基于燃油添加劑的柴油機DPF催化再生試驗研究.pdf

1、現(xiàn)代柴油機動力強、油耗低，但尾氣中的排放顆粒物給地球環(huán)境和人類健康帶來極大危害。隨著排放法規(guī)的日益嚴格，采用排氣后處理凈化措施成為必然選擇。顆粒捕集器(Diesel Particulate Filter，DPF)是目前公認的最有效的柴油機排氣顆粒物后處理裝置，已經(jīng)被廣泛應用在國外柴油機上。為了去除DPF內(nèi)部沉積顆粒，實現(xiàn)DPF再生，一般采用提高排氣溫度或催化燃燒的方法來促進顆粒物燃燒。通過在燃油中添加催化劑可以保證催化劑與顆粒物的緊密接

2、觸，使DPF能夠在正常排氣溫度下再生，是目前研究熱點。
　　本文選取環(huán)烷酸鈰溶劑作為燃油催化再生添加劑(fuel borne catalyst，F(xiàn)BC)，按Ce元素質(zhì)量分數(shù)50mg/kg、100mg/kg、150mg/kg和300mg/kg配制FBC燃油，分別標記為F50、F100、F150和F300，并在臺架上進行柴油機對比試驗，考察FBC添加劑對柴油機經(jīng)濟性和排放特性的影響。結(jié)果表明:FBC添加劑加快了燃油的燃燒速度，提高了熱

3、能利用率，添加FBC后柴油機的燃油消耗率在各個工況下都略有降低，全負荷工況下F150和F300的燃油消耗率分別下降了2.3％和3.1％。與純柴油相比，柴油機燃燒含F(xiàn)BC添加劑燃油的HC、CO、NOx和煙度排放均有不同程度的改善。
　　通過氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS)、慣性沖擊式采樣器(Micro-Orifice Uniform Deposition Imp

4、actor，MOUDI)、掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope， SEM)和能量色譜儀(Energy DispersiveSpectrometer，EDS)以及熱重分析儀(Thermo Gravimetric Analyzer，TGA)多種測試手段對柴油機燃用不同測試燃油排氣顆粒物的理化特性進行分析。得出:柴油中加入FBC添加劑后，顆粒物樣品中SOF成分得以降低，SOF組分中高碳原子數(shù)目降低，低碳原子

5、數(shù)日升高;顆粒物粒徑總體向小粒徑方向偏移，全負荷工況卜顆粒物質(zhì)量濃度隨著轉(zhuǎn)速的升高呈下降趨勢;微觀形貌顯示顆粒排列比較疏松，粘結(jié)程度明顯降低;FBC燃燒產(chǎn)物可以有效提高柴油機排放顆粒物的低溫燃燒活性，且催化效果隨FBC添加量的增加而更為顯著。
　　對燃用FBC燃油條件下的DPF的再生平衡溫度、壓降特性和燃燒灰燼的影響進行試驗研究。研究表明:DPF再生平衡溫度因催化作用從500℃下降到450℃左右;燃用FBC測試燃油條件下DPF前后