脉冲电晕放电等离子体净化柴油机尾气的应用研究
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以及对机体结构、 部件 的改造完善都很有 限， 以 难 满足 日 趋严格 的排放标准。因此 ， 柴油机尾气 的 后处理技术显得格外重要。后处理技术的研究现 状可作如下描述。采用催化氧化器可 以降低排放
丙烯醛 、 未燃醇等 ） Ｃ 及 Ｏ 等对人体 、 生物构成不 同程度的威胁 ， 而且 Ｈ Ｃ和 Ｎ 在一定条件下 ， Ｏ 受 太阳照射会发生一 系列光化 反应 。所 以， 油机 柴
尾气严重污染 了人 们 的工作与生活环境 ， 愈来 愈
引起 世 界范 围的关 注和重 视 。
微粒物中的可溶性 Ｈ （ Ｏ ） Ｃ Ｓ Ｆ 的含量及气态有害
物Ｈ Ｃ和 Ｃ ， Ｏ 但催 化氧化器工作的可靠性受排气 温度和燃油量 的影响很大 ， 常要求燃油含 硫量 通 低于 ０ ０ ％甚 至 ０Ｏ ％ ， ．５ ．１ 这大大提 高了油价 （ 成 本） 又增加 了工 厂 Ｓ Ｏ 的污染排 放。采用过滤捕
好 的净化效果 ， 而且 能对 Ｎ Ｈ 、 Ｏ等有 害物 Ｏ 、ＣＣ 实现同步净化。这项技术 具有净 化效率高 、 能源 低 以及没有 二次污染 等特点 ， 发展前景 广阔 。 国
集净化 ， 通过碰撞 、 留、 截 扩散 、 沉降等机理能获得
５％ ～ ０ ０ ８％的净化效率 。但其致命弱点是柴油机 排气背压增高 ， 需定期清灰再生 ， 而且再生系统复
离的体系 ， 形成低温等离子体 ， 也可以称为非平衡 等离子体。
低温等离子体技术具有 处理流程短 、 效率高 、
严格的排放标准 ， 而且不产生其他有害气体 ， 负效 应少 。随着对 环境污染治理 要求提 高， 等离子体
活化法的优越性 与先进性进 一步显 现， 成为一项 引人注 目的高新技术。
许多技术已经商业化 ， 取得 了很好 的经济 效益与
社会效益， 被认 为是环境污染 物处理领域 中最有
发展前途的技术之一。脉 冲电晕等离子体活化法 降低汽车尾气排放 的技术 ， 也引起普遍重 视和深 入研究 。对于电晕的发展和 自由基 的产生国外已 有较深的研究 ， 国内直到 ８ ０年代后期才开始对脉 冲电晕脱硫脱硝进行研究 ， 经过多方面的研究， 已 取得了一系列的经验数据。国内脉冲电晕氧化脱 除Ｃ Ｏ的研究近几年才见报道 ， 用于控制汽车尾气 排放取得了一定的研究成果 。目前汽车尾气控制 成果较多的是将其用于排气微粒 的捕集 ， 在实验 室中已获 得较满 意的试验 数据。与其 他方 法相 比， 脉冲电晕等离子体 活化法控制尾气排放净化 效率高 ， 去除率可 以达到 ８ ％以上 ， ０ 能够满足 日益
由于柴油机尾气 中的 Ｎ ｘ Ｈ 、 Ｏ和 Ｐ 即 Ｏ 、ＣＣ Ｍ（ 碳烟粒子、 高可溶性碳氢 、 铅化物等） 臭氧（ 、 甲醛 、
剂、 优化发 动机冷 却、 改进缸盖结构等 ； 二是机 内 净化 ， 如高压缩 比、 废气再循环、 电控化油器 、 废气
涡轮增压与增压中冷技术、 降低机油消耗量等； 三 是后处理的研发。由于对油 品质量 的调节与控制
油机排放物后处理领域 的应用情况 。
【 主题词】 低温等离子 柴油机 汽车
内外 内燃机权威 已将 Ｎ Ｐ确定为未来全 面、 Ｔ 有效
０ 引 言
柴油机以其动力大、 效率高 、 燃料经济等优点 得到 日益广泛的应用。许多大型的商场 、 宾馆 、 剧
解决柴油机排气污染问题最有希望的一项技术 。
能耗低等特点 ， 其核心技术主要包括低温等离子 体放电电源的设计与反应器制造 ２部分。根据放 电机制、 压强范围和电极结构 的不同， 产生低温等
１ 柴 油机尾 气治理 的现状
目 ， 前 国内外对柴油机排气处理技术主要在 ３ 方面 ： 一是机前处 理 ， 如混合气 的形成 ， 燃油添加
院以及大小工厂企业的机械设备都 以柴油机为动 力 。中小城市、 村的交通运输、 农 农业机械更是离 不开柴油机。目前世界范 围内汽车 的动力装置柴 油机化的趋势越来越 明显 ， 在亚洲 ， 各国柴油机的 数量增长速度也 比较快。
杂 昂贵 、 滤料再生周期短 、 使用寿命 短 ， 直接影响
柴油机使用的经济性 。
收稿 日期 ： ０６—１ ２０ １—１ ７
・
２ ・ ４
上海汽车 ２ ０ ．２ ０ ７ ０
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污染处理方面 的应用研究引起 了极大关注 ， 中 其
２ 低 温等离子体净 化技术
维普资讯
脉冲 电晕放 电等离子体 净化柴油机尾 气的应用研究
唐敏康 谢 金 亮 （ 江西理工大学）
【 摘要】 目 前柴油机பைடு நூலகம்用广泛， 但是其排放的 尾气严重地污 染了 环境。应用脉冲电源放电等离子体治
理柴油机尾气， 具有效率高、 投资低、 运行成本低、 不产生二次污染等优点。最后总结了低温等离子体技术在柴
近几年来 ， 国内外出现了一种新兴 的物理 与
化学相结合的技术——低 温等离子体技术 （ Ｔ ， Ｎ Ｐ
Ｎ ｎＴ ｅ ａ Ｐ ｓ ａ 。将低温等离子体技术应用 ｏ ｈｒ ｌ ｌ ｍ ） ｍ ａ
于柴油机尾气 的净 化 ， 是柴油机尾气排 放后处 理 技术领域的一种全新概念。Ｎ １不仅对 Ｐ １ Ｐ Ｍ有很
等离子体是 物质存在的第 ４状态 ， 自由电 是 子、 离子、 原子 、 分子和 自由基 等组成 的集合体 ， 具 有宏观尺度 的电中性和高导 电性 。通常情 况下 ， 可以在电场 、 光或高能射线等作用下 ， 通过加速 电 子、 离子或高 能 中性粒 子 的碰撞 产生气体 电离。 在等离子空 间中， 电子和离子无规则热运动超过 它们的定向运动 ， 中离子的质量比电子大得多 ， 其 不易被加速 ， 中性 的自由基完全不被加速 ， 造成 电 子的平均动能远 大于离子 和中性 基团的动能 ， 这 样作为体系中质量主体的离子和 自由基温度比电 子温度低得多 ， 逐渐形成 电子温度与气体温度分
丙烯醛 、 未燃醇等 ） Ｃ 及 Ｏ 等对人体 、 生物构成不 同程度的威胁 ， 而且 Ｈ Ｃ和 Ｎ 在一定条件下 ， Ｏ 受 太阳照射会发生一 系列光化 反应 。所 以， 油机 柴
尾气严重污染 了人 们 的工作与生活环境 ， 愈来 愈
引起 世 界范 围的关 注和重 视 。
微粒物中的可溶性 Ｈ （ Ｏ ） Ｃ Ｓ Ｆ 的含量及气态有害
物Ｈ Ｃ和 Ｃ ， Ｏ 但催 化氧化器工作的可靠性受排气 温度和燃油量 的影响很大 ， 常要求燃油含 硫量 通 低于 ０ ０ ％甚 至 ０Ｏ ％ ， ．５ ．１ 这大大提 高了油价 （ 成 本） 又增加 了工 厂 Ｓ Ｏ 的污染排 放。采用过滤捕
好 的净化效果 ， 而且 能对 Ｎ Ｈ 、 Ｏ等有 害物 Ｏ 、ＣＣ 实现同步净化。这项技术 具有净 化效率高 、 能源 低 以及没有 二次污染 等特点 ， 发展前景 广阔 。 国
集净化 ， 通过碰撞 、 留、 截 扩散 、 沉降等机理能获得
５％ ～ ０ ０ ８％的净化效率 。但其致命弱点是柴油机 排气背压增高 ， 需定期清灰再生 ， 而且再生系统复
离的体系 ， 形成低温等离子体 ， 也可以称为非平衡 等离子体。
低温等离子体技术具有 处理流程短 、 效率高 、
严格的排放标准 ， 而且不产生其他有害气体 ， 负效 应少 。随着对 环境污染治理 要求提 高， 等离子体
活化法的优越性 与先进性进 一步显 现， 成为一项 引人注 目的高新技术。
许多技术已经商业化 ， 取得 了很好 的经济 效益与
社会效益， 被认 为是环境污染 物处理领域 中最有
发展前途的技术之一。脉 冲电晕等离子体活化法 降低汽车尾气排放 的技术 ， 也引起普遍重 视和深 入研究 。对于电晕的发展和 自由基 的产生国外已 有较深的研究 ， 国内直到 ８ ０年代后期才开始对脉 冲电晕脱硫脱硝进行研究 ， 经过多方面的研究， 已 取得了一系列的经验数据。国内脉冲电晕氧化脱 除Ｃ Ｏ的研究近几年才见报道 ， 用于控制汽车尾气 排放取得了一定的研究成果 。目前汽车尾气控制 成果较多的是将其用于排气微粒 的捕集 ， 在实验 室中已获 得较满 意的试验 数据。与其 他方 法相 比， 脉冲电晕等离子体 活化法控制尾气排放净化 效率高 ， 去除率可 以达到 ８ ％以上 ， ０ 能够满足 日益
由于柴油机尾气 中的 Ｎ ｘ Ｈ 、 Ｏ和 Ｐ 即 Ｏ 、ＣＣ Ｍ（ 碳烟粒子、 高可溶性碳氢 、 铅化物等） 臭氧（ 、 甲醛 、
剂、 优化发 动机冷 却、 改进缸盖结构等 ； 二是机 内 净化 ， 如高压缩 比、 废气再循环、 电控化油器 、 废气
涡轮增压与增压中冷技术、 降低机油消耗量等； 三 是后处理的研发。由于对油 品质量 的调节与控制
油机排放物后处理领域 的应用情况 。
【 主题词】 低温等离子 柴油机 汽车
内外 内燃机权威 已将 Ｎ Ｐ确定为未来全 面、 Ｔ 有效
０ 引 言
柴油机以其动力大、 效率高 、 燃料经济等优点 得到 日益广泛的应用。许多大型的商场 、 宾馆 、 剧
解决柴油机排气污染问题最有希望的一项技术 。
能耗低等特点 ， 其核心技术主要包括低温等离子 体放电电源的设计与反应器制造 ２部分。根据放 电机制、 压强范围和电极结构 的不同， 产生低温等
１ 柴 油机尾 气治理 的现状
目 ， 前 国内外对柴油机排气处理技术主要在 ３ 方面 ： 一是机前处 理 ， 如混合气 的形成 ， 燃油添加
院以及大小工厂企业的机械设备都 以柴油机为动 力 。中小城市、 村的交通运输、 农 农业机械更是离 不开柴油机。目前世界范 围内汽车 的动力装置柴 油机化的趋势越来越 明显 ， 在亚洲 ， 各国柴油机的 数量增长速度也 比较快。
杂 昂贵 、 滤料再生周期短 、 使用寿命 短 ， 直接影响
柴油机使用的经济性 。
收稿 日期 ： ０６—１ ２０ １—１ ７
・
２ ・ ４
上海汽车 ２ ０ ．２ ０ ７ ０
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污染处理方面 的应用研究引起 了极大关注 ， 中 其
２ 低 温等离子体净 化技术
维普资讯
脉冲 电晕放 电等离子体 净化柴油机尾 气的应用研究
唐敏康 谢 金 亮 （ 江西理工大学）
【 摘要】 目 前柴油机பைடு நூலகம்用广泛， 但是其排放的 尾气严重地污 染了 环境。应用脉冲电源放电等离子体治
理柴油机尾气， 具有效率高、 投资低、 运行成本低、 不产生二次污染等优点。最后总结了低温等离子体技术在柴
近几年来 ， 国内外出现了一种新兴 的物理 与
化学相结合的技术——低 温等离子体技术 （ Ｔ ， Ｎ Ｐ
Ｎ ｎＴ ｅ ａ Ｐ ｓ ａ 。将低温等离子体技术应用 ｏ ｈｒ ｌ ｌ ｍ ） ｍ ａ
于柴油机尾气 的净 化 ， 是柴油机尾气排 放后处 理 技术领域的一种全新概念。Ｎ １不仅对 Ｐ １ Ｐ Ｍ有很
等离子体是 物质存在的第 ４状态 ， 自由电 是 子、 离子、 原子 、 分子和 自由基 等组成 的集合体 ， 具 有宏观尺度 的电中性和高导 电性 。通常情 况下 ， 可以在电场 、 光或高能射线等作用下 ， 通过加速 电 子、 离子或高 能 中性粒 子 的碰撞 产生气体 电离。 在等离子空 间中， 电子和离子无规则热运动超过 它们的定向运动 ， 中离子的质量比电子大得多 ， 其 不易被加速 ， 中性 的自由基完全不被加速 ， 造成 电 子的平均动能远 大于离子 和中性 基团的动能 ， 这 样作为体系中质量主体的离子和 自由基温度比电 子温度低得多 ， 逐渐形成 电子温度与气体温度分