針對柴油尾氣對環境的污染日益加重,多位專家和環保組織共同呼吁我國盡快制定和實施“清潔柴油機行動計劃”,實施更加嚴格的柴油車、非道路移動機械和船舶排放標準,推動柴油油品清潔化,以加快中國城市大氣污染防治進程。
顆粒物質是柴油機尾氣排放標準中規定的主要排放物之一,一般是汽油機的30-80倍。美國聯邦環保署對柴油機排放的顆粒物質定義為:在溫度低于52C的條件下,將柴油機尾氣冷卻和稀釋后通過過濾器,過濾器所收集到的物質,顆粒物質色括固態碳粒、灰份和凝結的碳氫化合物。
一、DOC工作原理與特點分析
柴油機的尾氣處理中使用DOC的主要作用是催化氧化尾氣中的有害物質。DOC一般以金屬或陶瓷作為催化劑的載體,涂層中主要活性成分是鉑系、鈀系等貴重金屬與稀土金屬。當柴油機的尾氣通過催化劑時,HC和CO等在較低的溫度下可很快地與尾氣中的氧氣進行化學反應,生成無污染的水和二氧化碳,達到凈化尾氣中HC、CO的目的。
DOC技術要取得良好的凈化效果,需要解決幾個技術難題。
一、柴油機的排氣溫度偏低,對催化劑要求較高,必須使催化劑在低溫下仍然有很快的催化活性
二是柴油中的硫含量必須較低,因為硫會使催化劑中毒劣化。
三是廢氣中的一些較大顆粒很難被催化氧化,會堵塞催化劑載體的孔道。
二、DPF的工作原理和特點分析
DPF技術又稱為柴油機顆粒捕集器技術,是比較好的降低排氣中的煙塵顆粒(PM)的方法,現在市面上的壁流式蜂窩陶瓷顆粒捕集器對PM 過濾效果高達90%。
DPF技術過濾PM的原理包括:
1,慣性顆粒碰撞原理,即在顆粒的不規則流動過程中,較大的顆粒因為慣性與DPF載體碰撞,被載體吸附,沉積在催化劑載體上。
2、攔截原理,即當柴油機的廢氣通過DPF時,
大于過濾材料孔徑的顆粒會直接被截留,或者略小于孔徑的顆粒因為相互粘著被過濾材料截留。
3、擴散原理,根據布朗運動的原理,柴油機排氣中細小顆粒隨著氣體分子的熱運動表現出布朗運動,當柴油機廢氣通過DPF的捕集通道時,捕集器的纖維狀單元將使小顆粒匯聚成大顆粒,*終實現對顆粒的捕集。
4、重力沉降原理,較大的顆粒經過DPF時,在重力作用下,自然沉積在DPF載體上。
DOC與DPF結合,即DOC輔助DPF再生技術可以避開它們的缺點,綜合各自的優點。DOC輔助DPF再生技術,在發動機正常工作狀態下,DPF正常捕集顆粒。 |
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