微波放电等。在低气压条件下，电子从外界电场、磁场获得足够动能后与气体分子主要发生非弹性碰撞，经激发、得足够动能后与气体分子主要发生非弹性碰撞，经激发、电离和离解过程产生低温等离子体。电离和离解过程产生低温等离子体。2022-5-752等离子电视，又叫等离子电视，又叫PDP（plasma display panel） 等离子体显示器的工作原理，是在显示平面上安装等离子体显示器的工作原理，是在显示平面上安装数以十万计的等离子管作为发光体（象素）。数以十万计的等离子管作为发光体（象素）。 每个发光管有两个玻璃电极、内部充满氦、氖等惰每个发光管有两个玻璃电极、内部充满氦、氖等惰性气体，其中一个玻璃电极上涂有三原色荧光粉。性气体，其中一个玻璃电极上涂有三原色荧光粉。 当两个电极间加上高电压时，引发惰性气体放电，当两个电极间加上高电压时，引发惰性气体放电，产生等离子体。等离子产生的紫外线激发涂有荧光产生等离子体。等离子产生的紫外线激发涂有荧光粉的电极而发出不同分量的由三原色混合