低温等离子体净化汽车尾气的研究进展*
2021-11-29密靖远王欣雨常家伟陈南欣王迎辉
密靖远 , 王欣雨 , 常家伟 , 陈南欣 , 王迎辉
(绥化学院电气工程学院,黑龙江 绥化 152061)
随着我国汽车工业和制造业的迅猛发展,我国汽车保有量持高增长态势。据公安部统计,2019年全国汽车保有量为26 150万辆[1],与此同时,汽车尾气污染物的排放严重影响了空气质量安全和人类的健康,其尾气中所排放的微粒物(PM,Particular Matter)和氮氧化物(NOx)是大气污染的主要来源[2-3],PM与NO2所产生的雾霾和光化学烟雾是导致肺癌发病的重要因素之一,一氧化碳(CO)和血红蛋白发生反应就可能引起头痛、昏厥甚至对人的生命产生威胁,碳氢化合物(HC)对人类的呼吸、神经、造血系统有严重的损坏作用[4]。为此,2016年12月23日原国家环保部和原国家质检总局联合发布了国标GB 18352.6—2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》,并于2020年7月在全国实施[5],为了满足严格的国六排放标准,低温等离子体技术已成为汽车尾气净化的重点发展方向[6]。
1 传统汽车尾气净化器
传统的汽车尾气净化器已经达到商业化要求,其中主要包括柴油机微粒捕集器(DPF,Diesel Particulate Filter)、选择性催化还原装置(SCR,Selective Catalytic Reduction)和三元催化转换器(TWC,three-way catalyst)[7],这些装置虽然在净化效率方面有自身的优势,但仍存在固有的缺点和不足,随着汽车尾气排放标准的不断提高,汽车尾气后处理技术也在不断发展和创新[8]。
1.1 DPF系统
DPF的内部微观结构一般为蜂窝状,材料主要为堇青石或SiC组成的陶瓷材料,DPF主要是通过物理捕集和过滤的方式来净化柴油机尾气中的PM。DPF系统气体入口处一端的网格敞开,而在对应的出口处网格都被堵塞,即壁流式颗粒捕集器,当废气从敞开的入口处进入后,由于出口处被堵塞,气体必须经过容器壁,容器壁上设置了许多小孔,而过滤作用就发生在容器壁上[9]。……
