[发明专利]傅里叶红外汽车尾气评价系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种傅里叶红外汽车尾气评价系统，尤其是一种CNG尾气的催化剂实验室催化剂小样性能评价系统，用来测试催化剂活性试验包括起燃温度特性试验和空燃比特性试验。

背景技术

压缩天然气(CNG)属于通用燃料，对轻型车、中型车和重型车均适合。近年的研究结果表明，与柴油车比较，CNG车尾气中的多环芳烃(AHs)比柴油车低50倍，甲醛低20倍，颗粒物(PM)低30倍，总毒性低20-30倍。基于对尾气排放的研究成果，欧美国家在城市启动了天然气汽车程序，在城市用CNG车(包括公交车和重载货车)取代了柴油车。CNG车分为理论空燃比CNG车和稀燃CNG车两种。对于理论空燃比CNG车，排放尾气的污染物种类与汽油车类似，为HC、CO和NO_x。其中CO和HC低于汽油车，NO_x与汽油车相等或稍高。稀燃CNG车尾气中要净化的主要是CH₄和CO，但稀燃尾气的特点是温度低(低于500－550℃)，低的CH₄浓度(500－1000ppm)，大量的水蒸气(10－15％)和CO₂(15％)以及大约1ppm的SO₂。

国家已规定在实施国3排放标准阶段，对CNG车与汽油车一样实施排放标准控制(2007年7月1日对新车实行)，CNG车尽管排放值低于汽油车，但仍需实施尾气净化才能达到国3排放标准的限值。国家已规定在实施国3排放标准阶段，对CNG车与汽油车一样实施排放标准控制(2007年7月1日对新车实行)，CNG车尽管排放值低于汽油车，但仍需实施尾气净化才能达到国3排放标准的限值。环保部要求，自2013年1月1日起，所有生产、进口、销售和注册登记的气体燃料点燃式发动机与汽车必须符合国五标准的要求。国五的排放标准为：一氧化碳CO1.0g/km；非甲烷烃HC0.1g/km；氮氧化物NO_x0.06g/km；PM未限制。

对整车进行尾气排放测定，采集的数据是催化剂工艺开发和改进的重要参考依据。催化剂的性能主要通过转化率来体现，转化率η_k＝(催化剂入口污染物体积浓度C_ik-催化剂出口污染物体积浓度C_ek)/催化剂入口污染物体积浓度C_ik×100％。现有技术中，一般CNG尾气评价系统中，数据采集系统采用AVL五气分析仪，但是只能检测碳氢化合物的含量和氮氧化物的含量。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种傅里叶红外汽车尾气评价系统，可以准确检测燃料在燃烧过程中的各个气体组份的浓度。

按照本发明提供的技术方案，所述傅里叶红外汽车尾气评价系统，其特征是：包括气体控制部分、气体反应部分、尾气检测部分和数据处理和输出部分；

所述气体控制部分包括控制气体流量的评价气体混合柜、恒温水槽、第一混合罐和第二混合罐，评价气体混合柜的进气管路分别与模拟的尾气气源连接，评价气体混合柜的气体出口管路连接至第一混合罐的进口，第一混合罐的出口连接至第二混合罐的进口，恒温水槽通过水蒸气管道连接至第二混合罐的进口，第二混合罐的出口与气体反应部分的进气端连接；

所述气体反应部分包括管式炉，在管式炉中设置反应管，反应管的一端为进口端，进气端与第二混合罐的出口连接，反应管的另一端为出气端，出气端连接尾气检测部分，在反应管中放置催化剂样品；

所述尾气检测部分采用红外分析仪，红外分析仪的气体池连接反应管的出气端。

进一步的，在所述评价气体混合柜的气体出口管路上分别设置流量计，流量计的出口安装单向阀。

进一步的，在所述水蒸气管道和第二混合罐上缠绕加热带。

进一步的，所述加热带由石英纤维包裹加热丝和热电偶组成。

进一步的，所述催化剂样品采用包裹材料包裹后装入反应管中，以填补催化剂样品与反应管管壁之间的间隙。

进一步的，所述包裹材料采用石英纤维。

进一步的，在所述反应管的进口端安装热电偶。

进一步的，连接反应管和红外分析仪的导气管上采用加热带进行缠绕。

进一步的，所述数据处理和输出部分由电脑和打印机组成。