柴油机排放颗粒后处理装置设计
发动机后处理结构原理
发动机后处理结构原理
发动机后处理结构原理是指用于发动机尾气排放控制的系统结
构原理。
发动机在运转过程中会产生大量的废气排放，其中包括氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等有害物质。
这些有害物质会对环境和人体健康造成危害。
为了控制发动机的尾气排放，大多数现代发动机都采用了后处理系统。
发动机后处理系统主要由三部分组成：废气再循环（EGR）系统、催化剂转化系统和颗粒物过滤器（DPF）系统。
废气再循环系统通过将部分废气重新引入燃烧室中，降低氮氧化物的产生；催化剂转化系统利用催化剂将有害物质转化为无害物质；颗粒物过滤器系统通过降低排放颗粒物的浓度，减少对环境的污染。
发动机后处理系统的结构原理是通过这三个系统进行协同工作，控制发动机尾气排放。
废气再循环系统和颗粒物过滤器系统主要降低氮氧化物和颗粒物的排放，而催化剂转化系统主要降低一氧化碳和碳氢化合物的排放。
这三个系统的协同工作可以有效地降低发动机尾气排放的有害物质，对环境和人类健康造成的危害得到了有效的控制。
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柴油车尾气处理POC技术
POC的结构
POC的典型布置形式
POC一般为DOC（前级）+半通 式滤器（后级）的布置形式。
POC的结构是一个多褶皱而不 堵塞的通道，便于捕捉颗粒。
POC的结构
POC特殊的载体结构设计使得排气流体通 畅的同时接触面积广，可以在保证背压的 同时捕捉部分颗粒物并再生。 POC的结构特点决定了其具有较好的热耐 久性和机械性能。
【POC“平衡温度”定义：发动机在指定的工况下对POC加载颗粒物 的过程中，POC的压降没有明显下降时POC的入口温度】
POC的性能评价
——POC的过滤效率—燃油硫含量
（3）由于 POC 在结构上属于半通式过滤催化器，另一部分 SOx 固态 物也直接排出催化器。 （4）在 SO2（气态）→◇SO3（固态）→◇SO4（固态）的过程中， 通常在 400℃左右反应最剧烈，生成 SO4最多，但是在轻型车的使用 上，排气温度相对较低，因此生成的 ◇SO3和 ◇SO4也相对较少，有
过滤效率随灰载 量增大而减小。
POC的性能评价
——POC的过滤效率—灰载量
上图为Corning公司的测试数据，也有相同的结论：过滤效率随灰载量增大而 减小。 Corning公司的经验表明，灰载量达8g/L时，POC将不起净化PM的作用。
POC的性能评价
——POC的过滤效率—NO2/PM比
NO2与PM所需的理论质量比为7.7，实际经验所 需的质量比为12。
POC的结构
金属载体
金属纤维烧结成的多孔结构
பைடு நூலகம்
POC的结构
陶瓷载体
当过滤效率是“0”时,可能会有更好的吹灰效果。
出口端只在堵塞的 通道上有颗粒沉积
满足国五排放标准轻型柴油车排放后处理的工作原理及标定
２ ４ 汽车工业研究 ・ 月刊
２ ０ １ ７ 年第３ 期
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柴油机排放的控制及处理 毕业论文
毕业设计（论文）中文摘要目次引言 (1)一柴油机尾气排放的危害和生成机理 (2)（一）柴油机尾气排放的危害 (2)（二）柴油机有害物质的生成机理 (2)二柴油机控制尾气排放的主要净化措施 (4)（一）柴油机机内主要净化措施 (4)1、喷油系统的优化 (7)2、燃烧室的结构和参数优化 (8)3、燃油的改质 (8)（二）柴油机机外净化措施 (10)结论 (13)致谢 (14)参考文献 (15)引言柴油燃烧后的主要排放物为PM(颗粒状物质)、NOx、CO和HC，但后两者排放较低。
要控制柴油机尾气排放，主要就是控制颗粒物质PM和NO的生成，降低PM和NOx的直接排放。
柴油机与同等功率的汽油机相比，微粒和NOx是废气排放中两种最主要的污染物。
目前，世界各国都在致力于减少柴油机颗粒排放的技术研究，并且都已经取得了实质性的进展。
由于柴油机排气微粒与NOx的生成机理不同，在减少微粒的同时又增加了NOx的排放，同时微粒的减少又使得催化剂中毒得以有效的扼制，因而使采用机外催化技术净化NOx成为可能。
现代内燃机的发展有三大目标，即高动力性、经济性以及低有害排放物。
实现上述目标主要有以下几种措施。
1.采用高效率的内燃机工作循环，如米勒循环，高增压、中冷循环。
采用可变技术。
如可变进气系统，减小进气阻力，获得强涡流和增大进气量；可变机构（可变相位、可变升程）；可变压缩比；可变增压器喷嘴截面等。
2.采用多气门设计。
气门正时也可以随工况自由调节。
3.改进燃油供给系统，采用高喷射压力。
4.改进燃烧室与燃烧过程。
5.降低运动件的摩擦损失。
6.降低内燃机的质量。
7.降低油耗，减少CO2排放。
8.废气后处理，包括三效催化转化器。
9.NOx生成机理的研究及排放控制。
10.柴油机微粒过滤器及其再生。
一柴油机尾气排放的危害和生成机理（一）柴油机排放的危害柴油机的排气主要是固体颗粒（PM）和NOx，含有较少的CO和HC。
据统计，城市大气中的NOx约有50%来自机动车辆，其中柴油机排放的NOx约占50%，大约30%的悬浮颗粒来自汽车，还有一部分是来自铁路内燃机车。
柴油机排放后处理技术
柴油机排气后处理技术的探讨摘要围绕车用柴油机排放控制这一主题。
对国内外柴油机排放法规的发展趋势进行了综述。
对满足面向世界排放法规的柴油机排气后处理控制技术进行了探讨。
关键词：柴油机排放法规排气后处理微粒捕集器微粒氧化催化器选择性催化还原低温等离子引言柴油机在节能与CO排放方面的优势是包括汽油机在内的所有热力发动机无2法取代的。
柴油机排气中有PM, N Ox , HC 和CO 等有害污染物, 其中PM 和NOx 是排放法规的主要控制对象。
为减轻柴油机对大气环境的污染, 各国排放法规越来越严格。
在发动机常用工况范围内, 仅采用机内措施降低PM 和NOx 排放已逐渐趋于极限, 只有对柴油机排气采取后处理净化措施, 才能满足未来更为严格的排放法规。
目前常用的排气后处理技术主要有针对PM的氧化催化转化器DOC、颗粒捕集器DPF,针对NOx排放的选择性催化还原技术SCR、稀燃NOx 捕集技术LNT 、低温等离子技术等。
一、国内外排放法规目前世界上已形成以美国、欧洲、日本为代表的三大排放法规体系, 其他各国基本上是采纳其中一种。
图1 和图2 示出欧美及中国重型柴油机PM 和NOx 的部分排放法规限值的对比。
图中欧洲和中国采用的是欧洲稳态测试循环下的限值, 美国采用的是瞬态工况标准测试循环下的限值。
图1 欧洲、美国和中国的NO图2 欧洲、美国和中国的PMX排放限值排放限值由图1 和图2 可以看出: 美国由U S2002 至U S2010, NOx 排放限值由5. 36 g/ ( kW h) 降低到0. 27 g/ ( kW h) , 减少95% , PM 排放限值由0. 13 g/ ( kW h) 降低到0. 013 g / ( kW h) , 减少90%, 过渡时间为8 年; 欧洲从2000 年的欧#标准到2008 年的欧! 标准, NOx 排放限值由5. 0 g / ( kW h) 降低到2. 0 g/ ( kW h) , 减少60%, PM 排放限值由0. 1 g/ ( kW h) 降低到0. 02 g/ ( kW h) , 减少80% , 过渡时间为8 年; 我国自2007 年国III( 欧III) 标准到2012 年的国V( 欧V) 标准, 过渡时间仅为5 年。
东营造粒机废气处理设备处理方案
东营造粒机废气处理设备处理方案随着环保意识的增强和相关法规的出台，各个行业纷纷加大了对废气处理设备的投入。
作为造粒机的重要组成部分，废气处理设备的选择和运行对于环保效果和生产效率有着重要的影响。
本文将针对东营造粒机废气处理设备的处理方案进行详细介绍。
造粒机是一种用于将固体颗粒状物料通过一定的加工方法转变成颗粒状物料的机械设备。
在造粒的过程中，由于物料的摩擦、撞击和挤压等作用，会产生大量的废气，其中包含了大量的粉尘和有机物等有害物质。
这些废气如果直接排放到大气中，不仅会造成严重的空气污染，还会对人体健康和环境造成不可忽视的影响。
因此，对于造粒机废气的处理至关重要。
一、废气处理设备的选择针对东营造粒机废气的特点和产生量，我们可以选择适合的废气处理设备。
常见的废气处理设备包括除尘设备、废气吸收装置和废气净化器等。
1. 除尘设备：通过机械、静电、湿式和滤袋等方式，将废气中的固体颗粒物去除，达到净化的效果。
常见的除尘设备有离心除尘器、袋式除尘器和静电除尘器等。
根据东营造粒机废气的特点和产生量，可以选择合适的除尘设备进行处理。
2. 废气吸收装置：通过吸收剂的作用，将废气中的有机物质吸收，并转化为无害物质。
常见的废气吸收装置有湿式废气吸收装置和干式废气吸收装置等。
根据东营造粒机废气的特点和产生量，可以选择适合的废气吸收装置进行处理。
3. 废气净化器：通过吸附、催化、燃烧等方式，将废气中的有害物质转化为无害物质。
常见的废气净化器有活性炭吸附装置、催化剂装置和燃烧装置等。
根据东营造粒机废气的特点和产生量，可以选择适合的废气净化器进行处理。
二、废气处理设备的运行废气处理设备的运行对于处理效果和生产效率有着重要的影响。
在运行废气处理设备时，需要注意以下几点：1. 设备的正常运行：废气处理设备需要进行定期的检修和维护，保证设备的正常运行。
同时，需要根据废气的特点和产生量，合理调整设备的处理参数，确保处理效果达标。
2. 废气的合理处理：根据废气的特点和产生量，选择合适的处理设备和处理工艺。
国六柴油车后处理系统精讲
国六柴油车后处理系统精讲一、汽车排放物（一）污染物的定义和危害所谓国六发动机就是满足国家第六阶段排放法规的发动机。
从此处就能看出排放的重要性，我们国六发动机排放技术主要处理对象是哪些成分呢？氮氧化物和微粒。
1.氮氧化物NO X：在内燃机排放的氮氧化物中占压倒性多数的是一氧化氮NO，其主要来源是参与燃烧的空气中的氮，而汽油和轻柴油本身含氮很少，不足以产生显著的氮氧化物排放，只有重质燃油可能含有千分之几的氮，可能从排期中有一部分所谓的“燃油氮氧化物”。
氮氧化物其中有一氧化氮NO和二氧化氮NO2两种成分，一氧化氮NO是无色气体，本身毒性不大，但在空气中缓慢氧化成二氧化氮NO2，二氧化氮NO2就不是那么“温柔”了。
二氧化氮NO2是褐色气体具有强烈的刺激味，被吸入人体后与水结合成硝酸，引起咳嗽、气喘甚至肺气肿和心急损伤。
氮氧化物NO X是在地面附近形成含有有毒臭氧的光化学烟雾的主要因素之一。
2.微粒：对于柴油机而言，排放中最重要的就是微粒了，这也就是为什么有的城市要求加装DPF（微粒捕集器）的原因。
柴油机排放的微粒，主要成分是碳，其粒度一般小于0.3um，可长期悬浮在空气中而不沉降，会深入人肺深部造成机械性超负荷，碳粒上还吸附有硫酸盐及多种有机物质，有不同程度的诱变和致癌作用。
（二）污染物的产生为什么空气中氮气会引起氮氧化物排放呢？正如我们之前所了解的氮气是稳定性较好的气体，比如有时给汽车充气就用氮气，我们不可否认氮气的稳定性，但是氮气的稳定也是相对而言，在发动机缸内，燃烧温度在2000摄氏度，在这种高温下氮气也就没那么稳定了。
生成的活性氮原子与空气中氧气结合生成氮氧化物NO X，但是氧气大部分被燃油燃烧掉了，所以生成的大部分污染物是一氧化氮NO，进而在大气中慢慢氧化生成二氧化氮NO2。
从前所述可知，影响氮氧化物生成的主要因素是温度和氧气，进一步分析的话就是通过这两个方面抑制氮氧化物NO X的生成了。
微粒的产生的主要原因是可燃混合气不均匀，燃烧不充分，形成未完全燃烧的碳粒，这些碳粒吸附有害物就成了我们日常所说的微粒。
柴油机的废气后处理技术
柴油机的废气后处理技术柴油机是目前普遍使用的动力设备之一，它的高效、可靠、经济的特性受到广泛的赞誉。
但是，与此同时柴油机所释放的废气也成为了环保问题的一大难点。
废气中的有害物质对环境和人体健康带来了很大的危害，需要进行严格的控制和治理。
因此，柴油机废气后处理技术的研究和实际应用已经成为了当前重要的研究领域之一。
一、柴油机废气处理的现状1．柴油机废气污染的主要成分柴油机废气中有害成分的主要包括：氮氧化物（NOx）、固体级颗粒物（PM）、未燃烧氢碳化合物（UHC）、一氧化碳（CO）等。
2．柴油机废气排放标准柴油机废气排放标准是国家对柴油机废气排放进行规范的一个重要指标。
根据《柴油机污染物排放标准》的规定，柴油机废气排放标准分为国〇、国Ⅰ、国Ⅱ、国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ和国Ⅵ七个阶段，分别相应限制了废气种类和排放的污染物。
3．柴油机废气后处理技术的主要类型在对排放柴油机废气进行治理时，通常采用两种处理方式：一是通过化学反应丰富废气中的氧气和污染物，从而将废气中的有害物质转化成无害物质。
常见的处理技术有：选择性催化还原（SCR）、选择性催化氧化（SCO）、颗粒物捕捉（DPF）等；二是通过物理过滤的方式捕捉废气中的颗粒物和烟雾，从而将有害物质从废气中去除。
这种处理技术有常见的电子烟雾（ESP）技术。
二、柴油机废气后处理技术的研究与发展1．颗粒物捕捉技术颗粒物捕捉技术是一种通过物理过滤的方式捕捉烟雾和颗粒物的处理技术。
与其他处理技术相比，颗粒物捕捉技术具有更高的适用性和良好的稳定性，这是因为它所过滤的物质只包含了颗粒物。
颗粒捕捉器使用具有特殊网址的材料，将烟雾和颗粒物过滤掉，从而将它们从废气中去除。
这种处理方式适用于低逸出的排放限制，具有设备体积小、结构简单、运行寿命长等优点。
2．选择性催化还原（SCR）技术选择性催化还原（SCR）技术是一种化学反应的小器件，它在柴油机废气处理中有着广泛的应用。
技术利用像铜铁等催化剂，协助废气中的氮氧化物和氨水发生反应，将它们转化为亚氮化物和水。
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柴油机排放颗粒后处理装置设计
发表时间：2020-03-19T02:11:35.899Z 来源：《科技新时代》2019年12期作者：罗万祥[导读] 微粒捕捉器关键技术不是PM的捕集，而是过滤芯材料和过滤体的再生。
深圳市贝斯特净化设备有限公司???深圳市??518101 [摘要]该设计的目的主要是利用柴油机排放的一系列知识来设计过滤效率超过98％的柴油机微粒过滤器（DPF）系统。
为了满足社会发展的需求进行相关的设计要求，过滤器主体由低成本实用的丝网制成圆柱状，再生系统采用逆吹加热再生，加热源为液化石油气。
结合流
体力学知识，可以计算出管道的长度和直径。
再生系统应选择成熟的燃气燃烧器和鼓风机，并应以适当的尺寸与过滤装置组装在一起。
然后，对整个系统进行电子控制达到实现最佳工作的目标，这涉及许多传感器应用知识，参数汇总计算和单片机技术。
因此，该设计具有较强的实际意义和参考价值。
[关键词]柴油机颗粒物过滤装置（DPF）；过滤体；液化石油气(LPG)引言
近年来，柴油机在汽车中的应用越来越广泛，汽车柴油机的发展趋势也将成为汽车行业发展的潮流。
与汽油机相比，它具有良好的经济性，动力性和可靠性。
因为其具有更高的热效率和更低的CO、HC排放量，但更高的NOx和颗粒物（PM）排放量却成为发展柴油发动机的主要障碍。
为了满足日益增长的车辆柴油机排放要求，柴油机排气后处理问题已成为研究的重点。
柴油发动机的PM和NOx排放对环境有非常严重的影响。
科学研究表明，NOx排放会形成光化学烟雾，而PM排放会导致癌症，因此，减少其排放是当前工作的重点。
控制柴油机环境污染的主要任务是减少其NOx和PM排放。
目前，世界各国致力于降低柴油机NOx和PM排放的技术研究。
随着人们对环境保护的关注，将制定和执行越来越严格的车辆柴油机排放法规。
由于内部净化技术的潜力有限，必须通过采用外部净化技术进一步减少排放。
提高机油质量，特别是减少硫含量，是减少柴油机PM排放的唯一方法。
中国燃料油的高硫含量限制了多种颗粒物排放后处理技术的应用。
因此，中国应采用高度可靠的主动再生柴油颗粒物捕集器。
1.机颗粒物的组成及生成机理
柴油颗粒物主要由三部分组成：固体未燃碳颗粒聚合物（DS），可溶性有机物（SOF），无机盐和一些其他聚合物。
柴油颗粒的主要成分是碳烟。
碳烟的形成条件是高温和低氧。
由于柴油发动机中油气的不均匀混合，尽管燃烧通常富含氧气，但局部缺氧仍会导致碳烟的形成。
一般认为，碳烟的形成过程是：在高温和缺氧条件下，碳氢燃料中的碳氢化合物分子热解形成乙烯和聚烯烃的一部分。
连续脱氧后，乙烯和聚烯烃聚合形成碳原子直径约2nm的碳烟芯。
碳烟芯表面上的气体中碳氢化合物的冷凝以及碳烟芯之间的冷凝使碳烟芯的表面增大，并成为直径约20-30nm的碳烟自由基。
到目前为止，碳烟的质量已经基本确定。
最后，碳烟原语会堆积成颗粒。
如图1所示。
图1 碳烟PM的形成过程
3 油机颗粒物排放后处理技术介绍
3.1 柴油机氧化催化器（DOC）
DOC的催化剂主要涉及到铂和钯等一系列贵金属，可以大幅度地减少微粒排放中的SOF的含量，也是降低PM排放量的一种有效途径和方式。
氧化催化器通过有效的方式对有害成分（如多环芳香烃、乙醛等）进行针对性的净化。
大量的数据和案例分析得出DOC一定程度上实现有害物质控制在68%以内，多环芳香碳氢化合物排放量减少56%，乙醛含量大大地减少70%。
自1995年以后，为了有效地解决这一现状，全世界越来越多的辆卡车和公共汽车加装了DOC系统，有效地降低有害物质。
DOC对PM所含的SOF进行氧化的过程中可以把SO2氧化生成硫酸盐，因此，硫含量比较高的柴油在这一系列的氧化环节下生成大量的硫酸盐，有效地延缓了氧化SOF的效果，可以推动PM的排放量不断上升。
此外，燃料中的硫也是造成催化剂中毒的主要因素，所以使用频率比较高的硫柴油严重制约着氧化催化器的净化效果，大大缩短了催化器的使用时间。
因此，选择合适的催化器和使用低硫燃油成为当下需要及时解决的主要问题之一。
3.2 柴油机微粒捕捉器（DPF）
微粒捕捉器关键技术不是PM的捕集，而是过滤芯材料和过滤体的再生。
因为，微粒手机其采用的是毛孔吸附法，吸附后的微粒粘在载体毛孔通道上，堵塞排气通道，对柴油机排气产生阻力，将会直接影响到柴油机的经济性和动力性。
因此，收集器的载体在使用一段时间后必须对其进行清理再生。
DPF再生的方法有2种：（1）通过在燃油中加入添加剂或在过滤材料表面涂催化层来降低PM的燃点，是的PM能在较低的温度下燃烧，一般称为被动再生；（2）利用外界能量来提高DPF内的温度，使PM着火燃烧，称为主动再生。
也可以把2种方案组合起来使用，以确保过滤器得到可靠的再生，维护PM过滤系统在寿命周期内的正常工作。
目前，主动再生方法有喷油助燃再生、电加热再生、微波加热再生及反吹再生等；被动再生有燃油添加剂再生、连续再生以及催化剂再生等。
2种方法都有其优点，如主动再生对汽车工况没有要求，效率高，可靠性好；而被动再生有较好的燃油经济性，较低的成本，整个系统也比主动再生简单。
二者都需要优化控制再生策略。
电加热再生技术与燃油助燃再生技术相类似，但它是以电能代替燃油燃烧加热空气或废气来实现对过滤体的再生。
这种再生技术对电功率要求较高，一般需要1.5～3KW。
电加热再生对对车用电源的要求很高，在使用过程中需解决耗电量高的问题，结晶SiC的制造工艺复杂且成本高。
结束语
鉴于我国人口总量的庞大所以环境的压力将是很大的，尤其是中东部地区人口密集环境破坏严重，加之工业密集使得污染问题成为近几年人们关注的热点，新闻中频现污染问题。
今年春节过后京津翼地区PM2.5产生的雾霾天气使人们产生极大地关注度和反思，接着山东、陕西、河南等地也出现此类情况。
在其后政府迅速出台各种政策来减少污染，大批工厂停产，汽车限行，天气预报加入各种污染指数。
更有境外媒体夸大污染影响对我国国际形象产生负面影响。
所有的这些都促使中国将更加重视生态环境，人们将从发达国家过去的经验中寻找中的治理之路。
参考文献
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