汽车排放及控制技术第7章柴油机后处理净化PPT课件
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微粒的尺寸越小，排气温 度越高，则布朗运动越剧 烈，扩散沉积作用越明显 。 其扩散捕集仅仅发生在微 孔内距入口很近的范围内 ，减小平均微孔径可以提 高微粒的扩散沉积效率， 但是这会导致过滤体压力 不同直径微粒的扩散捕集效率 损失的上升。由于排气流
当粒速 的 小微的，决滞粒直扩定留直径散了时径小捕微间集小于粒，效于0在排.率11过气μμ越mm滤流高时时体速。，，内越扩需散要作考用虑已微经粒十的分扩显散著作。用，当微
10
柴油机排气后处理技术路线
11
12
7.2 微粒捕集技术
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
微粒捕集器
通过对多种捕集柴油机排气微粒途 径的研究比较，普遍认为可行性较 大的方案是采用过滤材料对排气进 行过滤捕集，即微粒捕集器法。柴 油 机 微 粒 捕 集 器 （ DPF ， diesel particulate filter）被公认为是柴油 机微粒排放后处理的主要方式。微 粒捕集器的关键技术是过滤材料的 选择与过滤体的再生，其中又以后 者尤为重要。
金属基和复合基三大类。
采用不同过滤材料的微粒捕集器结构可能不同，
但过滤机理基本一致。
16
过滤机理的分类
第七章 车用柴油机后处理净化
扩散机理
在排气气流中，微粒由于受到气体
分子热运动的碰撞而作布朗运动，
使微粒的运动轨迹与流体的流线不
一致。初始排气中的微粒浓度分布
是均匀的，布朗运动不会引起微粒
的宏观输运，即微粒浓度分布的均
第七章 车用柴油机后处理净化
微粒捕集过程按过滤体结构特征不同分为：
表面过滤型：用较密实的表面过滤微粒。单位体 积表面积大，材料壁薄，过滤效率高，流动阻力小 ，但过滤体形状复杂，在高温度下易损坏。
体积过滤型：用比较疏松
的过滤体容纳微粒。难以
兼顾高效率和低阻力，但结
构均匀，不易产生很大的热
应力。
捕集器过滤材料有陶瓷基、
柴油机微粒捕集器
本节主要介绍微粒捕集器的过滤机理、过滤体材 料及其结构、过滤体再生等三个方面的问题。
过滤机理
通过对多种柴油机排气微 粒捕集途径的研究比较， 宜采用多孔介质或纤维过 滤材料对排气进行过滤， 目前应用最多的是壁流式 蜂窝陶瓷。一个好的过滤 体应该是过滤效率高且压 力损失低。
微粒捕集示意图
动机不可能不消耗润滑油。 2.机内净化主要以油气充分混合为目的，如高压喷射
技术对大微粒的减少是以增加细小微粒数量为代价， 而细小微粒对人体和环境的危害更大。 3.降低微粒与降低NOx之间存在一定的矛盾。
第七章 车用柴油机后处理净化
7
柴油轿车排放限值演变过程
8
欧V排放标准的要求
9
柴油机排气后处理技术路线
第七章 车用柴油机后处理净化
拦截机理
当微粒接近过滤表面， 一旦微粒与过滤表面的 距离小于或等于其半径， 即微粒直径大于或等于 过滤微孔直径时，微粒 就被拦截捕集，过滤体 起了筛子的作用，这就 是拦截机理。
拦截机理
第七章 车用柴油机后处理净化
惯性碰撞机理与综合过滤机理
惯性碰撞机理一般把微 粒理想化为只有质量而 没有体积的质点。当气 流转折时，微粒仍有足 够的动量按原运动方向 继续对着捕集物前进而 偏离流线，使一些微粒 碰撞到捕集物而被捕集 分离。由于柴油机微粒 质量太小，其扩散作用 要强于惯性作用，所以 过滤体对柴油机微粒的 惯性捕集效率较扩散捕 集效率低。
第7章 柴油机后处理净化技术
7.1 概述 7.2 微粒捕集技术 7.3 氮氧化物后处理净化技术 7.4 氧化催化技术 7.5 柴油机后处理复合净化技术
第7章 车用柴油机后处理净化
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
主要内容
分析柴油机微粒捕集器的过 滤机理，介绍了常用过滤材 料及其再生技术。还讨论 NOX的选择性催化还原、选 择性非催化还原、吸附催化 还原以及等离子辅助催化还 原等NOX的后处理净化技术 并介绍柴油机后处理复合净 化技术。
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
。wenku.baidu.com
8、简述稀薄燃烧尾气处理方法与普通发动机尾气处
理方法有什么区别。
9、简述吸附还原催化技术反应原理。
1
汽车排放与污染控制
主讲:穆桂脂
山东农业大学 机械与电子工程学院
2
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
提问6
1、什么是机外净化技术？
2、过量空气系数是多少时，三效催化器对汽车尾气 有害气体的转化效果最好？
3、催化器由哪些部分组成？各部分的作用是什么？ 4、三效催化剂的由哪些贵金属组成？各自的作用是
什么？ 5、试简单阐述催化剂的反应机理。 6、简述三效催化剂的劣化机理。
7、简述三效催化转化器的主要性能指标及影响因素
综合过滤机理认为在微粒的过 滤过程中，扩散、拦截和惯性 碰撞通常是组合在一起同时起 作用的，但这三种机理并不是 完全独立的。事实上，如果扩 散、拦截和惯性碰撞三种机理 同时作用，理论上存在透过性 最大的微粒直径，若微粒小于 这个直径，扩散作用占主导， 总的捕集效率随直径的减小而 增加；若微粒大于这个直径， 拦截和惯性碰撞作用占主导， 总的捕集效率随直径的增大而 增加。
匀性不会发生改变。但是，当流场
中出现捕集物后，捕集物对微粒的
运动起到了汇集的作用，从而造成 排气中微粒分布的浓度梯度，引起 微粒的扩散输运，使微粒脱离原来 的运动轨迹向捕集物运动而被捕集。
微粒沉积的三种机理
1-扩散机理微粒； 2-拦截机理微粒； 3-惯性碰撞机理微粒
第七章 车用柴油机后处理净化
扩散机理
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
概述
随着排放法规的进一步严格，仅仅靠机内净化 技术是不够的，必须同时采取机外净化技术。
必须同时采取机外净化的理由： 1.润滑油的消耗只能减少到一定的程度，任何一种发
当粒速 的 小微的，决滞粒直扩定留直径散了时径小捕微间集小于粒，效于0在排.率11过气μμ越mm滤流高时时体速。，，内越扩需散要作考用虑已微经粒十的分扩显散著作。用，当微
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柴油机排气后处理技术路线
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7.2 微粒捕集技术
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
微粒捕集器
通过对多种捕集柴油机排气微粒途 径的研究比较，普遍认为可行性较 大的方案是采用过滤材料对排气进 行过滤捕集，即微粒捕集器法。柴 油 机 微 粒 捕 集 器 （ DPF ， diesel particulate filter）被公认为是柴油 机微粒排放后处理的主要方式。微 粒捕集器的关键技术是过滤材料的 选择与过滤体的再生，其中又以后 者尤为重要。
金属基和复合基三大类。
采用不同过滤材料的微粒捕集器结构可能不同，
但过滤机理基本一致。
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过滤机理的分类
第七章 车用柴油机后处理净化
扩散机理
在排气气流中，微粒由于受到气体
分子热运动的碰撞而作布朗运动，
使微粒的运动轨迹与流体的流线不
一致。初始排气中的微粒浓度分布
是均匀的，布朗运动不会引起微粒
的宏观输运，即微粒浓度分布的均
第七章 车用柴油机后处理净化
微粒捕集过程按过滤体结构特征不同分为：
表面过滤型：用较密实的表面过滤微粒。单位体 积表面积大，材料壁薄，过滤效率高，流动阻力小 ，但过滤体形状复杂，在高温度下易损坏。
体积过滤型：用比较疏松
的过滤体容纳微粒。难以
兼顾高效率和低阻力，但结
构均匀，不易产生很大的热
应力。
捕集器过滤材料有陶瓷基、
柴油机微粒捕集器
本节主要介绍微粒捕集器的过滤机理、过滤体材 料及其结构、过滤体再生等三个方面的问题。
过滤机理
通过对多种柴油机排气微 粒捕集途径的研究比较， 宜采用多孔介质或纤维过 滤材料对排气进行过滤， 目前应用最多的是壁流式 蜂窝陶瓷。一个好的过滤 体应该是过滤效率高且压 力损失低。
微粒捕集示意图
动机不可能不消耗润滑油。 2.机内净化主要以油气充分混合为目的，如高压喷射
技术对大微粒的减少是以增加细小微粒数量为代价， 而细小微粒对人体和环境的危害更大。 3.降低微粒与降低NOx之间存在一定的矛盾。
第七章 车用柴油机后处理净化
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柴油轿车排放限值演变过程
8
欧V排放标准的要求
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柴油机排气后处理技术路线
第七章 车用柴油机后处理净化
拦截机理
当微粒接近过滤表面， 一旦微粒与过滤表面的 距离小于或等于其半径， 即微粒直径大于或等于 过滤微孔直径时，微粒 就被拦截捕集，过滤体 起了筛子的作用，这就 是拦截机理。
拦截机理
第七章 车用柴油机后处理净化
惯性碰撞机理与综合过滤机理
惯性碰撞机理一般把微 粒理想化为只有质量而 没有体积的质点。当气 流转折时，微粒仍有足 够的动量按原运动方向 继续对着捕集物前进而 偏离流线，使一些微粒 碰撞到捕集物而被捕集 分离。由于柴油机微粒 质量太小，其扩散作用 要强于惯性作用，所以 过滤体对柴油机微粒的 惯性捕集效率较扩散捕 集效率低。
第7章 柴油机后处理净化技术
7.1 概述 7.2 微粒捕集技术 7.3 氮氧化物后处理净化技术 7.4 氧化催化技术 7.5 柴油机后处理复合净化技术
第7章 车用柴油机后处理净化
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
主要内容
分析柴油机微粒捕集器的过 滤机理，介绍了常用过滤材 料及其再生技术。还讨论 NOX的选择性催化还原、选 择性非催化还原、吸附催化 还原以及等离子辅助催化还 原等NOX的后处理净化技术 并介绍柴油机后处理复合净 化技术。
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
。wenku.baidu.com
8、简述稀薄燃烧尾气处理方法与普通发动机尾气处
理方法有什么区别。
9、简述吸附还原催化技术反应原理。
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汽车排放与污染控制
主讲:穆桂脂
山东农业大学 机械与电子工程学院
2
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
提问6
1、什么是机外净化技术？
2、过量空气系数是多少时，三效催化器对汽车尾气 有害气体的转化效果最好？
3、催化器由哪些部分组成？各部分的作用是什么？ 4、三效催化剂的由哪些贵金属组成？各自的作用是
什么？ 5、试简单阐述催化剂的反应机理。 6、简述三效催化剂的劣化机理。
7、简述三效催化转化器的主要性能指标及影响因素
综合过滤机理认为在微粒的过 滤过程中，扩散、拦截和惯性 碰撞通常是组合在一起同时起 作用的，但这三种机理并不是 完全独立的。事实上，如果扩 散、拦截和惯性碰撞三种机理 同时作用，理论上存在透过性 最大的微粒直径，若微粒小于 这个直径，扩散作用占主导， 总的捕集效率随直径的减小而 增加；若微粒大于这个直径， 拦截和惯性碰撞作用占主导， 总的捕集效率随直径的增大而 增加。
匀性不会发生改变。但是，当流场
中出现捕集物后，捕集物对微粒的
运动起到了汇集的作用，从而造成 排气中微粒分布的浓度梯度，引起 微粒的扩散输运，使微粒脱离原来 的运动轨迹向捕集物运动而被捕集。
微粒沉积的三种机理
1-扩散机理微粒； 2-拦截机理微粒； 3-惯性碰撞机理微粒
第七章 车用柴油机后处理净化
扩散机理
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
概述
随着排放法规的进一步严格，仅仅靠机内净化 技术是不够的，必须同时采取机外净化技术。
必须同时采取机外净化的理由： 1.润滑油的消耗只能减少到一定的程度，任何一种发