基于PBRs的低溫等離子體技術(shù)再生DPF的試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-22 08:48
采用柴油機(jī)顆粒物捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)可以高效的捕集柴油機(jī)排氣中的顆粒物(Particulate Matter,PM),但必須適時(shí)對(duì)DPF進(jìn)行再生。低溫等離子體(Non-thermal Plasma,NTP)技術(shù)是一種新型的排氣凈化技術(shù),利用NTP的強(qiáng)氧化性,可在遠(yuǎn)低于PM起燃溫度的情況下實(shí)現(xiàn)PM的氧化分解,達(dá)到去除PM的效果。本文以NTP技術(shù)為基礎(chǔ),自行設(shè)計(jì)了填充床介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器(Packed Bed Reactors,PBRs),開(kāi)展了不同測(cè)量電容對(duì)放電影響的試驗(yàn),進(jìn)行了工作參數(shù)改變對(duì)PBRs性能影響的研究,最后利用PBRs探究了再生策略對(duì)DPF再生的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)改變測(cè)量電容,通過(guò)外加電壓信號(hào)和Lissajous圖形,分析了介質(zhì)阻擋放電(Dielectric Barrier Discharge,DBD)反應(yīng)器介質(zhì)等效電容、氣隙等效電容、維持電壓等參數(shù),探究了測(cè)量電容對(duì)DBD反應(yīng)器放電的影響。研究結(jié)果表明,介質(zhì)等效電容隨著測(cè)量電容的增大而減小,氣隙等效電容隨著測(cè)量電容的增大呈上升趨勢(shì)。氣隙有效電場(chǎng)強(qiáng)度和氣隙折合電場(chǎng)強(qiáng)...
【文章來(lái)源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:90 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
PM的主要組份Fig.1.1MaincomponentsofPM
DPF結(jié)構(gòu)
江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文13DBD反應(yīng)器能效最高。1.5.4填充床介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器研究現(xiàn)狀填充床介質(zhì)阻擋放電本質(zhì)上是介質(zhì)阻擋放電的一種優(yōu)化改進(jìn)。如圖1.4所示,在放電間隙中填充顆粒,可以改變放電間隙的結(jié)構(gòu)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電荷分布等特性,優(yōu)化介質(zhì)阻擋放電,提高填充床介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器(PackedBedReactors,PBRs)的性能。國(guó)內(nèi)外的許多研究都基于填充床介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器展開(kāi)的。圖1.4填充床介質(zhì)阻擋放電結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1.4SchematicdiagramofpackedbeddielectricbarrierdischargeMichielsen等人[65]在研究發(fā)現(xiàn),由于填充顆粒會(huì)對(duì)填充床介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器產(chǎn)生較大的能效影響,填充顆粒對(duì)反應(yīng)器的影響不可忽略,填充床介質(zhì)阻擋反應(yīng)器有著巨大的潛力。填充顆粒會(huì)增強(qiáng)接觸點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度。當(dāng)填充顆粒的介電常數(shù)升高時(shí),會(huì)產(chǎn)生局部放電。Ray等人[66]利用填充床介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器將CO2轉(zhuǎn)化為CO。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),反應(yīng)器的性能隨著填充各種填充顆粒而得以提高。填充玻璃珠、TiO2、Al2O3、CeO2等填充顆粒后,CO2轉(zhuǎn)化效率顯著提高,并且發(fā)現(xiàn)CeO2填充顆粒能夠穩(wěn)定氧原子防止CO氧化,故CeO2填充顆粒轉(zhuǎn)化率最高。陳冬[67]利用填充床介質(zhì)阻擋放電技術(shù)分解CO2。試驗(yàn)結(jié)果表明,填充顆粒的介電常數(shù)越大,局部電場(chǎng)強(qiáng)度越大,反應(yīng)氣中電子的平均能量越高。而ZrO2作為一種高性能的結(jié)構(gòu)陶瓷材料和固體電介質(zhì)材料,介電常數(shù)較高,相比于玻璃、Al2O3和13X分子篩具有更好的CO2分解效果。Van[68]等人將ZrO2顆粒填入填充床介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器中,研究結(jié)果表明,相比于空床,填充ZrO2顆?梢杂行岣逤O2的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)器能效。Butterworth等人[69]進(jìn)行了填充床介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器的CO2轉(zhuǎn)化試驗(yàn)。研究結(jié)果表明,填充較小粒徑的顆粒,會(huì)提高CO2的轉(zhuǎn)化效率,填充顆粒材料也?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)移動(dòng)源排放標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程[J]. 倪紅. 世界環(huán)境. 2019(04)
[2]空氣雜質(zhì)對(duì)大氣壓氦氣介質(zhì)阻擋放電中主要化學(xué)過(guò)程的影響[J]. 洪涯,寧文軍,戴棟,張雨暉. 高電壓技術(shù). 2019(05)
[3]中國(guó)移動(dòng)源下階段排放法規(guī)綜述和分析[J]. 陳婷,倪紅,谷雪景,林赫,湛日景. 內(nèi)燃機(jī)工程. 2018(06)
[4]不同電極結(jié)構(gòu)介質(zhì)阻擋放電的特性分析[J]. 孫念念,李冰洋,孫巖洲. 電氣應(yīng)用. 2018(18)
[5]間接低溫等離子體對(duì)柴油機(jī)顆粒物成分及官能團(tuán)的影響[J]. 顧林波,蔡憶昔,施蘊(yùn)曦,王靜,濮曉宇,田晶,樊潤(rùn)林. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[6]大氣壓氦氣平行板介質(zhì)阻擋放電的形式轉(zhuǎn)換[J]. 郝艷捧,韓玉英,黃之明,陽(yáng)林,李立浧. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(13)
[7]淺談柴油機(jī)排放尾氣及控制技術(shù)[J]. 李志遠(yuǎn),郭朋彥,陳磊,周鵬,阿俊利. 河南科技. 2017(23)
[8]顆粒填充對(duì)介質(zhì)阻擋放電制臭氧性能的影響[J]. 錢(qián)樹(shù)樓,魏俊,秦豫川,王城,夏維東. 核聚變與等離子體物理. 2017(03)
[9]填充床介質(zhì)阻擋放電臭氧發(fā)生器的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 魏俊,錢(qián)樹(shù)樓,王城,夏維東. 高電壓技術(shù). 2017(08)
[10]排氣余熱輔助低溫等離子體再生柴油機(jī)顆粒捕集器試驗(yàn)[J]. 濮曉宇,蔡憶昔,施蘊(yùn)曦,王靜,顧林波,田晶,崔應(yīng)欣. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(14)
博士論文
[1]空氣流對(duì)大氣壓納秒脈沖介質(zhì)阻擋放電的影響[D]. 齊海成.大連理工大學(xué) 2016
[2]介質(zhì)阻擋放電的能量壓縮機(jī)理、實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化[D]. 郝世強(qiáng).浙江大學(xué) 2016
[3]柴油機(jī)用生物柴油變組份簡(jiǎn)化機(jī)理與燃燒排放特性研究[D]. 劉騰.湖南大學(xué) 2016
[4]柴油機(jī)碳煙生成機(jī)理多維數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究[D]. 王滸.天津大學(xué) 2012
[5]常壓等離子體聚合共軛聚合物熒光納米顆粒的研究[D]. 楊平.東華大學(xué) 2010
[6]NPAC技術(shù)降低柴油機(jī)NOx和PM排放的機(jī)理分析及試驗(yàn)研究[D]. 王攀.江蘇大學(xué) 2009
[7]介質(zhì)阻擋放電材料對(duì)放電特性影響的研究[D]. 李明.華北電力大學(xué)(北京) 2008
[8]基于硫酸自由基的高級(jí)氧化技術(shù)降解水中典型有機(jī)污染物研究[D]. 陳曉旸.大連理工大學(xué) 2007
[9]DBD型臭氧發(fā)生器負(fù)載特性及高頻放電電源的研究[D]. 黃玉水.浙江大學(xué) 2005
[10]放電等離子體合成臭氧及應(yīng)用中一些問(wèn)題的研究[D]. 劉鐘陽(yáng).大連理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]介質(zhì)表面粗糙度對(duì)DBD放電特性和臭氧發(fā)生影響及多參數(shù)優(yōu)化[D]. 王全園.南昌大學(xué) 2019
[2]電極材料及放電間隙結(jié)構(gòu)對(duì)臭氧合成影響的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 秦豫川.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[3]介質(zhì)阻擋放電均勻性及模式轉(zhuǎn)變研究[D]. 楊富翔.大連理工大學(xué) 2016
[4]介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同催化分解CO2研究[D]. 陳冬.石河子大學(xué) 2016
[5]兩相體介質(zhì)阻擋放電中放電形式的轉(zhuǎn)化[D]. 陳田.華中科技大學(xué) 2012
[6]DBD等離子體發(fā)生器激勵(lì)電源相關(guān)問(wèn)題的研究[D]. 單汝翠.大連理工大學(xué) 2009
[7]介質(zhì)阻擋放電等離子體電熱轉(zhuǎn)化特性研究[D]. 唐祖臣.東南大學(xué) 2006
[8]FAI電噴系統(tǒng)便攜式診斷儀及遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的研究[D]. 蔡文利.天津大學(xué) 2006
本文編號(hào):3601894
【文章來(lái)源】:江蘇大學(xué)江蘇省
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
PM的主要組份Fig.1.1MaincomponentsofPM
DPF結(jié)構(gòu)
江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文13DBD反應(yīng)器能效最高。1.5.4填充床介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器研究現(xiàn)狀填充床介質(zhì)阻擋放電本質(zhì)上是介質(zhì)阻擋放電的一種優(yōu)化改進(jìn)。如圖1.4所示,在放電間隙中填充顆粒,可以改變放電間隙的結(jié)構(gòu)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電荷分布等特性,優(yōu)化介質(zhì)阻擋放電,提高填充床介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器(PackedBedReactors,PBRs)的性能。國(guó)內(nèi)外的許多研究都基于填充床介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器展開(kāi)的。圖1.4填充床介質(zhì)阻擋放電結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1.4SchematicdiagramofpackedbeddielectricbarrierdischargeMichielsen等人[65]在研究發(fā)現(xiàn),由于填充顆粒會(huì)對(duì)填充床介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器產(chǎn)生較大的能效影響,填充顆粒對(duì)反應(yīng)器的影響不可忽略,填充床介質(zhì)阻擋反應(yīng)器有著巨大的潛力。填充顆粒會(huì)增強(qiáng)接觸點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度。當(dāng)填充顆粒的介電常數(shù)升高時(shí),會(huì)產(chǎn)生局部放電。Ray等人[66]利用填充床介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器將CO2轉(zhuǎn)化為CO。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),反應(yīng)器的性能隨著填充各種填充顆粒而得以提高。填充玻璃珠、TiO2、Al2O3、CeO2等填充顆粒后,CO2轉(zhuǎn)化效率顯著提高,并且發(fā)現(xiàn)CeO2填充顆粒能夠穩(wěn)定氧原子防止CO氧化,故CeO2填充顆粒轉(zhuǎn)化率最高。陳冬[67]利用填充床介質(zhì)阻擋放電技術(shù)分解CO2。試驗(yàn)結(jié)果表明,填充顆粒的介電常數(shù)越大,局部電場(chǎng)強(qiáng)度越大,反應(yīng)氣中電子的平均能量越高。而ZrO2作為一種高性能的結(jié)構(gòu)陶瓷材料和固體電介質(zhì)材料,介電常數(shù)較高,相比于玻璃、Al2O3和13X分子篩具有更好的CO2分解效果。Van[68]等人將ZrO2顆粒填入填充床介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器中,研究結(jié)果表明,相比于空床,填充ZrO2顆?梢杂行岣逤O2的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)器能效。Butterworth等人[69]進(jìn)行了填充床介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器的CO2轉(zhuǎn)化試驗(yàn)。研究結(jié)果表明,填充較小粒徑的顆粒,會(huì)提高CO2的轉(zhuǎn)化效率,填充顆粒材料也?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)移動(dòng)源排放標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程[J]. 倪紅. 世界環(huán)境. 2019(04)
[2]空氣雜質(zhì)對(duì)大氣壓氦氣介質(zhì)阻擋放電中主要化學(xué)過(guò)程的影響[J]. 洪涯,寧文軍,戴棟,張雨暉. 高電壓技術(shù). 2019(05)
[3]中國(guó)移動(dòng)源下階段排放法規(guī)綜述和分析[J]. 陳婷,倪紅,谷雪景,林赫,湛日景. 內(nèi)燃機(jī)工程. 2018(06)
[4]不同電極結(jié)構(gòu)介質(zhì)阻擋放電的特性分析[J]. 孫念念,李冰洋,孫巖洲. 電氣應(yīng)用. 2018(18)
[5]間接低溫等離子體對(duì)柴油機(jī)顆粒物成分及官能團(tuán)的影響[J]. 顧林波,蔡憶昔,施蘊(yùn)曦,王靜,濮曉宇,田晶,樊潤(rùn)林. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[6]大氣壓氦氣平行板介質(zhì)阻擋放電的形式轉(zhuǎn)換[J]. 郝艷捧,韓玉英,黃之明,陽(yáng)林,李立浧. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(13)
[7]淺談柴油機(jī)排放尾氣及控制技術(shù)[J]. 李志遠(yuǎn),郭朋彥,陳磊,周鵬,阿俊利. 河南科技. 2017(23)
[8]顆粒填充對(duì)介質(zhì)阻擋放電制臭氧性能的影響[J]. 錢(qián)樹(shù)樓,魏俊,秦豫川,王城,夏維東. 核聚變與等離子體物理. 2017(03)
[9]填充床介質(zhì)阻擋放電臭氧發(fā)生器的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 魏俊,錢(qián)樹(shù)樓,王城,夏維東. 高電壓技術(shù). 2017(08)
[10]排氣余熱輔助低溫等離子體再生柴油機(jī)顆粒捕集器試驗(yàn)[J]. 濮曉宇,蔡憶昔,施蘊(yùn)曦,王靜,顧林波,田晶,崔應(yīng)欣. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(14)
博士論文
[1]空氣流對(duì)大氣壓納秒脈沖介質(zhì)阻擋放電的影響[D]. 齊海成.大連理工大學(xué) 2016
[2]介質(zhì)阻擋放電的能量壓縮機(jī)理、實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化[D]. 郝世強(qiáng).浙江大學(xué) 2016
[3]柴油機(jī)用生物柴油變組份簡(jiǎn)化機(jī)理與燃燒排放特性研究[D]. 劉騰.湖南大學(xué) 2016
[4]柴油機(jī)碳煙生成機(jī)理多維數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究[D]. 王滸.天津大學(xué) 2012
[5]常壓等離子體聚合共軛聚合物熒光納米顆粒的研究[D]. 楊平.東華大學(xué) 2010
[6]NPAC技術(shù)降低柴油機(jī)NOx和PM排放的機(jī)理分析及試驗(yàn)研究[D]. 王攀.江蘇大學(xué) 2009
[7]介質(zhì)阻擋放電材料對(duì)放電特性影響的研究[D]. 李明.華北電力大學(xué)(北京) 2008
[8]基于硫酸自由基的高級(jí)氧化技術(shù)降解水中典型有機(jī)污染物研究[D]. 陳曉旸.大連理工大學(xué) 2007
[9]DBD型臭氧發(fā)生器負(fù)載特性及高頻放電電源的研究[D]. 黃玉水.浙江大學(xué) 2005
[10]放電等離子體合成臭氧及應(yīng)用中一些問(wèn)題的研究[D]. 劉鐘陽(yáng).大連理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]介質(zhì)表面粗糙度對(duì)DBD放電特性和臭氧發(fā)生影響及多參數(shù)優(yōu)化[D]. 王全園.南昌大學(xué) 2019
[2]電極材料及放電間隙結(jié)構(gòu)對(duì)臭氧合成影響的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 秦豫川.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[3]介質(zhì)阻擋放電均勻性及模式轉(zhuǎn)變研究[D]. 楊富翔.大連理工大學(xué) 2016
[4]介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同催化分解CO2研究[D]. 陳冬.石河子大學(xué) 2016
[5]兩相體介質(zhì)阻擋放電中放電形式的轉(zhuǎn)化[D]. 陳田.華中科技大學(xué) 2012
[6]DBD等離子體發(fā)生器激勵(lì)電源相關(guān)問(wèn)題的研究[D]. 單汝翠.大連理工大學(xué) 2009
[7]介質(zhì)阻擋放電等離子體電熱轉(zhuǎn)化特性研究[D]. 唐祖臣.東南大學(xué) 2006
[8]FAI電噴系統(tǒng)便攜式診斷儀及遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的研究[D]. 蔡文利.天津大學(xué) 2006
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