DOC催化剂配方对轻型柴油机气态物排放性能的影响
2018-04-16楼狄明孙瑜泽谭丕强胡志远
楼狄明,张 静,孙瑜泽,谭丕强,胡志远
(同济大学汽车学院,上海 201804)
0 引 言
柴油发动机被广泛应用于交通运输、农业机械、工程机械等领域,但其对大气的污染不容忽视,2016年全国柴油车排放的 NOx接近汽车排放总量的 70%,PM 超过90%[1]。仅依靠柴油机机内净化技术已无法满足日益严格的排放法规要求,必须同时采用柴油机尾气后处理技术[2-7]。
柴油机尾气后处理技术有氧化型催化转化器(diesel oxidation catalytic converter,DOC),颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF),催化型颗粒捕集器(catalyzed diesel particulate filter,CDPF),选择性催化还原系统(selective catalytic reduction,SCR)和连续再生颗粒捕集器(DOC+CDPF)等[7-10]。其中,DOC对常规气态物有非常明显的减排效果,可氧化CO、THC、SOF等,还可将NO氧化成NO2辅助CDPF被动再生和SCR快速反应[8-12];DPF可有效捕集颗粒物,实现达90%以上的最高捕集效率[8-10,13];CDPF是在DPF的内部涂覆贵金属以及稀土元素等,使之具备颗粒物捕集和被动再生能力[8-10,14-16];SCR通过喷射尿素,利用尿素分解产物NH3将NOx还原[8-10,14,17-18]。
使用单一后处理器已无法满足当前排放法规对多种污染物限值的要求,同时降低多种污染物的有效手段之一就是使用后处理集成技术[8-9,17-18],例如将DOC、CDPF和SCR组合使用,可同时实现CO,THC,NOx和PM,PN的有效净化。
但在多种后处理器耦合过程中,不同结构参数、催化剂配方、涂覆工艺以及集成方式等都会对综合减排效果产生不同的影响。部分国内外学者也对这些影响因素进行了仿真以及试验等研究,谭丕强等[19]研究了DPF结构参数对颗粒捕集的影响,发现改变孔径壁厚等参数对捕集效率有显著影响。Iwata等[20]研究了非对称孔道DPF壁厚对压降和碳烟氧化能力的影响,结果表明厚壁非对称DPF较对称DPF的瞬态压降低16%,并且其碳烟积聚能力更强。……
