柴油机NOX排放机外净化技术初探.pdf

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1、学术柴油机NOX排放机外净化技术初探贵州交通职业技术学院一杨胜刚摘要:本文论述了柴油机NOX排放物的危害及其控制的必要性,探讨了NOX的生成机理,介绍了各种柴油机NOX排放的控制技术,并分析了各种净化技术的特点和存在的问题。柴油机白1892年问世以来,凭借其具有低N+o2掣№+O柴油机采用进气增压技术后,由于压缩温油耗、高热效率和低排放等特点,又具有良好度升高,在动力性与经济性提高的同时,N0的的经济性、动力性和可靠性,因而被广泛地用41-O-~7--'--'NO41-N排量也必然增加。但增压柴油机在采用中冷技作汽车和工程机械的动力。柴油机与同等功率术以后,增压空气在进入气

2、缸以前被冷却,在的汽油机相比,微粒和NO是排放中两种最主要一定程度上可以抑制NOx的排放。因此,采用增的污染物,但由于柴油机排气微粒与NO的生成柴油机燃烧过程中喷射各区均可以生成压中冷技术可使柴油机NO的排放降低。目前,机理不同,在减少微粒的同时会增加N0的排放,N0,其生成浓度与局部温度、局部氮原子和氧柴油机增压中冷技术在中型柴油机上应用日益同时微粒的减少又使得催化剂中毒得以有效的原子的浓度、燃烧产物的冷却速度和滞留时间广泛,小型柴油机上也逐渐在采用。一些新研扼制。等因素有关。制的轿车柴油机上也开始采用。1.柴油机NO排放的危害和生成机理从理论上讲,柴油机NO排放的形成是

3、无2.1.2喷油系统的优化1.1柴油机NO排放的危害法避免的,但通过控制燃烧过程的最高温度和喷油系统的优化就是使燃油喷射参数最佳柴油机排出的NO中,N0约占90%,NO只富氧空气在高温中的滞留时间等可以加以限制。化。这些参数包括喷油定时、喷油压力、喷油是其中很少的一部分。NO无色无味、毒性不大,2.柴油机控制NO排放的主要净化措施速度和喷孔结构等。通过参数的优化来抑制预但高浓度时能导致神经中枢的瘫痪和痉挛,而排放物中N0的净化有两种途径:机内净混合燃烧,即减少在滞燃期内形成的可燃混合且NO排入大气后会逐渐被氧化为NO。。N0是化和机外净化。气量是降低N0X排放的有效途径,分

4、别叙述如下:~种有刺激性气味、毒性很强(毒性大约是NO2.1机内净化措施2.1.2.1_优化喷油定时,NO排放对喷油的5倍)的红棕色气体,可对人的呼吸道及肺采取机内净化是治本之举。它是通过改进定时极为敏感。采用电控技术和根据运行工况造成损害,严重时能引起肺气肿。当浓度高达柴油机结构参数或者增加附加装置来改善燃烧调节喷油始点,可降低NO的排放。100X10体积浓度以上时,会随时导致生命危性能,进而达到减少NO排放的目的。2.1.2.2.优化喷油压力,为减少NO排放险。2.1.1进气系统的优化应该降低喷油压力,而喷油压力降低后又会使NO和Hc在太阳光作用下会生成光化学烟对进气系

5、统进行优化设计,主要目的是在微粒排放增加。雾,NO还会增加周围臭氧的浓度,而臭氧则会提高充气效率的同时,合理组织进气涡流,以2.1.2.3.优化喷油速度,当喷油提前角一破坏植物的生长。此外,NO还对各种纤维、橡利于混合气的形成,提高燃烧速率,并尽量减定时,提高喷油速率,缩短喷油持续期,可以胶、塑料、电子材料等具有不良影响。少NO的生成。使柴油机产生的NO较少。喷油速度还与Hc、基于上述原因,柴油机排放物中的NO对2.1.1.1_进气涡流的优化碳烟的排放及燃油消耗、噪声有关,应综合权环境的严重污染引起了世界范围的普遍关注,提高涡流比可使燃烧加速并且完全,其结衡以谋求各参数的最

6、佳值。因此各国限制其排放的法规亦越来越严格。果可导致缸内最高燃烧压力与温度的升高,从2.1.2.4.优化喷孔结构,喷油器喷孔直径1.2柴油机N0x排放物的生成机理而使NO的排放明显增加;若减少进气涡流的和数目对柴油机排放也有明显的影响。当循环迄今为止人们已经对NO的生成机理进行强度虽可减少NO的排放,但又势必会牺牲柴供油量与启喷压力一定时,减少孔径会减少初了大量的研究,但尚未达成共识。比较容易接油机的动力性和经济性。因此,可采用可变涡期喷油量,抑制预混合燃烧和最高燃烧温度,受的是策尔多维奇机理。该机理认为:柴油机流进气道技术使涡流比在0.2-2.5范围内变以减少NO的生成。

7、当喷油压力、喷油速度及喷排放中的NO并非来自燃油的燃烧,而是来自氮化,以兼顾柴油机在整个工况范围内各个方面孔总面积不变的情况下,增加喷孔直径或增加气与氧气的反应,它是在氧气过剩的情况下由的性能。但采用可变涡流进气道技术存在着结孔数,可降低流阻,改善燃油的雾化和分布,于燃烧室的持续高温而形成的,在膨胀和排气构复杂和成本较高的问题,因而限制了该技术因而能降低N0的排放。时有少量的分解,排到大气后遇氧形成NO和其的推广。2.1.3燃烧室的结构和参数优化它氮氧化物。主要反应式如下:2.1.1.2.增压中冷技术2.1.3.1

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