后处理 - 第7章_柴油机后处理净化.ppt

《汽车排放污染及控制》目录 第1章 绪论 第2章 汽车排放污染物的生成 机理和影响因素 第3 章 汽车发动机的排放特性 第4章 车用汽油机机内净化 第5章 车用柴油机机内净化 第6章 车用汽油机后处理净化 《汽车排放污染及控制》目录 第7章 车用柴油机后处理净化 第8章 燃料与排放 第9章 汽车排放污染物净化方案及分析 第10章 汽车排放及测试 第11章 排放标准 作业: 7.1 简述微粒捕集器工作中有哪些过滤机理？ 7.2 简述扩散机理的捕集原因？ 7.3 简述微粒捕集器对过滤材料有什么要求?目前常用的过滤材料有哪些? 7.4 分析比较陶瓷基过滤材料与金属过滤材料的性能。 7.5 再生系统所采用的再生技术应满足哪些条件？ 作业： 7.6 柴油机NOx排放的机外净化技术主要有哪些？ 7.7 试简述NOx吸附催化还原系统，并写出其中主要的化学反应动力过程式。 7.8 简述什么叫主动再生，什么叫被动再生？ 7.9 后处理再生系统有哪些再生方法？ 7.10 简述什么叫催化剂中毒，并分析引起催化剂中毒的原因。 作业： 7.11 简述什么称为捕集效率，什么称为再生效率，试分析俩者之间的区别和联系。 7.12 试分析排气背压对柴油机经济性能的影响。 7.13 请用微波加热的再生方式设计一个简单合理的再生系统。 7.14 能否用催化的方法同时去除NOX和PM技术？如果可行，请谈谈你的设计原理与方法。 红外加热再生系统 第七章 车用柴油机后处理净化 在柴油机微粒捕集器的再生过程中，加热器的辐射能量主要集中在红外波段。在红外再生过程中，首先由加热器加热具有较强辐射能力的红外涂层，再由红外涂层通过辐射方式加热过滤器中捕捉到的微粒物。 反吹再生系统 第七章 车用柴油机后处理净化 反吹再生过程的最大特点是能将过滤体与微粒燃烧分开，因此该系统不存在过滤体由于与微粒燃烧而产生破裂和烧熔等问题，也解决了不燃物质在过滤器内累积的问题。 当过滤体需要再生时，高压气流从需要再生的微粒捕集器的排气出口端高速喷入，逆向流动的气流将微粒从过滤体表面清除并落入微粒漏斗。收集在漏斗里的微粒由漏斗内的电加热器燃烧。 被动再生系统 大负荷再生 第七章 车用柴油机后处理净化 柴油机的排气温度是随其工况变化而变化的。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。 排气节流再生 节流再生是出现较早的技术，也叫强制再生，它实际上是通过某种节流方法控制柴油机的进气量，即进气节流或排气节流，以提高排气温度，使过滤体中的微粒着火燃烧。 催化再生 第七章 车用柴油机后处理净化 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 催化再生 第七章 车用柴油机后处理净化 应用催化再生的主要缺点是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。另外，由于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。 反应方程式 燃油添加剂再生 第七章 车用柴油机后处理净化 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。 NOx 机外净化技术 第七章 车用柴油机后处理净化 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 NOX吸附催化还原 第七章 车用柴油机后处理净化 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，吸附器是一个临时存储NOX的装置，具有NOX吸附能力的物质有贵金属和碱金属（或碱土金属）的混合物。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 第七章 车用柴油机后处理净化 当吸附达到饱和时，也需要再生吸附器使其能够继续正常工作，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。 富氧状况下NOX吸附催化原理 第七章 车用柴油机后处理净化 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。 富燃状况下NOX吸附催化原理 第七章 车用柴油机后处理净化 在富燃状况下，硝酸钡又