MMT对三效催化剂性能影响的试验研究

论文摘要

使用辛烷值合适的汽油对实现最佳的汽车燃料经济性非常关键，甲基环戊二烯三羰基锰（MMT）作为提高辛烷值的燃料添加剂在中国被广泛使用，以满足无铅汽油对辛烷值的市场需求。然而，使用含MMT汽油形成的燃烧产物对汽车排放控制系统（如三效催化剂）的影响一直存在争议。为了更好地理解这个问题，论文开展了相关试验研究来探讨含MMT汽油的燃烧产物对高孔密度（600目/平方英寸）三效催化剂性能的影响。论文通过设计对比试验，系统研究了发动机稳态和动态运行工况，MMT的添加与否（添加含量为18mg Mn/L），以及催化剂的进口温度等对催化剂端面出现沉积现象及其可能导致催化剂堵塞、性能恶化的影响。研究中使用的催化剂老化工况条件，相当于汽车耐久性评价测试中使用的催化剂加速老化。另外，还对使用添加MMT（添加含量仍为18mg Mn/L）的汽油进行了1000小时的V型耐久性试验，以评价MMT添加剂在长期使用条件下的影响，这一测试条件较好地反映了汽车的实际使用情况。研究结果表明，催化剂堵塞受测试工况条件影响较大，只有当催化剂长期在高温（820oC）稳态工况且汽油中MMT含量较高的情况下，才会导致催化剂堵塞。在动态工况条件下，没有明显地观察到催化剂堵塞现象，且与汽油中MMT的含量或排温关联度不大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 MMT 导致催化剂堵塞的研究现状
• 1.2.1 MMT 的理化特性
• 1.2.2 MMT 的抗爆性与抗爆机理
• 1.2.3 MMT 应用的历史和现状
• 1.2.4 三效催化剂的反应机理及失活机理
• 1.2.5 国内外对 MMT 导致催化剂堵塞的研究进展
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 三效催化剂快速老化及性能测试方法
• 2.1 试验台架
• 2.1.1 发动机
• 2.1.2 测功机及控制系统
• 2.2 三效催化剂快速老化方法
• 2.2.1 稳态快速老化工况
• 2.2.2 断油快速老化工况
• 2.3 三效催化剂性能评价方法
• 2.3.1 尾气排放测试方法
• 2.3.2 三效催化剂空燃比特性测试方法
• 2.3.3 三效催化剂起燃温度特性测试方法
• 2.4 本章小结
• 第3章 MMT 对催化剂堵塞机理的研究
• 3.1 试验方案介绍
• 3.2 稳态工况下催化剂性能随老化时间的变化情况
• 3.2.1 起燃温度
• 3.2.2 80%转化窗口
• 3.2.3 背压
• 3.3 断油工况下催化剂性能随老化时间的变化情况
• 3.3.1 起燃温度
• 3.3.2 80%转化窗口
• 3.3.3 背压
• 3.4 各因素对催化剂性能的影响
• 3.4.1 各因素对催化剂起燃温度的影响
• 3.4.2 各因素对催化剂 80%转化窗口的影响
• 3.4.3 各因素对催化剂背压的影响
• 3.5 欧四排放标准Ⅴ型试验验证
• 3.5.1 试验仪器和设备
• 3.5.2 试验方法简介
• 3.5.3 催化剂性能随老化时间变化情况
• 3.6 本章小结
• 第4章 催化剂堵塞物的微观形貌及组分分析
• 4.1 试验仪器和设备
• 4.1.1 低倍显微镜
• 4.1.2 扫描电子显微镜
• 4.1.3 比表面积分析仪
• 4.1.4 XRD/XRF 分析
• 4.2 催化剂表面形貌分析
• 4.3 催化剂比表面与堵塞物组分分析
• 4.3.1 催化剂比表面与孔隙度分析
• 4.3.2 催化剂堵塞物组分分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 后续工作建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果