微粒特性對柴油車DPF顆粒沉積影響的實驗研究

蒲云飛 孟忠偉 王青春

摘要：基于柴油機顆粒捕集器（DPF）沉積可視化裝置，利用碳黑模擬柴油機顆粒物進行了碳黑微粒特性對DPF內顆粒沉積過程影響的實驗研究。研究結果表明：隨碳黑顆粒沉積高度的增長，DPF過濾壓降可以被劃分為典型的深床過濾、過渡階段以及顆粒層過濾三個階段;在各顆粒層下，過渡階段結束時的顆粒層高度為20 μm左右;在深床過濾階段，顆粒原生粒徑與BET比表面積綜合起來相對較小就更能獲得更大的壓降;顆粒層滲透系數、孔隙率同時受到比表面積和粒徑的共同影響。

關鍵詞：柴油機;碳黑微粒特性;過濾壓降;顆粒沉積高度;滲透系數;孔隙率

中圖分類號：TK421文獻標志碼：A

文章編號：2095-5383（2018）04-0052-04

柴油機由于熱效率和經濟性較好而被廣泛應用于交通運輸行業，但是其顆粒物排放量大，會造成嚴重的環境污染[1]。要達到排放標準就需要有效的、可靠的技術以減少顆粒物排放[2]。從排放控制技術上來看，僅靠缸內燃燒控制和提高燃油品質已經難以滿足當前排放標準[3]。目前，“國IV”柴油機都普遍采用了后處理技術，并且未來將對后處理技術提出更高的要求以滿足更加嚴格的排放法規[4]。

DPF（Diesel Particulate Filter，顆粒捕捉器）是對柴油機排放顆粒物進行控制的重要手段[5]，也是當前眾多后處理技術中商業應用價值最高、市場前景最好的減排技術之一[6]。其中，壁流式DPF由于其交錯通道式的結構，具有極高的顆粒捕集效率（實現物理捕集柴油機顆粒[7]，捕集效率常常高于95%[8-9]）而得到了廣泛應用。……