DPF/CDPF对柴油机颗粒物的捕集特性对比研究

对柴油机颗粒捕集器(Diesel particulate filter, DPF)和催化型颗粒捕集器(Catalyzed diesel particulate filter, CDPF)捕集柴油机颗粒物并进行对比试验研究。通过发动机废气排放颗粒物粒径谱仪EEPS-3090对比研究了DPF/CDPF对不同粒径PM的捕集特性,通过傅里叶红外光谱仪和热重分析仪探究了DPF/CDPF前后端PM官能团和成分的变化。研究结果表明,CDPF对聚集态颗粒物和核态颗粒物的捕集率高,总捕集效果要高于DPF。柴油机排气流经DPF后,有少量的核态颗粒流出,PM中的VF含量增加;流经CDPF后,PM中VF含量下降。

简述CDPF教学模式在中医儿科住院医师规范化培训中的应用

目的 评价CDPF教学模式在中医儿科住院医师规范化培训中的应用效果。方法 将2020年9月—2021年8月的39名规培学生作为实验组,2019年9月—2020年8月的37名规培学生作为对照组。实验组采用CDPF教学模式,对照组则采用传统的床旁教学模式。实验结束后,对2组的基础理论、专科技能、辨证分析能力及教学满意度进行比较。结果 实验组学生的专科技能考核成绩(43.51±3.09)分高于对照组的(40.62±5.68)分,辨证分析能力考核成绩(81.36±2.49)分高于对照组的(78.54±2.44)分,教学满意度高于对照组(P<0.05);2组学生基础理论成绩比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论CDPF教学模式对提升中医儿科住院医师规范化培训教学质量具有明显的促进作用,且有较高的学生认可度。

颗粒物沉积对不同cDPF过滤效率的影响

针对某13L国六柴油机,选用四种不同材质、不同涂层的cDPF方案进行台架WHTC、WHSC循环试验,研究颗粒物沉积对PN过滤效率的影响。结果表明:灰分涂层cDPF对PN的过滤效率最高,颗粒物沉积对其过滤效率无明显提升;颗粒物沉积能有效提高WHTC循环SiC材质、堇青石材质cDPF的PN过滤效率,对WHSC循环无明显改善。

DOC/DOC+CDPF对重型柴油车气态物排放的影响

为研究后处理装置对重型柴油车气态物排放特性的影响,在重型底盘测功机上对一辆柴油公交车分别安装DOC、DOC+CDPF后气态物的排放特性进行试验研究。结果表明,DOC和DOC+CDPF均能降低排气中CO和THC的量,其中DOC在怠速和中低速工况下对CO的氧化率较低,高速下对THC的氧化率较低;DOC+CDPF的减排效果优于DOC,且在不同工况下表现更加稳定;2者均能降低NO的量,同时增加NO_2的量,但对NO_x总量的影响较小。

CDPF主动再生对SCR性能影响的试验研究

基于某国六小缸径柴油机加载DOC+CDPF+SCR后处理测试台架,进行了8 g/L碳载量下CDPF主动再生及降怠速(DTI)再生试验,研究分析了CDPF主动再生对涂覆不同催化剂SCR工作特性的影响。结果表明:由于混合器作用,CDPF主动再生对SCR入口面温度分布均匀性影响较小,主动再生期间SCR入口温度平均约为580℃;主动再生稳定期间,两种催化剂涂覆方案下,NO转化效率均较低,铜基分子筛SCR的NO转化效率约为80.3%,钒基SCR约为32%,前者稳定性较好;DTI主动再生试验时,主动再生前,NO转化效率随SCR入口温度的升高逐渐升高,入口温度为401℃时达到这一期间最高值,约为99.3%;主动再生稳定后,转化效率随温度升高而降低;当工况突变为怠速工况时,SCR入口达到最高温度,约为582℃,此时转化效率为82.2%,氧浓度升高,致使NO转化效率迅速升高至较高值后保持稳定,转化效率稳定于99.5%,直至温度较低时转化效率下降。

基于MPC5602的CDPF喷油助燃再生系统电控单元设计

文章分析了柴油发动机柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)喷油再生系统的结构和工作原理,研究了氧化型催化转化器(diesel oxidation catalyst,DOC)+催化型柴油机颗粒捕集器(catalyzed diesel particulate filter,CDPF)喷油辅助再生系统的再生控制策略,提出采用Freescale公司的32位高速MPC5602单片机为核心控制器,开发了CDPF再生系统电控单元;根据控制策略对电控单元进行软件设计,在再生过程中对系统各执行器进行实时控制;最后搭建试验台架,对所设计的电控系统进行标定匹配,并对控制策略和电控单元工作性能进行试验。试验结果表明,该系统能稳定工作并顺利完成DPF的再生。

DOC+CDPF对国III重型柴油货车实际道路排放的影响

利用便携式车载排放测试系统(PEMS)对2辆加装氧化催化转化器(DOC)和催化型柴油颗粒捕集器(CDPF)与否的国III重型柴油货车进行实际道路排放测试.结果表明,2辆改造重型柴油车的CO、THC、固态颗粒物粒数(SPN)和黑碳(BC)实际道路排放因子分别为(1.31±0.37)g/(kW·h)、(0.20±0.03)g/(kW·h)、(7.13×1010±5.27×1010)个/(kW·h)和(0.69±0.06)mg/(kW·h),相对于原始排放(拆除DOC+CDPF)分别降低52.48%、55.69%、99.91%和99.22%.从低速、中速到高速,CO和THC减排比例呈现上升趋势,然而运行工况对SPN和BC减排比例则无显著影响.加装DOC+CDPF会导致NO2在NOx中的占比升高,且从低速、中速到高速涨幅依次增大,但对NOx无明显减排效益,其排放因子为9.53~9.83g/(kW·h),远高于实验室排放限值.

CDPF耦合DOC对柴油机颗粒物排放特性的影响研究

为了研究催化型颗粒物捕集器(CDPF)耦合氧化催化器(DOC)对柴油机颗粒物排放特性的影响,进一步提升连续催化再生可靠性和降低颗粒排放,运用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和PHO EN-TX60S-X射线能谱仪对DOC和CDPF后的颗粒进行表征分析。同时根据计盒维数算法,计算后处理装置前后颗粒物样品的分形维数。从形成机理方面研究了CDPF耦合DOC对柴油机颗粒物微观形貌、化学成分的影响,运用计盒维数算法对后处理装置后的颗粒结构特征进行研究。研究结果表明,柴油机颗粒物呈团状、球状分布,颗粒物主要元素为C和O;单独DOC作用后,颗粒呈链状分布,粒子基本轮廓清晰;再经过CDPF作用后,颗粒呈团簇状分布,轮廓更加明显;DOC和CDPF作用后,颗粒物中金属元素比例增加,O元素下降12.5%,可溶有机物显著减少;高负荷下,经过在DOC和CDPF作用,颗粒物的分形维数从1.3087下降至1.0835,颗粒边界光滑,粒子间堆积现象减少,不规则程度较小。

DOC/CDPF对防爆柴油机性能的影响

为研究排气后处理设备对防爆柴油机性能的影响,以发动机台架试验为平台,对比在防爆柴油机上分别安装氧化型催化转换器(DOC)、催化型颗粒捕集器(CDPF)、催化型连续性再生颗粒捕集器(DOC+CDPF)后对发动机性能的影响.防爆柴油机加装了进排气阻火器和水洗箱,在此基础上,尾气净化装置单独使用DOC时,可使CO、NOx和PM排放分别降低91.2%、37.3%和13%、燃油油耗率减少5.4%、排气压力和温度都降低15.6%;单独使用CDPF时,可使CO、NOx和PM排放分别降低85.3%、2.5%和92.2%、燃油油耗率减少4.5%、排气压力和温度分别增加1.6%和减少7.2%;使用DOC+CDPF时,可使CO、NOx和PM排放分别降低97.1%、25.5%和96.8%、燃油油耗率减少5.5%、排气压力和温度分别降低36.4%和14.2%.使用DOC+CDPF后,防爆柴油机的性能有明显改善.

DOC+CDPF对燃用F-T柴油的防爆柴油机排放性能影响

为研究排气后处理设备对燃用F-T柴油的防爆柴油机性能的影响,以发动机台架试验为平台进行防爆柴油机11工况点试验,对比分析在燃用F-T柴油的防爆柴油机上安装催化型连续性再生颗粒捕集器(DOC+CDPF)前后发动机排放性能的影响。同时进行1400 r·min^-1和1800 r·min^-1负荷特性试验,对比分析防爆柴油机燃用0#柴油和F-T柴油时DOC+CDPF对尾气的转化效率。结果表明:在防爆柴油机加装进排气阻火器和水洗箱的基础上,在11工况点下,使用DOC+CDPF耦合设备时,可使CO、NOx和PM排放分别平均降低100%、8.5%和81.5%。DOC+CDPF装置能够对燃用F-T柴油的防爆柴油机的排放性能明显改善,但燃用0#柴油时的NOx和PM排放降低率比燃用F-T柴油时高。

DOC+CDPF配方对柴油公交车颗粒物排放特性影响

为研究不同DOC+CDPF(催化型连续再生颗粒捕集器)配方对公交车颗粒物排放特性的影响,以一辆满足国Ⅲ排放的柴油公交车为试验样车,在重型底盘测功机上分别进行了加装3种不同DOC+CDPF的柴油机在中国典型城市公交车循环(CCBC)中的排放特性试验,分析了不同贵金属负载量对柴油机颗粒物排放特性的影响.结果表明:在相同贵金属配比情况下,当DOC+CDPF催化剂配方中贵金属负载量较高时,颗粒物浓度降幅较大.3种方案的颗粒物质量浓度综合减排率分别为99.3%、98.8%、96.4%,平均降幅达到98.2%;当使用DOC+CDPF后,柴油机颗粒物粒径分布由双峰对数分布变为三峰对数分布,但不同催化剂配方下对应的粒径最大峰值点会偏移;采用DOC+CDPF装置后,发动机排放背压略有增加.且当贵金属负载量越高时,装置压降增量越少,被动再生性能越优异.

DOC/DOC＋CDPF对重型柴油机气态物排放特性的影响研究

基于AVL-PEUS傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)研究柴油机氧化型催化器(DOC)、柴油机氧化型催化器耦合催化型颗粒捕集器(DOC+CDPF)对重型柴油机一氧化碳(CO)、总碳氢化合物(THC)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO_2)和二氧化硫(SO_2)气态物排放特性的影响。研究结果表明:相比单独的DOC,DOC+CDPF对CO具有更低的起燃温度,在催化剂活性位上THC比CO具有较强的吸附强度和活性位竞争优势,因此具有比CO更低的起燃温度;DOC和DOC+CDPF均能不同程度地减少NO、增加NO_2、减少总NO_x排放,减少NO的主要途径是氧化机理;在催化剂中添加氧化铈(CeO_2)能有效实现稀燃储硫、富燃释放硫的效果,增强催化剂的抗硫能力。

DOC+CDPF对生物柴油公交车排放特性的影响

采用便携式排放测试系统PEMS,研究某加装催化型连续再生颗粒捕集器(DOC+CDPF)的柴油公交车长期燃用生物柴油混合燃料B5时,整车常规气态物和颗粒物排放性能随行驶里程的变化规律.结果表明:随行驶里程的增加,一氧化碳(CO),总碳氢化合物(THC),颗粒物质量(PM)减排率均呈先增后减的趋势,THC减排率在行驶里程达到2.5×104km之前呈上升趋势,之后呈降低趋势,至8×104km时THC减排率较DOC+CDPF初装时减少41.05%,CO和PM减排率在行驶里程到达3.5×104km之前均呈上升趋势,之后呈降低趋势,至8×104km时CO和PM减排率较DOC+CDPF初装时分别减少20.24%和11.74%;氮氧化物(NOx)和颗粒物数量(PN)减排率整体上均呈降低趋势,在行驶里程8×104km处,NOx和PN减排率较DOC+CDPF初装时分别降低33.83%和10.35%.B5生物柴油公交车在行驶里程到达8×104km左右时,污染物的减排率明显降低,需对DOC+CDPF后处理装置进行保养,以延长其工作寿命.

掺杂双金属氧化物对CDPF催化性能的影响

制备了掺杂不同双金属氧化物Fe_2O_3-CeO2 (Fe-Ce)、CeO2-ZrO_2 (Ce-Zr)和ZrO_2-Fe_2O_3 (Zr-Fe)的催化型柴油机颗粒物捕集器(CDPF)样品,采用活性评价系统研究掺杂成分对CDPF催化性能的影响。结果表明,对CO、C3H8和NO的催化活性方面,按照强弱顺序依次为Fe-Ce,Zr-Fe,Ce-Zr;抗劣化性能方面,3种CDPF新鲜样品对CO,NO的催化均具有较强的抗劣化性,对C3H8催化的抗劣化性能强弱依次为Ce-Zr,Fe-Ce,Zr-Fe;选择性方面,新鲜样品对CO、C3H8和NO的选择性强弱依次为Fe-Ce,Zr-Fe,Ce-Zr;老化样品对CO和NO的选择性为Fe-Ce,Ce-Zr,Zr-Fe,高温时对C3H8的选择性强弱依次为Fe-Ce,Zr-Fe,Ce-Zr。

DOC+CDPF+SCR对轻型柴油机排放特性的影响

为研究DOC+CDPF+SCR对轻型柴油机动力性、经济性、排放性的影响,以一台满足国五排放法规的轻型柴油机作为样机,加装DOC+CDPF+SCR后处理系统后进行了台架试验研究。结果表明:加装DOC+CDPF+SCR后处理系统对柴油机的动力性和经济性有一定影响,外特性下扭矩平均降幅为1.3%,负荷特性下燃油消耗率平均升幅为2.6%。DOC+CDPF+SCR能有效降低柴油机的NO_x,THC,CO以及颗粒物排放。DOC主导净化THC和CO,对颗粒物也有良好的减排能力;SCR主导净化NO_x,排气温度较低时转化效率不高;CDPF主导净化颗粒物排放,对中小粒径颗粒物的净化效率更高。PN和PM平均减排率分别为99.1%和96.6%。

CDPF贵金属负载量对柴油公交车颗粒PAHS影响

基于装有氧化型催化器(DOC)和催化型颗粒捕集器(CDPF)后处理装置的柴油公交车,在中国典型公交车循环(CCBC)下研究了不同贵金属负载量分别为15g/ft^3(A型)、25g/ft^3(B型)、35g/ft^3(C型)的新鲜及老化的CDPF对柴油发动机颗粒多环芳香烃(PAHs)排放特性的影响.结果表明:新鲜及老化的CDPF均能显著降低颗粒PAHs排放量92%以上.且相比于老化的CDPF,3种新鲜的CDPF降低颗粒PAHs排放的效果相差不大,极差仅为0.009ng/cm^2.3种CDPF老化状态下降低颗粒PAHs毒性的效果都优于其新鲜状态下,且老化的B型CDPF降低颗粒PAHs总量及毒性的效果优于A型及C型CDPF.

不同材料CDPF的高温极限被动再生特性

基于D30TCI柴油机搭建带氧化催化器(DOC)+催化型柴油机颗粒物捕集器(CDPF)的试验台架,进行了堇青石和碳化硅(SiC)CDPF再生平衡点温度试验,对比了两种材料CDPF在不同碳载量下的高温极限被动再生特性.结果表明:SiC CDPF再生平衡点温度低于堇青石CDPF,低温被动再生特性更优.高温极限被动再生过程中,两种载体温度在轴向上呈两端低、中间高,径向上呈中心高、边缘低的趋势;SiC CDPF内圈与外圈温差较大,堇青石CDPF内部温度分布更加均匀;再生前碳载量增加,两种载体再生的碳载量增加,但再生效率反而下降;各碳载量下堇青石CDPF的再生效率、最高再生温度、最大温度升高速率均大于SiC CDPF,但再生最大温度梯度低于SiC CDPF.

柴油机CDPF被动再生特性及机理分析

为了探究CDPF(catalyzed diesel particulate filter)的再生性能及再生机理,该文利用发动机试验台,分别对催化剂负载量为0、530和636 g/m^3的3组CDPF开展耐久循环工况下的再生特性试验研究。试验结果表明,测试过程中被动再生消耗NO2,530 g/m^3 CDPF(CDPF1)在大负荷工况下,后端NO2浓度低于前端,随着催化剂负载量增加,636 g/m^3 CDPF(CDPF2)的后端NO2浓度高于前端。在耐久循环的首个3000 r/min、100%负荷工况时,CDPF1与CDPF2的排气压降比DPF(diesel particulate filter)低约14 kPa。耐久循环测试中,CDPF1的再生效率为87.5%,CDPF2的再生效率达到93.1%。利用量子化学密度泛函理论DFT(density functional theory),构建了组成Soot的大分子菲与NO2,在Pt(111)晶面氧化为CO和CO2的反应模型。通过DFT计算呈现NO2的N=O化学键断裂、解离产生的活性氧O与菲基的1号C在Pt晶面滑移并结合的反应历程。利用DFT计算得到的化学反应动力学参数,对CDPF1进行再生过程的一维仿真计算,排气压降的模拟值与试验值误差范围在3%以内。研究结果可为提高CDPF再生效率提供理论依据与工程指导。

缸内后喷对CDPF温度特性及再生效率的影响

随着排放法规的日益严格,氧化催化转化器(diesel oxidation catalyst,DOC)+催化型柴油颗粒捕集器(catalyzed diesel particulate filter,CDPF)已经成为降低柴油机排放CO、THC和颗粒物的主流技术,而CDPF再生是目前技术发展的主要阻碍之一,文章研究了再生过程中缸内后喷对DOC、CDPF的影响,得出缸内后喷可以使尾气达到DOC的起始工作温度,而次后喷可以使DOC出口温度达到CDPF的再生温度;试验过程中通过良好地控制CDPF入口再生温度,得到了再生效率的变化规律,在500℃、20min工况下再生效率达到98%,满足再生要求,并且总结了一种标定的试验方法,为后续研究的进行积累了一定的经验。

NRSC工况下CDPF对非道路柴油机排放的影响研究

基于某型号非道路移动机械用柴油机,以原始排放为参照,研究NRSC工况下,CDPF对该款柴油机主要排放指标的净化能力。