柴油机排放污染物的生成机理及净化研究
柴油机排放污染物治理技术的研究与应用
柴油机排放污染物治理技术的研究与应用在当今的社会中，人们更加注重环保问题。
随着工业化的发展，发动机排放的污染物成为了环保问题的一个重要方面。
特别是柴油机，在能源的有效利用和经济效益方面具有明显的优势，然而其所排放的尾气污染物的治理成为了一个难点。
柴油机尾气中的污染物主要来源于燃烧过程中产生的氧化氮（NOx）、碳氢化合物（HC）、颗粒物（PM）等物质。
对于企业和公共交通等使用重载柴油机的行业来说，如何降低柴油机排放有着至关重要的意义。
在排放污染物治理技术的研发方面，目前主要有以下几种方法。
首先是增加燃烧室压缩比。
通过提高柴油机燃烧室的压缩比，使燃料能够更加充分地燃烧，降低NOx排放。
但是，这种方法会增加柴油机的温度，使得排放PM的数量增多，同时还可能影响柴油机的经济性能。
其次是采用低NOx燃烧技术。
低NOx燃烧技术是一种通过降低燃料的燃烧温度和增加空气混合量的方法来降低NOx排放的技术。
这种技术可以有效降低NOx排放，但是会增加PM的排放量。
为了解决这一问题，可以采用增加优化后处理装置、加压和冷却等方式来降低PM排放。
第三种方法是采用颗粒物和氧化剂催化剂。
颗粒物和氧化剂催化剂可以将排放的颗粒物和氧化物转化为水和无害气体，从而减少NOx和PM的污染。
这种方法有着较好的效果，但是需要颗粒物及氧化剂的定期更换和维护。
另外，还有一种能够有效降低柴油机排放污染物的方法就是柴油机的升级改造。
例如，增加高精度的燃油喷射系统，或者改变喷油时间、增加喷油数量等，以此来控制燃料的喷射时间和量，从而使燃烧得更加充分，降低排放NOx和PM的数量。
总之，各种排放污染物治理技术的研究与应用是环保领域的一个重要工作。
针对柴油机排放污染物治理的需要，我们需要在研究与应用上寻找一个平衡点。
而且，我们也需要借助现有技术，发掘新的技术，来进一步降低柴油机排放的污染物，为人类创造一个更加环保、可持续的未来。
浅析柴油发动机排放物的生成机理
浅析柴油发动机排放物的生成机理柴油发动机是目前使用较为广泛的内燃机之一，其在实际使用中会产生大量的排放物，这些排放物对环境和人体健康都会造成一定的影响。
深入了解柴油发动机排放物的生成机理对于环境保护和健康保障具有重要意义。
本文将从柴油发动机的工作过程、燃烧特点和排放物生成机理等方面进行浅析。
1. 柴油发动机的工作过程柴油发动机通过压缩空气使其温度升高，再将燃油喷入燃烧室，利用高温高压使燃料燃烧，从而输出动力。
柴油发动机的工作过程可以分为进气、压缩、燃烧和排气四个阶段。
在这个过程中，柴油经过喷油器喷入燃烧室内，在高温高压下燃烧，产生动力同时也产生各种排放物。
2. 柴油燃烧的特点与汽油发动机相比，柴油发动机的燃烧过程更为复杂。
柴油燃油的分子链更长，密度更大，易于产生烟尘和氮氧化物等有害物质。
柴油的点火方式为压燃点火，即利用高温高压使燃料自燃，燃烧速度较汽油燃烧慢，温度高，氧化剂充足，易产生氮氧化物和颗粒物。
柴油燃烧的特点决定了其排放物的生成相对复杂。
（1）氮氧化物（NOx）的生成机理氮氧化物是柴油发动机排放物中的一种重要成分，主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。
氮氧化物的生成主要与燃烧温度和氧气含量有关。
在高温高压的环境下，氮气和氧气发生反应生成氮氧化物。
高温下会促进氮氧化物的生成，因此柴油发动机的高温燃烧条件是氮氧化物生成的重要原因。
（2）颗粒物的生成机理颗粒物是指柴油发动机排放的固体颗粒物质，其主要成分是烟尘和颗粒状碳，对空气质量和人体健康有一定影响。
颗粒物的生成与柴油燃料的燃烧方式和燃烧效率密切相关。
柴油燃料在高温高压的环境下燃烧，但燃烧不完全会导致颗粒物的生成。
燃烧室内的燃烧不均匀和喷油器的工作状态也会影响颗粒物的生成。
碳氢化合物是柴油发动机排放的另一种有害物质。
其生成主要与燃油的分解和燃烧不完全有关。
柴油分子链较长，密度较大，易于在燃烧过程中产生碳氢化合物。
燃油的喷射方式、点火系统的状况和排气系统的工作状态也会影响碳氢化合物的生成。
第4章车用柴油机排放污染物的生成机理及影响因素
大缸径柴油机多采用开式燃烧室。
受光线的反射呈现不同的颜色。
白烟是由 0.6 ～ 1 微米的颗粒构成，而蓝烟是由
0.6微米以下的颗粒构成。 暖机时，一般先冒白烟，后冒蓝烟，然后变为
无色。
柴油机混合气的形成
柴油机混合气形成靠三方面的相互作用：一 是燃烧室的结构 , 二是燃料的喷雾，三是缸内适 当的空气运动。
混合气形成特点: 1、缸内形成 2、时间极短 3、过量空气系数较大 4、靠燃烧室、喷雾、空气涡流运动三方面配合 保证燃烧完全、及时靠加快混合气的形成速度 （汽油机是提高火焰传播速度）
• • •
排污低（最高燃烧温度低） 变工况适应性好，对转速不敏感（转速变化，涡流的流动特性基
本不变）
面容比大，经济性较差，启动性差（传热和流动损失大，装电热塞）
2）预燃室式燃烧室 混合气形成：空间雾化混合 为主。一般采用轴针式喷油器。
主要特点：
• 喷雾质量要求不高（预燃室形成强的紊流和二次喷射的燃
5、分开式燃烧室
1）涡流室式燃烧室
混合气形成：空间雾化混合为主。 一般采用轴针式喷油器。 主要特点：
• • 喷雾质量要求不高(利用强压缩涡流形成混合气，喷油压力可降低) ΔP/ΔΦ较小，工作柔和，噪音低（副燃室燃烧滞燃期短，主燃室燃
烧活塞已下行）
•
•
空气利用率高，α值可较小（1.2~.13）
高速性能好。（涡流随转速升高而加强）
浅析柴油发动机排放物的生成机理
浅析柴油发动机排放物的生成机理一、氮氧化物（NOx）氮氧化物是柴油发动机排放物中的主要成分之一，它是由于高温和高压条件下，在燃烧室中的氮气和氧气因燃烧而结合而成。
柴油发动机燃烧过程中，燃料和空气在高温下混合燃烧，燃烧的温度和压力很高，使得氮气和氧气发生反应，生成各种氮氧化物，包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。
氮氧化物的生成还与燃烧室内部的空气流动和混合状态有关。
在柴油发动机中，由于燃烧室的结构和喷油系统的设计不同，燃烧室内的空气流动和混合状态也会不同，从而影响了氮氧化物的生成。
而且，工作负荷和转速的变化也会导致不同燃烧条件下氮氧化物的生成量不同。
二、颗粒物（PM）颗粒物是柴油发动机排放物中的另一个重要组成部分，它主要是由未完全燃烧的颗粒物和相应的氧化物组成的。
在柴油发动机燃烧室中，由于燃料和空气混合的不充分或燃烧条件不理想，很容易产生未完全燃烧的颗粒物，这些颗粒物主要是碳、氧化物和一些燃烧产物。
颗粒物的生成与燃烧室内部的温度、氧气浓度和流动状态等因素有关。
通常来讲，高温和高压条件下会加剧未完全燃烧的问题，从而导致颗粒物的生成。
燃烧室的结构和喷油系统的设计也会影响颗粒物的生成和排放。
对于大排量柴油机和小排量柴油机来说，由于工作原理和设计不同，颗粒物的生成和排放特点也会有所不同。
一氧化碳是柴油发动机排放物中的另一种有害物质，它是由于燃烧过程中燃料未完全氧化而产生的。
在柴油发动机中，由于燃烧室内的温度和氧气浓度不够高，燃料未能完全氧化，所以会生成大量的一氧化碳。
燃烧室的结构和喷油系统的设计也会影响一氧化碳的生成和排放。
除了上述三种主要的排放物之外，柴油发动机还会产生一些其他有害物质，如碳氢化合物、苯和多环芳烃等。
这些有害物质的生成也与燃烧过程中的温度、压力、氧气浓度和工作负荷等因素有关。
要想降低柴油发动机排放物的生成量，就必须从改善燃烧条件、提高燃烧效率和优化排放控制系统等方面入手。
柴油机排放污染物生成机理与治理措施分析
柴油机主要排放污染物的生成机理、影响因素与治理措施摘要：通过分析柴油机在实际运行过程中CO、HC、NO X、PM等主要污染物的生成机理，总结归纳出影响这些污染物生成的主要因素，并以此为依据介绍现有的降低柴油机排放污染物的主要措施关键词：柴油机排放物生成机理影响因素治理措施1.问题描述随着科学技术的不断发展深入，更多种类和形式的能源动力机械不断问世并投入应用，但是内燃机由于其应用的稳定性和广泛的适用性在如此环境下依旧在能源动力领域占据着龙头位置。
因此内燃机仍然是能源动力领域中首选的动力机械。
而内燃机中最典型突出的代表则为车用的往复式活塞内燃机。
根据其使用燃料种类的不同可以分为汽油机和柴油机两种。
相比于汽油机，柴油机具有燃油消耗低、耐久性好、寿命长、高扭矩输出、功率范围广等优点，因此柴油机在各行业里得到广泛的应用：在重型动力装置中,柴油机应用领域已经占绝对统治地位,在小型轿车等轻型车辆中,柴油机的应用也逐渐渗透。
但是由于柴油机的广泛应用而带来的环境污染问题也越来越严重并且越发受到世人关注。
柴油机排气污染物主要成分有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NO X）、硫化物以及颗粒物（PM）等。
由于柴油机采取的质调节方式，因此其混合气的平均空燃比远大于理论空燃比，故其CO与HC排放明显低于汽油机，所以柴油机排放控制的重点在于NO X和PM。
由于各排放物生成机理不同，因此在它们各自的控制与净化措施也存在差异。
本文接下来将叙述各主要排放污染物的生成机理、影响措施与治理措施。
2.柴油机主要排放污染物的生成机理2.1.CO生成机理CO的生成主要有三种途径：一是柴油机进气与柴油喷雾混合不均匀导致局部混合气过量空气系数Φa ＜1，局部燃烧缺氧导致不完全燃烧生成CO；二是已成为燃烧产物的CO2和H2O在高温条件下产生热解反应进而生成CO；三是排气过程中HC未完全氧化生成CO。
2.2.HC生成机理排放的HC一般是未燃HC，是指没有燃烧或部分燃烧的碳氢化合物的总称。
发动机排放污染物的生成机理
发动机排放污染物的生成机理主要内容：介绍了汽车尾气中的主要污染物CO、HC、NO X和微粒的生成机理。
1、一氧化碳1.1一氧化碳的生成机理汽车尾气中CO的产生是由于燃油在气缸中燃烧不充分所致，是氧气不足而生成的中间产物。
一般烃燃料的燃烧反应可经以下过程：CH+烈-mCO+2H2(2-1)燃气中的氧足够时有2H2+O2-2H2O(2-2)2CO+O—2CO22(2-3)同时CO还与生成的水蒸气作用，生成氢和二氧化碳。
可见，如果燃气中的氧气量充足时，理论上燃料燃烧后不会存在CO。
但当氧气量不足时，就会有部分燃料不能完全燃烧，而生成CO。
在非分层燃烧的汽油机中，可燃混合气基本上是均匀的，其CO排放量几乎完全取决于可燃混合气的空燃比a或过量空气系数e。
图2-1所示为11种H/C比值不同的燃料在汽油a机中燃烧后，排气中CO的摩尔分数x CO与a或叮的关系。
a) b)L HCJ0.15 图2-1汽油机CO 排放量x CO 与空燃比a 及过量空气系数％的关系由图2-1可以看出，在浓混合气中(e <1),CO 的排放量随e 的减小而增加，这是因aa缺氧引起不完全燃烧所致。
在稀混合气中(e >1)，CO 的排放量都很小，只有在e =1.0〜aa1.1时，CO 的排放量才随e 有较复杂的变化。
a在膨胀和排气过程中，气缸内压力和温度下降，CO 氧化成CO 2的过程不能用相应的平衡方程精确计算。
受化学反应动力学影响，大约在1100K 时，CO 浓度冻结。
汽油机起动暖机和急加速、急减速时，CO 排放比较严重。
在柴油机的大部分运转工况下，其过量空气系数e 都在1.5〜3之间，故其CO 排放量a 要比汽油机低得多，只有在大负荷接近冒烟界限(e =1.2〜1.3)时，CO 的排放量才大量增a 加。
由于柴油机燃料与空气混合不均匀，其燃烧空间总有局部缺氧和低温的地方，以及反应物在燃烧区停留时间较短，不足以彻底完成燃烧过程而生成CO 排放，这就可以解释图2-2在小负荷时尽管e 很大，CO 排放量反而上升。
柴油车排气污染物的生成机理和影响因素分析
壹玺型堂���篞垒柴油车排气污染物的生成机理和影响因素分析口张金友�蕉�执�耙笛г荷蕉ḿ媚����摘要：随着机动车保有量的激增，我国的机动车污染物排放总量持续攀升。
��年全国机动车碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物排放量是��须认识到环境保护的重要性，尽全力保护我们赖以生存的环境。
我们以柴油车为例分析一下排气污染物的生成机理和影响因素．关键词：柴油车排气污染物氮氧化物碳氢化合物放的影响比负荷的影响小。
对非增压柴油机，一柴油车主要的排放污染物以及与交通源柴油车排气中未燃的�都是在发动机气相关的主要污染物有：一氧化碳、氮氧化物、碳缸内的燃烧过程中所产生的。
柴油车排放污速下的值。
氢化合物和微粒等。
染物中的碳氢排放物中包括完全未燃烧的燃��微粒一氧化碳纯品为无色、无臭、无刺激性的料、燃料的不完全燃烧产物，还有小部分由润���微粒的生成机理气体，是燃料不完全燃烧的产物。
滑油不完全燃烧而生成。
柴油机燃烧过程中柴油车排气微粒由很多原生微球的聚集碳氢化合物包括未燃和未完全燃烧的燃�的生成主要由火焰在壁面淬冷、润滑油膜体而成，总体结构为团絮状或链状。
柴油机排油、润滑浊及其裂解产物和部分燃料的氧化物。
的吸附和解吸、燃烧室内沉积物的影响、体积出的微粒比汽油机多�．�倍，排气微粒的组淬熄及碳氧化合物的后期氧化所致。
成取决于柴油机的运转工况，尤其是排气温度。
氮氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮的总称。
汽车尾气中氮氧化物的排放量取决于柴油机微粒排放包括我们平日所说的白烟、蓝气缸内燃烧温度、燃烧时间和空燃比等因素。
烟、黑烟。
其中自烟、蓝烟中有较高的�疌比，固体悬浮颗粒的成分很复杂，并具有较强混合气质量的优劣主要体现在燃油的雾其主要成份为未燃的燃料微粒，蓝烟中还有窜的吸附能力，而且悬浮颗粒越小。
吸附能力越化蒸发程度、混合气的均匀性、空燃比和缸内入燃烧室的润滑油成份。
黑烟也就是碳烟通强危害也越大。
残余废气系数的大小等方面。
混合气的均匀常在大负荷时发生，烟中含有比重大、颗粒细性越差则�排放越多。
柴油机废气净化技术研究
柴油机废气净化技术研究一、柴油机废气的危害在传统的柴油机上使用的燃料是含有高硫的石油燃料，而这种高硫燃料在燃烧的时候会产生大量的废气和有害物质。
这些废气包括氧化氮、二氧化硫、颗粒物等，对环境和人类健康产生巨大的威胁。
二、柴油机废气净化的技术1.氮氧化物（NOx）净化技术氮氧化物是柴油发动机排放废气中最主要的成分之一，它是一种无色的气体，但是会对环境和人体健康产生很大的影响。
对于氮氧化物的净化，目前比较成熟的技术有选择性催化还原技术（SCR）和氧化还原技术（LNT）。
2.颗粒物净化技术颗粒物是柴油发动机排放废气中的另一种主要成分，它是一种极微小的颗粒，直径一般在几十纳米到几百纳米之间，与人体健康的危害极大。
对于颗粒物的净化，目前比较主流的技术有汽车颗粒物捕集器（DPF）和电子静电净化器（ESP）。
三、SCR技术的原理和优缺点1.SCR技术的原理SCR技术是一种选择性催化还原技术，它主要是通过将氨气（NH3）或尿素（CO（NH2）2）注入到废气中，使它和NOx反应生成无害的氮气（N2）和水（H2O）。
2.SCR技术的优点SCR技术具有高净化率、高反应效率、不影响发动机的运行以及适用于各种应用的优点。
此外，由于效率高，SCR技术可以减少柴油机废气排放的数量。
3.SCR技术的缺点SCR技术的主要缺点是需要使用额外的催化剂和尿素等清洁剂，造成了成本的增加和操作的一定限制。
四、DPF技术的原理和优缺点1.DPF技术的原理DPF技术是一种汽车颗粒物捕集器，它主要是借助过滤网的作用，将柴油发动机排出的颗粒物捕集起来。
在DPF的过滤网中，通过一系列的化学反应，可以让颗粒物附着在过滤网中。
2.DPF技术的优点DPF技术具有净化率高、可逆性强、维护成本低、使用寿命长等优点。
此外，DPF技术采用的是物理捕集的方式，不像SCR技术需要使用清洁剂，因此对使用者来说更加方便。
3.DPF技术的缺点DPF技术的主要缺点是对于发动机的运行有一定的影响，会增加排气管的阻力，使发动机的功率下降。
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柴油机排放污染物的生成机理及净化研究
摘要:首先介绍柴油机主要排放污染物,概述柴油机排放污染物的生成机理,综述柴油机机内净化和后处理技术,为降低柴油机主要排放污染物氮氧化物(NOx)和排放颗粒(PM)提供技术手段和控制措施。
关键词:污染物柴油机氮氧化物排放颗粒
相比于汽油机,柴油机具有燃油消耗低、耐久性好、寿命长、高扭矩输出、宽广的功率范围以及先进的排放污染物控制技术等优点[1],使得其在各行业里得到广泛的应用,在重型动力装置中,柴油机应用领域已经占绝对统治地位,在小型轿车等轻型车辆中,柴油机的应用也逐渐渗透,但是随之带来的环境污染问题也越发受到关注。
柴油机排放污染物主要包括一氧化碳(CO)、氢化物(HC)、氮氧化物(NOx)和排放颗粒(PM),由于各排放污染物在生成机理上不尽相同,因此对于它们的控制和净化措施也有所区别。
本文介绍柴油机排放污染物的生成机理,综述降低柴油机排放污染物尤其是NOx和PM的技术。
1 柴油机排放污染物的生成机理
1.1 氮氧化物(NOx)
柴油机排放的NOx主要是NO2和NO,NO占NOx总量的85%～95%,NO排放到大气中,缓慢地与O2发生化学反应,最终生成NO2,因此,在讨论NOx的生成机理时一般只讨论NO。
NO生成途径主要有三
个:燃料NO的生成、激发NO的生成和高温NO的生成,前两者的生成量极少,可以忽略不计,高温NO生成只有在高于1600℃高温下才能进行。
生成机理如下:
N2+O→NO+N (1)
N+O2→NO+O (2)
N+OH→H+NO (3)
由上式可以知道影响NO生成的因素为高温、富氧和反应时间。
1.2 一氧化碳(CO)
CO的生成主要有四个方面,第一:当过量空气系数Φa＜1时,在缺氧状态下C不完全燃烧生成CO;第二:当过量空气系数Φa＞1时,理论上不会生成CO,但是由于实际混合不均匀造成局部Φa＜1而生成CO;第三:已成为燃烧产物的CO2和H2O在高温条件下产生热解反应进而生成CO;第四:排气过程中未燃HC不完全氧化也会生成少量CO。
1.3 碳氢化合物(HC)
柴油机的燃烧是扩散燃烧,混合气的浓度分布不均匀,局部区域的过量空气系数Φa变化范围可在0～∞,在过浓或过稀混合器区域里,会产生局部的不完全燃烧或者完全不燃烧,产生大量的HC,另外由于燃烧过程后期,低速离开的燃油混合以及燃烧不良造成燃油无法充分燃
烧和氧化,也会导致大量的HC产生,这部分HC排放量可占HC排放总量的75%。
1.4 排放微粒(PM)
柴油机微粒对人体和大气环境危害最大的是2.5μm左右的颗粒,记为PM2.5,悬浮于离地面1～2m的空气中,容易被人体吸入而且危害极大,也是造成能见度变差的原因。
微粒由碳烟(DS)、硫酸盐、可溶性有机成分(SOF)和含金属元素的灰分等组成。
碳烟是烃类燃料在高温缺氧条件下裂解生成的,硫酸盐主要由柴油中的硫分转变而成,含金属元素的灰分来源于各种添加剂和运动件摩擦产生的磨屑。
2 柴油机排放污染物的净化技术
柴油机的HC和CO的排放相比于汽油机而言要少得多,但是NOx 和PM的排放则比汽油机多得多,因此,对于柴油机排放污染物的净化主要集中在对PM和NOx的控制,净化技术分为机内净化和排气后处理技术。
2.1 机内净化
机内净化技术是对燃烧的过程进行优化,改善柴油机发火和燃烧工况,减少NOx的排放。
主要有以下几点。
2.1.1 废气再循环(EGR)
EGR技术就是将柴油机排出的一部分废气送回空气进气系统中[2,3,4],稀释新鲜混合气里氧的浓度,增加惰性气体的含量,一方面降低了燃烧的速度,另一方面混合器比热容增加又导致燃烧温度降低,因而抑制NOx的生成。
NOx和PM的生成机理在很大程度上是相反的,EGR在降低NOx的同时,PM随之恶化,此时采用冷却EGR的方法能有效抑制PM的生成。
2.1.2 增压和增压中冷
增压提高进气密度,在Φa足够大的条件下,保证燃烧完全就可以有效抑制PM的生成,然而增压导致压缩终了时产生高温富氧的氛围,造成NOx排放量升高,对此可以采用增压中冷的方法降低进气温度,控制NOx排放。
2.1.3 推迟喷油提前角
推迟柴油机喷油时间,一方面使燃烧过程避开上止点进行,燃烧等容度下降,因而燃烧温度下降;另一方面越接近上止点喷油,缸内空气温度越高,着火落后期越短,使燃烧初期放热速率降低,导致燃烧温度降低,从而降低NOx排放。
2.1.4 燃油渗水技术
渗水技术的核心是向进气管或者气缸采用乳化油和喷水。
水变成水蒸气带走大量的潜热,最高燃烧温度降低,达到降低NOx的目的;使
用乳化油时,渗水量每提高10%,NOx的排放降低约10%。
2.2 排气后处理技术
后处理是对废气中已经生成的NOx进行处理,实用化的技术有三种:氧化催化转化器、微粒捕集器(DPF)和NOx还原催化转化器。
2.2.1 氧化催化转化器
采用氧化催化转化器可以降低HC、CO以及SOF的大部分碳氢化合物,氧化催化转化器的活性成分一般有Pt和Pd,最佳工作温度范围是200℃～350℃,在此温度范围内,催化剂发生作用,SOF被氧化,微粒质量浓度下降。
当温度低于150 ℃,催化剂不起作用,当温度高于350 ℃,由于硫酸盐的大量产生,抵消掉SOF的减少,甚至使微粒排放增加。
2.2.2 微粒捕集器
一般微粒捕集器(DPF)是物理降低排气微粒的方法,要有较高的过滤效率,采用的过滤材料可以是陶瓷蜂窝分别载体陶瓷纤维编织物和金属纤维编织物,也有用金属蜂窝载体,甚至还有用空气滤清器那样的纸芯做微粒过滤材料的。
DPF过滤后必须将颗粒及时烧掉,也就是DPF再生,再生技术都有多种,如喷油助燃再生、燃油添加剂辅助再生、逆向喷气再生、进排气节流再生、连续催化再生,断续加热再生等。
采用DOC,提高排气温度,然后在燃油添加剂或者DPF辅助催化剂的
作用下燃烧过滤体内的颗粒物也是一种很有前途的DPF。
POC为通透式DPF,或部分DPF,又称为PDPF。
带催化剂涂层的通透式DPF为CPDF,通常称作POC[5]。
由金属纤维或金属孔板等材料制成,可经过处理后涂覆催化剂层,非壁流式,不会堵塞,适用于柴油机国Ⅳ排放标准使用。
2.2.3 NOx还原催化转化器[6~7]
现如今后处理中能降低NOx排放的还原催化技术有效的方法是选择性催化还原技术(SCR),此法是用氨、尿素或者柴油作为还原剂。
柴油作为还原剂技术上要求柴油中的硫含量很低,目前尚处于研发中[1];采用尿素溶液作还原剂,实际上是将尿素水解产生氨,起还原作用的是氨,氨能有选择性的和NOx发生化学,将NOx还原成N2。
SCR技术基本上可以满足国V排放法规。
SCR法组成如图1:
2NO+O2=2NO2 (4)
2NH3+NO+NO2=2N2+3H2O (6)
4NH3+3O2=2N2+6H2O (7)
3 结语
柴油机排放污染物主要有NOx、PM、CO、HC,对于柴油机排放污染物的净化技术主要集中在对NOx和PM排放的控制。
NOx和PM 生成机理基本上是相反的,高温富氧条件下NOx的排放量提高,此时PM中碳烟发生氧化反应,碳粒变小甚至完全氧化掉;高温缺氧条件下,烃类燃料发生裂解,生成大量的碳烟颗粒,此时NOx的排放量相对较少。
目前常用的柴油机净化技术有EGR冷却、增压及增压中冷、推迟喷油提前角、燃油渗水,SCR、DOC+DPF、颗粒捕集器等技术,它们在控制NOx和PM排放具有显著的效果,对于柴油机排放物净化一般采用机内净化和后处理技术结合使用。
目前欧洲采用的技术路线是SCR+DPF,此种技术要进行尿素的布点,美国采用技术路线是EGR+DPF[8],此种方案要严格控制柴油的硫含量。
我国倾向于欧洲方案[9],该方法可以满足欧V的排放限值,一直到欧VI的引进。
为了满足日益严格的排放法规要求,需要继续探索新的排放污染物控制技术。
参考文献
[1] 唐大学.柴油机废气排放控制技术新进展[J].内燃机,2012(5):1-4,10.
[2] 石坤鹏,李灵敏,代占朝,等.浅谈柴油机废气再循环技术[J].科技与企业,2012(24)：338，340.
[3] 李志军,秦敬哲,孙济美.柴油机废气净化新技术[J].拖拉机与农用运输车,2000(5)：16-20.
[4] 胡文君.EGR技术在柴油机上的应用[J].小型内燃机与摩托车,2008,37(1):75-78.
[5] 管伟,孙付胜,王肇胤.商用车柴油机DOC+POC后处理技术介绍[J].内燃机与配件,2012(11)：32-35.
[6] Penetrante B M, Hsiao M C, Merritt B T et al. Fundamatal Limits on NOX Reduction by Plasma. SAE Paper 971715.
[7] 李人宪.柴油机废气的排放与控制[J].交通运输工程与信息学报,2003(2).
[8] 贺泓,翁端,资新运.柴油机尾气排放污染控制技术综述[J].环境科学,2007,28(6)：1169-1177.
[9] Jeff J, JAMES N.Carroll Charles T.Hare etc. Emission Control Strategies for Small Utility Engine[C].SAE Trasaction 11807.。