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DPF/CDPF对柴油机颗粒物的捕集特性对比研究

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中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2024年第4期 57-61页

作者：罗勇施蕴曦郑帅庄恺琦刘炜烨江苏大学江苏镇江212013

对柴油机颗粒捕集器(Diesel particulate filter, DPF)和催化型颗粒捕集器(Catalyzed diesel particulate filter, CDPF)捕集柴油机颗粒物并进行对比试验研究。通过发动机废气排放颗粒物粒径谱仪EEPS-3090对比研究了DPF/CDPF对不同粒径P... 详细信息

对柴油机颗粒捕集器(Diesel particulate filter, DPF)和催化型颗粒捕集器(Catalyzed diesel particulate filter, CDPF)捕集柴油机颗粒物并进行对比试验研究。通过发动机废气排放颗粒物粒径谱仪EEPS-3090对比研究了DPF/CDPF对不同粒径PM的捕集特性,通过傅里叶红外光谱仪和热重分析仪探究了DPF/CDPF前后端PM官能团和成分的变化。研究结果表明,CDPF对聚集态颗粒物和核态颗粒物的捕集率高,总捕集效果要高于DPF。柴油机排气流经DPF后,有少量的核态颗粒流出,PM中的VF含量增加;流经CDPF后,PM中VF含量下降。

关键词：柴油机颗粒物 DPF CDPF

NTP再生DPF孔道内沉积颗粒物的理化特性

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内燃机学报 2023年第4期41卷 307-314页

作者：卢奕睿施蕴曦蔡忆昔朱衎何勇周银江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

利用低温等离子体(NTP)喷射系统对已捕集颗粒物(PM)的柴油机颗粒捕集器(DPF)进行了低温(100℃)再生试验,并对DPF孔道内不同再生阶段的颗粒沉积物取样分析,通过热重分析仪(TGA)、透射电子显微镜(TEM)及拉曼光谱分析仪探究了DPF孔道内颗... 详细信息

利用低温等离子体(NTP)喷射系统对已捕集颗粒物(PM)的柴油机颗粒捕集器(DPF)进行了低温(100℃)再生试验,并对DPF孔道内不同再生阶段的颗粒沉积物取样分析,通过热重分析仪(TGA)、透射电子显微镜(TEM)及拉曼光谱分析仪探究了DPF孔道内颗粒沉积物的氧化特性、纳米结构及石墨化程度的理化特性变化规律.结果表明:随着NTP再生DPF阶段的推进,DPF孔道内颗粒沉积物中元素碳(EC)组分的最大氧化速率温度(T_(max))和燃尽温度(T_(e))均明显降低.颗粒物团絮结构中较为薄弱的部分在NTP氧化作用下先断裂,分解成链状结构;初级碳颗粒的平均微晶长度减小,平均微晶层面间距增大.由于NTP活性物质O不断键入PM中,在PM微晶边缘处生成新的含氧官能团,使得PM样品的无序程度及无定型碳含量增加,PM的氧化活性提高.

关键词：柴油机颗粒捕集器低温等离子体再生颗粒物

O_(3)质量浓度对低温等离子体氧化柴油机PM的影响

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内燃机学报 2022年第2期40卷 127-134页

作者：施蕴曦周银王为凯蔡忆昔李小华朱磊江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013 凯龙高科技股份有限公司江苏无锡214177

为高效利用臭氧(O_(3))氧化去除柴油机颗粒物(PM),探究O_(3)自身热分解规律,分析不同O_(3)质量浓度的低温等离子体(NTP)气体对柴油机颗粒物的去除量和可溶性有机物(SOF)组分的影响.基于O_(3)热分解反应方程和Arrhenius公式推导出O_(3)... 详细信息

为高效利用臭氧(O_(3))氧化去除柴油机颗粒物(PM),探究O_(3)自身热分解规律,分析不同O_(3)质量浓度的低温等离子体(NTP)气体对柴油机颗粒物的去除量和可溶性有机物(SOF)组分的影响.基于O_(3)热分解反应方程和Arrhenius公式推导出O_(3)热分解反应动力学计算公式,分析了反应温度对O_(3)变化的影响.搭建了低温等离子体氧化去除颗粒物的试验系统,对低温等离子体作用前、后的颗粒物去除量以及SOF进行分析.结果表明:O_(3)热分解的反应活化能为2.81×10^(4) J/mol、温度为80~100℃时O_(3)具有较低的分解率和较优的反应速率.O_(3)质量浓度的提高对NTP氧化去除柴油机颗粒物的效果非常显著.低温等离子体对PM中SOF的作用主要体现在碳链的缩减,并在碳链中键入O.随着O_(3)质量浓度的增加,SOF组分中含氧基团的组分比例提高,并且组分中的含氧基团数量增多.

关键词：柴油机颗粒物低温等离子体可溶性有机物

低温等离子体降低柴油机微粒和NO_x排放试验研究

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浙江大学学报（工学版） 2016年第12期50卷 2418-2423页

作者：徐辉蔡忆昔李小华施蕴曦李伟俊江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

为降低柴油机微粒（PM）和NO_x排放,基于介质阻挡放电原理设计低温等离子体（NTP）发生器;利用NTP,对加装柴油机微粒捕集器的柴油机进行试验研究.结果表明：该工况下,柴油机微粒排放的粒径分布呈单峰分布,93%的微粒是超细微粒;柴油机微... 详细信息

为降低柴油机微粒（PM）和NO_x排放,基于介质阻挡放电原理设计低温等离子体（NTP）发生器;利用NTP,对加装柴油机微粒捕集器的柴油机进行试验研究.结果表明：该工况下,柴油机微粒排放的粒径分布呈单峰分布,93%的微粒是超细微粒;柴油机微粒捕集器（DPF）对微粒数量的捕集效率约为93.8%;NTP活性气体通入后,与未通入NTP的DPF下游微粒的数量密度相比,DPF下游微粒排放的数量密度减小了68%,粒径尺寸在25.5-124.1nm减小幅度相对较大,约为80%,微粒的几何平均直径也有所减小;DPF和NTP活性气体双重作用可在降低微粒排放的同时降低NO_x排放;微粒数量密度减小98%,NO_x转化效率约为57%.

关键词：柴油机低温等离子体(NTP) 微粒(PM) 氮氧化物(NOx)

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不同气氛下微粒捕集器的离线再生

环境工程学报 2017年第2期11卷 1015-1021页

作者：徐辉蔡忆昔施蕴曦丁道伟江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013

基于NO_2、NO_2/O_2以及O_3与PM的化学反应模型,探究了气氛对微粒捕集器(DPF)离线再生效果的影响。研究结果表明,NO_2/N_2的气氛下,PM的起燃温度为250℃,而在NO_2/O_2/N_2气氛下,PM的起燃温度降至150℃左右,但在O_3/N_2气氛下,PM可在低... 详细信息

基于NO_2、NO_2/O_2以及O_3与PM的化学反应模型,探究了气氛对微粒捕集器(DPF)离线再生效果的影响。研究结果表明,NO_2/N_2的气氛下,PM的起燃温度为250℃,而在NO_2/O_2/N_2气氛下,PM的起燃温度降至150℃左右,但在O_3/N_2气氛下,PM可在低于100℃的再生温度下起燃。在3种气氛下,DPF的再生效率受再生温度的影响均较为明显。当再生温度较低(≤250℃)时,O_3/N_2气氛下,DPF的再生效果最好,且实现完全再生的时间最短;当再生温度较高(>250℃)时,NO_2/O_2/N_2气氛下,DPF再生效果最好,且温度越高,实现完全再生的时间越短。在所选的再生温度范围内,O_3/N_2气氛下的壁面最大温度梯度峰值均高于NO_2/N_2和NO_2/O_2/N_2气氛,但远小于DPF安全的温度梯度极限。

关键词：气氛柴油机微粒微粒捕集器离线再生

排气余热辅助低温等离子体再生柴油机颗粒捕集器试验

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农业工程学报 2017年第14期33卷 70-77页

作者：濮晓宇蔡忆昔施蕴曦王静顾林波田晶崔应欣江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013

为探究低温等离子体(non-thermal plasma,NTP)对无外加热源的柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)的再生过程与再生效果,搭建了排气余热辅助NTP再生DPF的试验系统。借助发动机停机后的排气余热,利用DBD(dielectric barrier... 详细信息

为探究低温等离子体(non-thermal plasma,NTP)对无外加热源的柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)的再生过程与再生效果,搭建了排气余热辅助NTP再生DPF的试验系统。借助发动机停机后的排气余热,利用DBD(dielectric barrier discharge)型NTP发生器,对处于降温过程的DPF进行再生试验研究。结果表明:随着DPF温度的下降,NTP中O3的分解反应减弱,PM(particulate matter)氧化反应加剧,DPF内部出现温度不降反升的现象,氧化区域自DPF前端逐渐向后端延伸,DPF径向中点处氧化反应最为剧烈,DPF轴向剖面上残余积碳呈现?形。再生后DPF内部残余积碳中可溶性有机成分SOF(soluble organic fraction)明显减少,且NTP处理能够降低PM中SOF及DS(dry soot)的表观活化能。整个再生过程中,DPF内部大量积碳被氧化去除。排气余热辅助的NTP再生技术,实现了对无外加热源的DPF的有效再生,使得DPF排气背压下降达69%。该文证实了排气余热辅助NTP再生DPF的可行性,为NTP再生DPF技术的应用提供了试验依据。

关键词：柴油机排放控制试验低温等离子体柴油机颗粒捕集器再生排气余热表观活化能

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掺混聚甲氧基二甲醚对柴油机排放的影响

中国环境科学 2018年第1期38卷 73-82页

作者：田晶蔡忆昔濮晓宇顾林波施蕴曦江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013 徐州工程学院机电工程学院江苏徐州221018

为研究聚甲氧基二甲醚(PODE)/柴油混合燃料对柴油机颗粒物(PM)粒径分布和各模态颗粒捕集效率的影响,将PODE按照体积百分比0%、10%、20%和30%与柴油混合,在不对柴油机做任何改动的情况下,进行排放测试,测量NO_x排放和DPF前后的颗粒粒径分... 详细信息

为研究聚甲氧基二甲醚(PODE)/柴油混合燃料对柴油机颗粒物(PM)粒径分布和各模态颗粒捕集效率的影响,将PODE按照体积百分比0%、10%、20%和30%与柴油混合,在不对柴油机做任何改动的情况下,进行排放测试,测量NO_x排放和DPF前后的颗粒粒径分布.结果表明:随着PODE掺混比提高,NO_x排放在10%~50%负荷工况下呈上升趋势,75%~100%负荷工况下呈先上升后下降的趋势;NO_2/NO_x随着PODE掺混比的提高呈上升趋势.PODE的添加可有效降低PM排放.与柴油相比,燃用PODE掺混比20%的混合燃料时,降低PM效果最好;100%负荷工况下,PM总数量浓度降低了18.93%,总体积浓度降低了31.27%.掺混PODE,使DPF对PM的捕集效果减弱,10%~50%负荷工况下较为明显,但捕集率依然可以达到95%以上.

关键词：聚甲氧基二甲醚排放物颗粒物 DPF 捕集率

氧气/空气源低温等离子体发生器的性能对比分析

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农业工程学报 2016年第11期32卷 103-108页

作者：李小华李伟俊蔡忆昔施蕴曦徐辉顾林波濮晓宇江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013

为对比不同气源的介质阻挡放电型低温等离子体发生器的性能参数,分别以氧气和空气为气源,对发生器进行了静态对比试验,研究了放电电极面积、放电电压峰峰值、气体体积流量对放电功率、单周期电荷传输量、O_3浓度、O_3产量和O_3产率的影... 详细信息

为对比不同气源的介质阻挡放电型低温等离子体发生器的性能参数,分别以氧气和空气为气源,对发生器进行了静态对比试验,研究了放电电极面积、放电电压峰峰值、气体体积流量对放电功率、单周期电荷传输量、O_3浓度、O_3产量和O_3产率的影响。结果表明,当放电电极面积增大时,放电功率和单周期电荷传输量均线性增大,但空气源对应的放电功率和单周期电荷传输量及其增长速率较低;此时,氧气和空气源的O_3浓度整体呈上升趋势而O_3产率则呈下降趋势。当放电电压峰峰值增大时,氧气和空气源的放电功率和单周期电荷传输量均显著增大,且后期增大速率加快;O_3浓度均先升后降而O_3产率则逐渐减小,高浓度和高产率不可兼得。不同放电频率下,氧气源的最大臭氧浓度大于55 mg/L,空气源的最大臭氧质量浓度在4～8 mg/L之间。当气体体积流量增大时,氧气源的放电功率和单周期电荷传输量均先上升后趋于平缓,而空气源的放电功率和单周期电荷传输量则逐渐增大;氧气源的O_3浓度下降,O_3产量上升直至平缓,而空气源的O_3浓度则先增后减,O_3产量逐渐上升但上升速率放缓;氧气源和空气源的O_3产率均随气体体积流量的增大而缓慢上升。以氧气为气源时,气体体积流量不宜超过10 L/min;以空气为气源时,气体体积流量可选取为9 L/min左右。研究结果可为低温等离子体喷射系统优化及柴油机颗粒物捕集器的再生研究提供参考。

关键词：柴油机排气颗粒氧气/空气介质阻挡放电低温等离子体放电功率颗粒物捕集器

空气源NTP喷射系统再生EGR冷却器试验研究

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农业机械学报 2016年第1期47卷 349-354页

作者：蔡忆昔郑益施蕴曦李伟俊徐辉江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013

以压缩空气为气源,建立了低温等离子体（NTP）喷射系统再生废气再循环（EGR）冷却器的试验系统,在不同的再生温度下进行EGR冷却器的再生试验,通过测量再生过程中主要活性物质（NO2、O3）以及再生产物COx的变化情况,分析了再生温度对EGR... 详细信息

以压缩空气为气源,建立了低温等离子体（NTP）喷射系统再生废气再循环（EGR）冷却器的试验系统,在不同的再生温度下进行EGR冷却器的再生试验,通过测量再生过程中主要活性物质（NO2、O3）以及再生产物COx的变化情况,分析了再生温度对EGR冷却器再生的影响。试验结果表明：空气源NTP能在18-300℃的温度范围内实现EGR冷却器再生。再生过程中,O3和NO2均随着温度的升高而降低,在150℃时被完全消耗。再生过程产生的CO较少,故C1（CO中C的质量）的值较小,占C12（COx中C的质量）的比例不足1/8。而C2（CO2中C的质量）与C12的趋势趋于一致,均随着温度的升高先增加后减小,当再生温度为150℃时,C2和C12均达到较大值。当再生温度为150℃时,NTP产生的活性物质的利用率较高,去除积碳量较多,再生效果较好。

关键词： EGR冷却器再生低温等离子体空气源