第7章柴油机后处理净化技术ppt课件.ppt

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1、发动机排放污染及控制主讲人龚金科等2021年7月27日7.1概述7.2微粒捕集器7.3NOX机外净化技术7.4氧化催化转化器第7章柴油机后处理净化第7章柴油机后处理净化概述随着排放法规的进一步严格，仅仅靠机内净化技术是不够的，必须同时采取机外净化技术。第7章柴油机后处理净化必须同时采取机外净化技术的理由：1、润滑油的消耗只能减少到一定的程度，任何一种发动机不可能不消耗润滑油；2、机内净化主要以油气充分混合为目的，如高压喷射技术对大微粒的减少是以增加细小微粒数量为代价，而细小微粒对人体和环境的危害更大；3、降低微粒与

2、降低NOX之间存在一定的矛盾。第7章柴油机后处理净化随着世界各国对柴油车排放的要求越来越严格柴油机颗粒物PM及NOx排放控制成为柴油机发展的关键技术。降低NOx的排放催化还原净化技术降低微粒中的可溶性有机物（SOF）以及净化柴油机排放的CO和HC氧化催化转化器我国柴油机排放标准第7章柴油机后处理净化发动机机内净化技术及后处理净化技术都是为了减少污染物的排放，达到符合国家的排放标准。排放法规：为了治理环境污染，各国根据大气环境污染的具体情况，制订有关环境保护的法律与大气污染治理目标，对各种污染源的排放提出控制要求，针对不同类型的

3、机动车制订出不同的排放标准，这些标准是要求强制性执行的。柴油轿车排放限值演变过程第7章柴油机后处理净化欧1和欧2转化到取消40秒怠速的新测试工况（ACEA相关系数）第7章柴油机后处理净化阶段柴油轿车排放限值g/kmCOHC+NOXNOXPM国12.72—0.97—0.86—0.14—国2163.2%0.727.8%0.6227.9%0.0842.9%国30.6476.5%0.5642.3%0.541.9%0.0564.3%国40.581.6%0.369.1%0.2570.9%0.02582.1%当前针对PM及NOx排放控制的柴

4、油机排气后处理技术有两条路线：一种是EGR+DPF路线,由于该路线在美国使用较多,又称美国路线;基本思路:通过废气再循环EGR(ExhaustGasRecirculation)技术使发动机的NOx降下来,由于废气进入使空燃比降低,发动机PM排放会有所增加,再采用颗粒过滤器DPF(DeselParticulateFilter)过滤废气中的PM成分,使PM排放达到标准要求。第7章柴油机后处理净化第7章柴油机后处理净化另一种是燃烧优化+SCR路线,欧洲较多采用又称欧洲路线。基本思路:通过增加喷油提前角把PM降低,同时NOx会大幅升高

5、,再用选择性催化还原技术SCR(SelectiveAnalyticReduction)使NOx排放降到标准限值以下。第7章柴油机后处理净化微粒机外净化技术等离子净化技术：柴油机排气中的有害成分经过等离子反应器，发生复杂的化学反应，其中NO很容易氧化成NO2。由于NO2有很强的氧化性，在柴油机排气温度下就可将碳烟微粒氧化成碳的氧化物，通常认为碳烟微粒的降低是因NO2的生成所致。静电捕集技术：利用电场对排气微粒进行静电吸附，达到微粒净化的目的。即在排气通道中建立高压强电场，排气气流流过电场时，带电粒子分别被异性电极吸附。主要问题：

6、设备体积大、结构复杂、成本高，且气流流速对静电捕集效率的影响较大。溶液清洗技术：让排气通过水或油来清洗微粒的方法。特点：方法简单，适合于固定的排气设备。离心分离技术：将排气引入旋风分离器中，利用微粒的离心力，将微粒从气流中分离出来。特点：由于柴油机微粒很小，直径大多在1μm以下，这种技术只能分离微粒的5%～10%，效果较差，但是这种方法可与其它方法一起使用。第7章柴油机后处理净化微粒捕集器微粒捕集器的关键技术是过滤材料的选择与过滤体的再生，其中又以后者尤为重要。本节主要介绍微粒捕集器的过滤机理、过滤体材料及其结构、过滤体再生三

7、个方面的问题。柴油机微粒捕集器第7章柴油机后处理净化过滤机理微粒捕集示意图第7章柴油机后处理净化扩散机理初始排气中的微粒浓度分布是均匀的。当流场中出现捕集物后，捕集物对微粒的运动起汇的作用，从而造成排气中微粒分布的浓度梯度，引起微粒的扩散输运，使微粒脱离原来的运动轨迹向捕集物运动而被捕集。微粒沉积的三种机理1-扩散机理微粒；2-拦截机理微粒；3-惯性沉积机理微粒第7章柴油机后处理净化扩散机理微粒的尺寸越小，排气温度越高，则布朗运动越剧烈，扩散沉积作用越明显。不同直径微粒的扩散捕集效率当微粒直径小于1μm时，需要考虑微粒的扩散作

8、用，当微粒的直径小于0.1μm时，扩散作用已经十分显著。第7章柴油机后处理净化拦截机理拦截机理：当微粒接近过滤表面，一旦微粒与过滤表面的距离小于或等于其半径，即微粒直径大于或等于过滤微孔直径时，微粒就被拦截捕集。拦截机理第7章柴油机后处理净化惯性碰撞机理与综合过滤机理第7章柴