柴油机废气湿式净化技术研究

摘要

该文以喷射鼓泡反应器作吸收装置,采用凹凸棒粘土吸收剂进行柴油机废气净化实验,通过实验研究了吸收剂的结构性质、脱除废气中碳烟的机理和喷射鼓泡反应器的动力学特性,探讨了该技术应用于柴油车的可行性,从而为柴油车尾气净化开辟新的技术途径.研究结果表明:凹凸棒粘土吸收剂具有表面活性,能改善碳烟在吸收剂中的润湿性和溶解能力;凹凸棒粘土颗粒还具有胶体吸附特性,能显著提高各污染物的脱除效率.喷射鼓泡反应器独特的涡流式气液流动方式为气液传质提供了较好的接触面积和停留时间,强化了气液间传质效率,装置结构简单、体积小、压力损失小等优点.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1课题背景和意义

1.2污染物的生成机理

1.2.1碳烟颗粒的生成机理

1.2.2 CO和HC的生成

1.2.3氮氧化物(NOx)的生成

1.2.4二氧化硫(SO2)的生成

1.3国内外柴油机废气净化技术的研究进展

1.3.1机内净化技术

1.3.2机外净化技术

1.4课题主要任务

2湿式洗涤法净化柴油机废气原理

2.1各污染物脱除机理

2.1.1 CO和CH的脱除原理

2.1.2 NOx的脱除原理

2.1.3碳烟的脱除机理

2.2吸收剂

2.3洗涤箱类型

2.3.1蒸发吸收过滤分离器

2.3.2喷洒式吸收器

2.3.3喷射鼓泡反应器

3实验部分

3.1实验净化装置的设计

3.1.1设计参数

3.1.2净化装置1的设计

3.1.3净化装置2的设计

3.2湿式洗涤法净化柴油车尾气的工艺流程

3.3吸收剂的配制

3.4分析方法

3.5实验步骤

4实验结果与讨论

4.1吸收剂性质

4.1.1凹凸棒粘土的结构特征

4.1.2吸收剂流变性及结构的影响因素

4.2影响碳烟脱除率的主要因素

4.2.1吸收剂浓度的影响

4.2.2不同工况的影响

4.2.3液层高度的影响

4.2.4运行时间的影响

4.3净化装置压降的影响因素

4.3.1吸收剂液层高度对净化装置压降的影响

4.3.2不同工况下系统的压降

4.3.3吸收剂粘度对系统压降的影响

4.4吸收剂脱除碳烟颗粒的机理

4.4.1碳烟颗粒的结构

4.4.2碳烟颗粒在不同性质吸收剂中的溶解情况

4.4.3不同性质吸收剂脱除柴油机废气中碳烟颗粒的效果

4.4.4红外光谱分析

4.4.5小结

4.5凹凸棒粘土脱除HC、NOx、SO2和CO的效果

4.5.1 HC、NOx、SO2和CO脱除效果

4.5.2 HC、NOx、SO2和CO脱除机理分析

4.6实验装置分析及装备柴油车的可行性探讨

4.6.1实验现象

4.6.2补水系统

4.6.3防止吸收剂回流的措施

4.6.4柴油车装置的可行性探讨

4.7存在的问题

5净化系统的压降计算和热量衡算

5.1系统压降

5.1.1计算中所用公式和参数

5.1.2系统总压降的计算

5.2能量平衡

5.2.1水分损失的理论计算

5.2.2烟气的温度变化

6湿式洗涤净化技术在120KW柴油机应用

6.1消烟降温机组的设计

6.2柴油机消烟降温机组性能试验

6.2.1分析方法

6.2.2试验步骤

6.3结果与讨论

6.3.1碳烟及碳烟的脱除效率

6.3.2 HC、NOx、SO2和CO脱除效果

6.3.3排烟温度

6.3.4消烟降温系统的压降

6.3.5消烟降温系统运行性能

6.4经济效益分析

6.4.1 JBR消烟净化系统的设备费用

6.4.2 JBR消烟净化系统的运行成本

6.5小结

7结论

致谢

参考文献

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