低温等离子体技术处理柴油机颗粒物排放的试验研究

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1、低温等离子体技术处理柴油机颗粒物排放的试验研究水赵卫东蔡忆昔李小华吴江霞王军王攀刘志楠【摘要】釆用基于介质阻挡放电原理的低温等离子体实验装置及反应器，进行了低温等离子体处理柴油机排气中颗粒物的模拟和台架实验，结果表明，通过介质阻挡放电产生等离子体可有效分解柴油机排气中的颗粒物，且相关化学反应主要集中在介质阻挡放电微放电通道之中，对颗粒物的分解率随能量密度的增加而增加。同时，介质阻扌当放电所生成的低温等离子体使排气中的NO转化为N02,但不能减少排气屮g的总量。排气屮PM含暈的增加在同等能暈密度下使NTP分解转化排气

2、屮HC、NO的效率下降。关键词：介质阻挡放电低温等离子体柴油机微粒中图分类号：TK421+.5文献标识码：AExperimentalStudyonNon-thermalPlasmaAftertreatmentofParticulatesMatterinDieselEngineExhaustZhaoWeidongCaiYixiLiXiaohuaWuJiangxiaWangJunWangPanLiuZhinan（SchoolofAutomotiveandTrafficEngineer,JiangsuUniversity

3、,JiangSu212013,China）Abstract:UsingNTPdevicesandreactorbasedonDBDprinciple,simulationcxperiment&benchtestarecarriedout,experimentalresultindicatethat:NTPproducedbyDBDcandecomposePMindieselexhausteffective!y,andcorrelativechemicalreactionmainlytakeplaceinthecha

4、rmelsofmicrodischarge,andthedecompositionrateofPMincreaseswiththeenergydensity.TheNTPreactorcantransfonnNOintheexhausttoN02,butcannotreducethetotalamountofnitricoxides・Thedecomposition&convcrsionrateofHC&NOindieselexhaustwhentreatedwithNTPdescendalongwiththePN

5、Csquantityintheexhaust.KeyWords:DBD;Non-thermalplasma;DieselEngine;particulatematter1.引言柴油机排气中的主要污染物为氮氧化物（NOQ及微粒（PM）,二者生成机理不同，机内净化技术相互矛盾，因此，很难仅通过机内净化措施使柴油机满足今后越来越严格的排放法规，相关研究⑴亦指出：在机内净化的基础上，结合排气后处理技术措施及装置对柴油机有害排放进行控制，将是必须的。一种较为可行的方案为：通过废气再循坏（EGR）技术降低柴油机NOx的排放，而

6、对于排气屮的PM则通过后处理装置进行控制。目前开发出的柴油机PM后处理装置主要为各种类型的微粒过滤器（DPF）,这是一种物理性降低PM的方法⑵，由于即使在采取DPF表面覆装催化剂颗粒等技术措施的情况下，其再生亦需要300°C国家门然科学基金资助项目（项目编号：50276025）（项目编号:06KJA47004）助理研究员212013镇江市教授讲师硕士研究生硕士研究生硕丄•研究生讲师江苏省高校自然科学巫人基础研究项H赵卫东江苏大学汽车与交通工程学院蔡忆昔江苏大学汽车与交通工程学院李小华江苏大学汽车与交通匸程学院王军江

7、苏大学汽车与交通工程学院王攀江苏大学汽车与交通工程学院刘志楠江苏大学汽车与交通丄稈学院吴江霞江苏大学汽车与交通工程学院以上的高温，这对于经常工作在部分负荷、相应排气温度通常小于200°C的车用柴油机而言⑶，在实际应用中不可避免的会遇到再生困难、再生成本高、装置复杂、工作可靠性低等缺点。在此背景下，低温等离子体(Non-thermalPlasma,NTP)柴油机排气后处理技术因理论上具备能同时转化分解"(X及PM、装置简单、成本低、效率高等优点而引起国内外研究者的关注。目前低温等离子体降低柴油机排气中PM含量的技术路

8、线有两条，其一为利用电晕放电产生低温等离子体对柴油机排气屮的PM荷电，并通过电场驱进捕获微粒；其二为利用介质阻挡放电所产生低温等离子体的化学活性，引发柴油机排气管环境状况下通常很难进行的化学反应将PM氧化分解。对于路线一，国内西安交通大学进行了较为深入的研究并取得了高达90%以上的荷电捕集效率，但在研究中亦发现对PM的捕集效率随PM在电晕线上的积聚下降很快以