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通过试验探索了用臭氧低温氧化再生柴油机微粒捕集器的可行性。试验系统由管式炉、采样器、臭氧发生器、气体预热管、尾气吸收装置、烟气分析仪等组成。主要研究内容及结果包括:
1.试验研究了反应温度、臭氧浓度、反应时间等对臭氧氧化柴油机排气微粒物质(PM)的影响。结果表明:臭氧在155℃时就开始对PM产生明显氧化,200℃时开始快速氧化,超过250℃时,氧化效果开始下降,最佳氧化温度窗口为200℃~240℃;提高臭氧浓度,氧化速度明显加快,当臭氧浓度为5000ppm、温度为200℃、滤筒过滤气速为1.35m/min时,氧化5分钟,PM氧化率达到92%以上;用臭氧低温氧化法再生柴油机微粒捕集器是可行的,该方法具有氧化温度低、氧化速度快、无需催化剂,不受燃油含硫量影响等特点,值得深入研究。
2.通过试验初步探索了臭氧氧化PM的机理。探索结果表明:臭氧与微粒反应的质量比值在4到4.5之间,也即一个C分子消耗掉一个臭氧分子,主要产物为CO和O2;当臭氧过量时,臭氧会继续和产物中的CO反应,生成CO2。
3.试验研究了NO对臭氧氧化PM的影响,并初步探索了影响机理。结果表明:NO对臭氧氧化PM的影响很大,在200℃、臭氧浓度为5000ppm的条件下,当反应气中没有NO时,在5分钟内完成氧化,只要反应气中存在NO,臭氧就会优先与NO反应而停止氧化PM;200℃下,[O3]/[NO]分别为1、10、50、100反应时,反应产物中均检测不出臭氧的存在,而已知臭氧以1∶1氧化NO且氧化产物主要为NO2,因此推测NO2是促进臭氧分解的催化剂,可使臭氧在短时间内完全分解。
4.综合试验结果,探索了臭氧低温再生柴油机微粒捕集器的几个方案,并对方案进行了能耗分析。分析结果表明,对于最大功率为190kW的柴油机,臭氧氧化再生柴油机微粒捕集器的装机功率仅为0.81kW。
1.试验研究了反应温度、臭氧浓度、反应时间等对臭氧氧化柴油机排气微粒物质(PM)的影响。结果表明:臭氧在155℃时就开始对PM产生明显氧化,200℃时开始快速氧化,超过250℃时,氧化效果开始下降,最佳氧化温度窗口为200℃~240℃;提高臭氧浓度,氧化速度明显加快,当臭氧浓度为5000ppm、温度为200℃、滤筒过滤气速为1.35m/min时,氧化5分钟,PM氧化率达到92%以上;用臭氧低温氧化法再生柴油机微粒捕集器是可行的,该方法具有氧化温度低、氧化速度快、无需催化剂,不受燃油含硫量影响等特点,值得深入研究。
2.通过试验初步探索了臭氧氧化PM的机理。探索结果表明:臭氧与微粒反应的质量比值在4到4.5之间,也即一个C分子消耗掉一个臭氧分子,主要产物为CO和O2;当臭氧过量时,臭氧会继续和产物中的CO反应,生成CO2。
3.试验研究了NO对臭氧氧化PM的影响,并初步探索了影响机理。结果表明:NO对臭氧氧化PM的影响很大,在200℃、臭氧浓度为5000ppm的条件下,当反应气中没有NO时,在5分钟内完成氧化,只要反应气中存在NO,臭氧就会优先与NO反应而停止氧化PM;200℃下,[O3]/[NO]分别为1、10、50、100反应时,反应产物中均检测不出臭氧的存在,而已知臭氧以1∶1氧化NO且氧化产物主要为NO2,因此推测NO2是促进臭氧分解的催化剂,可使臭氧在短时间内完全分解。
4.综合试验结果,探索了臭氧低温再生柴油机微粒捕集器的几个方案,并对方案进行了能耗分析。分析结果表明,对于最大功率为190kW的柴油机,臭氧氧化再生柴油机微粒捕集器的装机功率仅为0.81kW。