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視頻作者:合肥寶發動力技術股份有限公司
壁流式柴油機顆粒捕集器作為有效的控制柴油機顆粒排放技術,從材料到結構設計都 得到了長足的發展。隨著新的技術發展,對載體結構提出了新的要求,如要求高孔隙率的“Two in One”技術,要求小尺寸、儲灰能力強的非對稱孔結構設計、薄膜結構等。
1,趨勢介紹:
具有良好燃油經濟性和動力性的柴油機廣泛應用于各個行業,如機動車、發電機組、船舶等。然而,柴油機的顆粒(PM) 排放一直備受關注。 PM 能長時間懸浮在空氣中,污染環境并影響到人 類的身心健康。隨著柴油機排放標準的日趨嚴格,柴油機顆粒捕集器 (DPF)成為了柴油車尾氣排放 達到標準的必備技術之一。DPF 在設計上必須從功能、性能、維護等方面考慮,即過濾效率、壓差損失、耐高溫、抗灰分腐蝕、清灰里程等。
由于 DPF 不完全或部分再生時,碳煙的物理化學屬性都發生了很大的改變。新鮮的碳煙比老化的碳煙具有更高的孔隙率和氧化速度。當 DPF 在高的碳煙負載情況下,碳煙的微觀結構對 DPF 壓差起主要作用。圖 展示了 DPF 在一定碳煙負載量,不同碳煙的孔隙率和流速情況下的壓差分散性。通常 DPF 的碳煙承載量是通過壓差來估算的;壓差高度分散,很難估算的碳煙負載量,進而延長或遲后 DPF 再生時刻,影響 DPF 的燃油經濟性和可靠性。

因此,針對柴油機燃用生物柴油往往會導致 排氣核態顆粒數量增加,DOC CDPF后處理技術 是備選的重要手段.但是,其顆粒數量及粒徑分布 特性的變化規律尚不清楚 .為此,本文使用 EEPS-3090 型柴油機廢氣排放顆粒粒徑譜儀,在 一臺滿足國五排放標準的電控高壓共軌重型柴 油機上,研究了加裝 DOC CDPF 前后,柴油機分 別燃用滬五柴油(類似于歐五柴油)、生物柴油混 合燃料時的顆粒數量及粒徑分布規律.

值得注意的是,柴油和 B20 這 2 類燃料的顆 粒數量分布曲線,在粒徑 120nm 附近形成交叉. 在顆粒粒徑大于 120nm 的區域,燃用 B20 燃料的 排氣顆粒數量濃度明顯小于純柴油,這部分顆粒 通常為聚集態顆粒,生物柴油分子內氧有利于局 部過濃混合區域的擴散燃燒過程,并會促進已形 成碳煙顆粒的氧化過程,從而減少了以碳煙顆粒 為主體的聚集態顆粒數量.此外,生物柴油不含芳 香烴,也會降低碳煙顆粒前體物的形成,這些也會 導致聚集態顆粒數量的減少.而在顆粒粒徑小于 120nm 時,柴油機燃用 B20 燃料的排氣顆粒數量 濃度大于純柴油,這是由于生物柴油粘度較高,燃 料較高的粘度影響缸內霧化混合及燃燒過程,導 致缸內未燃或者未完全燃燒的烴類燃料即未燃 碳氫增加,從而導致以可溶有機組分為主要成分 的核態顆粒數量上升,這部分顆粒粒徑通常較小. 此外,聚集態顆粒數量減少后,其對揮發及半揮發 性可溶有機組分的吸附能力減弱,導致顆粒成核 作用增強,也會促使核態顆粒數量上升.