综述:道路运输车辆NH3排放的生成机制、影响因素及控制技术综述
《Environmental Science & Technology》:Overview of the Generation Mechanism, Influence Factors, and Control Technologies of NH3 Emissions from Road Transport Vehicles
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时间:2025年10月27日
来源:Environmental Science & Technology 11.3
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本综述系统梳理了道路移动源(汽油车、柴油车、天然气车)NH3排放的生成机制与特性,深入剖析了复杂工况下的关键影响因素及内在逻辑,并重点评述了氨逃逸催化剂(ASC)的前沿研究进展与技术优化路径,为全球范围内NH3减排提供了重要理论依据与技术支撑。
道路运输车辆NH3排放概述
NH3是一种有毒气体,对大气环境和人体健康构成显著威胁。在交通运输领域,以汽油车、柴油车和天然气车为主的道路移动源排放的NH3,已成为空气中NH3的主要来源。全球范围内已实施日益严格的排放法规。基于此,本文深入分析了NH3排放的成因。
NH3的生成机制与排放特性
文章系统阐述了上述三大类道路车辆在各种复杂动态驾驶条件下的NH3排放特征。汽油车和天然气车在三效催化剂(TWC)作用下,在富燃条件下可能将氮氧化物(NOx)还原生成NH3;而柴油车则主要基于尿素选择性催化还原(SCR)系统,在氨氮比控制不当或催化剂性能下降时发生氨逃逸。研究细致梳理了其背后众多且复杂的影响因素,包括发动机工况、空燃比、催化剂老化状态、排气温度等,从而阐明了道路车辆NH3排放的内在逻辑与机制。
影响因素分析
影响NH3排放的因素错综复杂。对于配备TWC的车辆,空燃比的波动是导致NH3生成的关键。对于采用SCR技术的柴油车,尿素的喷射量、混合均匀度、催化剂的低温活性以及硫中毒等因素,均直接影响NH3的转化效率与逃逸量。不同驾驶循环(如城市拥堵路况与高速巡航)下,排气温度场的瞬态变化对催化反应进程有决定性影响,进而导致NH3排放水平的显著差异。
NH3排放控制技术与ASC研究进展
为控制车辆NH3排放,氨逃逸催化剂(ASC)是关键技术。本文综述了ASC中各类催化剂的最新前沿研究,包括铂(Pt)、钯(Pd)等贵金属催化剂以及铜基分子筛(Cu-SSZ-13)等非贵金属催化剂。探讨了通过优化催化剂配方、改进载体结构、提升水热稳定性等技术路线来改善ASC催化性能的策略。ASC的核心功能是将逃逸的NH3选择性催化氧化为无害的氮气(N2),同时避免其被过度氧化生成NOx。
未来展望
最后,本文针对道路车辆NH3排放的未来研究趋势和ASC技术的发展提出了诸多思路与见解。未来研究可侧重于开发更精准的在线监测技术、构建高保真的排放模型、设计宽温度窗口的高效ASC催化剂,以及探索NH3与PM、NOx等污染物的协同控制策略。这项工作致力于在全球尺度上推动NH3排放的削减。
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