柴油机微粒捕集器复合再生策略的试验研究
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柴油机微粒捕集器再生技术研究由于柴油机具有低油耗、高热效率和低排放等特点,又具有良好的经济性、动力性和可靠性,因而被广泛地用作汽车和工程机械的动力。
但其尾气中含有大量的微粒(PM,约为汽油机的30〜80倍,成为城市中的一个重要污染源。
柴油机排气微粒由不可溶炭粒(IDF)、未燃液体碳氢化合物(SOF和硫酸盐组成,微粒粒径小,主要为0.01〜2 口m,质量轻,能长时间悬浮在大气中,容易被人体吸入并沉积在肺泡中, 对人体健康造成极大的危害。
日益严格的汽车排放法规的实施迫使人们寻求解决汽车排气污染的有效途径和技术。
自20 世纪70 年代以来,人们对柴油机排气微粒后处理技术进行了广泛而深入地研究。
微粒捕集技术是目前公认的最为有效的微粒净化技术,也是目前商用前景最好的技术之一。
微粒捕集器(DPF安装在柴油机排气管上,过滤技术的机理主要有:排气通过时微粒经过扩散、截流、惯性碰撞和重力沉降等原理被过滤体捕集。
捕集效率主要受到微粒粒径、过滤体微孔孔径、排气流速及气流温度等因素影响。
随着工作时间的增长,过滤体内堆积的微粒增多,发动机的背压将上升,影响柴油机的正常工作,须用燃烧等方法将这些微粒除去,即过滤体的再生。
DPF 的关键技术是过滤材料及其再生的选择和研究。
、过滤材料过滤材料的结构与性能对整个微粒捕集系统的性能(如压力降、过滤效率、强度、传热和传质特性等)有很大的影响。
DPF 对过滤材料的要求是:高的微粒过滤效率,低的排气阻力,高的机械强度和抗震动性能,并且还须具备抗高温氧化性的耐热冲击性与耐腐蚀性。
其中高的过滤效率与低的排气阻力是相互矛盾的,选择材料时要综合考虑这两方面的性能。
国外在过滤材料上的研究已经取得较大的突破,出现了一些商品化的产品。
目前国内外研究和应用的过滤材料有陶瓷基、金属基和复合基三大类。
一)陶瓷基过滤材料目前研究和应用最多的是陶瓷基过滤材料,它们通常由氧化物或碳化物组成,具有多孔结构,在700C以上能保持热稳定,比表面积大于im/g,主要结构包括蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷及陶瓷纤维毡。