凹凸棒石粘土吸收剂湿法净化柴油机废气的研究

摘要

以燃烧分析仪、CO-HC化合物自动测试仪、透射和扫描电镜、能谱分析仪、气／质联用仪、激光纳米粒度分析仪等现代分析检测技术为手段，对柴油机废气中污染物的组成及物理化学性能等进行了较为系统的分析与表征。实验结果表明，颗粒物大多呈絮状及链状形态，其构成主要为有机物或为有机物所覆盖的碳微粒，粒径分布峰值约为40nm；柴油机废气中颗粒物浓度为32.6mg／m<'3>～143.6mg／m<'3>，NO<,x>浓度为208×10<'-6>～568×10<'-6>（v／v），SO<,2>和HC化合物浓度分别为18×10<'-6>和16×10<'-6>（v／v）。 针对柴油机污染物的组成及特性，通过大量对比实验筛选出凹凸棒石粘土为主吸收剂，并对其进行了稀土改性。采用喷射鼓泡反应器考察了吸收液组成、液位高度、吸收液pH值、温度和柴油机工况等因素对柴油机废气污染物脱除效率的影响。实验得出吸收液最佳配方为：凹凸棒石粘土28％，稀土为粘土加入量的6％，NaOH约1.0％。在最佳实验条件下，柴油机颗粒物脱除率为71.3％，NO<,x>脱除率可达90.6％，SO<,2>和HC的脱除率均大于90％。实验室结果经工程应用试验得到了验证。 利用电镜、热重分析、激光粒度分析和红外光谱等实验手段，从凹凸棒石粘土的结构及其胶体液性质入手，对其净化柴油机废气的机理进行了实验和理论探讨。结果初步表明，在吸收液中NO脱除是一个催化氧化以及碱中和的联合吸收过程；颗粒物和HC主要为在凹凸棒石外表面及胶体粒子表面上的吸附；而SO<,2>等酸性气体的去除则主要为碱中和吸收过程。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章柴油机排放污染物组成及物理特性研究

第三章柴油机废气净化实验研究

第四章凹凸棒石粘土净化柴油机废气机理研究

第五章凹凸棒石粘土净化柴油机废气工程应用研究

第六章结论与建议

致谢

攻读博士学位期间主要科研成果