柴油機顆粒捕集器（Diesel Particulate Filter,DPF）具有高效的顆粒物（Particulate Matter,PM）捕集效率,是有效解決柴油機PM排放的后處理技術之一,該技術的核心問題是如何實現(xiàn)DPF低溫高效再生。催化型柴油機顆粒捕集器（Catalytic Diesel Particulate Filter,CDPF）有利于降低PM的起燃溫度,從而實現(xiàn)DPF的低溫再生,同時提高其再生效率。本文選用商用CDPF,基于自制CDPF碳煙加載裝置,制備了不同碳載量的CDPF碳負載樣品。通過模擬氣試驗平臺,研究了碳載量、再生溫度、升溫速率、氣體流量和氣體組分對CDPF再生性能的影響。主要工作內容和結論如下:（1）基于自行設計并搭建的CDPF碳煙加載裝置,制備了碳載量為3.2 g/L、5.0 g/L、7.0 g/L和9.0 g/L的CDPF碳負載樣品。通過模擬氣試驗平臺,開展了CDPF程序升溫再生試驗,探究了碳載量和升溫速率對CDPF再生性能的影響,分析了不同碳載量和升溫速率下CDPF再生過程中CO₂濃度的變化規(guī)律。試驗結果表明,CDPF再生過程主要分... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

各類型汽車的PM排放量分擔率

催化型柴油機顆粒捕集器再生性能的影響研究2者之一，影響大氣能見度、植物的生長和建筑物壽命及外觀等[7,8]。因此，研究和開發(fā)可靠的柴油機PM減排技術對人體健康和環(huán)境保護具有重要的意義。圖1.2PM組成示意圖Fig.1.2ThediagramofPMcomposition1.2柴油機排放標準于2019年7月1日起，我國開始逐步實施《重型柴油車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》，而《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》也將于2020年7月1日開始實施。屆時，國內所有銷售和注冊登記的輕型汽車Ⅰ型都將執(zhí)行國六a排放限制要求，2023年7月1日，所有銷售和注冊登記的輕型汽車Ⅰ型將執(zhí)行國六b排放限制要求。國六排放標準與于國五對比如表1.1所示，相較于國五排放標準，國六排放標準對NOx和PM排放提出了更高的要求，同時加入了顆粒物數量（ParticulateNumber，PN）的排放限值要求。其中，針對PM排放限值，國六b階段相較于國五階段降低了33.3%[9]。可見，隨著國家排放標準不斷升級，如何有效控制柴油機PM排放已逐漸成為柴油機生產廠商以及排放領域研究的重點。表1.1國五、國六排放標準對比Tab.1.1ComparisonofChina5emissionstandardsandChina6emissionstandards排放物國五（mg/km）國六a國六bCO1000700（mg/km）500（mg/km）THC6868（mg/km）35（mg/km）NOx6060（mg/km）35（mg/km）PM4.54.5（mg/km）3（mg/km）PN--6×1011個/km6×1011個/km

江蘇大學碩士學位論文31.3柴油機PM生成機理和控制技術1.3.1柴油機PM生成機理柴油機的燃燒方式屬于非均質燃燒，由于化學反應條件的不一致，使得燃燒室內各區(qū)域的燃燒狀態(tài)多變且十分復雜。同時，隨著缸內燃燒的持續(xù)進行，其溫度變化較大，因此PM的生成路徑十分復雜[10-15]。試驗表明，在預混燃燒階段，缸內溫度較低，參與燃燒的燃油量少，觀察到的火焰亮度不大，說明在此階段尚未產生大量的PM；而進入擴散燃燒階段后，隨著缸內溫度急劇升高，大部分燃油在此階段參與燃燒反應，其火焰亮度急劇增大，說明在這個階段產生了大量的PM[16-18]。柴油機在高溫缺氧的環(huán)境下工作，PM的生成是不可避免的，它是烴燃料燃燒過程的中間產物。柴油機的缸內燃燒過程十分復雜，在高溫缺氧的環(huán)境下，燃油進入氣缸后經過一系列復雜的物理化學反應后從液相到氣相再到固相變成顆粒物。圖1.3所示為顆粒的生成過程中，經歷的幾個主要的物理化學反應，包括燃油的裂解、顆粒前驅體的形成、基本碳粒子的成核、生長再到氧化。圖1.3顆粒物形成過程Fig.1.3Formationprocessofparticulatematter（1）燃油裂解燃燒的初始階段，燃油以油束的形式被噴入氣缸，在燃油聚集的區(qū)域形成富油缺氧的環(huán)境。隨著溫度的升高，燃油在缺氧的區(qū)域中裂解成C2和C3等不飽和的小分子自由基，完成液相到氣相的轉變。（2）顆粒前驅體的形成隨著燃燒的進行，高溫缺氧區(qū)域中的小分子自由基通過環(huán)化反應形成具有一個苯環(huán)的單環(huán)芳烴（MonocyclicAromaticHydrocarbons，MAHs），在單環(huán)芳烴的基礎上通過與乙炔

【參考文獻】：
期刊論文
[1]重型車柴油機國六排放后處理技術分析[J]. 藍祖龍.  技術與市場. 2020(03)
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[5]淺談柴油機國六階段后處理方法及技術路線選擇[J]. 李永前,王科星.  客車技術. 2019(06)
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[7]柴油機CDPF被動再生特性及機理分析[J]. 陳朝輝,張韋,李澤宏,孔孟茜,潘明章.  農業(yè)工程學報. 2019(23)
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博士論文
[1]柴油機碳煙顆粒生成規(guī)律和尺寸分布特性的研究[D]. 鞠洪玲.華中科技大學 2011
[2]柴油機微粒捕集器逆向噴氣再生技術研究[D]. 邵玉平.天津大學 2005

碩士論文
[1]柴油機催化型顆粒捕集器缸內后噴再生技術研究[D]. 徐瑞根.合肥工業(yè)大學 2018
[2]柴油機微粒捕集器碳煙捕集及連續(xù)再生特性研究[D]. 朱亞永.天津大學 2018



本文編號：3490433