Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Адсорбер или ловушка (также называемый Lean-адсорбер, аббревиатура LNT) – это устройство, используемое для снижения выбросов оксидов азота (NO и NO2) из двигателя внутреннего сгорания, работающего на обедненной смеси, посредством адсорбции.
A adsorber or trap (also called Lean trap, abbr. LNT) is a device that is used to reduce oxides of nitrogen (NO and NO2) emissions from a lean burn internal combustion engine by means of adsorption.
Цель и функция адсорбера
Адсорбер предназначен для снижения выбросов оксидов азота в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания, работающего на обедненной смеси. Двигатели, работающие на обедненной смеси, особенно дизельные, представляют особую проблему для разработчиков систем контроля выбросов из-за относительно высокого содержания O2 (атмосферного кислорода) в выхлопных газах. Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, успешно применяемый с 1980-х годов на стехиометрических двигателях (таких как двигатели, работающие на бензине, СПГ, КПГ или этаноле), не функционирует при уровнях O2 выше 1,0% и работает неэффективно при уровнях выше 0,5%. В связи с растущей необходимостью ограничения выбросов от дизельных двигателей применяются такие технологии, как рециркуляция отработавших газов (EGR) и селективная каталитическая нейтрализация (SCR), однако эффективность EGR ограничена, а SCR требует постоянной подачи восстановителя в выхлопную систему. Адсорбер был разработан для устранения проблем, с которыми сталкиваются системы EGR и SCR. Адсорбент, например, цеолит, захватывает молекулы NO и NO2, действуя как молекулярная губка. Когда адсорбер насыщается (как губка, наполненная водой), дальнейшее поглощение невозможно. Разработаны различные схемы для "промывки" или "регенерации" адсорбера. Одним из возможных реагентов для этой цели является дизельное топливо. Впрыск дизельного топлива перед адсорбером позволяет провести его промывку – адсорбированные оксиды азота десорбируются и реагируют с углеводородами в богатой смеси с образованием воды и азота. Водород также является хорошим восстановителем, но он опасен и сложен в хранении. В некоторых экспериментальных системах используются топливные риформеры для выработки водорода непосредственно на транспортном средстве.
A adsorber is designed to reduce oxides of nitrogen emitted in the exhaust gas of a lean burn internal combustion engine. Lean burn engines, particularly diesels, present a special challenge to emission control system designers because of the relatively high levels of O2 (atmospheric oxygen) in the exhaust gas. The 3 way catalytic converter that has been successfully used since the 1980s on stoichiometric engines (such as fueled by petrol, LPG, CNG, or ethanol) will not function at O2 levels in excess of 1.0%, and does not function well at levels above 0.5%. Because of the increasing need to limit emissions from diesel engines, technologies such as exhaust gas recirculation (EGR) and selective catalytic reduction (SCR) have been used, however EGR is of limited effectiveness and SCR requires a continuous supply of reductant to the exhaust. The adsorber was designed to avoid the problems that EGR and SCR experienced. An adsorbant such as zeolite traps the NO and NO2 molecules — acting as a molecular sponge. Once the trap is full (like a sponge full of water) no more can be absorbed. Various schemes have been designed to "purge" or "regenerate" the trap. One of possible reactants used to this aim is diesel fuel. Injection of diesel fuel before the adsorber can purge it — the is made to desorb and react with hydrocarbons under rich conditions to produce water and nitrogen. Also hydrogen is a good reductant, but is dangerous and difficult to store. Some experimental systems have used fuel reformers for on board hydrogen generation.
Использование рынка
На концепциях Volkswagen Jetta TDI и Volkswagen Tiguan используется сажеуловитель. Оба автомобиля планировалось представить на американском рынке к 2008 году. Их планировалось продавать в рамках программы BlueTec, разработанной компаниями Audi, Daimler Chrysler и Volkswagen. В 2015 году исследование ADAC (заказанное ICCT) 32 автомобилей, соответствующих стандарту Euro 6, показало, что лишь немногие из них соответствуют нормам выбросов при реальной эксплуатации, при этом автомобили с LNT-катализаторами демонстрировали самые высокие показатели выбросов.
A trap is used on the Volkswagen Jetta TDI and the Volkswagen Tiguan concepts. Both are projected to be introduced into the American market by 2008. They were to be marketed as part of the BlueTec program from Audi, Daimler Chrysler, and Volkswagen. In 2015 an ADAC study (ordered by ICCT) of 32 Euro6 cars showed that few complied with on road emission limits, and LNT cars had the highest emissions.
Технические детали
Адсорбер основан на монолитной подложке катализатора, покрытой адсорбирующим слоем, например, содержащим цеолиты. В качестве адсорбента также могут использоваться щелочные/щелочноземельные оксиды (карбонаты). Ловушки постепенно отравляются SOx, который адсорбируется прочнее, чем необходимо. Это требует периодической высокотемпературной регенерации, которая снижает срок службы адсорбера.
The adsorber is based on a monolithic catalyst support that has been coated with a adsorbing washcoat such as one containing zeolites. Alkali/alkaline oxide (carbonate) can also be used as the adsorbant. Traps are gradually poisoned by SOx which adsorbs more strongly than It necessitates a periodic high temperature regeneration that tends to reduce the adsorber's operating life.