汽車尾氣凈化處理技術

目　　錄
叢書總序
推薦序一
推薦序二
前言
第1章　汽車尾氣污染及排放標準概述1
　1.1　汽車污染物排放來源、類型及影響1
　1.2　洛杉磯光化學煙霧污染5
　1.3　早期汽車尾氣排放治理和美國聯(lián)邦《清潔空氣法》10
　1.4　汽車尾氣催化器的誕生、發(fā)展與普及13
　1.5　世界各國汽車排放法規(guī)與標準概述15
　參考文獻19
第2章　汽車催化劑基礎22
　2.1　催化劑基礎知識22
　　2.1.1　化學平衡和反應速度22
　　2.1.2　活化能23
　　2.1.3　轉化率和選擇性24
　2.2　汽車催化劑的特點和主要成分28
　　2.2.1　汽車催化劑的活性物29
　　2.2.2　汽車催化劑活性物載體31
　　2.2.3　汽車催化劑涂層36
　　2.2.4　汽車催化劑的載體及特性38
　2.3　汽車催化器的封裝和布局44
　　2.3.1　密距耦合催化劑45
　　2.3.2　下游催化劑46
　2.4　汽車催化劑中的傳遞與反應機理47
　2.5　催化劑的性能測試50
　　2.5.1　催化劑的理化性能50
　　2.5.2　催化劑的催化反應性能51
　　2.5.3　實驗室催化劑性能測試53
　2.6　汽車催化劑數(shù)學模擬55
　參考文獻56
第3章　汽油發(fā)動機車輛尾氣后處理技術59
　3.1　汽油發(fā)動機尾氣的產生和組成59
　3.2　三元催化劑中的主要化學反應60
　3.3　發(fā)動機空燃比和污染物在催化劑中的轉化率61
　　3.3.1　氧氣傳感器64
　　3.3.2　氧儲存材料67
　3.4　三元催化劑的發(fā)展歷程68
　　3.4.1　氧化催化劑68
　　3.4.2　三元催化劑69
　　3.4.3　高耐久性的三元催化劑71
　　3.4.4　只含鈀的三元催化劑73
　　3.4.5　現(xiàn)代三元催化劑75
　3.5　降低冷啟動排放78
　3.6　冷啟動排放催化劑82
　　3.6.1　碳氫化合物吸附催化劑83
　　3.6.2　冷啟動氮氧化物吸附催化劑86
　3.7　汽油車顆粒捕集器87
　　3.7.1　汽油缸內直噴發(fā)動機87
　　3.7.2　汽油直噴發(fā)動機顆粒88
　　3.7.3　汽油發(fā)動機產生顆粒物的組分89
　　3.7.4　汽油顆粒捕集器89
　　3.7.5　汽油顆粒捕集器和柴油顆粒捕集器的比較90
　3.8　三元催化劑的耐久性和車載診斷系統(tǒng)93
　　3.8.1　催化劑的高溫失活93
　　3.8.2　催化劑的中毒96
　　3.8.3　催化劑的快速老化99
　　3.8.4　車載診斷系統(tǒng)和催化劑的性能監(jiān)測104
　參考文獻106
第4章　柴油發(fā)動機車輛尾氣后處理技術111
　4.1　柴油車尾氣排放特征和尾氣后處理目標112
　4.2　柴油氧化催化劑114
　　4.2.1　早期柴油氧化催化劑114
　　4.2.2　現(xiàn)代柴油氧化催化劑115
　　4.2.3　一氧化碳和碳氫化合物的氧化116
　　4.2.4　DOC對柴油后處理系統(tǒng)的溫度調節(jié)117
　　4.2.5　二氧化氮的生成119
　4.3　選擇性催化還原反應121
　　4.3.1　轉化率和選擇性122
　　4.3.2　氨的吸附、解吸和泄漏123
　　4.3.3　氨和氮氧化物的比例125
　　4.3.4　氨泄漏催化劑125
　　4.3.5　SCR催化劑的種類127
　　4.3.6　尿素和氨氣129
　　4.3.7　混合器131
　　4.3.8　尿素的沉淀131
　　4.3.9　SCR催化劑的耐久性132
　　4.3.10　SCR催化劑的發(fā)展133
　4.4　柴油稀燃氮氧化物吸附催化劑134
　　4.4.1　LNT簡介134
　　4.4.2　LNT工作原理135
　　4.4.3　LNT中氮氧化物的儲存材料138
　　4.4.4　硫對LNT的影響138
　　4.4.5　LNT的轉化產物139
　　4.4.6　LNT應用中發(fā)動機的控制139
　　4.4.7　LNT的發(fā)展和應用140
　4.5　柴油顆粒捕集器142
　　4.5.1　柴油顆粒142
　　4.5.2　柴油顆粒捕集器簡介142
　　4.5.3　柴油顆粒捕集器工作原理143
　　4.5.4　DPF顆粒吸附機理145
　　4.5.5　柴油顆粒捕集器的再生146
　　4.5.6　柴油顆粒捕集器對尾氣中顆粒物排放的影響149
　4.6　柴油車尾氣后處理系統(tǒng)設計與優(yōu)化151
　　4.6.1　氮氧化物的轉化，SCR還是LNT152
　　4.6.2　DPF和氮氧化物轉化催化劑的相對位置154
　　4.6.3　SCR捕集器：結合SCR和DPF155
　　4.6.4　DFF還是cDPF156
　　4.6.5　幾種常用的柴油后處理系統(tǒng)156
　參考文獻158
第5章　汽車尾氣排放的測試規(guī)程164
　5.1　美國汽車尾氣排放測試規(guī)程165
　　5.1.1　輕型車臺架測試規(guī)程165
　　5.1.2　重型車發(fā)動機測試規(guī)程169
　　5.1.3　重型車整車測試規(guī)程171
　5.2　歐洲汽車尾氣排放測試規(guī)程173
　　5.2.1　輕型車臺架測試規(guī)程173
　　5.2.2　重型車發(fā)動機測試規(guī)程174
　5.3　中國汽車尾氣排放測試規(guī)程179
　5.4　其他尾氣排放測試規(guī)程180
　　5.4.1　輕型車測試規(guī)程發(fā)展（WLTP循環(huán)）180
　　5.4.2　重型車測試規(guī)程發(fā)展（WHSC和WHTC循環(huán)）181
　　5.4.3　實際道路排放測試182
　參考文獻186
第6章　汽車尾氣后處理技術的挑戰(zhàn)和展望188
　6.1　實際道路排放控制189
　6.2　顆粒物排放的測量191
　6.3　溫室氣體排放193
　6.4　替代燃料車輛的排放控制195
　　6.4.1　生物柴油196
　　6.4.2　天然氣197
　　6.4.3　乙醇198
　　6.4.4　液化石油氣199
　　6.4.5　氫氣燃料201
　6.5　其他后處理的發(fā)展方向202