船舶氨燃料发动机NO后处理技术研究
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摘要
航运业的快速发展，导致了航运CO2排放量逐年增加，加剧了全球温室效应，各类
温室气体排放法规相继推出，航运业脱碳迫在眉睫。在众多脱碳措施中，使用氨燃料促
进航运业的能源结构变革，可以有效助力全球碳中和。然而，船舶氨燃料发动机虽从源
头避免了CO的生成，但产生了另一种超级温室气体NO。有效处理NO是船舶氨燃
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料发动机推广和应用的重要前提，目前国内外正缺乏对船舶氨燃料发动机NO后处理
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技术的研究。本文以船舶氨燃料发动机尾气为目标对象，基于搭建的实验平台开展了处
理NO的实验研究，探究了直接催化分解NO和催化还原NO两种技术的可行性，并
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综合两种处理技术的优点构建可低温高效处理NO的两级耦合处理技术，为船舶氨燃
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料发动机尾气中NO的处理提供参考。本文的主要研究工作如下：
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（1）使用量子化学计算软件，模拟研究了NO分子在两种尖晶石型催化剂（NiCoO
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和CoFeO）表面的吸附过程，研究结果表明催化剂主要作用于NO分子的π轨道，π
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轨道的态密度展宽变宽，电子离域性增强，促进NO分子的分解，两种尖晶石型催化剂
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中CoFeO尖晶石催化分解NO具有更好的性能。
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（2）基于搭建的NO后处理实验系统进行了直接催化分解NO技术的研究，实验
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中通过改变反应条件，研究了温度、空速、NO浓度、杂质气体（O、NO、NO、NH、
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O+NO和O+NH）等参数对NO脱除效率的影响规律。研究结果表明，不含杂质气体
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条件下，CoFeO比NiCoO具有更好的低温活性，反应温度为250℃，NO脱
0.62.440.742.2642
除效率便可达到98.62%；增大空速、提高NO初始浓度均会导致NO脱除效率降低；
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单一杂质气体（O、NO、和NO）同样会导致N