柴油机颗粒捕集器(DPF)再生技术分析

颗粒物捕集器(DPF)是未来车用柴油机满足排放法规的重要措施,是解决其排气颗粒污染最有效的技术之一。文章介绍了DPF的净化机理,在对DPF各种再生技术原理、研究现状及其存在问题分析的基础上,指出微粒捕集器再生技术的发展趋势。     

柴油机排气微粒过滤捕集特性的试验研究

通过柴油机台架试验，对柴油机排气微粒过滤体的微粒捕集特性及阻力特性进行了研究，并对影响过滤体的微粒捕集效率及排气阻力的几种主要因素，如过滤体结构、柴油机转速、负荷等进行了分析，得出了一些有益的结论。     

柴油机颗粒后处理技术对颗粒物排放的影响

本文利用一台满足国Ⅲ排放标准的电控共轨柴油发动机,研究了氧化型催化转化器(DOC)、燃油催化剂型的壁流式颗粒捕集器(FBC-DPF)和带有DOC的壁流式颗粒捕集器(DOC+DPF)三种不同的柴油机颗粒物净化装置对柴油机颗粒物排放的影响,定量研究了不同转速和负荷下,这三种后处理装置前后颗粒物数量和质量的变化。研究显示:DOC对颗粒物的净化效率大约在20%~30%之间,FBC-DPF对颗粒物的净化效率大约在90%~98%之间,DOC+DPF对颗粒物的净化效率也超过了90%。结果表明壁流式的颗粒捕集器对柴油机颗粒物有较高的净化效果。     

交通运输业废物处理与综合利用

X734 .201双盯犯以23柴油车尾气碳烟颗粒物捕集装置的研究/王青芳…(北京大学技术物理系)//环境科学研究/中国环科院一2(X)1,14(4)一57~59环图X一6 研究了用7一氧化铝涂覆后的蜂窝状萤青石.做填料制成过滤器来捕集柴油车尾气碳烟颗粒物,对y一氧化铝涂覆条件进行了优化,使用质掀浓度测定系统测址了加装过滤器前后碳烟颗粒物的排放量。结果表明,80h内过滤器对碳烟颗粒物的过滤效率达印%一卯%。图4表l参11X734 .201‘2(X)20以匆柴油车排气微粒后处理器的研究/叶慧海(交通部公路科学研究所)…//环境科学研究/中国环科院一2(X)l,14(4)一54一56…     

柴油车燃料添加型催化剂研究进展

现代柴油机油耗低、动力强,但是排放的尾气中黑烟颗粒物PM(particulate matter)会对环境和人类健康造成危害。随着排放法规的日益严格,净化处理刻不容缓。当前对其排放控制的主要手段是使用颗粒物捕集器DPF(diesel particulate filter)捕集PM,并采用催化剂或提高尾气温度促其燃烧以实现DPF再生。燃料添加型催化剂FBC(fuel borne catalyst)能保证催化剂与PM紧密接触,使DPF在尾气温度范围内即可再生。文章对近年来FBC的研究开发进展进行了总结,并指出了该类催化剂的发展方向,即发展纳米级FBC。     

过滤除尘器收集效率的研究

过滤除尘器理论主要包括过滤器阻力理论和效率理论。前者可以通过流体力学的方法来求得。后者包括三个方面的内容:(1)单个捕集物的捕集效率;(2)单个捕集物三种机理(惯性碰撞、拦截和布朗扩散)的总捕集效率;(3)复合捕集物的捕集效率,即过滤的总收集效率。 捕集物的复合方式可能有两种,其一是所有捕集物的大小都相同且又彼此单独起作用,这种情况比较简单;其二是捕集物之间彼此交互影响,这种情况十分复杂,而且实际的过滤器几乎都属于这一种。本文就致力于这一问题的研究。     

二氧化碳捕集技术研究

介绍了目前碳捕集技术研究现状,并对燃烧前碳捕集、燃烧后碳捕集以及富氧燃烧等三种碳捕集技术的原理和特点进行了详细的分析。对于燃烧前碳捕集主要方法:化学吸收法、物理吸附法和薄膜法等做了相应介绍;列举了燃烧前碳捕集常用捕集方法的应用实例,同时指出了碳捕集技术的未来发展方向。     

低温等离子体治理柴油机尾气污染的研究进展

柴油发动机以其良好的燃油经济性和动力学特性得到广泛应用,但是其尾气排放中的氮氧化物有害气体和难以分解的微粒物含量较多,造成了严重环境污染。目前,研究开发中的柴油机尾气后处理技术,如还原催化转化、氧化催化转化和微粒捕集等,存在催化剂价格昂贵、催化活性低、有效温度范围小和捕集器保持清洁状态困难等不足。国内外大量的研究结果证明,基于气体放电的低温等离子体技术能有效降低柴油机尾气污染物排放,且无二次污染。本文通过低温等离子体的产生,柴油机尾气中的氮氧化物和微粒物的净化,综合介绍了低温等离子体净化柴油机尾气技术的研究进展,针对当前研究中存在的问题,论述了今后的发展趋势。     

电力行业碳捕集现状和发展趋势

全面介绍了燃煤电厂3种CO2捕集技术,包括燃烧前捕集,燃烧后捕集以及富氧燃烧捕集技术。通过对各种CO2捕集技术的对比,提出各种捕集方法的适用范围和优、缺点。在此基础上调查了我国碳捕集技术的研究以及碳捕集示范工程项目的进展,分析了我国电力行业碳捕集技术现状和面临的问题并对电力行业碳捕集发展趋势进行了探讨。     

柴油机排气微粒过滤体的评价与选择

分析了目前广泛研究和应用的几种形式的柴油机排气微粒过滤体的特性 ,利用模糊评价方法从过滤体的微粒捕集效率、排气阻力、附加能量消耗、成本以及可靠性等方面对不同形式的微粒过滤体进行了综合评价分析。研究结果表明 ,壁流式蜂窝陶瓷过滤体和金属丝网过滤体具有较好的综合特性     

DOC+CDPF对生物柴油燃烧颗粒排放特性的影响

以一台满足国五排放法规的车用柴油机为样机,研究加装氧化催化转化器DOC与催化型颗粒捕集器CDPF(DOC+CDPF后处理装置)前后,柴油机燃用B20燃料(燃料含20%体积掺混比的生物柴油)的颗粒排放特性.结果表明,在未加装该后处理装置时,该机排气颗粒数量浓度的粒径分布呈双峰形态,B20燃料的排气颗粒数量浓度的峰值粒径在10nm和50nm附近,纯柴油的排气颗粒数量浓度的峰值粒径在50nm和200nm附近.在颗粒粒径小于120nm的区域,该机燃用B20燃料的排气颗粒数量浓度大于纯柴油.加装该后处理装置后,该机排气颗粒数量浓度的粒径分布呈多峰形态,峰值粒径在10nm、20nm和60nm附近.加装DOC+CDPF后,不论是柴油还是B20燃料,与原机相比,柴油机排气颗粒总数量下降明显,其中60~200nm粒径范围的颗粒数量浓度降幅更为显著.在相同工况下,DOC+CDPF对柴油机燃用B20燃料的颗粒总数量净化效率高于纯柴油.     

FBC-DPF在柴油机颗粒物控制中的应用研究

目前针对加装FBC-DPF(燃油添加剂-柴油机颗粒捕集器)后的柴油机放特性研究较少,并且缺乏FBC-DPF对颗粒物中PAHs排放量的影响效果研究. 为全面评估加装FBC-DPF后柴油机颗粒物排放特性和FBC-DPF对柴油机尾气中的颗粒物排放污染控制效果,在发动机台架上对装有FBC-DPF的重型柴油机进行了颗粒物排放特性试验. 利用电子低压撞击仪(ELPI)测量加装FBC-DPF前、后柴油机颗粒物的数浓度与粒径分布,用玻璃纤维滤膜采集加装FBC-DPF前、后尾气中的固相PAHs,利用色谱质谱联用仪对加装FBC-DPF前、后尾气中的固相PAHs进行定量分析. 结果表明:①加装FBC-DPF后柴油机排放的颗粒物数浓度大幅降低,FBC-DPF对尾气中颗粒物的捕集效率平均值在95%左右;②加装FBC-DPF后柴油机固相PAHs总比排放量有所降低,在大负荷区域降幅在25.0%~88.0%之间;③加装FBC-DPF前的颗粒物中位直径为30~89nm,而加装FBC-DPF后的颗粒物中位直径为41~98nm,平均增幅为38.2%. 对于国Ⅳ及未来国Ⅴ柴油机排放法规,FBC-DPF是解决柴油机颗粒物排放的有效手段;此外,FBC-DPF可以大幅降低柴油机尾气中的有毒成分,并且能够适应高含硫量的燃油环境.      

湖北省主要固定燃烧源大气颗粒物及VOCs排放特征研究

于2014年1月至12月对湖北省9个城市21家典型企业的固定燃烧源进行了典型大气颗粒物及挥发性有机物(VOCs)的监测工作,研究了固定燃烧源大气颗粒物及VOCs的排放特征及其物质组成。结果表明:大气颗粒物年排放总量与装机容量呈正相关关系,颗粒物粒径越细占总颗粒物的质量百分比越低;不同燃料的锅炉废气中的PM10和PM2.5质量浓度表现为:石油焦煤生活垃圾,燃气锅炉废气中只检出PM1.0;焦化厂和炼铁厂锅炉废气中的VOCs以烯(炔)烃为主,各占79.21%和81.09%,乙烯占总VOCs的百分比最高,分别为69.13%和68.88%;燃油锅炉废气中的VOCs以烯(炔)烃(91.74%)为主,燃气锅炉废气中的VOCs以烯(炔)烃(37.96%)和醛脂(38.79%)为主;锅炉废气中VOCs的组分和浓度受锅炉使用类型和燃料类型差异的影响,排放废气中的VOCs浓度水平表现为:焦化厂锅炉炼铁厂锅炉,燃油锅炉燃气锅炉,且组分更复杂。     

柴油轿车颗粒多环芳烃的排放特性

以一辆柴油轿车为研究样车,分别使用纯柴油、生物柴油掺混比例为10%的B10燃油,进行了NEDC整车循环工况试验,测取了该车HC、CO、NOx、颗粒等法规限制的排放,利用气相色谱-质谱法对采集的排气颗粒样品进行了分析,重点研究了颗粒中多环芳烃的排放特性.结果表明,与柴油相比,燃用B10燃油的HC、CO、NOx和颗粒等常规排放均有所降低;两种燃料产生的颗粒多环芳烃排放中均以荧蒽和芘最多,与纯柴油相比,燃用B10燃油产生的低环数PAHs排放略有增加,中高环数的PAHs排放降幅明显.苯并[a]芘等效毒性分析结果显示燃用B10燃油的BEQs值比纯柴油降低了21.6%,表明柴油轿车燃用生物柴油后,排气颗粒的多环芳烃毒性有所下降.     

我国重点行业氮氧化物管控现状及减排策略

氮氧化物(NO_x)减排对于我国细颗粒物(PM_2.5)与臭氧(O₃)复合污染的协同控制至关重要.本文对我国重点行业NO_x管控现状和减排策略进行了综述与展望.研究表明,我国NO_x排放主要来源于工业炉窑和柴油机尾气,其中工业烟气NO_x排放主要来源于钢铁、建材和有色等行业;柴油机NO_x排放主要来源于柴油车、非道路移动机械与船舶.NO_x减排策略主要包括技术措施和政策措施,其中技术措施主要包括清洁燃烧,如低氮燃烧、废气再循环、清洁燃料替代等,以及后处理净化技术,如选择性催化还原技术、选择性非催化还原、臭氧氧化吸收等;政策措施主要包括提升NO_x排放标准,加强排放智能监测监管,布局新能源相关技术等.研究显示：现阶段,机动车和非电行业的NO_x减排仍有较大空间;未来,在“碳达峰碳中和”背景下,通过发展大气污染物和温室气体的协同控制技术,将进一步深度减排NO_x,实现PM...     

Experimental study on filtration and continuous regeneration of a particulate filter system for heavy-duty diesel engines

This study investigated the filtration and continuous regeneration of a particulate filter system on an engine test bench, consisting of a diesel oxidation catalyst（DOC） and a catalyzed diesel particulate filter（CDPF）. Both the DOC and the CDPF led to a high conversion of NO to NO2 for continuous regeneration. The filtration efficiency on solid particle number（SPN） was close to100%. The post-CDPF particles were mainly in accumulation mode. The downstream SPN was sensitively influenced by the variation of the soot loading. This phenomenon provides a method for determining the balance point temperature by measuring the trend of SPN concentration.