D-I NTP技術(shù)降低柴油機(jī)PM的研究.pdf

1、低溫等離子體降低柴油機(jī)排放污染物是近年來(lái)新興的一種后處理技術(shù),按布置方式分為直接低溫等離子體(DirectNonthermalPlasma,DNTP)和間接低溫等離子技術(shù)(IndirectNonthermalPlasma,INTP)。DNTP可直接處理柴油機(jī)尾氣,INTP與DPF聯(lián)用可以實(shí)現(xiàn)DPF的低溫再生。本文開(kāi)展了D/INTP系統(tǒng)降低柴油機(jī)PM的研究,主要工作如下:
　　 (1)依據(jù)介質(zhì)阻擋放電理論設(shè)計(jì)了風(fēng)冷、水冷兩種NTP

2、反應(yīng)器用于構(gòu)建D/INTP系統(tǒng),開(kāi)展了INTP系統(tǒng)性能影響因素的試驗(yàn)研究?？疾炝瞬煌烹妳^(qū)域平均溫度,工作電壓、工作頻率和空氣流量等因素對(duì)放電功率和03、N02濃度的影響,結(jié)合等離子化學(xué)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了討論。
　　 (2)風(fēng)冷INTP反應(yīng)器放電功率隨工作電壓的升高而增大,隨工作頻率的升高而增大,受空氣流量影響較小,隨放電區(qū)域平均溫度升高而增大。提高工作頻率可以為電子分配更多能量,從而提高能量使用效率,增加O原子濃度。增加風(fēng)冷INT

3、P系統(tǒng)供氣流量會(huì)降低INTP產(chǎn)物濃度,但單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的生成量是增加的。
　　 (3)水冷放電區(qū)域平均溫度為60℃和90℃時(shí),O3和NO2濃度,隨工作電壓的升高而不斷增加;溫度超過(guò)90℃時(shí),O3和NO2濃度隨工作電壓升高先增大后降低。放電區(qū)域平均溫度為60℃時(shí),O3和NO2濃度隨工作頻率的升高先增大后降低;高于60℃時(shí),O3和NO2濃度隨頻率的升高而降低。
　　 (4)采用水冷INTP系統(tǒng)可有效降低放電區(qū)域平均溫度,緩解

4、O3熱分解效應(yīng),有效提高O3和NO2濃度。利用吸附PM的泡沫陶瓷片代替DPF,水冷INTP系統(tǒng)工作電壓、頻率分別為18kV、10kHz時(shí),連續(xù)工作30min,在300℃環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了泡沫陶瓷片組合的部分再生。
　　 (5)利用微孔均勻沉積沖擊器對(duì)一臺(tái)風(fēng)冷單缸柴油機(jī)四種工況下的PM質(zhì)量粒徑分布在DNTP作用前后的變化進(jìn)行了試驗(yàn)研究。隨著負(fù)荷的增加,原機(jī)粒徑較小的PM質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸降低,即粒徑較大的顆粒在樣品中的質(zhì)量比例增加。DNTP作

5、用后,四種工況下以＞0.32～0.56μm區(qū)間為中心的相鄰區(qū)間內(nèi)PM的質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高,呈現(xiàn)出明顯的“聚攏”效應(yīng)。
　　 (6)最后利用掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡對(duì)DNTP作用前后PM微觀形貌和初級(jí)顆粒的組織形態(tài)進(jìn)行觀察。結(jié)果表明,原機(jī)PM樣品隨著負(fù)荷的增加,PM中SOF含量不斷降低,形貌上從團(tuán)簇積聚狀逐漸變?yōu)閷悠询B狀,最后演變?yōu)槎嗫资杷傻暮＞d狀。DNTP作用后,PM形貌呈現(xiàn)的變化規(guī)律與處理前相似,但在高負(fù)荷時(shí)不再呈海綿狀,而