NTP技术离线再生DPF的影响因素试验研究

发布时间：2017-08-09 03:00

  本文关键词：NTP技术离线再生DPF的影响因素试验研究

  更多相关文章： 柴油机 颗粒捕集器 低温等离子体 再生 流量

【摘要】：柴油机颗粒捕集器(DPF)技术被认为是降低柴油机PM排放的最有效手段之一。但随着PM捕集量的增加,DPF使得柴油机的排气背压增加,严重时会发生DPF的堵塞,影响柴油机的正常运行。因此,简单可靠的DPF再生是DPF技术开发中的关键。传统的DPF再生技术均存在一定的自身缺陷,在我国的推广使用受到限制。近年来,利用低温等离子体(NTP)技术再生DPF已成为DPF再生技术研究的热点之一。本文建立了NTP离线再生DPF的试验系统,对NTP再生DPF的影响因素进行了研究,主要的工作内容如下:(1)以O_2为气源,利用NTP再生DPF的试验系统,对在柴油机不同负荷下捕集颗粒物的DPF进行离线再生试验。通过分析再生产物中碳氧化物(CO、CO_2)体积分数的变化,研究了柴油机负荷对PM氧化分解的影响以及不同PM加载条件下DPF的再生效果。研究结果表明,NTP发生器放电后产生强氧化性的活性物质O3、O等,能够有效氧化PM,从而实现DPF的再生。NTP活性物质对柴油机中等负荷下PM的氧化分解能力较为显著。(2)利用NTP再生DPF的试验系统,采用3种不同的O_2流量控制策略分别对DPF进行离线再生试验,再生过程中3种控制策略所用O_2的总量相同。通过分析再生产物中碳氧化物体积流量的变化,研究了O_2流量控制策略对PM氧化分解的影响,并对比了3种O_2流量控制策略下DPF的再生效果。研究结果表明,在再生试验所用O_2总量相同的条件下,采用变氧气流量控制策略可以提高NTP活性气体的利用率,其DPF再生效果优于恒氧气流量控制策略。其中,采用控制O_2流量随再生阶段逐级递减的策略时,其DPF的再生效果较为显著。(3)以空气为气源,利用NTP再生DPF的试验系统,在不同的空气流量下对DPF进行离线再生试验。通过分析再生产物中碳氧化物体积流量的变化,研究了空气流量对DPF再生的影响以及再生过程中DPF内部轴向温度的变化。研究结果表明,空气经NTP发生器放电后产生O3、NO_2等活性物质,能够实现DPF的再生。随着空气流量的增加,PM被氧化分解的质量呈上升的趋势,升PM分解量呈下降的趋势。在DPF再生的过程中,轴向各测点的温度顺着气流方向逐渐升高,同一测点处的温度随着空气流量的增大而降低。
【关键词】：柴油机 颗粒捕集器 低温等离子体 再生 流量
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK421.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 引言11
• 1.2 柴油机颗粒物的组成及危害11-12
• 1.3 柴油机排放法规与排放控制技术12-14
• 1.4 柴油机颗粒捕集器14-16
• 1.4.1 DPF滤芯材料及结构14-15
• 1.4.2 DPF过滤机理15-16
• 1.5 DPF再生技术16-22
• 1.5.1 传统的DPF再生技术16-17
• 1.5.2 低温等离子体再生DPF技术17-22
• 1.6 本文主要研究内容22-23
• 第二章 NTP离线再生DPF的试验研究23-34
• 2.1 试验系统及方法23-28
• 2.1.1 DPF采样试验23-25
• 2.1.2 DPF再生试验25-28
• 2.2 氧气源NTP系统再生DPF的化学反应模型28-29
• 2.3 试验结果及分析29-33
• 2.3.1 负荷对PM氧化分解的影响29-31
• 2.3.2 负荷对DPF再生效果的影响31-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 氧气流量控制策略对DPF再生的影响研究34-42
• 3.1 试验系统与方法34-36
• 3.2 试验结果及分析36-40
• 3.2.1 O_2流量控制策略对PM氧化分解的影响36-37
• 3.2.2 O_2流量控制策略对DPF再生效果的影响37-40
• 3.3 本章小结40-42
• 第四章 空气流量对DPF再生的影响研究42-52
• 4.1 试验系统与方法42-44
• 4.2 空气源NTP系统再生DPF的化学反应模型44-45
• 4.3 试验结果及分析45-51
• 4.3.1 空气流量对活性物质浓度及流量的影响45-47
• 4.3.2 空气流量对DPF再生效果的影响47-49
• 4.3.3 DPF轴向温度随再生时间的变化49-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 全文总结与展望52-54
• 5.1 全文总结52-53
• 5.2 创新点说明53
• 5.3 研究展望53-54
• 参考文献54-61
• 致谢61-62
• 发表论文及参加科研情况说明62

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本文编号：643159