车用柴油机后处理净化技术分析.ppt

7.1 概述 7.2 微粒捕集器 7.3 NOX机外净化技术 7.4 氧化催化转化器 第7章 车用柴油机后处理净化 第7章 车用柴油机后处理净化 复习提问 简述三效催化转化器的主要性能指标及影响因素。 简述催化器匹配技术的重要性并谈谈你的理解。 导入新课 分析了车用柴油机微粒捕集器的过滤机理，介绍了常用过滤材料及其再生技术。同时还讨论了NOX的吸附催化还原、选择性非催化还原、选择性催化还原以及等离子辅助催化还原等NOX的机外净化技术和氧化催化转化器。 教学目标 知识目标：知道微粒捕集器的过滤机理、过滤体材料及其结构、过滤体再生了解NOX机外净化技术知道氧化催化转化器的结构及工作过程 能力目标：懂NOX机外净化技术 素质目标：培养学生的环保意思，提倡节能减排 概述 第七章 车用柴油机后处理净化 针对柴油机排气中含有的大量微粒，研制开发柴油机微粒捕集器成为柴油机后处理的热点。 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。目前，国内外研究的微粒机外净化主要有等离子净化、静电分离、溶液清洗、离心分离及微粒捕集器等。 微粒捕集器 第七章 车用柴油机后处理净化 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、过滤体再生等三个方面的问题。 柴油机微粒捕集器 过滤机理 第七章 车用柴油机后处理净化 通过对多种柴油机排气微粒捕集途径的研究比较，宜采用多孔介质或纤维过滤材料对排气进行过滤，目前应用最多的是壁流式蜂窝陶瓷。一个好的过滤体应该是过滤效率高且压力损失低。 微粒捕集示意图 过滤机理的分类 第七章 车用柴油机后处理净化 扩散机理 在排气气流中，微粒由于受到气体分子热运动的碰撞而作布朗运动，使微粒的运动轨迹与流体的流线不一致。初始排气中的微粒浓度分布是均匀的，布朗运动不会引起微粒的宏观输运，即微粒浓度分布的均匀性不会发生改变。但是，当流场中出现捕集物后，捕集物对微粒的运动起到了汇的作用，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。 第七章 车用柴油机后处理净化 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 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。 第七章 车用柴油机后处理净化 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用，当微粒的直径小于0.1μm时，扩散作用已经十分显著。 拦截机理 第七章 车用柴油机后处理净化 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，过滤体起了筛子的作用，这就是拦截机理。 拦截机理 惯性碰撞机理与综合过滤机理 第七章 车用柴油机后处理净化 惯性碰撞机理一般把微粒理想化为只有质量而没有体积的质点。当气流转折时，微粒仍有足够的动量按原运动方向继续对着捕集物前进而偏离流线，使一些微粒碰撞到捕集物而被捕集分离。 综合过滤机理认为在微粒的过滤过程中，扩散、拦截和惯性碰撞通常是组合在一起同时起作用的，但这三种机理并不是完全独立的。 过滤体材料及其结构 第七章 车用柴油机后处理净化 壁流式蜂窝陶瓷 陶瓷基过滤材料 陶瓷基过滤材料通常由氧化物或碳化物组成，具有多孔结构，在700℃以上能保持热稳定，比表面积大于1m2/g ，主要结构包括蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷及陶瓷纤维毡。 第七章 车用柴油机后处理净化 壁流式蜂窝陶瓷整体与多孔陶瓷微观结构 陶瓷基过滤材料 陶瓷纤维毡过滤体结构 泡沫陶瓷的显微结构 第七章 车用柴油机后处理净化 金属基过滤材料 第七章 车用柴油机后处理净化 金属在材料的强度、韧性、导热性等方面有陶瓷无法比拟的优势。铁铬铝（Fe-Cr-Al）是一种耐热耐蚀高性能合金，具有热容小、升温快的特点，有利于排气微粒快速起燃，且抗机械振动和高温冲击性能好，近年来受到广泛重视。 目前研究较多的结构形式主要是泡沫合金、金属丝网及金属纤维毡。 RYPOS TPAP金属纤维毡过滤体结构 复合基过滤材料 第七章 车用柴油机后处理净化 由于陶瓷基过滤材科与金属基过滤材料都有不可避免的缺陷，目前正在研究复合基增强型过滤材料，且主要集中在纤维毡结构上。 再生技术 第七章 车用柴油机后处理净化 除去微粒捕集器内沉积的微粒的过程称为再生。 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两个概念。 过滤