柴油机微粒排放机理及控制研究【文献综述】

《柴油机微粒排放机理及控制研究【文献综述】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、毕业论文文献综述轮机工程柴油机微粒排放机理及控制研究一、研究背景及意义柴油机具有低油耗、高热效率、低排放等特点，有着良好的经济性和可靠性。我国柴油机的普遍水平还很低，除广泛应用于船舶动力外，还逐渐成为车用动力的首选。柴油机排放的废气中的有害成分主要有：CO，NOx，HC，SO2，PM（主要是碳烟，还包括油雾、金属颗粒）等。与同功率的汽油机相比，柴油机的HC和CO排放量比汽油机少的多，NOx排放量几乎差不多，只是柴油机废气中的PM含量多一些。柴油机的排放按其物理形态可分为气态排放物和微粒（PM）排

2、放物两大类，其中“微粒”指除纯水以外单个颗粒直径大于0.02μm的任何固态或液态微颗粒或亚微颗粒。PM中直径为0.1~0.5μm的微粒对人体危害最大，而柴油机排放颗粒分布峰值通常在0.1μm左右。且柴油机的微粒排放量比汽油机的排放高出约30~50倍。因此对柴油机微粒排放控制进行研究具有实际意义。二、国内外柴油机微粒排放机理及控制研究现状柴油机PM是除去未化合的H2O以外的所有固态的碳基颗粒、液态的燃油与机油以及无机物(附聚在碳基颗粒表面上的SO2，NO2，H2SO3，Pb)等物质的总称。里卡多公

3、司给PM下的定义是，PM指经空气稀释后的排气，在低于51．7℃温度下在涂有聚四氟乙烯的玻璃纤维滤纸上沉积的除H2O以外的物质。[3].文章中提到的PM形成机理。PM除了燃油燃烧生成外，机油产生的PM也占相当部分。PM可分为可溶性有机物(SOF)和不可溶有机物(IOF)两部分，两者所占的比例大约为39％和61％。在SOF中，由机油产生的PM占绝大部分，约占PM总量的29％；IOF主要由干的碳烟颗粒组成，是不完全燃烧的产物，它占IOF的70．5％，占PM总量的43％。机油除产生SOF外也产生IOF，

4、来自机油的PM总计占PM总量34％。因此要重视降低柴油机机油的消耗。在IOF中还有硫酸盐成分，因而要限制燃油的含s量，以降低PM的排放。[3].文章中提到的PM的组成。国内外对微粒排放机理的控制研究主要是通过机内和机外两种方面的控制达到所要求的效果。机内控制主要是控制燃油品质和结构因素在粒子的初期增长过程中，主要以高分子有机物向颗粒扩散所致，因而在柴油的组成中，芳香族的大分子以及炔烃、硫的含量多少对微粒的形成有十分重要的影响，高分子有机物不仅直接生成凝聚核同时吸附在粒子上。而其中的成分主要是氧化

5、物：极性组成的氧化物和脂肪旗的酮、醛；碱：氨基碱性组成的芳香旗和脂肪族；不溶性物质：大分子有机化合物。因此，柴油中高分子的含量会直接影响柴油机的微粒排放。它由不同国家的化学工业水平决定，前瑞典的柴油质量最好。[6]中文章中提到的影响PM排放的机内原因，和机内控制方法。机外控制PM的排放主要是通过借助仪器对排放出的颗粒进行处理。现对后处理的几种方法进行介绍一、微粒捕集器结合再生技术过滤技术是使柴油机排气流经过滤体后再排人大气，当柴油机排气从过滤体中通过时，其中的一部分微粒就会被过滤下来，从而达到净

6、化的目的。目前，降低柴油机微粒排放的后处理装置主要是使用微粒捕集器，这是目前国际上最接近商品化的柴油机微粒后处理技术。柴油机微粒捕集器的净化效果已不再是技术难题，现在需要攻破的难点是其再生问题。再生系统分为主动再生系统和被动再生系统。1)主动再生系统也称为强制再生系统，就是监视微粒在滤芯上的凝聚，当需要再生时，启动再生系统。带有主动再生系统的捕集器必须具有以下控制功能：①确定辅助再生时间；②监视和控制再生时的排气温度，以免损坏过滤器；③在紧急情况下切断再生控制。2)被动再生系统就是要求车辆在正常

7、运行时能达到再生条件实现再生。二、氧化催化转化技术氧化催化转化技术就是使排气流过载有氧化催化剂(铂、镉等)的表面积大的载体(三氧化二铝、二氧化硅等)，使柴油机排气中的HC可溶性有机成分SOF等得到某种程度的净化处理。三、低温等离子体结合催化净化技术柴油机排气中的有害物经过等离子体反应器，会发杂的化学反应，其中NO很容易氧化成具有强氧化NO，，进而在柴油机排气温度下就可以将碳烟微粒成碳的氧化物，使微粒浓度降低；同时微粒中的C了部分NO，致使NO的排放量下降。研究表明，子体可增强催化剂的选择性和活性

8、，等离子体与催结合能对柴油机排气中的NO和微粒有很好的净化效果，同时还可减少柴油机排气中CO和HC排放。子体结合催化转化技术具有流程短、转化效率高粒减少90％以上)、处理彻底、无二次污染、能耗低应温度范围广、对燃油含硫量没有要求等优点，是有着良好应用前景的新技术，蕴藏着很高的使用价，是柴油机后处理研究的最新发展方向。四、袋滤器捕集技术袋滤器是一种利用纤维作为过滤介质，将排气中的微粒过滤出来的净化设备。五、静电捕集技术柴油机排气微粒中有70％～80％是带电粒子，因此可以采用在排气通道中建立高压强电