CH7柴油机后处理净化剖析.ppt

泡沫合金捕集器 金属丝网捕集器 金属纤维毡捕集器 再生过程动画 * * * 再生技术 再生：除去微粒捕集器内沉积的微粒的过程。 微粒捕集器 在微粒捕集器再生过程的研究中，经常要涉及过滤体中已经沉积的微粒质量或过滤体负载量以及再生效果。 第7章 柴油机后处理净化 过滤体负载量 Δp1 —沉积或负载微粒后的排气背压； Δpe —洁净的捕集器在同一工况下的排气背压。 过滤体负载量用无量纲的负载参数M表征 第7章 柴油机后处理净化 再生效率 再生效果用无量纲的再生效率ηr表征： Δpr—捕集器再生后的排气背压。 一般微粒捕集器允许最大负载参数Mmax＝3～5，要求再生效率ηr ＝70%～80%。 第7章 柴油机后处理净化 再生系统 根据原理和再生能量来源的不同 主动再生系统是通过外加能量将气流温度提高到微粒的起燃温度使捕集的微粒燃烧，达到再生过滤的目的。 被动再生系统利用柴油机排气自身的能量使微粒燃烧，达到再生微粒捕集的效果。 第7章 柴油机后处理净化 主动再生系统 第7章 柴油机后处理净化 带再生燃烧器的微粒捕集器 带再生燃烧器的微粒捕集器串连在排气管中，结构简单，如图 (a)所示。 如在过滤体前设置一旁通排气管，如图 (b)所示。 在柴油机排气系统中安装两套微粒捕集器，如图(c)所示。 DPF在排气系统中的布置 第7章 柴油机后处理净化 电加热再生系统 电加热再生系统的功率一般在3～6kW之间，结构简单，使用方便、安全可靠，但再生时热量利用率和再生速率低，消耗能量较多。 蜂窝陶瓷再生加热电阻丝结构 1-回形电阻丝；2-螺旋形电阻丝 电加热再生在微粒捕集器工作一段时间后，采用电热丝或其它电加热方法，周期性的对微粒捕集器加热使微粒燃烧。 第7章 柴油机后处理净化 微波加热再生系统 再生过程中过滤体内部温度梯度小，再生过程易于控制。微波再生效率高，没有二次污染。 第7章 柴油机后处理净化 利用微波独具的选择加热及体积加热特性来再生微粒捕集器。微粒可以以60%～70%的能量效率吸收频率为2～10GHz的微波，由于陶瓷的损耗系数很低，所以微波并不会加热陶瓷过滤体。 红外加热再生系统 加热器的辐射能量主要集中在红外波段。首先，加热器加热具有较强辐射能力的红外涂层；然后，红外涂层通过辐射方式加热过滤器中捕捉到的微粒物。 第7章 柴油机后处理净化 被动再生系统 第7章 柴油机后处理净化 柴油机在高速大负荷运行时，排气温度可以达到500℃以上。在此温度下，沉积在过滤器内的微粒可以自行燃烧，从而达到过滤器再生的目的。 大负荷再生 催化再生 在过滤体的表面浸渍催化剂，催化器与捕集器是同一整体。使用过程中铂作为催化剂，当排气温度达到400℃左右微粒开始氧化。 催化再生器 第7章 柴油机后处理净化 催化再生 应用催化再生的主要缺点： 反应方程式 第7章 柴油机后处理净化 固体微粒与催化剂的接触反应极不均匀，很难进行完全再生。 柴油机排气中的微粒含量很大，随着时间的推移，催化剂的作用会逐渐减弱甚至完全消失，即催化剂中毒。 燃油添加剂再生 在燃油中加入金属催化剂（如金属铈Ce)，添加剂与燃油一起在气缸内参与燃烧，燃烧后生成的金属氧化物对微粒起催化作用，降低微粒起燃温度，从而在较低的排气温度下不需外部能源，过滤体能自行再生。 第7章 柴油机后处理净化 NOx 机外净化技术 NOx的机外净化技术主要是催化转化技术，主要包括： NOx净化器 第7章 柴油机后处理净化 NOX吸附催化还原 吸附催化还原是基于发动机周期性稀燃和富燃工作的一种NOX净化技术。 第7章 柴油机后处理净化 当发动机正常运转时处于稀燃阶段，排气处于富氧状态，NOX被吸附剂以硝酸盐（ MNO3，M表示碱金属）的形式存储起来： 再生方法 吸附器的再生可通过柴油机周期性的稀燃和富燃工况进行，也可通过人为调整发动机的工作状况，使其产生富燃条件，使硝酸盐分解释放出NOX，NOX再与HC和CO在贵金属催化器下被还原为N2。 第7章 柴油机后处理净化 富氧状况下NOX吸附催化原理 富氧状况下NOX吸附催化原理 以含碱金属钡（Ba）作为吸附剂为例，在富氧状况下，Pt催化剂使NO氧化成NO2，NO2进一步与吸附剂中的钡生成硝酸钡而被捕集。 第7章 柴油机后处理净化 富燃状况下NOX吸附催化原理 在富燃状况下，硝酸钡分解并释放出NOX，NOX再与HC和CO反应被还原成N2。在贫燃或富燃交替变换的环境下，碱金属钡分别以硝酸钡、氧化钡或碳酸钡