空气流量对低温等离子体再生DPF的影响

以空气为气源,利用低温等离子体(non-thermal plasma,NTP)喷射系统,在不同的空气流量下对DPF进行了再生试验.通过测量再生过程中主要活性物质(O_3,NO_2)以及再生产物中碳氧化物(CO_x)的流量变化,分析了空气流量对DPF再生的影响.结果表明:空气经NTP发生器放电击穿后产生具有强氧化性的活性物质O_3,NO_2等,能够实现对PM的氧化分解;随着空气流量的增加,O_3质量流量及NO_2体积流量均呈升高的趋势,进入DPF的O_3,NO_2增多,促进PM的分解,CO_x中C的质量呈升高的趋势,升PM分解量呈下降的趋势;当空气流量为18.5 L·min~(-1)时,PM被氧化分解的量最多,DPF的再生效果最为显著;当空气流量为5.0 L·min~(-1)时,升PM分解量最大,空气的利用率最高.     

基于GT-Power的DPF喷油催化燃烧再生仿真技术

利用GT-Power软件建立DPF喷油催化燃烧再生系统仿真模型,从喷油率和补气策略两方面对DPF提温过程进行优化,优化后的DPF提温时间缩短了37.9%,DPF出口最高温度增加了3.4%.通过建立DPF微粒燃烧模型,分析了再生微粒燃烧过程中载体壁面温度及微粒(PM)层厚度分布情况.计算结果表明,载体温度由前端向后依次升高,最高温度出现在载体后端中心;微粒由载体前端向后逐渐燃烧,后端微粒燃烧速度快于前端.     

不同风量下褐煤燃烧碳氧化物生成规律

为研究火区封闭过程中气体组分变化,通过分析火区内气体成分判定火区燃烧状态,以安全封闭火区防止因火灾引发瓦斯爆炸事故.利用程序升温实验研究了风量分别为40 m L/min、80 m L/min、120 m L/min、160 m L/min和200 m L/min时褐煤燃烧产生的碳氧化物体积分数及O_2体积分数变化规律.研究结果表明:风量越大,O_2体积分数变化趋势越小,消耗氧气量越小;相同温度条件下,O_2体积分数有随着风量增加呈现增加的规律性;随着风量增加,CO、CO_2生成量均减少,且CO、CO_2生成量与温度之间呈指数关系变化;相同温度下,随着风量增加,CO、CO_2生成量减少,且燃烧阶段CO生成量与风量呈指数关系变化,CO_2生成量与风量呈线性关系变化.随着风量增加,CO生成初始温度滞后,相同温度时CO生成量减少.     

含氧量对颗粒捕集器热再生过程的影响

通过GT-power软件建立柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter, DPF)的热再生模型,计算不同含氧量时再生过程的气体流速分布和碳烟密度分布,并分析含氧量和再生温度对DPF热再生效果的协同作用.结果表明:与φ(O_2)=0.11时DPF再生过程相比,当φ(O_2)=0.21时DPF入口通道内气体的流动更均匀,其壁面渗流速度更小,碳烟密度更低;在一定范围内,适当提高再生温度和氧气浓度有助于提高DPF的再生速率,但φ(O_2)0.21后,含氧量的增加对再生效果的促进作用有所减弱.     

SCR/DOC+DPF+SCR后处理系统对重型柴油机性能及排放的影响

文章基于氧化型催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)耦合颗粒物捕集器(diesel particulate filter,DPF)和选择性催化还原器(selective catalytic reduction,SCR)后处理技术,对比了原机、搭载SCR、搭载DOC+DPF+SCR 3种状态下重型柴油发动机的性能、排气污染物排放状况以及SCR入口处NO在氮氧化物(NOx)中的体积比。试验结果表明,搭载DOC+DPF+SCR系统比搭载SCR系统的发动机扭矩降低了10N·m,油耗基本保持不变;对比搭载DOC+SCR、搭载SCR以及搭载DOC+DPF+SCR 3种状态下SCR入口处NO在NOx中的比例发现,SCR状态下基本全为NO,其余2种状态下NOx中NO的体积比随温度升高而逐渐降低,排温在450℃时该比例下降到0.86;搭载DOC+DPF+SCR的ESC试验中CO转化效率为93%,HC转化效率为70%,NOx转化效率为90%,PM转化效率为51%,相比于搭载SCR的ESC试验,NOx的转化效率降低了3%。     

DPF缸内次后喷再生效率和排放的试验研究

文章针对柴油机微粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)的再生展开相应的研究。利用降怠速再生试验(drop-to-idle,DTI)确定载体碳载量限值,利用台架试验研究了缸内次后喷(late post injection,LPI)基于不同再生温度与再生时间对再生效率和排放性能的影响。结果表明:3.0g/L的碳载量水平满足DTI的试验要求且适宜再生试验研究,可以避免在再生突然中断后DPF内部温度迅速升高,避免载体烧融;再生时间维持在2min左右,再生时DPF出口温度维持在500℃左右时,DPF再生效率高达98%,装载碳烟几乎完全燃烧,且DPF内部温度和出口温度可控,保证了DPF安全可靠再生,同时增加了DPF使用寿命;对整个再生过程中尾气成分进行分析和计算,发现柴油机尾气中HC为主要二次污染物,且排放相对较大。     

O_2/CO_2燃烧条件下NO_2还原特性的实验研究

为探究O_2/CO_2燃烧条件下NO_2的还原特性,利用固定床反应实验系统,研究了温度、矿物质、灰分以及反应气氛变化对NO_2还原行为的影响规律与作用机理。实验结果表明:NO_2的还原率随反应温度升高而增大,当反应温度大于873K时,NO_2还原反应显著加快;反应温度为1 073K时,NO_2还原率达到90%以上。煤灰中主要的矿物质成分对NO_2还原过程表现出催化促进作用,相应矿物质催化NO_2还原的活性顺序为Fe2O3MgOCaOAl2O3Na2CO3K2CO3SiO_2。准东煤灰中活性矿物质成分含量较高,煤灰对NO_2还原的催化活性顺序为五彩湾煤灰天池煤灰灵新煤灰。此外,O_2/CO_2燃烧气氛中CO体积分数的增加会促进NO_2的还原,高体积分数的CO_2对NO_2的还原有明显的促进作用,而O_2体积分数的增加会在一定程度上抑制NO_2的还原。动力学分析结果表明,O_2/CO_2燃烧中局部高体积分数CO降低了NO_2还原的表观活化能,从而能够促进NO_2的还原。     

锰表面和氧气及二氧化碳反应的电子能谱研究

用XPS和UUP法,通过Mn2p_2~3、O_(1s)和C_(1s)及X射线诱导的MnLMM Auger谱图的变化,研究了Mn的清洁表面与O_2及CO_2的反应.在室温下把Mn暴露于O_2中,530.1eV的Ols峰逐渐增强,同时Mn~0 2p逐渐峰代替了Mn~0 2p峰,X射线诱导的Auger峰明显减弱且L_3M_(23)M_(23)和L_3M_1M_(23)峰最终消失.由O_(1s)峰计算所得的表面氧浓度与~lj Mn2p及MnLMM的改变相对应,由此表征了Mn的氧化态.CO_2在清洁Mn表面分解为O~(2-)、C、CO_3~(2-)和CO 上述Mn与O_2及CO_2的反应也由UPS得以证实.     

在负载型氧化物催化剂上CO与硝基苯的相互作用

负载型氧化物催化剂:CuO/Al_2O_3、MoO_3/Al_2O_3、V_2O_5/Al_2O_3和PdO/Al_2O_3催化CO和硝基苯的反应,在某些方面相似于催化CO和O_2的反应。过渡金属离子通过反复氧化-还原,而将CO氧化为CO_2、硝基苯则被还原,生成一系列含氮有机化合物。其中偶氮苯和吩嗪的生成,表明苯基氮烯中间物生成的可能性。应用电子顺磁共振谱、脉冲色谱技术研究了上述催化剂表面的氧化-还原性能和催化作用机理。     

DOC+DPF系统对柴油机污染物排放特性的影响

对装有氧化催化器(diesel oxidation catalyst, DOC)和颗粒捕集器(diesel particulate filter, DPF)后处理系统的柴油机进行台架试验,利用烟气分析仪(Testo 350XL)和发动机废气排放颗粒物粒径谱仪(TSI EEPS 3090)研究不同负荷下柴油机原机、DOC后和DPF后排气中氮氧化物(NO_x)和颗粒物(particulate matter, PM)的变化规律.结果表明：负荷大于50.0%时,DOC后的NO₂体积分数φ(NO₂)显著增加,柴油机原机氮氧化物中NO₂体积分数φ(NO₂/NO_x)随负荷增加而减小,DOC后和DPF后的φ(NO₂)、φ(NO₂/NO_x)随负荷增加先减小、后增大;柴油机原机PM排放取决于柴油机的运行工况,不同负荷下DOC的PM去除率为15%～30%,50.0%负荷下DOC的PM去除率最高,为26%;DPF的P...