NTP协同木纤维净化柴油车尾气的理论分析与试验研究

作     者：王迎辉 

作者单位：东北林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭秀荣

授予年度：2017年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：NTP 柴油车尾气 模拟仿真模型 等离子木纤维净化器 试验研究 

摘      要：随着我国柴油车保有量的迅速增加,尾气排放的PM与NOx已成为空气污染的主要来源,传统的净化方式因其固有的局限性无法满足日益严格的排放法规,低温等离子体(NTP,Non-thermal plasma)净化发动机尾气已成为近年来的研究热点。采用NTP协同木纤维同时净化PM和NOx具有广阔的应用前景。对比分析不同NTP反应器的特点,选择适用于净化发动机尾气的放电装置;建立NTP净化NOx的NO、O和N三相气体动力学模型,分析模型中NO、NO、O、O和O浓度随时间的变化趋势;采用CHEMKIN软件建立NTP净化NOx的PFR模型,根据模型控制方程对模型进行求解,分析放电功率、净化时间和O浓度对净化效率的影响。通过对模拟仿真结果的综合分析,预测NTP可同时净化PM与NOx。为验证NTP可同时净化PM与NOx,提出NTP与木纤维相结合,本文设计等离子木纤维净化器模型,通过模拟试验的方法验证理论预测,并分析影响净化效率的不同因素。模拟试验结果表明:NTP可同时净化PM与NOx;木纤维可作为纳米级氧化铈的载体,氧化铈作为催化剂可增强净化器净化效率;气体温度的升高将会增强PM和NOx的净化效率;PM质量的增加会促进NOx的净化效率,输入电压对净化器净化效率影响较大;模拟试验结果与模拟仿真预测相吻合。本文设计可应用于柴油机排气系统的等离子木纤维净化器,搭建发动机台架试验,对影响其净化性能的参数进一步分析,试验结果表明,等离子木纤维净化器可以有效净化柴油机尾气中的PM与NOx,当木纤维滤芯填充率为0.25、输入电压为19kV、柴油机处于额定转速、负荷为40%、柴油尾气温度为210℃时,等离子木纤维净化器净化性能最佳。