柴油機(jī)催化型微粒捕集器加載及再生性能研究
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【摘要】:柴油機(jī)的顆粒物排放是造成大氣霧霾的重要原因之一,空氣的污染對(duì)人類的身心健康造成嚴(yán)重傷害。隨著機(jī)動(dòng)車排放法規(guī)的不斷加嚴(yán)和空氣凈化的需要,柴油機(jī)尾氣排放的顆粒凈化技術(shù)成為近些年來研究的技術(shù)熱點(diǎn)。微粒捕集器(Diesel Particulate Filter)是降低柴油機(jī)顆粒物排放最有效的后處理解決方案之一,但是由于再生溫度高,再生時(shí)機(jī)判斷困難,成為制約其發(fā)展的重要因素。而在DPF載體上涂覆一定量的貴金屬催化劑,即催化型顆粒捕集器(Catalyzed Diesel Particulate Filter)則可以利用N02的強(qiáng)氧化性,有效的降低顆粒再生溫度,保證DPF的可靠有效的連續(xù)再生。本文通過臺(tái)架試驗(yàn)與模型仿真分析相結(jié)合的方式對(duì)CDPF的不同涂覆量的壓降變化、加載過程、再生特性進(jìn)行了詳細(xì)分析。為CDPF的被動(dòng)再生性能、貴金屬催化劑涂覆量的控制提供了一定的理論和實(shí)踐指導(dǎo)依據(jù)。研究結(jié)果表明:1、通過對(duì)比三種不同貴金屬涂覆量的CDPF催化器,其壓降隨著催化劑涂覆量的增加、溫度的升高、排氣質(zhì)量流量的增加而升高。催化劑涂覆量越大的CDPF,其捕集相同質(zhì)量的碳煙,其壓降越大,其中19g/l涂覆量的載體與29g/l覆量的載體相比,壓降最大相差0.68KPa。涂覆量大的CDPF,其被動(dòng)再生能力越強(qiáng),其被動(dòng)再生過程產(chǎn)生的N02較多,三種涂覆量的載體,涂覆量每增加5g/l,載體出口處的N02約增加50ppm。2、CDPF的碳煙加載,其深床層碳煙的加載只有0.4g/l,但是卻帶來了壓降的急速上升,后續(xù)餅層碳煙的增加對(duì)壓降的影響成線性增加,但增加速率明顯下降。3、通過仿真分析研究得出19g/1涂覆量載體的平衡點(diǎn)溫度350℃,29g/1涂覆量載體的平衡點(diǎn)溫度為325℃。在375℃以下的溫度范圍內(nèi),隨著溫度的升高,載體再生效果不斷增強(qiáng)。根據(jù)碳煙的沉積量變化,可以進(jìn)一步判斷再生的順序。先深床再生,后向餅層再生過渡。4、DOC載體可以促進(jìn)NO到NO2的轉(zhuǎn)化,在溫度低于300℃時(shí)轉(zhuǎn)化效果不明顯,300℃以上轉(zhuǎn)化效率較高,到375。C時(shí),轉(zhuǎn)化效率達(dá)到最大值43%。通過DOC提升NO2的含量可以增加CDPF內(nèi)參與被動(dòng)再生的N02的量。通過仿真分析N02含量在300ppm時(shí)與入口處幾乎處于0ppm的狀態(tài)對(duì)比發(fā)現(xiàn),再生后的碳煙量相差0.4g/1。本文的研究結(jié)果對(duì)于減少柴油機(jī)顆粒物對(duì)大氣環(huán)境的污染有一定的理論支持,對(duì)推廣催化型顆粒捕集器在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上的廣泛應(yīng)用提供了工程應(yīng)用價(jià)值,同時(shí)對(duì)控制催化型DPF的經(jīng)濟(jì)成本等方面也具有重要的理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】:廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TK423
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,本文編號(hào):1293173
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