低温等离子体协同木纤维净化柴油机尾气台架试验1)
2018-12-21杜丹丰郭秀荣李明宝张莉马超徐岳峰
杜丹丰 郭秀荣 李明宝 张莉 马超 徐岳峰
(东北林业大学,哈尔滨,150040) (德州学院) (东北林业大学)
柴油发动机因其动力足、燃油效率高、耐久性强等优点,在汽车工业中发展迅速,但其排放的NO为汽油机的2~20倍,微小颗粒物(PM)为汽油机的10~100倍[1-2],对环境造成严重污染。低温等离子体(NTP)净化柴油车尾气技术被视为一种非常有前景的后处理技术,低温等离子体具有结构简单、适用温度范围广、无二次污染等优点[3-4]。实验室中产生低温等离子体的形式很多,包括辉光放电、介质阻挡放电、微波放电和电晕放电等[5]。电晕放电是一种自持放电,可分为高压直流电晕放电与脉冲电晕放电,其中脉冲电晕放电具有更多优势,在常温常压下即可产生大量的低温等离子体,电子能量可达到5~20 eV[6]。Beckers et al.[7]利用柴油发动机产生NO,用电晕等离子体放电方法脱除低质量分数的NO,当质量分数为2×10-6~10×10-6时,脱除效率为60%~80%,去除10×10-6NO的比能量输入值(SEI)是7 J/L。Vinh et al.[8]通过试验发现,在低温等离子体条件下,发动机中排放出来的PM能够很大程度上提高NO的脱除效果。Xie et al.[9]使用同轴低温等离子体反应器模拟在雾中氧化去除NO,研究显示NO的去除率可达到93%。Wang et al.[10]利用电晕放电与碱液吸收相结合的方法,证明了电晕放电预氧化的NO对于碱液吸收NO产生影响,并且此方式的NO去除效果随着电压的升高而增加。
电晕放电等离子体可产生浓度较大的活性粒子,如高能电子、H、O、N和OH等,这些活性粒子对NO和PM均有良好的净化效果[11-12]。木纤维是天然多孔生物质材料,其自身的微观结构可有效过滤PM[13]。……
