Ocena wpływu temperatury oraz cyklu pracy na właściwości katalityczne wybranych reaktorów pułapek tlenków azotu

• Autorzy: Kruczyński S. , Danielczyk W. , Kamela W.

Warianty tytułu

EN

Estimation of temperature and work cycle influence on chosen lean nitric oxides traps catalytic properties

• Konferencja: Kongres Silników Spalinowych (20-23.05.2007; Kraków, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy opisano własności i preparatykę reaktorów LNT stosowanych do silników o zapłonie iskrowym spalających uwarstwione mieszanki ubogie, w których składnikiem magazynującym tlenki azotu jest tlenek baru, glinian baru i tlenek magnezu. Omówiona została procedura badań oraz stanowisko badawcze. Praca zawiera analizę właściwości utleniających reaktorów (tlenku węgla i węglowodorów) oraz magazynowania i redukcji tlenków azotu, przy zasilaniu silnika na przemian zmienną mieszanką bogatą i ubogą oraz mieszanką stechiometryczną w różnych temperaturach pracy reaktora. Przeprowadzona została symulacja dla warunków pracy silnika, w których w pierwszej fazie silnik zasilany był przez pięć sekund mieszanką bogatą (redukcja tlenków azotu), po czym następowało przejście silnika na prace na mieszance ubogiej (magazynowanie tlenków azotu) na okres 30, 45, 60, 75 i 90 sekund. Wyznaczono dla reaktorów zależności konwersji CO, HC i NOx w funkcji poszczególnych cykli czasowych. Dodatkowo wyznaczone zostały również zależności konwersji CO, HC i NOx w danym cyklu czasowym w funkcji temperatury pracy reaktora. Określono, że wraz ze wzrostem czasu magazynowania konwersja CO i HC rośnie, natomiast konwersja NOx maleje. Wzrost temperatury pracy reaktora również powoduje wzrost konwersji CO i HC, natomiast maksymalne wartości konwersji NOx występują dla temperatur w zakresie 270 - 320°C. Lepszym pod względem właściwości katalitycznych okazał się reaktor zawierający w swojej strukturze tlenek magnezu uzyskujący wyższe wartości konwersji wszystkich omówionych składników spalin.

EN

In this paper are described properties and preparation of LNT reactors in which barium oxide, barium aluminates and magnesium oxide are used as components that are able to store nitric oxides. Such reactors are used in spark engines that can bum lean mixtures. The paper consist results of precious metals dispersion examinations which has been done by use of XRD method and description of examinations procedures and the test bench. Article also consist analysis of reactors oxidizing properties (carbon monoxide and hydrocarbons) and storage - reduction features of nitric oxides under conditions when engine was working lean and rich mixture. This investigation was done in few different reactor temperatures. The simulation was conducted in which in first phase engine was running rich for 5 seconds (nitric oxides reduction). After that period engine was timed lean (nitric oxides storage) for 30, 45, 60, 75 and 90 seconds. Than for all tested reactors CO, HC and NOx conversion in function of all mentioned time cycles was determinate. Additionally CO, HC and NOx conversion was counted for each individual time cycle in function of reactor temperature. When increasing reactor temperature the higher CO and HC conversion was noted. However conversion of NOx reached highest values in temperature range of 270-320°C. The tests show that reactor containing magnesium oxide in its structure had the best catalytic properties and it reached highest conversion values of all mentioned exhaust gases components.

Słowa kluczowe

PL

silnik spalinowy; reaktory katalityczne; spalanie mieszanek ubogich; tlenki azotu; zanieczyszczenie powietrza

EN

combustion engine; catalysts; lean combustion; nitric oxides; air pollution

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Silniki Spalinowe
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 46, nr SC3
• Strony: 128--136
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz.

Twórcy

autor

Kruczyński S.

autor

Danielczyk W.

autor

Kamela W.

• Technical University of Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Brogan M., Brisley R., Walker D., Webster D., Boegner W., Fekate N., Kramer M., Krutzsch B., Voightlander D., "Evaluation of NOx Storage Catalysts as an Effective System from NOx Removal from the Exhaust of Lean Bum Gasoline Engines" SAE Technical Paper 952490.
• [2] Miyoshi N., Matsumoto S., Katoh K., Tankak T., Harada J., Takahashi N., Yokota K., Sugiura M., Kasahara K., "Development of New Concept Three Way Catalyst for Automotive Lean Bum Engines" SAE Technical Paper 950809.
• [3] Boegner W., Kramer M., Krutzsch B., Pischinger S., Voightlander D., Wenniger F., Wirbleit F., Brogan M., Brisley R., Webster D., "Removal of Nitrogen Oxides from the Exhaust of Lean-tune Engine" Applied Catalysis B Environmental 7, 153-171, 1995.
• [4] Feeley J., Deeba M., Farrauto R., "A catalytic management system for lean bum engines, Catalysis and Automotive Pollution Control IV" Studies in surface Science and Catalysis. Vol. 116. Elsevier Science, 1998.
• [5] Hepbum J., Thanasiu E., Dobson D., Watkins W., "Experimental and Modeling Investigations of NOx Trap Performance", SAE Technical Paper 96205.
• [6] Takeuchi M., Matsumoto S., "NOx Storage Reduction Catalysts for Gasoline Engines", Topics in Catalysis, Burch R.: Ed, Vol. 28, 2004.