第七章车用柴油机后处理净化详解.ppt

博世(Bosch)公司SCR 大气暖层 暖层 从80～85km到800km高度为暖层。由于强烈的太阳紫外线和宇宙射线的作用，气温随高度增加而增高，层顶可达500～2000K，极为稀薄的气体分子被高度电离，存在着大量的离子和电子，故又称为电离层。 等离子的产生 等离子体的产生有多种方式，如电容耦合、电感耦合和波耦合三种基本方法以及复合方式来产生等离子体。 当外加电压达到气体的着火电压时，气体分子被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。 气体放电可以产生低温（1000℃以下）等离子体，其放电方式有辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电、射频放电及微波放电等。在低气压条件下，电子从外界电场、磁场获得足够动能后与气体分子主要发生非弹性碰撞，经激发、电离和离解过程产生低温等离子体。 等离子电视，又叫PDP（plasma display panel） 等离子体显示器的工作原理，是在显示平面上安装数以十万计的等离子管作为发光体（象素）。 每个发光管有两个玻璃电极、内部充满氦、氖等惰性气体，其中一个玻璃电极上涂有三原色荧光粉。 当两个电极间加上高电压时，引发惰性气体放电，产生等离子体。等离子产生的紫外线激发涂有荧光粉的电极而发出不同分量的由三原色混合的可见光。 等离子体技术同其它显示方式相比存在明显的差别，在结构和组成方面领先一步。 等离子辅助催化还原反应方程式 反应方程式如下： 第七章 车用柴油机后处理净化 等离子体辅助催化的主要作用与优点 第七章 车用柴油机后处理净化 等离子辅助催化还原器工作示意图 等离子体氧化过程是部分氧化。 等离子体氧化是有选择性的。 等离子体可以改变NOx的组成，即先将N氧化为NO2，再利用一种新型催化剂将NO2还原为N2 。 用低温等离子体技术处理柴油机排放时，可减少NOx、PM、HC的排放。另一优点是对燃料含硫量几乎没有要求，可在相对低的温度下运行。 氧化催化转化器 第七章 车用柴油机后处理净化 氧化催化转化器采用沉积在面容比很大的载体表面上的催化剂作为触媒元件。 使排气中的部分或大部分HC和CO与排气中残留的O2化合，生成无害的CO2和H2O。 氧化催化转化器 催化剂表面活性 第七章 车用柴油机后处理净化 催化剂的表面活性作用是利用排气热量激发的。 当排气温度低于150℃时，催化剂基本上不起作用。 随着负荷增加，排气温度升高，CO和HC净化率也增加，同时由于SOF (Soluble Organic Fraction) 被氧化，使微粒排放下降。 只要不超过催化剂允许的最高温度，净化反应便能顺利进行。 柴油机使用氧化催化转化器时排气温度对微粒排放量的影响 * * * * * * 排气背压（exhaust back pressure）：在柴油机排气集管出口法兰端测出的废气静压。排气背压：顾名思意就是排气管后的压力，排气背压对发动机的动力性、经济性和排放性能都有重要影响。 如硝酸钡在富燃的条件下容易分解释放出氮氧化物。 由于柴油机具有低油耗、高热效率和低排放等特点，又具有良好的经济性、动力性和可靠性，因而被广泛地用作汽车和工程机械的动力。但其尾气中含有大量的微粒（PM），约为汽油机的30～80 倍，成为城市中的一个重要污染源。柴油机排气微粒由不可溶炭粒（IDF）、未燃液体碳氢化合物（SOF）和硫酸盐组成，微粒粒径小，主要为0.01～2μm，质量轻，能长时间悬浮在大气中，容易被人体吸入并沉积在肺泡中，对人体健康造成极大的危害。 日益严格的汽车排放法规的实施迫使人们寻求解决汽车排气污染的有效途径和技术。自20世纪70年代以来，人们对柴油机排气微粒后处理技术进行了广泛而深入地研究。 微粒捕集技术是目前公认的最为有效的微粒净化技术，也是目前商用前景最好的技术之一。微粒捕集器（DPF）安装在柴油机排气管上，过滤技术的机理主要有：排气通过时微粒经过扩散、截流、惯性碰撞和重力沉降等原理被过滤体捕集。捕集效率主要受到微粒粒径、过滤体微孔孔径、排气流速及气流温度等因素影响。随着工作时间的增长，过滤体内堆积的微粒增多，发动机的背压将上升，影响柴油机的正常工作，须用燃烧等方法将这些微粒除去，即过滤体的再生。DPF 的关键技术是过滤材料及其再生的选择和研究。 一、过滤材料 过滤材料的结构与性能对整个微粒捕集系统的性能（如压力降、过滤效率、强度、传热和传质特性等）有很大的影响。DPF 对过滤材料的要求是：高的微粒过滤效率，低的排气阻力，高的机械强度和抗震动性能，并且还须具备抗高温氧化性的耐热冲击性与耐腐蚀性。其中高的过滤效率与低的排气阻力是相互矛盾的，选择材料时要综合考虑这