泡沫陶瓷DPF对柴油机排放特性影响研究

发布时间：2021-10-27 02:29

　　以氧化锆泡沫陶瓷（ZFC）、碳化硅泡沫陶瓷（SFC）及氧化铝泡沫陶瓷（AFC）为微粒捕集器（DPF）捕集材料,参照GB 20891-2014《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国第三、四阶段）》标准进行试验,探究泡沫陶瓷DPF对柴油机排放特性的影响。结果表明:安装ZFC、SFC和AFC捕集器后,CO比排放分别增加0.75%～56.09%、12.93%～50.60%和4.59%～32.71%,NO比排放分别增加40.62%～59.08%、48.77%～83.20%和45.92%～88.05%,NO_x比排放分别增加39.53%～58.89%、47.64%～82.56%和44.99%～87.57%。安装SFC和AFC捕集器后,甲醛比排放分别最多可减少13.72%和35.82%,乙醛比排放分别最多可减少20.99%和20.71%,VOCs比排放分别最多可减少13.49%和22.08%;安装ZFC捕集器后,甲醛比排放增加,乙醛和VOCs比排放在负荷百分比为100%时减少。安装ZFC、SFC和AFC捕集器后,PM_2.5比排放减少,其中... 

【文章来源】：化学与生物工程. 2020,37(10)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

安装DPF后负荷特性下柴油机的CO比排放

试验用柴油机安装3种类型的DPF后负荷特性下NO比排放如图2所示。从图2可知,安装DPF后,NO比排放随负荷百分比增加呈减少趋势,但与未安装DPF相比,NO比排放增加;在负荷百分比为100%时,安装ZFC、SFC和AFC捕集器后NO比排放增幅最大,分别增加59.08%、83.20%和88.05%;在负荷百分比为75%时,安装ZFC、SFC和AFC捕集器后NO比排放分别增加40.62%、48.77%和45.92%,增幅较小;负荷百分比为100%、安装ZFC捕集器时,NO比排放最少,为3.27 g·kW-1·h-1。这是因为,安装DPF后使排气背压升高,导致排气不畅,燃烧室内残余气体增多,影响可燃混合气的燃烧;排气背压升高类似于热废气再循环,使气缸内混合气氧气含量减少,可燃混合气的热容量增加,可抑制NO的生成;但是由于残余废气增加造成近期终了时温度升高,有利于NO生成。安装DPF后柴油机NO排放受到以上几种因素的影响,本试验柴油机在低速、大负荷下运转,安装DPF造成的温度升高占主导地位,导致NO比排放增加。PM在DPF内沉积加剧上述影响。

试验用柴油机安装3种类型的DPF后NOx比排放如图3所示。从图3可知,安装DPF后,NOx比排放随负荷百分比的增加而减少,但与未安装DPF相比,NOx比排放增加;在负荷百分比为100%时,安装ZFC、SFC和AFC捕集器后NOx比排放增幅最大,分别增加58.89%、82.56%和87.57%;在负荷百分比为75%时,安装ZFC、SFC和AFC捕集器后NOx比排放分别增加39.53%、47.64%和44.99%,增幅较小;负荷百分比为100%、安装ZFC捕集器时,NOx比排放最少,为5.02 g·kW-1·h-1。柴油机NOx排放主要由NO和NO2组成,其中主要是NO,NO排放占85%～95%[28]。因此,NOx比排放的增加主要是由于NO排放的增加导致的。


本文编号：3460686