柴油机催化型微粒捕集器加载及再生性能研究

发布时间：2017-12-15 19:31

  本文关键词：柴油机催化型微粒捕集器加载及再生性能研究

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【摘要】：柴油机的颗粒物排放是造成大气雾霾的重要原因之一,空气的污染对人类的身心健康造成严重伤害。随着机动车排放法规的不断加严和空气净化的需要,柴油机尾气排放的颗粒净化技术成为近些年来研究的技术热点。微粒捕集器(Diesel Particulate Filter)是降低柴油机颗粒物排放最有效的后处理解决方案之一,但是由于再生温度高,再生时机判断困难,成为制约其发展的重要因素。而在DPF载体上涂覆一定量的贵金属催化剂,即催化型颗粒捕集器(Catalyzed Diesel Particulate Filter)则可以利用N02的强氧化性,有效的降低颗粒再生温度,保证DPF的可靠有效的连续再生。本文通过台架试验与模型仿真分析相结合的方式对CDPF的不同涂覆量的压降变化、加载过程、再生特性进行了详细分析。为CDPF的被动再生性能、贵金属催化剂涂覆量的控制提供了一定的理论和实践指导依据。研究结果表明：1、通过对比三种不同贵金属涂覆量的CDPF催化器,其压降随着催化剂涂覆量的增加、温度的升高、排气质量流量的增加而升高。催化剂涂覆量越大的CDPF,其捕集相同质量的碳烟,其压降越大,其中19g/l涂覆量的载体与29g/l覆量的载体相比,压降最大相差0.68KPa。涂覆量大的CDPF,其被动再生能力越强,其被动再生过程产生的N02较多,三种涂覆量的载体,涂覆量每增加5g/l,载体出口处的N02约增加50ppm。2、CDPF的碳烟加载,其深床层碳烟的加载只有0.4g/l,但是却带来了压降的急速上升,后续饼层碳烟的增加对压降的影响成线性增加,但增加速率明显下降。3、通过仿真分析研究得出19g/1涂覆量载体的平衡点温度350℃,29g/1涂覆量载体的平衡点温度为325℃。在375℃以下的温度范围内,随着温度的升高,载体再生效果不断增强。根据碳烟的沉积量变化,可以进一步判断再生的顺序。先深床再生,后向饼层再生过渡。4、DOC载体可以促进NO到NO2的转化,在温度低于300℃时转化效果不明显,300℃以上转化效率较高,到375。C时,转化效率达到最大值43%。通过DOC提升NO2的含量可以增加CDPF内参与被动再生的N02的量。通过仿真分析N02含量在300ppm时与入口处几乎处于0ppm的状态对比发现,再生后的碳烟量相差0.4g/1。本文的研究结果对于减少柴油机颗粒物对大气环境的污染有一定的理论支持,对推广催化型颗粒捕集器在柴油发动机上的广泛应用提供了工程应用价值,同时对控制催化型DPF的经济成本等方面也具有重要的理论依据。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK423

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本文编号：1293173