Espécies químicas ativadas (O 3 , Radicais OH etc.) são gerados induzindo um plasma de pressão atmosférica fora de equilíbrio. Essas espécies promovem reações de dessulfurização e desnitração com MnO 2 . Nesse artigo, avaliamos a influência do ozônio no desempenho de dessulfurização e desnitrificação de um MnO 2 filtro. Crédito:Kanazawa University
Os motores a diesel são amplamente utilizados em máquinas agrícolas, veículos e navios devido à sua alta eficiência térmica. O enxofre contido no combustível diesel é oxidado a dióxido de enxofre pela combustão. Este dióxido de enxofre não só prejudica a saúde humana, mas também causa a desativação dos catalisadores usados para tratar o NO x no fluxo de exaustão.
Este problema pode ser superado com o uso de combustíveis sem enxofre com base em biomassa ou tecnologia de carvão limpo, ou instalando um filtro de dessulfuração para remover óxidos de enxofre a montante do NO x catalisador. Pesquisadores da universidade de Kanazawa desenvolveram um MnO assistido por plasma 2 filtro que produz exaustão livre de NO x e entao x . Esta tecnologia aumenta as propriedades de dessulfuração de MnO 2 com a atividade do ozônio de um plasma sem equilíbrio à pressão atmosférica (Figura 1). Espécies químicas ativadas (O 3 , Radicais OH, etc.) presentes no plasma promovem reações de dessulfuração e desnitração.
MnO 2 reage com óxidos de enxofre e nitrogênio para produzir sulfatos e nitratos, respectivamente. A interação entre SO 2 e não 2 degrada o desempenho do MnO 2 catalisadores na eliminação de ambas as espécies. O professor Huang do Instituto de Conversão de Energia de Guangzhou analisou o material do catalisador MnO2 após a exposição ao gás de exaustão simulado contendo SO 2 e não 2 e descobriu que tanto nitrato de manganês quanto sulfato de manganês foram produzidos.
O ozônio gerado em um plasma sem equilíbrio à pressão atmosférica foi passado através do MnO 2 filtrar junto com o gás de exaustão simulado. O gás de exaustão simulado consistia em 500 ppm SO 2 , 500 ppm NÃO 2 , 10% em peso O 2 , 6% em peso de CO 2 , um N 2 base, e 50 ppm O 3 (quando o plasma é induzido). The MnO 2 foi apoiado em um filtro de favo de mel de alumina e as condições de fluxo (velocidade espacial de 10 4 h ? 1 ) imitou fluxos de exaustão de veículos típicos e dimensões de filtro. Crédito:Kanazawa University
Avaliamos o impacto do ozônio no desempenho do catalisador para SO 2 e não 2 remoção (Figura 2). Um plasma sem equilíbrio à pressão atmosférica foi gerado pelo método de descarga de barreira dielétrica. O desempenho do catalisador na eliminação de ambos os SO 2 e não 2 foi melhorado pela introdução de ozônio em uma concentração baixa de cerca de 50 ppm. O aprimoramento em NÃO 2 a eliminação foi particularmente notável. A introdução do ozônio parece dar uma reação para reduzir os óxidos de nitrogênio a nitrogênio. No estágio inicial da reação, mais de 99% de SO 2 e não 2 foram removidos do fluxo de exaustão. Os pesquisadores da Universidade Kanazawa, liderado por Yugo Osaka, demonstrou pela primeira vez que as emissões zero de NO x pode ser alcançado mesmo na presença de óxidos de enxofre usando um MnO assistido por plasma 2 filtro. O filtro assistido por plasma parece aumentar a eliminação de SO 2 por causa de SO 3 geração e também reduzir os óxidos de nitrogênio a nitrogênio.
Espera-se que essas descobertas sejam amplamente aplicáveis na purificação de gases de escape de motores a diesel com combustíveis contendo enxofre. Nós esclarecemos o mecanismo pelo qual a indução do plasma fora de equilíbrio aumenta o desempenho do MnO 2 filtro. Esperamos estimular o desenvolvimento de MnO assistido por plasma 2 filtros e, assim, permitir que uma maior diversidade de combustíveis seja usada sem afetar adversamente a qualidade do ar.
Imagens TEM (a, b) de HSSA MnO 2 (MnO 2 tendo uma alta área de superfície específica de cerca de 300 m 2 / g) e fotografias (c, d) do HSSA MnO 2 filtro suportado em favo de mel de alumina usado nesses experimentos. MnO 2 foi laminado sobre o substrato alveolar de alumina pelo método de revestimento por imersão. A densidade de empacotamento de MnO 2 foi de 50 g / L de filtro. Crédito:Kanazawa University
