柴油机尾气净化装置（DPF，DPNR）的开发研究

摘要

卡车和城市公交车排出的黑烟(PM)和氮氧化物(NO<,x>)也已成为城市大气的主要污染源。面对欧Ⅲ及以上法规的实施，研究柴油机排气后处理技术在满足欧Ⅲ及以上排放标准方面具有重要的现实意义。本文针对当前柴油车尾气后处理技术研究的热点柴油机微粒捕集器(DPF)和代表未来柴油车后处理技术发展趋势的柴油机微粒和氮氧化物同时净化器(DPNR)进行了开发研究。 为了开发适用于国内高含硫柴油的DPF，本文在移动式强制再生式DPF的基础上提出了适用以于城市公交车的固定电加热再生式DPF的开发。为了分析固定电加热再生式DPF装车运行时对发动机性能的影响和微粒捕集的作用，开发出一套便携式DPF数据采集系统，并对固定电加热再生式DPF进行了大量实验。面向未来国内柴油品质得到改善以后，对一种连续再生式DPF进行了台架试验，确定连续再生式DPF对发动机性能的影响和微粒捕集的作用。 DPNR一般是在DPF的基础上增加氮氧化物还原装置，随着欧Ⅳ及以上排放法规的制定，DPNR是未来柴油机尾气后处理技术的发展的必然趋势。为了进行适用于国内高含硫柴油的DPNR的开发，本文进行了选择性非催化还原氮氧化物系统(SNCR)的研究。提出了一种新型的能利用SNCR降低尾气中氮氧化物排放的还原剂-32.5％的甲胺水溶液，给出了32.5％的甲胺水溶液与氮氧化物的反应机理。同时，进行了甲胺水溶液喷射压力供给装置，喷射控制装置，加热保温装置和反应混合室的开发。分别通过基础实验和台架实验确定氮氧化物转换率和氮氧化物的转化率与排气温度之间的关系。 实验研究表明，固定电加热再生式DPF实车装载运行对发动机性能未有显著影响，对微粒捕集的效果明显，对柴油含硫量没有要求，将是我国公交车的尾气净化装置的理想选择。连续再生式DPF对发动机性能未有显著影响，微粒捕集效果明显，但仅适用低含硫柴油。SNCR系统运行稳定，通过基础实验和SNCR实验，表明氧化物SNCR氮氧化物转化效果较为明显，并给出了氮氧化物转化率与排气温度之间的关系。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1引言

1.2课题的来源

1.3国内外柴油机的发展现状及相应的排放要求

1.4柴油机排放特性

1.5 PM和NOx净化技术的现状

1.6本文的研究内容

1.7本论文的构成概要

第2章DPF的开发研究与实验

2.1 DPF的净化机理、过滤材料、设计要求和再生技术分析

2.2移动式强制再生式DPF的实验研究

2.3固定电加热再生式DPF的开发研究

2.4连续再生式DPF的实验研究

2.5本章小结

第3章DPNR(SNCR)的开发研究

3.1 SNCR法还原剂的选择及与SCR法的比较

3.2 SNCR喷射系统的开发

3.3 SNCR实验与结果分析

3.4本章小结

第4章结论与展望

4.1结论

4.2展望

参考文献

攻读硕士期间发表学术论文

致谢