NTP对柴油机排气颗粒的氧化去除效果及理化特性的影响研究
发布时间：2021-04-24 10:26
车用柴油机排气中的颗粒物（PM）已经成为大气中可吸入颗粒物的主要来源,对人体健康产生了严重危害。将低温等离子体（NTP）技术应用于排气污染治理是近年来的研究热点之一。本文利用自行设计的NTP发生器,以O2为气源生成NTP并喷入排气中,在不同反应温度下,对不同负荷生成的PM进行氧化去除。对氧化前后的PM进行采样,应用颗粒物粒径分析仪（EEPS）、热重分析仪（TGA）、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪（XPS）、透射电镜（TEM）等设备,对NTP氧化去除PM的去除效果、NTP氧化前后PM的形貌结构、氧化特性等理化性质进行了分析。依据分析结果,对氧化去除PM的反应过程进行了探讨。论文开展的主要工作和取得的研究成果如下:1.使用EEPS分析了NTP喷射前后排气中PM浓度的粒径分布,比较在不同反应温度下,NTP对不同负荷时生成的PM中不同模态颗粒的去除率。研究结果表明,在反应温度为120℃时,PM的去除率达到最高,但不同模态颗粒的去除率呈现显著差异。25%负荷时PM的数量浓度下降了63.72%,核态颗粒的去除率达到了80.12%,超细颗粒的去除率显著小于核态颗粒的去除率,积聚...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 柴油机排气颗粒
1.2.1 颗粒的生成机理
1.2.2 颗粒的主要成分
1.3 柴油机排气颗粒的物理化学特性研究现状
1.3.1 颗粒的形貌结构
1.3.2 颗粒的含氧官能团
1.3.3 颗粒的氧化特性
1.4 柴油机排气颗粒捕集器
1.4.1 颗粒物捕集器的结构及过滤机理
1.4.2 柴油机颗粒捕集器的再生
1.5 低温等离子体技术简介及研究现状
1.5.1 低温等离子体的基本概念
1.5.2 低温等离子体的化学特性
1.5.3 低温等离子体技术处理柴油机排气污染物的研究现状
1.6 本文主要研究内容
第二章 柴油机排气颗粒采样及分析试验
2.1 柴油机排气颗粒采样试验
2.1.1 试验系统
2.1.2 试验方法
2.2 柴油机排气颗粒测试分析仪器及参数设定
2.2.1 发动机废气排放颗粒物粒径谱仪（EEPS）
2.2.2 热重分析仪（TGA）
2.2.3 拉曼散射光谱仪（Raman spectroscopy）
2.2.4 X射线光电子能谱仪（XPS）
2.2.5 场发射透射电子显微镜（TEM）
2.3 本章小结
第三章 NTP对柴油机颗粒浓度分布的影响规律
3.1 数据处理及分析方法
3.2 试验结果与分析
3.2.1 反应温度对颗粒去除效率的影响
3.2.2 柴油机负荷对颗粒去除效率的影响
3.2.3 NTP对颗粒质量浓度分布的影响
3.2.4 NTP与颗粒的氧化过程分析
3.3 本章小结
第四章 NTP对柴油机颗粒不同组分的氧化规律
4.1 热重分析方法
4.1.1 热重程序设定
4.1.2 Soot表观活化能的计算
4.2 试验结果及分析
4.2.1 NTP对颗粒中不同组分的去除效率
4.2.2 VF的挥发特性分析
4.2.3 Soot的氧化特性分析
4.2.4 Soot的氧化动力学分析
4.3 本章小结
第五章 NTP对柴油机颗粒的形貌结构及官能团的影响规律
5.1 柴油机颗粒的形貌特征分析
5.1.1 颗粒形貌特征参数的定义
5.1.2 NTP对颗粒形貌特征的影响
5.2 柴油机颗粒的晶体结构分析
5.2.1 拉曼光谱的拟合分析方法
5.2.2 NTP对颗粒碳晶体结构的影响
5.3 柴油机颗粒的碳氧元素含量分析
5.3.1 XPS分析方法
5.3.2 NTP对颗粒中C、O元素含量的影响
5.4 本章小结
第六章 全文总结及工作展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文及其他科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]间接低温等离子体对柴油机颗粒物成分及官能团的影响[J]. 顾林波,蔡忆昔,施蕴曦,王静,濮晓宇,田晶,樊润林. 西安交通大学学报. 2018(03)
[2]Effect of indirect non-thermal plasma on particle size distribution and composition of diesel engine particles[J]. 顾林波,蔡忆昔,施蕴曦,王静,濮晓宇,田晶,樊润林. Plasma Science and Technology. 2017(11)
[3]经过预处理后柴油机颗粒物氧化活性的变化[J]. 高建兵,马朝臣,邢世凯,孙丽玮,黄立勇. 北京理工大学学报. 2017(09)
[4]排气余热辅助低温等离子体再生柴油机颗粒捕集器试验[J]. 濮晓宇,蔡忆昔,施蕴曦,王静,顾林波,田晶,崔应欣. 农业工程学报. 2017(14)
[5]EGR率对生物柴油颗粒纳米结构的影响（英文）[J]. 王忠,杨芳玲,张健,赵洋,瞿磊. 光谱学与光谱分析. 2017(06)
[6]DOC对燃用调合生物柴油发动机PM排放的影响[J]. 杜家益,周仁双,张登攀,周小强,夏群,袁银男. 中国环境科学. 2017(02)
[7]Si-Al催化剂对碳烟氧化特性影响的XPS分析[J]. 胡静,胡准,张俊,帅石金. 汽车安全与节能学报. 2016(02)
[8]氧化反应温度对柴油机颗粒物表面官能团演变的影响[J]. 俞瑶,吕刚,宋崇林,宋金瓯,郝斌,李博,孙宏科. 燃烧科学与技术. 2016(01)
[9]柴油机尾气颗粒和碳黑颗粒氧化特性的分析比较[J]. 孟忠伟,杨冬,闫妍,韩伟强. 燃烧科学与技术. 2016(01)
[10]X射线光电子能谱对褐煤中碳氧形态的研究[J]. 贺琼琼,苗真勇,万克记,黄少萌. 煤炭技术. 2016(01)
博士论文
[1]柴油机用生物柴油变组份简化机理与燃烧排放特性研究[D]. 刘腾.湖南大学 2016
[2]基于多谱协同分析方法的D/INTP降低柴油机有害排放机理研究[D]. 韩文赫.江苏大学 2014
[3]含氧燃料颗粒状态特征及前驱体形成机理研究[D]. 李铭迪.江苏大学 2014
[4]不同特性燃料条件下柴油机缸内微粒纳观结构、表面官能团及氧化活性的研究[D]. 王林.天津大学 2012
[5]柴油机缸内微粒的微观结构、表面官能团及氧化特性研究[D]. 张炜.天津大学 2010
[6]NPAC技术降低柴油机NOx和PM排放的机理分析及试验研究[D]. 王攀.江苏大学 2009
硕士论文
[1]燃料特性对柴油机颗粒物表面官能团及氧化活性影响研究[D]. 李博.天津大学 2013
本文编号：3157198
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 柴油机排气颗粒
1.2.1 颗粒的生成机理
1.2.2 颗粒的主要成分
1.3 柴油机排气颗粒的物理化学特性研究现状
1.3.1 颗粒的形貌结构
1.3.2 颗粒的含氧官能团
1.3.3 颗粒的氧化特性
1.4 柴油机排气颗粒捕集器
1.4.1 颗粒物捕集器的结构及过滤机理
1.4.2 柴油机颗粒捕集器的再生
1.5 低温等离子体技术简介及研究现状
1.5.1 低温等离子体的基本概念
1.5.2 低温等离子体的化学特性
1.5.3 低温等离子体技术处理柴油机排气污染物的研究现状
1.6 本文主要研究内容
第二章 柴油机排气颗粒采样及分析试验
2.1 柴油机排气颗粒采样试验
2.1.1 试验系统
2.1.2 试验方法
2.2 柴油机排气颗粒测试分析仪器及参数设定
2.2.1 发动机废气排放颗粒物粒径谱仪（EEPS）
2.2.2 热重分析仪（TGA）
2.2.3 拉曼散射光谱仪（Raman spectroscopy）
2.2.4 X射线光电子能谱仪（XPS）
2.2.5 场发射透射电子显微镜（TEM）
2.3 本章小结
第三章 NTP对柴油机颗粒浓度分布的影响规律
3.1 数据处理及分析方法
3.2 试验结果与分析
3.2.1 反应温度对颗粒去除效率的影响
3.2.2 柴油机负荷对颗粒去除效率的影响
3.2.3 NTP对颗粒质量浓度分布的影响
3.2.4 NTP与颗粒的氧化过程分析
3.3 本章小结
第四章 NTP对柴油机颗粒不同组分的氧化规律
4.1 热重分析方法
4.1.1 热重程序设定
4.1.2 Soot表观活化能的计算
4.2 试验结果及分析
4.2.1 NTP对颗粒中不同组分的去除效率
4.2.2 VF的挥发特性分析
4.2.3 Soot的氧化特性分析
4.2.4 Soot的氧化动力学分析
4.3 本章小结
第五章 NTP对柴油机颗粒的形貌结构及官能团的影响规律
5.1 柴油机颗粒的形貌特征分析
5.1.1 颗粒形貌特征参数的定义
5.1.2 NTP对颗粒形貌特征的影响
5.2 柴油机颗粒的晶体结构分析
5.2.1 拉曼光谱的拟合分析方法
5.2.2 NTP对颗粒碳晶体结构的影响
5.3 柴油机颗粒的碳氧元素含量分析
5.3.1 XPS分析方法
5.3.2 NTP对颗粒中C、O元素含量的影响
5.4 本章小结
第六章 全文总结及工作展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文及其他科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]间接低温等离子体对柴油机颗粒物成分及官能团的影响[J]. 顾林波,蔡忆昔,施蕴曦,王静,濮晓宇,田晶,樊润林. 西安交通大学学报. 2018(03)
[2]Effect of indirect non-thermal plasma on particle size distribution and composition of diesel engine particles[J]. 顾林波,蔡忆昔,施蕴曦,王静,濮晓宇,田晶,樊润林. Plasma Science and Technology. 2017(11)
[3]经过预处理后柴油机颗粒物氧化活性的变化[J]. 高建兵,马朝臣,邢世凯,孙丽玮,黄立勇. 北京理工大学学报. 2017(09)
[4]排气余热辅助低温等离子体再生柴油机颗粒捕集器试验[J]. 濮晓宇,蔡忆昔,施蕴曦,王静,顾林波,田晶,崔应欣. 农业工程学报. 2017(14)
[5]EGR率对生物柴油颗粒纳米结构的影响（英文）[J]. 王忠,杨芳玲,张健,赵洋,瞿磊. 光谱学与光谱分析. 2017(06)
[6]DOC对燃用调合生物柴油发动机PM排放的影响[J]. 杜家益,周仁双,张登攀,周小强,夏群,袁银男. 中国环境科学. 2017(02)
[7]Si-Al催化剂对碳烟氧化特性影响的XPS分析[J]. 胡静,胡准,张俊,帅石金. 汽车安全与节能学报. 2016(02)
[8]氧化反应温度对柴油机颗粒物表面官能团演变的影响[J]. 俞瑶,吕刚,宋崇林,宋金瓯,郝斌,李博,孙宏科. 燃烧科学与技术. 2016(01)
[9]柴油机尾气颗粒和碳黑颗粒氧化特性的分析比较[J]. 孟忠伟,杨冬,闫妍,韩伟强. 燃烧科学与技术. 2016(01)
[10]X射线光电子能谱对褐煤中碳氧形态的研究[J]. 贺琼琼,苗真勇,万克记,黄少萌. 煤炭技术. 2016(01)
博士论文
[1]柴油机用生物柴油变组份简化机理与燃烧排放特性研究[D]. 刘腾.湖南大学 2016
[2]基于多谱协同分析方法的D/INTP降低柴油机有害排放机理研究[D]. 韩文赫.江苏大学 2014
[3]含氧燃料颗粒状态特征及前驱体形成机理研究[D]. 李铭迪.江苏大学 2014
[4]不同特性燃料条件下柴油机缸内微粒纳观结构、表面官能团及氧化活性的研究[D]. 王林.天津大学 2012
[5]柴油机缸内微粒的微观结构、表面官能团及氧化特性研究[D]. 张炜.天津大学 2010
[6]NPAC技术降低柴油机NOx和PM排放的机理分析及试验研究[D]. 王攀.江苏大学 2009
硕士论文
[1]燃料特性对柴油机颗粒物表面官能团及氧化活性影响研究[D]. 李博.天津大学 2013
本文编号：3157198
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