【摘要】：隨著人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的日益關(guān)注,柴油機(jī)排氣凈化成為柴油機(jī)發(fā)展的重要研究方向之一。低溫等離子體(Non-thermal plasma,NTP)技術(shù)在柴油機(jī)尾氣后處理領(lǐng)域憑借轉(zhuǎn)化效率高、裝置簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)成為目前的研究熱點(diǎn)。目前的研究主要集中在利用直接低溫等離子體技術(shù)凈化柴油機(jī)尾氣,關(guān)于利用間接低溫等離子體(Indirect non-thermal plasma,INTP)技術(shù)凈化柴油機(jī)顆粒物(Particulate matter,PM)的研究較少。本文搭建了INTP凈化柴油機(jī)PM的試驗(yàn)臺(tái)架,展開(kāi)了INTP作用下顆粒物理化特性及凈化效果的影響因素研究。主要的研究工作如下:(1)為探究INTP技術(shù)對(duì)PM理化性質(zhì)的影響,對(duì)采樣獲得的PM進(jìn)行了熱重試驗(yàn),分析了INTP作用前后PM組分和特征溫度的變化,根據(jù)阿倫尼烏斯法計(jì)算了INTP作用前后PM組分的表觀活化能。利用傅立葉紅外光譜分析儀和掃描電鏡分析儀探究了不同負(fù)荷工況下INTP作用前后柴油機(jī)PM表面官能團(tuán)和表觀形貌的變化。研究結(jié)果表明,顆粒物組分中的揮發(fā)性物質(zhì)相較于固體碳表觀活化能較低,INTP作用后,揮發(fā)性物質(zhì)含量占比下降,固體碳含量占比上升。INTP作用后,PM的特征溫度和表觀活化能均下降,INTP降低了PM的氧化溫度,提高了PM的氧化活性。INTP作用后,PM表面的烷基官能團(tuán)減少,生成了新的含氧官能團(tuán)和芳香環(huán)。INTP作用后,PM的堆疊結(jié)構(gòu)變得相對(duì)平滑。(2)為深入探究INTP技術(shù)對(duì)柴油機(jī)顆粒物中可溶性有機(jī)成分(Soluble organic fraction,SOF)的影響,利用微量天平測(cè)量了INTP作用前后PM的質(zhì)量,隨后利用索氏萃取將8個(gè)PM樣品中的SOF溶解萃取。采用氣相色譜-質(zhì)譜儀對(duì)萃取樣品進(jìn)行了分析,探究了INTP技術(shù)對(duì)柴油機(jī)顆粒物SOF組分、碳原子數(shù)、支鏈烷烴含量和含氧組分含量的影響。研究結(jié)果表明,INTP作用后,在不同負(fù)荷工況下PM的質(zhì)量均有不同程度減小。INTP作用后SOF組分中生成烯烴、脂類和醇類物質(zhì),碳原子數(shù)較小的C11~C14含量上升,支鏈烷烴含量下降,含氧組分含量上升。(3)對(duì)NTP噴射系統(tǒng)的氣源流量進(jìn)行了優(yōu)化,探究了氣源流量對(duì)INTP凈化顆粒物的影響。利用柴油機(jī)粒徑分析儀測(cè)量了原機(jī)PM和不同NTP噴射系統(tǒng)氣源流量下PM的數(shù)量濃度和質(zhì)量濃度,對(duì)超細(xì)顆粒物、核態(tài)顆粒物和聚集態(tài)顆粒物的濃度和占比進(jìn)行了分析,通過(guò)計(jì)算得到了INTP作用前后PM數(shù)量濃度幾何平均粒徑和質(zhì)量濃度幾何平均粒徑的變化。利用熱重分析儀對(duì)不同氣源流量下PM的組分、特征溫度和表觀活化能進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明,氣源流量對(duì)NTP噴射系統(tǒng)產(chǎn)生的O_3濃度和產(chǎn)量影響較大。在不同NTP噴射系統(tǒng)氣源流量下,INTP作用后PM的數(shù)量濃度和質(zhì)量濃度均下降。氣源流量為10 L/min時(shí),PM的數(shù)量濃度和質(zhì)量濃度下降幅度最大。氣源流量對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的氧化活性影響較小,對(duì)固體碳的氧化活性影響較大。
【圖文】：

圖 1.1 顆粒物的主要成分Fig.1.1 Main components of particulate matter排放被認(rèn)為是導(dǎo)致我國(guó)多個(gè)城市產(chǎn)生霧

（a）本地排放與區(qū)域傳輸?shù)年P(guān)系 （b）本地排放的主要來(lái)源圖 1.2 北京地區(qū) PM2.5 的來(lái)源分析Fig.1.2 Source analysis of PM2.5 in Beijing area
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK421.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 壽彩麗;;柴油機(jī)尾氣中可溶性有機(jī)物(SOF)的高效去除催化劑[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2015年03期

2 馬志豪;鈔瑩;李磊;馬凡華;徐斌;吳健;;柴油機(jī)顆粒在氧化過(guò)程中拉曼光譜參數(shù)的變化[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);2015年01期

3 梅德清;趙翔;王書龍;袁銀男;孫平;;柴油機(jī)排放顆粒物的熱重特性分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2013年16期

4 胡俊;孫平;梅德清;張敏;;顆粒捕集器捕集效率及對(duì)柴油機(jī)性能影響的研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2013年06期

5 黃元龍;楊新;;大氣細(xì)顆粒物對(duì)大氣能見(jiàn)度的影響[J];科學(xué)通報(bào);2013年13期

6 劉立東;史永萬(wàn);高俊華;張仲榮;;低溫等離子體對(duì)柴油機(jī)尾氣凈化效果的研究[J];汽車工程;2013年02期

7 郭紅松;史永萬(wàn);陸紅雨;付鐵強(qiáng);曹磊;李菁元;;柴油油品對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物中SOF及PAHs排放的影響研究[J];小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車;2013年01期

8 邢世凱;馬朝臣;馬松;;低溫等離子體對(duì)柴油機(jī)排氣微粒數(shù)量和質(zhì)量影響的試驗(yàn)研究[J];內(nèi)燃機(jī)工程;2013年01期

9 帥石金;唐韜;趙彥光;華倫;;柴油車排放法規(guī)及后處理技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J];汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào);2012年03期

10 龔金科;吳鋼;王曙輝;劉云卿;伏軍;龍罡;;徑向柴油機(jī)微粒捕集器流速分布特性數(shù)值分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2010年04期

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1 馮向宇;柴油機(jī)排氣后處理系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題研究[D];北京理工大學(xué);2015年

2 郝斌;不同燃料對(duì)柴油機(jī)排氣顆粒物的影響研究[D];天津大學(xué);2014年

3 戰(zhàn)強(qiáng);重型柴油機(jī)可變氣門系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及實(shí)驗(yàn)研究[D];天津大學(xué);2013年

4 王攀;NPAC技術(shù)降低柴油機(jī)NO_x和PM排放的機(jī)理分析及試驗(yàn)研究[D];江蘇大學(xué);2009年

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2 馬翔;預(yù)混火焰工況對(duì)碳煙表面官能團(tuán)和氧化特性影響規(guī)律研究[D];天津大學(xué);2014年

3 李博;燃料特性對(duì)柴油機(jī)顆粒物表面官能團(tuán)及氧化活性影響研究[D];天津大學(xué);2013年

4 李登科;機(jī)動(dòng)車排氣中SVOCs及顆粒物中SOF成分分析[D];天津大學(xué);2012年

5 賴春杰;高壓共軌柴油機(jī)超細(xì)微粒排放特性分析[D];吉林大學(xué);2012年

6 張東明;柴油機(jī)燃燒過(guò)程中顆粒物表面官能團(tuán)變化規(guī)律的研究[D];天津大學(xué);2009年

7 張祚;進(jìn)氣富氧對(duì)增壓柴油機(jī)燃燒與排放影響的試驗(yàn)與計(jì)算研究[D];天津大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：2661204