基于低温等离子体喷射系统的柴油机模拟排气NO转化研究

为了研究低温等离子体后处理系统对柴油机有害排放物的作用效果,设计了介质阻挡放电式低温等离子体反应器,采用一种独立于柴油机排气管之外的低温等离子体喷射系统,研究了在不同的低温等离子体气体喷射量及柴油机不同模拟排气温度下,NO的转化及影响因素。研究表明:在低温等离子体喷射系统作用下,NO主要转化为NO2,NOx总量变化不大;随着激励电压峰—峰值的增加,NO转化为NO2的转化率先上升后下降;对应于不同的柴油机排气量,低温等离子体气体喷射量存在一个最佳值,可使得NO转化为NO2的效率最高;高温不利于NO的转化。     

串联谐振模式下介质阻挡放电动态负载及工作特性研究

分析了采用串联谐振中频逆变高压电源供电的介质阻挡放电装置的工作原理及其负载输入电压的频率特性,并对其动态负载及工作特性进行了试验研究。结果表明:负载的介质等效电容随着放电功率的增加而增大,气隙等效电容则随放电功率的增加而减小,气隙及介质等效电容的串联值随放电功率的变化较小;上述系统在负载气隙击穿前后存在两个不同的谐振频率,系统工作在气隙击穿前的谐振频率放电最易启动,而电源频率接近气隙击穿后的回路谐振频率时有利于系统放电功率的提高,为介质阻挡放电型低温等离子体反应器的设计及改进提供了理论及试验依据。     

等离子体辅助NH_3-SCR去除柴油机NO_x的试验研究

为提高传统选择性催化还原(SCR)技术低温去除NOx的效率,设计了一套基于介质阻挡放电形式的低温等离子体反应器辅助NH3-SCR反应系统。通过改变放电电压及模拟气体组分,考察了反应温度和O2体积分数对低温等离子体辅助NH3-SCR去除NOx效率的影响。结果表明:低温下等离子体的促进作用显著,高温时促进作用较微弱;NOx去除效率随O2体积分数增大而先升高后降低,加入等离子体反应器能显著提升低温时NOx去除效率。     

柴油机等离子体后处理器台架试验研究

介绍了一种基于电晕放电等离子体的柴油机排气后处理装置的工作原理.在发动机试验台上使用欧洲瞬态循环测试了该装置对降低柴油机颗粒物(PM)和其它污染物排放的效果,并对比了30 000km运行前后排放控制性能的变化情况.结果表明,加装了该后处理器后,发动机的PM排放减少了50%,C0和THC降低40%以上,NOx排放也有一定程度的削减;经耐久性运行后,工作性能没有明显的劣化.     

低温等离子体对柴油机尾气净化效果的研究

本文中对利用低温等离子体(NTP)技术净化柴油机尾气中的颗粒物(PM)、总碳氢(THC)和氮氧化物(NOx)进行研究,结果表明,介质阻挡放电反应器的输入能量和对柴油机尾气的处理量是影响NTP净化性能的主要因素.在低能量窗口(输入电压约为7.5kV)内,NTP对NOx净化效果较好,对PM和THC的净化效果较差;而在高能量窗口(输入电压为10kV)内,NTP能有效地净化PM和THC,却可能使NOx的浓度增大.在相同输入能量条件下,处理量越大NTP的净化效果越差.     

低温等离子体净化汽车尾气中NO的研究

采用介质阻挡放电等离子体脱除汽车尾气中的NO,通过试验对“N2+NO”模拟尾气的低温等离子体净化作了研究;考察了放电电压、尾气在等离子体反应器中的停留时间、NO初始浓度对模拟尾气中NO去除率的影响;对低温等离子体脱除汽车尾气中NO的可能途径作了探讨,并从中判断出N2+NO体系中的主要反应,建立了动力学模型。模型中NO的反应动力学曲线与试验数据的一致性良好,证明了反应机理的合理性。     

双介质低温等离子体空气放电光谱分析及工作参数对 NOx生成的影响

依据介质阻挡放电原理及低温等离子体转化有害气体的机理,设计了一套双介质阻挡放电型低温等离子体空气放电试验系统。研究了空气流量、激励电压峰峰值（VP‐P）及放电频率对空气放电特性及其产生的NO,NO2体积分数变化的影响,并采集了放电区域光谱信息。研究结果表明：当VP‐P、空气流量保持恒定时,NO,NO2的体积分数随放电频率的增大而逐渐减小;当放电频率、VP‐P保持恒定时,NO,NO2的体积分数均随空气流量的增大而逐渐减小;保持放电频率不变,VP‐P从13kV增大到28kV过程中,氮气发射特征谱线强度逐渐增大;保持VP‐P不变,放电频率从7kHz增大到11kHz过程中,氮气特征谱线强度逐渐减小。     

低温等离子体喷射系统降低排放及再生DPF的试验研究

通过建立低温等离子体(NTP)喷射系统试验台架,研究了NTP反应器产生的活性物质对柴油机HC,NOx,PM排放的转化效果,并研究了对DPF的再生效果。研究结果表明:当柴油机在低速小负荷工况运行时,排气温度较低,NTP反应器产生的O3,O等活性物质主要将柴油机NOx排放物中的NO部分氧化为NO2;当柴油机高速大负荷工况运行时,活性物质对排气中HC,PM的氧化作用加强,将额外生成CO,同时实现对DPF的连续再生。     

采用低温等离子体同步净化柴油机PM和NO_x(一):物理仿真

为了实现对柴油机尾气中PM和NOx的同步去除,将静电旋风捕集技术与等离子体协同烃类选择性催化还原技术(Plasma/HC-SCR)相结合开发了一套柴油机后处理原理性试验装置。该装置集柴油机PM的静电捕集、PM的氧化燃烧、NOx的选择性催化还原于一体,对在富氧条件下利用烃类选择还原催化和静电旋风捕集同步去除柴油机PM和NOx进行了利用可控标准气体的模拟试验研究,得到了净化效率随相关参数之间的变化规律。在单纯的等离子体环境下,NO浓度降低,NO2浓度增加,但总的NOx基本保持不变;使用催化剂的同时辅助等离子体可以使NO的峰值转化率所对应的温度向低温区偏移50℃左右;催化剂、等离子体、还原HC对于降低炭烟的起燃温度都有影响,同时使用可以使炭烟的起燃温度最低降低到280℃。此装置实现了柴油机PM和NOx的同步去除。     

采用低温等离子体同步净化柴油机PM和NO_x(二):试验研究

采用静电旋风捕集技术与等离子体协同烃类选择性还原技术相结合的方法研制了柴油机后处理装置,在柴油机试验台架上进行了实际柴油机排气净化试验,考察了实际柴油机排气环境下低温等离子体净化柴油机NOx和PM的实际效果。研究结果表明,随着进口流速的增加静电旋风捕集效率略有下降;低温等离子体降低了炭烟的再生温度,炭烟在等离子体和催化的共同作用下280℃即可催化燃烧;等离子体催化系统在外加还原HC的条件下NOx转化率最高可达60%。     

Carbon Deposit Incineration During Engine Flameout Using Non-Thermal Plasma Injection

In order to investigate the influence of initial regeneration temperatures on diesel particulate filter (DPF) regeneration, an experimental study of DPF regeneration was implemented using a dielectric barrier discharge (DBD) reactor, aided by exhaust waste heat after engine flameout. DPF trapping characteristics and carbon deposit mass were discussed to facilitate further data analysis and calculation. DPF regeneration was then investigated by comparison analysis of deposit removal mass, backpressure drop, and internal temperature change. The results revealed that a large amount of particulate matter (PM) was deposited in DPF with a high filtration efficiency of about 90 %. The deposit removal rate and percentage drop of the backpressure both maximized at the initial temperature of 100 °C. During DPF regeneration, the sharp rise of internal temperature indicated vigorous PM incineration and high CO₂ emission. The results successfully demonstrated DPF regeneration using non-thermal plasma injection during engine flameout, and prominent heat durability was achieved in this method.     

脉冲电晕放电等离子体净化柴油机尾气的应用研究

目前柴油机应用广泛,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油机排放物后处理领域的应用情况。     

一种多元催化系统对柴油机排气净化研究

对使用低温等离子体(NTP)辅助催化型颗粒物捕集器(CDPF)的多元催化净化系统对柴油机尾气污染物的净化作用进行了试验研究。结果表明,NTP可有效去除柴油机PM,最高净化效率可达67%,且受柴油机运行工况影响较小,但受能流密度影响较大,且NOx的浓度均有不同程度的增加;使用NTP/CDPF多元催化净化系统,两种净化措施能形成优势互补,对柴油机尾气中NOx、PM等污染物有良好催化净化性能,去除效率分别达82%、31%。     

非平衡等离子体净化发动机尾气的研究

按照“严控两端”的创新思路,以气体放电理论为基础,研制出了一套去除汽车尾气有害排放物的非平衡等离子体反应装置,并进行了去除NOx的试验研究。结果表明,在一定范围内,NOx去除率随进气放电反应管通电数目、排气梯度钢筒通电数目和钢筒内钼丝缠绕数目的变化而变化。在发动机中低速工况下,该尾气处理装置对NOx的去除率可达到65%左右。与传统三元催化器相比,该装置结构简单、成本低、可靠性高。若能进一步提升去污效果,具有很好的应用前景。     

DBD型低温等离子体放电功率影响因素研究

为深入理解介质阻挡放电特性,提高其运行效率,采用Q-VLissajous图形法对介质阻挡放电功率P进行测量,研究了外加激励峰值电压V、放电频率f、放电气隙lg、介质厚度ld等因素对介质阻挡放电功率的影响。试验结果表明,P随V的增大而增大;相同V时,提高f可增大P,且采用较大f的P随V的增长速度较快;P随lg的增加而提高,但lg不宜太大,否则热损耗增加,且易造成介质击穿;减小ld可提高P,为避免介质击穿,ld也不宜太小。     

Majorization of working parameters for non-thermal plasma reactor and impact on no oxidation of diesel engine

The main target of this work is to realize the function of pre-oxidizing NO from diesel engine’s exhaust by using self-designed double-dielectric Non-thermal Plasma (NTP) reactor. The majorized discharge frequency and discharge peak to peak voltage (V_p-p) range for NTP reactor were obtained through air discharge test. The diesel engine test bench was established to observe the effect of NTP on the volume fraction of NO. The results showed that there were more active substances and fewer by-products in NTP reactor when discharge frequency was 9 kHz and V_p-p was between 9 kV and 23 kV; Exhaust flows had insignificant effect on the performance of NTP pre-oxidizing NO; The ability of NTP to pre-oxidize NO gradually weakened with the increase of engine load, and when the engine load were 0 % and 25 %, the ratio of NO/NO₂ could reach 1. In such working conditions, SCR system could improve the conversion rate of the NO_x at low-temperature zone through quick reaction combined with NTP.